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JP6539499B2 - Resist pattern formation method - Google Patents

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JP6539499B2 JP2015107303A JP2015107303A JP6539499B2 JP 6539499 B2 JP6539499 B2 JP 6539499B2 JP 2015107303 A JP2015107303 A JP 2015107303A JP 2015107303 A JP2015107303 A JP 2015107303A JP 6539499 B2 JP6539499 B2 JP 6539499B2
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Description

本発明はレジストパターン形成方法及びスプリットパターン形成用のポジ型レジスト組成物に関する。   The present invention relates to a method for forming a resist pattern and a positive resist composition for forming a split pattern.

リソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。
露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。
微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化(高エネルギー化)が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長(高エネルギー)の電子線、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
In the lithography technique, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to radiation such as light or electron beam through a mask on which a predetermined pattern is formed. And a development process is performed to form a resist pattern of a predetermined shape on the resist film.
A resist material in which the exposed portion changes to a property of being dissolved in the developer is referred to as a positive type, and a resist material in which the exposed portion is changed to a property not to be dissolved in the developer is referred to as a negative type.
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, miniaturization of patterns is rapidly progressing with advances in lithography technology.
Generally as a method of refinement | miniaturization, shortening of the wavelength (exposure) of the exposure light source is performed. Specifically, conventionally, ultraviolet rays represented by g-line and i-line have been used, but at present, mass production of semiconductor elements using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has been started. In addition, electron beams with a wavelength (high energy) shorter than those of these excimer lasers, EUV (extreme ultraviolet), X-rays, and the like are also being studied.

より微細なパターンを提供する手法として、パターニングを複数回行ってレジストパターンを形成するダブルパターニングプロセスが提案されている。ダブルパターニングプロセスによれば、たとえば、支持体上に、第1のレジスト組成物を用いてパターニングを行うことにより、第1のレジストパターンを形成した後、該第1のレジストパターンが形成された前記支持体上に、第2のレジスト組成物を用いてパターニングを行うことにより、1回のパターニングで形成されるレジストパターンよりも高解像のレジストパターンが形成できる。   As a method of providing a finer pattern, a double patterning process has been proposed in which patterning is performed multiple times to form a resist pattern. According to the double patterning process, for example, the first resist pattern is formed on the support by patterning using the first resist composition, and then the first resist pattern is formed. By performing patterning on the support using the second resist composition, it is possible to form a resist pattern with higher resolution than a resist pattern formed by one patterning.

また特許文献1には、支持体上に第1のレジストパターンを形成し、該第1のレジストパターンが形成された支持体上にSiO膜を形成し、該SiO膜を犠牲膜としてエッチングを行い、その後第1のレジストパターンを除去することにより、SiO膜の第2パターンを形成する方法が記載されている。 Further, in Patent Document 1, a first resist pattern is formed on a support, an SiO 2 film is formed on the support on which the first resist pattern is formed, and etching is performed using the SiO 2 film as a sacrificial film. And then removing the first resist pattern to form a second pattern of SiO 2 film.

特開2013−164509号公報JP, 2013-164509, A

しかしながら上記のような方法は、複数回の露光が必要であったり、工程数が多く処理が煩雑といった問題があり、微細パターンを形成する方法には未だ改良の余地があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、微細パターンを形成することができるレジストパターン形成方法、及び該レジストパターン形成方法に好適に用いられるスプリットパターン形成用のレジスト組成物を提供することを課題とする。
However, the method as described above has a problem that a plurality of exposures are required and the number of steps is large and processing is complicated, and there is still room for improvement in the method of forming a fine pattern.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a resist pattern forming method capable of forming a fine pattern, and a resist composition for forming a split pattern suitably used for the resist pattern forming method. To be an issue.

本発明の第1の態様は、支持体上に、ポジ型レジスト組成物を塗布し、ポジ型レジスト膜を形成し、前記ポジ型レジスト膜を露光し、アルカリ現像して、第1のレジストパターンを形成する工程Aと、前記第1のレジストパターンが形成された前記支持体上に、前記第1のレジストパターンを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、前記第1のレジストパターンとこれを被覆する第1の層を含む構造体を得る工程Bと、前記構造体を加熱し、前記の酸又は熱酸発生剤から発生する酸の作用により前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性を変化させる工程Cと、前記加熱後の構造体を有機溶剤現像し、前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性が変化した領域以外の領域を除去して、スプリットパターンを形成する工程Dと、を有する、レジストパターン形成方法であって、前記ポジ型レジスト組成物は、酸拡散制御剤を含有し、前記酸拡散制御剤は酸解離定数(pKa)が3.0以上の酸を含むことを特徴とするレジストパターン形成方法である。   According to a first aspect of the present invention, a positive resist composition is coated on a support, a positive resist film is formed, the positive resist film is exposed, alkali development is performed, and a first resist pattern is formed. A solution containing an acid or a thermal acid generator is coated on the support on which the first resist pattern is formed, and a step A of forming a first resist pattern, Step B of obtaining a structure including a first resist pattern and a first layer covering the resist pattern 1; heating the structure; and the action of an acid generated from the acid or the thermal acid generator; the first resist Step C of changing the solubility of the pattern in the developer, and developing the heated structure with an organic solvent to remove regions other than the region in which the solubility of the first resist pattern in the developer has changed, Split putter C. forming the resist pattern forming step, wherein the positive resist composition contains an acid diffusion control agent, and the acid diffusion control agent has an acid dissociation constant (pKa) of 3.0. It is a resist pattern formation method characterized by including the above acids.

本発明の第2の態様は、前記本発明の第1の態様のレジストパターン形成方法に用いられるポジ型レジスト組成物であって、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が増大するポジ型レジスト組成物であり、酸拡散制御剤を含有し、前記酸拡散制御剤は酸解離定数(pKa)が3.0以上の酸を含むことを特徴とするスプリットパターン形成用のポジ型レジスト組成物である。   A second aspect of the present invention is a positive resist composition used in the method of forming a resist pattern according to the first aspect of the present invention, which generates an acid upon exposure to light, and acts on the developer by the action of the acid. It is a positive resist composition with increased solubility, and contains an acid diffusion controller, and the acid diffusion controller contains an acid having an acid dissociation constant (pKa) of 3.0 or more. Positive-working resist composition.

本発明によれば、微細パターンを形成することができるレジストパターン形成方法、及び該レジストパターン形成方法に好適に用いられるスプリットパターン形成用のレジスト組成物を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a resist pattern formation method capable of forming a fine pattern, and a resist composition for split pattern formation suitably used for the resist pattern formation method.

本発明のレジストパターン形成方法の第1の実施形態の概略工程を示す図である。It is a figure which shows the general | schematic process of 1st Embodiment of the resist pattern formation method of this invention. 本発明のレジストパターン形成方法の第2の実施形態の概略工程を示す図である。It is a figure which shows the general | schematic process of 2nd Embodiment of the resist pattern formation method of this invention.

本明細書及び本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「フッ素化アルキル基」又は「フッ素化アルキレン基」は、アルキル基又はアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基をいう。
「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、アクリル酸(CH=CH−COOH)のカルボキシ基末端の水素原子が有機基で置換された化合物である。
アクリル酸エステルは、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該α位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基(Rα)は、水素原子以外の原子又は基であり、たとえば炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基等が挙げられる。なお、アクリル酸エステルのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことである。
以下、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されたアクリル酸エステルをα置換アクリル酸エステルということがある。また、アクリル酸エステルとα置換アクリル酸エステルとを包括して「(α置換)アクリル酸エステル」ということがある。
「ヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ヒドロキシスチレン誘導体」とは、ヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子を有機基で置換したもの、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンのベンゼン環に、水酸基以外の置換基が結合したもの、等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
ヒドロキシスチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
「ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位」とは、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ビニル安息香酸誘導体」とは、ビニル安息香酸のα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のカルボキシ基の水素原子を有機基で置換したもの、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のベンゼン環に、水酸基およびカルボキシ基以外の置換基が結合したもの、等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
「スチレン誘導体」とは、スチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたものを意味する。
「スチレンから誘導される構成単位」、「スチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、スチレン又はスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
上記α位の置換基としてのアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、炭素数1〜5のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基)等が挙げられる。
また、α位の置換基としてのハロゲン化アルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、ハロゲン原子で置換した基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
また、α位の置換基としてのヒドロキシアルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、水酸基で置換した基が挙げられる。該ヒドロキシアルキル基における水酸基の数は、1〜5が好ましく、1が最も好ましい。
「置換基を有していてもよい」と記載する場合、水素原子(−H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(−CH−)を2価の基で置換する場合の両方を含む。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present specification and claims, “aliphatic” is a concept relative to an aromatic and is defined to mean a group, a compound or the like having no aromaticity.
The term "alkyl group" is intended to include linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups, unless otherwise specified.
The "alkylene group" is intended to include a linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon group unless otherwise specified. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group.
The “halogenated alkyl group” is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a halogen atom, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
The "fluorinated alkyl group" or "fluorinated alkylene group" refers to a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or the alkylene group are substituted with a fluorine atom.
The "constituent unit" means a monomer unit (monomer unit) constituting a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
The “constituent unit derived from acrylic acid ester” means a constitutional unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of acrylic acid ester.
The “acrylic ester” is a compound in which the hydrogen atom at the carboxy group terminal of acrylic acid (CH 2 = CH—COOH) is substituted with an organic group.
In the acrylic ester, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted by a substituent. The substituent (R α ) for substituting the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position is an atom or a group other than a hydrogen atom, and is, for example, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, a halogenation of 1 to 5 carbon atoms Alkyl groups, hydroxyalkyl groups and the like can be mentioned. In addition, the carbon atom of alpha-position of acrylic acid ester is a carbon atom which the carbonyl group has couple | bonded, unless there is particular notice.
Hereinafter, an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α position is substituted with a substituent may be referred to as an α-substituted acrylic acid ester. Moreover, an acrylic ester and an alpha substituted acrylic ester may be included and it may be called "(alpha substituted) acrylic ester."
The “constituent unit derived from hydroxystyrene derivative” means a constitutional unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative.
The term "hydroxystyrene derivative" is a concept including those in which a hydrogen atom at the alpha position of hydroxystyrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group, and derivatives thereof. As their derivatives, those in which the hydrogen atom of hydroxystyrene which may be substituted with a hydrogen atom at the alpha position is substituted with an organic group, or even if the hydrogen atom at the alpha position is substituted with a substituent What has substituents other than a hydroxyl group couple | bonded with the benzene ring of good hydroxystyrene, etc. are mentioned. The alpha position (carbon atom at the alpha position) refers to the carbon atom to which the benzene ring is bonded unless otherwise specified.
As a substituent which substitutes the hydrogen atom of alpha position of hydroxystyrene, the thing similar to what was mentioned as a substituent of alpha position in the above-mentioned alpha substitution acrylic acid ester is mentioned.
The “constituent unit derived from vinylbenzoic acid or a vinylbenzoic acid derivative” means a constitutional unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of vinylbenzoic acid or a vinylbenzoic acid derivative.
The "vinyl benzoic acid derivative" is a concept including those in which the hydrogen atom at the α-position of vinyl benzoic acid is substituted with an alkyl group, another substituent such as a halogenated alkyl group, and derivatives thereof. As their derivatives, those in which the hydrogen atom in the alpha position is substituted with an organic group and the hydrogen atom in the carboxy group of vinyl benzoic acid which may be substituted with a substituent, or the hydrogen atom in the alpha position is substituted with a substituent And those in which a substituent other than a hydroxyl group and a carboxy group is bonded to the benzene ring of vinyl benzoic acid which may be mentioned. The alpha position (carbon atom at the alpha position) refers to the carbon atom to which the benzene ring is bonded unless otherwise specified.
The "styrene derivative" means that the hydrogen atom at the alpha position of styrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group.
The “structural unit derived from styrene” and the “structural unit derived from a styrene derivative” mean a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of styrene or a styrene derivative.
The alkyl group as a substituent at the α-position is preferably a linear or branched alkyl group, and specifically, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group) , N-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group) and the like.
In addition, specific examples of the halogenated alkyl group as a substituent at the α-position include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the above “alkyl group as a substituent at the α-position” are substituted with a halogen atom Be Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
Further, specific examples of the hydroxyalkyl group as a substituent at the α-position include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned “alkyl group as a substituent at the α-position” are substituted with a hydroxyl group. The number of hydroxyl groups in the hydroxyalkyl group is preferably 1 to 5, and most preferably 1.
When it is described that "it may have a substituent", when substituting a hydrogen atom (-H) with a monovalent group and when substituting a methylene group (-CH 2- ) with a divalent group Including both.
"Exposure" is a concept that includes general radiation irradiation.

≪レジストパターン形成方法≫
本発明の第1の態様は、支持体上に、ポジ型レジスト組成物を塗布し、ポジ型レジスト膜を形成し、前記ポジ型レジスト膜を露光し、アルカリ現像して、第1のレジストパターンを形成する工程Aと、前記第1のレジストパターンを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、第1の層を形成する工程Bと、前記工程AからBで得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を加熱し、前記第1の層中の酸の作用により前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性を変化させる工程Cと、前記被覆された第1のレジストパターンを有機溶剤現像し、前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性が変化した領域以外の領域を除去し、第2のレジストパターンを形成する工程Dと、を有する。
前記工程Aで用いられるポジ型レジスト組成物は、酸拡散制御剤成分を含有し、前記酸拡散制御剤成分は、酸解離定数(pKa)が3.0以上の酸を含む。
以下、本態様のレジストパターン形成方法について、図面を参照しながら説明する。
«Method for forming resist pattern»
According to a first aspect of the present invention, a positive resist composition is coated on a support, a positive resist film is formed, the positive resist film is exposed, alkali development is performed, and a first resist pattern is formed. A step A of forming the first layer, and a step B of forming a first layer by applying a solution containing an acid or a thermal acid generator so as to cover the first resist pattern; Heating the structure including the first resist pattern, and changing the solubility of the first resist pattern in a developer by the action of the acid in the first layer; And D) developing the first resist pattern with an organic solvent, removing the region other than the region where the solubility of the first resist pattern in the developing solution has changed, and forming a second resist pattern.
The positive resist composition used in the step A contains an acid diffusion controller component, and the acid diffusion controller component contains an acid having an acid dissociation constant (pKa) of 3.0 or more.
Hereinafter, the method for forming a resist pattern according to this aspect will be described with reference to the drawings.

<第1の実施形態>
図1に、第1の実施形態のレジストパターン形成方法の概略工程を示す。図1(A)〜(D)は、それぞれレジストパターンの断面を示している。
この実施形態では、酸解離定数(pKa)が3.0以上の酸を含む酸拡散制御剤と、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分(A)と、を含有するポジ型レジスト組成物が用いられている。
まず、図1(A)に示すように、支持体1上に当該ポジ型レジスト組成物を用いて、ラインアンドスペースのレジストパターン1Pを形成する(工程A)。
次に、図1(B)に示すように、レジストパターン1Pを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、第1のレジストパターン1Pとこれを被覆する第1の層2とからなる構造体3を得る(工程B)。
その後、構造体3を加熱し、図1(C)に示すように、第1のレジストパターン1Pの表面の現像液に対する溶解性を変化させる(工程C)。
その後、有機溶剤現像を行い、図1(C)の1Pbで示される部分を除去することにより、図1(D)に示すような、第1のレジストパターンがライン、スペース、ラインに分割(スプリット)された、微細パターン(「スプリットパターン」と記載することがある。)が形成される(工程D)。
First Embodiment
FIG. 1 shows a schematic process of the resist pattern forming method of the first embodiment. FIGS. 1A to 1D each show a cross section of a resist pattern.
In this embodiment, the composition contains an acid diffusion control agent containing an acid having an acid dissociation constant (pKa) of 3.0 or more, and a base component (A) whose solubility in an alkali developer is increased by the action of the acid. Positive resist compositions have been used.
First, as shown in FIG. 1A, a resist pattern 1P of line and space is formed on a support 1 using the positive resist composition (Step A).
Next, as shown in FIG. 1B, a solution containing an acid or a thermal acid generator is applied so as to cover resist pattern 1P, and a first layer covering first resist pattern 1P and this. The structure 3 which consists of 2 is obtained (process B).
Thereafter, the structure 3 is heated, and as shown in FIG. 1C, the solubility of the surface of the first resist pattern 1P in the developing solution is changed (step C).
Thereafter, organic solvent development is performed, and the portion indicated by 1Pb in FIG. 1C is removed, whereby the first resist pattern is divided into lines, spaces, and lines as shown in FIG. ), And a fine pattern (sometimes referred to as "split pattern") is formed (step D).

[工程A]
工程Aは、支持体上に、ポジ型レジスト組成物を塗布し、ポジ型レジスト膜を形成し、前記ポジ型レジスト膜を露光し、アルカリ現像して、第1のレジストパターンを形成する工程である。工程Aで用いられるポジ型レジスト組成物については後述する。
ポジ型レジスト膜の形成は、従来公知の方法によって行うことができる。具体的には、たとえばポジ型レジスト組成物を支持体上にスピンナー等で塗布し、80〜150℃の温度で40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間のベーク処理(プレベーク(ポストアプライベーク(PAB)))を施すことによりポジ型レジスト膜を形成できる。
ポジ型レジスト膜の厚さは、特に制限はなく、30〜250nmの範囲内であることが好ましく、50〜150nmがより好ましい。
[Step A]
Step A is a step of applying a positive resist composition on a support to form a positive resist film, exposing the positive resist film, and alkali developing to form a first resist pattern. is there. The positive resist composition used in step A will be described later.
The formation of the positive resist film can be performed by a conventionally known method. Specifically, for example, a positive resist composition is coated on a support by a spinner or the like, and baked at a temperature of 80 to 150 ° C. for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds (prebake By applying PAB))), a positive resist film can be formed.
The thickness of the positive resist film is not particularly limited, and is preferably in the range of 30 to 250 nm, and more preferably 50 to 150 nm.

支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)や多層レジスト法における下層有機膜等の有機膜が挙げられる。
ここで、多層レジスト法とは、基板上に、少なくとも一層の有機膜(下層有機膜)と、少なくとも一層のレジスト膜(上層レジスト膜)とを設け、上層レジスト膜に形成したレジストパターンをマスクとして下層有機膜のパターニングを行う方法であり、高アスペクト比のパターンを形成できるとされている。すなわち、多層レジスト法によれば、下層有機膜により所要の厚みを確保できるため、レジスト膜を薄膜化でき、高アスペクト比の微細パターン形成が可能となる。
多層レジスト法には、基本的に、上層レジスト膜と、下層有機膜との二層構造とする方法(2層レジスト法)と、上層レジスト膜と下層有機膜との間に一層以上の中間層(金属薄膜等)を設けた三層以上の多層構造とする方法(3層レジスト法)とに分けられる。
The support is not particularly limited, and conventionally known ones can be used, and examples thereof include a substrate for an electronic component, and a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, a silicon wafer, a metal substrate such as copper, chromium, iron, aluminum or the like, a glass substrate, etc. may be mentioned. As a material of the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used.
In addition, as the support, an inorganic and / or organic film may be provided on the substrate as described above. Examples of inorganic films include inorganic antireflective films (inorganic BARCs). Examples of the organic film include organic films such as an organic antireflective film (organic BARC) and a lower organic film in a multilayer resist method.
Here, in the multilayer resist method, at least one organic film (lower organic film) and at least one resist film (upper resist film) are provided on a substrate, and a resist pattern formed on the upper resist film is used as a mask. It is a method of patterning the lower organic film, and is said to be able to form a pattern with a high aspect ratio. That is, according to the multilayer resist method, since the required thickness can be secured by the lower layer organic film, the resist film can be thinned, and a fine pattern with a high aspect ratio can be formed.
In the multilayer resist method, basically, a method of forming a two-layer structure of an upper layer resist film and a lower layer organic film (bilayer resist method), and one or more intermediate layers between the upper layer resist film and the lower layer organic film It is divided into the method (three-layer resist method) of forming a multilayer structure of three or more layers provided with (metal thin film etc.).

露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。前記レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EBまたはEUV用としての有用性が高い。 The wavelength used for exposure is not particularly limited, and ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. It can be done using radiation. The resist composition is highly useful for KrF excimer laser, ArF excimer laser, EB or EUV.

レジスト膜の露光方法は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)であってもよい。
液浸露光は、予めレジスト膜と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で露光(浸漬露光)を行う露光方法である。
液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ露光されるレジスト膜の有する屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
空気の屈折率よりも大きく、かつ前記レジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
フッ素系不活性液体の具体例としては、CHCl、COCH、COC、C等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70〜180℃のものが好ましく、80〜160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体の除去を、簡便な方法で行えることから好ましい。
フッ素系不活性液体としては、特に、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル化合物が好ましい。パーフルオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物やパーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。
さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2−ブチル−テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。
液浸媒体としては、コスト、安全性、環境問題、汎用性等の観点から、水が好ましく用いられる。
The exposure method of the resist film may be a normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or may be a liquid immersion exposure (Liquid Immersion Lithography).
In immersion exposure, the space between the resist film and the lowermost lens of the exposure apparatus is previously filled with a solvent (immersion medium) having a refractive index larger than that of air, and exposure (immersion exposure) is performed in that state It is an exposure method.
As the immersion medium, a solvent having a refractive index which is larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film to be exposed is preferable. The refractive index of the solvent is not particularly limited as long as it is within the above range.
Examples of the solvent having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film include water, a fluorine-based inert liquid, a silicon-based solvent, a hydrocarbon-based solvent and the like.
Specific examples of the fluorine-based inert liquid include fluorine-based compounds such as C 3 HCl 2 F 5 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , and C 5 H 3 F 7 as main components. A liquid etc. are mentioned, The thing of 70-180 degreeC of boiling points is preferable, and the thing of 80-160 degreeC is more preferable. It is preferable that the fluorine-based inert liquid has a boiling point in the above range, since the medium used for immersion can be removed by a simple method after the completion of exposure.
As the fluorine-based inert liquid, particularly preferred is a perfluoroalkyl compound in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms. Specific examples of perfluoroalkyl compounds include perfluoroalkyl ether compounds and perfluoroalkylamine compounds.
Furthermore, specifically, as the perfluoroalkylether compound, perfluoro (2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point 102 ° C.) can be mentioned, and as the perfluoroalkylamine compound, perfluorotributylamine ( Boiling point 174 ° C.) can be mentioned.
Water is preferably used as the immersion medium from the viewpoints of cost, safety, environmental problems, versatility and the like.

アルカリ現像に用いるアルカリ現像液としては、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液が挙げられる。   As an alkali developing solution used for alkali image development, 0.1-10 mass% tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution is mentioned, for example.

現像処理は、公知の現像方法により実施することが可能であり、たとえば現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、支持体表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。   The development processing can be carried out by a known development method, for example, a method of immersing the support in a developer for a fixed time (dip method), a developer is raised on the surface of the support by surface tension and rested for a fixed time Method (paddle method), method of spraying the developer on the surface of the support (spray method), coating the developer while scanning the developer coating nozzle at a constant speed on the support rotating at a constant speed The following method (dynamic dispensing method) and the like can be mentioned.

リンス液を用いたリンス処理(洗浄処理)は、公知のリンス方法により実施できる。該方法としては、たとえば一定速度で回転している支持体上にリンス液を塗出し続ける方法(回転塗布法)、リンス液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。   The rinse process (washing process) using the rinse liquid can be implemented by the well-known rinse method. The method includes, for example, a method of continuously applying a rinse solution on a support rotating at a constant speed (rotation coating method), a method of immersing a support in a rinse solution for a certain time (dip method), a support surface And a method of spraying a rinse liquid (spray method).

[工程B]
工程Bでは、前記第1のレジストパターンが形成された前記支持体上に、前記第1のレジストパターンを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、前記第1のレジストパターンとこれを被覆する第1の層とを含む構造体を得る。
工程Bにおいて、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布して形成された第1の層は、第1のレジストパターンのパターン表面に接するように形成される。これにより、後の工程Cによって、第1のレジストパターンのパターン表面の現像液に対する溶解性を変化させることができる。
また、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布して形成された第1の層は、有機溶剤現像に用いられる有機溶剤に可溶性を示す。
第1の層の塗布膜厚は、第1のレジストパターン上面の有機溶剤に対する溶解性を変化させない程度とされる。かかる第1の層の塗布膜厚は、例えば、第1のレジストパターンのパターン高さを1に対し、0.5〜1.5が好ましく、0.8〜1.4がより好ましく、0.9〜1.2が特に好ましい。
工程Bで用いられる酸又は熱酸発生剤を含む溶液については後述する。
[Step B]
In step B, a solution containing an acid or a thermal acid generator is applied on the support on which the first resist pattern is formed to cover the first resist pattern, and the first resist is coated. A structure comprising a pattern and a first layer covering the pattern is obtained.
In step B, a first layer formed by applying a solution containing an acid or a thermal acid generator is formed to be in contact with the pattern surface of the first resist pattern. Thereby, the solubility with respect to the developing solution of the pattern surface of a 1st resist pattern can be changed by the process C of subsequent.
In addition, the first layer formed by applying a solution containing an acid or a thermal acid generator exhibits solubility in an organic solvent used for organic solvent development.
The coating film thickness of the first layer is set to such an extent that the solubility of the upper surface of the first resist pattern in the organic solvent is not changed. The applied film thickness of the first layer is, for example, preferably 0.5 to 1.5, more preferably 0.8 to 1.4, and more preferably 0 to 1.5 relative to the pattern height of the first resist pattern. 9 to 1.2 are particularly preferred.
The solution containing the acid or thermal acid generator used in step B will be described later.

[工程C]
工程Cは、前記構造体を加熱し、前記の酸又は熱酸発生剤から発生する酸の作用により前記第1のレジストパターンの有機溶剤に対する溶解性を変化させる。工程Cにおける加熱処理は、例えば、90〜150℃で50〜120秒間のベーク処理を行えばよい。
[Step C]
In step C, the structure is heated, and the solubility of the first resist pattern in an organic solvent is changed by the action of the acid or the acid generated from the thermal acid generator. The heat treatment in the step C may be, for example, baking treatment at 90 to 150 ° C. for 50 to 120 seconds.

工程Cにより、図1(C)に示すように、第1のレジストパターン表面の有機溶剤に対する溶解性が変化して、有機溶剤不溶性領域1Paが形成される。
上記工程Aでは、ポジ型レジスト組成物を用い、アルカリ現像により第1のレジストパターン1Pを形成している。つまり、第1のレジストパターンは、アルカリ不溶性である。
工程Cにおいて、前記工程AからBで得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を加熱することにより、第1のレジストパターン1P表面には、酸又は熱酸発生剤から発生した酸が基材成分(A)に作用することで、有機溶剤に対する溶解性が減少した、有機溶剤不溶性領域1Paが形成される。すなわち、第1のレジストパターン1Pの外側は、有機溶剤に対して不溶性領域1Paとなり、内側は、有機溶剤に対して可溶性領域1Pbとなる。
By the step C, as shown in FIG. 1C, the solubility of the surface of the first resist pattern in the organic solvent is changed to form an organic solvent insoluble region 1Pa.
In the step A, the first resist pattern 1P is formed by alkaline development using a positive resist composition. That is, the first resist pattern is alkali insoluble.
In the step C, by heating the structure including the first resist pattern obtained in the steps A to B, an acid or an acid generated from a thermal acid generator is formed on the surface of the first resist pattern 1P. By acting on the base component (A), an organic solvent insoluble region 1 Pa in which the solubility in the organic solvent is reduced is formed. That is, the outside of the first resist pattern 1P is an insoluble region 1Pa with respect to the organic solvent, and the inside is a soluble region 1Pb with respect to the organic solvent.

図1(C)において、有機溶剤不溶性領域1Paの幅(ライン幅)、又は有機溶剤可溶性領域1Pbの幅(スペース幅)は、用いるポジ型レジスト組成物の各組成(基材成分(A)、酸発生剤成分等)、酸又は熱酸発生剤から発生する酸の酸強度、後の工程Dにおける加熱条件等によって制御することができる。
また、工程Cで用いる酸又は熱酸発生剤から発生する酸のpKaと、第1のレジストパターンを形成するために用いられるポジ型レジスト組成物が含有する酸拡散制御剤が含む酸のpKaとの差が大きいと、ライン幅が狭いスプリットパターンを形成することができる。ここで、スプリットパターンのライン幅とは、図1(D)の断面における有機溶剤不溶性領域1Paの幅をいう。
In FIG. 1C, the width (line width) of the organic solvent insoluble region 1Pa or the width (space width) of the organic solvent soluble region 1Pb corresponds to each composition (base component (A) of the positive resist composition used, The acid generator component can be controlled by the acid strength of the acid or acid generated from the thermal acid generator, the heating condition in the subsequent step D, and the like.
In addition, the pKa of the acid used in step C or the acid generated from the thermal acid generator, and the pKa of the acid contained in the acid diffusion control agent contained in the positive resist composition used to form the first resist pattern When the difference of is large, it is possible to form a split pattern having a narrow line width. Here, the line width of the split pattern refers to the width of the organic solvent insoluble region 1 Pa in the cross section of FIG. 1 (D).

[工程D]
工程Dは、前記加熱後の構造体を有機溶剤現像し、前記第1のレジストパターンの有機溶剤に対する溶解性が変化した領域以外の領域を除去して、スプリットパターンを形成する工程である。工程Dにおいて有機溶剤現像により有機溶剤不溶性領域1Pbと第1の層2とが除去される。
これにより、第1のレジストパターンよりも微細なスプリットパターンを形成することができる。
図1(D)は、ライン:スペース:ラインが約1:1:1のスプリットパターンが形成される場合を示す。
[Step D]
Step D is a step of forming the split pattern by developing the heated structural body with an organic solvent and removing the region other than the region in which the solubility of the first resist pattern in the organic solvent has changed. In step D, the organic solvent insoluble region 1 Pb and the first layer 2 are removed by organic solvent development.
Thereby, a split pattern finer than the first resist pattern can be formed.
FIG. 1D shows the case where a split pattern of about 1: 1: 1 line: space: line is formed.

〔有機溶剤〕
現像に用いる有機溶剤としては、第1の層2、現像液可溶性領域1Pb及び後述の酸拡散制御剤を含む層B1とが溶解し得るものであればよく、公知の有機溶剤のなかから適宜選択できる。具体的には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、ニトリル系溶剤等が挙げられる。エステル系溶剤としては、酢酸ブチルが好ましい。ケトン系溶剤としてはメチルアミルケトン(2−ヘプタノン)が好ましい。
〔Organic solvent〕
The organic solvent used for development may be any solvent as long as it can dissolve the first layer 2, the developer soluble region 1Pb and a layer B1 containing an acid diffusion control agent described later, and can be appropriately selected from known organic solvents. it can. Specifically, ketone solvents, ester solvents, nitrile solvents and the like can be mentioned. As an ester solvent, butyl acetate is preferable. As a ketone solvent, methyl amyl ketone (2-heptanone) is preferable.

ケトン系溶剤は、構造中にC−C(=O)−Cを含む有機溶剤である。エステル系溶剤は、構造中にC−C(=O)−O−Cを含む有機溶剤である。アルコール系溶剤は、構造中にアルコール性水酸基を含む有機溶剤であり、「アルコール性水酸基」は、脂肪族炭化水素基の炭素原子に結合した水酸基を意味する。アミド系溶剤は構造中にアミド基を含む有機溶剤である。エーテル系溶剤は構造中にC−O−Cを含む有機溶剤である。有機溶剤の中には、構造中に上記各溶剤を特徴づける官能基を複数種含む有機溶剤も存在するが、その場合は、当該有機溶剤が有する官能基を含むいずれの溶剤種にも該当するものとする。たとえば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルは、上記分類中の、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤いずれにも該当するものとする。また、炭化水素系溶剤は、炭化水素からなり、置換基(水素原子および炭化水素基以外の基または原子)を有さない炭化水素溶剤である。   The ketone solvent is an organic solvent containing C—C (= O) —C in the structure. An ester solvent is an organic solvent which contains C-C (= O) -O-C in a structure. The alcohol-based solvent is an organic solvent containing an alcoholic hydroxyl group in the structure, and the "alcoholic hydroxyl group" means a hydroxyl group bonded to a carbon atom of an aliphatic hydrocarbon group. An amide solvent is an organic solvent containing an amide group in the structure. The ether solvent is an organic solvent containing C—O—C in the structure. Among organic solvents, an organic solvent containing a plurality of functional groups characterizing each of the above-mentioned solvents in the structure is also present, in which case it corresponds to any solvent type containing a functional group possessed by the organic solvent. It shall be. For example, diethylene glycol monomethyl ether is considered to correspond to both alcohol solvents and ether solvents in the above classification. The hydrocarbon-based solvent is a hydrocarbon solvent which is composed of hydrocarbons and does not have a substituent (a hydrogen atom and a group or atom other than a hydrocarbon group).

各溶剤の具体例として、ケトン系溶剤としては、たとえば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、メチルアミルケトン(2−ヘプタノン)等が挙げられる。   Specific examples of each solvent include, as ketone solvents, for example, 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, Methylcyclohexanone, phenylacetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetyl carbinol, acetophenone, methyl naphthyl ketone, isophorone, propylene carbonate, γ-butyrolactone, methyl amyl ketone (2- Heptanone) and the like.

エステル系溶剤としては、たとえば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2−メトキシブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、4−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−エチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート等が挙げられる。   As ester solvents, for example, methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, methoxyethyl acetate, ethyl ethoxyacetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono acid Propyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene Recall monoethyl ether acetate, 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3-methoxybutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, Propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4-ethoxybutyl acetate, 4-propoxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl acetate, 2-Methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-4-methoxy Nthyl acetate, 4-methyl-4-methoxypentyl acetate, propylene glycol diacetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate, pyruvine Methyl acid, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, isopropyl propionate, methyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxypropionate And ethyl acid, methyl 3-methoxy propionate, ethyl 3-methoxy propionate, ethyl 3-ethoxy propionate, propyl 3-methoxy propionate and the like.

ニトリル系溶剤としては、たとえば、アセトニトリル、プロピオ二トリル、バレロニトリル、ブチロ二トリル等が挙げられる。
有機系現像液には、添加剤として、必要に応じて公知の界面活性剤を配合することができる。
Examples of nitrile solvents include acetonitrile, propionitrile, valeronitrile, butyronitryl and the like.
A known surfactant can be added as an additive to the organic developer as needed.

有機現像液を用いた現像処理は、公知の現像方法によって実施でき、該方法としてはたとえば現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、支持体表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。   The development processing using an organic developer can be carried out by a known development method, for example, a method of immersing a support in a developer for a certain time (dip method), surface tension of the developer on the support surface Method to raise up and stand still for a fixed time (paddle method), method to spray developer on the surface of support (spray method), scanning developer coating nozzle at constant speed on support rotating at constant speed The method (dynamic dispensing method) of continuing to paint a developing solution etc. are mentioned.

上記現像処理の後、乾燥を行う前に、有機溶剤を含有するリンス液を用いてリンス処理することができる。リンスを行うことにより、良好なパターン形成ができる。
リンス液に用いる有機溶剤としては、たとえば前記現像に用いる有機溶剤として挙げた、もののうち、レジストパターンを溶解しにくいものを適宜選択して使用できる。通常、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤およびエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を使用する。これらのなかでも、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びアミド系溶剤から選択される少なくとも1種類が好ましく、アルコール系溶剤およびエステル系溶剤から選択される少なくとも1種類がより好ましく、アルコール系溶剤が特に好ましい。
リンス液に用いるアルコール系溶剤は、炭素数6〜8の1価アルコールが好ましく、該1価アルコールは直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。具体的には、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。これらのなかでも、1−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−ヘキサノールが好ましく、1−ヘキサノールまたは2−ヘキサノールがより好ましい。
これらの有機溶剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、上記以外の有機溶剤や水と混合して用いてもよい。ただし現像特性を考慮すると、リンス液中の水の配合量は、リンス液の全量に対し、30質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下さらに好ましく、3質量%以下が特に好ましい。
有機現像液には、必要に応じて公知の添加剤を配合できる。該添加剤としてはたとえば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、前記と同様のものが挙げられ、非イオン性の界面活性剤が好ましく、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤がより好ましい。
界面活性剤を配合する場合、その配合量は、リンス液の全量に対して、通常0.001〜5質量%であり、0.005〜2質量%が好ましく、0.01〜0.5質量%がより好ましい。
リンス液を用いたリンス処理(洗浄処理)は、公知のリンス方法により実施でき、該方法としてはたとえば一定速度で回転している支持体上にリンス液を塗出しつづける方法(回転塗布法)、リンス液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。
After the development processing, prior to drying, a rinse treatment can be performed using a rinse solution containing an organic solvent. By performing the rinse, a good pattern can be formed.
As the organic solvent used for the rinse solution, among the solvents mentioned as the organic solvent used for the development, for example, those which do not easily dissolve the resist pattern can be appropriately selected and used. Usually, at least one solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents is used. Among these, at least one selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents and amide solvents is preferable, and at least one selected from alcohol solvents and ester solvents is More preferred are alcohol solvents.
The alcohol solvent used for the rinse solution is preferably a C 6-8 monohydric alcohol, and the monohydric alcohol may be linear, branched or cyclic. Specifically, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, benzyl alcohol etc. Be Among these, 1-hexanol, 2-heptanol and 2-hexanol are preferable, and 1-hexanol or 2-hexanol is more preferable.
One of these organic solvents may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used. Moreover, you may mix and use with the organic solvent and water other than the above. However, in consideration of development characteristics, the blending amount of water in the rinse solution is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, further preferably 5% by mass or less, and 3% by mass or less. Is particularly preferred.
Known additives can be blended into the organic developer as required. Examples of the additive include surfactants. Examples of the surfactant include the same as those described above, preferably a nonionic surfactant, and more preferably a fluorine-based surfactant or a silicon-based surfactant.
When mix | blending surfactant, the compounding quantity is normally 0.001-5 mass% with respect to the whole quantity of rinse solution, 0.005-2 mass% is preferable, and 0.01-0.5 mass is preferable. % Is more preferable.
A rinse treatment (washing treatment) using a rinse solution can be carried out by a known rinse method, for example, a method of continuously applying a rinse solution onto a support rotating at a constant speed (rotation coating method), A method of immersing the support in the rinse solution for a certain time (dip method), a method of spraying the rinse solution on the surface of the support (spray method) and the like can be mentioned.

第1の実施形態のレジストパターン形成方法により、第1のレジストパターンを分割(スプリット)した、第2のレジストパターン(スプリットパターン)を形成することができる。   According to the resist pattern forming method of the first embodiment, it is possible to form a second resist pattern (split pattern) obtained by dividing (splitting) the first resist pattern.

第1の実施形態のレジストパターン形成方法において、工程Aにおいて形成する第1のレジストパターンを形成するために用いるポジ型レジスト組成物が含有する酸拡散制御剤成分が、酸解離定数が3.0以上の酸を含むことにより、工程Dで形成するスプリットパターンの微細化と、LWRの低減等に寄与できると考えられる。
加えて、第1のレジストパターン表面において、過剰な脱保護を抑制できるため、工程Dで形成するスプリットパターンの微細化と、LWRの低減等に寄与できると考えられる。
In the resist pattern formation method of the first embodiment, the acid diffusion controlling agent component contained in the positive resist composition used to form the first resist pattern formed in step A has an acid dissociation constant of 3.0. By including the above-mentioned acid, it is thought that it can contribute to refinement of the split pattern formed in step D, reduction of LWR, and the like.
In addition, since excessive deprotection can be suppressed on the surface of the first resist pattern, it is considered that it can contribute to miniaturization of the split pattern formed in step D, reduction of LWR, and the like.

<第2の実施形態>
図2に、第2の実施形態のレジストパターン形成方法の概略工程を示す。図2(A)〜(D)は、それぞれ断面を示している。この実施形態では、酸解離定数(pKa)が3.0以上の酸を含む酸拡散制御剤と、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分(A)と、を含有するポジ型レジスト組成物が用いられている。
まず、図2(A)に示すように、支持体1上に当該ポジ型レジスト組成物を用いて、ラインアンドスペースのレジストパターン1Pを形成する(工程A)。
次に、図2(B)に示すように、レジストパターン1Pを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、第1のレジストパターン1Pとこれを被覆する第1の層2とからなる構造体3を得る(工程B)。
次に、図2(B1)に示すように、第1のレジストパターン1Pとこれを被覆する第1の層2を含む構造体3を被覆するように、酸拡散制御剤を含む溶液を塗布する。これにより、図2(B1)に示すように、構造体3の上に、酸拡散制御剤を含む層B1が形成される。
その後、構造体3及び酸拡散制御剤を含む層B1を加熱し、図1(C)に示すように、第1のレジストパターン1Pの表面の有機溶剤に対する溶解性を変化させる。
その後、有機溶剤現像を行い、図2(C)の1Pbで示される部分を除去することにより、図2(D)に示すような、第1のレジストパターンがライン、スペース、ラインに分割(スプリット)された、微細パターン(「スプリットパターン」と記載することがある。)が形成される(工程D)。
Second Embodiment
FIG. 2 shows a schematic step of the resist pattern forming method of the second embodiment. 2A to 2D show cross sections, respectively. In this embodiment, the composition contains an acid diffusion control agent containing an acid having an acid dissociation constant (pKa) of 3.0 or more, and a base component (A) whose solubility in an alkali developer is increased by the action of the acid. Positive resist compositions have been used.
First, as shown in FIG. 2A, a resist pattern 1P of line and space is formed on the support 1 using the positive resist composition (step A).
Next, as shown in FIG. 2B, a solution containing an acid or a thermal acid generator is applied so as to cover resist pattern 1P, and a first layer covering first resist pattern 1P and this. The structure 3 which consists of 2 is obtained (process B).
Next, as shown in FIG. 2 (B1), a solution containing an acid diffusion control agent is applied so as to cover the structure 3 including the first resist pattern 1P and the first layer 2 covering the first resist pattern 1P. . As a result, as shown in FIG. 2 (B1), a layer B1 containing an acid diffusion control agent is formed on the structure 3.
Thereafter, the structure 3 and the layer B1 containing an acid diffusion control agent are heated to change the solubility of the surface of the first resist pattern 1P in the organic solvent as shown in FIG. 1 (C).
Thereafter, organic solvent development is performed, and the portion shown by 1Pb in FIG. 2C is removed, whereby the first resist pattern is divided into lines, spaces, and lines as shown in FIG. ), And a fine pattern (sometimes referred to as "split pattern") is formed (step D).

[工程(A)、(B)]
図2に示す工程(A)、(B)は、上述した第1の実施形態における工程(A)、(B)とそれぞれ同様の操作により実施できる。
第2の実施形態の工程(B)において、第1の層の塗布膜厚は、第1のレジストパターンの少なくとも一部が被覆されていれば特に限定されないが、例えば、第1のレジストパターンのパターン高さを1に対し、0.5〜2.0が好ましく、0.8〜1.6がより好ましく、0.9〜1.4が特に好ましい。
[Step (A), (B)]
The steps (A) and (B) shown in FIG. 2 can be performed by the same operations as the steps (A) and (B) in the first embodiment described above.
In the step (B) of the second embodiment, the coating thickness of the first layer is not particularly limited as long as at least a part of the first resist pattern is covered, but, for example, The pattern height is preferably 0.5 to 2.0, more preferably 0.8 to 1.6, and particularly preferably 0.9 to 1.4.

[工程B1]
第2の実施形態は、[工程B]の後に、[工程B1]を有する。
工程B1は、前記第1の層を被覆するように酸拡散制御剤を含む溶液を塗布する工程である。
図2(B1)に示すように、第1のレジストパターン1Pとこれを被覆する第1の層2とからなる構造体3を被覆するように、酸拡散制御剤を含む溶液を塗布する。これにより、図2(B1)に示すように、構造体3の上に、酸拡散制御剤を含む層B1が形成される。
酸拡散制御剤を含む層B1を形成したことにより、特に、第1のレジストパターン1P上部において、前記[工程B]で形成した第1の層2に含まれる酸又は熱酸発生剤から発生する酸の、第1のレジストパターン1P中の基材成分(A)に対する作用が弱められる。酸拡散制御剤を含む溶液は、第1の層2を被覆するように塗布するものであり、第1の層の上部と一部と混合していてもよい。
[Step B1]
The second embodiment has [Step B1] after [Step B].
Step B1 is a step of applying a solution containing an acid diffusion control agent so as to cover the first layer.
As shown in FIG. 2 (B1), a solution containing an acid diffusion control agent is applied so as to cover the structure 3 composed of the first resist pattern 1P and the first layer 2 covering the first resist pattern 1P. As a result, as shown in FIG. 2 (B1), a layer B1 containing an acid diffusion control agent is formed on the structure 3.
By forming the layer B1 containing an acid diffusion control agent, it is generated particularly from the acid or thermal acid generator contained in the first layer 2 formed in the above [Step B] on the first resist pattern 1P. The action of the acid on the base component (A) in the first resist pattern 1P is weakened. The solution containing the acid diffusion control agent is applied to cover the first layer 2 and may be mixed with a portion of the top of the first layer.

工程B1により、第1の層2を被覆するように酸拡散制御剤を含む溶液が塗布されることで、第1のレジストパターン上部にある第1の層中の酸の、第1のレジストパターン1P中の基材成分(A)に対する作用を抑制しつつ、第1のレジストパターンの側面にある第1の層中の酸又は熱酸発生剤から発生する酸を作用させることができる。このため、第1のレジストパターンの上面部と側壁部それぞれの現像液に対する溶解性を制御できる。これによって、パターン分離が良好に行われ、より良好なスプリットパターンを形成できる。   By applying a solution containing an acid diffusion control agent to cover the first layer 2 in step B1, the first resist pattern of the acid in the first layer over the first resist pattern is applied. The acid generated from the acid or thermal acid generator in the first layer on the side of the first resist pattern can be made to act while suppressing the action on the base component (A) in 1P. Therefore, it is possible to control the solubility of the upper surface portion and the side wall portion of the first resist pattern in the developer. By this, pattern separation can be performed well, and a better split pattern can be formed.

[工程(C)、(D)]
図2に示す工程(C)、(D)は、上述した第1の実施形態における工程(C)、(D)とそれぞれ同様の操作により実施できる。
[Step (C), (D)]
The steps (C) and (D) shown in FIG. 2 can be performed by the same operations as the steps (C) and (D) in the first embodiment described above.

以下、本実施形態のレジストパターン形成方法に用いる各材料について説明する。   Hereinafter, each material used for the resist pattern formation method of this embodiment is demonstrated.

<その他の実施形態>
上記第1の実施形態と、第2の実施形態においては、ラインアンドスペースパターンを形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ドットパターンや、所望の図形パターン等を形成することもできる。
<Other Embodiments>
Although the case of forming a line and space pattern has been described in the first embodiment and the second embodiment, the present invention is not limited to this, and a dot pattern, a desired figure pattern, etc. are formed. It can also be done.

<ポジ型レジスト組成物>
工程Aにおいて、第1のレジストパターンを形成するために用いるポジ型レジスト組成物は、露光により酸を発生し、且つ酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大するポジ型レジスト組成物を採用できる。
該ポジ型レジスト組成物は、酸解離定数が3.0以上の酸を含む酸拡散制御剤を含有する。
以下において、ポジ型レジスト組成物を「レジスト組成物」と記載することがある。
<Positive Resist Composition>
In Step A, the positive resist composition used to form the first resist pattern adopts a positive resist composition that generates an acid upon exposure to light and the solubility in an alkali developer increases by the action of the acid. it can.
The positive resist composition contains an acid diffusion control agent containing an acid having an acid dissociation constant of 3.0 or more.
In the following, the positive resist composition may be described as a "resist composition".

<酸拡散制御剤成分;(D)成分>
本実施形態において、「酸解離定数(pKa)」とは、対象物質の酸強度を示す指標として一般的に用いられているものをいう。なお、本明細書におけるpKaは、25℃の温度条件における値である。また、pKa値は、公知の手法により測定して求めることができる。また、「ACD/Labs」(商品名、Advanced Chemistry Development社製)等の公知のソフトウェアを用いた計算値を用いることもできる。
<Acid Diffusion Controller Component; (D) Component>
In the present embodiment, the “acid dissociation constant (pKa)” refers to one generally used as an index indicating the acid strength of a target substance. In the present specification, pKa is a value at a temperature condition of 25 ° C. Also, the pKa value can be determined by measurement according to a known method. In addition, calculated values using known software such as “ACD / Labs” (trade name, manufactured by Advanced Chemistry Development Co., Ltd.) can also be used.

本実施形態において、酸拡散制御剤成分は、酸解離定数(pKa)が4.0以上の酸を含むことが好ましく、4.5以上の酸を含むことがより好ましい。
また、酸解離定数(pKa)は、10以下であることが好ましく、8.0以下であることがより好ましい。
上記下限値及び上限値は任意に組み合わせることができる。
In the present embodiment, the acid diffusion controller component preferably contains an acid having an acid dissociation constant (pKa) of 4.0 or more, more preferably 4.5 or more.
The acid dissociation constant (pKa) is preferably 10 or less, more preferably 8.0 or less.
The lower limit value and the upper limit value can be arbitrarily combined.

(D)成分は、酸をトラップするクエンチャー(酸拡散制御剤)として作用するものである。
本実施形態における(D)成分は、酸解離定数(pKa)が3.0以上の酸を含むものであれば、特に制限されず、露光により分解して酸拡散制御性を失う光崩壊性塩基(D1)(以下「(D1)成分」という。)であってもよく、該(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物(D2)(以下「(D2)成分」という。)であってもよい。
The component (D) acts as a quencher (acid diffusion control agent) which traps an acid.
The component (D) in the present embodiment is not particularly limited as long as it contains an acid having an acid dissociation constant (pKa) of 3.0 or more, and is a photodisintegrable base which is decomposed by exposure to lose acid diffusion controllability. It may be (D1) (hereinafter referred to as “component (D1)”), and even if it is a nitrogen-containing organic compound (D2) (hereinafter referred to as “component (D2)”) not corresponding to the component (D1). Good.

[(D1)成分]
(D1)成分を含有するポジ型レジスト組成物を用いることで、レジストパターンを形成する際に、露光部と非露光部のコントラストを向上させることができる。
(D1)成分としては、酸解離定数(pKa)が3.0以上の酸を発生する化合物であって、露光により分解して酸拡散制御性を失うものであれば特に限定されず、例えば、下記一般式(d1−1)で表される化合物(以下「(d1−1)成分」という。)、下記一般式(d1−2)で表される化合物(以下「(d1−2)成分」という。)及び下記一般式(d1−3)で表される化合物(以下「(d1−3)成分」という。)からなる群より選ばれる1種以上の化合物が好ましい。
(d1−1)〜(d1−3)成分は、露光部においては分解して酸拡散制御性(塩基性)を失うためクエンチャーとして作用せず、未露光部においてクエンチャーとして作用する。
[(D1) component]
By using the positive resist composition containing the component (D1), it is possible to improve the contrast between the exposed area and the non-exposed area when forming a resist pattern.
The component (D1) is not particularly limited as long as it is a compound which generates an acid having an acid dissociation constant (pKa) of 3.0 or more and is decomposed by exposure to lose acid diffusion controllability. A compound represented by the following general formula (d1-1) (hereinafter referred to as "(d1-1) component"), a compound represented by the following general formula (d1-2) (hereinafter "(d1-2) component" And at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (d1-3) (hereinafter referred to as "(d1-3) component").
The components (d1-1) to (d1-3) do not act as a quencher because they decompose in the exposed area and lose acid diffusion controllability (basicity), and act as a quencher in the unexposed area.

Figure 0006539499
[一般式(d1−1)〜(d1−3)中、Rd〜Rdは置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。ただし、式(d1−2)中のRdにおける、S原子に隣接する炭素原子には2つ以上のフッ素原子は結合していないものとする。Ydは単結合、または2価の連結基である。Mm+はそれぞれ独立にm価の有機カチオンである。]
Figure 0006539499
[In the general formulas (d1-1) to (d1-3), Rd 1 to Rd 4 each independently represent a cyclic group which may have a substituent, or a chain alkyl group which may have a substituent, Or a chain-like alkenyl group which may have a substituent. However, it is assumed that two or more fluorine atoms are not bonded to the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 in the formula (d1-2). Yd 1 is a single bond or a divalent linking group. M m + is each independently an m-valent organic cation. ]

{(d1−1)成分}
・アニオン部
一般式(d1−1)中、Rdは置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
これらのなかでも、Rdとしては、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、又は置換基を有していてもよい鎖状の炭化水素基が好ましく、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい脂肪族環式基がより好ましい。これらの基が有していてもよい置換基としては水酸基、酸素原子、フッ素原子又はフッ素化アルキル基が好ましい。
前記芳香族炭化水素基としてはフェニル基もしくはナフチル基がより好ましい。
前記脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
前記鎖状の炭化水素基としては、鎖状のアルキル基が好ましい。鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜10であることが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の直鎖状のアルキル基;1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基等の分岐鎖状のアルキル基;が挙げられる。
{(D1-1) ingredients}
Anion moiety In general formula (d1-1), Rd 1 has a cyclic group which may have a substituent, a chain-like alkyl group which may have a substituent, or a substituent It may be a chain-like alkenyl group, and examples thereof include the same as R 101 .
Among these, Rd 1 may have an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a substituent. A chain hydrocarbon group is preferable, and an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or an aliphatic cyclic group which may have a substituent is more preferable. As a substituent which these groups may have, a hydroxyl group, an oxygen atom, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group is preferable.
The aromatic hydrocarbon group is more preferably a phenyl group or a naphthyl group.
The aliphatic cyclic group is more preferably a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane or tetracyclododecane.
As the chain hydrocarbon group, a chain alkyl group is preferable. The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and specifically includes methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl and nonyl groups. Groups, linear alkyl groups such as decyl, 1-methylethyl, 1-methylpropyl, 2-methylpropyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 1-ethylbutyl And branched alkyl groups such as 2-ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and the like.

前記鎖状のアルキル基が置換基としてフッ素原子又はフッ素化アルキル基を有するフッ素化アルキル基である場合、フッ素化アルキル基の炭素数は、1〜11が好ましく、1〜8がより好ましく、1〜4がさらに好ましい該フッ素化アルキル基は、フッ素原子以外の原子を含有してもよい。フッ素原子以外の原子としては、たとえば酸素原子、炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
Rdとしては、直鎖状のアルキル基を構成する一部又は全部の水素原子がフッ素原子により置換されたフッ素化アルキル基であることが好ましく、直鎖状のアルキル基を構成する水素原子の全てがフッ素原子で置換されたフッ素化アルキル基(直鎖状のパーフルオロアルキル基)であることが好ましい。
When the chained alkyl group is a fluorinated alkyl group having a fluorine atom or a fluorinated alkyl group as a substituent, the carbon number of the fluorinated alkyl group is preferably 1 to 11, more preferably 1 to 8, and 1 The fluorinated alkyl group of which -4 is more preferably may contain an atom other than a fluorine atom. As an atom other than a fluorine atom, an oxygen atom, a carbon atom, a hydrogen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom etc. are mentioned, for example.
Rd 1 is preferably a fluorinated alkyl group in which a part or all of the hydrogen atoms constituting the linear alkyl group are substituted by a fluorine atom, and one of the hydrogen atoms constituting the linear alkyl group is preferred. It is preferable that they are all fluorinated alkyl groups (linear perfluoroalkyl groups) substituted with a fluorine atom.

以下に(d1−1)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。また、以下のアニオンを有する化合物から生じる酸の、酸解離定数(pKa)を併せて記載する。   The preferable specific example of the anion part of a (d1-1) component is shown below. Moreover, the acid dissociation constant (pKa) of the acid generated from the compound which has the following anions is described collectively.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

Figure 0006539499
Figure 0006539499

・カチオン部
一般式(d1−1)中、Mm+は、m価の有機カチオンである。
m+の有機カチオンとしては、特に限定されず、例えば、前記一般式(ca−1)〜(ca−4)でそれぞれ表されるカチオンと同様のものが挙げられ、前記式(ca−1−1)〜(ca−1−63)でそれぞれ表されるカチオンが好ましい。
(d1−1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-Cation part In general formula (d1-1), Mm + is a m-valent organic cation.
The organic cation of M m + is not particularly limited, and examples thereof include the same ones as the cations represented by the general formulas (ca-1) to (ca-4), respectively, and The cation represented by 1) to (ca-1-63) is preferable.
As the component (d1-1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

{(d1−2)成分}
・アニオン部
一般式(d1−2)中、Rdは、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
ただし、Rdにおける、S原子に隣接する炭素原子には2つ以上のフッ素原子は結合していない(フッ素置換されていない)ものとする。これにより、(d1−2)成分のアニオンが適度な弱酸アニオンとなり、(D)成分のクエンチング能が向上する。
Rdとしては、置換基を有していてもよい脂肪族環式基であることが好ましく、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等から1個以上の水素原子を除いた基(置換基を有していてもよい);カンファー等から1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
Rdの炭化水素基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、前記式(d1−1)のRdにおける炭化水素基(芳香族炭化水素基、脂肪族炭化水素基)が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
{(D1-2) ingredients}
Anion part In general formula (d1-2), Rd 2 has a cyclic group which may have a substituent, a chain-like alkyl group which may have a substituent, or a substituent. And an optionally substituted chain-like alkenyl group, and examples thereof include the same as R 101 .
However, two or more fluorine atoms are not bonded to carbon atoms adjacent to the S atom in Rd 2 (not substituted with fluorine). As a result, the anion of the component (d1-2) becomes an appropriate weak acid anion, and the quenching ability of the component (D) is improved.
Rd 2 is preferably an aliphatic cyclic group which may have a substituent, and is a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane or the like It is more preferable that it is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from camphor or the like.
The hydrocarbon group of Rd 2 may have a substituent, and as the substituent, a hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon group, aliphatic hydrocarbon group) in Rd 1 of the above formula (d1-1) can be mentioned The same as the substituent which may have is mentioned.

以下に(d1−2)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。以下のアニオンを有する化合物から生じる酸の、酸解離定数(pKa)は−1.0〜10.0である。   The preferable specific example of the anion part of (d1-2) component is shown below. The acid dissociation constant (pKa) of the acid generated from the compound having the following anion is -1.0 to 10.0.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

・カチオン部
一般式(d1−2)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記一般式(d1−1)中のMm+と同様である。
(d1−2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-Cation part In general formula (d1-2), Mm + is a m-valent organic cation, and is the same as Mm + in the said general formula (d1-1).
As the component (d1-2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

{(d1−3)成分}
・アニオン部
一般式(d1−3)中、Rdは置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられ、フッ素原子を含む環式基、鎖状のアルキル基、又は鎖状のアルケニル基であることが好ましい。中でも、フッ素化アルキル基が好ましく、前記Rdのフッ素化アルキル基と同様のものがより好ましい。
{(D1-3) ingredients}
Anion part In the general formula (d1-3), Rd 3 has a cyclic group which may have a substituent, a chain-like alkyl group which may have a substituent, or a substituent It may be a chained alkenyl group which may be the same as R 101, and is preferably a fluorine atom-containing cyclic group, a chained alkyl group or a chained alkenyl group. Among them, a fluorinated alkyl group is preferable, and the same fluorinated alkyl group as Rd 1 is more preferable.

一般式(d1−3)中、Rdは、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
中でも、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、環式基であることが好ましい。
Rdにおけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。Rdのアルキル基の水素原子の一部が水酸基、シアノ基等で置換されていてもよい。
Rdにおけるアルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、炭素数1〜5のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が挙げられる。なかでも、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
In General Formula (d1-3), Rd 4 may be a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. A good chained alkenyl group, including the same as R 101 .
Among them, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group, an alkenyl group and a cyclic group are preferable.
The alkyl group in Rd 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group And tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. A part of the hydrogen atoms of the alkyl group of Rd 4 may be substituted with a hydroxyl group, a cyano group or the like.
The alkoxy group in Rd 4 is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and as the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, n- Examples include butoxy and tert-butoxy. Among these, methoxy and ethoxy are preferable.

Rdにおけるアルケニル基は、上記R101と同様のものが挙げられ、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基が好ましい。これらの基はさらに置換基として、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を有していても良い。 The alkenyl group in Rd 4 includes the same ones as the above-mentioned R 101, and a vinyl group, propenyl group (allyl group), 1-methylpropenyl group and 2-methylpropenyl group are preferable. These groups may further have an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group of 1 to 5 carbon atoms as a substituent.

Rdにおける環式基は、上記R101と同様のものが挙げられ、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた脂環式基、又は、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基が好ましい。Rdが脂環式基である場合、レジスト組成物が有機溶剤に良好に溶解することにより、リソグラフィー特性が良好となる。また、Rdが芳香族基である場合、EUV等を露光光源とするリソグラフィーにおいて、該レジスト組成物が光吸収効率に優れ、感度やリソグラフィー特性が良好となる。 Examples of the cyclic group for Rd 4 include the same as the above R 101, and one or more hydrogen atoms are removed from cycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, etc. Preferred is an alicyclic group, or an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group. When Rd 4 is an alicyclic group, the resist composition is well dissolved in the organic solvent, whereby the lithography properties are improved. In addition, when Rd 4 is an aromatic group, in lithography using EUV or the like as an exposure light source, the resist composition is excellent in light absorption efficiency, and sensitivity and lithography characteristics become good.

一般式(d1−3)中、Ydは、単結合、または2価の連結基である。
Ydにおける2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が挙げられる。これらはそれぞれ、前記一般式(a2−1)におけるYa21の2価の連結基の説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
Ydとしては、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、アルキレン基又はこれらの組み合わせであることが好ましい。アルキレン基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基であることがより好ましく、メチレン基又はエチレン基であることがさらに好ましい。
In general formula (d1-3), Yd 1 is a single bond or a divalent linking group.
The divalent linking group in Y d 1 is not particularly limited, and may be a divalent hydrocarbon group (aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group) which may have a substituent, a hetero atom And the like. Each of which include the same ones as exemplified in the description of the divalent linking group for Ya 21 in the general formula (a2-1).
As Yd 1 , a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, an alkylene group or a combination thereof is preferable. The alkylene group is more preferably a linear or branched alkylene group, and still more preferably a methylene group or an ethylene group.

以下に(d1−3)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。以下のアニオンを有する化合物から生じる酸の、酸解離定数(pKa)は3.0〜10.0である。   The preferable specific example of the anion part of (d1-3) component is shown below. The acid dissociation constant (pKa) of the acid generated from the compound having the following anion is 3.0 to 10.0.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

Figure 0006539499
Figure 0006539499

・カチオン部
一般式(d1−3)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記一般式(d1−1)中のMm+と同様である。
(d1−3)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-Cation part In general formula (d1-3), Mm + is a m-valent organic cation, and is the same as Mm + in the said general formula (d1-1).
As the component (d1-3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

(D1)成分は、上記(d1−1)〜(d1−3)成分のいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態においては、上記一般式(d1−1)又は(d1−3)で表される化合物が好ましく、上記一般式(d1−3)で表される化合物がより好ましい。
(D1)成分の含有量は、後述する(A)成分100質量部に対して、0.5〜10質量部であることが好ましく、0.5〜8質量部であることがより好ましく、1〜8質量部であることがさらに好ましい。
(D1)成分の含有量が好ましい下限値以上であると、微細な寸法のスプリットパターンが得られやすくなる。一方、上限値以下であると、スプリットパターンのLWRの低減等に寄与できる。
As the component (D1), any one of the components (d1-1) to (d1-3) may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
In the embodiment, a compound represented by the above general formula (d1-1) or (d1-3) is preferable, and a compound represented by the above general formula (d1-3) is more preferable.
The content of the component (D1) is preferably 0.5 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A) described later. More preferably, it is 8 parts by mass.
When the content of the component (D1) is equal to or more than the preferable lower limit value, a split pattern with fine dimensions can be easily obtained. On the other hand, it can contribute to reduction of LWR of a split pattern, etc. as it is below an upper limit.

前記の(d1−1)成分、(d1−2)成分の製造方法は、特に限定されず、公知の方法により製造することができる。   The manufacturing method of said (d1-1) component and (d1-2) component is not specifically limited, It can manufacture by a well-known method.

((D2)成分)
(D)成分は、上記(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物成分(以下、(D2)成分という。)を含有していてもよい。
(D2)成分としては、酸拡散制御剤として作用するものであって、酸解離定数(pKa)が3.0以上であり、且つ(D1)成分に該当しないものであれば特に限定されず、公知のものから任意に用いればよい。なかでも、脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンであって、酸解離定数(pKa)が3.0以上の化合物が好ましい。
脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素数が1〜12であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまたはアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
((D2) ingredient)
The component (D) may contain a nitrogen-containing organic compound component (hereinafter referred to as the component (D2)) which does not correspond to the component (D1).
The component (D2) is not particularly limited as long as it acts as an acid diffusion control agent and has an acid dissociation constant (pKa) of 3.0 or more and does not correspond to the component (D1). Any of known ones may be used. Among them, aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines, and compounds having an acid dissociation constant (pKa) of 3.0 or more are preferable.
The aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic group preferably has 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine, at least one hydrogen atom of ammonia NH 3, amines substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms (the alkyl amine or alkyl alcohol amines) or a cyclic amine.

環式アミンとしては、たとえば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
また、(D2)成分としては、芳香族アミンを用いてもよい。
The cyclic amine includes, for example, a heterocyclic compound containing a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic compound may be monocyclic (aliphatic monocyclic amine) or polycyclic (aliphatic polycyclic amine).
Further, as the component (D2), an aromatic amine may be used.

(D2)成分は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D2)成分は、後述する(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。上記範囲とすることにより、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等が向上する。
The component (D2) may be used alone or in combination of two or more.
The component (D2) is used usually in the range of 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A) described later. By setting it in the above-mentioned range, the resist pattern shape, the stability over time of placing, etc. are improved.

<その他の成分>
本実施形態において、ポジ型レジスト組成物は、上記(D)成分に加えて、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分(A)(以下「(A)成分」ともいう。)を含有しているものが用いられる。また、ポジ型レジスト組成物は、前記(D)成分及び(A)成分以外の任意成分を必要に応じて含有していてもよい。任意成分としては、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)、特定の化合物(E)、フッ素添加剤(F)等が挙げられる。
<Other ingredients>
In the present embodiment, the positive resist composition is, in addition to the component (D), a base component (A) (hereinafter also referred to as “component (A)”) in which the solubility in an alkali developer is increased by the action of acid. .) Is used. In addition, the positive resist composition may contain optional components other than the component (D) and the component (A) as required. Examples of the optional components include an acid generator component (B) which generates an acid upon exposure, a specific compound (E), a fluorine additive (F) and the like.

かかるポジ型レジスト組成物を用いてポジ型のレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対して選択的露光を行うと、露光部では酸が発生し、該酸の作用により(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する一方で、未露光部では(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が変化しないため、露光部と未露光部との間で現像液に対する溶解性の差が生じる。そのため、該レジスト膜をアルカリ現像すると、露光部が溶解除去されてポジ型のレジストパターンが形成される。このポジ型のレジストパターンは、有機溶剤に対して可溶性を示す。   When a positive resist film is formed using such a positive resist composition and the resist film is selectively exposed, an acid is generated in the exposed area, and the action of the acid causes the alkali of the component (A) to be generated. While the solubility in the developer increases, the solubility of the component (A) in the alkali developer does not change in the unexposed area, so that the solubility difference in the developer between the exposed area and the unexposed area occurs . Therefore, when the resist film is subjected to alkali development, the exposed portion is dissolved and removed to form a positive resist pattern. This positive resist pattern is soluble in organic solvents.

本実施形態において、ポジ型レジスト組成物は、露光により酸を発生する酸発生能を有するものであり、(A)成分が露光により酸を発生してもよく、(A)成分とは別に配合された添加剤成分が露光により酸を発生してもよい。
具体的には、本実施形態において、ポジ型レジスト組成物は、
(1)露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という。)を含有するものであってもよく;
(2)(A)成分が露光により酸を発生する成分であってもよく;
(3)(A)成分が露光により酸を発生する成分であり、かつ、さらに(B)成分を含有するものであってもよい。
すなわち、上記(2)及び(3)の場合、(A)成分は、「露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分」となる。(A)成分が露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が増大する基材成分である場合、後述する(A1)成分が、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が増大する高分子化合物であることが好ましい。このような高分子化合物としては、露光により酸を発生する構成単位を有する樹脂を用いることができる。露光により酸を発生する構成単位としては、公知のものを用いることができる。
本実施形態において、ポジ型レジスト組成物は、上記(1)の場合であることが特に好ましい。
In the present embodiment, the positive resist composition has an acid generating ability to generate an acid upon exposure, and the component (A) may generate an acid upon exposure, and the component is blended separately from the component (A). The added additive components may generate an acid upon exposure.
Specifically, in the present embodiment, the positive resist composition is
(1) may contain an acid generator component (B) (hereinafter referred to as "component (B)") which generates an acid upon exposure to light;
(2) The component (A) may be a component that generates an acid upon exposure to light;
(3) The component (A) may be a component that generates an acid upon exposure to light, and may further contain a component (B).
That is, in the case of the above (2) and (3), the component (A) becomes "a base component which generates an acid upon exposure and whose solubility in a developer changes due to the action of the acid". When the component (A) is a base component which generates an acid upon exposure and the solubility in a developer increases by the action of the acid, the component (A1) described later generates an acid upon exposure, and It is preferable that it is a polymer compound whose solubility in a developer increases by the action of an acid. As such a polymer compound, a resin having a structural unit that generates an acid upon exposure can be used. Known structural units can be used as structural units that generate an acid upon exposure.
In the present embodiment, the positive resist composition is particularly preferably the case of the above (1).

<(A)成分>
本実施形態において、「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物であり、好ましくは分子量が500以上の有機化合物が用いられる。該有機化合物の分子量が500以上であることにより、膜形成能が向上し、加えて、ナノレベルの感光性樹脂パターンを形成しやすい。
基材成分として用いられる有機化合物は、非重合体と重合体とに大別される。
非重合体としては、通常、分子量が500以上4000未満のものが用いられる。以下、「低分子化合物」という場合は、分子量が500以上4000未満の非重合体を示す。
重合体としては、通常、分子量が1000以上のものが用いられる。以下、「樹脂」という場合は、分子量が1000以上の重合体を示す。
重合体の分子量としては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量を用いるものとする。
(A)成分としては、樹脂を用いてもよく、低分子化合物を用いてもよく、これらを併用してもよい。
(A)成分は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大するものである。
また、本実施形態において(A)成分は、露光により酸を発生するものであってもよい。
<(A) component>
In the present embodiment, the “base component” is an organic compound having a film forming ability, and preferably an organic compound having a molecular weight of 500 or more is used. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film forming ability is improved, and in addition, it is easy to form a nano-level photosensitive resin pattern.
Organic compounds used as a base component are roughly classified into non-polymers and polymers.
As the non-polymer, one having a molecular weight of 500 or more and less than 4,000 is usually used. Hereinafter, the term "low molecular weight compound" refers to a non-polymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4,000.
As the polymer, one having a molecular weight of 1,000 or more is usually used. Hereinafter, the term "resin" refers to a polymer having a molecular weight of 1000 or more.
As a molecular weight of a polymer, the weight average molecular weight of polystyrene conversion by GPC (gel permeation chromatography) shall be used.
As the component (A), a resin may be used, a low molecular weight compound may be used, and these may be used in combination.
The component (A) is such that the solubility in an alkali developer is increased by the action of an acid.
In the present embodiment, the component (A) may generate an acid upon exposure.

本実施形態において、(A)成分は、酸の作用により、アルカリ現像液に対する溶解性が増大する高分子化合物(A1)を含んでいることが好ましい。高分子化合物(A1)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(以下、「構成単位(a1)」ということがある。)を有するものが好ましい。
また、高分子化合物(A1)は、構成単位(a1)に加えて、−SO−含有環式基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基又はこれら以外の複素環式基を有する構成単位(以下、「構成単位(a2)」ということがある。)、を有することが好ましい。
In the present embodiment, the component (A) preferably contains a polymer compound (A1) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. It is preferable that the polymer compound (A1) has a structural unit containing an acid-degradable group whose polarity is increased by the action of an acid (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a1)”).
In addition to the structural unit (a1), the polymer compound (A1) has a —SO 2 — containing cyclic group, a lactone containing cyclic group, a carbonate containing cyclic group, or a heterocyclic group other than these. It is preferable to have a unit (Hereinafter, it may be called "constituent unit (a2).").

(構成単位(a1))
構成単位(a1)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位である。
「酸分解性基」は、酸の作用により、当該酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合が開裂し得る酸分解性を有する基である。
酸の作用により極性が増大する酸分解性基としては、たとえば、酸の作用により分解して極性基を生じる基が挙げられる。
極性基としては、たとえばカルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(−SOH)等が挙げられる。これらのなかでも、構造中に−OHを含有する極性基(以下「OH含有極性基」ということがある。)が好ましく、カルボキシ基または水酸基が好ましく、カルボキシ基が特に好ましい。
酸分解性基としてより具体的には、前記極性基が酸解離性基で保護された基(たとえばOH含有極性基の水素原子を、酸解離性基で保護した基)が挙げられる。
ここで「酸解離性基」とは、
(i)酸の作用により、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る酸解離性を有する基、又は、
(ii)酸の作用により一部の結合が開裂した後、さらに脱炭酸反応が生じることにより、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る基、
の双方をいう。
酸分解性基を構成する酸解離性基は、当該酸解離性基の解離により生成する極性基よりも極性の低い基であることが必要で、これにより、酸の作用により該酸解離性基が解離した際に、該酸解離性基よりも極性の高い極性基が生じて極性が増大する。その結果、(A1)成分全体の極性が増大する。極性が増大することにより、相対的に、現像液に対する溶解性が変化し、現像液が有機系現像液の場合には溶解性が減少する。
(Constituent unit (a1))
The structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-degradable group whose polarity is increased by the action of an acid.
The "acid-degradable group" is a group having acid-degradability which can cleave at least a part of bonds in the structure of the acid-degradable group by the action of an acid.
Examples of the acid-degradable group whose polarity is increased by the action of an acid include, for example, a group which is decomposed by the action of an acid to generate a polar group.
Examples of the polar group include a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, a sulfo group (-SO 3 H) and the like. Among these, a polar group containing -OH in the structure (hereinafter sometimes referred to as "OH-containing polar group") is preferable, a carboxy group or a hydroxyl group is preferable, and a carboxy group is particularly preferable.
More specifically, examples of the acid-degradable group include groups in which the polar group is protected by an acid dissociative group (for example, a group in which a hydrogen atom of an OH-containing polar group is protected by an acid dissociative group).
Here, the "acid dissociable group" is
(I) A group having an acid dissociability that can cleave the bond between the acid dissociable group and the atom adjacent to the acid dissociable group by the action of an acid, or
(Ii) A group capable of cleaving a bond between the acid dissociable group and an atom adjacent to the acid dissociable group by further causing a decarboxylation reaction after partial bond cleavage is caused by the action of an acid ,
Say both sides.
The acid dissociable group constituting the acid decomposable group is required to be a group having a polarity lower than that of the polar group generated by the dissociation of the acid dissociable group, whereby the acid dissociable group is formed by the action of an acid. When dissociates, a polar group having a polarity higher than that of the acid-dissociable group is generated to increase the polarity. As a result, the polarity of the entire component (A1) is increased. As the polarity increases, the solubility in the developer relatively changes, and when the developer is an organic developer, the solubility decreases.

酸解離性基としては、特に限定されず、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものを使用することができる。
上記極性基のうち、カルボキシ基または水酸基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−1)で表される酸解離性基(以下、便宜上「アセタール型酸解離性基」ということがある)が挙げられる。
The acid dissociable group is not particularly limited, and those which have been proposed as acid dissociable groups of base resins for chemically amplified resists can be used.
Among the above polar groups, as an acid dissociable group for protecting a carboxy group or a hydroxyl group, for example, an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-1) (hereinafter referred to as “acetal type acid dissociable Group) may be mentioned.

Figure 0006539499
[式中、Ra’、Ra’は水素原子またはアルキル基、Ra’は炭化水素基、Ra’は、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成してもよい。*は結合手を意味する。]
Figure 0006539499
[Wherein, Ra ′ 1 and Ra ′ 2 are a hydrogen atom or an alkyl group, Ra ′ 3 is a hydrocarbon group, and Ra ′ 3 is bonded to any of Ra ′ 1 and Ra ′ 2 to form a ring Good. * Means a bond. ]

一般式(a1−r−1)中、Ra’、Ra’のアルキル基としては、上記α置換アクリル酸エステルについての説明で、α位の炭素原子に結合してもよい置換基として挙げたアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。 In the general formula (a1-r-1), examples of the alkyl group of Ra ′ 1 and Ra ′ 2 include, as a substituent which may be bonded to the carbon atom at the α position, in the explanation of the α-substituted acrylic acid ester. The same alkyl groups as mentioned above can be mentioned, with a methyl group or an ethyl group being preferred, and a methyl group being most preferred.

Ra’の炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基がより好ましく;直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジメチルエチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、2,2,−ジメチルブチル基等が挙げられる。 The ra '3 hydrocarbon group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, the alkyl group is more preferably 1 to 10 carbon atoms; preferably a linear or branched alkyl group, specifically, Methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1,1-diethylpropyl group And 2,2-dimethylpropyl and 2,2-dimethylbutyl groups.

Ra’が環状の炭化水素基となる場合、脂肪族でも芳香族でもよく、また多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜8のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。 When Ra ′ 3 is a cyclic hydrocarbon group, it may be aliphatic or aromatic, or may be polycyclic or monocyclic. As a monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 8 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane, cyclohexane, cyclooctane and the like. As the polycyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from polycycloalkane is preferable, and as the polycycloalkane, one having 7 to 12 carbon atoms is preferable, and specifically, adamantane , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

芳香族炭化水素基となる場合、含まれる芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基);前記アリール基の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基);等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
When it becomes an aromatic hydrocarbon group, specifically, an aromatic hydrocarbon ring such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene or the like as the contained aromatic ring; carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring And aromatic heterocycles partially substituted with heteroatoms; and the like. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
Specifically, as the aromatic hydrocarbon group, a group (aryl group) obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring; a group in which one hydrogen atom of the aryl group is substituted with an alkylene group (for example, And arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group, etc .; and the like. The carbon number of the alkylene group (the alkyl chain in the arylalkyl group) is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.

Ra’が、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成する場合、該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。 When Ra ′ 3 combines with any of Ra ′ 1 and Ra ′ 2 to form a ring, the cyclic group is preferably a 4 to 7-membered ring, more preferably a 4 to 6-membered ring. Specific examples of the cyclic group include tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group and the like.

上記極性基のうち、カルボキシ基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−2)で表される酸解離性基が挙げられる(下記式(a1−r−2)で表される酸解離性基のうち、アルキル基により構成されるものを、以下、便宜上「第3級アルキルエステル型酸解離性基」ということがある)。   As an acid dissociative group which protects a carboxy group among the said polar groups, the acid dissociative group represented by the following general formula (a1-r-2) is mentioned, for example (following formula (a1-r-2) Among the acid dissociable groups represented by), those composed of alkyl groups are hereinafter sometimes referred to as "tertiary alkyl ester type acid dissociable groups" for convenience.

Figure 0006539499
[一般式(a1−r−2)中、Ra’〜Ra’は炭化水素基であり、Ra’、Ra’は互いに結合して環を形成してもよい。*は結合手を意味する。]
Figure 0006539499
[In formula (a1-r-2), Ra '4 ~Ra' 6 is a hydrocarbon group, Ra '5, Ra' 6 may be bonded to each other to form a ring. * Means a bond. ]

Ra’〜Ra’の炭化水素基としては前記Ra’と同様のものが挙げられる。Ra’は炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましい。Ra’、Ra’が互いに結合して環を形成する場合、下記一般式(a1−r2−1)で表される基が挙げられる。
一方、Ra’〜Ra’が互いに結合せず、独立した炭化水素基である場合、下記一般式(a1−r2−2)で表される基が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group Ra '4 ~Ra' 6 include the same as the Ra '3. Ra '4 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. When Ra ′ 5 and Ra ′ 6 bond to each other to form a ring, groups represented by general formula (a1-r2-1) shown below can be mentioned.
On the other hand, when Ra ′ 4 to Ra ′ 6 are not bonded to each other and are independent hydrocarbon groups, groups represented by general formula (a1-r2-2) shown below can be mentioned.

Figure 0006539499
[一般式(a1−r2−1)又は(a1−r2−2)中、Ra’10は炭素数1〜10のアルキル基、Ra’11はRa’10が結合した炭素原子と共に脂肪族環式基を形成する基、Ra’12〜Ra’14は、それぞれ独立に炭化水素基を示す。*は結合手を意味する。]
Figure 0006539499
[Formula (a1-r2-1) or in (a1-r2-2), Ra ' 10 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Ra' 11 aliphatic cyclic together with the carbon atom to which Ra '10 is bonded The group which forms a group, and Ra ′ 12 to Ra ′ 14 each independently represent a hydrocarbon group. * Means a bond. ]

一般式(a1−r2−1)中、Ra’10の炭素数1〜10のアルキル基のアルキル基は、一般式(a1−r−1)におけるRa’の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基として挙げた基が好ましい。一般式(a1−r2−1)中、Ra’11が構成する脂肪族環式基は、一般式(a1−r−1)におけるRa’の環状のアルキル基として挙げた基が好ましい。 In the general formula (a1-r2-1), the alkyl group of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms of Ra′10 is a linear or branched form of Ra ′ 3 in the general formula (a1-r-1) The groups mentioned as the alkyl group are preferred. In the general formula (a1-r2-1), the aliphatic cyclic group formed by Ra ′ 11 is preferably the group mentioned as the cyclic alkyl group of Ra ′ 3 in the general formula (a1-r-1).

一般式(a1−r2−2)中、Ra’12及びRa’14はそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましく、該アルキル基は、一般式(a1−r−1)におけるRa’の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基として挙げた基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状アルキル基であることがさらに好ましく、メチル基またはエチル基であることが特に好ましい。
一般式(a1−r2−2)中、Ra’13は、一般式(a1−r−1)におけるRa’の炭化水素基として例示された直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基であることが好ましい。これらの中でも、Ra’の環状のアルキル基として挙げられた基であることがより好ましい。
In the formula (a1-r2-2), it is preferable that Ra is '12 and Ra' 14 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, the alkyl group, the general formula (a1-r-1) The group mentioned as the linear or branched alkyl group of Ra ′ 3 in the above is more preferable, the linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable. Particularly preferred.
In the general formula (a1-r2-2), Ra ′ 13 is a linear, branched or cyclic alkyl group exemplified as the hydrocarbon group of Ra ′ 3 in the general formula (a1-r-1) Is preferred. Among these, the groups mentioned as the cyclic alkyl group of Ra ′ 3 are more preferable.

前記一般式(a1−r2−1)で表される基の具体例を以下に挙げる。以下の式中、「*」は結合手を示す。   Specific examples of the group represented by the general formula (a1-r2-1) will be given below. In the following formulas, "*" indicates a bond.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

前記一般式(a1−r2−2)で表される基の具体例を以下に挙げる。   Specific examples of the group represented by the general formula (a1-r2-2) will be given below.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

また、上記極性基のうち水酸基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−3)で表される酸解離性基(以下、便宜上「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」ということがある)が挙げられる。   Moreover, as an acid dissociable group which protects a hydroxyl group among the said polar groups, the acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-3) (hereinafter, for convenience, “tertiary alkyloxycarbonyl acid” Sometimes referred to as "dissociable group".

Figure 0006539499
[一般式(a1−r−3)中、Ra’〜Ra’はアルキル基を示す。*は結合手を意味する。]
Figure 0006539499
[In the formula (a1-r-3), Ra '7 ~Ra' 9 is an alkyl group. * Means a bond. ]

一般式(a1−r−3)中、Ra’〜Ra’は炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、1〜3がより好ましい。
また、各アルキル基の合計の炭素数は、3〜7であることが好ましく、3〜5であることがより好ましく、3〜4であることが最も好ましい。
In the formula (a1-r-3), Ra '7 ~Ra' 9 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, 1 to 3 is more preferable.
Further, the total carbon number of each alkyl group is preferably 3 to 7, more preferably 3 to 5 and most preferably 3 to 4.

構成単位(a1)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位;ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位の水酸基における水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位;ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位の−C(=O)−OHにおける水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位等が挙げられる。   The structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and an acid whose polarity is increased by the action of an acid. Structural units containing degradable groups; Structural units in which at least a part of hydrogen atoms in the hydroxyl groups of structural units derived from hydroxystyrene or hydroxystyrene derivatives are protected by a substituent containing the acid decomposable group; vinylbenzoic acid or The structural unit etc. with which at least one copy of the hydrogen atom in -C (= O) -OH of the structural unit derived from a vinyl benzoic acid derivative was protected by the substituent containing the said acid-degradable group etc. are mentioned.

構成単位(a1)としては、上記のなかでも、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
構成単位(a1)として、下記一般式(a1−1)又は(a1−2)で表される構成単位が好ましい。
Among the above, as the structural unit (a1), a structural unit derived from an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent is preferable.
As the structural unit (a1), structural units represented by general formula (a1-1) or (a1-2) shown below are preferable.

Figure 0006539499
[一般式(a1−1)又は(a1−2)中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Vaはエーテル結合、ウレタン結合、又はアミド結合を有していてもよい2価の炭化水素基であり、na1は0〜2であり、Raは上記一般式(a1−r−1)〜(a1−r−2)で表される酸解離性基である。Waはna2+1価の炭化水素基であり、na2は1〜3であり、Raは上記一般式(a1−r−1)または(a1−r−3)で表される酸解離性基である。]
Figure 0006539499
[In general formula (a1-1) or (a1-2), R is a hydrogen atom, a C1-C5 alkyl group, or a C1-C5 halogenated alkyl group. Va 1 is a divalent hydrocarbon group which may have an ether bond, a urethane bond or an amide bond, n a1 is 0 to 2 and Ra 1 is the above general formula (a1-r-1) It is an acid dissociative group represented by-(a1-r-2). Wa 1 is an n a2 + 1-valent hydrocarbon group, n a2 is 1 to 3, and Ra 2 is an acid dissociation represented by the above general formula (a1-r-1) or (a1-r-3) It is a sex group. ]

前記一般式(a1−1)中、炭素数1〜5のアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基が最も好ましい。
Vaの炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。Vaにおける2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
またVaとしては上記2価の炭化水素基がエーテル結合、ウレタン結合、又はアミド結合を介して結合したものが挙げられる。
In the general formula (a1-1), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, a methyl group, an ethyl group, A propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like can be mentioned. The halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
As R, a hydrogen atom, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group of 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is most preferable in terms of industrial availability.
The hydrocarbon group of Va 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group as a bivalent hydrocarbon group in Va 1 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
More specifically, as the aliphatic hydrocarbon group, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group having a ring in the structure, and the like can be mentioned.
Further, Va 1 includes one in which the divalent hydrocarbon group is bonded via an ether bond, a urethane bond or an amide bond.

前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH−]、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]等が挙げられる。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−C(CHCH−CH−等のアルキルエチレン基;−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, still more preferably 1 to 4 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms.
As a linear aliphatic hydrocarbon group, a linear alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [-CH 2- ], an ethylene group [-(CH 2 ) 2- ], a trimethylene group [ - (CH 2) 3 -] , a tetramethylene group [- (CH 2) 4 - ], a pentamethylene group [- (CH 2) 5 - ] , and the like.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, preferably a branched chain alkylene group, specifically, -CH (CH 3) -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, - C (CH 3 ) (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as - CH (CH 3) CH 2 - , - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - C (CH 2 An alkylethylene group such as CH 3 ) 2 -CH 2- ; an alkyltrimethylene group such as -CH (CH 3 ) CH 2 CH 2- , -CH 2 CH (CH 3 ) CH 2- ; -CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 CH 2 - And the like alkyl alkylene group such as an alkyl tetramethylene group of. As an alkyl group in an alkyl alkylene group, a C1-C5 linear alkyl group is preferable.

前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
As an aliphatic hydrocarbon group which contains a ring in the said structure, alicyclic hydrocarbon group (The group which remove | eliminated two hydrogen atoms from the aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group are linear or branched Examples thereof include a group bonded to the end of a linear aliphatic hydrocarbon group, and a group in which an alicyclic hydrocarbon group intervenes in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include the same as described above.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be polycyclic or monocyclic. As a monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane, cyclohexane and the like. As the polycyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane is preferable, and as the polycycloalkane, one having 7 to 12 carbon atoms is preferable, and specifically, adamantane , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。
前記Vaにおける2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基は、炭素数が3〜30であることが好ましく、5〜30であることがより好ましく、5〜20がさらに好ましく、6〜15が特に好ましく、6〜10が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基);前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基);等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
The aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
The aromatic hydrocarbon group as a divalent hydrocarbon group in Va 1 preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, and still more preferably 5 to 20 carbon atoms. 15 is particularly preferred, and 6 to 10 is most preferred. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent.
Specifically as an aromatic ring which an aromatic hydrocarbon group has, aromatic hydrocarbon rings, such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene etc; some carbon atoms which comprise the said aromatic hydrocarbon ring are hetero And aromatic hetero rings substituted by atoms; and the like. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
Specifically, as the aromatic hydrocarbon group, a group in which two hydrogen atoms are removed from the aromatic hydrocarbon ring (arylene group); a group in which one hydrogen atom is removed from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group And arylalkyl such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group etc. And the like. Groups in which one hydrogen atom is further removed from the aryl group in the group) and the like. The carbon number of the alkylene group (the alkyl chain in the arylalkyl group) is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.

前記一般式(a1−2)中、Waにおけるna2+1価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。該脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味し、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基、或いは直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基と構造中に環を含む脂肪族炭化水素基とを組み合わせた基が挙げられ、具体的には、上述の一般式(a1−1)のVaで表される基と同じ基が挙げられる。
前記na2+1価は、2〜4価が好ましく、2又は3価がより好ましい。
In the general formula (a1-2), the n a2 + 1-valent hydrocarbon group in Wa 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity, which may be saturated or unsaturated, and is preferably saturated. As the aliphatic hydrocarbon group, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, or a linear or branched aliphatic hydrocarbon group The group which combined the aliphatic hydrocarbon group which contains a ring in a structure is mentioned, The same group as Va 1 of the above-mentioned general formula (a1-1) is mentioned specifically ,.
The n a2 +1 valence is preferably 2 to 4 and more preferably 2 or 3.

前記一般式(a1−2)で表される構成単位としては、特に、下記一般式(a1−2−01)で表される構成単位が好ましい。   As the structural unit represented by General Formula (a1-2), a structural unit represented by General Formula (a1-2-01) shown below is particularly preferable.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

一般式(a1−2−01)中、Raは上記一般式(a1−r−1)または(a1−r−3)で表される酸解離性基である。na2は1〜3の整数であり、1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。cは0〜3の整数であり、0又は1であることが好ましく、1であることがより好ましい。Rは前記と同じである。
以下に上記一般式(a1−1)又は(a1−2)で表される構成単位の具体例を示す。以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。
In the general formula (a1-2-01), Ra 2 is an acid dissociable group represented by the general formula (a1-r-1) or (a1-r-3). n a2 is an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, and more preferably 1. c is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 1. R is as defined above.
Hereinafter, specific examples of the structural unit represented by General Formula (a1-1) or (a1-2) will be shown. In each of the following formulas, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

Figure 0006539499
Figure 0006539499

Figure 0006539499
Figure 0006539499

Figure 0006539499
Figure 0006539499

Figure 0006539499
Figure 0006539499

(A)成分中の構成単位(a1)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位に対し、20〜80モル%が好ましく、20〜75モル%がより好ましく、25〜70モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることによって、感度、解像性、LWR等のリソグラフィー特性も向上する。また、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。   The proportion of the structural unit (a1) in the component (A) is preferably 20 to 80 mol%, more preferably 20 to 75 mol%, and 25 to 70 mol% with respect to all the structural units constituting the component (A). Is more preferred. By setting the lower limit value or more, lithography properties such as sensitivity, resolution and LWR are also improved. Further, by setting the upper limit value or less, it is possible to balance with other constituent units.

(構成単位(a2))
構成単位(a2)は、−SO−含有環式基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基又はこれら以外の複素環式基を有する構成単位である。
構成単位(a2)の−SO−含有環式基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基又はこれら以外の複素環式基は、(A)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高めるうえで有効なものである。
なお、前述の構成単位(a1)がその構造中に−SO−含有環式基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基又はこれら以外の複素環式基を含むものである場合、該構成単位は構成単位(a2)にも該当するが、このような構成単位は構成単位(a1)に該当し、構成単位(a2)には該当しないものとする。
(Constituent unit (a2))
The structural unit (a2) is a structural unit having a —SO 2 -containing cyclic group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group or a heterocyclic group other than these.
In the structural unit (a2), the —SO 2 -containing cyclic group, the lactone-containing cyclic group, the carbonate-containing cyclic group or the heterocyclic group other than these is used when the component (A) is used to form a resist film. And is effective in enhancing the adhesion of the resist film to the substrate.
In addition, when the above-mentioned structural unit (a1) contains in the structure thereof a —SO 2 -containing cyclic group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group or a heterocyclic group other than these, the structural unit The above corresponds to the structural unit (a2), but such a structural unit corresponds to the structural unit (a1) and does not correspond to the structural unit (a2).

構成単位(a2)は、下記一般式(a2−1)で表される構成単位であることが好ましい。   The structural unit (a2) is preferably a structural unit represented by the following general formula (a2-1).

Figure 0006539499
[一般式(a2−1)中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、Ya21は単結合または2価の連結基であり、La21は−O−、−COO−、−CON(R’)−、−OCO−、−CONHCO−又は−CONHCS−であり、R’は水素原子またはメチル基を示す。ただしLa21が−O−の場合、Ya21は−CO−にはならない。Ra21は−SO−含有環式基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基又はこれら以外の複素環式基である。]
Figure 0006539499
[In the general formula (a2-1), R represents a hydrogen atom, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, and Ya 21 represents a single bond or a divalent linking group And La 21 is -O-, -COO-, -CON (R ')-, -OCO-, -CONHCO- or -CONHCS-, and R' is a hydrogen atom or a methyl group. However, when La 21 is —O—, Ya 21 does not become —CO—. Ra 21 is a —SO 2 -containing cyclic group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group or a heterocyclic group other than these. ]

Ya21の2価の連結基としては特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適なものとして挙げられる。 The divalent linking group for Ya 21 is not particularly limited, and preferred examples thereof include a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, and the like.

置換基を有していてもよい2価の炭化水素基
2価の連結基としての炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。該脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基又は構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられ、具体的には、上述の一般式(a1−1)におけるVaで例示した基が挙げられる。
The hydrocarbon group as a divalent linking group which may have a substituent may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, and specifically, the above-mentioned general formula (a1) Groups exemplified for Va 1 in -1) can be mentioned.

前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、カルボニル基等が挙げられる。   The linear or branched aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group of 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and a carbonyl group.

前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、環構造中にヘテロ原子を含む置換基を含んでもよい環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
環状の脂肪族炭化水素基としては、具体的には、上述の一般式(a1−1)におけるVaで例示した基が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−が好ましい。
As the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the above structure, a cyclic aliphatic hydrocarbon group which may contain a substituent containing a hetero atom in the ring structure (2 hydrogen atoms are removed from an aliphatic hydrocarbon ring) Group), a group in which the cyclic aliphatic hydrocarbon group is bonded to the end of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, and the cyclic aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched fatty acid And the like interposed in the middle of the group hydrocarbon group. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include the same as described above.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group, specifically include groups exemplified in Va 1 in the above general formula (a1-1).
The cyclic aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group and the like.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having a carbon number of 1 to 5, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
The alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having a carbon number of 1 to 5, and is preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group or a tert-butoxy group, methoxy And ethoxy groups are most preferred.
As a halogen atom as the said substituent, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom etc. are mentioned, A fluorine atom is preferable.
As a halogenated alkyl group as said substituent, the group by which one part or all part of the hydrogen atom of the said alkyl group was substituted by the said halogen atom is mentioned.
In the cyclic aliphatic hydrocarbon group, a part of carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent containing a hetero atom. The substituent containing a hetero atom, -O -, - C (= O) -O -, - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O- are preferred.

2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基としては、具体的には、上述の一般式(a1−1)におけるVaで例示された基が挙げられる。
前記芳香族炭化水素基は、当該芳香族炭化水素基が有する水素原子が置換基で置換されていてもよい。たとえば当該芳香族炭化水素基中の芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基、ハロゲン原子およびハロゲン化アルキル基としては、前記環状の脂肪族炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基として例示したものが挙げられる。
Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group as the hydrocarbon group, specifically include exemplified groups Va 1 in the above general formula (a1-1).
In the aromatic hydrocarbon group, the hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group may be substituted by a substituent. For example, a hydrogen atom bonded to an aromatic ring in the aromatic hydrocarbon group may be substituted by a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group and the like.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having a carbon number of 1 to 5, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
As the alkoxy group, the halogen atom and the halogenated alkyl group as the substituent, those exemplified as the substituent for substituting the hydrogen atom of the cyclic aliphatic hydrocarbon group can be mentioned.

ヘテロ原子を含む2価の連結基
ヘテロ原子を含む2価の連結基におけるヘテロ原子とは、炭素原子および水素原子以外の原子であり、たとえば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子等が挙げられる。
The hetero atom in the bivalent linking group containing hetero atom The hetero atom in the bivalent linking group containing hetero atom is atoms other than a carbon atom and a hydrogen atom, for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom etc. are mentioned. Be

Ya21がヘテロ原子を含む2価の連結基である場合、該連結基として好ましいものとして、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=NH)−(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−、一般式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−−Y21、[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−または−Y21−O−C(=O)−Y22−で表される基[式中、Y21およびY22はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m’は0〜3の整数である。]等が挙げられる。
前記へテロ原子を含む2価の連結基が−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=NH)−の場合、そのHはアルキル基、アシル等の置換基で置換されていてもよい。該置換基(アルキル基、アシル基等)は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜8であることがさらに好ましく、1〜5であることが特に好ましい。
式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−Y21、−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−または−Y21−O−C(=O)−Y22−中、Y21およびY22は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である。該2価の炭化水素基としては、前記2価の連結基としての説明で挙げた「置換基を有していてもよい2価の炭化水素基」と同様のものが挙げられる。
21としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基またはエチレン基が特に好ましい。
22としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基またはアルキルメチレン基がより好ましい。該アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
式−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−で表される基において、m’は0〜3の整数であり、0〜2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、1が特に好ましい。つまり、式−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−で表される基としては、式−Y21−C(=O)−O−Y22−で表される基が特に好ましい。なかでも、式−(CHa’−C(=O)−O−(CHb’−で表される基が好ましい。該式中、a’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。b’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
When Ya 21 is a divalent linking group containing a hetero atom, preferred as the linking group are —O—, —C (= O) —O—, —C (= O) —, —O—C. (= O) -O-, -C (= O) -NH-, -NH-, -NH-C (= NH)-(H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group .), - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O-, the formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 - C (= O) -O -, - C (= O) -O - Y 21, [Y 21 -C (= O) -O] m '-Y 22 - or -Y 21 -O-C (= A group represented by the formula O) -Y 22-wherein Y 21 and Y 22 each independently represent a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and O is an oxygen atom, m 'is an integer of 0-3. Etc.
When the divalent linking group containing a hetero atom is —C (= O) —NH—, —NH—, —NH—C (= NH) —, H is a substituent such as an alkyl group or acyl. It may be substituted. The substituent (such as an alkyl group or an acyl group) preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
Formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 -C (= O) -O -, - C (= O) -O-Y 21, - [Y 21 -C ( = O) -O] m '-Y 22 - or -Y 21 -O-C (= O ) -Y 22 - in, Y 21 and Y 22 each independently have a substituent It is a good bivalent hydrocarbon group. As this bivalent hydrocarbon group, the thing similar to "the bivalent hydrocarbon group which may have a substituent" mentioned by the description as said bivalent coupling group is mentioned.
As Y 21 , a linear aliphatic hydrocarbon group is preferable, a linear alkylene group is more preferable, a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is further preferable, and a methylene group or an ethylene group is particularly preferable preferable.
As Y 22 , a linear or branched aliphatic hydrocarbon group is preferable, and a methylene group, an ethylene group or an alkylmethylene group is more preferable. The alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a linear alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group of 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
Formula - [Y 21 -C (= O ) -O] m '-Y 22 - In the group represented by, m' is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, 0 Or 1 is more preferable, and 1 is particularly preferable. In other words, the formula - Examples of the group represented by the formula -Y 21 -C (= O) -O -Y 22 - - [Y 21 -C (= O) -O] m '-Y 22 represented by Groups are particularly preferred. Among them, the formula - (CH 2) a '-C (= O) -O- (CH 2) b' - a group represented by are preferred. In the formula, a 'is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, still more preferably 1 or 2, and most preferably 1. b ′ is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, still more preferably 1 or 2, and most preferably 1.

本実施形態において、Ya21としては、単結合、又はエステル結合[−C(=O)−O−]、エーテル結合(−O−)、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基若しくはこれらの組合せであることが好ましい。 In this embodiment, Ya 21 is a single bond, or an ester bond [-C (= O) -O-], an ether bond (-O-), a linear or branched alkylene group, or a combination thereof Is preferred.

前記一般式(a2−1)中、Ra21は−SO−含有環式基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基又はこれら以外の複素環式基である。 In the general formula (a2-1), Ra 21 is a —SO 2 -containing cyclic group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group or a heterocyclic group other than these.

「−SO−含有環式基」とは、その環骨格中に−SO−を含む環を含有する環式基を示し、具体的には、−SO−における硫黄原子(S)が環式基の環骨格の一部を形成する環式基である。その環骨格中に−SO−を含む環をひとつ目の環として数え、該環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。−SO−含有環式基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。
−SO−含有環式基は、特に、その環骨格中に−O−SO−を含む環式基、すなわち−O−SO−中の−O−S−が環骨格の一部を形成するスルトン(sultone)環を含有する環式基であることが好ましい。−SO−含有環式基として、より具体的には、下記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される基が挙げられる。
And - "-SO 2 containing cyclic group", -SO 2 - within the ring skeleton thereof shows a cyclic group containing a ring containing, in particular, -SO 2 - sulfur atom (S) is in It is a cyclic group that forms a part of the ring skeleton of the cyclic group. The ring containing -SO 2-in the ring skeleton is counted as the first ring, and in the case of only this ring, it is a monocyclic group, and in the case of having another ring structure, a polycyclic group regardless of its structure It is called. The —SO 2 -containing cyclic group may be monocyclic or polycyclic.
The -SO 2 -containing cyclic group is, in particular, a cyclic group containing -O-SO 2 -in its ring skeleton, ie -O-S- in -O-SO 2 -is a part of the ring skeleton It is preferably a cyclic group containing a sultone ring to be formed. More specifically, examples of the —SO 2 -containing cyclic group include groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) shown below.

Figure 0006539499
[式中、Ra’51はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子またはアルキル基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0〜2の整数である。]
Figure 0006539499
[Wherein, each of Ra '51 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, -COOR ", -OC (= O) R", a hydroxyalkyl group or a cyano group R ′ ′ is a hydrogen atom or an alkyl group; A ′ ′ is an oxygen atom or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may contain a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and n ′ is 0 to 2 Is an integer of ]

前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)中、A”は後述する一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のA”と同様である。Ra’51におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、後述する一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のRa’21と同様である。 In the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), A ′ ′ is the same as A ′ ′ in general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described later. . Alkyl group in ra '51, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, -COOR ", - OC (= O) R", The hydroxyalkyl group, described below general formula (a2-r-1) ~ ( is the same as a2-r-7) in the Ra '21.

下記に一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。式中の「Ac」は、アセチル基を示す。   Specific examples of the groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) will be given below. "Ac" in a formula shows an acetyl group.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

Figure 0006539499
Figure 0006539499

Figure 0006539499
Figure 0006539499

本実施形態において、構成単位(a2)が−SO−含有環式基を含む場合、上記の中でも、前記一般式(a5−r−1)で表される基が好ましく、前記化学式(r−sl−1−1)、(r−sl−1−18)、(r−sl−3−1)および(r−sl−4−1)のいずれかで表される基からなる群から選択される少なくとも一種を用いることがより好ましく、前記化学式(r−sl−1−1)で表される基が最も好ましい。 In the embodiment, when the structural unit (a2) contains a —SO 2 — containing cyclic group, among the above, the group represented by the general formula (a5-r-1) is preferable, and the chemical formula (r− selected from the group consisting of a group represented by any of sl-1-1), (r-sl-1-18), (r-sl-3-1) and (r-sl-4-1); It is more preferable to use at least one of them, and the group represented by the chemical formula (r-sl-1-1) is most preferable.

「ラクトン含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−を含む環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつ目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。ラクトン含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
ラクトン含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表される基が挙げられる。以下、「*」は結合手を表す。
The “lactone-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (lactone ring) containing —O—C (= O) — in the ring skeleton thereof. The lactone ring is counted as the first ring, and when it has only a lactone ring, it is a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of its structure. The lactone-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
The lactone-containing cyclic group is not particularly limited, and any group can be used. Specifically, groups represented by general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) shown below can be mentioned. Hereinafter, "*" represents a bond.

Figure 0006539499
[式中、Ra’21はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子またはアルキル基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0〜2の整数であり、m’は0または1である。]
Figure 0006539499
Wherein, Ra '21 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, hydroxyl group, -COOR - in ", OC (= O) R ", a hydroxyalkyl group or a cyano group R ′ ′ is a hydrogen atom or an alkyl group; A ′ ′ is an oxygen atom or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may contain a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and n ′ is 0 to 2 And m 'is 0 or 1. ]

前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中、A”は、酸素原子(−O−)もしくは硫黄原子(−S−)を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子である。A”における炭素数1〜5のアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基等が挙げられる。該アルキレン基が酸素原子または硫黄原子を含む場合、その具体例としては、前記アルキレン基の末端または炭素原子間に−O−または−S−が介在する基が挙げられ、たとえば−O−CH−、−CH−O−CH−、−S−CH−、−CH−S−CH−等が挙げられる。A”としては、炭素数1〜5のアルキレン基または−O−が好ましく、炭素数1〜5のアルキレン基がより好ましく、メチレン基が最も好ましい。Ra’21はそれぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基又はシアノ基である。
Ra’21におけるアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。
Ra’21におけるアルコキシ基としては、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。
該アルコキシ基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基として挙げたアルキル基と酸素原子(−O−)とが連結した基が挙げられる。
Ra’21におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
Ra’21におけるハロゲン化アルキル基としては、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン化アルキル基としては、フッ素化アルキル基が好ましく、特にパーフルオロアルキル基が好ましい。
R”は水素原子またはアルキル基であり、R”のアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。
In the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), A ′ ′ is an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (—S—) and may have 1 to 5 carbon atoms As the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in A ′ ′, a linear or branched alkylene group is preferable, and a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, An isopropylene group etc. are mentioned. When the alkylene group contains an oxygen atom or a sulfur atom, specific examples thereof include a group in which —O— or —S— intervenes in the terminal of the alkylene group or between carbon atoms, such as —O—CH 2 -, - CH 2 -O-CH 2 -, - S-CH 2 -, - CH 2 -S-CH 2 - , and the like. As A ′ ′, an alkylene group of 1 to 5 carbon atoms or —O— is preferable, an alkylene group of 1 to 5 carbon atoms is more preferable, and a methylene group is most preferable. Ra ′ 21 is each independently an alkyl group or alkoxy A halogen atom, a halogenated alkyl group, -COOR ", -OC (= O) R", a hydroxyalkyl group or a cyano group.
The alkyl group in ra '21, preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The alkoxy group in the ra '21, preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
The alkoxy group is preferably linear or branched. Specifically, groups of the the Ra 'group and an oxygen atom mentioned as the alkyl group in 21 (-O-) are linked and the like.
As the halogen atom in ra '21, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a fluorine atom is preferable.
'Examples of the halogenated alkyl group for 21, the Ra' Ra part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group in 21 can be mentioned it has been substituted with the aforementioned halogen atoms. The halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group, particularly preferably a perfluoroalkyl group.
R ′ ′ is a hydrogen atom or an alkyl group, and the alkyl group of R ′ ′ is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

下記に一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。   Specific examples of the groups represented by general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) will be given below.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

本実施形態において、構成単位(a2)は、前記一般式(a2−r−1)または(a2−r−2)でそれぞれ表される基が好ましく、前記化学式(r−lc−1−1)又は(r−lc−2−7)でそれぞれ表される基がより好ましい。   In the embodiment, the structural unit (a2) is preferably a group represented by the general formula (a2-r-1) or (a2-r-2), respectively, and the chemical formula (r-lc-1-1) Or a group represented by (r-lc-2-7) is more preferable.

「カーボネート含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−O−を含む環(カーボネート環)を含有する環式基を示す。カーボネート環をひとつ目の環として数え、カーボネート環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。カーボネート含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
カーボネート環含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)でそれぞれ表される基が挙げられる。
The “carbonate-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (carbonate ring) containing —O—C (−O) —O— in its ring skeleton. The carbonate ring is counted as the first ring, and in the case of only the carbonate ring, it is a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is referred to as a polycyclic group regardless of its structure. The carbonate-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
The carbonate ring-containing cyclic group is not particularly limited, and any group can be used. Specifically, groups represented by the following general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) can be mentioned.

Figure 0006539499
[式中、Ra’x31はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子またはアルキル基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子でありq’は0または1である。p’は、0〜3の整数である。]
Figure 0006539499
[ Wherein , each of Ra ' x 31 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, -COOR ", -OC (= O) R", a hydroxyalkyl group or a cyano group R ′ ′ is a hydrogen atom or an alkyl group; A ′ ′ is an oxygen atom or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may contain a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and q ′ is 0 or 1 is there. p 'is an integer of 0-3. ]

前記一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)中のA”は、A”は前記一般式(a2−r−1)中のA”と同様である。
Ra’31におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のRa’21の説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
In the general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3), A ′ ′ is the same as A ′ ′ in the general formula (a2-r-1).
Alkyl group in ra '31, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, -COOR ", - OC (= O) R", The hydroxyalkyl group, each of the general formulas (a2-r-1) ~ ( a2-r-7) as in the same as those exemplified in the description of the Ra '21 of the like.

下記に一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。   Specific examples of the groups represented by formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) will be given below.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

上記以外の「複素環式基」とは、炭素に加えて1個以上の炭素以外の原子を含む環式基をいい、後述する化学式(r−hr−1)〜(r−hr−16)にそれぞれ挙げる複素環式基や、窒素含有複素環式基等が挙げられる。窒素含有複素環式基としては、1個又は2個のオキソ基で置換されていてもよい炭素数3〜8のシクロアルキル基が挙げられる。該窒素含有シクロアルキル基としては、例えば、2,5−ジオキソピロリジンや、2,6−ジオキソピペリジンから水素原子を1個以上を除いた基が好適なものとして挙げられる。   The "heterocyclic group" other than the above refers to a cyclic group containing one or more atoms other than carbon in addition to carbon, and the chemical formulas (r-hr-1) to (r-hr-16) described later And heterocyclic groups, nitrogen-containing heterocyclic groups, etc. The nitrogen-containing heterocyclic group includes a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms which may be substituted by one or two oxo groups. Preferred examples of the nitrogen-containing cycloalkyl group include 2,5-dioxopyrrolidine and a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from 2,6-dioxopiperidine.

(A)成分が有する構成単位(a2)は1種でも2種以上でもよい。
(A)成分が構成単位(a2)を有する場合、構成単位(a2)の割合は、当該(A)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜80モル%であることが好ましく、5〜70モル%であることがより好ましく、10〜65モル%であることがさらに好ましく、10〜60モル%が特に好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができ、種々のリソグラフィー特性及びパターン形状が良好となる。
The structural unit (a2) of the component (A) may be of one type or of two or more types.
When the component (A) has the structural unit (a2), the proportion of the structural unit (a2) is preferably 1 to 80 mol% with respect to the total of all structural units constituting the component (A), The content is more preferably 5 to 70 mol%, further preferably 10 to 65 mol%, and particularly preferably 10 to 60 mol%. By setting the content to the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a2) can be sufficiently obtained, and by setting the content to the upper limit value or less, balance with other structural units can be achieved, and various lithography properties and patterns are obtained. The shape is good.

(A1)成分は、上記構成単位(a1)及び(a2)のほかに、以下の構成単位(a3)、構成単位(a4)を有していてもよい。   The component (A1) may have the following structural unit (a3) and the structural unit (a4) in addition to the structural units (a1) and (a2).

(構成単位(a3))
構成単位(a3)は、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(ただし、上述した構成単位(a1)、(a2)に該当するものを除く)である。
(A1)成分が構成単位(a3)を有することにより、(A)成分の親水性が高まり、解像性の向上に寄与すると考えられる。
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、環状の脂肪族炭化水素基(環式基)が挙げられる。該環式基としては、単環式基でも多環式基でもよく、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。該環式基としては多環式基であることが好ましく、炭素数は7〜30であることがより好ましい。
その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
(Constituent unit (a3))
The structural unit (a3) is a structural unit containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (with the exception of those corresponding to the structural units (a1) and (a2) described above).
When the component (A1) has the structural unit (a3), the hydrophilicity of the component (A) is enhanced, which is considered to contribute to the improvement of the resolution.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom, with a hydroxyl group being particularly preferable.
As an aliphatic hydrocarbon group, a C1-C10 linear or branched hydrocarbon group (preferably alkylene group) and cyclic aliphatic hydrocarbon group (cyclic group) are mentioned. The cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group. For example, in the resin for a resist composition for ArF excimer laser, it can be appropriately selected and used from those proposed in large numbers. The cyclic group is preferably a polycyclic group, and more preferably 7 to 30 carbon atoms.
Among them, a structural unit derived from an acrylic acid ester containing an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group or an alkyl group is substituted with a fluorine atom Is more preferred. Examples of the polycyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from a bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane or the like. Specific examples thereof include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane and tetracyclododecane. Among these polycyclic groups, groups in which two or more hydrogen atoms are removed from adamantane, groups in which two or more hydrogen atoms are removed from norbornane, and groups in which two or more hydrogen atoms are removed from tetracyclododecane are Industrially preferred.

構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むものであれば特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
構成単位(a3)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位が好ましい。
構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基のときは、アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましく、該炭化水素基が多環式基のときは、下記の一般式(a3−1)で表される構成単位、一般式(a3−2)で表される構成単位、一般式(a3−3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。
The structural unit (a3) is not particularly limited as long as it contains a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group, and any structural unit can be used.
The structural unit (a3) is a structural unit derived from an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and contains a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group Constituent units are preferred.
As the structural unit (a3), when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, it is derived from hydroxyethyl ester of acrylic acid Structural unit is preferable, and when the hydrocarbon group is a polycyclic group, a structural unit represented by the following general formula (a3-1), a structural unit represented by the general formula (a3-2), The structural unit represented by general formula (a3-3) is mentioned as a preferable thing.

Figure 0006539499
[一般式(a3−1)〜(a3−3)中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、jは1〜3の整数であり、kは1〜3の整数であり、t’は1〜3の整数であり、lは1〜5の整数であり、sは1〜3の整数である。]
Figure 0006539499
[In general formulas (a3-1) to (a3-3), R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and j is an integer of 1 to 3] K is an integer of 1 to 3, t 'is an integer of 1 to 3, l is an integer of 1 to 5, and s is an integer of 1 to 3. ]

一般式(a3−1)〜(a3−3)中、Rに関する説明は前記同様である。
一般式(a3−1)中、jは1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、特に、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
In the general formulas (a3-1) to (a3-3), the description of R is the same as above.
In the general formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl group be bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group be bonded to the 3rd position of the adamantyl group.
j is preferably 1, and particularly preferably, the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.

一般式(a3−2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基は、ノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。
一般式(a3−3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらは、アクリル酸のカルボキシ基の末端に、2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、ノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。
In the general formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5- or 6-position of the norbornyl group.
In general formula (a3-3), t ′ is preferably 1. l is preferably 1. s is preferably 1. As for these, it is preferable that 2- norbornyl group or 3- norbornyl group is couple | bonded with the terminal of the carboxy group of acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5 or 6 position of the norbornyl group.

(A1)成分が含有する構成単位(a3)は1種であってもよく2種以上であってもよい。
(A1)成分中、構成単位(a3)の割合は、当該樹脂成分(A1)を構成する全構成単位の合計に対し、5〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜25モル%がさらに好ましい。
構成単位(a3)の割合を下限値以上とすることにより、構成単位(a3)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとりやすくなる。
The structural unit (a3) contained in the component (A1) may be of one type or of two or more types.
The proportion of the structural unit (a3) in the component (A1) is preferably 5 to 50 mol%, more preferably 5 to 40 mol%, based on the total of all structural units constituting the resin component (A1). Preferably, 5 to 25 mol% is more preferable.
By setting the ratio of the structural unit (a3) to the lower limit value or more, an effect by containing the structural unit (a3) is sufficiently obtained, and by setting the ratio to the upper limit value or less, balance with other structural units is balanced. It will be easier.

(構成単位(a4))
構成単位(a4)は、酸非解離性環式基を含む構成単位である。(A1)成分が構成単位(a4)を有することにより、形成されるレジストパターンのドライエッチング耐性が向上する。また、(A1)成分の疎水性が高まる。疎水性の向上は、特に有機溶剤現像の場合に、解像性、レジストパターン形状等の向上に寄与すると考えられる。
構成単位(a4)における「酸非解離性環式基」は、露光により後述の(B)成分から酸が発生した際に、該酸が作用しても解離することなくそのまま当該構成単位中に残る環式基である。
構成単位(a4)としては、例えば酸非解離性の脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位等が好ましい。該環式基は、例えば、前記の構成単位(a1)の場合に例示したものと同様のものを例示することができ、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
特にトリシクロデシル基、アダマンチル基、テトラシクロドデシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。これらの多環式基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−7)のいずれかで表される構成単位を例示することができる。
(Constituent unit (a4))
The structural unit (a4) is a structural unit containing a non-acid dissociable cyclic group. When the component (A1) has the structural unit (a4), the dry etching resistance of the formed resist pattern is improved. In addition, the hydrophobicity of the component (A1) is enhanced. The improvement of the hydrophobicity is considered to contribute to the improvement of the resolution, the resist pattern shape and the like particularly in the case of organic solvent development.
The “non-acid-dissociable cyclic group” in the structural unit (a4) is, when an acid is generated from the component (B) described later, upon exposure, it does not disassociate even if the acid acts and does not dissociate in the structural unit. It is a remaining cyclic group.
As the structural unit (a4), for example, a structural unit derived from an acrylic acid ester containing a non-acid dissociable aliphatic cyclic group is preferable. The cyclic group may be, for example, the same one as exemplified in the case of the structural unit (a1), and for an ArF excimer laser, for a KrF excimer laser (preferably for an ArF excimer laser), etc. A large number of materials conventionally known as those used for the resin component of the resist composition of the present invention can be used.
Particularly, at least one selected from a tricyclodecyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecyl group, an isobornyl group, and a norbornyl group is preferable from the viewpoint of industrial availability and the like. These polycyclic groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
Specific examples of the structural unit (a4) include structural units represented by any of the following general formulas (a4-1) to (a4-7).

Figure 0006539499
[式(a4−1)〜(a4−7)中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。]
Figure 0006539499
[In Formula (a4-1) to (a4-7), R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. ]

(A1)成分が含有する構成単位(a4)は1種であってもよく2種以上であってもよい。
構成単位(a4)を(A1)成分に含有させる際、構成単位(a4)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜30モル%であることが好ましく、10〜20モル%であることがより好ましい。
The structural unit (a4) contained in the component (A1) may be of one type or of two or more types.
When the structural unit (a4) is contained in the component (A1), the proportion of the structural unit (a4) is preferably 1 to 30 mol% with respect to the total of all structural units constituting the component (A1), It is more preferable that it is 10-20 mol%.

(A1)成分は、(a1)及び(a2)を有する共重合体であることが好ましい。   The component (A1) is preferably a copolymer having (a1) and (a2).

(A1)成分は、各構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソ酪酸ジメチルのようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等により重合させることによって得ることができる。
また、(A1)成分には、上記重合の際に、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
The component (A1) is obtained by polymerizing a monomer for deriving each constitutional unit, for example, by known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN) or dimethyl azobisisobutyrate. be able to.
In addition, for the component (A1), for example, a chain transfer agent such as HS-CH 2 -CH 2 -CH 2 -C (CF 3 ) 2 -OH is used in combination at the time of the above polymerization. -C (CF 3 ) 2 -OH group may be introduced to Thus, a copolymer in which a hydroxyalkyl group is introduced in which a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom has reduced development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of the line sidewall). Is effective in reducing the

本実施形態において、(A1)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000〜50000が好ましく、1500〜30000がより好ましく、2000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。   In the present embodiment, the weight average molecular weight (Mw) of the component (A1) (based on polystyrene conversion by gel permeation chromatography) is not particularly limited, 1000 to 50000 is preferable, and 1500 to 30000 is more preferable. 2000 to 20000 are most preferred. When it is below the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and when it is above the lower limit of this range, the dry etching resistance and the resist pattern cross-sectional shape are good.

(A1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
基材成分(A)中の(A1)成分の割合は、基材成分(A)の総質量に対し、25質量%以上が好ましく、50質量%がより好ましく、75質量%がさらに好ましく、100質量%であってもよい。該割合が25質量%以上であると、リソグラフィー特性がより向上する。
As the component (A1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
25 mass% or more is preferable with respect to the total mass of a base material component (A), as for the ratio of the (A1) component in a base material component (A), 50 mass% is more preferable, 75 mass% is more preferable, and 100 It may be mass%. When the proportion is 25% by mass or more, the lithography properties are further improved.

本実施形態において、(A)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態において、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
In the present embodiment, as the component (A), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the present embodiment, the content of the component (A) may be adjusted in accordance with the thickness of the resist film to be formed.

<酸発生剤成分;(B)成分>
本実施形態においてレジスト組成物は、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分という。)を含有していてもよい。(B)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。
このような酸発生剤としては、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが挙げられる。なかでも、オニウム塩系酸発生剤を用いるのが好ましい。
<Acid generator component; (B) component>
In the present embodiment, the resist composition may contain an acid generator component (B) (hereinafter referred to as component (B)) which generates an acid upon exposure. The component (B) is not particularly limited, and those which have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used.
Examples of such an acid generator include onium salt-based acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate-based acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and diazomethanes such as poly (bissulfonyl) diazomethanes. There are various types such as an acid generator, a nitrobenzyl sulfonate-based acid generator, an iminosulfonate-based acid generator, and a disulfone-based acid generator. Among them, it is preferable to use an onium salt-based acid generator.

オニウム塩系酸発生剤としては、例えば、下記の一般式(b−1)で表される化合物(以下「(b−1)成分」ともいう)、一般式(b−2)で表される化合物(以下「(b−2)成分」ともいう)、又は一般式(b−3)で表される化合物(以下「(b−3)成分」ともいう)を用いることができる。   As the onium salt-based acid generator, for example, a compound represented by the following general formula (b-1) (hereinafter also referred to as “component (b-1)”), a compound represented by general formula (b-2) A compound (hereinafter also referred to as “component (b-2)”) or a compound represented by general formula (b-3) (hereinafter also referred to as “component (b-3)”) can be used.

Figure 0006539499
[一般式(b−1)〜(b−3)中、R101、R104〜R108はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。R106〜R107のいずれか2つは、相互に結合して環を形成していてもよい。R102はフッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。Y101は単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。V101〜V103はそれぞれ独立に単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。L101〜L102はそれぞれ独立に単結合または酸素原子である。L103〜L105はそれぞれ独立に単結合、−CO−又は−SO−である。M’m+はm価の有機カチオンである。]
Figure 0006539499
[In the general formulas (b-1) to (b-3), R 101 and R 104 to R 108 may each independently have a cyclic group which may have a substituent, or a substituent] It is a chained alkyl group or a chained alkenyl group which may have a substituent. R 104 and R 105 may be bonded to each other to form a ring. Any two of R 106 to R 107 may be bonded to each other to form a ring. R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group of 1 to 5 carbon atoms. Y 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom. V 101 to V 103 each independently represent a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. L 101 to L 102 each independently represent a single bond or an oxygen atom. L 103 to L 105 are each independently a single bond, -CO- or -SO 2- . M ' m + is an m-valent organic cation. ]

{アニオン部}
・(b−1)成分のアニオン部
一般式(b−1)中、R101は、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。
{Anion part}
Anion part of component (b-1) In the general formula (b-1), R 101 is a cyclic group which may have a substituent, or a chain-like alkyl group which may have a substituent Or a chain-like alkenyl group which may have a substituent.

(R101における置換基を有していてもよい環式基)
前記環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。
101における芳香族炭化水素基は、前記一般式(a1−1)のVaにおける2価の芳香族炭化水素基で挙げた芳香族炭化水素環、または2以上の芳香環を含む芳香族化合物から水素原子を1つ除いたアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
101における環状の脂肪族炭化水素基は、前記一般式(a1−1)のVaにおける2価の脂肪族炭化水素基で挙げたモノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基が挙げられ、アダマンチル基、ノルボルニル基が好ましい。
また、R101における環状の炭化水素基は、複素環等のようにヘテロ原子を含んでもよく、具体的には上記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、上記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基、その他以下の化学式(r−hr−1)〜(r−hr−16)に挙げる複素環式基が挙げられる。
(Cyclic group optionally having substituent (s) for R 101 )
The cyclic group is preferably a cyclic hydrocarbon group, and the cyclic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group.
The aromatic hydrocarbon group in R 101 is an aromatic compound containing the aromatic hydrocarbon ring mentioned for the divalent aromatic hydrocarbon group in Va 1 of the general formula (a1-1), or two or more aromatic rings. And an aryl group from which one hydrogen atom has been removed, and is preferably a phenyl group or a naphthyl group.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group in R 101 is one in which one hydrogen atom has been removed from the monocycloalkane or polycycloalkane listed as the divalent aliphatic hydrocarbon group in Va 1 of the general formula (a1-1). And adamantyl group and norbornyl group are preferable.
In addition, the cyclic hydrocarbon group in R 101 may contain a hetero atom such as a heterocyclic ring, and more specifically, each of them is represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7). Lactone-containing cyclic group to be substituted, -SO 2 -containing cyclic groups represented by the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) respectively, and the other chemical formulas (r-hr-1) And heterocyclic groups listed in (1) to (r-hr-16).

Figure 0006539499
Figure 0006539499

101の環状の炭化水素基における置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。
置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
Examples of the substituent in the cyclic hydrocarbon group of R 101 include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group and the like.
The alkyl group as a substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
As an alkoxy group as a substituent, a C1-C5 alkoxy group is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n-butoxy group, tert-butoxy group is more preferable, and methoxy is preferable. And ethoxy groups are most preferred.
As a halogen atom as a substituent, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom etc. are mentioned, A fluorine atom is preferable.
As a halogenated alkyl group as a substituent, a part or all of hydrogen atoms, such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, tert-butyl group, etc. The group substituted by the halogen atom is mentioned.

(R101における置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基)
101の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
直鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜20であることが好ましく、1〜15であることがより好ましく、1〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜15であることがより好ましく、3〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
(A chain-like alkyl group which may have a substituent in R 101 )
The linear alkyl group of R 101 may be linear or branched.
The linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl Groups, pentadecyl group, hexadecyl group, isohexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, henicosyl group, docosyl group and the like.
The branched alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-methyl pentyl group, 2-methyl pentyl group, 3-methyl pentyl group, 4-methyl pentyl group etc. are mentioned.

(R101における置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基)
101の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素数が2〜10であることが好ましく、2〜5がより好ましく、2〜4がさらに好ましく、3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、特にプロペニル基が好ましい。
(Acyclic alkenyl group optionally having substituent (s) for R 101 )
The linear alkenyl group of R 101 may be linear or branched, and preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5 and still more preferably 2 to 4 carbon atoms. Is particularly preferred. As a linear alkenyl group, a vinyl group, propenyl group (allyl group), butynyl group etc. are mentioned, for example. As a branched alkenyl group, 1-methyl propenyl group, 2-methyl propenyl group etc. are mentioned, for example.
Among the above, a propenyl group is particularly preferable as the chained alkenyl group.

101の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、たとえば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R101における環式基等が挙げられる。 Examples of the substituent in the chain alkyl group or alkenyl group of R 101 include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group, and a cyclic group in R 101 It can be mentioned.

なかでも、R101は、置換基を有していてもよい環式基が好ましく、置換基を有していてもよい環状の炭化水素基であることがより好ましい。より具体的には、フェニル基、ナフチル基、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基、前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、上記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基などが好ましい。 Among them, R 101 is preferably a cyclic group which may have a substituent, and more preferably a cyclic hydrocarbon group which may have a substituent. More specifically, it is represented by a phenyl group, a naphthyl group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkane, and the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7). A lactone-containing cyclic group, an -SO 2 -containing cyclic group represented by any of the above general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), and the like are preferable.

一般式(b−1)中、Y101は、単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。
101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、該Y101は、酸素原子以外の原子を含有してもよい。酸素原子以外の原子としては、たとえば炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
酸素原子を含む2価の連結基としては、たとえば、酸素原子(エーテル結合:−O−)、エステル結合(−C(=O)−O−)、オキシカルボニル基(−O−C(=O)−)、アミド結合(−C(=O)−NH−)、カルボニル基(−C(=O)−)、カーボネート結合(−O−C(=O)−O−)等の非炭化水素系の酸素原子含有連結基;該非炭化水素系の酸素原子含有連結基とアルキレン基との組み合わせ等が挙げられる。当該組み合わせに、さらにスルホニル基(−SO−)が連結されていてもよい。当該組み合わせとしては、たとえば下記一般式(y−al−1)〜(y−al−7)でそれぞれ表される連結基が挙げられる。
In general formula (b-1), Y 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom.
When Y 101 is a divalent linking group containing an oxygen atom, the Y 101 may contain an atom other than the oxygen atom. As an atom other than an oxygen atom, a carbon atom, a hydrogen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom etc. are mentioned, for example.
Examples of the divalent linking group containing an oxygen atom include an oxygen atom (ether bond: -O-), an ester bond (-C (= O) -O-), an oxycarbonyl group (-O-C (= O Non-hydrocarbons such as)-), amide bond (-C (= O) -NH-), carbonyl group (-C (= O)-), carbonate bond (-O-C (= O) -O-) etc And oxygen atom-containing linking groups of the system; combinations of such non-hydrocarbon oxygen atom-containing linking groups and alkylene groups, and the like. A sulfonyl group (—SO 2 —) may be further linked to the combination. As the said combination, the linking group respectively represented by the following general formula (y-al-1)-(y-al-7) is mentioned, for example.

Figure 0006539499
[一般式(y−al−1)〜(y−al−7)中、V’101は単結合または炭素数1〜5のアルキレン基であり、V’102は炭素数1〜30の2価の飽和炭化水素基である。]
Figure 0006539499
[In general formula (y-al-1)-(y-al-7), V ' 101 is a single bond or a C1-C5 alkylene group, V' 102 is a C1-C30 bivalent] Is a saturated hydrocarbon group of ]

V’102における2価の飽和炭化水素基は、炭素数1〜30のアルキレン基であることが好ましい。 The divalent saturated hydrocarbon group in V ′ 102 is preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms.

V’101およびV’102におけるアルキレン基としては、直鎖状のアルキレン基でもよく分岐鎖状のアルキレン基でもよく、直鎖状のアルキレン基が好ましい。
V’101およびV’102におけるアルキレン基として、具体的には、メチレン基[−CH−];−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;エチレン基[−CHCH−];−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−等のアルキルエチレン基;トリメチレン基(n−プロピレン基)[−CHCHCH−];−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[−CHCHCHCH−];−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[−CHCHCHCHCH−]等が挙げられる。
また、V’101又はV’102における前記アルキレン基における一部のメチレン基が、炭素数5〜10の2価の脂肪族環式基で置換されていてもよい。当該脂肪族環式基は、前記式(a1−r−1)中のRa’の環状の脂肪族炭化水素基から水素原子をさらに1つ除いた2価の基が好ましく、シクロへキシレン基、1,5−アダマンチレン基または2,6−アダマンチレン基がより好ましい。
The alkylene group in V ′ 101 and V ′ 102 may be a linear alkylene group or a branched alkylene group, and a linear alkylene group is preferable.
Specific examples of the alkylene group as V ′ 101 and V ′ 102 include methylene group [—CH 2 —]; —CH (CH 3 ) —, —CH (CH 2 CH 3 ) —, and —C (CH 3 ). 2 -, - C (CH 3 ) (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as ethylene group [-CH 2 CH 2 -]; - CH (CH 3) CH 2 -, - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3 ) alkyl ethylene group such as CH 2- ; trimethylene group (n-propylene group) [-CH 2 CH 2 CH 2- ]; -CH (CH 3 ) CH 2 CH 2- , -CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 - and the like alkyl trimethylene group; tetramethylene [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -]; - CH (CH 3) CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 CH 2 - alkyl tetramethylene group and the like; pentamethylene group [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -] , and the like.
Moreover, a part of methylene group in the said alkylene group in V ' 101 or V' 102 may be substituted by the C5-C10 bivalent aliphatic cyclic group. The aliphatic cyclic group is preferably a divalent group in which one hydrogen atom is further removed from the cyclic aliphatic hydrocarbon group of Ra ′ 3 in the formula (a1-r-1), and a cyclohexylene group 1,5-adamantylene group or 2,6-adamantylene group is more preferable.

101としては、エステル結合またはエーテル結合を含む2価の連結基が好ましく、上記一般式(y−al−1)〜(y−al−5)でそれぞれ表される連結基が好ましい。 As Y 101 , a divalent linking group containing an ester bond or an ether bond is preferable, and a linking group represented by each of the above general formulas (y-al-1) to (y-al-5) is preferable.

一般式(b−1)中、V101は、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。V101におけるアルキレン基、フッ素化アルキレン基は、炭素数1〜4であることが好ましい。V101におけるフッ素化アルキレン基としては、V101におけるアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、V101は、単結合、又は炭素数1〜4のフッ素化アルキレン基であることが好ましい。 In general formula (b-1), V 101 is a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. The alkylene group in V 101 and the fluorinated alkylene group preferably have 1 to 4 carbon atoms. Examples of the fluorinated alkylene group in V 101 include groups in which part or all of hydrogen atoms of the alkylene group in V 101 are substituted with a fluorine atom. Among them, V 101 is preferably a single bond or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.

一般式(b−1)中、R102は、フッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。R102は、フッ素原子または炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 In general formula (b-1), R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 102 is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom.

一般(b−1)成分のアニオン部の具体例としては、たとえば、Y101が単結合となる場合、トリフルオロメタンスルホネートアニオンやパーフルオロブタンスルホネートアニオン等のフッ素化アルキルスルホネートアニオンが挙げられ;Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、下記一般式(an−1)〜(an−3)のいずれかで表されるアニオンが挙げられる。 Specific examples of the anion moiety of the general component (b-1), for example, Y 101 may be a single bond, include fluorinated alkyl sulfonate anions such as trifluoromethane sulfonate anion or perfluorobutane sulfonate anion; Y 101 When is a divalent linking group containing an oxygen atom, anions represented by any of the following general formulas (an-1) to (an-3) can be mentioned.

Figure 0006539499
[式中、R”101は、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、前記化学式(r−hr−1)〜(r−hr−6)でそれぞれ表される基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基であり;R”102は、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、又は前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基であり;R”103は、置換基を有していてもよい芳香族環式基、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり;V”101は、フッ素化アルキレン基であり;L”101は、−C(=O)−又は−SO−であり;v”はそれぞれ独立に0〜3の整数であり、q”はそれぞれ独立に1〜20の整数であり、n”は0または1である。]
Figure 0006539499
[Wherein, R ′ ′ 101 is an aliphatic cyclic group which may have a substituent, a group represented by any one of the chemical formulas (r-hr-1) to (r-hr-6), or a substituted group R ′ ′ 102 is an aliphatic cyclic group which may have a substituent, and the above-described general formulas (a2-r-1) to (a2-). a lactone-containing cyclic group represented by r-7) or a —SO 2 — containing cyclic group represented by the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), respectively; R ′ ′ 103 is an aromatic cyclic group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a chain-like alkenyl group which may have a substituent by and; V "101 is an fluorinated alkylene group; L" 101 is, -C (= O) - or -SO 2 - a and; v "each independently Is an integer of 0 to 3, q "are each independently an integer of 1 to 20, n" is 0 or 1. ]

R”101、R”102およびR”103の置換基を有していてもよい脂肪族環式基は、前記R101における環状の脂肪族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、R101における環状の脂肪族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The aliphatic cyclic group which may have a substituent of R ′ ′ 101 , R ′ ′ 102 and R ′ ′ 103 is preferably the group exemplified as the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 above. Examples of the substituent include those similar to the substituents which may substitute the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 .

R”103における置換基を有していてもよい芳香族環式基は、前記R101における環状の炭化水素基における芳香族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、R101における該芳香族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The aromatic cyclic group which may have a substituent in R ′ 103 is preferably the group exemplified as the aromatic hydrocarbon group in the cyclic hydrocarbon group in R 101 described above. And the same as the substituent which may substitute the aromatic hydrocarbon group in R 101 .

R”101における置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基は、前記R101における鎖状のアルキル基として例示した基であることが好ましい。R”103における置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基は、前記R101における鎖状のアルケニル基として例示した基であることが好ましい。V”101は、好ましくは炭素数1〜3のフッ素化アルキレン基であり、特に好ましくは、−CF−、−CFCF−、−CHFCF−、−CF(CF)CF−、−CH(CF)CF−である。 R have a substituent in "which may chain substituted at 101 alkyl group, wherein preferably a group exemplified as chain alkyl group in R 101 .R" 103 The chain-like alkenyl group is also preferably the group exemplified as the chain-like alkenyl group in R 101 above. V ′ ′ 101 is preferably a fluorinated alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably —CF 2 —, —CF 2 CF 2 —, —CHFCF 2 —, —CF (CF 3 ) CF 2 , -CH (CF 3) CF 2 - is.

・(b−2)成分のアニオン部
一般式(b−2)中、R104、R105は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、一般式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。ただし、R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。
104、R105は、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
該鎖状のアルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜7、さらに好ましくは炭素数1〜3である。R104、R105の鎖状のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。また、R104、R105の鎖状のアルキル基においては、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また、200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。前記鎖状のアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基である。
一般式(b−2)中、V102、V103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基であり、それぞれ、一般式(b−1)中のV101と同様のものが挙げられる。
一般式(b−2)中、L101〜L102は、それぞれ独立に単結合又は酸素原子である。
Anion part of component (b-2) In the general formula (b-2), each of R 104 and R 105 independently has a cyclic group which may have a substituent, and a substituent It is also a chain-like alkyl group or a chain-like alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same as R 101 in the general formula (b-1). However, R 104 and R 105 may be bonded to each other to form a ring.
R 104 and R 105 each are preferably a linear alkyl group which may have a substituent, and is a linear or branched alkyl group or a linear or branched fluorinated alkyl group Is more preferred.
It is preferable that carbon number of this chain | strand-shaped alkyl group is 1-10, More preferably, it is C1-C7, More preferably, it is C1-C3. The carbon number of the linear alkyl group of R 104 and R 105 is preferably as small as possible because the solubility in a resist solvent is also good within the above-mentioned range of carbon numbers. Further, in the chain alkyl group of R 104 and R 105, the greater the number of hydrogen atoms substituted by fluorine atoms, the stronger the acid strength, and the high energy light and electron beams of 200 nm or less. It is preferable because the transparency is improved. The proportion of fluorine atoms in the linear alkyl group, ie, the fluorination ratio, is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are substituted by fluorine atoms. Perfluoroalkyl group.
In the general formula (b-2), each of V 102 and V 103 independently represents a single bond, an alkylene group or a fluorinated alkylene group, and each of them is the same as V 101 in the general formula (b-1) The thing is mentioned.
In the general formula (b-2), L 101 to L 102 each independently represent a single bond or an oxygen atom.

・(b−3)成分のアニオン部
一般式(b−3)中、R106〜R108は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、一般式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。
103〜L105は、それぞれ独立に、単結合、−CO−又は−SO−である。
· Anion part of component (b-3) In the general formula (b-3), each of R 106 to R 108 independently has a cyclic group which may have a substituent, and a substituent It is also a chain-like alkyl group or a chain-like alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same as R 101 in the general formula (b-1).
L 103 to L 105 are each independently a single bond, -CO- or -SO 2- .

{カチオン部}
一般式(b−1)、(b−2)及び(b−3)中、M’m+は、m価の有機カチオンであり、なかでもスルホニウムカチオンまたはヨードニウムカチオンであることが好ましく、下記の一般式(ca−1)〜(ca−4)でそれぞれ表されるカチオンが特に好ましい。
{Cation part}
In the general formulas (b-1), (b-2) and (b-3), M ' m + is an m-valent organic cation, preferably a sulfonium cation or an iodonium cation, and The cations represented by formulas (ca-1) to (ca-4) are particularly preferred.

Figure 0006539499
[一般式(ca−1)〜(ca−4)中、R201〜R207、およびR211〜R212は、それぞれ独立に置換基を有していてもよいアリール基、アルキル基またはアルケニル基を表し、R201〜R203、R206〜R207、R211〜R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよい。R208〜R209はそれぞれ独立に水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、R210は置換基を有していてもよいアリール基、アルキル基、アルケニル基、又は−SO−含有環式基であり、L201は−C(=O)−または−C(=O)−O−を表し、Y201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基またはアルケニレン基を表し、xは1または2であり、W201は(x+1)価の連結基を表す。]
Figure 0006539499
[In the general formulas (ca-1) to (ca-4), each of R 201 to R 207 and R 211 to R 212 independently represents an aryl group, an alkyl group or an alkenyl group which may have a substituent] R 201 to R 203 , R 206 to R 207 and R 211 to R 212 may be mutually bonded to form a ring with the sulfur atom in the formula. R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 210 is an optionally substituted aryl group, an alkyl group, an alkenyl group, or -SO 2 - containing L 201 represents a cyclic group, L 201 represents —C (= O) — or —C (、 O) —O—, Y 201 represents each independently an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group, and x represents And W 201 represents a (x + 1) -valent linking group. ]

201〜R207、およびR211〜R212におけるアリール基としては、炭素数6〜20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
201〜R207、およびR211〜R212におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1〜30のものが好ましい。
201〜R207、およびR211〜R212におけるアルケニル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましい。
201〜R207、およびR210〜R212が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、シアノ基、アミノ基、アリール基、アリールチオ基、下記一般式(ca−r−1)〜(ca−r−7)でそれぞれ表される基が挙げられる。
置換基としてのアリールチオ基におけるアリール基としては、R101で挙げたものと同様であり、具体的にフェニルチオ基又はビフェニルチオ基が挙げられる。
As the aryl group in R 201 to R 207, and R 211 to R 212, include unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a phenyl group, a naphthyl group.
The alkyl group of R 201 to R 207, and R 211 to R 212, a chain or cyclic alkyl group, preferably from 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group in R 201 to R 207, and R 211 to R 212, preferably has 2 to 10 carbon atoms.
Examples of the substituent which R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have include an alkyl group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, an amino group, an aryl group and an arylthio group. And groups represented by general formulas (ca-r-1) to (ca-r-7) shown below.
The aryl group in the arylthio group as a substituent is the same as that described for R 101 , and specific examples thereof include a phenylthio group or a biphenylthio group.

Figure 0006539499
[一般式(ca−r−1)〜(ca−r−7)中、R’201はそれぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい環式基、鎖状のアルキル基、または鎖状のアルケニル基である。]
Figure 0006539499
[In the general formulas (ca-r-1) to (ca-r-7), each of R ' 201 independently represents a hydrogen atom, a cyclic group which may have a substituent, or a chain alkyl group, Or a linear alkenyl group. ]

R’201の置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基は、上記一般式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる他、置換基を有していてもよい環式基又は置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基として上記一般式(a1−r−2)で表される酸解離性基と同様のものも挙げられる。 The cyclic group which may have a substituent of R ′ 201, the chain-like alkyl group which may have a substituent, or the chain-like alkenyl group which may have a substituent is In addition to the same groups as R 101 in the general formula (b-1), the above-mentioned general groups may be substituted cyclic groups which may have a substituent or a chain alkyl group which may have a substituent. The same acid dissociable group represented by the formula (a1-r-2) can also be mentioned.

201〜R203、R206〜R207、R211〜R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、硫黄原子、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子や、カルボニル基、−SO−、−SO−、−SO−、−COO−、−CONH−または−N(R)−(該Rは炭素数1〜5のアルキル基である。)等の官能基を介して結合してもよい。形成される環としては、式中のイオウ原子をその環骨格に含む1つの環が、イオウ原子を含めて、3〜10員環であることが好ましく、5〜7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、たとえばチオフェン環、チアゾール環、ベンゾチオフェン環、チアントレン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、9H−チオキサンテン環、チオキサントン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、テトラヒドロチオフェニウム環、テトラヒドロチオピラニウム環等が挙げられる。 When R 201 to R 203 , R 206 to R 207 and R 211 to R 212 are mutually bonded to form a ring with the sulfur atom in the formula, a hetero atom such as a sulfur atom, an oxygen atom or a nitrogen atom, carbonyl group, -SO -, - SO 2 - , - SO 3 -, - COO -, - CONH- , or -N (R N) - (. the R N is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms), etc. May be bonded via a functional group of As the ring to be formed, one ring containing a sulfur atom in the formula in its ring skeleton is preferably a 3- to 10-membered ring, including a sulfur atom, and particularly preferably a 5- to 7-membered ring preferable. Specific examples of the ring formed include, for example, thiophene ring, thiazole ring, benzothiophene ring, thianthrene ring, benzothiophene ring, dibenzothiophene ring, 9H-thioxanthene ring, thioxanthone ring, thianthrene ring, phenoxathiin ring, tetrahydrofuran Thiophenium rings, tetrahydrothiopyranium rings and the like can be mentioned.

208〜R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、アルキル基となる場合相互に結合して環を形成してもよい。 R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms are preferred, and combined if mutually serving as alkyl ring May be formed.

210は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、又は置換基を有していてもよい−SO−含有環式基である。
210におけるアリール基としては、炭素数6〜20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
210におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1〜30のものが好ましい。
210におけるアルケニル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましい。
210における、置換基を有していてもよい−SO−含有環式基としては、上記一般式(a2−1)中のRa21の「−SO−含有環式基」と同様のものが挙げられ、上記一般式(a5−r−1)で表される基が好ましい。
R 210 may have an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or a substituent -SO 2 - containing cyclic group.
As an aryl group in R 210, a C6-C20 unsubstituted aryl group is mentioned, A phenyl group and a naphthyl group are preferable.
The alkyl group in R 210 is preferably a linear or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group in R 210 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
The —SO 2 — containing cyclic group which may have a substituent in R 210 is the same as the “—SO 2 -containing cyclic group” of Ra 21 in the general formula (a2-1) above And the group represented by the above general formula (a5-r-1) is preferable.

201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基又はアルケニレン基を表す。
201におけるアリーレン基は、上記一般式(b−1)中のR101における芳香族炭化水素基として例示したアリール基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
201におけるアルキレン基、アルケニレン基は、上記一般式(a1−1)中のVaにおける2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基と同様のものが挙げられる。
Each Y 201 independently represents an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group.
The arylene group in Y 201 is a group in which one hydrogen atom is removed from the aryl group exemplified as the aromatic hydrocarbon group in R 101 in the general formula (b-1) above.
Examples of the alkylene group and the alkenylene group in Y 201 include the same as the aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 in the general formula (a1-1).

前記一般式(ca−4)中、xは、1または2である。
201は、(x+1)価、すなわち2価または3価の連結基である。
201における2価の連結基としては、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基が好ましく、前記一般式(a2−1)におけるYa21と同様の炭化水素基が例示できる。W201における2価の連結基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、環状であることが好ましい。なかでも、アリーレン基の両端に2個のカルボニル基が組み合わされた基が好ましい。アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、フェニレン基が特に好ましい。
201における3価の連結基としては、前記W201における2価の連結基から水素原子を1個除いた基、前記2価の連結基にさらに前記2価の連結基が結合した基などが挙げられる。W201における3価の連結基としては、アリーレン基に2個のカルボニル基が結合した基が好ましい。
In the general formula (ca-4), x is 1 or 2.
W 201 is a (x + 1) valent, ie, a divalent or trivalent linking group.
Examples of the divalent linking group for W 201, a divalent hydrocarbon group which may have a substituent is preferably a hydrocarbon group similar to Ya 21 in the general formula (a2-1) can be exemplified. The divalent linking group in W 201 may be linear, branched or cyclic, and is preferably cyclic. Among them, a group in which two carbonyl groups are combined at both ends of an arylene group is preferable. As an arylene group, a phenylene group, a naphthylene group, etc. are mentioned, A phenylene group is especially preferable.
Examples of the trivalent linking group in W 201 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the divalent linking group in W 201 , a group in which the divalent linking group is further bonded to the divalent linking group, and the like It can be mentioned. The trivalent linking group in W 201 is preferably a group in which two carbonyl groups are bonded to an arylene group.

一般式(ca−1)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−1−1)〜(ca−1−63)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。   Specific examples of suitable cations represented by General Formula (ca-1) include cations represented by the following Formulas (ca-1-1) to (ca-1-63).

Figure 0006539499
Figure 0006539499

Figure 0006539499
Figure 0006539499

Figure 0006539499
[式(ca−1−34)〜(ca−1−36)中、g1、g2、g3は繰返し数を示し、g1は1〜5の整数であり、g2は0〜20の整数であり、g3は0〜20の整数である。]
Figure 0006539499
[In the formulas (ca-1-34) to (ca-1-36), g1, g2 and g3 represent the number of repetitions, g1 is an integer of 1 to 5, and g2 is an integer of 0 to 20, g3 is an integer of 0-20. ]

Figure 0006539499
[式(ca−1−58)中、R”201は水素原子又は置換基であって、置換基としては前記R201〜R207、およびR210〜R212が有していてもよい置換基として挙げたものと同様である。]
Figure 0006539499
[In Formula (ca-1-58), R ′ ′ 201 is a hydrogen atom or a substituent, and the substituent may be a substituent that the R 201 to R 207 and the R 210 to R 212 may have. It is the same as that mentioned as

前記一般式(ca−3)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記一般式(ca−3−1)〜(ca−3−6)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。   Specific examples of suitable cations represented by the general formula (ca-3) include cations represented by the following general formulas (ca-3-1) to (ca-3-6).

Figure 0006539499
Figure 0006539499

前記一般式(ca−4)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記化学式(ca−4−1)〜(ca−4−2)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。   Specific examples of suitable cations represented by the general formula (ca-4) include cations represented by the following chemical formulas (ca-4-1) to (ca-4-2).

Figure 0006539499
Figure 0006539499

(B)成分は、上述した酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態においてレジスト組成物が(B)成分を含有する場合、(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.5〜60質量部が好ましく、1〜50質量部がより好ましく、1〜40質量部がさらに好ましい。(B)成分の含有量を上記範囲とすることで、パターン形成が充分に行われる。また、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
As the component (B), one type of acid generator described above may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the present embodiment, when the resist composition contains the component (B), the content of the component (B) is preferably 0.5 to 60 parts by mass, and 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). A part is more preferable, and 1-40 mass parts is further more preferable. By setting the content of the component (B) in the above range, pattern formation is sufficiently performed. In addition, when each component of the resist composition is dissolved in an organic solvent, a uniform solution is obtained, and storage stability is preferably improved.

[特定の化合物(E)]
本実施形態において、レジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸、ならびにリンのオキソ酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下、(E)成分という。)を含有させることができる。
有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
リンのオキソ酸の誘導体としては、たとえば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基等が挙げられる。
リン酸の誘導体としては、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
ホスフィン酸の誘導体としては、ホスフィン酸エステルやフェニルホスフィン酸などが挙げられる。
(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(E)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
[Specific compound (E)]
In the present embodiment, an organic carboxylic acid, an oxo acid of phosphorus, and a derivative thereof are used as optional components in the resist composition for the purpose of preventing sensitivity deterioration and improving resist pattern shape, storage stability over time, and the like. And at least one compound (E) (hereinafter referred to as component (E)) selected from the group consisting of
As the organic carboxylic acid, for example, acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are preferable.
Examples of phosphorus oxo acids include phosphoric acid, phosphonic acid and phosphinic acid. Among these, phosphonic acid is particularly preferable.
Examples of derivatives of oxo acids of phosphorus include esters in which a hydrogen atom of the above oxo acid is substituted with a hydrocarbon group, and examples of the hydrocarbon group include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms and 6 to 6 carbon atoms. 15 aryl groups and the like can be mentioned.
Examples of derivatives of phosphoric acid include phosphoric acid di-n-butyl ester, phosphoric acid esters such as phosphoric acid diphenyl ester, and the like.
Examples of derivatives of phosphonic acid include phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, phosphonic acid esters such as phosphonic acid dibenzyl ester, and the like.
Examples of phosphinic acid derivatives include phosphinic acid esters and phenylphosphinic acid.
As the component (E), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Component (E) is used usually in the range of 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A).

[(F)成分]
本実施形態において、レジスト組成物は、レジスト膜に撥水性を付与するため、フッ素添加剤(以下「(F)成分」という。)を含有していてもよい。
(F)成分としては、例えば、特開2010−002870号公報、特開2010−032994号公報、特開2010−277043号公報、特開2011−13569号公報、特開2011−128226号公報、に記載の含フッ素高分子化合物を用いることができる。
(F)成分としてより具体的には、下記一般式(f1−1)で表される構成単位(f1)を有する重合体が挙げられる。前記重合体としては、下記一般式(f1−1)で表される構成単位(f1)のみからなる重合体(ホモポリマー);下記一般式(f1−1)で表される構成単位(f1)と、前記構成単位(a1)との共重合体;下記一般式(f1−1)で表される構成単位(f1)と、アクリル酸又はメタクリル酸から誘導される構成単位と、前記構成単位(a1)との共重合体、であることが好ましい。ここで、下記一般式(f1−1)で表される構成単位(f1)と共重合される前記構成単位(a1)としては、1−エチル−1−シクロオクチル(メタ)アクリレートまたは前記一般式(a1−2−01)で表される構成単位が好ましい。
[(F) component]
In the present embodiment, the resist composition may contain a fluorine additive (hereinafter referred to as “component (F)”) in order to impart water repellency to the resist film.
Examples of the component (F) include, for example, JP-A-2010-002870, JP-A-2010-032994, JP-A-2010-277043, JP-A-2011-13569, and JP-A-2011-128226. The fluorine-containing polymer compounds described can be used.
More specific examples of the component (F) include polymers having a structural unit (f1) represented by the following general formula (f1-1). As the polymer, a polymer (homopolymer) consisting only of a structural unit (f1) represented by the following general formula (f1-1); a structural unit (f1) represented by the following general formula (f1-1) A copolymer of the structural unit (a1), a structural unit (f1) represented by the following general formula (f1-1), a structural unit derived from acrylic acid or methacrylic acid, and the structural unit ( It is preferable that it is a copolymer with a1). Here, as the structural unit (a1) to be copolymerized with the structural unit (f1) represented by the following general formula (f1-1), 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth) acrylate or the above general formula The structural unit represented by (a1-2-01) is preferable.

Figure 0006539499
[一般式(f1−1)中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Rf102およびRf103はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を表し、Rf102およびRf103は同じであっても異なっていてもよい。nfは1〜5の整数であり、Rf101はフッ素原子を含む有機基である。]
Figure 0006539499
[In general formula (f1-1), R is a hydrogen atom, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group of 1 to 5 carbon atoms. Rf 102 and Rf 103 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and Rf 102 and Rf 103 may be the same. It may be different. nf 1 is an integer of 1 to 5, and Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom. ]

一般式(f1−1)中、Rは前記同様である。Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。
一般式(f1−1)中、Rf102およびRf103のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1〜5のアルキル基としては、上記Rの炭素数1〜5のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、上記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部が、ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。なかでもRf102およびRf103としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基、またはエチル基が好ましい。
一般式(f1−1)中、nfは1〜5の整数であって、1〜3の整数が好ましく、1又は2であることがより好ましい。
In general formula (f1-1), R is as defined above. As R, a hydrogen atom or a methyl group is preferable.
As a halogen atom of Rf 102 and Rf 103 in general formula (f1-1), a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom etc. are mentioned, Especially a fluorine atom is preferable. Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103, the same alkyl group of 1 to 5 carbon atoms in the R, and a methyl group or an ethyl group is preferred. As the halogenated alkyl group of 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103 , specifically, a group in which part or all of hydrogen atoms of the above-mentioned alkyl group of 1 to 5 carbon atoms are substituted with a halogen atom is It can be mentioned. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. Among them, as Rf 102 and Rf 103 , a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or an ethyl group is preferable.
In General Formula (f1-1), nf 1 is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 or 2.

一般式(f1−1)中、Rf101はフッ素原子を含む有機基であって、フッ素原子を含む炭化水素基であることが好ましい。
フッ素原子を含む炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよく、炭素数は1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10が特に好ましい。
また、フッ素原子を含む炭化水素基は、当該炭化水素基における水素原子の25%以上がフッ素化されていることが好ましく、50%以上がフッ素化されていることがより好ましく、60%以上がフッ素化されていることが、浸漬露光時のレジスト膜の疎水性が高まることから、特に好ましい。
なかでも、Rf101としては、炭素数1〜5のフッ素化炭化水素基が特に好ましく、メチル基、−CH−CF、−CH−CF−CF、−CH(CF、−CH−CH−CF、−CH−CH−CF−CF−CF−CFが最も好ましい。
In the general formula (f1-1), Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom, and is preferably a hydrocarbon group containing a fluorine atom.
The hydrocarbon group containing a fluorine atom may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 15 carbon atoms. And 1 to 10 carbon atoms are particularly preferred.
Moreover, as for the hydrocarbon group containing a fluorine atom, it is preferable that 25% or more of the hydrogen atoms in the said hydrocarbon group are fluorinated, It is more preferable that 50% or more is fluorinated, 60% or more Fluorination is particularly preferable because the hydrophobicity of the resist film at the time of immersion exposure is increased.
Among them, a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms is particularly preferable as Rf 101 , and a methyl group, -CH 2 -CF 3 , -CH 2 -CF 2 -CF 3 , -CH (CF 3 ) 2 And -CH 2 -CH 2 -CF 3 and -CH 2 -CH 2 -CF 2 -CF 2 -CF 2 -CF 3 are most preferable.

(F)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、1000〜50000が好ましく、5000〜40000がより好ましく、10000〜30000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
(F)成分の分散度(Mw/Mn)は、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
1000-50000 are preferable, as for the weight average molecular weight (Mw) (the polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) of (F) component, 5000-40000 are more preferable, and 10000-30000 are the most preferable. When it is below the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and when it is above the lower limit of this range, the dry etching resistance and the resist pattern cross-sectional shape are good.
The dispersion degree (Mw / Mn) of the component (F) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5.

(F)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(F)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.5〜10質量部の割合で用いられる。
As the component (F), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Component (F) is used usually in a proportion of 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A).

本実施形態において、レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。   In the present embodiment, the resist composition may further contain additives which are optionally miscible, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, an antihalation agent. An agent, a dye, etc. can be suitably added and contained.

[(S)成分]
本実施形態において、レジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下、(S)成分ということがある)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
たとえば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン(2−ヘプタノン)、メチルイソペンチルケトン、などのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
なかでも、PGMEA、PGME、γ−ブチロラクトン、ELが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶媒も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてEL又はシクロヘキサノンを配合する場合は、PGMEA:EL又はシクロヘキサノンの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
(S)成分の使用量は特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が1〜20質量%、好ましくは2〜15質量%の範囲内となるように用いられる。
[(S) component]
In the present embodiment, the resist composition can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as component (S)).
As the component (S), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution, and any one of conventionally known solvents for chemically amplified resists can be used. Two or more types can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone (2-heptanone), methyl isopentyl ketone, etc. ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, Polyhydric alcohols such as propylene glycol; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate, the above polyhydric alcohols or compounds having the ester bond Monoalkyl ethers such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having an ether bond [in these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME) are preferred]; cyclic ethers such as dioxane; Esters such as methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate; anisole, ethyl benzyl ether, cresyl methyl Ether, diphenylether, dibenzylether, phenetole, butylphenylether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene And aromatic organic solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO).
These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
Among them, PGMEA, PGME, γ-butyrolactone, and EL are preferable.
Moreover, the mixed solvent which mixed PGMEA and the polar solvent is also preferable. The compounding ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, etc., but is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. It is preferable to be in the range.
More specifically, in the case of blending EL or cyclohexanone as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL or cyclohexanone is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. . Moreover, when mix | blending PGME as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: PGME becomes like this. Preferably 1: 9-9: 1, More preferably, 2: 8-8: 2, More preferably, 3: 7-7: It is three.
In addition, as the component (S), mixed solvents of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone are also preferable. In this case, the mass ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5 as the mixing ratio.
The amount of the component (S) to be used is not particularly limited, and can be appropriately set according to the applied film thickness, at a concentration that can be applied to a substrate or the like. Generally, it is used so that the solid content concentration of the resist composition is in the range of 1 to 20% by mass, preferably 2 to 15% by mass.

≪酸又は熱酸発生剤を含む溶液≫
本実施形態に用いる、酸又は熱酸発生剤を含む溶液について説明する。酸又は熱酸発生剤を含む溶液は、例えば、酸又は熱酸発生剤(以下、これらを「酸成分」ともいう。)と、基材成分とを溶剤に溶解したものが挙げられる。
«A solution containing an acid or thermal acid generator»
A solution containing an acid or a thermal acid generator used in the present embodiment will be described. The solution containing an acid or a thermal acid generator includes, for example, one obtained by dissolving an acid or a thermal acid generator (hereinafter, these are also referred to as “acid component”) and a base component in a solvent.

〔酸(酸成分(T0))〕
本実施形態において、「酸」とは、それ自体が酸性を有し、プロトン供与体として作用するものである(以下、「酸成分(T0)」と記載することがある。)。このような(T0)成分としては、塩を形成していない酸が挙げられる。
(T0)成分としては、フッ素化アルキル基含有カルボン酸、高級脂肪酸、高級アルキルスルホン酸、高級アルキルアリールスルホン酸、カンファースルホン酸等の酸成分が挙げられる。
[Acid (acid component (T0))]
In the present embodiment, the “acid” itself is acidic and acts as a proton donor (hereinafter sometimes referred to as “acid component (T0)”). As such (T0) component, the acid which has not formed the salt is mentioned.
Examples of the component (T0) include acid components such as fluorinated alkyl group-containing carboxylic acids, higher fatty acids, higher alkyl sulfonic acids, higher alkyl aryl sulfonic acids and camphor sulfonic acids.

フッ素化アルキル基含有カルボン酸としては、たとえばC1021COOH等が挙げられる。
高級脂肪酸としては、炭素数8〜20のアルキル基を有する高級脂肪酸が挙げられ、具体的には、ドデカン酸、テトラデカン酸、ステアリン酸等が挙げられる。
上記炭素数8〜20のアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状のいずれであってもよく、その鎖中にフェニレン基又は酸素原子等が介在していてもよいし、アルキル基中の水素原子の一部が水酸基やカルボキシ基で置換されていてもよい。
高級アルキルスルホン酸としては、平均炭素数が好ましくは9〜21、より好ましくは12〜18のアルキル基を有するスルホン酸が挙げられ、具体的には、デカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸、テトラデカンスルホン酸、ペンタデカンスルホン酸、ステアリン酸スルホン酸等が挙げられる。
高級アルキルアリールスルホン酸としては、平均炭素数が好ましくは6〜18、より好ましくは9〜15のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸等が挙げられ、具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸、デシルナフタレンスルホン酸が挙げられる。
As the fluorinated alkyl group-containing carboxylic acid, for example, C 10 F 21 COOH and the like can be mentioned.
Examples of the higher fatty acids include higher fatty acids having an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms, and specific examples include dodecanoic acid, tetradecanoic acid, and stearic acid.
The alkyl group having 8 to 20 carbon atoms may be linear or branched, and a phenylene group or an oxygen atom may be interposed in the chain, or hydrogen in the alkyl group A part of the atoms may be substituted by a hydroxyl group or a carboxy group.
Examples of higher alkyl sulfonic acids include sulfonic acids having an alkyl group having an average carbon number of preferably 9 to 21, and more preferably 12 to 18, and specifically, decanesulfonic acid, dodecanesulfonic acid, tetradecanesulfonic acid And pentadecanesulfonic acid and stearic acid sulfonic acid.
Examples of higher alkyl aryl sulfonic acids include alkyl benzene sulfonic acids and alkyl naphthalene sulfonic acids having an alkyl group preferably having an average carbon number of 6 to 18, and more preferably 9 to 15, and specifically, dodecyl benzene sulfone. The acids include decyl naphthalene sulfonic acid.

その他の酸成分としては、平均炭素数が好ましくは6〜18、より好ましくは9〜15のアルキル基を有するアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸が挙げられ、具体的には、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸等が挙げられる。   Examples of other acid components include alkyl diphenyl ether disulfonic acids having an alkyl group preferably having an average carbon number of 6 to 18, and more preferably 9 to 15, and specific examples include dodecyl diphenyl ether disulfonic acid and the like.

〔熱酸発生剤(酸成分(T1))〕
熱酸発生剤(以下、「酸成分(T1)」と記載することがある。)は、加熱により酸を発生する成分である。加熱により酸を発生する熱酸発生剤成分としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤;オキシムスルホネート系酸発生剤;ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類;ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤;ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤;イミノスルホネート系酸発生剤;ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。これらの酸発生剤成分は、光酸発生剤としても知られているが、熱酸発生剤としても機能する。したがって、本実施形態において使用可能な酸発生剤成分としては、従来、化学増幅型レジスト組成物用の酸発生剤として公知のものの中から任意のものを利用することができる。
なかでも、酸成分(T1)としては、下記一般式(T1−1)〜(T1−3)のいずれかで表される化合物が好ましい。
[Thermal acid generator (acid component (T1))]
The thermal acid generator (hereinafter sometimes referred to as "acid component (T1)") is a component that generates an acid upon heating. So far, onium salt-based acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts; oxime sulfonate-based acid generators; bisalkyls or bisarylsulfonyldiazomethanes; poly (bis) A wide variety of products are known such as diazomethane-based acid generators such as sulfonyl) diazomethanes; nitrobenzyl sulfonate-based acid generators; iminosulfonate-based acid generators; disulfone-based acid generators. These acid generator components, which are also known as photoacid generators, also function as thermal acid generators. Therefore, as an acid generator component that can be used in the present embodiment, any one of conventionally known acid generators for chemically amplified resist compositions can be used.
Especially, as an acid component (T1), the compound represented by either of following General formula (T1-1)-(T1-3) is preferable.

Figure 0006539499
[一般式(T1−1)〜(T1−3)中、Rt101、Rt104〜Rt108はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。Rt104、Rt105は、相互に結合して環を形成していてもよい。Rt106〜Rt107のいずれか2つは、相互に結合して環を形成していてもよい。Rt102はフッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。Yt101は単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。Vt101〜Vt103はそれぞれ独立に単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。Lt101〜Lt102はそれぞれ独立に単結合または酸素原子である。Lt103〜Lt105はそれぞれ独立に単結合、−CO−又は−SO−である。Rt301〜Rt304は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のフッ素化アルキル基である。Rt301〜Rt303は、相互に結合して式中の窒素原子と共に環を形成していてもよい。]
Figure 0006539499
[In the general formulas (T1-1) to (T1-3), Rt 101 and Rt 104 to Rt 108 may each independently have a cyclic group which may have a substituent or a substituent] It is a chained alkyl group or a chained alkenyl group which may have a substituent. Rt 104 and Rt 105 may be bonded to each other to form a ring. Any two of Rt 106 to Rt 107 may be bonded to each other to form a ring. Rt 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Yt 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom. Vt 101 to Vt 103 each independently represent a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. Lt 101 to Lt 102 each independently represent a single bond or an oxygen atom. Lt 103 to Lt 105 are each independently a single bond, -CO- or -SO 2- . Rt 301 to Rt 304 each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Rt 301 to Rt 303 may be bonded to each other to form a ring with the nitrogen atom in the formula. ]

{アニオン部}
・(T1−1)成分のアニオン部
一般式(T1−1)中、Rt101は、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。
一般式(T1−1)中、Rt101についての説明は、上記一般式(b−1)中のR101についての説明と同様である。
{Anion part}
· Anion part of (T1-1) component In the general formula (T1-1), Rt 101 is a cyclic group which may have a substituent, or a chain-like alkyl group which may have a substituent Or a chain-like alkenyl group which may have a substituent.
In the general formula (T1-1), the description of Rt 101 is the same as the description of R 101 in the general formula (b-1).

一般式(T1−1)中、Yt101は、単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。
一般式(T1−1)中の、Yt101についての説明は、上記一般式(b−1)中のY101についての説明と同様である。
In general formula (T1-1), Yt 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom.
The description of Yt 101 in General Formula (T1-1) is the same as the description of Y 101 in General Formula (b-1).

一般式(T1−1)中、Vt101は、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。Vt101におけるアルキレン基、フッ素化アルキレン基は、炭素数1〜4であることが好ましい。Vt101におけるフッ素化アルキレン基としては、Vt101におけるアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、Vt101は、単結合、又は炭素数1〜4のフッ素化アルキレン基であることが好ましい。 In general formula (T1-1), Vt 101 is a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. The alkylene group in Vt 101 and the fluorinated alkylene group preferably have 1 to 4 carbon atoms. As the fluorinated alkylene group for Vt 101, some or all of the hydrogen atoms of the alkylene group have been substituted with fluorine atoms in the vt 101. Among them, Vt 101 is preferably a single bond or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.

一般式(T1−1)中、Rt102は、フッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。Rt102は、フッ素原子または炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 In General Formula (T1-1), Rt 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Rt 102 is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom.

(T1−1)成分のアニオン部の具体例としては、たとえば、Yt101が単結合となる場合、トリフルオロメタンスルホネートアニオンやパーフルオロブタンスルホネートアニオン等のフッ素化アルキルスルホネートアニオンが挙げられ;Yt101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、上記一般式(an−1)〜(an−3)のいずれかで表されるアニオンが挙げられる。 Specific examples of the anion moiety of the component (T1-1) include, for example, when Yt 101 is a single bond, fluorinated alkyl sulfonate anions such as trifluoromethane sulfonate anion and perfluorobutane sulfonate anion, etc. are mentioned; Yt 101 is When it is a bivalent coupling group containing an oxygen atom, the anion represented by either of the said General Formula (an-1)-(an-3) is mentioned.

・(T1−2)成分のアニオン部
一般式(T1−2)中、Rt104、Rt105は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、一般式(T1−1)中のRt101と同様のものが挙げられる。ただし、Rt104、Rt105は、相互に結合して環を形成していてもよい。
Rt104、Rt105は、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
該鎖状のアルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜7、さらに好ましくは炭素数1〜3である。Rt104、Rt105の鎖状のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。また、Rt104、Rt105の鎖状のアルキル基においては、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また、200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。前記鎖状のアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基である。
一般式(T1−2)中、Vt102、Vt103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基であり、それぞれ、一般式(T1−1)中のVt101と同様のものが挙げられる。
一般式(T1−2)中、Lt101〜Lt102は、それぞれ独立に単結合又は酸素原子である。
-Anion part of (T1-2) component In general formula (T1-2), Rt 104 and Rt 105 each independently have a cyclic group which may have a substituent, and a substituent. A chain-like alkyl group which may be substituted or a chain-like alkenyl group which may have a substituent, each of which is similar to Rt 101 in the general formula (T1-1). However, Rt 104 and Rt 105 may be bonded to each other to form a ring.
Rt 104 and Rt 105 each are preferably a linear alkyl group which may have a substituent, and is a linear or branched alkyl group, or a linear or branched fluorinated alkyl group Is more preferred.
It is preferable that carbon number of this chain | strand-shaped alkyl group is 1-10, More preferably, it is C1-C7, More preferably, it is C1-C3. The carbon number of the linear alkyl group of Rt 104 and Rt 105 is preferably as small as possible because the solubility in a resist solvent is also good within the above-mentioned range of carbon numbers. Further, in the chain alkyl group of Rt 104 and Rt 105, the larger the number of hydrogen atoms substituted by fluorine atoms, the stronger the acid strength, and the high-energy light or electron beam of 200 nm or less. It is preferable because the transparency is improved. The proportion of fluorine atoms in the linear alkyl group, ie, the fluorination ratio, is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are substituted by fluorine atoms. Perfluoroalkyl group.
In general formula (T1-2), Vt 102 and Vt 103 each independently represent a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group, and each is the same as Vt 101 in general formula (T1-1) The thing is mentioned.
In the general formula (T1-2), Lt 101 to Lt 102 each independently represent a single bond or an oxygen atom.

・(T1−3)成分のアニオン部
一般式(T1−3)中、Rt106〜Rt108は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、一般式(T1−1)中のRt101と同様のものが挙げられる。
Lt103〜Lt105は、それぞれ独立に、単結合、−CO−又は−SO−である。
· Anion part of (T1-3) component In the general formula (T1-3), Rt 106 to Rt 108 each independently have a cyclic group which may have a substituent, and have a substituent A chain-like alkyl group which may be substituted or a chain-like alkenyl group which may have a substituent, each of which is similar to Rt 101 in the general formula (T1-1).
Lt 103 to Lt 105 are each independently a single bond, -CO- or -SO 2- .

{カチオン部}
一般式(T1−1)〜(T1−3)のカチオン部において、Rt301〜Rt304は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の直鎖状、分岐鎖状又は環状のフッ素化アルキル基である。Rt301〜Rt303は、相互に結合して式中の窒素原子と共に環を形成していてもよい。形成される環としては、式中の窒素原子をその環骨格に含む1つの環が、窒素原子を含めて、3〜10員環であることが好ましく、5〜7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、たとえばピリジン環等が挙げられる。以下、一般式(T1−1)〜(T1−3)で表される化合物のカチオン部の好適な具体例を列挙する。
{Cation part}
In the cation moiety of the general formulas (T1-1) to (T1-3), Rt 301 to Rt 304 each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic fluorinated group having 1 to 12 carbon atoms It is an alkyl group. Rt 301 to Rt 303 may be bonded to each other to form a ring with the nitrogen atom in the formula. As the ring to be formed, one ring containing a nitrogen atom in the formula in its ring skeleton is preferably a 3- to 10-membered ring, including a nitrogen atom, and particularly preferably a 5- to 7-membered ring preferable. As a specific example of the ring formed, a pyridine ring etc. are mentioned, for example. Hereafter, the preferable specific example of the cation part of a compound represented by general formula (T1-1)-(T1-3) is enumerated.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

酸成分(T1)の好適なものとしては、上記一般式(T1−1)で表される化合物が好ましく、上記一般式(T1−1)で表される化合物のアニオン部としては、上記式(an−1)で表されるアニオン部が好ましい。   As a suitable thing of an acid component (T1), the compound represented by the said General formula (T1-1) is preferable, As an anion part of a compound represented by the said General formula (T1-1), the said Formula ( The anion moiety represented by an-1) is preferred.

本実施形態において、酸成分(T1)としては、以下に示す化合物(T1)−1が好ましい。   In the embodiment, as the acid component (T1), a compound (T1) -1 shown below is preferable.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

酸又は熱酸発生剤を含む溶液は、上述した酸成分(T0)又は(T1)を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、酸成分(T1)が好ましい。
本実施形態において酸又は熱酸発生剤を含む溶液中、酸成分(T0)又は(T1)の含有量は、後述の基材成分(Tp)100質量部に対して、0.1〜5質量部が好ましく、0.15〜3質量部がより好ましく、0.15〜1.5質量部がさらに好ましい。
As the solution containing an acid or a thermal acid generator, the above-mentioned acid components (T0) or (T1) may be used alone or in combination of two or more. Among them, the acid component (T1) is preferable.
The content of the acid component (T0) or (T1) in the solution containing the acid or thermal acid generator in the present embodiment is 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the below-mentioned base component (Tp). Part is preferable, 0.15 to 3 parts by mass is more preferable, and 0.15 to 1.5 parts by mass is more preferable.

〔基材成分(Tp)〕
本実施形態において、酸又は熱酸発生剤を含む溶液が有することが好ましい基材成分について説明する。酸又は熱酸発生剤を含む溶液が有することが好ましい基材成分を「基材成分(Tp)」と記載することがある。基材成分(Tp)は、酸又は熱酸発生剤を含む溶液の塗布性を良好なものとし、工程Dにおける有機溶剤現像において除去され得る、即ち有機溶剤に溶解する基材成分であれば特に限定されない。
本実施形態においては、基材成分(Tp)は、置換基を有していてもよい炭化水素基を有する構成単位を含む高分子化合物(Tp1)を含むことが好ましい。置換基を有していてもよい炭化水素基を有する構成単位としては、例えば下記一般式(Tp)−1で表される構成単位が挙げられる。
[Base component (Tp)]
In the present embodiment, a substrate component which is preferably included in a solution containing an acid or a thermal acid generator will be described. The base material component that the solution containing the acid or thermal acid generator preferably has may be described as "base component (Tp)". The base component (Tp) improves the coatability of the solution containing an acid or a thermal acid generator and can be removed in organic solvent development in step D, that is, particularly a base component that dissolves in an organic solvent. It is not limited.
In the present embodiment, the base component (Tp) preferably includes a polymer compound (Tp1) including a structural unit having a hydrocarbon group which may have a substituent. As a structural unit which has a hydrocarbon group which may have a substituent, the structural unit represented by the following general formula (Tp) -1 is mentioned, for example.

Figure 0006539499
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、Rtpは置換基を有していてもよい炭化水素基である。ntpは0又は1である。]
Figure 0006539499
Wherein R is a hydrogen atom, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, and Rtp is a hydrocarbon group which may have a substituent. n tp is 0 or 1. ]

一般式(Tp)−1中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、前記一般式(a1−1)中のRにおける説明と同様である、式(Tp)−1中、Rは水素原子又はメチル基であることが好ましい。
一般式(Tp)−1中、Rtpは置換基を有していてもよい炭化水素基である。
In the general formula (Tp) -1, R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and the explanation for R in the general formula (a1-1) In the same formula (Tp) -1, R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
In general formula (Tp) -1, Rtp is a hydrocarbon group which may have a substituent.

Rtpにおける炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜10のアルキル基;直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジメチルエチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、2,2,−ジメチルブチル基等が挙げられる。
Rtpが環状の炭化水素基となる場合、脂肪族でも芳香族でもよく、また多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜8のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
As a hydrocarbon group in Rtp, a C1-C20 alkyl group, a C1-C10 alkyl group; a linear or branched alkyl group is mentioned. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1,1 -Diethyl propyl group, 2, 2- dimethyl propyl group, 2, 2- dimethyl butyl group etc. are mentioned.
When Rtp is a cyclic hydrocarbon group, it may be aliphatic or aromatic, may be polycyclic, or may be monocyclic. As a monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 8 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane, cyclohexane, cyclooctane and the like. As the polycyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from polycycloalkane is preferable, and as the polycycloalkane, one having 7 to 12 carbon atoms is preferable, and specifically, adamantane , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

Rtpが芳香族炭化水素基となる場合、含まれる芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基);前記アリール基の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基);等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
When Rtp is an aromatic hydrocarbon group, specific examples of the aromatic ring to be contained include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene and the like; carbon constituting the aromatic hydrocarbon ring And aromatic heterocycles in which a part of the atoms is substituted with a heteroatom. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
Specifically, as the aromatic hydrocarbon group, a group (aryl group) obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring; a group in which one hydrogen atom of the aryl group is substituted with an alkylene group (for example, And arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group, etc .; and the like. The carbon number of the alkylene group (the alkyl chain in the arylalkyl group) is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.

Rtpは置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−が好ましい。
Rtp may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group and the like.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having a carbon number of 1 to 5, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
The alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having a carbon number of 1 to 5, and is preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group or a tert-butoxy group, methoxy And ethoxy groups are most preferred.
As a halogen atom as the said substituent, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom etc. are mentioned, A fluorine atom is preferable.
As a halogenated alkyl group as said substituent, the group by which one part or all part of the hydrogen atom of the said alkyl group was substituted by the said halogen atom is mentioned.
In the cyclic aliphatic hydrocarbon group, a part of carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent containing a hetero atom. The substituent containing a hetero atom, -O -, - C (= O) -O -, - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O- are preferred.

一般式(Tp)−1で表される構成単位としては、置換基として極性基を有する極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位((Tp)−1−1)、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位((Tp)−1−2)、スチレンから誘導される構成単位((Tp)−1−3)、鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基を含む構成単位((Tp)−1−4)、ビニルアルコールから誘導される構成単位((Tp)−1−5)、が好ましいものとして挙げられる。
本実施形態において、構成単位(Tp)−1−1としては、上述の極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)が好ましく、なかでも、前記一般式(a3−1)又は(a3−3)で表される構成単位が好ましい。
構成単位(Tp)−1−2としては、下記一般式(Tp)−1−2−1で表される構成単位が挙げられる。構成単位(Tp)−1−3としては、下記一般式(Tp)−1−3−1で表される構成単位が挙げられる。
The structural unit represented by the general formula (Tp) -1 is derived from a structural unit ((Tp) -1-1) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group having a polar group as a substituent, and hydroxystyrene Structural unit ((Tp) -1-2), structural unit derived from styrene ((Tp) -1-3), structural unit containing a linear or cyclic aliphatic hydrocarbon group ((Tp) -1 -4) and the structural unit ((Tp) -1-5) derived from vinyl alcohol are mentioned as a preferable thing.
In the embodiment, as the structural unit (Tp) -1-1, a structural unit (a3) containing the above-mentioned polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is preferable, and in particular, the structural unit (a3-1) or The structural unit represented by a3-3) is preferable.
Examples of the structural unit (Tp) -1-2 include structural units represented by general formula (Tp) -1-2-1 shown below. As the structural unit (Tp) -1-3, structural units represented by general formula (Tp) -1-3-1 shown below can be mentioned.

Figure 0006539499
[一般式(Tp)−1−2−1中、Rstは水素原子またはメチル基を表し、m01は1〜3の整数を表す。]
Figure 0006539499
[In general formula (Tp) -1-2-1, R st represents a hydrogen atom or a methyl group, and m 01 represents an integer of 1 to 3. ]

Figure 0006539499
[一般式(Tp)−1−3−1中、Rstは水素原子又はメチル基を表し、R01は炭素数1〜5のアルキル基を表し、m02は0または1〜3の整数を表す。]
Figure 0006539499
[In the general formula (Tp) -1-3-1, R st represents a hydrogen atom or a methyl group, R 01 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and m 02 is an integer of 0 or 1 to 3] Represent. ]

上記一般式(Tp)−1−2−1において、Rstは水素原子又はメチル基であり、水素原子であることが好ましい。
01は、1〜3の整数である。これらのうち、m01は1であることが好ましい。
水酸基の位置は、o−位、m−位、p−位のいずれでもよいが、容易に入手可能で低価格であることから、mが1であり、かつp−位に水酸基を有するものが好ましい。m01が2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
In the above general formula (Tp) -1-2-1, R st is a hydrogen atom or a methyl group, preferably a hydrogen atom.
m 01 is an integer of 1 to 3; Among these, m 01 is preferably 1.
The position of the hydroxyl group may be any of o-position, m-position and p-position, but since m is 1 and has a hydroxyl group at p-position, as it is easily available and inexpensive. preferable. When m 01 is 2 or 3, arbitrary substitution positions can be combined.

上記一般式(Tp)−1−3−1において、Rstは、水素原子又はメチル基であり、水素原子であることが好ましい。
上記R01は、炭素数1〜5の直鎖又は分岐状アルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的にはメチル基又はエチル基が好ましい。
In the above general formula (Tp) -1-3-1, R st is a hydrogen atom or a methyl group, preferably a hydrogen atom.
The above R 01 is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl And neopentyl groups. Industrially, a methyl group or an ethyl group is preferable.

上記m02は、0または1〜3の整数である。これらのうち、m02は0または1であることが好ましく、特に工業上0であることが好ましい。
なお、m02が1である場合には、R01の置換位置はo−位、m−位、p−位のいずれでもよく、さらに、m02が2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
The above m 02 is an integer of 0 or 1 to 3. Among these, m 02 is preferably 0 or 1, and particularly preferably 0 from the industrial viewpoint.
When m 02 is 1, the substitution position of R 01 may be any of o-position, m-position and p-position, and further, when m 02 is 2 or 3, any substitution may be performed. The positions can be combined.

構成単位(Tp)−1−4としては、前記一般式(a4−1)〜(a4−7)のいずれかで表される構成単位、又は下記一般式(Tp)−1−4−1で表される構成単位が挙げられる。   As the structural unit (Tp) -1-4, a structural unit represented by any one of the above-mentioned general formulas (a4-1) to (a4-7), or a structural unit represented by the following general formula (Tp) -4-1 The structural unit represented is mentioned.

Figure 0006539499
[一般式(Tp)−1−4−1中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、Rtp04は、炭素数1〜10の直鎖状のアルキル基である。]
Figure 0006539499
[In the general formula (Tp) -1-4-1, R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and Rtp 04 has 1 to 10 carbon atoms Is a linear alkyl group of ]

基材成分(Tp)が含む高分子化合物(Tp1)としては、上記(Tp)−1−2−1で表される構成単位と上記(Tp)−1−3−1で表される構成単位との共重合体、上記(Tp)−1−2で表される構成単位と上記(Tp)−1−3で表される構成単位との共重合体、上記(Tp)−1−1で表される構成単位を2種以上含む共重合体、上記(Tp)−1−4で表される構成単位を2種以上含む共重合体、が好ましいものとして挙げられる。
上記の基材成分(Tp)とすることにより、第1のレジストパターンの溶解や、第1の層と酸拡散制御剤を含む層とが全体的に混合することを防止できる。これに加えて、後の工程における有機溶剤現像において、有機溶剤に対する溶解性を良好なものとできる。
As a high molecular compound (Tp1) which a base material component (Tp) contains, the structural unit represented by said (Tp) -1-2-1, and the structural unit represented by said (Tp) -1-3-1 Copolymers thereof, copolymers of the structural units represented by (Tp) -1-2 and the structural units represented by (Tp) -1-3, and in (Tp) -1-1 The copolymer containing 2 or more types of the structural unit represented, and the copolymer containing 2 or more types of the structural unit represented by said (Tp) -1-4 are mentioned as a preferable thing.
By setting it as said base-material component (Tp), it can prevent that melt | dissolution of a 1st resist pattern and a 1st layer and the layer containing an acid diffusion control agent mixing altogether. In addition to this, in organic solvent development in a later step, solubility in the organic solvent can be made favorable.

酸又は熱酸発生剤を含む溶液は、上述した基材成分(Tp)を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   As the solution containing an acid or a thermal acid generator, the above-mentioned base component (Tp) may be used singly or in combination of two or more.

〔溶剤〕
本実施形態において、酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有していることが好ましい溶剤(以下、「溶剤(Ts)」と記載することがある。)について説明する。工程Bにおいては、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を第1のレジストパターンを被覆するように塗布し、第1の層を形成する。このため、酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有する溶剤(Ts)は、第1のレジストパターンを溶解しない溶剤であることが好ましい。
具体的には、水、エーテル系溶剤又は炭素数1〜10の直鎖状の1価のアルコールを採用することが好ましい。
エーテル系溶剤は、構造中にC−O−Cを含む有機溶剤である。ジエチルエーテル、1−(イソペンチルオキシ)−3−メチルブタン、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
アルコール系溶剤は、炭素数6〜8の1価アルコールが好ましく、該1価アルコールは直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。具体的には、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、ベンジルアルコール、4−メチルペンタン−2−オール、2−メチルブタン−1−オール等が挙げられる。これらのなかでも、4−メチル−2−ペンタノール又は2−メチルブタン−1−オールがより好ましい。
〔solvent〕
In the present embodiment, a solvent (hereinafter sometimes referred to as “solvent (Ts)”) that is preferably contained in a solution containing an acid or a thermal acid generator will be described. In step B, a solution containing an acid or a thermal acid generator is applied to cover the first resist pattern to form a first layer. For this reason, the solvent (Ts) contained in the solution containing an acid or a thermal acid generator is preferably a solvent which does not dissolve the first resist pattern.
Specifically, it is preferable to use water, an ether-based solvent or a linear monovalent alcohol having 1 to 10 carbon atoms.
The ether solvent is an organic solvent containing C—O—C in the structure. Examples include diethyl ether, 1- (isopentyloxy) -3-methylbutane, diisopropyl ether, tetrahydrofuran and the like.
The alcohol solvent is preferably a monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms, and the monohydric alcohol may be linear, branched or cyclic. Specifically, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, benzyl alcohol, 4- 4- Methylpentan-2-ol, 2-methylbutan-1-ol and the like can be mentioned. Among these, 4-methyl-2-pentanol or 2-methylbutan-1-ol is more preferable.

溶剤(Ts)の使用量は特に限定されず、第1のレジストパターン上に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的には酸又は熱酸発生剤を含む溶液の固形分濃度が0.1〜10質量%、好ましくは1〜5質量%の範囲内となるように用いられる。   The amount of the solvent (Ts) to be used is not particularly limited, and is appropriately set according to the applied film thickness at a concentration that can be applied onto the first resist pattern. Generally, it is used such that the solid content concentration of the solution containing the acid or thermal acid generator is in the range of 0.1 to 10% by mass, preferably 1 to 5% by mass.

〔酸拡散制御剤を含む溶液〕
工程B1で用いる酸拡散制御剤を含む溶液(以下、「溶液(Q1)」と記載することがある。)としては、酸の作用を制御できるものであれば特に限定されない。
溶液(Q1)は、酸拡散制御剤と、基材成分(Qp)とを溶剤に溶解したものを用いることができる。
[A solution containing an acid diffusion control agent]
The solution containing the acid diffusion control agent used in step B1 (hereinafter sometimes referred to as "solution (Q1)") is not particularly limited as long as it can control the action of an acid.
As the solution (Q1), it is possible to use one in which an acid diffusion control agent and a base component (Qp) are dissolved in a solvent.

溶液(Q1)が含有する酸拡散制御剤としては、第1の層中の酸成分の酸をトラップするクエンチャーとして作用するものであれば特に限定されない。本実施形態においては、上記レジスト組成物中の(D2)成分として記載した含窒素有機化合物成分を採用することが好ましい。
中でも、アルキルアミンが好ましく、炭素数5〜10のトリアルキルアミンがより好ましく、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−オクチルアミンが特に好ましい。
また、酸拡散制御剤は、イオン性の含窒素有機化合物成分としてもよく、下記一般式(Cd)で表されるカチオン部と、上記一般式(d1−1)で表されるアニオン部と、からなる化合物が好ましい。
The acid diffusion control agent contained in the solution (Q1) is not particularly limited as long as it acts as a quencher for trapping the acid of the acid component in the first layer. In the present embodiment, it is preferable to adopt the nitrogen-containing organic compound component described as the component (D2) in the resist composition.
Among them, alkylamines are preferable, trialkylamines having 5 to 10 carbon atoms are more preferable, and tri-n-pentylamine and tri-n-octylamine are particularly preferable.
The acid diffusion control agent may be an ionic nitrogen-containing organic compound component, and a cation moiety represented by the following general formula (Cd), and an anion moiety represented by the above general formula (d1-1), The compound which consists of is preferable.

Figure 0006539499
[一般式(Cd)中、Rdc1〜Rdc3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基である。]
Figure 0006539499
[In general formula (Cd), Rd c1 to Rd c3 each independently represent an alkyl group which may have a substituent. ]

一般式(Cd)中、Rdc1〜Rdc3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基である。Rdc1〜Rdc3としては、それぞれ独立に、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基であることが好ましい。 In the general formula (Cd), Rd c1 to Rd c3 are each independently an alkyl group which may have a substituent. As Rd c1 to Rd c3 , each independently, a linear alkyl group of 1 to 5 carbon atoms is preferable.

溶液(Q1)は、上述した酸拡散制御剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態において酸拡散制御剤を含む溶液中、酸拡散制御剤の含有量は、後述の基材成分(Qp)100質量部に対して、10〜30質量部が好ましく、12〜25質量部がより好ましく、15〜20質量部がさらに好ましい。
As the solution (Q1), one type of acid diffusion control agent described above may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In a solution containing an acid diffusion control agent in the present embodiment, the content of the acid diffusion control agent is preferably 10 to 30 parts by mass, and 12 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of a base component (Qp) described later. Is more preferable, and 15 to 20 parts by mass is further preferable.

〔基材成分(Qp)〕
溶液(Q1)が含有する好適な基材成分(Qp)は、上記高分子化合物(Tp1)を含むことが好ましい。
基材成分(Qp)としては、上記一般式(Tp)−1−2で表される構成単位と上記一般式(Tp)−1−3で表される構成単位との共重合体、上記一般式(Tp)−1−4で表される構成単位を2種以上含む共重合体、上記一般式(Tp)−1−1で表される構成単位と、上記一般式(Tp)−1−4で表される構成単位との共重合体が好ましいものとして挙げられる。
上記の基材成分(Qp)とすることにより、第1のレジストパターンの溶解や、第1の層と酸拡散制御剤を含む層とが全体的に混合することを防止できると考えられる。これに加えて、後の工程における有機溶剤現像において、有機溶剤に対する溶解性を良好なものとできると考えられる。
[Base material component (Qp)]
It is preferable that the suitable base-material component (Qp) which solution (Q1) contains contains the said high molecular compound (Tp1).
As the base component (Qp), a copolymer of a structural unit represented by the above general formula (Tp) -1-2 and a structural unit represented by the above general formula (Tp) -1-3, the above general A copolymer containing two or more structural units represented by the formula (Tp) -1-4, a structural unit represented by the above general formula (Tp) -1-1, and the above general formula (Tp) -1 A copolymer with the structural unit represented by 4 is mentioned as a preferable thing.
By using the above-mentioned base material component (Qp), it is considered that the dissolution of the first resist pattern and the overall mixing of the first layer with the layer containing the acid diffusion control agent can be prevented. In addition to this, in organic solvent development in a later step, it is considered that the solubility in the organic solvent can be made good.

溶液(Q1)は、上述した基材成分(Qp)を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   As the solution (Q1), the above-mentioned base components (Qp) may be used alone or in combination of two or more.

本実施形態において、上記に挙げた溶剤(Ts)と、溶剤(Qs)は、同一であっても異なっていてもよい。
異なる場合には、たとえば、溶剤(Ts)として、1価のアルコール系溶剤を選択し、溶剤(Qs)として、エーテル系溶剤を採用してもよく、溶剤(Ts)として、1価のアルコール系溶剤を選択し、溶剤(Qs)として、エーテル系溶剤を採用してもよく、溶剤(Ts)として、水を選択し、溶剤(Qs)として、エーテル系溶剤を採用してもよく、溶剤(Ts)として、1価のアルコール系溶剤を選択し、溶剤(Qs)として、水を採用してもよい。
In the present embodiment, the solvent (Ts) and the solvent (Qs) listed above may be the same or different.
If different, for example, a monohydric alcohol solvent may be selected as the solvent (Ts), and an ether solvent may be employed as the solvent (Qs), and a monohydric alcohol solvent may be employed as the solvent (Ts) A solvent may be selected, and an ether solvent may be adopted as the solvent (Qs), water may be selected as the solvent (Ts), and an ether solvent may be adopted as the solvent (Qs). A monovalent alcohol solvent may be selected as Ts), and water may be adopted as the solvent (Qs).

溶剤(Qs)の使用量は特に限定されず、第1の層上に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的には溶液(Q1)の固形分濃度が0.1〜10質量%、好ましくは1〜5質量%の範囲内となるように用いられる。   The amount of the solvent (Qs) to be used is not particularly limited, and is appropriately set according to the applied film thickness, at a concentration that can be applied onto the first layer. In general, the solid content concentration of the solution (Q1) is used in the range of 0.1 to 10% by mass, preferably 1 to 5% by mass.

≪スプリットパターン形成用のポジ型レジスト組成物≫
本実施形態の第2の態様は、前記本発明の第1の態様のレジストパターン形成方法に用いるレジスト組成物であって、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が増大するポジ型レジスト組成物であって、酸拡散制御剤を含有し、前記酸拡散制御剤は酸解離定数が3.0以上の酸を含むことを特徴とするスプリットパターン形成用のレジスト組成物である。
本実施形態の第2の態様のスプリットパターン形成用のレジスト組成物に関する説明は、前記本発明の第1の態様のレジストパターン形成方法における工程Aにおいて説明した、レジスト組成物に関する説明と同様である。
«Positive resist composition for split pattern formation»
A second aspect of the present embodiment is a resist composition used in the method for forming a resist pattern according to the first aspect of the present invention, which generates an acid upon exposure to light, and is soluble in a developer by the action of the acid. A resist composition for forming a split pattern, comprising: an acid diffusion control agent, wherein the acid diffusion control agent contains an acid having an acid dissociation constant of 3.0 or more. It is a thing.
The description of the resist composition for forming a split pattern according to the second aspect of the present embodiment is the same as the explanation regarding the resist composition described in the step A in the method for forming a resist pattern according to the first aspect of the present invention. .

本実施形態のスプリットパターン形成用のレジスト組成物は、第1のレジストパターンを分割した微細パターンである、いわゆるスプリットパターンの形成に好適に用いることができる。   The resist composition for forming a split pattern of the present embodiment can be suitably used for the formation of a so-called split pattern, which is a fine pattern obtained by dividing the first resist pattern.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples.

≪ポジ型レジスト組成物の調製≫
下記表1に示すポジ型レジスト組成物1〜6(以下の表中、「レジスト組成物1〜6」と記載する。)をそれぞれ調製した。
<< Preparation of positive resist composition >>
The positive resist compositions 1 to 6 shown in the following Table 1 (described as "resist compositions 1 to 6" in the following table) were respectively prepared.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

上記表1中、各記号は以下の意味を示す。[]内の数値は、配合量(質量部)を意味する。
・(A)−1:下記高分子化合物(A)−1。
・(B)−1:下記化合物(B)−1。
・(D)−1〜(D)−6:下記化合物(D)−1〜(D)−6。
・(F)−1:下記高分子化合物(F)−1。
・(E)−1:サリチル酸。
・(S)−1:PGMEA/PGME/シクロヘキサノン=45/30/25(質量比)の混合溶媒。
・(S)−2:γ−ブチロラクトン。
In the above Table 1, each symbol has the following meaning. The numerical value in [] means the compounding amount (parts by mass).
-(A) -1: Following high molecular compound (A) -1.
(B) -1: The following compound (B) -1:
-(D) -1-(D) -6: Following compound (D) -1-(D) -6.
-(F) -1: Following high molecular compound (F) -1.
(E) -1: salicylic acid.
A mixed solvent of (S) -1: PGMEA / PGME / cyclohexanone = 45/30/25 (mass ratio).
(S) -2: γ-butyrolactone.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

Figure 0006539499
Figure 0006539499

≪酸を含む溶液の調製≫
100質量部の下記高分子化合物(AP)−1、40質量部の下記化合物(T)−1、17000質量部の溶剤(4−メチル−2−ペンタノール)を混合し、酸成分を含む溶液を調製した。
«Preparation of solution containing acid»
100 parts by mass of the following polymer compound (AP) -1, 40 parts by mass of the following compound (T) -1, 17000 parts by mass of a solvent (4-methyl-2-pentanol) are mixed, and a solution containing an acid component Was prepared.

Figure 0006539499
Figure 0006539499

≪酸拡散制御剤を含む溶液の調製≫
100質量部の下記高分子化合物(BP)−1、20質量部のトリオクチルアミン、10000質量部の溶剤(イソアミルエーテル)を混合し、酸拡散制御剤を含む溶液を調製した。
<< Preparation of a solution containing an acid diffusion control agent >>
A solution containing an acid diffusion control agent was prepared by mixing 100 parts by mass of the following polymer compound (BP) -1, 20 parts by mass of trioctylamine, and 10000 parts by mass of a solvent (isoamyl ether).

Figure 0006539499
Figure 0006539499

<レジストパターンの形成>
≪試験例1〜6≫
上記で調製した各例のポジ型レジスト組成物1〜6を用い、図2に示す実施形態のレジストパターン形成方法により、スプリットパターンを形成した。ポジ型レジスト組成物1〜6を用いたレジストパターン形成方法をそれぞれ試験例1〜6とした。試験例1〜6のうち、試験例1〜3は本発明を適用したものである。
<Formation of resist pattern>
«Test Examples 1 to 6»
Using the positive resist compositions 1 to 6 of each example prepared above, a split pattern was formed by the method for forming a resist pattern of the embodiment shown in FIG. The resist pattern formation methods using the positive resist compositions 1 to 6 were referred to as Test Examples 1 to 6, respectively. Among Test Examples 1 to 6, Test Examples 1 to 3 are to which the present invention is applied.

[工程A]
12インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29A」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚89nmの有機系反射防止膜を形成し、支持体とした。
次いで、該有機系反射防止膜上に、上記で得たポジ型レジスト組成物1〜6をそれぞれスピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、温度110℃で60秒間の条件でプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚90nmのレジスト膜を形成した。
次いで、該レジスト膜に、露光装置NSR−S609B(ニコン社製、NA=1.07 Dipole with polano)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(バイナリマスク;マスクサイズ 59nm)を介して選択的に照射した。
次いで、23℃にて、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液「NMD−3」(商品名、東京応化工業社製)を用いて、10秒間のアルカリ現像を行った。
その後、85℃で60秒間の露光後加熱処理(PEB)を行った。
その結果、118nmピッチ/73nmラインのライン&スペースパターン(以下「LSパターン」という。)の第1のレジストパターンが形成された。
[Step A]
An organic antireflection film composition "ARC 29A" (trade name, manufactured by Brewer Science Inc.) is applied on a 12-inch silicon wafer using a spinner, baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds, and dried. As a result, an organic antireflective film having a film thickness of 89 nm was formed as a support.
Next, the positive resist compositions 1 to 6 obtained above are coated on the organic antireflective film using a spinner, respectively, and prebaked (PAB) on a hot plate at a temperature of 110 ° C. for 60 seconds. The treatment was performed and dried to form a resist film having a film thickness of 90 nm.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) is selected for the resist film through a mask pattern (binary mask; mask size 59 nm) using an exposure apparatus NSR-S609B (manufactured by Nikon Corporation, NA = 1.07 Dipole with polano). Irradiated.
Next, alkaline development was performed for 10 seconds at 23.degree. C. using a 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) "NMD-3" (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.).
Thereafter, a post-exposure bake (PEB) at 85 ° C. for 60 seconds was performed.
As a result, a first resist pattern of a line and space pattern of 118 nm pitch / 73 nm line (hereinafter referred to as “LS pattern”) was formed.

[工程B]
前記[工程A]で得た、第1のレジストパターンが形成されたシリコンウェハ上に、第1のレジストパターンを被覆するように、上記で得た酸を含む溶液をスピンナーを用いて塗布し(1500rpm)、第1のレジストパターンとこれを被覆する第1の層とからなる構造体を得た。
[Step B]
A solution containing the acid obtained above is applied using a spinner on the silicon wafer obtained in [Step A] and on which the first resist pattern is formed, so as to cover the first resist pattern ( A structure consisting of a first resist pattern and a first layer covering the first resist pattern was obtained (1500 rpm).

[工程B1]
前記[工程B]で得た構造体を被覆するように、酸拡散制御剤を含む溶液をスピンコートにより塗布した。
[Step B1]
A solution containing an acid diffusion control agent was applied by spin coating so as to cover the structure obtained in the above [Step B].

[工程C]
前記[工程B1]で、酸拡散制御剤を含む溶液を塗布した構造体を、110℃で60秒間ベーク処理した。
[Step C]
The structure to which the solution containing an acid diffusion control agent was applied in the step B1 was baked at 110 ° C. for 60 seconds.

[工程D]
前記[工程C]の日後、ベーク処理した構造体に対し、酢酸ブチルを用いて13秒間の有機溶剤現像処理を行った。これにより、スプリットパターンが形成された。
[Step D]
After the day of [Step C], the baked structure was subjected to an organic solvent development treatment for 13 seconds using butyl acetate. Thereby, a split pattern was formed.

形成したスプリットパターンについて、以下の評価を行った。   The following evaluation was performed about the formed split pattern.

[パターン寸法の評価]
上記で形成したスプリットパターンを、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧300V、商品名:S−9380、日立ハイテクノロジーズ社製)により、パターン上空から観察し、上記スプリットパターン中の100カ所について、各ライン幅(nm)を測定した。その結果を「CD(nm)」として下記表2に示す。
尚、ここでいうライン幅とは、図2(D)に示されるパターン断面における有機溶剤不溶性領域1Paの幅をいう。
[Evaluation of pattern dimensions]
The split pattern formed above is observed from the sky above the pattern by a CD-SEM (scanning electron microscope, accelerating voltage 300 V, trade name: S-9380, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and about 100 points in the split pattern Each line width (nm) was measured. The results are shown in Table 2 below as "CD (nm)".
Here, the line width refers to the width of the organic solvent insoluble region 1 Pa in the cross section of the pattern shown in FIG. 2 (D).

[パターン高さの評価]
上記スプリットパターンについて、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧300V、商品名:S−9380、日立ハイテクノロジーズ社製)により、各ラインのパターン高さ(nm)を測定した。その結果を「パターン高さ(nm)」として下記表2に示す。
尚、ここでいうパターン高さとは、図2(D)に示されるパターン断面における有機溶剤不溶性領域1Paの高さをいう。
[Evaluation of pattern height]
About the said split pattern, pattern height (nm) of each line was measured by length measurement SEM (scanning electron microscope, 300 V of acceleration voltages, brand name: S-9380, Hitachi High-Technologies company make). The results are shown in Table 2 below as “pattern height (nm)”.
In addition, the pattern height here means the height of the organic solvent insoluble area | region 1 Pa in the pattern cross section shown by FIG. 2 (D).

[LWR(ラインワイズラフネス)の評価]
上記で形成したスプリットパターンについて、LWRを示す尺度である3σを求めた。
「3σ」は、走査型電子顕微鏡(加速電圧800V、商品名:S−9380、日立ハイテクノロジーズ社製)により、ライン(図2(D)に示されるパターン断面における現像液不溶性領域1Pa)の上面視における長手方向にラインポジションを400箇所測定し、その測定結果から求めた標準偏差(σ)の3倍値(3σ)(単位:nm)を示す。
該3σの値が小さいほど、ライン側壁のラフネスが小さく、より均一な幅のスプリットパターンが得られたことを意味する。その結果を「LWR(nm)」として表2に示す。
[Evaluation of LWR (Line Wise Roughness)]
For the split pattern formed above, 3σ, which is a measure showing LWR, was determined.
“3σ” is the top surface of the line (developer insoluble region 1 Pa in the cross section of the pattern shown in FIG. 2D) by a scanning electron microscope (accelerating voltage 800 V, trade name: S-9380, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) The 400 line positions are measured in the longitudinal direction in the visual direction, and the triple value (3σ) (unit: nm) of the standard deviation (σ) obtained from the measurement results is shown.
As the value of 3σ is smaller, the roughness of the line sidewall is smaller, which means that a split pattern with a more uniform width is obtained. The results are shown in Table 2 as "LWR (nm)".

Figure 0006539499
Figure 0006539499

上記表2に示したとおり、酸解離定数(pKa)が3.0以上の酸を含む酸拡散制御剤成分を含有する試験例1〜3のポジ型レジスト組成物を用いて形成されたスプリットパターンは、パターン寸法が微細であり、パターン高さ及びLWRも良好であった。   As shown in Table 2 above, a split pattern formed using the positive resist composition of Test Examples 1 to 3 containing an acid diffusion control agent component containing an acid having an acid dissociation constant (pKa) of 3.0 or more The pattern dimensions were fine, and the pattern height and LWR were also good.

1…支持体、1P…第1のレジストパターン、2…第1の層、3…構造体、B1…層、1Pa…有機現像液不溶性領域、1Pb…有機現像液可溶性領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... support body, 1P ... 1st resist pattern, 2 ... 1st layer, 3 ... structure, B1 ... layer, 1Pa ... organic developing solution insoluble area | region, 1Pb ... organic developing solution soluble area

Claims (2)

支持体上に、ポジ型レジスト組成物を塗布し、ポジ型レジスト膜を形成し、前記ポジ型レジスト膜を露光し、アルカリ現像して、第1のレジストパターンを形成する工程Aと、
前記第1のレジストパターンが形成された前記支持体上に、前記第1のレジストパターンを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、前記第1のレジストパターンとこれを被覆する第1の層とを含む構造体を得る工程Bと、
前記構造体を被覆するように、酸拡散制御剤を含む溶液を塗布する工程B1と、
前記工程B1後の構造体を加熱し、前記の酸又は熱酸発生剤から発生する酸の作用により前記第1のレジストパターンの有機溶剤に対する溶解性を変化させる工程Cと、
前記加熱後の構造体を有機溶剤現像し、前記第1のレジストパターンの有機溶剤に対する溶解性が変化した領域以外の領域を除去して、スプリットパターンを形成する工程Dと、を有する、レジストパターン形成方法であって、
前記ポジ型レジスト組成物は、酸拡散制御剤を含有し、
前記酸拡散制御剤は、酸解離定数(pKa)が3.0以上の酸を含むことを特徴とするレジストパターン形成方法。
Applying a positive resist composition on a support to form a positive resist film, exposing the positive resist film, and alkali developing to form a first resist pattern;
On the support on which the first resist pattern is formed, a solution containing an acid or a thermal acid generator is applied so as to cover the first resist pattern, and the first resist pattern and this are then Step B of obtaining a structure including a first layer to be coated;
Applying a solution containing an acid diffusion control agent so as to cover the structure B1;
A step C of heating the structure after the step B1 and changing the solubility of the first resist pattern in an organic solvent by the action of the acid generated from the acid or the thermal acid generator;
And D. a step D of forming a split pattern by developing the heated structural body with an organic solvent and removing a region other than the region where the solubility of the first resist pattern in the organic solvent has changed. Forming method,
The positive resist composition contains an acid diffusion control agent,
The resist pattern formation method, wherein the acid diffusion control agent contains an acid having an acid dissociation constant (pKa) of 3.0 or more.
酸解離定数(pKa)が3.0以上の酸を含む前記酸拡散制御剤が、下記一般式(d1−1)〜(d1−3)のいずれかで表される化合物を含む請求項1に記載のレジストパターン形成方法。
Figure 0006539499
[一般式(d1−1)〜(d1−3)中、Rd〜Rdは置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。ただし、式(d1−2)中のRdにおける、S原子に隣接する炭素原子には2つ以上のフッ素原子は結合していないものとする。Ydは単結合、又は2価の連結基である。Mm+はそれぞれ独立にm価の有機カチオンである。]
The acid diffusion control agent having an acid dissociation constant (pKa) containing 3.0 or more acids, comprising a compound represented by any one of the following general formula (d1-1) ~ (d1-3), claim 1 the resist pattern forming method according to.
Figure 0006539499
[In the general formulas (d1-1) to (d1-3), Rd 1 to Rd 4 each independently represent a cyclic group which may have a substituent, or a chain alkyl group which may have a substituent, Or a chain-like alkenyl group which may have a substituent. However, it is assumed that two or more fluorine atoms are not bonded to the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 in the formula (d1-2). Yd 1 is a single bond or a divalent linking group. M m + is each independently an m-valent organic cation. ]
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