JP6214133B2 - Salt, resist composition and method for producing resist pattern - Google Patents
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Description
本発明は、酸発生剤として有用な塩、該塩を酸発生剤として含有するレジスト組成物及びレジストパターンの製造方法に関する。 The present invention relates to a salt useful as an acid generator, a resist composition containing the salt as an acid generator, and a method for producing a resist pattern.
リソグラフィー技術を用いた半導体の微細加工に用いられる化学増幅型レジスト組成物は、塩からなる酸発生剤を含有する。 A chemically amplified resist composition used for microfabrication of a semiconductor using a lithography technique contains an acid generator composed of a salt.
例えば、特許文献1には、酸発生剤に有用な塩として、以下に示すものが記載されており、さらに該塩を酸発生剤として含有するレジスト組成物が記載されている。
For example, Patent Document 1 describes the following salts useful as an acid generator, and further describes a resist composition containing the salt as an acid generator.
従来から知られる上記の酸発生剤を含むレジスト組成物を用いて得られるレジストパターンは、ラインエッジラフネス(LER)が必ずしも十分に満足できない場合があった。 A resist pattern obtained by using a conventionally known resist composition containing the above-described acid generator may not always have sufficient line edge roughness (LER).
本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕式(I)で表される塩。
[式(I)中、
Q1、Q2、Q3及びQ4は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
L1及びL2は、それぞれ独立に、炭素数1〜17の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
R1は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
R2は、ヒドロキシ基又は炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基を表す。
Za+及びZb+は、それぞれ独立に、有機対イオンを表す。]
〔2〕前記式(I)のL1及びL2が、それぞれ独立に、以下の式(b1−1)で表される基である、前記〔1〕記載の塩。
(式(b1−1)中、
Lb2は、単結合又は炭素数1〜15の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
*は、結合手であり、左側の*は、−C(Q1)(Q2)−又は−C(Q3)(Q4)−の炭素原子との結合手を表す。)
〔3〕前記式(I)のR2が、ヒドロキシメチル基である、前記〔1〕又は〔2〕記載の塩。
〔4〕前記式(I)のR1が、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基である、前記〔1〕〜〔3〕のいずれか記載の塩。
〔5〕前記式(I)のZa+及びZb+は、それぞれ独立に、アリールスルホニウムカチオンである、前記〔1〕〜〔4〕のいずれか記載の塩。
〔6〕前記〔1〕〜〔5〕のいずれか記載の塩を有効成分として含む酸発生剤。
〔7〕前記〔6〕記載の酸発生剤と、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る樹脂とを含有するレジスト組成物。
〔8〕さらに、塩基性化合物を含有する、前記〔7〕記載のレジスト組成物。
〔9〕(1)前記〔7〕又は〔8〕記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程
を含むレジストパターンの製造方法。
The present invention includes the following inventions.
[1] A salt represented by the formula (I).
[In the formula (I),
Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L 1 and L 2 each independently represent a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent saturated hydrocarbon group is replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. May be.
R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 2 represents a hydroxy group or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Z a + and Z b + each independently represent an organic counter ion. ]
[2] The salt according to [1], wherein L 1 and L 2 in the formula (I) are each independently a group represented by the following formula (b1-1).
(In the formula (b1-1),
L b2 represents a single bond or an aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
* Is a bond, and * on the left side represents a bond with a carbon atom of —C (Q 1 ) (Q 2 ) — or —C (Q 3 ) (Q 4 ) —. )
[3] The salt according to [1] or [2], wherein R 2 in the formula (I) is a hydroxymethyl group.
[4] The salt according to any one of [1] to [3], wherein R 1 in the formula (I) is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
[5] The salt according to any one of [1] to [4], wherein Z a + and Z b + in the formula (I) are each independently an arylsulfonium cation.
[6] An acid generator containing the salt according to any one of [1] to [5] as an active ingredient.
[7] A resist composition comprising the acid generator according to [6] above and a resin that is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution and can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid.
[8] The resist composition according to [7], further containing a basic compound.
[9] (1) A step of applying the resist composition according to [7] or [8] on a substrate,
(2) A step of drying the composition after application to form a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A method for producing a resist pattern, comprising: a step of heating the composition layer after exposure; and (5) a step of developing the composition layer after heating.
本発明の塩を含むレジスト組成物を用いれば、ラインエッジラフネス(LER)に優れたレジストパターンを形成することができる。 If the resist composition containing the salt of the present invention is used, a resist pattern excellent in line edge roughness (LER) can be formed.
本明細書では、特に断りのない限り、炭素数を適宜選択しながら、以下の置換基の例示は、同様の置換基を有するいずれの化学構造式においても適用される。脂肪族炭化水素基のうち、アルキル基のように直鎖状又は分岐状をとることができるものは、そのいずれをも含む。立体異性体が存在する場合は、全ての立体異性体を包含する。以下の置換基の例示において、「C」に付して記載した数値は、各々の基の炭素数を示すものである。
さらに、本明細書において、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH−CO−」又は「CH2=C(CH3)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」並びに「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。
In the present specification, unless otherwise specified, the following examples of substituents are applied to any chemical structural formula having the same substituents while appropriately selecting the number of carbon atoms. Among the aliphatic hydrocarbon groups, those that can be linear or branched, such as an alkyl group, include any of them. When stereoisomers exist, all stereoisomers are included. In the following examples of substituents, the numerical value attached to “C” indicates the number of carbon atoms of each group.
Further, in the present specification, "(meth) acrylic monomer", "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO- " at least one monomer having the structure Means. Similarly, “(meth) acrylate” and “(meth) acrylic acid” mean “at least one of acrylate and methacrylate” and “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”, respectively.
炭化水素基とは、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基を包含する。
脂肪族炭化水素基は、鎖式及び環式の双方を含み、特に定義しない限り、鎖式及び脂環式の脂肪族炭化水素基が組み合わせられたものをも包含する。また、これら脂肪族炭化水素基は、その一部に炭素−炭素二重結合を含んでいてもよいが、飽和の基(脂肪族飽和炭化水素基)が好ましい。
The hydrocarbon group includes an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group.
The aliphatic hydrocarbon group includes both a chain type and a cyclic type, and includes a combination of a chain type and an alicyclic aliphatic hydrocarbon group unless otherwise defined. Further, these aliphatic hydrocarbon groups may contain a carbon-carbon double bond in a part thereof, but a saturated group (aliphatic saturated hydrocarbon group) is preferable.
鎖式の脂肪族炭化水素基のうち1価のものとしては、典型的にはアルキル基が挙げられる。該アルキル基の具体例は、メチル基(C1)、エチル基(C2)、プロピル基(C3)、ブチル基(C4)、ペンチル基(C5)、ヘキシル基(C6)、ヘプチル基(C7)、オクチル基(C8)、デシル基(C10)、ドデシル基(C12)、ヘキサデシル基(C14)、ペンタデシル基(C15)、ヘキシルデシル基(C16)、ヘプタデシル基(C17)及びオクタデシル基(C18)などである。
鎖式の脂肪族炭化水素基のうち2価のものとしては、アルキル基から水素原子を1個取り去ったアルカンジイル基が挙げられる。アルカンジイル基の具体例は、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基、ヘプタデカン−1,17−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基、プロパン−2,2−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基及び2−メチルブタン−1,4−ジイル基などである。
Of the chain aliphatic hydrocarbon groups, the monovalent one typically includes an alkyl group. Specific examples of the alkyl group include a methyl group (C 1 ), an ethyl group (C 2 ), a propyl group (C 3 ), a butyl group (C 4 ), a pentyl group (C 5 ), a hexyl group (C 6 ), heptyl (C 7), octyl (C 8), decyl (C 10), dodecyl (C 12), hexadecyl (C 14), pentadecyl (C 15), hexyl decyl group (C 16), A heptadecyl group (C 17 ) and an octadecyl group (C 18 ).
Examples of the divalent group of chain aliphatic hydrocarbon groups include alkanediyl groups in which one hydrogen atom has been removed from an alkyl group. Specific examples of the alkanediyl group include methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, Hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11 -Diyl group, dodecane-1,12-diyl group, tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group, heptadecane -1,17-diyl group, ethane-1,1-diyl group, propane-1,1-diyl group, propane-2,2-diyl group, butane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1 , 3- Yl group, 2-methylpropane-1,2-diyl, pentane-1,4-diyl group and 2-methylbutane-1,4-diyl group and the like.
環式の脂肪族炭化水素基(以下、場合により「脂環式炭化水素基」という。)は、典型的には、シクロアルキル基であり、以下に示す単環式及び多環式のいずれをも包含する。 The cyclic aliphatic hydrocarbon group (hereinafter sometimes referred to as “alicyclic hydrocarbon group” in some cases) is typically a cycloalkyl group, and any of the monocyclic and polycyclic groups shown below can be used. Is also included.
脂環式炭化水素基のうち1価のものとして、単環式の脂肪族炭化水素基は、以下の式(KA−1)〜(KA−7)で表されるシクロアルカンの水素原子を1個取り去った基である。
As a monovalent alicyclic hydrocarbon group, a monocyclic aliphatic hydrocarbon group represents 1 hydrogen atom of a cycloalkane represented by the following formulas (KA-1) to (KA-7). It is a group that has been removed.
多環式の脂肪族炭化水素基は、以下の式(KA−8)〜(KA−22)で表されるシクロアルカンの水素原子を1個取り去った基である。
The polycyclic aliphatic hydrocarbon group is a group in which one hydrogen atom of a cycloalkane represented by the following formulas (KA-8) to (KA-22) is removed.
脂環式炭化水素基のうち2価のものとしては、式(KA−1)〜式(KA−22)の脂環式炭化水素から水素原子を2個取り去った基が挙げられる。 Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include groups in which two hydrogen atoms have been removed from the alicyclic hydrocarbon of formula (KA-1) to formula (KA-22).
脂肪族炭化水素基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、そのつど定義するが、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アリール基、アラルキル基及びアリールオキシ基などが挙げられる。 The aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. The substituent is defined each time, and examples thereof include a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, an acyl group, an acyloxy group, an aryl group, an aralkyl group, and an aryloxy group.
アルコキシ基としては、メトキシ基(C1)、エトキシ基(C2)、プロポキシ基(C3)、ブトキシ基(C4)、ペンチルオキシ基(C5)、ヘキシルオキシ基(C6)、ヘプチルオキシ基(C7)、オクチルオキシ基(C8)、デシルオキシ基(C10)及びドデシルオキシ基(C12)などが挙げられる。
アシル基としては、アセチル基(C2)、プロピオニル基(C3)、ブチリル基(C4)、バレイル基(C5)、ヘキサノイル基(C6)、ヘプタノイル基(C7)、オクタノイル基(C8)、デカノイル基(C10)及びドデカノイル基(C12)などのアルキル基とカルボニル基とが結合したもの並びにベンゾイル基(C7)などのアリール基とカルボニル基とが結合したものが挙げられる。
アシルオキシ基としては、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基及びイソブチリルオキシ基などが挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基(C7)、フェネチル基(C8)、フェニルプロピル基(C9)、ナフチルメチル基(C11)及びナフチルエチル基(C12)などが挙げられる。
アリールオキシ基としては、フェニルオキシ基(C6)、ナフチルオキシ基(C10)、アントリルオキシ基(C14)、ビフェニルオキシ基(C12)、フェナントリルオキシ基(C14)及びフルオレニルオキシ基(C13)などのアリール基と酸素原子とが結合したものが挙げられる。
Examples of alkoxy groups include methoxy group (C 1 ), ethoxy group (C 2 ), propoxy group (C 3 ), butoxy group (C 4 ), pentyloxy group (C 5 ), hexyloxy group (C 6 ), heptyl Examples thereof include an oxy group (C 7 ), an octyloxy group (C 8 ), a decyloxy group (C 10 ), and a dodecyloxy group (C 12 ).
Examples of the acyl group include acetyl group (C 2 ), propionyl group (C 3 ), butyryl group (C 4 ), valeryl group (C 5 ), hexanoyl group (C 6 ), heptanoyl group (C 7 ), octanoyl group ( Examples include those in which an alkyl group such as C 8 ), decanoyl group (C 10 ) and dodecanoyl group (C 12 ) and a carbonyl group are bonded, and those in which an aryl group such as benzoyl group (C 7 ) and a carbonyl group are bonded. It is done.
Examples of the acyloxy group include an acetyloxy group, a propionyloxy group, a butyryloxy group, and an isobutyryloxy group.
Examples of the aralkyl group include benzyl group (C 7 ), phenethyl group (C 8 ), phenylpropyl group (C 9 ), naphthylmethyl group (C 11 ), and naphthylethyl group (C 12 ).
Aryloxy groups include phenyloxy group (C 6 ), naphthyloxy group (C 10 ), anthryloxy group (C 14 ), biphenyloxy group (C 12 ), phenanthryloxy group (C 14 ) and full A combination of an aryl group such as an oleenyloxy group (C 13 ) and an oxygen atom is exemplified.
1価の芳香族炭化水素基としては、典型的には、アリール基が挙げられる。
アリール基としては、フェニル基(C6)、ナフチル基(C10)、アントリル基(C14)、ビフェニル基(C12)、フェナントリル基(C14)及びフルオレニル基(C13)などが挙げられる。2価の芳香族炭化水素基は例えば、ここに例示したアリール基から、さらに水素原子1個と取り去ったアリーレン基を挙げることができる。
The monovalent aromatic hydrocarbon group typically includes an aryl group.
Examples of the aryl group include a phenyl group (C 6 ), a naphthyl group (C 10 ), an anthryl group (C 14 ), a biphenyl group (C 12 ), a phenanthryl group (C 14 ), and a fluorenyl group (C 13 ). . Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group include an arylene group in which one hydrogen atom is further removed from the aryl group exemplified here.
芳香族炭化水素基も置換基を有することがある。このような置換基は、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシル基、アルキル基及びアリールオキシ基を挙げることができる。これらのうち、アルキル基は、鎖式脂肪族炭化水素基として例示したものと同じであり、芳香族炭化水素基に任意に有する置換基のうち、アルキル基以外のものは、脂肪族炭化水素基の置換基として例示したものと同じものを含む。 The aromatic hydrocarbon group may also have a substituent. Examples of such a substituent include a halogen atom, an alkoxy group, an acyl group, an alkyl group, and an aryloxy group. Among these, the alkyl group is the same as those exemplified as the chain aliphatic hydrocarbon group, and among the substituents optionally present in the aromatic hydrocarbon group, those other than the alkyl group are aliphatic hydrocarbon groups. The same thing as what was illustrated as a substituent of is included.
また、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH−CO−」又は「CH2=C(CH3)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」及び「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。 Further, "(meth) acrylic monomer" means at least one monomer having a structure of "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO- ". Similarly, “(meth) acrylate” and “(meth) acrylic acid” mean “at least one of acrylate and methacrylate” and “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”, respectively.
本発明は、
前記式(I)で表される塩(以下、場合により「塩(I)」という。);
該塩(I)と、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る樹脂(以下、場合により「樹脂(A)」という。)とを含有するレジスト組成物(以下、場合により「本レジスト組成物」という。);
本レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法を提供する。
以下、塩(I)に関して、好適なものを中心に説明し、塩(I)以外の本レジスト組成物の構成成分、これらを用いた本レジスト組成物の調製方法を説明する。また、最後に、本レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法に関して説明する。
The present invention
A salt represented by the formula (I) (hereinafter sometimes referred to as “salt (I)”);
A resist composition containing the salt (I) and a resin that is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution and can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid (hereinafter sometimes referred to as “resin (A)”). Hereinafter, sometimes referred to as “the present resist composition”);
A method for producing a resist pattern using the present resist composition is provided.
Hereinafter, the salt (I) will be mainly described, and the constituent components of the resist composition other than the salt (I) and the method for preparing the resist composition using them will be described. Finally, a method for producing a resist pattern using the present resist composition will be described.
<塩(I)>
塩(I)は上述のとおり、式(I)で表される。
[式(I)中、
Q1、Q2、Q3及びQ4は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
L1及びL2は、それぞれ独立に、炭素数1〜17の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
R1は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
R2は、ヒドロキシ基又は炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基を表す。
Za+及びZb+は、それぞれ独立に、有機対イオンを表す。]
なお、以下の説明において、塩(I)から、有機対イオン(Za+及びZb+)を除去してなる負電荷を有するものを、場合により「スルホン酸アニオン」という。
<Salt (I)>
The salt (I) is represented by the formula (I) as described above.
[In the formula (I),
Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L 1 and L 2 each independently represent a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent saturated hydrocarbon group is replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. May be.
R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 2 represents a hydroxy group or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Z a + and Z b + each independently represent an organic counter ion. ]
In the following description, those having a negative charge obtained by removing organic counter ions (Z a + and Z b + ) from the salt (I) are sometimes referred to as “sulfonate anions”.
まず、塩(I)に含まれるスルホン酸アニオンから説明する。
Q1、Q2、Q3及びQ4は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。このペルフルオロアルキル基としては、すでに例示した炭素数1〜6のアルキル基において、当該アルキル基に含まれる全ての水素原子がフッ素原子に置き換わったものが挙げられる。具体的にいえば、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基及びペルフルオロヘキシル基などである。以上、ペルフルオロアルキル基を具体例を挙げて説明したが、Q1、Q2、Q3及びQ4はそれぞれ独立に、フッ素原子又はトリフルオロメチル基が好ましく、Q1、Q2、Q3及びQ4はともにフッ素原子であると、さらに好ましい。
First, the sulfonate anion contained in the salt (I) will be described.
Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group. Examples of the perfluoroalkyl group include those in which all the hydrogen atoms contained in the alkyl group in the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms already exemplified are replaced with fluorine atoms. Specific examples include a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert-butyl group, a perfluoropentyl group, and a perfluorohexyl group. The perfluoroalkyl group has been described above with specific examples. Q 1 , Q 2 , Q 3 and Q 4 are each independently preferably a fluorine atom or a trifluoromethyl group, and Q 1 , Q 2 , Q 3 and More preferably, both Q 4 are fluorine atoms.
L1及びL2は、それぞれ独立に、炭素数1〜17の2価の飽和炭化水素基を表す。2価の飽和炭化水素基は、炭素数1〜17の範囲において、すでに例示したアルカンジイル基、上述の式(KA−1)〜式(KA−22)のいずれかの脂環式炭化水素から水素原子を2個取り去った、2価の脂環式炭化水素基などである。当該アルカンジイル基は、直鎖でも分岐していてもよい。また、L1及びL2の2価の飽和炭化水素基は、炭素数17以下の範囲であれば、アルカンジイル基と、2価の脂環式炭化水素基とを任意に組み合わせた、2価の基でもよい。 L 1 and L 2 each independently represent a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms. In the range of 1 to 17 carbon atoms, the divalent saturated hydrocarbon group is an alkanediyl group exemplified above or an alicyclic hydrocarbon of any one of the above formulas (KA-1) to (KA-22). For example, a divalent alicyclic hydrocarbon group in which two hydrogen atoms are removed. The alkanediyl group may be linear or branched. In addition, the divalent saturated hydrocarbon group of L 1 and L 2 is a divalent combination of any combination of an alkanediyl group and a divalent alicyclic hydrocarbon group as long as it has a carbon number of 17 or less. The base of
すでに述べたように、L1及びL2の飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。このように、メチレン基が酸素原子又はカルボニル基に置き換わった基をL1及びL2として有する塩(I)は、当該塩(I)の製造上の容易さを考慮すれば好ましいものである。なお、塩(I)の製造方法は後述する。
飽和炭化水素基を構成するメチレン基が、酸素原子又はカルボニル基に置き換わった基としては、例えば、以下の式(b1−1)〜式(b1−7)のいずれかで示される基が挙げられる。L1及びL2は、好ましくは式(b1−1)〜式(b1−4)のいずれかで示される基であり、さらに好ましくは式(b1−1)又は式(b1−3)で示される基である。なお、式(b1−1)〜式(b1−7)における2つの*は結合手であり、左側の*は、−C(Q1)(Q2)−又は−C(Q3)(Q4)−の炭素原子と結合している。以下の式(b1−1)〜式(b1−7)の具体例も同様である。以下の式(b1−1)〜式(b1−7)の具体例も同様である。
As described above, the methylene group constituting the saturated hydrocarbon group of L 1 and L 2 may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. Thus, the salt (I) having a group in which a methylene group is replaced with an oxygen atom or a carbonyl group as L 1 and L 2 is preferable in view of the ease of production of the salt (I). In addition, the manufacturing method of salt (I) is mentioned later.
Examples of the group in which the methylene group constituting the saturated hydrocarbon group is replaced with an oxygen atom or a carbonyl group include groups represented by any of the following formulas (b1-1) to (b1-7). . L 1 and L 2 are preferably groups represented by any one of formulas (b1-1) to (b1-4), and more preferably represented by formula (b1-1) or formula (b1-3). Group. Note that two * 's in formulas (b1-1) to (b1-7) are a bond, and * on the left side is -C (Q 1 ) (Q 2 )-or -C (Q 3 ) (Q 4 ) Bonded to-carbon atom. The same applies to specific examples of the following formulas (b1-1) to (b1-7). The same applies to specific examples of the following formulas (b1-1) to (b1-7).
式(b1−1)〜式(b1−7)中、
Lb2は、単結合又は炭素数1〜15の飽和炭化水素基を表す。
Lb3は、単結合又は炭素数1〜12の飽和炭化水素基を表す。
Lb4は、炭素数1〜13の飽和炭化水素基を表す。但しLb3及びLb4の合計炭素数の上限は13である。
Lb5は、単結合又は炭素数1〜14の飽和炭化水素基を表す。
Lb6は、炭素数1〜15の飽和炭化水素基を表す。但しLb5及びLb6の合計炭素数の上限は15である。
Lb7は、単結合又は炭素数1〜15の飽和炭化水素基を表す。
Lb8は、炭素数1〜15の飽和炭化水素基を表す。但しLb7及びLb8の合計炭素数の上限は16である。
Lb9は、単結合又は炭素数1〜13の飽和炭化水素基を表す。
Lb10は、炭素数1〜14の飽和炭化水素基を表す。但しLb9及びLb10の合計炭素数の上限は14である。
Lb11及びLb12は、単結合又は炭素数1〜11の飽和炭化水素基を表す。
Lb13は、炭素数1〜12の飽和炭化水素基を表す。但しLb11、Lb12及びLb13の合計炭素数の上限は12である。
Lb14及びLb15は、それぞれ独立に、単結合又は炭素数1〜13の飽和炭化水素基を表す。
Lb16は、炭素数1〜14の飽和炭化水素基を表す。但しLb14、Lb15及びLb16の合計炭素数の上限は14である。
In formula (b1-1) to formula (b1-7),
L b2 represents a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
L b3 represents a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
L b4 represents a saturated hydrocarbon group having 1 to 13 carbon atoms. However, the upper limit of the total carbon number of L b3 and L b4 is 13.
L b5 represents a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms.
L b6 represents a saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms. However, the upper limit of the total carbon number of L b5 and L b6 is 15.
L b7 represents a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
L b8 represents a saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms. However, the upper limit of the total carbon number of L b7 and L b8 is 16.
L b9 represents a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 13 carbon atoms.
L b10 represents a saturated hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms. However, the upper limit of the total carbon number of L b9 and L b10 is 14.
L b11 and L b12 represent a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 11 carbon atoms.
L b13 represents a saturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. However, the upper limit of the total carbon number of L b11 , L b12 and L b13 is 12.
L b14 and L b15 each independently represent a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 13 carbon atoms.
L b16 represents a saturated hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms. However, the upper limit of the total carbon number of L b14 , L b15 and L b16 is 14.
式(b1−1)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.
式(b1−2)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.
式(b1−3)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-3) include the following.
式(b1−4)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-4) include the following.
式(b1−5)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-5) include the following.
式(b1−6)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-6) include the following.
式(b1−7)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-7) include the following.
塩(I)の製造上の容易さを考慮すると、これらの中でも、L1及びL2は、それぞれ式(b1−1)で表される基が好ましく、Lb2が炭素数1〜6の飽和炭化水素基である式(b1−1)で表される2価の基であることがより好ましく、*−CO−O−CH2−(*は、C(Q1)(Q2)又はC(Q3)(Q4)の炭素原子との結合手を表す。)であることがさらに好ましい。L1及びL2が同じ基であることがさらにより好ましい。 Considering the ease of production of the salt (I), among these, L 1 and L 2 are each preferably a group represented by the formula (b1-1), and L b2 is a saturated group having 1 to 6 carbon atoms. It is more preferably a divalent group represented by the formula (b1-1) which is a hydrocarbon group, and * —CO—O—CH 2 — (* represents C (Q 1 ) (Q 2 ) or C (Q 3 ) (represents a bond with a carbon atom of (Q 4 )). Even more preferably, L 1 and L 2 are the same group.
R1は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表し、中でも、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基がさらに好ましい。
R2は、ヒドロキシ基又は炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基を表し、中でも、ヒドロキシメチル基が好ましい。ここで、ヒドロキシアルキル基とは、アルキル基に含まれる水素原子のうち少なくとも一つがヒドロキシ基に置き換わった基をいう。
R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, methyl More preferably an ethyl group.
R 2 represents a hydroxy group or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and among them, a hydroxymethyl group is preferable. Here, the hydroxyalkyl group refers to a group in which at least one of hydrogen atoms contained in the alkyl group is replaced with a hydroxy group.
塩(I)を構成するスルホン酸アニオンの具体例を挙げる。
Specific examples of the sulfonate anion constituting the salt (I) will be given.
次に、塩(I)を構成する有機対イオンについて説明する。
Za+及びZb+で表される有機対イオンとしては、例えば、有機スルホニウムカチオン、有機ヨードニウムカチオン、有機アンモニウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチオン及び有機ホスホニウムカチオン等の有機オニウムカチオンが挙げられる。これらの中でも、有機スルホニウムカチオン及び有機ヨードニウムカチオンが好ましく、アリールスルホニウムカチオンがより好ましい。Za+とZb+とが同じ有機対イオンであることがさらに好ましい。
Next, the organic counter ion constituting the salt (I) will be described.
Examples of the organic counter ion represented by Z a + and Z b + include organic onium cations such as organic sulfonium cation, organic iodonium cation, organic ammonium cation, benzothiazolium cation, and organic phosphonium cation. Among these, an organic sulfonium cation and an organic iodonium cation are preferable, and an arylsulfonium cation is more preferable. More preferably, Z a + and Z b + are the same organic counter ion.
さらに好ましくは、以下の式(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表される有機対イオン〔以下、各式の番号に応じて、「カチオン(b2−1)」、「カチオン(b2−2)」、「カチオン(b2−3)」及び「カチオン(b2−4)」という場合がある。〕である。 More preferably, an organic counter ion represented by any of the following formulas (b2-1) to (b2-4) [hereinafter referred to as “cation (b2-1)”, “ Sometimes referred to as “cation (b2-2)”, “cation (b2-3)” and “cation (b2-4)”. ].
式(b2−1)〜式(b2−4)において、
Rb4、Rb5及びRb6は、それぞれ独立に、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。該アルキル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよく、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基で置換されていてもよい。また、Rb4とRb5が一緒になってイオウ原子を含む環を形成してもよい。
In formula (b2-1) to formula (b2-4),
R b4 , R b5 and R b6 each independently represent an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the alkyl group may be substituted with a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and is included in the alicyclic hydrocarbon group. The hydrogen atom may be substituted with a halogen atom, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms or a glycidyloxy group, and the hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxy group, or a carbon number of 1 It may be substituted with an aliphatic hydrocarbon group having 18 to 18 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. R b4 and R b5 may be combined to form a ring containing a sulfur atom.
Rb4とRb5が一緒になって形成してもよいイオウ原子を含む環としては、単環式、多環式、芳香族性、非芳香族性、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよく、イオウ原子を1以上含むものであれば、さらに、1以上のイオウ原子及び/又は1以上の酸素原子を含んでいてもよい。該環としては、炭素数3〜18の環が好ましく、炭素数4〜13の環がより好ましい。 The ring containing a sulfur atom which R b4 and R b5 may form together may be any of monocyclic, polycyclic, aromatic, non-aromatic, saturated and unsaturated rings. If it contains one or more sulfur atoms, it may further contain one or more sulfur atoms and / or one or more oxygen atoms. As the ring, a ring having 3 to 18 carbon atoms is preferable, and a ring having 4 to 13 carbon atoms is more preferable.
Rb7及びRb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
m2及びn2は、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。m2が2以上の場合、複数のRb7の全部又は一部は同じであってもよい。n2が2以上の場合、複数のRb8の全部又は一部は同じであってもよい。
R b7 and R b8 each independently represent a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
m2 and n2 each independently represent an integer of 0 to 5. When m2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b7 may be the same. When n2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b8 may be the same.
Rb9及びRb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表す。
Rb11は、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。
Rb12は、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルキルカルボニルオキシ基で置換されていてもよい。
Rb9とRb10は、それらが結合する硫黄原子とともに互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成していてもよく、Rb11とRb12は、それらが結合する−CH−CO−とともに3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成していてもよい。
R b9 and R b10 each independently represent an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms.
R b11 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
R b12 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. It may be substituted with an alkylcarbonyloxy group.
R b9 and R b10 may be bonded to each other together with the sulfur atom to which they are bonded to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring), and R b11 and R b12 are , And -CH-CO- to which they are bonded may form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring).
Rb13〜Rb18は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
Lb11は、酸素原子又は硫黄原子を表す。
o2、p2、s2及びt2は、それぞれ独立に、0〜5の整数を表す。
q2及びr2は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。
u2は0又は1を表す。
o2が2以上であるとき、複数のRb13の全部又は一部は同じであってもよい。p2が2以上であるとき、複数のRb14の全部又は一部は同じであってもよい。q2が2以上であるとき、複数のRb15の全部又は一部は同じであってもよい。r2が2以上であるとき、複数のRb16の全部又は一部は同じであってもよい。s2が2以上であるとき、複数のRb15の全部又は一部は同じであってもよい。t2が2以上であるとき、複数のRb18の全部又は一部は同じであってもよい。
R b13 to R b18 each independently represent a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
L b11 represents an oxygen atom or a sulfur atom.
o2, p2, s2, and t2 each independently represents an integer of 0 to 5.
q2 and r2 each independently represents an integer of 0 to 4.
u2 represents 0 or 1.
When o2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b13 may be the same. When p2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b14 may be the same. When q2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b15 may be the same. When r2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b16 may be the same. When s2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b15 may be the same. When t2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b18 may be the same.
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基及び2−エチルヘキシル基が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、単環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などのシクロアルキル基が挙げられる。多環式の飽和炭化水素基としては、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基、下記のような基等が挙げられる。*は、アダマンタン環又はシクロヘキサン環との結合手を表す。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group and 2-ethylhexyl group. .
The alicyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic. Examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, and dimethylcyclohexane. Examples thereof include a cycloalkyl group such as a hexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic saturated hydrocarbon group include decahydronaphthyl group, adamantyl group, norbornyl group, methylnorbornyl group, and the following groups. * Represents a bond with an adamantane ring or a cyclohexane ring.
Aromatic hydrocarbon groups include phenyl, naphthyl, anthryl, p-methylphenyl, p-tert-butylphenyl, p-adamantylphenyl, tolyl, xylyl, cumenyl, mesityl, biphenyl Groups, phenanthryl groups, 2,6-diethylphenyl groups, aryl groups such as 2-methyl-6-ethylphenyl, and the like.
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基及びドデシルオキシ基などが挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基などが挙げら
れる。
アルキルカルボニルオキシ基としては、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、sec−ブチルカルボニルオキシ基、tert−ブチルカルボニルオキシ基、ペンチルカルボニルオキシ基、ヘキシルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基及び2−エチルヘキシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, heptyloxy group, octyloxy group, decyloxy group and dodecyloxy group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.
Examples of the alkylcarbonyloxy group include a methylcarbonyloxy group, an ethylcarbonyloxy group, an n-propylcarbonyloxy group, an isopropylcarbonyloxy group, an n-butylcarbonyloxy group, a sec-butylcarbonyloxy group, a tert-butylcarbonyloxy group, Examples thereof include a pentylcarbonyloxy group, a hexylcarbonyloxy group, an octylcarbonyloxy group, and a 2-ethylhexylcarbonyloxy group.
Rb9〜Rb12のアルキル基は、好ましくは炭素数1〜12であり、特に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基及び2−エチルヘキシル基などが好ましい。
Rb9〜Rb11の脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜18、より好ましくは炭素数4〜12であり、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基、2−アルキルアダマンタン−2−イル基、1−(アダマンタン−1−イル)アルカン−1−イル基及びイソボルニル基がさらに好ましい。
Rb12の芳香族炭化水素基は、フェニル基、4−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−シクロへキシルフェニル基、4−メトキシフェニル基、ビフェニリル基及びナフチル基が好ましい。
Rb12の芳香族炭化水素基とアルキル基が結合したものは、典型的にはアラルキル基である。
The alkyl group of R b9 to R b12 preferably has 1 to 12 carbon atoms, and in particular, a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group , A pentyl group, a hexyl group, an octyl group and a 2-ethylhexyl group are preferred.
The alicyclic hydrocarbon group of R b9 to R b11 preferably has 3 to 18 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and includes a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, A cyclodecyl group, a 2-alkyladamantan-2-yl group, a 1- (adamantan-1-yl) alkane-1-yl group, and an isobornyl group are more preferable.
The aromatic hydrocarbon group for R b12 includes a phenyl group, a 4-methylphenyl group, a 4-ethylphenyl group, a 4-tert-butylphenyl group, a 4-cyclohexylphenyl group, a 4-methoxyphenyl group, a biphenylyl group, and A naphthyl group is preferred.
A group in which an aromatic hydrocarbon group of R b12 and an alkyl group are bonded is typically an aralkyl group.
Rb9とRb10とが結合する硫黄原子とともに形成する環としては、例えば、チオラン−1−イウム環(テトラヒドロチオフェニウム環)、チアン−1−イウム環及び1,4−オキサチアン−4−イウム環などが挙げられる。
Rb11とRb12とが結合する−CH−CO−とともに形成する環としては、例えば、オキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環、オキソノルボルナン環及びオキソアダマンタン環などが挙げられる。
Examples of the ring formed together with the sulfur atom to which R b9 and R b10 are bonded include, for example, a thiolane-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, and 1,4-oxathian-4-ium. A ring etc. are mentioned.
Examples of the ring formed with —CH—CO— in which R b11 and R b12 are bonded include an oxocycloheptane ring, an oxocyclohexane ring, an oxonorbornane ring, and an oxoadamantane ring.
式(b2−1)〜式(b2−4)でそれぞれ表される有機対イオンとしては、具体的には、特開2010−204646号公報に記載されたカチオンが挙げられる。
中でも、カチオン(b2−1)が好ましく、以下の式(b2−1−1)で表される有機対イオン〔以下、「カチオン(b2−1−1)」という場合がある〕がより好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=x2=0である。)又はトリトリルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=x2=1であり、Rb19、Rb20及びRb21がいずれもメチル基である。)がさらに好ましい。
Specific examples of the organic counter ion represented by each of formula (b2-1) to formula (b2-4) include cations described in JP 2010-204646 A.
Among these, a cation (b2-1) is preferable, an organic counter ion represented by the following formula (b2-1-1) [hereinafter sometimes referred to as “cation (b2-1-1)]” is more preferable, Triphenylsulfonium cation (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = x2 = 0) or tolylsulfonium cation (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = x2 = 1 And R b19 , R b20 and R b21 are all methyl groups).
式(b2−1−1)中、
Rb19、Rb20及びRb21は、それぞれ独立に、ハロゲン原子(より好ましくはフッ素原子)、ヒドロキシ基、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。該アルキル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよく、Rb19〜Rb21から選ばれる2つが一緒になってヘテロ原子を有してもよい環を形成してもよい。
v2、w2及びx2は、それぞれ独立に0〜5の整数(好ましくは0又は1)を表す。
v2が2以上のとき、複数のRb19の全部又は一部は同じであってもよい。w2が2以上のとき、複数のRb20の全部又は一部は同じであってもよい。x2が2以上のとき、複数のRb21の全部又は一部は同じであってもよい。
In formula (b2-1-1),
R b19 , R b20 and R b21 each independently represent a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or carbon. The number 1-12 alkoxy group is represented. The hydrogen atom contained in the alkyl group may be substituted with a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and is included in the alicyclic hydrocarbon group. hydrogen atom a halogen atom, may be substituted with an acyl group or a glycidyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, they may have two of hetero atoms together selected from R b19 to R b21 A ring may be formed.
v2, w2 and x2 each independently represent an integer of 0 to 5 (preferably 0 or 1).
When v2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b19 may be the same. When w2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b20 may be the same. When x2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b21 may be the same.
Rb19〜Rb21のアルキル基は、好ましくは炭素数が1〜12である。
脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数が4〜18である。
なかでも、Rb19、Rb20及びRb21は、それぞれ独立に、好ましくは、ハロゲン原子(より好ましくはフッ素原子)、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基である。
The alkyl group of R b19 to R b21 preferably has 1 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 4 to 18 carbon atoms.
Among them, R b19 , R b20 and R b21 are preferably each independently a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. It is.
有機対イオンの具体例としては、以下のものが挙げられる。
Specific examples of the organic counter ion include the following.
塩(I)は、スルホン酸アニオン及び有機対イオンの組合せであり、これらスルホン酸アニオンと有機対イオンとは任意に組み合わせることができる。
塩(I)としては、例えば、下記の表1、表2及び表3に記載の塩が挙げられる。
The salt (I) is a combination of a sulfonate anion and an organic counter ion, and the sulfonate anion and the organic counter ion can be arbitrarily combined.
As salt (I), the salt of following Table 1, Table 2, and Table 3 is mentioned, for example.
なかでも、以下に示す塩が好ましい。
Of these, the salts shown below are preferred.
ここで、塩(I)の製造方法を、L1及びL2が*−CO−O−CH2−(*は、C(Q1)(Q2)又はC(Q3)(Q4)の炭素原子との結合手を表す)であり、R2がヒドロキシメチル基である塩(I)を例に取り、当該塩(I)の製造方法を簡単に説明する。このような塩(b1)の製造方法は例えば、式(b1−a1)で表される化合物と、式(b1−a2)で表される化合物とを、溶媒中で反応させることにより、製造することができる。なお、この製造方法に用いる溶媒としては、モノクロロベンゼンなどが挙げられる。
(式中、Q1〜Q4、R1、Za+及びZb+は、それぞれ前記と同義である。)
Here, in the production method of the salt (I), L 1 and L 2 are * —CO—O—CH 2 — (* is C (Q 1 ) (Q 2 ) or C (Q 3 ) (Q 4 ). And a method for producing the salt (I) will be briefly described with reference to a salt (I) in which R 2 is a hydroxymethyl group. Such a salt (b1) is produced, for example, by reacting the compound represented by the formula (b1-a1) with the compound represented by the formula (b1-a2) in a solvent. be able to. In addition, monochlorobenzene etc. are mentioned as a solvent used for this manufacturing method.
(Wherein Q 1 to Q 4 , R 1 , Z a + and Z b + are as defined above.)
この式(b1−a1)で表される化合物は、例えば、特開2011−246439号公報に記載された方法で製造することができる。
この式(b1−a2)で表される化合物は、例えば、特開2008−127367号公報に記載された方法で製造することができる。
The compound represented by the formula (b1-a1) can be produced, for example, by the method described in JP2011-246439A.
The compound represented by the formula (b1-a2) can be produced, for example, by the method described in JP 2008-127367 A.
<酸発生剤>
本発明の酸発生剤は、塩(I)を含有する。本発明の酸発生剤は、1種又は2種以上の塩(I)を含んでもよい。
また、本発明の酸発生剤は、さらに、塩(I)以外の、酸発生剤として公知の塩(例えば、塩(I)に含まれる有機対イオン及び公知のアニオン(塩(I)に含まれるスルホン酸アニオン以外のアニオン)からなる塩等)を含んでいてもよい。酸発生剤に含まれる塩(I)以外の塩を「酸発生剤(B)」という場合がある。
<Acid generator>
The acid generator of the present invention contains a salt (I). The acid generator of the present invention may contain one or more salts (I).
In addition, the acid generator of the present invention is a salt other than the salt (I) known as an acid generator (for example, an organic counter ion contained in the salt (I) and a known anion (included in the salt (I)). Or a salt composed of an anion other than the sulfonate anion). Salts other than the salt (I) contained in the acid generator may be referred to as “acid generator (B)”.
塩(I)と併用する酸発生剤(B)としては、塩(I)に含まれるスルホン酸アニオンと有機スルホニウムカチオンとからなる化合物が挙げられる。例えば、式(B1−1)〜式(B1−20)でそれぞれ表されるものが挙げられる。なかでもトリアリールスルホニウムカチオンを含むものが好ましく、より好ましくはトリフェニルスルホニウムカチオンを含むもの又はトリトリルスルホニウムカチオンを含むものである。式(B1−1)、式(B1−2)、式(B1−3)、式(B1−6)、式(B1−7)、式(B1−11)、式(B1−12)、式(B1−13)及び式(B1−14)から選択される塩がさらに好ましい。
As an acid generator (B) used together with salt (I), the compound which consists of a sulfonate anion and organic sulfonium cation contained in salt (I) is mentioned. For example, what is respectively represented by Formula (B1-1)-Formula (B1-20) is mentioned. Among these, those containing a triarylsulfonium cation are preferable, and those containing a triphenylsulfonium cation or those containing a tolylsulfonium cation are more preferable. Formula (B1-1), Formula (B1-2), Formula (B1-3), Formula (B1-6), Formula (B1-7), Formula (B1-11), Formula (B1-12), Formula A salt selected from (B1-13) and formula (B1-14) is more preferred.
塩(I)の含有量は、酸発生剤全量100質量部に対して、好ましくは、10質量部以上であり、より好ましくは30質量部以上、好ましくは100質量部以下、より好ましくは90質量部以下である。実質的に、塩(I)のみを酸発生剤として用いてもよい。また、本レジスト組成物に係る特性を調整するために、上述のように酸発生剤(B)を用いてもよい。 The content of the salt (I) is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, preferably 100 parts by mass or less, more preferably 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the acid generator. Or less. Substantially only the salt (I) may be used as the acid generator. Moreover, in order to adjust the characteristic which concerns on this resist composition, you may use an acid generator (B) as mentioned above.
<本レジスト組成物>
本レジスト組成物は、塩(I)を有効成分とする酸発生剤及び樹脂(A)を含有する。また、必要に応じて、当技術分野でクエンチャーと呼ばれる塩基性化合物(以下、場合により「塩基性化合物(C)」という。)などの添加剤や、溶剤(以下、場合により「溶剤(D)」という。)を含有することもある。以下、酸発生剤以外に、本レジスト組成物に含有される樹脂(A)、塩基性化合物(C)などの添加剤及び溶剤(D)の各々を順次説明する。なお、以下の説明において、本レジスト組成物の組成などを説明するにあたり、本レジスト組成物から溶剤を取り除いたものを、本レジスト組成物の「固形分」と定義することがある。この固形分の本レジスト組成物総質量に対する含有割合は、液体クロマトグラフィー及びガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段で測定できる。
<This resist composition>
The resist composition contains an acid generator containing a salt (I) as an active ingredient and a resin (A). Further, if necessary, additives such as a basic compound called quencher in the art (hereinafter sometimes referred to as “basic compound (C)”) or a solvent (hereinafter sometimes referred to as “solvent (D)”. ) ”))). Hereinafter, in addition to the acid generator, the resin (A) and the additive such as the basic compound (C) and the solvent (D) contained in the resist composition will be sequentially described. In the following description, in describing the composition of the present resist composition, the composition obtained by removing the solvent from the present resist composition may be defined as “solid content” of the present resist composition. The content ratio of the solid content to the total mass of the resist composition can be measured by a known analysis means such as liquid chromatography and gas chromatography.
<樹脂(A)>
本発明のレジスト組成物に含有される樹脂(A)は、酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に可溶となる特性(以下、場合により「酸作用特性」という。)を有する樹脂である。樹脂(A)は、酸に不安定な基(以下、場合により「酸不安定基」という。)を有するモノマー(以下「モノマー(a1)」といい、該モノマー(a1)由来の構造単位を「構造単位(a1)」という。)を重合することによって製造することができ、酸の作用によりアルカリ可溶となる。「酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る」とは、「酸との接触前にはアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸との接触後にはアルカリ水溶液に可溶となる」ことを意味する。モノマー(a1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
<Resin (A)>
The resin (A) contained in the resist composition of the present invention is a resin having an acid labile group and insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and becomes soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid. It is a resin having characteristics (hereinafter referred to as “acid action characteristics” in some cases). The resin (A) is a monomer having an acid labile group (hereinafter sometimes referred to as “acid labile group”) (hereinafter referred to as “monomer (a1)”), and the structural unit derived from the monomer (a1) "Structural unit (a1)") can be produced by polymerizing and becomes alkali-soluble by the action of an acid. “Can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid” means “insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution before contact with an acid, but soluble in an alkaline aqueous solution after contact with an acid”. means. A monomer (a1) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
<酸不安定基>
「酸不安定基」とは、酸と接触すると脱離基が脱離して、親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成する基を意味する。酸不安定基としては、例えば、式(1)で表される基(酸不安定基(1))、式(2)で表される基(酸不安定基(2))などが挙げられる。
[式(1)中、
Ra1、Ra2及びRa3(Ra1〜Ra3)は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を表すか、Ra1及びRa2は互いに結合して炭素数2〜20の2価の炭化水素基を形成する。*は結合手を表す。]
<Acid labile group>
The “acid labile group” means a group that forms a hydrophilic group (for example, a hydroxy group or a carboxy group) by leaving the leaving group upon contact with an acid. Examples of the acid labile group include a group represented by the formula (1) (acid labile group (1)) and a group represented by the formula (2) (acid labile group (2)). .
[In Formula (1),
Or which R a1, R a2 and a R a3 (R a1 ~R a3) each independently represents an alicyclic hydrocarbon group of the alkyl group or 3 to 20 carbon atoms having 1 to 8 carbon atoms, R a1 and R a2 combine with each other to form a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. * Represents a bond. ]
[式(2)中、
Ra1’及びRa2’は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の1価の炭化水素基を表し、Ra3’は、炭素数1〜20の1価炭化水素基を表すか、Ra2’及びRa3’は互いに結合して炭素数2〜20の2価の炭化水素基を形成する。該1価の炭化水素基及び該2価の炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又は硫黄原子に置き換わってもよい。*は結合手を表す。]
[In Formula (2),
R a1 ′ and R a2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and R a3 ′ represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. , R a2 ′ and R a3 ′ combine with each other to form a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. The monovalent hydrocarbon group and the methylene group constituting the divalent hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a sulfur atom. * Represents a bond. ]
酸不安定基(1)のRa1〜Ra3のアルキル基及び脂環式炭化水素基は、各々の炭素数の範囲において、すでに例示したものを含む。ただし、該脂環式炭化水素基の炭素数は、好ましくは3〜16の範囲である。 The alkyl groups and alicyclic hydrocarbon groups represented by R a1 to R a3 of the acid labile group (1) include those already exemplified in each carbon number range. However, carbon number of this alicyclic hydrocarbon group becomes like this. Preferably it is the range of 3-16.
Ra1及びRa2が互いに結合して2価の炭化水素基を形成する場合とは、−C(Ra1)(Ra2)(Ra3)で表される基が、以下のいずれかの基となる場合である。該2価の炭化水素基の炭素数は、好ましくは3〜12の範囲である。
When R a1 and R a2 are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group, the group represented by —C (R a1 ) (R a2 ) (R a3 ) is any of the following groups: This is the case. The carbon number of the divalent hydrocarbon group is preferably in the range of 3-12.
酸不安定基(1)としては、例えば、1,1−ジアルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1〜Ra3がアルキル基である基、好ましくはtert−ブチル基)、2−アルキルアダマンタン−2−イルオキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2が結合することで、アダマンチル環を形成し、Ra3がアルキル基である基)及び1−(アダマンタン−1−イル)−1−アルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2がアルキル基であり、Ra3がアダマンチル基である基)などが挙げられる。 Examples of the acid labile group (1) include a 1,1-dialkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), groups in which R a1 to R a3 are alkyl groups, preferably tert-butyl groups), 2-alkyl An adamantane-2-yloxycarbonyl group (in formula (1), R a1 and R a2 combine to form an adamantyl ring, and R a3 is an alkyl group) and 1- (adamantan-1-yl ) -1-alkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 and R a2 are alkyl groups, and R a3 is an adamantyl group).
酸不安定基(2)のRa1’及びRa2’の炭化水素基は、例えば、アルキル基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基などである。これらの基もすでに例示したもののうち、炭素数20以下の範囲で同じものを含む。ただし、Ra1'及びRa2'のうち少なくとも1つは水素原子であると好ましい。 Examples of the R a1 ′ and R a2 ′ hydrocarbon groups of the acid labile group (2) include an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. Among these groups, the same groups are included in the range having 20 or less carbon atoms. However, at least one of R a1 ′ and R a2 ′ is preferably a hydrogen atom.
酸不安定基(2)の具体例としては、以下の基が挙げられる。
Specific examples of the acid labile group (2) include the following groups.
モノマー(a1)は、酸不安定基と炭素−炭素二重結合とを有するモノマーが好ましく、酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーがさらに好ましい。 The monomer (a1) is preferably a monomer having an acid labile group and a carbon-carbon double bond, and more preferably a (meth) acrylic monomer having an acid labile group.
なかでも、酸不安定基(1)及び/又は酸不安定基(2)を有するモノマー(a1)が好ましく、酸不安定基(1)及び/又は酸不安定基(2)を有するを有する(メタ)アクリル系モノマーが特に好ましい。 Among them, the monomer (a1) having an acid labile group (1) and / or an acid labile group (2) is preferable, and having an acid labile group (1) and / or an acid labile group (2). A (meth) acrylic monomer is particularly preferred.
酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーのうち、炭素数5〜20の脂環式炭化水素基を有するモノマー(a1)が好ましい。このようなモノマー(a1)を用いて得られる樹脂(A)は、脂環式炭化水素基のような嵩高い構造を有するものとなるので、該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物の解像度が一層良好となる傾向がある。 Of the (meth) acrylic monomers having an acid labile group, the monomer (a1) having an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms is preferred. Since the resin (A) obtained using such a monomer (a1) has a bulky structure such as an alicyclic hydrocarbon group, the resist composition containing the resin (A) The resolution tends to be better.
<好適な構造単位(a1)>
かかる脂環式炭化水素基を有するモノマー(a1)を用いて得られる好適な構造単位(a1)を有する樹脂(A)について、さらに詳述する。該樹脂(A)の中でも、式(a1−1)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a1−1)」という。)又は式(a1−2)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a1−2)」という。)を有する樹脂(A)が好ましい。かかる樹脂(A)には、構造単位(a1−1)を単独種で有していてもよく、複数種有していてもよく、構造単位(a1−2)を単独種で有していてもよく、複数種有していてもよく、構造単位(a1−1)と構造単位(a1−2)とを合わせて有していてもよい。
[式(a1−1)及び式(a1−2)中、
La1及びLa2は、それぞれ独立に、酸素原子又は*−O−(CH2)k1−CO−O−を表し、k1は1〜7の整数を表し、*は−CO−との結合手を表す。
Ra4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra6及びRa7は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数3〜10の脂環式炭化水素基を表す。
m1は0〜14の整数を表す。
n1は0〜10の整数を表す。
n1’は0〜3の整数を表す。]
<Preferred structural unit (a1)>
The resin (A) having a suitable structural unit (a1) obtained by using the monomer (a1) having such an alicyclic hydrocarbon group will be further described in detail. Among the resins (A), a structural unit represented by the formula (a1-1) (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a1-1)”) or a structural unit represented by the formula (a1-2) A resin (A) having (hereinafter referred to as “structural unit (a1-2)” in some cases) is preferable. Such resin (A) may have the structural unit (a1-1) as a single species, may have a plurality of types, or may have the structural unit (a1-2) as a single species. In addition, a plurality of types may be included, and the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) may be combined.
[In Formula (a1-1) and Formula (a1-2),
L a1 and L a2 each independently represent an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, k1 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to —CO—. Represents.
R a4 and R a5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
R a6 and R a7 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms.
m1 represents the integer of 0-14.
n1 represents an integer of 0 to 10.
n1 ′ represents an integer of 0 to 3. ]
La1及びLa2は、好ましくは、酸素原子又は*−O−(CH2)k1−CO−O−であり、より好ましくは、酸素原子又は、k1が1〜4の整数である*−O−(CH2)k1−CO−O−で表される基であり、さらに好ましくは酸素原子又は*−O−CH2−CO−O−であり、さらにより好ましくは酸素原子である。
Ra4及びRa5は、好ましくはメチル基である。
Ra6及びRa7の脂肪族炭化水素基のうち、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数3〜10の脂環式炭化水素基であり、この炭素数の上限以下の範囲で、すでに例示したものと同じものを含む。Ra6及びRa7の脂肪族炭化水素基はそれぞれ独立に、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基又は炭素数8以下の脂環式炭化水素基であり、さらに好ましくは炭素数6以下のアルキル基又は炭素数6以下の脂環式炭化水素基である。
m1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n1’は、好ましくは0又は1である。
L a1 and L a2 are preferably an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, more preferably an oxygen atom or k— is an integer of 1 to 4. It is a group represented by — (CH 2 ) k1 —CO—O—, more preferably an oxygen atom or * —O—CH 2 —CO—O—, and still more preferably an oxygen atom.
R a4 and R a5 are preferably methyl groups.
Of the aliphatic hydrocarbon groups of R a6 and R a7 , preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, and within the range of the upper limit of the carbon number, Includes the same as those already exemplified. The aliphatic hydrocarbon groups for R a6 and R a7 are each independently more preferably an alkyl group having 8 or less carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 8 or less carbon atoms, and more preferably an alkyl having 6 or less carbon atoms. Or an alicyclic hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms.
m1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 ′ is preferably 0 or 1.
構造単位(a1−1)としては、以下の式(a1−1−1)〜式(a1−1−8)のいずれかで表される構造単位(a1−1)が好ましく、式(a1−1−1)〜(a1−1−4)のいずれかで表される構造単位(a1−1)がより好ましい。
As the structural unit (a1-1), a structural unit (a1-1) represented by any of the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-8) is preferable, and the formula (a1- The structural unit (a1-1) represented by any of (1-1) to (a1-1-4) is more preferable.
これらの構造単位(a1−1)を誘導し得るモノマー(a1)としては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたものなどが挙げられる。 Examples of the monomer (a1) from which these structural units (a1-1) can be derived include those described in JP-A No. 2010-204646.
一方、構造単位(a1−2)としては、以下の式(a1−2−1)〜式(a1−2−12)のいずれかで表されるものが好ましい。これらのなかでも、式(a1−2−3)、(a1−2−4)、式(a1−2−9)又は(a1−2−10)で表される構造単位(a1−2)がより好ましく、式(a1−2−3)又は式(a1−2−9)で表される構造単位(a1−2)がさらに好ましい。
On the other hand, as the structural unit (a1-2), those represented by any of the following formulas (a1-2-1) to (a1-2-12) are preferable. Among these, the structural unit (a1-2) represented by formula (a1-2-3), (a1-2-4), formula (a1-2-9) or (a1-2-10) is The structural unit (a1-2) represented by the formula (a1-2-3) or the formula (a1-2-9) is more preferable.
構造単位(a1−2)を誘導し得るモノマー(a1)としては、例えば、1−エチルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘキサン−1−イル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘプタン−1−イル(メタ)アクリレート、1−メチルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレート及び1−イソプロピルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Examples of the monomer (a1) capable of deriving the structural unit (a1-2) include 1-ethylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-ethylcyclohexane-1-yl (meth) acrylate, and 1-ethyl. Examples include cycloheptan-1-yl (meth) acrylate, 1-methylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, and 1-isopropylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate.
樹脂(A)が構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を有する場合、これらの合計含有割合は、該樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲がより好ましく、20〜85モル%の範囲がさらに好ましく、20〜60モル%の範囲がさらにより好ましい。また、構造単位(a1)として、アダマンチル基を有する構造単位(a1)(好ましくは、構造単位(a1−1))を有する場合には、樹脂(A)中の構造単位(a1)の合計(100モル%)に対して、アダマンチル基を有する構造単位(a1)が15モル%以上であることが好ましい。このような含有割合で、アダマンチル基を有する構造単位(a1)を有する樹脂(A)は、該樹脂(A)を含有するレジスト組成物から製造されるレジストパターンのドライエッチング耐性が良好となる傾向がある。なお、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)の合計含有割合を、上述の範囲にするためには、樹脂(A)を製造する際に、全モノマーの使用量に対する、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマーの使用量を調整すればよい。 When the resin (A) has the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2), the total content thereof is based on the total structural unit (100 mol%) of the resin (A). The range of 10-95 mol% is preferable, the range of 15-90 mol% is more preferable, the range of 20-85 mol% is further more preferable, and the range of 20-60 mol% is still more preferable. When the structural unit (a1) has a structural unit (a1) having an adamantyl group (preferably the structural unit (a1-1)), the total of structural units (a1) in the resin (A) ( 100 mol%), the structural unit (a1) having an adamantyl group is preferably 15 mol% or more. With such a content ratio, the resin (A) having the structural unit (a1) having an adamantyl group tends to have good dry etching resistance of a resist pattern produced from the resist composition containing the resin (A). There is. In addition, in order to make the total content rate of a structural unit (a1-1) and / or a structural unit (a1-2) into the above-mentioned range, when manufacturing resin (A), it is with respect to the usage-amount of all monomers. What is necessary is just to adjust the usage-amount of the monomer which induces | guides | derives a structural unit (a1-1) and / or a structural unit (a1-2).
樹脂(A)が有する構造単位のうち、該樹脂(A)が酸作用特性を有するうえで好ましい構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)について詳述したが、これらの中でも構造単位(a1−1)を樹脂(A)が有していると特に好ましい。 Among the structural units of the resin (A), the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) that are preferable for the resin (A) to have acid action characteristics are described in detail. It is particularly preferable that the resin (A) has the unit (a1-1).
樹脂(A)は、好適な構造単位(a1)である構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)以外の構造単位(a1)を有していてもよい。以下、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)以外の構造単位(a1)を、当該構造単位(a1)を誘導するモノマー(a1)を示すことで説明する。 The resin (A) may have a structural unit (a1) other than the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) which are suitable structural units (a1). Hereinafter, the structural unit (a1) other than the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) will be described by showing a monomer (a1) that derives the structural unit (a1).
樹脂(A)は、以下の式(a1−3)で表されるモノマー(以下、場合により「モノマー(a1−3)」という。)に由来する構造単位(a1)を有していてもよい。該モノマー(a1−3)に由来する構造単位(a1)を有する樹脂(A)は、その主鎖に剛直なノルボルナン環を含むものとなるので、このような樹脂(A)を含有する本レジスト組成物は、ドライエッチング耐性に優れたレジストパターンを製造できる傾向がある。
[式(a1−3)中、
Ra9は、水素原子、置換基(例えばヒドロキシ基)を有していてもよい炭素数1〜3の脂肪族炭化水素基、カルボキシ基、シアノ基、又は−COORa13で表される基を表し、Ra13は、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる水素原子はヒドロキシ基などで置換されていてもよく、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。Ra10、Ra11及びRa12は、それぞれ独立に、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基を表すか、或いはRa10及びRa11は互いに結合して環を形成している。該脂肪族炭化水素基及に含まれる水素原子はヒドロキシ基などで置換されていてもよく、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。]
The resin (A) may have a structural unit (a1) derived from a monomer represented by the following formula (a1-3) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a1-3)”). . Since the resin (A) having the structural unit (a1) derived from the monomer (a1-3) contains a rigid norbornane ring in its main chain, the present resist containing such a resin (A) The composition tends to produce a resist pattern having excellent dry etching resistance.
[In the formula (a1-3),
R a9 represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms which may have a substituent (for example, a hydroxy group), a carboxy group, a cyano group, or a group represented by —COOR a13. , R a13 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group or the like, and constitutes the aliphatic hydrocarbon group The methylene group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group. R a10 , R a11 and R a12 each independently represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or R a10 and R a11 are bonded to each other to form a ring. The hydrogen atom contained in the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group or the like, and the methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. ]
Ra9の置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基は典型的には、置換基を有していてもよいアルキル基であり、かかるアルキル基のうち、置換基を有さないアルキル基は、その炭素数が1〜8の範囲ですでに例示したものを含む。置換基、特にヒドロキシ基を有する脂肪族炭化水素基(アルキル基)としては例えば、ヒドロキシメチル基及び2−ヒドロキシエチル基などである。Ra13としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、2−オキソ−オキソラン−3−イル基及び2−オキソ−オキソラン−4−イル基などが挙げられる。 The aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent of R a9 is typically an alkyl group which may have a substituent, and among these alkyl groups, an alkyl having no substituent The group includes those already exemplified in the range of 1 to 8 carbon atoms. Examples of the substituent, particularly the aliphatic hydrocarbon group (alkyl group) having a hydroxy group include a hydroxymethyl group and a 2-hydroxyethyl group. Examples of R a13 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a 2-oxo-oxolan-3-yl group, and a 2-oxo-oxolan-4-yl group.
Ra10〜Ra12の脂肪族炭化水素基も典型的には、アルキル基であり、その具体例はRa9の場合と同じである。Ra10とRa11とが結合し、これらが結合する炭素原子とともに形成される環は、シクロへキサン環及びアダマンタン環などである。 The aliphatic hydrocarbon groups of R a10 to R a12 are also typically alkyl groups, and specific examples thereof are the same as those of R a9 . The ring formed by combining R a10 and R a11 together with the carbon atom to which they are bonded includes a cyclohexane ring and an adamantane ring.
モノマー(a1−3)としては例えば、特開2010−204646号公報に記載されたものが用いられる。これらの中でも、以下の式(a1−3−1)、式(a1−3−2)、式(a1−3−3)及び式(a1−3−4)のいずれかで表されるモノマー(a1−3)が好ましく、式(a1−3−2)又は(a1−3−4)で表されるモノマー(a1−3)がより好ましく、式(a1−3−2)で表されるモノマー(a1−3)がさらに好ましい。
As a monomer (a1-3), what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is used, for example. Among these, a monomer represented by any of the following formula (a1-3-1), formula (a1-3-2), formula (a1-3-3) and formula (a1-3-4) ( a1-3) is preferred, the monomer (a1-3) represented by formula (a1-3-2) or (a1-3-4) is more preferred, and the monomer represented by formula (a1-3-2) (A1-3) is more preferable.
樹脂(A)が、モノマー(a1−3)に由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲がより好ましく、20〜85モル%の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has a structural unit derived from the monomer (a1-3), the content ratio is in the range of 10 to 95 mol% with respect to the total structural unit (100 mol%) of the resin (A). Is preferable, the range of 15-90 mol% is more preferable, and the range of 20-85 mol% is further more preferable.
樹脂(A)は以下の式(a1−4)で表されるモノマー(以下「モノマー(a1−4)」という場合がある。)に由来する構造単位(a1)を有していてもよい。
[式(a1−4)中、
R10は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
laは0〜4の整数を表す。
R11は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜4のアシル基、炭素数2〜4のアシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表し、laが2以上である場合、複数のR11の全部又は一部は同じであってもよい。
R12及びR13はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基を表す。
Xa2は、置換基を有していてもよい炭素数1〜17の脂肪族炭化水素基又は単結合を表し、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又は−N(Rc)−(ただし、Rcは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す)で表される基に置き換わっていてもよい。
Ya3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基を表す。]
The resin (A) may have a structural unit (a1) derived from a monomer represented by the following formula (a1-4) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a1-4)”).
[In the formula (a1-4),
R 10 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
l a represents an integer of 0 to 4;
R 11 is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, an acryloyl group, or methacryloyl. In the case where l a is 2 or more, all or a part of the plurality of R 11 may be the same.
R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
X a2 represents an optionally substituted aliphatic hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms or a single bond, and the methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group includes an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl A group, a sulfonyl group, or a group represented by —N (R c ) — (wherein R c represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) may be substituted.
Y a3 represents an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. ]
「ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基」のうち、アルキル基としては、炭素数が1〜6の範囲ですでに例示したものを含む。ハロゲン原子を有するアルキル基としては、フッ素原子を有するアルキル基が好ましく、例えば、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基及びペルフルオロヘキシル基などが挙げられる。これらの中でも、R10としては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
R11のアルコキシ基は、炭素数1〜6の範囲において、すでに例示したものを含むが、中でも、炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい。
R11のアシル基及びアシルオキシ基も、その炭素数が2〜4の範囲において、すでに例示したものを含む。
R12及びR13の炭化水素基は、その炭素数が1〜12の範囲において、Ya3の炭化水素基は、その炭素数が1〜18の範囲において、すでに例示した脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基のいずれかを含む。
Xa2の脂肪族炭化水素基は2価の鎖式炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基又は、鎖式炭化水素基と脂環式炭化水素基とが組み合わさった2価の基であり、炭素数1〜17の範囲ですでに例示した基を適宜組み合わせた基を挙げることができる。
Among “an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom”, the alkyl group includes those already exemplified in the range of 1 to 6 carbon atoms. As the alkyl group having a halogen atom, an alkyl group having a fluorine atom is preferable. For example, a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert- Examples thereof include a butyl group, a perfluoropentyl group, and a perfluorohexyl group. Among these, as R < 10 >, a C1-C4 alkyl group is preferable, a methyl group and an ethyl group are more preferable, and a methyl group is further more preferable.
The alkoxy group of R 11 includes those already exemplified in the range of 1 to 6 carbon atoms. Among them, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, a methoxy group and an ethoxy group are more preferable, and a methoxy group is further included. preferable.
The acyl group and acyloxy group of R 11 include those already exemplified in the range of 2 to 4 carbon atoms.
The hydrocarbon groups of R 12 and R 13 are those having 1 to 12 carbon atoms, and the hydrocarbon group of Y a3 is the aliphatic hydrocarbon group exemplified above in the range of 1 to 18 carbon atoms. Contains any of the aromatic hydrocarbon groups.
The aliphatic hydrocarbon group of X a2 is a divalent chain hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, or a divalent group in which a chain hydrocarbon group and an alicyclic hydrocarbon group are combined. And groups obtained by appropriately combining the groups already exemplified in the range of 1 to 17 carbon atoms.
モノマー(a1−4)としては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーが挙げられる。中でも、以下の式(a1−4−1)〜式(a1−4−7)のいずれかで表されるモノマーが好ましく、式(a1−4−1)〜式(a1−4−5)のいずれかで表されるモノマーがより好ましい。
As a monomer (a1-4), the monomer described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is mentioned, for example. Among these, monomers represented by any of the following formulas (a1-4-1) to (a1-4-7) are preferable, and those represented by formulas (a1-4-1) to (a1-4-5) are preferable. A monomer represented by any one is more preferable.
樹脂(A)がモノマー(a1−4)に由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲がより好ましく、20〜85モル%の範囲が特に好ましい。 When the resin (A) has a structural unit derived from the monomer (a1-4), the content ratio thereof is in the range of 10 to 95 mol% with respect to the total structural unit (100 mol%) of the resin (A). The range of 15 to 90 mol% is more preferable, and the range of 20 to 85 mol% is particularly preferable.
樹脂(A)は以下の式(a1−5)で表されるモノマー(以下「モノマー(a1−5)」という場合がある。)に由来する構造単位(a1)を有していてもよい。
式(a1−5)中、
R31は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
L3〜L5は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又は*−O−(CH2)k4−CO−O−で表される基を表す。ここで、k4は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手である。
Z1’は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基であり、該アルカンジイル基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
s1及びs1’は、それぞれ独立して、0〜4の整数を表す。
The resin (A) may have a structural unit (a1) derived from a monomer represented by the following formula (a1-5) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a1-5)”).
In formula (a1-5),
R 31 represents a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
L 3 to L 5 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k4 —CO—O—. Here, k4 represents an integer of 1 to 7, and * is a bond with a carbonyl group (—CO—).
Z 1 ′ is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the methylene group constituting the alkanediyl group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
s1 and s1 ′ each independently represents an integer of 0 to 4.
式(a1−5)においては、R31は、水素原子、メチル基及びトリフルオロメチル基が好ましい。
L5は、酸素原子が好ましい。
L3及びL4は、一方が酸素原子、他方が硫黄原子であると好ましい。
s1は、1が好ましい。
s1’は、0〜2の整数が好ましい。
Z1’は、単結合又は*−CH2−CO−O−(*は、L5との結合手を表す。)が好ましい。
In formula (a1-5), R 31 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
L 5 is preferably an oxygen atom.
One of L 3 and L 4 is preferably an oxygen atom and the other is a sulfur atom.
s1 is preferably 1.
s1 ′ is preferably an integer of 0 to 2.
Z 1 ′ is preferably a single bond or * —CH 2 —CO—O— (* represents a bond to L 5 ).
モノマー(a1−5)としては、以下のモノマーが挙げられる。
Examples of the monomer (a1-5) include the following monomers.
樹脂(A)が、モノマー(a1−5)に由来する構造単位を有する場合、その含有量は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、1〜95モル%の範囲が好ましく、3〜90モル%の範囲がより好ましく、5〜85モル%の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has a structural unit derived from the monomer (a1-5), the content thereof is in the range of 1 to 95 mol% with respect to all the structural units (100 mol%) of the resin (A). Is preferable, the range of 3-90 mol% is more preferable, and the range of 5-85 mol% is further more preferable.
<酸安定構造単位>
樹脂(A)は、酸不安定基を含む構造単位(a1)に加え、酸不安定基を有さない構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位」といい、該酸安定構造単位を誘導し得るモノマーを、「酸安定モノマー」という。)を有していると好ましい。該樹脂(A)中、酸安定構造単位は1種のみを有していてもよく、複数種を有していてもよい。
<Acid stable structural unit>
Resin (A) is a structural unit having no acid labile group in addition to the structural unit (a1) containing an acid labile group (hereinafter referred to as “acid stable structural unit” in some cases). The derivatizable monomer is preferably referred to as “acid-stable monomer”). In the resin (A), the acid stable structural unit may have only one type, or may have a plurality of types.
樹脂(A)が酸安定構造単位を有する場合、構造単位(a1)の含有割合を基準にして、酸安定性構造単位の含有割合を定めるとよい。構造単位(a1)の含有割合と酸安定性構造単位の含有割合との比は、〔構造単位(a1)〕/〔酸安定構造単位〕で表して、好ましくは10〜80モル%/90〜20モル%であり、より好ましくは20〜60モル%/80〜40モル%である。このようにすると、樹脂(A)を含有する本レジスト組成物から得られるレジストパターンのドライエッチング耐性がより一層良好になる傾向がある。 When the resin (A) has an acid stable structural unit, the content ratio of the acid stable structural unit may be determined based on the content ratio of the structural unit (a1). The ratio of the content ratio of the structural unit (a1) and the content ratio of the acid-stable structural unit is represented by [structural unit (a1)] / [acid-stable structural unit], and preferably 10 to 80 mol% / 90 to It is 20 mol%, More preferably, it is 20-60 mol% / 80-40 mol%. If it does in this way, there exists a tendency for the dry etching tolerance of the resist pattern obtained from this resist composition containing resin (A) to become still better.
次に、酸安定構造単位のうち、好ましいものを説明する。
酸安定構造単位は、ヒドロキシ基又はラクトン環を有する構造単位が好ましい。ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位(a2)」という。)及び/又はラクトン環を有する酸安定構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位(a3)」という。)を有する樹脂(A)は、当該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物を基板に塗布したとき、基板上に形成される塗布膜、又は塗布膜から得られる組成物層が基板との間に優れた密着性を発現し易くなり、この本レジスト組成物は良好な解像度で、レジストパターンを製造することができる。なお、ここでいう本レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法に関しては後述する。まず、酸安定構造単位として好適な、酸安定構造単位(a2)及び酸安定構造単位(a3)に関して具体例を挙げつつ説明する。
Next, a preferable thing is demonstrated among an acid stable structural unit.
The acid stable structural unit is preferably a structural unit having a hydroxy group or a lactone ring. An acid stable structural unit having a hydroxy group (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2)”) and / or an acid stable structural unit having a lactone ring (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a3)”) When the resist composition containing the resin (A) is applied to a substrate, a coating film formed on the substrate or a composition layer obtained from the coating film is a substrate. The resist composition can easily produce a resist pattern with good resolution. In addition, the manufacturing method of the resist pattern using this resist composition here is mentioned later. First, the acid stable structural unit (a2) and the acid stable structural unit (a3) suitable as the acid stable structural unit will be described with specific examples.
<酸安定構造単位(a2)>
酸安定構造単位(a2)を樹脂(A)に導入する場合、当該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物からレジストパターンを製造する際の露光源の種類によって、各々、好適な酸安定構造単位(a2)を選択することができる。すなわち、本レジスト組成物を、KrFエキシマレーザ(波長:248nm)を露光源とする露光、電子線あるいはEUV光などの高エネルギー線を露光源とする露光に用いる場合には、酸安定構造単位(a2)として、フェノール性ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位(a2−0)を樹脂(A)に導入することが好ましい。短波長のArFエキシマレーザ(波長:193nm)を露光源とする露光を用いる場合は、酸安定構造単位(a2)として、後述の式(a2−1)で表される酸安定構造単位を樹脂(A)に導入することが好ましい。このように、樹脂(A)が有する酸安定構造単位(a2)は各々、レジストパターンを製造する際の露光源によって好ましいものを選ぶことができるが、樹脂(A)が有する酸安定構造単位(a2)は、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)1種のみを有していてもよく、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)2種以上を有していてもよく、或いは、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)と、それ以外の酸安定構造単位(a2)とを組み合わせて有していてもよい。
<Acid stable structural unit (a2)>
When the acid-stable structural unit (a2) is introduced into the resin (A), a suitable acid-stable structure is used depending on the type of exposure source when producing a resist pattern from the resist composition containing the resin (A). The unit (a2) can be selected. That is, when this resist composition is used for exposure using a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) as an exposure source, or exposure using a high energy beam such as an electron beam or EUV light as an exposure source, an acid stable structural unit ( As a2), it is preferable to introduce an acid stable structural unit (a2-0) having a phenolic hydroxy group into the resin (A). When using exposure using a short wavelength ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) as an exposure source, an acid stable structural unit represented by the formula (a2-1) described later is used as a resin ( It is preferable to introduce into A). Thus, each of the acid stable structural units (a2) possessed by the resin (A) can be selected according to the exposure source used for producing the resist pattern, but the acid stable structural units possessed by the resin (A) ( a2) may have only one type of acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source, and two or more types of acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source. Or an acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source and a combination of other acid stable structural units (a2).
酸安定構造単位(a2)の具体例の1つは、以下の式(a2−1)で表されるもの(以下、場合により「酸安定構造単位(a2−1)」という。)である。
式(a2−1)中、
La3は、酸素原子又は*−O−(CH2)k2−CO−O−(k2は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手を表す。)で表される基を表す。
Ra14は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra15及びRa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。
o1は、0〜10の整数を表す。
One specific example of the acid stable structural unit (a2) is one represented by the following formula (a2-1) (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2-1)”).
In formula (a2-1),
L a3 is an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k2 —CO—O— (k2 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to a carbonyl group (—CO—)). Represents the group represented.
R a14 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a15 and R a16 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group.
o1 represents an integer of 0 to 10.
La3は、好ましくは、酸素原子又は、k2が1〜4の整数である*−O−(CH2)k2−CO−O−で表される基であり、より好ましくは、酸素原子又は*−O−CH2−CO−O−であり、さらに好ましくは酸素原子である。
Ra14は、好ましくはメチル基である。
Ra15は、好ましくは水素原子である。
Ra16は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。
o1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
L a3 is preferably an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k2 —CO—O—, wherein k2 is an integer of 1 to 4, and more preferably an oxygen atom or * —O—CH 2 —CO—O—, and more preferably an oxygen atom.
R a14 is preferably a methyl group.
R a15 is preferably a hydrogen atom.
R a16 is preferably a hydrogen atom or a hydroxy group.
o1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
酸安定構造単位(a2−1)としては、例えば、以下のものが挙げられる。
As an acid stable structural unit (a2-1), the following are mentioned, for example.
以上、例示した酸安定構造単位(a2−1)は、例えば、特開2010−204646号公報に記載された酸安定モノマーから誘導される。これらの中でも、式(a2−1−1)〜式(a2−1−4)のいずれかで表される酸安定構造単位(a2−1)がより好ましく、式(a2−1−1)又は(a2−1−3)で表される酸安定構造単位(a2−1)がさらに好ましい。 As described above, the exemplified acid stable structural unit (a2-1) is derived from, for example, an acid stable monomer described in JP 2010-204646 A. Among these, the acid stable structural unit (a2-1) represented by any of the formulas (a2-1-1) to (a2-1-4) is more preferable, and the formula (a2-1-1) or The acid stable structural unit (a2-1) represented by (a2-1-3) is more preferable.
樹脂(A)が酸安定構造単位(a2−1)を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、3〜45モル%の範囲が好ましく、3〜40モル%の範囲がより好ましく、3〜35モル%の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has an acid stable structural unit (a2-1), the content ratio is preferably in the range of 3 to 45 mol% with respect to the total structural unit (100 mol%) of the resin (A). The range of 3-40 mol% is more preferable, and the range of 3-35 mol% is more preferable.
次に、ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位のうち、フェノール性ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位について説明する。該酸安定構造単位は、以下の式(a2−0)で表されるもの(以下、場合により「酸安定構造単位(a2−0)」という。)が好ましい。
式(a2−0)中、
Ra30は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Ra31は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜4のアシル基、炭素数2〜4のアシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表す。
maは0〜4の整数を表す。maが2以上の整数である場合、複数のRa31の全部又は一部は同じであってもよい。
Next, the acid stable structural unit which has a phenolic hydroxy group among the acid stable structural units which have a hydroxy group is demonstrated. The acid stable structural unit is preferably one represented by the following formula (a2-0) (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2-0)”).
In formula (a2-0),
R a30 represents a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
R a31 is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, an acryloyl group, or methacryloyl. Represents a group.
ma represents an integer of 0 to 4. When ma is an integer of 2 or more, all or some of the plurality of R a31 may be the same.
Ra30の「ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基」における「炭素数1〜6のアルキル基」の具体例は、炭素数がこの範囲において、すでに例示したものを含む。「ハロゲン原子を有する炭素数1〜6のアルキル基」とは、該炭素数1〜6のアルキル基に含まれる水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子に置換されたものである。なお、ハロゲン原子の具体例もすでに説明したとおりである。これらのうち、Ra30は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
Ra31のアルコキシ基の具体例は、炭素数1〜6の範囲で、すでに例示したものを含む。これらのうち、Ra31は、炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい。
maは0、1又は2が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。
Specific examples of the “alkyl group having 1 to 6 carbon atoms” in the “alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom” for R a30 include those already exemplified in this range. . The “C 1-6 alkyl group having a halogen atom” is one in which at least a part of the hydrogen atoms contained in the C 1-6 alkyl group is substituted with a halogen atom. The specific example of the halogen atom is as already described. Among these, R a30 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group and an ethyl group, and further preferably a methyl group.
Specific examples of the alkoxy group of R a31 include those already exemplified in the range of 1 to 6 carbon atoms. Among these, R a31 is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methoxy group and an ethoxy group, and further preferably a methoxy group.
ma is preferably 0, 1 or 2, more preferably 0 or 1, and still more preferably 0.
酸安定構造単位(a2−0)の中でも、以下の式(a2−0−1)〜式(a2−0−4)のいずれかで表されるものが好ましい。かかる構造単位を誘導し得る酸安定モノマーは、例えば、特開2010−204634号公報に記載されている。
Among the acid stable structural units (a2-0), those represented by any of the following formulas (a2-0-1) to (a2-0-4) are preferable. An acid stable monomer capable of deriving such a structural unit is described in, for example, JP 2010-204634 A.
p−ヒドロキシスチレンやp−ヒドロキシ−α−メチルスチレンといった酸安定構造単位(a2−0)を誘導し得る酸安定モノマー[以下、場合により「酸安定モノマー(a2)」という。]を、樹脂(A)製造に用いることにより、式(a2−0−1)又は式(a2−0−2)で表される酸安定構造単位(a2−0)を、樹脂(A)に導入することができるが、該酸安定モノマー(a2)にあるフェノール性ヒドロキシ基を例えば、アセチル基のような保護基で保護し、保護化酸安定モノマー(a2)とした後、この保護化酸安定モノマー(a2)を用いて樹脂(A)を製造することもできる。保護化酸安定モノマー(a2)に由来する構造単位を有する樹脂を脱保護処理して、保護基を脱離することにより、酸安定構造単位(a2−0)を有する樹脂(A)を製造できる。ただし、脱保護処理を実施する際には、他の構造単位(a1)を著しく損なわないようにして、該脱保護処理を実施する必要がある。 Acid-stable monomer capable of deriving acid-stable structural unit (a2-0) such as p-hydroxystyrene and p-hydroxy-α-methylstyrene [hereinafter referred to as “acid-stable monomer (a2)” in some cases. ] In the production of the resin (A), the acid stable structural unit (a2-0) represented by the formula (a2-0-1) or the formula (a2-0-2) is converted into the resin (A). After the phenolic hydroxy group in the acid stable monomer (a2) is protected with a protecting group such as an acetyl group to form a protected acid stable monomer (a2), the protected acid Resin (A) can also be manufactured using a stable monomer (a2). A resin (A) having an acid-stable structural unit (a2-0) can be produced by deprotecting a resin having a structural unit derived from the protected acid-stable monomer (a2) and removing the protecting group. . However, when carrying out the deprotection treatment, it is necessary to carry out the deprotection treatment without significantly damaging the other structural unit (a1).
樹脂(A)が酸安定構造単位(a2−0)を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、5〜90モル%の範囲が好ましく、10〜85モル%の範囲がより好ましく、15〜80モル%の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has an acid stable structural unit (a2-0), the content ratio is preferably in the range of 5 to 90 mol% with respect to the total structural unit (100 mol%) of the resin (A). The range of 10-85 mol% is more preferable, and the range of 15-80 mol% is further more preferable.
<酸安定構造単位(a3)>
酸安定構造単位(a3)が有するラクトン環は例えば、β−プロピオラクトン環、γ−ブチロラクトン環及びδ−バレロラクトン環のような単環式でもよく、単環式のラクトン環と他の環との縮合環でもよい。これらラクトン環の中で、γ−ブチロラクトン環及びγ−ブチロラクトン環と他の環との縮合環が好ましい。
<Acid stable structural unit (a3)>
The lactone ring possessed by the acid stable structural unit (a3) may be monocyclic such as β-propiolactone ring, γ-butyrolactone ring and δ-valerolactone ring, monocyclic lactone ring and other rings. Or a condensed ring. Among these lactone rings, a γ-butyrolactone ring and a condensed ring of a γ-butyrolactone ring and another ring are preferable.
酸安定構造単位(a3)は好ましくは、以下の式(a3−1)、式(a3−2)又は式(a3−3)で表されるものである。樹脂(A)は、これらのうち1種のみを有していてもよく、2種以上を有していてもよい。なお、以下の説明においては、式(a3−1)で示されるものを「酸安定構造単位(a3−1)」といい、式(a3−2)で示されるものを「酸安定構造単位(a3−2)」といい、式(a3−3)で示されるものを「酸安定構造単位(a3−3)」という。
[式(a3−1)中、
La4は、酸素原子又は*−O−(CH2)k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)で表される基を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra18は、水素原子又はメチル基を表す。
p1は0〜5の整数を表す。
Ra21は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、p1が2以上の場合、複数のRa21の全部又は一部は同じであってもよい。
式(a3−2)中、
La5は、酸素原子又は*−O−(CH2)k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)で表される基を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
q1は、0〜3の整数を表す。
Ra22は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、q1が2以上の場合、複数のRa22の全部又は一部は同じであってもよい。
式(a3−3)中、
La6は、酸素原子又は*−O−(CH2)k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)で表される基を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra20は、水素原子又はメチル基を表す。
r1は、0〜3の整数を表す。
Ra23は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、r1が2以上の場合、複数のRa23の全部又は一部は同じであってもよい。]
The acid stable structural unit (a3) is preferably one represented by the following formula (a3-1), formula (a3-2) or formula (a3-3). Resin (A) may have only 1 type among these, and may have 2 or more types. In the following description, what is represented by the formula (a3-1) is referred to as “acid-stable structural unit (a3-1)”, and what is represented by the formula (a3-2) is “acid-stable structural unit ( a3-2) ”, and the compound represented by formula (a3-3) is referred to as“ acid-stable structural unit (a3-3) ”.
[In the formula (a3-1),
L a4 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a18 represents a hydrogen atom or a methyl group.
p1 represents an integer of 0 to 5.
R a21 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and when p1 is 2 or more, all or some of the plurality of R a21 may be the same.
In formula (a3-2),
L a5 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
q1 represents an integer of 0 to 3.
R a22 represents a carboxy group, a cyano group, or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and when q1 is 2 or more, all or some of the plurality of R a22 may be the same.
In formula (a3-3),
L a6 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a20 represents a hydrogen atom or a methyl group.
r1 represents an integer of 0 to 3.
R a23 represents a carboxy group, a cyano group, or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. When r1 is 2 or more, all or some of the plurality of R a23 may be the same. ]
式(a3−1)〜式(a3−3)において、La4〜La6は、式(a2−1)のLa3で説明したものと同じものが挙げられる。
La4〜La6は、それぞれ独立に、酸素原子又は、k3が1〜4の整数である*−O−(CH2)k3−CO−O−で表される基が好ましく、酸素原子及び*−O−CH2−CO−O−がより好ましく、さらに好ましくは酸素原子である。
Ra18〜Ra21は、好ましくはメチル基である。
Ra22及びRa23は、それぞれ独立に、好ましくはカルボキシ基、シアノ基又はメチル基である。
p1、q1及びr1は、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0又は1である。なお、p1が2である場合、2つのRa21は互いに同一でも異なっていてもよく、q1が2である場合、2つのRa22は互いに同一でも異なっていてもよく、r1が2である場合、2つのRa23は互いに同一でも異なっていてもよい。
In formula (a3-1) to formula (a3-3), L a4 to L a6 are the same as those described for L a3 in formula (a2-1).
L a4 to L a6 are each independently an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— in which k3 is an integer of 1 to 4, preferably an oxygen atom and * —O—CH 2 —CO—O— is more preferable, and an oxygen atom is more preferable.
R a18 to R a21 are preferably methyl groups.
R a22 and R a23 are each independently preferably a carboxy group, a cyano group or a methyl group.
p1, q1 and r1 are preferably integers of 0 to 2, more preferably 0 or 1. When p1 is 2, two R a21 may be the same as or different from each other. When q1 is 2, two R a22 may be the same as or different from each other, and r1 is 2. Two R a23 may be the same or different from each other.
以下、酸安定構造単位(a3−1)、酸安定構造単位(a3−2)及び酸安定構造単位(a3−3)の各々の好適例を示す。 Hereinafter, preferred examples of the acid stable structural unit (a3-1), the acid stable structural unit (a3-2), and the acid stable structural unit (a3-3) will be shown.
酸安定構造単位(a3−1)の好適例は、以下の式(a3−1−1)〜式(a3−1−4)のいずれかで表されるものである。
Preferable examples of the acid stable structural unit (a3-1) are those represented by any of the following formulas (a3-1-1) to (a3-1-4).
酸安定構造単位(a3−2)の好適例は、以下の式(a3−2−1)〜式(a3−2−4)のいずれかで表されるものである。
Preferable examples of the acid stable structural unit (a3-2) are those represented by any of the following formulas (a3-2-1) to (a3-2-4).
酸安定構造単位(a3−3)の好適例は、以下の式(a3−3−1)〜式(a3−3−4)のいずれかで表されるものである。
Preferable examples of the acid stable structural unit (a3-3) are those represented by any of the following formulas (a3-3-1) to (a3-3-4).
酸安定構造単位(a3−1)、酸安定構造単位(a3−2)及び酸安定構造単位(a3−3)は、特開2010−204646号公報に記載された酸安定モノマーにより誘導できる。上記の酸安定構造単位(a3)の具体例の中でも、式(a3−1−1)〜式(a3−1−2)、式(a3−2−3)〜式(a3−2−4)で表される酸安定構造単位(a3)がより好ましく、式(a3−1−1)又は式(a3−2−3)で表される酸安定構造単位(a3)がさらに好ましい。 The acid stable structural unit (a3-1), the acid stable structural unit (a3-2), and the acid stable structural unit (a3-3) can be derived from an acid stable monomer described in JP 2010-204646 A. Among the specific examples of the acid stable structural unit (a3), the formula (a3-1-1) to the formula (a3-1-2), the formula (a3-2-3) to the formula (a3-2-4) The acid stable structural unit (a3) represented by the formula (a3) is more preferred, and the acid stable structural unit (a3) represented by the formula (a3-1-1) or the formula (a3-2-3) is more preferred.
樹脂(A)が、酸安定構造単位(a3)を有する場合、その含有割合は、該樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、5〜70モル%の範囲が好ましく、10〜65モル%の範囲がより好ましく、10〜60モル%の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has an acid stable structural unit (a3), the content ratio is preferably in the range of 5 to 70 mol% with respect to the total structural units (100 mol%) of the resin (A). The range of 10 to 65 mol% is more preferable, and the range of 10 to 60 mol% is more preferable.
<その他の酸安定構造単位>
樹脂(A)が有する酸安定構造単位として、好適な酸安定構造単位(a2)及び酸安定構造単位(a3)を説明したが、当該樹脂(A)は酸安定構造単位(a2)及び酸安定構造単位(a3)以外の酸安定構造単位を有していてもよい。ここで、酸安定構造単位(a2)及び酸安定構造単位(a3)以外の酸安定構造単位(a4)という。以下、この酸安定構造単位(a4)を、当該酸安定構造単位(a4)を誘導し得る酸安定モノマー(以下、場合により「酸安定モノマー(a4)」という。)を示すことで説明する。
<Other acid stable structural units>
The preferred acid stable structural unit (a2) and acid stable structural unit (a3) have been described as the acid stable structural unit possessed by the resin (A). However, the resin (A) contains the acid stable structural unit (a2) and the acid stable structural unit. It may have an acid stable structural unit other than the structural unit (a3). Here, the acid stable structural unit (a4) other than the acid stable structural unit (a2) and the acid stable structural unit (a3) is referred to. Hereinafter, the acid-stable structural unit (a4) will be described by showing an acid-stable monomer (hereinafter sometimes referred to as “acid-stable monomer (a4)”) from which the acid-stable structural unit (a4) can be derived.
酸安定モノマー(a4)の具体例は例えば、以下の式(a4−1)で表されるモノマー(以下、場合により「モノマー(a4−1)」という。)である。このモノマー(a4−1)は、後述するように、フッ素原子を有するものであると好ましい。
式(a4−1)中、
Ra41は、炭素数1〜12の1価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。Aa41は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルカンジイル基又は式(a−g1)
[式(a−g1)中、
sは0又は1を表す。
Aa42及びAa44は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を表す。
Aa43は、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又は単結合を表す。
Xa41及びXa42は、それぞれ独立に、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
ただし、Aa42、Aa43、Aa44、Xa41及びXa42の炭素数の合計は6以下である。]
で表される基を表す。
Ra42は、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基を表す。該脂肪族炭化水素基は部分的に、炭素炭素不飽和結合を有していてもよいが、炭素炭素不飽和結合を有さない脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。該脂肪族飽和炭化水素基としては、アルキル基(当該アルキル基は直鎖でも分岐していてもよい)及び脂環式炭化水素基、並びに、アルキル基及び脂環式炭化水素基を組み合わせた脂肪族炭化水素基などが挙げられる。
A specific example of the acid stable monomer (a4) is, for example, a monomer represented by the following formula (a4-1) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a4-1)”). As will be described later, this monomer (a4-1) preferably has a fluorine atom.
In formula (a4-1),
R a41 represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and a methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group. May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group. A a41 is an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent or a formula (a-g1).
[In the formula (a-g1),
s represents 0 or 1.
A a42 and A a44 each independently represent an optionally substituted aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.
A a43 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms which may have a substituent or a single bond.
X a41 and X a42 each independently represent an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group.
However, the total number of carbon atoms of A a42 , A a43 , A a44 , X a41 and X a42 is 6 or less. ]
Represents a group represented by
R a42 represents an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent. The aliphatic hydrocarbon group may partially have a carbon-carbon unsaturated bond, but an aliphatic saturated hydrocarbon group having no carbon-carbon unsaturated bond is preferable. Examples of the aliphatic saturated hydrocarbon group include an alkyl group (the alkyl group may be linear or branched), an alicyclic hydrocarbon group, and an aliphatic combination of an alkyl group and an alicyclic hydrocarbon group. Group hydrocarbon group and the like.
Ra41の脂肪族炭化水素基のうち、アルキル基及び芳香族炭化水素基は、その炭素数がそれぞれの範囲ですでに例示したものを含む。 Among the aliphatic hydrocarbon groups represented by R a41 , the alkyl group and the aromatic hydrocarbon group include those already exemplified in the respective ranges of the carbon number.
また、Ra42の脂肪族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよいが、Ra42は置換基を有する脂肪族炭化水素基であると好ましい。かかる置換基としては、ハロゲン原子及び式(a−g3)で表される基が好ましい。
[式(a−g3)中、
Xa43は、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
Aa45は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数3〜17の脂肪族炭化水素基を表す。]
つまり、Ra42は、以下の式(a−g2)で表される基であることが好ましい。
[式(a−g2)中、
Aa46は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数3〜17の脂肪族炭化水素基を表す。
Xa44は、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
Aa47は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数3〜17の脂肪族炭化水素基を表す。
ただし、Aa46、Aa47及びXa44の炭素数の合計は18以下である。]
Further, the aliphatic hydrocarbon group R a42 may not have have a substituent, but when R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having a substituent group. Such a substituent is preferably a halogen atom or a group represented by the formula (a-g3).
[In the formula (a-g3),
X a43 represents an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group.
A a45 represents an aliphatic hydrocarbon group having 3 to 17 carbon atoms which may have a halogen atom. ]
That is, R a42 is preferably a group represented by the following formula (a-g2).
[In the formula (a-g2),
A a46 represents an aliphatic hydrocarbon group having 3 to 17 carbon atoms which may have a halogen atom.
X a44 represents a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group.
A a47 represents an aliphatic hydrocarbon group having 3 to 17 carbon atoms which may have a halogen atom.
However, the total number of carbon atoms of A a46 , A a47 and X a44 is 18 or less. ]
好適なRa42である、ハロゲン原子及び式(a−g3)で表される基からなる群より選ばれる置換基を有する脂肪族炭化水素基(式(a−g2)で表される基)について詳述する。 Preferred R a42 , an aliphatic hydrocarbon group having a substituent selected from the group consisting of a halogen atom and a group represented by formula (a-g3) (a group represented by formula (a-g2)) Detailed description.
まず、ハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基について説明する。かかる脂肪族炭化水素基は典型的には、ハロゲン原子を有するアルキル基、及びハロゲン原子を有する脂環式炭化水素基(好ましくは、ハロゲン原子を有するシクロアルキル基)である。ハロゲン原子を有するアルキル基とは、該アルキル基を構成する水素原子の一部又は全部がハロゲン原子に置換されたものである。同様に、ハロゲン原子を有する脂環式炭化水素基とは、該脂環式炭化水素基を構成する水素原子の一部又は全部がハロゲン原子に置換されたものである。ハロゲン原子を有するアルキル基及びハロゲン原子を有する脂環式炭化水素基に含まれるハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、或いはこれらを組み合わせた形式でもよいが、フッ素原子が特に好ましい。 First, an aliphatic hydrocarbon group having a halogen atom will be described. Such an aliphatic hydrocarbon group is typically an alkyl group having a halogen atom and an alicyclic hydrocarbon group having a halogen atom (preferably a cycloalkyl group having a halogen atom). The alkyl group having a halogen atom is one in which part or all of the hydrogen atoms constituting the alkyl group are substituted with halogen atoms. Similarly, an alicyclic hydrocarbon group having a halogen atom is one in which part or all of the hydrogen atoms constituting the alicyclic hydrocarbon group are substituted with halogen atoms. The halogen atom contained in the alkyl group having a halogen atom and the alicyclic hydrocarbon group having a halogen atom is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, or a combination thereof, but a fluorine atom Is particularly preferred.
Ra42が、フッ素原子を有する脂肪族炭化水素基であるモノマー(a4−1)を、Aa41が好ましいエチレン基である場合の具体例で示すと、以下の式(a4−1−1)〜式(a4−1−22)で表されるモノマー(a4−1)が挙げられる。
When the monomer (a4-1) in which R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having a fluorine atom is shown as a specific example in the case where A a41 is a preferable ethylene group, the following formula (a4-1-1) to And a monomer (a4-1) represented by the formula (a4-1-22).
Ra42がハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基である場合、アルキル基を構成する水素原子の全部がフッ素原子に置換されたペルフルオロアルキル基や、シクロアルキル基を構成する水素原子の全部がフッ素原子に置換されたペルフルオロシクロアルキル基がより好ましい。Ra42が、ペルフルオロアルキル基又はペルフルオロシクロアルキル基であるモノマー(a4−1)は、上述の具体例の中では、式(a4−1−3)、式(a4−1−4)、式(a4−1−7)、式(a4−1−8)、式(a4−1−11)、式(a4−1−12)、式(a4−1−15)、式(a4−1−16)、式(a4−1−19)、式(a4−1−20)、式(a4−1−21)及び式(a4−1−22)のいずれかで表されるものが該当する。さらに、R2はペルフルオロアルキル基が好ましく、当該ペルフルオロアルキル基としては、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルフルオロヘプチル基及びペルフルオロオクチル基などが例示される。さらに好ましくは、炭素数が1〜6のペルフルオロアルキル基であり、さらにより好ましくは、炭素数1〜3のペルフルオロアルキル基である。 When R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having a halogen atom, a perfluoroalkyl group in which all of the hydrogen atoms constituting the alkyl group are substituted with fluorine atoms, or all of the hydrogen atoms constituting the cycloalkyl group are fluorine atoms. A perfluorocycloalkyl group substituted with is more preferable. Among the specific examples described above, the monomer (a4-1) in which R a42 is a perfluoroalkyl group or a perfluorocycloalkyl group includes the formula (a4-1-3), the formula (a4-1-4), the formula ( a4-1-7), formula (a4-1-8), formula (a4-1-11), formula (a4-1-12), formula (a4-1-15), formula (a4-1-16) ), Formula (a4-1-19), formula (a4-1-20), formula (a4-1-21), and formula (a4-1-22). Further, R 2 is preferably a perfluoroalkyl group, and examples of the perfluoroalkyl group include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoropentyl group, a perfluorohexyl group, a perfluoroheptyl group, and a perfluorooctyl group. Is exemplified. More preferably, it is a C1-C6 perfluoroalkyl group, More preferably, it is a C1-C3 perfluoroalkyl group.
Ra42が、式(a−g3)で表される基を有する脂肪族炭化水素基である場合を、次に説明する。この脂肪族炭化水素基には、式(a−g3)で表される基を1個又は複数個有していてもよいが、式(a−g3)で表される基に含まれる炭素原子の数を含めて、脂肪族炭化水素基の総炭素数は、15以下が好ましく、12以下がより好ましい。このような好ましい総炭素数を満たすためには、式(a−g3)で表される基を1個有する基がRa42として好ましい。 Next , the case where R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having a group represented by the formula (a-g3) will be described. The aliphatic hydrocarbon group may have one or a plurality of groups represented by the formula (a-g3), but the carbon atom contained in the group represented by the formula (a-g3) The total carbon number of the aliphatic hydrocarbon group including the number of is preferably 15 or less, and more preferably 12 or less. In order to satisfy such a preferable total number of carbon atoms, a group having one group represented by the formula (a-g3) is preferable as R a42 .
Ra42が、式(a−g2)で表される基を1個有する脂肪族炭化水素基であるモノマー(a4−1)は具体的には、以下の式(a4−1’)で表されるもの(以下、場合により「モノマー(a4−1’)」という)である。
[式(a4−1’)中、すべての符号はいずれも、前記と同義である。]
The monomer (a4-1) in which R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having one group represented by the formula (a-g2) is specifically represented by the following formula (a4-1 ′). (Hereinafter referred to as “monomer (a4-1 ′)” in some cases).
[In the formula (a4-1 ′), all symbols are as defined above. ]
モノマー(a4−1’)において、Aa46及びAa47はともにハロゲン原子を有することもあるが、Aa46が、ハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基であるか、または、Aa47が、ハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基であると好ましい。さらには、Aa46がハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基であると好ましく、中でも、Aa46はフッ素原子を有するアルカンジイル基であるとより好ましく、ペルフルオロアルカンジイル基であるとさらに好ましい。なお、この「ペルフルオロアルカンジイル基」とは、水素原子の全部がフッ素原子に置換されたアルカンジイル基をいう。 In the monomer (a4-1 ′), both A a46 and A a47 may have a halogen atom, but A a46 is an aliphatic hydrocarbon group having a halogen atom, or A a47 is a halogen atom. The aliphatic hydrocarbon group having Furthermore, A a46 is preferably an aliphatic hydrocarbon group having a halogen atom, and among them, A a46 is more preferably an alkanediyl group having a fluorine atom, and further preferably a perfluoroalkanediyl group. The “perfluoroalkanediyl group” refers to an alkanediyl group in which all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.
Ra42がペルフルオロアルカンジイル基である化合物(a4−1’)を、Aa41がエチレン基である場合で例示すると、以下の式(a4−1’−1)〜式(a4−1’−22)でそれぞれ表されるモノマー(a4−1’)が挙げられる。
When the compound (a4-1 ′) in which R a42 is a perfluoroalkanediyl group is exemplified when A a41 is an ethylene group, the following formulas (a4-1′-1) to (a4-1′-22) ) Each represented by a monomer (a4-1 ′).
Aa46及びAa47は炭素数の合計が17以下である範囲で、任意に選択されるが、Aa46の炭素数は1〜6の範囲が好ましく、1〜3の範囲がより好ましい。
一方、Aa47の炭素数は4〜15の範囲が好ましく、5〜12の範囲がより好ましい。さらに好ましいA14は、炭素数6〜12の脂環式炭化水素基であり、当該脂環式炭化水素基としては、シクロヘキシル基及びアダマンチル基がさらにより好ましい。
A a46 and A a47 are arbitrarily selected in the range where the total number of carbon atoms is 17 or less, and the carbon number of A a46 is preferably in the range of 1-6, more preferably in the range of 1-3.
On the other hand, the carbon number of A a47 is preferably in the range of 4-15, more preferably in the range of 5-12. Further preferred A 14 is an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and as the alicyclic hydrocarbon group, a cyclohexyl group and an adamantyl group are still more preferred.
Aa46及びAa47の組み合わせのうち、より好ましいものを、*−Aa46−Xa44−Aa47で表される部分構造(*はカルボニル基との結合てである)で表すと、以下の構造が挙げられる。
このような構造を有するモノマー(a4−1’)は、前記の具体例の中では、式(a4−1’−9)〜式(a4−1’−20)でそれぞれ表される化合物が該当する。
Among the combinations of A a46 and A a47, the more preferable, * - is represented by the partial structure represented by A a46 -X a44 -A a47 (* represents a bond to a carbonyl group), the following structure Is mentioned.
The monomer (a4-1 ′) having such a structure is a compound represented by the formula (a4-1′-9) to the formula (a4-1′-20) in the above specific examples. To do.
樹脂(A)が、モノマー(a4−1)に由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、1〜20モル%の範囲が好ましく、2〜15モル%の範囲がより好ましく、3〜10モル%の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has a structural unit derived from the monomer (a4-1), the content ratio is in the range of 1 to 20 mol% with respect to the total structural unit (100 mol%) of the resin (A). Is preferable, the range of 2-15 mol% is more preferable, and the range of 3-10 mol% is further more preferable.
また、ここに示すモノマー(a4−1)に由来する構造単位を有する樹脂を、樹脂(A)とは別に本レジスト組成物に含有させることもできる。換言すると、分子内に酸不安定基[構造単位(a1)]を有する樹脂(A)と、分子内に酸不安定基を有さず、モノマー(a4−1)に由来する構造単位を有する樹脂(以下、場合により「樹脂(X)」という。)とを組み合わせて、本レジスト組成物に含有させることができる。
この場合、樹脂(X)における、モノマー(a4−1)に由来する構造単位の含有割合は、当該樹脂(X)の全構造単位(100モル%)に対して、80モル%以上が好ましく、85モル%以上がより好ましく、90モル%以上がさらに好ましい。
Moreover, resin which has a structural unit derived from the monomer (a4-1) shown here can also be contained in this resist composition separately from resin (A). In other words, the resin (A) having an acid labile group [structural unit (a1)] in the molecule and the structural unit derived from the monomer (a4-1) having no acid labile group in the molecule. A resin (hereinafter, sometimes referred to as “resin (X)”) may be combined and contained in the resist composition.
In this case, the content ratio of the structural unit derived from the monomer (a4-1) in the resin (X) is preferably 80 mol% or more with respect to all the structural units (100 mol%) of the resin (X). 85 mol% or more is more preferable, and 90 mol% or more is further more preferable.
また、本レジスト組成物には、酸作用特性を有する樹脂(A)と、酸作用特性を有しない樹脂(X)とを合わせて用いてもよく、この場合の樹脂(X)として、モノマー(a4−1)に由来する構造単位を有する樹脂を用いることができる。さらにいえば、樹脂(X)は、モノマー(a4−1)に由来する構造単位の中でも、モノマー(a4−1’)に由来する構造単位を有していると好ましい。樹脂(X)の全構造単位に対する、モノマー(a4−1)〔モノマー(a4−1’)〕に由来する構造単位の含有割合は例えば、80モル%以上が好ましく、85モル%以上がより好ましく、90モル%以上がさらに好ましい。樹脂(X)は、実質的にモノマー(a4−1)〔モノマー(a4−1’)〕に由来する構造単位からなるものであってもよい。なお、樹脂(X)が、モノマー(a4−1)に由来する構造単位以外に有していてもよい構造単位としては、上述の酸安定構造単位(a2)や酸安定構造単位(a3)などを挙げることができる。 In the resist composition, a resin (A) having acid action characteristics and a resin (X) not having acid action characteristics may be used in combination. In this case, as the resin (X), a monomer ( A resin having a structural unit derived from a4-1) can be used. More specifically, the resin (X) preferably has a structural unit derived from the monomer (a4-1 ′) among the structural units derived from the monomer (a4-1). The content ratio of the structural unit derived from the monomer (a4-1) [monomer (a4-1 ′)] with respect to the total structural unit of the resin (X) is, for example, preferably 80 mol% or more, and more preferably 85 mol% or more. 90 mol% or more is more preferable. Resin (X) may consist essentially of a structural unit derived from monomer (a4-1) [monomer (a4-1 ′)]. In addition, as the structural unit that the resin (X) may have other than the structural unit derived from the monomer (a4-1), the above-mentioned acid stable structural unit (a2), acid stable structural unit (a3), and the like Can be mentioned.
以上、樹脂(A)が有する構造単位(a1)として好適な構造単位(a1−1)、構造単位(a1−2)、及びその他の構造単位(a1)、ならびに、酸安定構造単位として好適な酸安定構造単位(a2)、酸安定構造単位(a3)及び酸安定構造単位(a4)について詳述したが、これら以外の構造単位を有していてもよく、かかる構造単位としては、当技術分野で周知の構造単位を挙げることができる。また、ここでは、分子内に酸不安定基を有する樹脂(A)を説明したが、本レジスト組成物には、樹脂(A)以外に、酸不安定基を有さない樹脂を含有していてもよい。 As described above, the structural unit (a1-1), the structural unit (a1-2), the other structural unit (a1), and the acid stable structural unit suitable as the structural unit (a1) of the resin (A). Although the acid stable structural unit (a2), the acid stable structural unit (a3), and the acid stable structural unit (a4) have been described in detail, the structural unit other than these may be included. Mention may be made of structural units well known in the art. Although the resin (A) having an acid labile group in the molecule has been described here, the resist composition contains a resin having no acid labile group in addition to the resin (A). May be.
<樹脂(A)の製造方法>
樹脂(A)は、構造単位(a1)を誘導するモノマー(a1)を、好ましくは、該モノマー(a1)と、酸安定モノマーとを共重合させたものであり、より好ましくは、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマー(a1)と、酸安定構造単位(a2)及び/又は酸安定構造単位(a3)を誘導する酸安定モノマーとを共重合させたものである。なお、本レジスト組成物を例えば、EUV露光用とするうえでは、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマー(a1)と、酸安定構造単位(a2−0)を誘導する酸安定モノマーとを共重合させたものを挙げることができる。
樹脂(A)は、構造単位(a1)として、アダマンチル基を有する構造単位(a1−1)を有することがさらに好ましい。樹脂(A)は、上述したようなモノマーを公知の重合法(例えばラジカル重合法)に供し、重合(共重合)することにより製造できる。
<Method for producing resin (A)>
The resin (A) is a monomer (a1) that derives the structural unit (a1), preferably a copolymer of the monomer (a1) and an acid stable monomer, and more preferably the structural unit ( Copolymerization of monomer (a1) for deriving a1-1) and / or structural unit (a1-2) with acid-stable monomer for deriving acid-stable structural unit (a2) and / or acid-stable structural unit (a3) It has been made. For example, when the resist composition is used for EUV exposure, the monomer (a1) that induces the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2), and the acid stable structural unit (a2- And an acid-stable monomer derived from 0).
The resin (A) further preferably has a structural unit (a1-1) having an adamantyl group as the structural unit (a1). The resin (A) can be produced by subjecting the monomer as described above to a known polymerization method (for example, radical polymerization method) and polymerizing (copolymerizing) it.
樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは、2,500以上(より好ましくは3,000以上)、50,000以下(より好ましくは30,000以下)である。なお、ここでいう重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析により、標準ポリスチレン基準の換算値として求められるものである。この分析の詳細な分析条件は、本願の実施例に記載する。 The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably 2,500 or more (more preferably 3,000 or more) and 50,000 or less (more preferably 30,000 or less). In addition, the weight average molecular weight here is calculated | required as a conversion value of a standard polystyrene reference | standard by gel permeation chromatography analysis. Detailed analysis conditions for this analysis are described in the Examples of the present application.
<塩基性化合物(C)>
本レジスト組成物は、さらに、塩基性化合物(C)を含有していると好ましい。かかる塩基性化合物(C)は当技術分野でクエンチャーと呼ばれるものである。塩基性化合物(C)は、好ましくは塩基性の含窒素有機化合物であり、例えばアミン及びアンモニウム塩が挙げられる。アミンとしては、脂肪族アミン及び芳香族アミンが挙げられる。脂肪族アミンとしては、第一級アミン、第二級アミン及び第三級アミンが挙げられる。塩基性化合物(C)として、好ましくは、式(C1)で表される化合物〜式(C8)で表される化合物が挙げられ、より好ましくは式(C1−1)で表される化合物が挙げられる。
<Basic compound (C)>
This resist composition preferably further contains a basic compound (C). Such a basic compound (C) is what is called a quencher in this technical field. The basic compound (C) is preferably a basic nitrogen-containing organic compound, and examples thereof include amines and ammonium salts. Examples of amines include aliphatic amines and aromatic amines. Aliphatic amines include primary amines, secondary amines and tertiary amines. The basic compound (C) is preferably a compound represented by the formula (C1) to a compound represented by the formula (C8), more preferably a compound represented by the formula (C1-1). It is done.
[式(C1)中、
Rc1、Rc2及びRc3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表し、該アルキル基及び該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよく、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基で置換されていてもよい。]
[In the formula (C1),
R c1 , R c2 and R c3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and the aromatic hydrocarbon group The hydrogen atom contained is substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. It may be. ]
[式(C1−1)中、
Rc2及びRc3は、前記と同義である。
Rc4は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表す。
m3は0〜3の整数を表し、m3が2以上のとき、複数のRc4の全部又は一部は同じであってもよい。]
[In the formula (C1-1),
R c2 and R c3 are as defined above.
R c4 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms.
m3 represents an integer of 0 to 3, and when m3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c4 may be the same. ]
[式(C2)、式(C3)及び式(C4)中、
Rc5、Rc6、Rc7及びRc8は、それぞれ独立に、Rc1と同義である。
Rc9は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6の脂環式炭化水素基又は炭素数2〜6のアルカノイル基を表す。
n3は0〜8の整数を表し、n3が2以上のとき、複数のRc9の全部又は一部は同じであってもよい。]
[In Formula (C2), Formula (C3) and Formula (C4),
R c5 , R c6 , R c7 and R c8 are each independently synonymous with R c1 .
R c9 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, or an alkanoyl group having 2 to 6 carbon atoms.
n3 represents an integer of 0 to 8, and when n3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c9 may be the same. ]
[式(C5)及び式(C6)中、
Rc10、Rc11、Rc12、Rc13及びRc16は、それぞれ独立に、Rc1と同義である。
Rc14、Rc15及びRc17は、それぞれ独立に、Rc4と同義である。
o3及びp3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、o3が2以上であるとき、複数のRc14の全部又は一部は同じであってもよい。p3が2以上であるとき、複数のRc15の全部又は一部は同じであってもよい。
Lc1は、炭素数1〜6のアルカンジイル基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
[In Formula (C5) and Formula (C6),
R c10 , R c11 , R c12 , R c13 and R c16 are each independently synonymous with R c1 .
R c14 , R c15 and R c17 each independently have the same meaning as R c4 .
o3 and p3 each independently represent an integer of 0 to 3, and when o3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c14 may be the same. When p3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c15 may be the same.
L c1 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]
[式(C7)及び式(C8)中、
Rc18、Rc19及びRc20は、それぞれ独立に、Rc4と同義である。
q3、r3及びs3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、q3が2以上であるとき、複数のRc18の全部又は一部は同じであってもよい。r3が2以上であるとき、複数のRc19の全部又は一部は同じであってもよい。s3が2以上であるとき、複数のRc20の全部又は一部は同じであってもよい。
Lc2は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
[In Formula (C7) and Formula (C8),
R c18, R c19 and R c20 in each occurrence independently has the same meaning as R c4.
q3, r3 and s3 each independently represents an integer of 0 to 3, and when q3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c18 may be the same. When r3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c19 may be the same. When s3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c20 may be the same.
L c2 represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]
式(C1)で表される化合物としては、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミン、アニリン、ジイソプロピルアニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン及び4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタンなどが挙げられ、好ましくはジイソプロピルアニリンが挙げられ、より好ましくは2,6−ジイソプロピルアニリンが挙げられる。 Examples of the compound represented by the formula (C1) include 1-naphthylamine, 2-naphthylamine, aniline, diisopropylaniline, 2-, 3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, N-methylaniline, N, N- Dimethylaniline, diphenylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, triethylamine, trimethylamine, tripropylamine, tributylamine, tri Pentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentylamine, methyl Hexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, methyldioctylamine, methyldinonylamine, methyldidecylamine, ethyldibutylamine, ethyldipentylamine, ethyldihexylamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, ethyldinonyl Amine, ethyldidecylamine, dicyclohexylmethylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, triisopropanolamine, ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diamino-1,2- Examples thereof include diphenylethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, and 4,4′-diamino-3,3′-diethyldiphenylmethane. Propyl aniline, and more preferably include include 2,6-diisopropylaniline.
式(C2)で表される化合物としては、ピペラジンなどが挙げられる。
式(C3)で表される化合物としては、モルホリンなどが挙げられる。
式(C4)で表される化合物としては、ピペリジン及び特開平11−52575号公報に記載されているピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物などが挙げられる。
式(C5)で表される化合物としては、2,2’−メチレンビスアニリンなどが挙げられる。
式(C6)で表される化合物としては、イミダゾール及び4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。
式(C7)で表される化合物としては、ピリジン及び4−メチルピリジンなどが挙げられる。
式(C8)で表される化合物としては、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,2−ジ(2−ピリジル)エテン、1,2−ジ(4−ピリジル)エテン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ジ(4−ピリジルオキシ)エタン、ジ(2−ピリジル)ケトン、4,4’−ジピリジルスルフィド、4,4’−ジピリジルジスルフィド、2,2’−ジピリジルアミン、2,2’−ジピコリルアミン及びビピリジンなどが挙げられる。
Examples of the compound represented by the formula (C2) include piperazine.
Examples of the compound represented by the formula (C3) include morpholine.
Examples of the compound represented by the formula (C4) include piperidine and hindered amine compounds having a piperidine skeleton described in JP-A No. 11-52575.
Examples of the compound represented by the formula (C5) include 2,2′-methylenebisaniline.
Examples of the compound represented by the formula (C6) include imidazole and 4-methylimidazole.
Examples of the compound represented by the formula (C7) include pyridine and 4-methylpyridine.
Examples of the compound represented by the formula (C8) include 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,2-di (2-pyridyl) ethene, 1, 2-di (4-pyridyl) ethene, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-di (4-pyridyloxy) ethane, di (2-pyridyl) ketone, 4,4′-dipyridyl sulfide 4,4′-dipyridyl disulfide, 2,2′-dipyridylamine, 2,2′-dipiconylamine, bipyridine and the like.
アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−(トリフルオロメチル)フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムサリチラート及びコリンなどが挙げられる。 As ammonium salts, tetramethylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3- (trifluoromethyl) phenyltrimethyl Examples include ammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium salicylate, and choline.
<溶剤(D)>
本レジスト組成物は、さらに、溶剤(D)を含有することが好ましい。溶剤(D)は、式(I)で表される塩や樹脂(A)などの種類及びその量に応じ、さらに後述するレジストパターンの製造において、基板上に本レジスト組成物を塗布する際の塗布性が良好となるという点から適宜、最適なものを選ぶことができる。
<Solvent (D)>
The resist composition preferably further contains a solvent (D). The solvent (D) depends on the type and amount of the salt represented by the formula (I) and the resin (A), and in the production of a resist pattern described later, the resist composition is applied on the substrate. From the viewpoint of good coating properties, an optimum one can be selected as appropriate.
溶剤(D)としては、例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル類;乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルのようなエステル類;アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン及びシクロヘキサノンのようなケトン類;γ−ブチロラクトンのような環状エステル類などを挙げることができる。溶剤(D)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the solvent (D) include glycol ether esters such as ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate; glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether; ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and Examples thereof include esters such as ethyl pyruvate; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone; cyclic esters such as γ-butyrolactone. A solvent (D) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
<その他の成分>
本レジスト組成物は、式(I)で表される塩を含む酸発生剤及び樹脂(A)、好ましくは、式(I)で表される塩を含む酸発生剤、樹脂(A)並びに必要に応じて用いられる塩基性化合物(C)及び溶剤(D)を含有するものであるが、これら以外の構成成分を含有していてもよい。この構成成分を「成分(F)」という。かかる成分(F)としては、本技術分野で広く用いられている添加剤であり、例えば、増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤及び染料などである。
<Other ingredients>
The resist composition comprises an acid generator and a resin (A) containing a salt represented by the formula (I), preferably an acid generator containing a salt represented by the formula (I), a resin (A) and a necessary The basic compound (C) and the solvent (D) used according to the above are contained, but other components may be contained. This component is referred to as “component (F)”. Such component (F) is an additive widely used in the present technical field, such as a sensitizer, a dissolution inhibitor, a surfactant, a stabilizer, and a dye.
<本レジスト組成物の調製方法>
続いて、本レジスト組成物の調製方法を説明する。
本レジスト組成物は、式(I)で表される塩を含む酸発生剤、樹脂(A)及び溶剤(D)を混合することで、
又は、
式(I)で表される塩を含む酸発生剤、樹脂(A)、塩基性化合物(C)及び溶剤(D)を混合することで調製することができる。また、必要に応じて、成分(F)を混合することもある。かかる混合において、その混合順は任意であり、特に限定されるものではない。混合する際の温度は、10〜40℃の範囲から、樹脂(A)などの種類や樹脂(A)などの溶剤(D)に対する溶解度などに応じて適切な温度範囲を選ぶことができる。混合時間は、混合温度に応じて、0.5〜24時間の中から適切な時間を選ぶことができる。なお、混合手段も特に制限はなく、攪拌混合などを用いることができる。
<Preparation method of the present resist composition>
Then, the preparation method of this resist composition is demonstrated.
This resist composition is prepared by mixing an acid generator containing a salt represented by the formula (I), a resin (A), and a solvent (D).
Or
It can prepare by mixing the acid generator containing the salt represented by Formula (I), resin (A), basic compound (C), and solvent (D). Moreover, a component (F) may be mixed as needed. In such mixing, the mixing order is arbitrary and is not particularly limited. The temperature at the time of mixing can select the suitable temperature range from the range of 10-40 degreeC according to the solubility with respect to solvent (D), such as a kind (resin (A)), such as resin (A). An appropriate mixing time can be selected from 0.5 to 24 hours depending on the mixing temperature. The mixing means is not particularly limited, and stirring and mixing can be used.
本レジスト組成物における酸発生剤の含有割合は、本レジスト組成物の固形分に対して、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下であり、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上である。なお、ここでいう固形分とは、本レジスト組成物から溶剤(D)を取り除いたものの合計をいう。該固形分は、本レジスト組成物を液体クロマトグラフィーやガスクロマトグラフィーなどの分析に供することにより求めることができる。 The content ratio of the acid generator in the resist composition is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and preferably 1% by mass or more, more preferably based on the solid content of the resist composition. Is 3% by mass or more. In addition, solid content here means the sum total of what remove | excluded the solvent (D) from this resist composition. The solid content can be determined by subjecting the resist composition to analysis such as liquid chromatography and gas chromatography.
式(I)で表される塩の含有量は、酸発生剤全量100質量部に対して、好ましくは、10質量部以上であり、より好ましくは30質量部以上である。本レジスト組成物には、実質的に式(I)で表される塩のみを酸発生剤として用いることもできる。なお、式(I)で表される塩以外の酸発生剤としては前記酸発生剤(B)が好ましいものである。 The content of the salt represented by the formula (I) is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the acid generator. In the present resist composition, only a salt substantially represented by the formula (I) can be used as an acid generator. The acid generator (B) is preferable as the acid generator other than the salt represented by the formula (I).
本レジスト組成物における樹脂(A)の含有割合は、本レジスト組成物の固形分を基準に好ましい範囲が定められる。具体的は、該固形分の質量を基準として、樹脂(A)は80質量%以上であることが好ましい。 A preferable range of the content ratio of the resin (A) in the resist composition is determined based on the solid content of the resist composition. Specifically, the resin (A) is preferably 80% by mass or more based on the mass of the solid content.
本レジスト組成物に塩基性化合物(C)を含有させる場合、その含有割合は、本レジスト組成物の固形分に対して、好ましくは、0.01〜5質量%程度であり、より好ましく0.01〜3質量%程度であり、特に好ましく0.01〜1質量%程度である。 When the basic compound (C) is contained in the resist composition, the content ratio is preferably about 0.01 to 5% by mass with respect to the solid content of the resist composition, more preferably 0.8. It is about 01 to 3% by mass, particularly preferably about 0.01 to 1% by mass.
本レジスト組成物中の溶剤(D)の含有割合は、本レジスト組成物の総質量に対して、90質量%以上、好ましくは92質量%以上、より好ましくは94質量%以上であり、例えば99.9質量%以下、好ましくは99質量%以下である。 The content ratio of the solvent (D) in the present resist composition is 90% by mass or more, preferably 92% by mass or more, more preferably 94% by mass or more, based on the total mass of the present resist composition. 0.9 mass% or less, preferably 99 mass% or less.
本レジスト組成物に成分(F)を含有させる場合、該成分(F)の種類に応じて、適切な含有量を定めることができる。 When the resist composition contains the component (F), an appropriate content can be determined according to the type of the component (F).
このように、式(I)で表される塩を含む酸発生剤及び樹脂(A)並びに必要に応じて用いられる塩基性化合物(C)、溶剤(D)又は成分(F)の各々を好ましい含有量で混合した後は、孔径0.003〜0.2μm程度のフィルターを用いてろ過などすることにより、本レジスト組成物は調製できる。 Thus, each of the acid generator containing the salt represented by the formula (I) and the resin (A) and the basic compound (C), the solvent (D) or the component (F) used as necessary is preferable. After mixing by content, this resist composition can be prepared by filtering using a filter having a pore size of about 0.003 to 0.2 μm.
<レジストパターンの製造方法>
本レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法を具体的に示すと、
(1)本レジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層を露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程
を含む方法を挙げることができる。以下、ここに示す工程の各々を、「工程(1)」〜「工程(5)」のようにいう。
<Method for producing resist pattern>
Specifically showing a method for producing a resist pattern using the present resist composition,
(1) a step of applying the resist composition on a substrate;
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer,
Examples of the method include (4) a step of heating the composition layer after exposure, and (5) a step of developing the composition layer after heating. Hereinafter, each of the steps shown here is referred to as “step (1)” to “step (5)”.
工程(1)における本レジスト組成物の基板上への塗布は、スピンコーター等、半導体の微細加工のレジスト材料塗布用として広く用いられている塗布装置によって行うことができる。かくして基板上にレジスト組成物からなる塗布膜が形成される。当該塗布装置の条件(塗布条件)を種々調節することで、該塗布膜の膜厚は調整可能であり、適切な予備実験等を行うことにより、所望の膜厚の塗布膜になるように塗布条件を選ぶことができる。本レジスト組成物を塗布する前の基板は、微細加工を実施しようとする種々のものを選ぶことができる。なお、本レジスト組成物を塗布する前に、基板を洗浄したり、反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜の形成には例えば、市販の有機反射防止膜用組成物を用いることができる。 Application of the resist composition on the substrate in the step (1) can be performed by a coating apparatus widely used for applying a resist material for semiconductor microfabrication, such as a spin coater. Thus, a coating film made of a resist composition is formed on the substrate. The film thickness of the coating film can be adjusted by variously adjusting the conditions (coating conditions) of the coating apparatus, and by applying an appropriate preliminary experiment, the coating film can be applied to have a desired film thickness. You can choose the conditions. Various substrates to be subjected to microfabrication can be selected as the substrate before applying the resist composition. The substrate may be washed or an antireflection film may be formed before applying the resist composition. For example, a commercially available composition for an organic antireflection film can be used for forming the antireflection film.
工程(2)においては、基板上に塗布された本レジスト組成物、すなわち塗布膜から溶剤〔溶剤(D)〕を除去する。このような溶剤除去は、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いた加熱手段(いわゆるプリベーク)、又は減圧装置を用いた減圧手段により、或いはこれらの手段を組み合わせて、該塗布膜から溶剤を蒸発させることにより行われる。加熱手段や減圧手段の条件は、本レジスト組成物に含まれる溶剤(D)の種類等に応じて選択でき、例えばホットプレートの場合、該ホットプレートの表面温度を50〜200℃程度の範囲にすることが好ましい。また、減圧手段では、適当な減圧機の中に、塗布膜が形成された基板を封入した後、該減圧機の内部圧力を1〜1.0×105Pa程度にすればよい。かくして塗布膜から溶剤を除去することにより、該基板上には組成物層が形成される。 In the step (2), the solvent [solvent (D)] is removed from the resist composition coated on the substrate, that is, the coated film. Such solvent removal is performed by evaporating the solvent from the coating film by, for example, heating means using a heating device such as a hot plate (so-called pre-baking), decompressing means using a decompressing device, or a combination of these means. Is done. The conditions for the heating means and the decompression means can be selected according to the type of the solvent (D) contained in the resist composition. For example, in the case of a hot plate, the surface temperature of the hot plate is in the range of about 50 to 200 ° C. It is preferable to do. In the decompression means, after the substrate on which the coating film is formed is sealed in an appropriate decompressor, the internal pressure of the decompressor may be set to about 1 to 1.0 × 10 5 Pa. Thus, the composition layer is formed on the substrate by removing the solvent from the coating film.
工程(3)は該組成物層を露光する工程であり、好ましくは、露光機を用いて該組成物層を露光するものである。この際には、微細加工を実施しようとする所望のパターンが形成されたマスク(フォトマスク)を介して露光が行われる。露光機の露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2エキシマレーザ(波長157nm)のような紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を波長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの等、種々のものを用いることができる。また、該露光機は液浸露光機であってもよい。また、露光機は、電子線、超紫外光(EUV)を照射するものであってもよい。
上述のとおり、マスクを介して露光することにより、該組成物層には露光された部分(露光部)及び露光されていない部分(未露光部)が生じる。露光部の組成物層では該組成物層に含まれる塩(I)及び酸発生剤(B)が露光エネルギーを受けて酸を発生し、さらに発生した酸との作用により、「アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に可溶となる樹脂」が有する樹脂(A)にある酸不安定基が脱保護反応により親水性基を生じ、結果として露光部の組成物層にある上記樹脂(A)はアルカリ水溶液に可溶なものとなる。一方、未露光部では露光エネルギーを受けていないため、上記樹脂(A)はアルカリ水溶液に対して不溶又は難溶のままとなる。かくして、露光部にある組成物層と未露光部にある組成物層とは、アルカリ水溶液に対する溶解性が著しく相違するため、アルカリ水溶液による現像によりレジストパターンを形成することができる。
Step (3) is a step of exposing the composition layer, and preferably the composition layer is exposed using an exposure machine. At this time, exposure is performed through a mask (photomask) on which a desired pattern to be finely processed is formed. As an exposure light source of the exposure machine, an ultraviolet light source such as a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), an F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), or a solid-state laser light source (YAG In addition, various lasers such as a laser beam from a laser beam from a semiconductor laser or the like to emit a harmonic laser beam in the far ultraviolet region or the vacuum ultraviolet region can be used. The exposure machine may be an immersion exposure machine. The exposure machine may irradiate an electron beam or extreme ultraviolet light (EUV).
As described above, by exposing through a mask, an exposed portion (exposed portion) and an unexposed portion (unexposed portion) are generated in the composition layer. In the composition layer of the exposed portion, the salt (I) and the acid generator (B) contained in the composition layer generate an acid upon receiving exposure energy, and further, by the action with the generated acid, “insoluble in an alkaline aqueous solution”. Alternatively, the acid labile group in the resin (A) of the resin which is hardly soluble and becomes soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid generates a hydrophilic group by a deprotection reaction. As a result, the composition layer of the exposed portion The resin (A) in the above is soluble in an alkaline aqueous solution. On the other hand, since the exposure energy is not received in the unexposed area, the resin (A) remains insoluble or hardly soluble in the alkaline aqueous solution. Thus, since the composition layer in the exposed part and the composition layer in the unexposed part are remarkably different in solubility in the alkaline aqueous solution, a resist pattern can be formed by development with the alkaline aqueous solution.
工程(4)においては、露光部で生じうる脱保護基反応を、さらにその進行を促進するための加熱処理(いわゆるポストエキスポジャーベーク)が行われる。かかる加熱処理は前記工程(2)で示したホットプレートを用いる加熱手段等が好ましい。なお、工程(4)におけるホットプレート加熱を行う場合、該ホットプレートの表面温度は50〜200℃程度が好ましく、70〜150℃程度がより好ましい。加熱処理により、上記脱保護反応が促進される。 In the step (4), a heat treatment (so-called post-exposure baking) for further promoting the progress of the deprotecting group reaction that may occur in the exposed portion is performed. Such heat treatment is preferably the heating means using the hot plate shown in the step (2). In addition, when performing hot plate heating in a process (4), about 50-200 degreeC is preferable and the surface temperature of this hot plate has more preferable about 70-150 degreeC. The deprotection reaction is promoted by the heat treatment.
工程(5)は、加熱後の組成物層を現像する工程であり、好ましくは、加熱後の組成物層を現像装置により現像するものである。ここでいう現像とは、加熱後の組成物層をアルカリ水溶液と接触させることにより、露光部の組成物層を該アルカリ水溶液に溶解させて除去することである。未露光部は、上述のとおりアルカリ水溶液に対して不溶又は難溶であるため、基板に残り、当該基板上にレジストパターンが製造される。
前記アルカリ水溶液としては、「アルカリ現像液」と称される本技術分野で公知のものを用いることができる。該アルカリ水溶液としては例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液や(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液等が挙げられる。
Step (5) is a step of developing the heated composition layer, and preferably the heated composition layer is developed with a developing device. The term “development” as used herein refers to removing the composition layer in the exposed area by dissolving it in the aqueous alkali solution by bringing the heated composition layer into contact with the aqueous alkali solution. Since the unexposed portion is insoluble or hardly soluble in the alkaline aqueous solution as described above, it remains on the substrate, and a resist pattern is produced on the substrate.
As the alkaline aqueous solution, those known in this technical field called “alkaline developer” can be used. Examples of the alkaline aqueous solution include an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and an aqueous solution of (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly called choline).
現像後、好ましくは超純水等でリンス処理を行い、さらに基板及びレジストパターン上に残存している水分を除去することが好ましい。 After the development, it is preferable to perform a rinsing treatment with ultrapure water or the like, and to further remove water remaining on the substrate and the resist pattern.
以上のような工程(1)〜工程(5)を含むレジストパターン製造方法によれば、本レジスト組成物の効果により、優れたCD均一性でレジストパターンを製造することができる。 According to the resist pattern manufacturing method including the steps (1) to (5) as described above, a resist pattern can be manufactured with excellent CD uniformity due to the effect of the present resist composition.
<用途>
本レジスト組成物は、KrFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、ArFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、電子線(EB)照射用のレジスト組成物又はEUV露光機用のレジスト組成物として好適である。
<Application>
This resist composition is suitable as a resist composition for KrF excimer laser exposure, a resist composition for ArF excimer laser exposure, a resist composition for electron beam (EB) irradiation, or a resist composition for an EUV exposure machine. .
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
実施例及び比較例中、含有量及び使用量を表す「%」及び「部」は、特記ないかぎり質量基準である。
重量平均分子量は、ポリスチレンを標準品として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(東ソー株式会社製HLC−8120GPC型、カラムは”TSKgel Multipore HXL−M”3本、溶媒はテトラヒドロフラン)により求めた値である。
カラム:TSKgel Multipore HXL-M x 3 + guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
In Examples and Comparative Examples, “%” and “part” representing the content and the amount used are based on mass unless otherwise specified.
The weight average molecular weight is a value obtained by gel permeation chromatography (HLC-8120GPC, manufactured by Tosoh Corporation, three columns are “TSKgel Multipore HXL-M”, and the solvent is tetrahydrofuran) using polystyrene as a standard product.
Column: TSKgel Multipore H XL -M x 3 + guardcolumn (manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min
Detector: RI detector Column temperature: 40 ° C
Injection volume: 100 μl
Molecular weight standard: Standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)
化合物の構造は、質量分析(LCはAgilent製1100型、MASSはAgilent製LC/MSD型)を用い、分子ピークを測定することで確認した。以下の実施例ではこの分子ピークの値を「MASS」で示す。 The structure of the compound was confirmed by measuring the molecular peak using mass spectrometry (LC is model 1100 manufactured by Agilent, and MASS is LC / MSD manufactured by Agilent). In the following examples, the value of this molecular peak is indicated by “MASS”.
実施例1:式(I1)で表される塩(I)の合成
式(I1−a)で表される化合物10.00部、式(I1−b)で表される化合物9.81部及びモノクロロベンゼン80.00部を仕込み、135℃で22時間攪拌還流した。得られた反応混合物を、23℃まで冷却した後、上澄液を除去し、回収された残渣に、クロロホルム100部、アセトニトリル10部及びイオン交換水30部を仕込み、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液して有機層を得た。得られた有機層にイオン交換水30部を仕込み、23℃で30分間攪拌した後、静置、分液することで有機層を回収するという水洗操作を6回繰り返した。水洗後の有機層を濃縮した後、得られた濃縮物に、tert−ブチルメチルエーテル60部を加えて攪拌した。得られた上澄液を除去し、濃縮した。得られた濃縮物をアセトニトリルに溶解した後、濃縮することにより、式(I―1)で表される塩15.42部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 263.1
MASS(ESI(−)Spectrum):M− 448.0
Example 1: Synthesis of salt (I) represented by formula (I1)
10.00 parts of the compound represented by the formula (I1-a), 9.81 parts of the compound represented by the formula (I1-b), and 80.00 parts of monochlorobenzene were charged, and the mixture was stirred and refluxed at 135 ° C. for 22 hours. The resulting reaction mixture was cooled to 23 ° C, the supernatant was removed, and the recovered residue was charged with 100 parts of chloroform, 10 parts of acetonitrile and 30 parts of ion-exchanged water, and stirred at 23 ° C for 30 minutes. . Then, it left still and liquid-separated and obtained the organic layer. The organic layer thus obtained was charged with 30 parts of ion-exchanged water, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, then allowed to stand and separated, and the water washing operation of recovering the organic layer was repeated 6 times. After the organic layer after washing with water was concentrated, 60 parts of tert-butyl methyl ether was added to the resulting concentrate and stirred. The resulting supernatant was removed and concentrated. The obtained concentrate was dissolved in acetonitrile and then concentrated to obtain 15.42 parts of the salt represented by the formula (I-1).
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MASS (ESI (−) Spectrum): M − 448.0
合成例1:〔式(a4−1−7)で表される化合物の合成〕
式(a4−1−7−b)で表される化合物88.00部、メチルイソブチルケトン616.00部及びピリジン60.98部を、23℃で30分間攪拌混合し、0℃まで冷却した。同温度を保持したまま、得られた混合物に、式(a4−1−7−a)で表される化合物199.17部を、1時間かけて添加した後、更に、10℃程度まで温度を上げ、同温度で1時間攪拌した。得られた反応物に、n−へプタン1446.22部及び2%塩酸水溶液703.41部を加え、23℃で30分間攪拌した。静置、分液することにより回収された有機層に、2%塩酸水溶液337.64部を仕込み、23℃で30分間攪拌した。静置、分液することにより有機層を回収した。回収された有機層に、イオン交換水361.56部を仕込み23℃で30分間攪拌し、静置、分液することにより有機層を水洗した。回収された有機層に、10%炭酸カリウム水溶液443.92部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、静置、分液することにより有機層を回収した。このような洗浄操作を2回繰り返した。回収された有機層に、イオン交換水361.56部を仕込み、23℃で30分間攪拌、静置した後、分液することにより有機層を水洗した。このような水洗操作を5回繰り返した。回収された有機層を濃縮し式(a4−1−7)で表される化合物163.65部を得た。
MASS:276.0
Synthesis Example 1: Synthesis of compound represented by formula (a4-1-7)
88.00 parts of the compound represented by the formula (a4-1-7-b), 616.00 parts of methyl isobutyl ketone and 60.98 parts of pyridine were stirred and mixed at 23 ° C. for 30 minutes and cooled to 0 ° C. While maintaining the same temperature, 199.17 parts of the compound represented by the formula (a4-1-7-a) was added to the obtained mixture over 1 hour, and the temperature was further increased to about 10 ° C. And stirred at the same temperature for 1 hour. To the resultant reaction product, 1446.22 parts of n-heptane and 703.41 parts of 2% aqueous hydrochloric acid were added, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes. The organic layer recovered by standing and liquid separation was charged with 337.64 parts of 2% aqueous hydrochloric acid and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. The organic layer was recovered by standing and liquid separation. To the recovered organic layer, 361.56 parts of ion-exchanged water was charged, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, allowed to stand, and separated to wash the organic layer with water. The recovered organic layer was charged with 443.92 parts of 10% aqueous potassium carbonate solution, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, allowed to stand, and separated to recover the organic layer. Such washing operation was repeated twice. 361.56 parts of ion-exchanged water was added to the collected organic layer, stirred and left at 23 ° C. for 30 minutes, and then separated to wash the organic layer with water. Such washing operation was repeated 5 times. The collected organic layer was concentrated to obtain 163.65 parts of a compound represented by the formula (a4-1-7).
MASS: 276.0
樹脂(A)の合成
樹脂(A)の合成に使用した化合物を下記に示す。
以下、これらの化合物をその式番号に応じて、「モノマー(a1−1−2)」などという。
Synthesis of Resin (A) The compounds used for the synthesis of resin (A) are shown below.
Hereinafter, these compounds are referred to as “monomer (a1-1-2)” or the like according to the formula number.
合成例2〔樹脂A1の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a1−2−3)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(a3−2−3)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−2):モノマー(a1−2−3):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−1−1):モノマー(a3−2−3))が30:14:6:30:20となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。当該溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。かくして得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.2×103の樹脂A1(共重合体)を収率78%で得た。この樹脂A1は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 2 [Synthesis of Resin A1]
As the monomer, using monomer (a1-1-2), monomer (a1-2-3), monomer (a2-1-1), monomer (a3-1-1) and monomer (a3-2-3), The molar ratio (monomer (a1-1-2): monomer (a1-2-3): monomer (a2-1-1): monomer (a3-1-1): monomer (a3-2-3)) It mixed so that it might be set to 30: 14: 6: 30: 20, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added, and it was set as the solution. 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators are added to the solution, respectively, with respect to the total monomer amount, and these are heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The resin thus obtained is again dissolved in dioxane, and a solution obtained by pouring the solution into a methanol / water mixed solvent is precipitated twice, and the resin is filtered twice to perform a reprecipitation operation twice. 2 × 10 3 resin A1 (copolymer) was obtained with a yield of 78%. This resin A1 has the following structural units.
合成例3〔樹脂A2の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a2−1−1)及びモノマー(a3−1−1)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−2):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−1−1))が50:25:25となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。当該溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを80℃で約8時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。かくして得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量9.2×103の樹脂A2(共重合体)を収率60%で得た。この樹脂A2は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 3 [Synthesis of Resin A2]
As the monomer, monomer (a1-1-2), monomer (a2-1-1) and monomer (a3-1-1) were used, and the molar ratio (monomer (a1-1-2): monomer (a2-1) -1): The monomer (a3-1-1)) was mixed so as to be 50:25:25, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to prepare a solution. 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators are added to the solution, respectively, based on the total monomer amount, and these are heated at 80 ° C. for about 8 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The resin thus obtained was dissolved again in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 9. 2 × 10 3 resin A2 (copolymer) was obtained with a yield of 60%. This resin A2 has the following structural units.
合成例4〔樹脂A3の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a1−2−9)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(a3−2−3)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−2):モノマー(a1−2−9):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−1−1):モノマー(a3−2−3))が、30:14:6:20:30となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量8.4×103の共重合体を収率85%で得た。この共重合体は、以下の構造単位を有するものであり、これを樹脂A3とする。
Synthesis Example 4 [Synthesis of Resin A3]
As the monomer, using monomer (a1-1-2), monomer (a1-2-9), monomer (a2-1-1), monomer (a3-1-1) and monomer (a3-2-3), The molar ratio (monomer (a1-1-2): monomer (a1-2-9): monomer (a2-1-1): monomer (a3-1-1): monomer (a3-2-3)) , 30: 14: 6: 20: 30, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to make a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and a solution obtained by pouring the solution into a methanol / water mixed solvent was precipitated, and the resin was filtered twice. The weight-average molecular weight was 8.4. × give 10 3 of copolymer in 85% yield. This copolymer has the following structural units and is designated as resin A3.
合成例5〔樹脂A4の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a1−2−9)、モノマー(a2−1−3)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(a3−2−3)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−2):モノマー(a1−2−9):モノマー(a2−1−3):モノマー(a3−1−1):モノマー(a3−2−3))が、35:15:3:27:20となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.8×103の共重合体を収率81%で得た。この共重合体は、以下の構造単位を有するものであり、これを樹脂A4とする。
Synthesis Example 5 [Synthesis of Resin A4]
As the monomer, using monomer (a1-1-2), monomer (a1-2-9), monomer (a2-1-3), monomer (a3-1-1) and monomer (a3-2-3), The molar ratio (monomer (a1-1-2): monomer (a1-2-9): monomer (a2-1-3): monomer (a3-1-1): monomer (a3-2-3)) , 35: 15: 3: 27: 20, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to obtain a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.8. × give 10 3 of copolymer in 81% yield. This copolymer has the following structural units and is designated as resin A4.
合成例6〔樹脂X1の合成〕
モノマーとして、モノマー(a4−1−7)を用い、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、0.7mol%及び2.1mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量1.8×104の共重合体を収率77%で得た。この共重合体は、以下の構造単位を有するものであり、これを樹脂X1とする。
Synthesis Example 6 [Synthesis of Resin X1]
Monomer (a4-1-7) was used as a monomer, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to prepare a solution. To this solution, 0.7 mol% and 2.1 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), respectively, as initiators were added with respect to the total monomer amount, and these were added at 75 ° C. Heated for about 5 hours. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 1.8. A copolymer of × 10 4 was obtained with a yield of 77%. This copolymer has the following structural units, and is designated as resin X1.
実施例2〜4(本レジスト組成物の調製・評価)及び比較例
表4に示す以下の各成分を、下記の溶剤と混合して溶解し、さらに孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルターで濾過して、レジスト液を調製した。
Examples 2 to 4 (Preparation / Evaluation of the Resist Composition) and Comparative Example The following components shown in Table 4 were mixed and dissolved in the following solvents, and further filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm. Thus, a resist solution was prepared.
<酸発生剤>
I1:式(I1)で表される塩
B1:
B2:
<樹脂(A)>
A1:樹脂A1
A2:樹脂A2
A3:樹脂A3
A4:樹脂A4
X1:樹脂X1
<塩基性化合物(C):クエンチャー>
C1:2,6−ジイソプロピルアニリン
<溶剤>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 265.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20.0部
2−ヘプタノン 20.0部
γ−ブチロラクトン 3.5部
<Acid generator>
I1: Salt B1: represented by formula (I1)
B2:
<Resin (A)>
A1: Resin A1
A2: Resin A2
A3: Resin A3
A4: Resin A4
X1: Resin X1
<Basic compound (C): quencher>
C1: 2,6-Diisopropylaniline <Solvent>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 265.0 parts Propylene glycol monomethyl ether 20.0 parts 2-heptanone 20.0 parts γ-butyrolactone 3.5 parts
<レジストパターンの製造及びその評価>
12インチのシリコン製ウェハ上に、有機反射防止膜用組成物[ARC−29;日産化学(株)製]を塗布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、厚さ78nmの有機反射防止膜を形成した。この有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物を、乾燥(プリベーク)後の膜厚が85nmとなるようにスピンコートした。
得られたシリコンウェハをダイレクトホットプレート上にて、表4の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベーク(PB)して、組成物層を形成した。
組成物層(レジスト組成物膜)を形成したウェハに、液浸露光用ArFエキシマレーザステッパー[XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、3/4Annular X−Y偏光]を用いて、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを液浸露光した。尚、液浸媒体としては超純水を使用した。
露光後、ホットプレート上にて、表4の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク(PEB)を行い、さらに2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行い、レジストパターンを得た。
<Manufacture of resist pattern and its evaluation>
An organic antireflective coating composition [ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.] was applied onto a 12-inch silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to obtain a thickness of 78 nm. An organic antireflection film was formed. On the organic antireflection film, the resist composition was spin-coated so that the film thickness after drying (pre-baking) was 85 nm.
The obtained silicon wafer was pre-baked (PB) for 60 seconds at a temperature described in the “PB” column of Table 4 on a direct hot plate to form a composition layer.
On the wafer on which the composition layer (resist composition film) was formed, using an ArF excimer laser stepper for immersion exposure [XT: 1900 Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, 3/4 Annular XY polarized light] The line and space pattern was subjected to immersion exposure by changing the exposure amount stepwise. Note that ultrapure water was used as the immersion medium.
After the exposure, post-exposure baking (PEB) was performed for 60 seconds on a hot plate at the temperature described in the “PEB” column of Table 4, and then with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution for 60 seconds. Paddle development was performed to obtain a resist pattern.
各レジスト組成物からのレジストパターン形成において、50nmのラインアンドスペースパターンの線幅が1:1となる露光量を実効感度とした。
得られたレジストパターンについて、以下の項目を評価した。
In forming a resist pattern from each resist composition, the exposure amount at which the line width of a 50 nm line-and-space pattern was 1: 1 was defined as effective sensitivity.
The following items were evaluated for the obtained resist pattern.
<ラインエッジラフネス評価(LER)>
実効感度で得られたレジストパターンの壁面を走査型電子顕微鏡で観察し、レジストパターンの側壁の凹凸の振れ幅(LER)が、
4.5nm以下であるものを○、
4.5nmを超えるものを×とした。
以上のようにして求められたラインエッジラフネス評価(LER)の結果を、上述の水準評価で表し、かつ、カッコ内にLER(nm)を数値で記した。結果を表5に示す。
<Line edge roughness evaluation (LER)>
The wall surface of the resist pattern obtained with effective sensitivity is observed with a scanning electron microscope, and the unevenness fluctuation width (LER) of the side wall of the resist pattern is
○ that is 4.5 nm or less,
What exceeded 4.5 nm was set as x.
The result of the line edge roughness evaluation (LER) obtained as described above was expressed by the above-mentioned level evaluation, and the LER (nm) was indicated by a numerical value in parentheses. The results are shown in Table 5.
本発明のレジスト組成物を用いれば、優れたラインエッジラフネスでレジストパターンを製造できるので、半導体の微細加工に有用である。 If the resist composition of the present invention is used, a resist pattern can be produced with excellent line edge roughness, which is useful for fine processing of semiconductors.
Claims (7)
[式(I)中、
Q1、Q2、Q3及びQ4は、フッ素原子を表す。
L1及びL2は、それぞれ独立に、式(b1−1)で表される基を表す。
(式(b1−1)中、
Lb2は、−CH 2 −を表す。
*は、結合手であり、左側の*は、−C(Q1)(Q2)−又は−C(Q3)(Q4)−の炭素原子との結合手を表す。)
R1は、炭素数1〜3のアルキル基を表す。
R2は、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基を表す。
Za+及びZb+は、それぞれ独立に、有機対イオンを表す。] A salt represented by the formula (I).
[In the formula (I),
Q 1, Q 2, Q 3 and Q 4 represent the full Tsu MotoHara child.
L 1 and L 2 each independently represent a group represented by the formula (b1-1).
(In the formula (b1-1),
L b2 represents —CH 2 — .
* Is a bond, and * on the left side represents a bond with a carbon atom of —C (Q 1 ) (Q 2 ) — or —C (Q 3 ) (Q 4 ) —. )
R 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
R 2 represents a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Z a + and Z b + each independently represent an organic counter ion. ]
(2)塗布後の組成物を乾燥して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程
を含むレジストパターンの製造方法。 (1) A step of applying the resist composition according to claim 5 or 6 on a substrate,
(2) A step of drying the composition after application to form a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A method for producing a resist pattern, comprising a step of heating the composition layer after exposure, and (5) a step of developing the composition layer after heating.
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