JP7270347B2 - Resist pattern forming method - Google Patents
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Description
本発明は、レジストパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a resist pattern forming method.
リソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。
露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。
パターンの微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化(高エネルギー化)が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長(高エネルギー)の電子線、EUV(極端紫外線)やX線などについても検討が行われている。
レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。
このような要求を満たすレジスト材料として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分とを含有する化学増幅型レジスト組成物が用いられている。
In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to radiation such as light and electron beams through a mask having a predetermined pattern. and a developing process to form a resist pattern having a predetermined shape on the resist film.
A resist material in which the exposed portion changes to dissolve in a developer is called a positive type, and a resist material in which an exposed portion changes to a property that does not dissolve in a developer is called a negative type.
2. Description of the Related Art In recent years, in the manufacture of semiconductor devices and liquid crystal display devices, advances in lithography technology have led to rapid miniaturization of patterns.
As a technique for pattern miniaturization, generally, the wavelength of the exposure light source is shortened (the energy is increased). Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-rays and i-rays have been used, but at present, mass production of semiconductor devices using KrF excimer lasers and ArF excimer lasers has started. Electron beams, EUV (extreme ultraviolet rays), X-rays, and the like, which have shorter wavelengths (higher energy) than these excimer lasers, are also being studied.
Resist materials are required to have lithography properties such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing patterns with fine dimensions.
As a resist material that satisfies such requirements, a chemically amplified resist composition containing a base component whose solubility in an alkaline developer changes under the action of acid and an acid generator component that generates acid upon exposure is used. It is
解像性の更なる向上のための手法の1つとして、露光機の対物レンズと試料との間に、空気よりも高屈折率の液体(液浸媒体)を介在させて露光(浸漬露光)を行うリソグラフィー法、いわゆる液浸リソグラフィー(Liquid Immersion Lithography。以下「液浸露光」ということがある。)が知られている。液浸露光によれば、同じ露光波長の光源を用いても、より短波長の光源を用いた場合や高NAレンズを用いた場合と同様の高解像性を達成でき、しかも焦点深度幅の低下もないとされている。また、液浸露光は既存の露光装置を用いて行うことができる。そのため、液浸露光は、低コストで、高解像性で、かつ焦点深度幅にも優れるレジストパターンの形成を実現できるため、近年重用されている。液浸露光はあらゆるパターン形状の形成において有効であり、さらに、位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることも可能であるとされている。現在、液浸露光技術としては、主に、ArFエキシマレーザーを光源とする技術が活発に研究されている。液浸媒体としては、主に水が検討されている。
このような液浸露光に用いられるレジスト組成物においては、フッ素原子を含む化合物を添加することが提案されている。たとえば特許文献1には、レジスト組成物に添加するフッ素原子を含む化合物として、フッ素原子を有する構成単位と、(メタ)アクリル酸から誘導される構成単位とを有する含フッ素高分子化合物が開示されている。
As one method for further improving resolution, a liquid (immersion medium) with a higher refractive index than air is placed between the objective lens of the exposure machine and the sample for exposure (immersion exposure). lithography, so-called liquid immersion lithography (hereinafter sometimes referred to as "immersion exposure"). According to immersion exposure, even if a light source with the same exposure wavelength is used, it is possible to achieve the same high resolution as when a light source with a shorter wavelength is used or when a high NA lens is used. It is said that there is no decrease. Also, immersion exposure can be performed using an existing exposure apparatus. Therefore, immersion exposure has been widely used in recent years because it can realize formation of a resist pattern with low cost, high resolution, and excellent depth of focus. It is said that immersion exposure is effective in forming all kinds of pattern shapes, and that it can be combined with super-resolution techniques such as a phase shift method and a modified illumination method. At present, as the immersion exposure technique, a technique using an ArF excimer laser as a light source is being actively studied. As the immersion medium, water is mainly considered.
It has been proposed to add a fluorine atom-containing compound to the resist composition used for such immersion exposure. For example, Patent Document 1 discloses, as a fluorine atom-containing compound added to a resist composition, a fluorine-containing polymer compound having a structural unit having a fluorine atom and a structural unit derived from (meth)acrylic acid. ing.
上記の液浸露光においては、通常のリソグラフィー特性(感度、解像性、エッチング耐性等)に加えて、液浸露光技術に対応した特性を有するレジスト材料が求められる。例えば、液浸露光においては、レジスト膜と液浸溶媒とが接触すると、レジスト膜中の物質の液浸溶媒中への溶出(物質溶出)が生じる。物質溶出は、レジスト層の変質、液浸溶媒の屈折率の変化等の現象を生じさせ、リソグラフィー特性を悪化させる。この物質溶出の量は、レジスト膜表面の特性(例えば親水性・疎水性等)の影響を受けるため、例えばレジスト膜表面の疎水性が高まることによって、物質溶出が低減され得る。 In the immersion lithography described above, a resist material is required that has properties compatible with the immersion lithography technique in addition to the usual lithography properties (sensitivity, resolution, etching resistance, etc.). For example, in immersion exposure, when the resist film and the immersion solvent come into contact with each other, substances in the resist film are eluted into the immersion solvent (substance elution). Substance elution causes phenomena such as deterioration of the resist layer and change in the refractive index of the immersion solvent, thereby deteriorating the lithography properties. Since the amount of substance elution is affected by the properties of the resist film surface (for example, hydrophilicity, hydrophobicity, etc.), the substance elution can be reduced by, for example, increasing the hydrophobicity of the resist film surface.
このように、レジスト膜表面の疎水性を高めることにより、物質溶出の低減や水追随性の向上等の、液浸露光技術に特有の問題を解決することができると考えられる。
しかしながら、単にレジスト膜を疎水化しても、リソグラフィー特性等に対する悪影響がみられる。たとえば、レジスト膜の疎水性が高まると、アルカリ現像後のレジスト膜に欠陥(ディフェクト)が発生しやすくなるという問題がある。特にアルカリ現像プロセスを用いてパターンを形成する場合、レジスト膜の未露光部でディフェクトが発生しやすい。
ここで「ディフェクト」とは、例えば、KLAテンコール社の表面欠陥観察装置(商品名「KLA」)により、現像後のレジストパターンを真上から観察した際に検知される不具合全般のことである。この不具合とは、例えば、現像後のスカム(レジスト残渣)、泡、ゴミ等のレジストパターン表面への異物や析出物の付着による不具合や、ラインパターン間のブリッジ、コンタクトホールパターンのホールの穴埋まり等のパターン形状に関する不具合や、パターンの色むら等をいう。
上記特許文献1等に記載のレジスト組成物では、露光時には、含フッ素高分子化合物により露光時のレジスト膜の撥水性を高め、且つ、現像時には親水性基が形成されることによりレジスト膜の親水性を高めてディフェクトの低減を図っている。
しかしながら、特許文献1に記載されたような従来のレジスト組成物では、使用する現像液の種類によってはディフェクト低減の効果が十分に発揮されない場合があるという問題があった。
上記事情に鑑み、本発明は、レジスト膜の未露光部のディフェクトの発生を低減でき、かつ良好な形状のレジストパターンを形成することができるレジストパターン形成方法を提供することを課題とする。
By increasing the hydrophobicity of the resist film surface in this way, it is believed that the problems specific to the immersion exposure technology, such as the reduction of substance elution and the improvement of water followability, can be solved.
However, even if the resist film is simply hydrophobized, it has an adverse effect on lithography characteristics and the like. For example, when the hydrophobicity of the resist film increases, there is a problem that defects tend to occur in the resist film after alkali development. In particular, when a pattern is formed using an alkali development process, defects are likely to occur in unexposed areas of the resist film.
Here, the term "defect" refers to general defects detected when a resist pattern after development is observed from directly above, for example, using a surface defect observation apparatus (trade name "KLA") manufactured by KLA-Tencor. These defects include, for example, scum (resist residue) after development, bubbles, dust, and other foreign matter and deposits adhering to the resist pattern surface, bridging between line patterns, and filling of contact hole pattern holes. This refers to defects related to the pattern shape such as , uneven color of the pattern, and the like.
In the resist composition described in Patent Document 1 and the like, the water repellency of the resist film during exposure is enhanced by the fluorine-containing polymer compound during exposure, and the hydrophilic groups are formed during development to make the resist film hydrophilic. We are trying to reduce defects by improving the performance.
However, the conventional resist composition as described in Patent Document 1 has a problem that the effect of reducing defects may not be sufficiently exhibited depending on the type of developer used.
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a resist pattern forming method capable of reducing the occurrence of defects in unexposed portions of a resist film and forming a resist pattern with a favorable shape.
レジストパターン形成において、レジスト膜表面の疎水性が高まると、アルカリ現像液がレジスト膜に濡れにくくなるなど、解像性の点でも問題がある。
これに対し、レジスト膜に対するアルカリ現像液の濡れ性を高めるため、アルカリ現像液に界面活性剤を添加する方法が考えられた。
しかし、解像性は高まるものの、現像後のレジスト膜の未露光部でサイズ0.1μm以上のディフェクトが発生しやすいという問題があった。
本発明者らは、検討により、レジスト組成物に特定の構造を有する酸発生剤を採用することにより、上記の問題を解決することを見出し、本発明を完成させた。
In the formation of a resist pattern, when the hydrophobicity of the resist film surface increases, there is a problem in terms of resolution, such as difficulty in wetting the resist film with an alkaline developer.
In order to improve the wettability of the alkaline developer with respect to the resist film, a method of adding a surfactant to the alkaline developer has been devised.
However, although the resolution is improved, there is a problem that defects having a size of 0.1 μm or more are likely to occur in the unexposed area of the resist film after development.
Through investigation, the present inventors have found that the above problems can be solved by adopting an acid generator having a specific structure in a resist composition, and completed the present invention.
すなわち、本発明の一態様は、レジスト組成物を用いて、支持体上にレジスト膜を形成する工程(i)、前記レジスト膜を、露光する工程(ii)、及び前記露光後のレジスト膜を、ノニオン界面活性剤を含むアルカリ現像液で現像して、レジストパターンを形成する工程(iii)を有する、レジストパターン形成方法であって、前記レジスト組成物が、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含有し、前記酸発生剤成分(B)が、下記一般式(b1-1)で表される化合物(B1)を含む、レジストパターン形成方法である。 That is, one aspect of the present invention includes the step (i) of forming a resist film on a support using a resist composition, the step (ii) of exposing the resist film, and the step (ii) of exposing the resist film after the exposure. and developing with an alkaline developer containing a nonionic surfactant to form a resist pattern (iii), wherein the resist composition dissolves in the alkaline developer by the action of an acid. It contains a substrate component (A) whose properties change and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure, and the acid generator component (B) is represented by the following general formula (b1-1): It is a resist pattern formation method including the compound (B1) obtained.
本発明のレジストパターン形成方法によれば、レジスト膜の未露光部のディフェクトの発生を低減でき、かつ良好な形状のレジストパターンを形成することができる。 According to the resist pattern forming method of the present invention, it is possible to reduce the occurrence of defects in the unexposed portion of the resist film, and to form a resist pattern with a favorable shape.
本明細書及び本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「フッ素化アルキル基」又は「フッ素化アルキレン基」は、アルキル基又はアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基をいう。
「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「置換基を有していてもよい」又は「置換基を有してもよい」と記載する場合、水素原子(-H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(-CH2-)を2価の基で置換する場合との両方を含む。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present specification and claims, "aliphatic" is defined relative to aromatic to mean groups, compounds, etc. that do not possess aromatic character.
"Alkyl group" includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group.
Unless otherwise specified, the "alkylene group" includes straight-chain, branched-chain and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
A "halogenated alkyl group" is a group in which some or all of the hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with halogen atoms, and the halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
A "fluorinated alkyl group" or "fluorinated alkylene group" refers to a group in which some or all of the hydrogen atoms of an alkyl group or alkylene group have been substituted with fluorine atoms.
A "structural unit" means a monomer unit (monomeric unit) that constitutes a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
When describing “optionally having a substituent” or “optionally having a substituent”, when a hydrogen atom (—H) is substituted with a monovalent group, or when a methylene group (—CH 2 -) is substituted with a divalent group.
“Exposure” is a concept that includes irradiation of radiation in general.
「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、アクリル酸(CH2=CH-COOH)のカルボキシ基末端の水素原子が有機基で置換された化合物である。
アクリル酸エステルは、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該α位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基(Rα0)は、水素原子以外の原子又は基であり、たとえば炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のハロゲン化アルキル基等が挙げられる。また、置換基(Rα0)がエステル結合を含む置換基で置換されたイタコン酸ジエステルや、置換基(Rα0)がヒドロキシアルキル基やその水酸基を修飾した基で置換されたαヒドロキシアクリルエステルも含むものとする。なお、アクリル酸エステルのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、アクリル酸のカルボニル基が結合している炭素原子のことである。
以下、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されたアクリル酸エステルを、α置換アクリル酸エステルということがある。また、アクリル酸エステルとα置換アクリル酸エステルとを包括して「(α置換)アクリル酸エステル」ということがある。
A “structural unit derived from an acrylic ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylic ester.
“Acrylic acid ester” is a compound in which the terminal hydrogen atom of the carboxy group of acrylic acid (CH 2 ═CH—COOH) is substituted with an organic group.
In the acrylic acid ester, the hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom may be substituted with a substituent. The substituent (R α0 ) substituting the hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom is an atom or group other than a hydrogen atom, such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogenated group having 1 to 5 carbon atoms, An alkyl group and the like can be mentioned. In addition, itaconic acid diesters in which the substituent (R α0 ) is substituted with a substituent containing an ester bond, and α-hydroxy acrylic esters in which the substituent (R α0 ) is substituted with a hydroxyalkyl group or a modified hydroxyl group thereof are also available. shall include Unless otherwise specified, the α-position carbon atom of the acrylic acid ester means the carbon atom to which the carbonyl group of acrylic acid is bonded.
Hereinafter, an acrylic acid ester in which the hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom is substituted with a substituent may be referred to as an α-substituted acrylic acid ester. In addition, acrylic acid esters and α-substituted acrylic acid esters may be collectively referred to as "(α-substituted) acrylic acid esters".
「アクリルアミドから誘導される構成単位」とは、アクリルアミドのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
アクリルアミドは、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよく、アクリルアミドのアミノ基の水素原子の一方または両方が置換基で置換されていてもよい。なお、アクリルアミドのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、アクリルアミドのカルボニル基が結合している炭素原子のことである。
アクリルアミドのα位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたもの(置換基(Rα0))と同様のものが挙げられる。
A “structural unit derived from acrylamide” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of acrylamide.
In acrylamide, a hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom may be substituted with a substituent, and one or both hydrogen atoms of the amino group of acrylamide may be substituted with a substituent. Unless otherwise specified, the α-position carbon atom of acrylamide is the carbon atom to which the carbonyl group of acrylamide is bonded.
The substituent for substituting the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position of acrylamide is the same as the substituent at the α-position (substituent (R α0 )) in the α-substituted acrylic acid ester. mentioned.
「ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。「ヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ヒドロキシスチレン誘導体」とは、ヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子を有機基で置換したもの;α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンのベンゼン環に、水酸基以外の置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
ヒドロキシスチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
A “structural unit derived from hydroxystyrene” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of hydroxystyrene. A “structural unit derived from a hydroxystyrene derivative” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of a hydroxystyrene derivative.
"Hydroxystyrene derivative" is a concept including hydroxystyrene in which the α-position hydrogen atom is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group, and derivatives thereof. Derivatives thereof include those obtained by substituting the hydrogen atom of the hydroxyl group of hydroxystyrene with an organic group; Examples include those in which a substituent other than a hydroxyl group is bonded to the benzene ring of good hydroxystyrene. In addition, the α-position (the carbon atom at the α-position) refers to the carbon atom to which the benzene ring is bonded, unless otherwise specified.
Examples of the substituent for substituting the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene include the same substituents at the α-position in the α-substituted acrylic acid ester.
「ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位」とは、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ビニル安息香酸誘導体」とは、ビニル安息香酸のα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のカルボキシ基の水素原子を有機基で置換したもの;α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のベンゼン環に、水酸基およびカルボキシ基以外の置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
A “structural unit derived from vinyl benzoic acid or a vinyl benzoic acid derivative” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of vinyl benzoic acid or a vinyl benzoic acid derivative.
The concept of "vinyl benzoic acid derivative" includes those in which the α-position hydrogen atom of vinyl benzoic acid is substituted with other substituents such as alkyl groups and halogenated alkyl groups, and derivatives thereof. Derivatives thereof include those in which the hydrogen atom of the carboxy group of vinylbenzoic acid, which may be substituted with a substituent at the α-position, is substituted with an organic group; Examples thereof include vinyl benzoic acid in which a substituent other than a hydroxyl group and a carboxy group is bonded to the benzene ring of vinyl benzoic acid. In addition, the α-position (the carbon atom at the α-position) refers to the carbon atom to which the benzene ring is bonded, unless otherwise specified.
「スチレン誘導体」とは、スチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンのベンゼン環に置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
「スチレンから誘導される構成単位」、「スチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、スチレン又はスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
"Styrene derivative" is a concept including those in which the α-position hydrogen atom of styrene is substituted with other substituents such as alkyl groups and halogenated alkyl groups, and derivatives thereof. Derivatives thereof include those in which a substituent is bonded to the benzene ring of hydroxystyrene in which the α-position hydrogen atom may be substituted by a substituent. In addition, the α-position (the carbon atom at the α-position) refers to the carbon atom to which the benzene ring is bonded, unless otherwise specified.
A "structural unit derived from styrene" and a "structural unit derived from a styrene derivative" mean a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of styrene or a styrene derivative.
上記α位の置換基としてのアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、炭素数1~5のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基)等が挙げられる。
また、α位の置換基としてのハロゲン化アルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、ハロゲン原子で置換した基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
また、α位の置換基としてのヒドロキシアルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、水酸基で置換した基が挙げられる。該ヒドロキシアルキル基における水酸基の数は、1~5が好ましく、1が最も好ましい。
The alkyl group as the α-position substituent is preferably a linear or branched alkyl group, and specifically, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group , n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group) and the like.
Further, the halogenated alkyl group as a substituent at the α-position specifically includes a group in which some or all of the hydrogen atoms in the above "alkyl group as a substituent at the α-position" are substituted with halogen atoms. be done. The halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferred.
Further, the hydroxyalkyl group as the α-position substituent specifically includes a group in which part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned “alkyl group as the α-position substituent” are substituted with hydroxyl groups. The number of hydroxyl groups in the hydroxyalkyl group is preferably 1-5, most preferably 1.
本明細書及び本特許請求の範囲において、化学式で表される構造によっては、不斉炭素が存在し、エナンチオ異性体(enantiomer)やジアステレオ異性体(diastereomer)が存在し得るものがある。その場合は一つの化学式でそれら異性体を代表して表す。それらの異性体は単独で用いてもよいし、混合物として用いてもよい。 In the present specification and claims, some structures represented by chemical formulas may have asymmetric carbon atoms and may have enantiomers or diastereomers. In that case, one chemical formula represents those isomers. Those isomers may be used singly or as a mixture.
[レジストパターン形成方法]
本発明の一態様は、レジスト組成物を用いて、支持体上にレジスト膜を形成する工程(i)、前記レジスト膜を露光する工程(ii)、及び前記露光後のレジスト膜を、ノニオン界面活性剤を含むアルカリ現像液で現像して、レジストパターンを形成する工程(iii)を有する、レジストパターン形成方法である。前記レジスト組成物には、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含有するものを用いる。ここでの酸発生剤成分(B)は後述の化合物(B1)を含む。
かかるレジストパターン形成方法の一実施形態としては、例えば以下のようにして行うレジストパターン形成方法が挙げられる。
[Resist pattern forming method]
In one aspect of the present invention, using a resist composition, the step (i) of forming a resist film on a support, the step (ii) of exposing the resist film, and the step (ii) of exposing the resist film to a nonionic interface A resist pattern forming method comprising a step (iii) of forming a resist pattern by developing with an alkaline developer containing an activator. The resist composition used contains a base component (A) whose solubility in an alkaline developer changes under the action of an acid and an acid generator component (B) which generates an acid upon exposure. The acid generator component (B) here contains the compound (B1) described below.
One embodiment of such a resist pattern forming method includes, for example, a resist pattern forming method performed as follows.
工程(i):
まず、支持体上に、後述する特定のレジスト組成物を、スピンナーなどで塗布し、ベーク(ポストアプライベーク(PAB))処理を、例えば80~150℃、好ましくは100~150℃(より好ましくは100℃超150℃以下)の温度条件にて40~120秒間、好ましくは60~120秒間施して、レジスト膜を形成する。
Step (i):
First, on the support, a specific resist composition described later is applied with a spinner or the like, and baked (post-apply bake (PAB)) treatment is performed, for example, at 80 to 150 ° C., preferably 100 to 150 ° C. (more preferably 100° C. to 150° C.) for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 120 seconds, to form a resist film.
工程(ii):
次に、該レジスト膜に対し、例えば露光装置等を用いて、所定のパターンが形成されたマスク(マスクパターン)を介した露光等による選択的露光を行う。
その後、ベーク(ポストエクスポージャーベーク(PEB))処理を、例えば80~150℃、好ましくは90~130℃の温度条件にて40~120秒間、好ましくは60~100秒間施す。
Step (ii):
Next, the resist film is subjected to selective exposure such as exposure through a mask having a predetermined pattern (mask pattern) using, for example, an exposure apparatus.
After that, baking (post-exposure baking (PEB)) treatment is performed at a temperature condition of, for example, 80 to 150° C., preferably 90 to 130° C., for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 100 seconds.
工程(iii):
次に、前記露光後のレジスト膜を、ノニオン界面活性剤を含むアルカリ現像液で現像処理し、レジストパターンを形成する。
Step (iii):
Next, the exposed resist film is developed with an alkaline developer containing a nonionic surfactant to form a resist pattern.
現像処理後、好ましくはリンス処理を行う。リンス処理は、純水を用いた水リンスが好ましい。
現像処理後又はリンス処理後、乾燥を行う。また、場合によっては、上記現像処理後にベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。
このようにして、レジストパターンを形成することができる。
Rinsing treatment is preferably performed after the development treatment. Rinsing treatment is preferably water rinsing using pure water.
After development processing or rinsing processing, drying is performed. In some cases, baking treatment (post-baking) may be performed after the development treatment.
Thus, a resist pattern can be formed.
支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等が挙げられる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)や、多層レジスト法における下層有機膜等の有機膜が挙げられる。
ここで、多層レジスト法とは、基板上に、少なくとも一層の有機膜(下層有機膜)と、少なくとも一層のレジスト膜(上層レジスト膜)とを設け、上層レジスト膜に形成したレジストパターンをマスクとして下層有機膜のパターニングを行う方法であり、高アスペクト比のパターンを形成できるとされている。すなわち、多層レジスト法によれば、下層有機膜により所要の厚みを確保できるため、レジスト膜を薄膜化でき、高アスペクト比の微細パターン形成が可能となる。
多層レジスト法には、基本的に、上層レジスト膜と、下層有機膜との二層構造とする方法(2層レジスト法)と、上層レジスト膜と下層有機膜との間に一層以上の中間層(金属薄膜等)を設けた三層以上の多層構造とする方法(3層レジスト法)と、に分けられる。
The support is not particularly limited, and a conventionally known one can be used. Examples thereof include a substrate for electronic parts and a substrate having a predetermined wiring pattern formed thereon. More specifically, silicon wafers, metal substrates such as copper, chromium, iron, and aluminum substrates, glass substrates, and the like can be used. As a material for the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used.
Further, the support may be one in which an inorganic and/or organic film is provided on the substrate as described above. Inorganic films include inorganic antireflection coatings (inorganic BARC). Examples of organic films include organic antireflection coatings (organic BARC) and organic films such as a lower layer organic film in a multilayer resist method.
Here, the multi-layer resist method means that at least one layer of organic film (lower layer organic film) and at least one layer of resist film (upper layer resist film) are provided on a substrate, and a resist pattern formed on the upper layer resist film is used as a mask. It is a method of patterning a lower layer organic film, and is said to be capable of forming a pattern with a high aspect ratio. That is, according to the multi-layer resist method, since the required thickness can be secured by the underlying organic film, the resist film can be made thinner, and fine patterns with a high aspect ratio can be formed.
The multilayer resist method basically includes a method of forming a two-layer structure of an upper resist film and a lower organic film (two-layer resist method), and a method of forming one or more intermediate layers between the upper resist film and the lower organic film. (three-layer resist method) and a method of forming a multi-layered structure of three or more layers (metal thin film, etc.).
露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(極端紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。 The wavelength used for exposure is not particularly limited, and includes ArF excimer laser, KrF excimer laser, F2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-rays, soft X-rays, and the like. It can be done with radiation.
レジスト膜の露光方法は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)であってもよい。
液浸露光は、予めレジスト膜と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で露光(浸漬露光)を行う露光方法である。
液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ、露光されるレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
空気の屈折率よりも大きく、かつ、前記レジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
フッ素系不活性液体の具体例としては、C3HCl2F5、C4F9OCH3、C4F9OC2H5、C5H3F7等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70~180℃のものが好ましく、80~160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体の除去を、簡便な方法で行えることから好ましい。
フッ素系不活性液体としては、特に、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたパーフロオロアルキル化合物が好ましい。パーフロオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物、パーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。
さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2-ブチル-テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。
液浸媒体としては、コスト、安全性、環境問題、汎用性等の観点から、水が好ましく用いられる。
The exposure method of the resist film may be normal exposure (dry exposure) performed in air or an inert gas such as nitrogen, or may be liquid immersion lithography.
In immersion exposure, the space between the resist film and the lowest lens of the exposure device is filled in advance with a solvent (immersion medium) having a refractive index greater than that of air, and exposure (immersion exposure) is performed in this state. exposure method.
As the liquid immersion medium, a solvent having a refractive index higher than that of air and lower than that of the resist film to be exposed is preferable. The refractive index of such a solvent is not particularly limited as long as it is within the above range.
Examples of the solvent having a refractive index higher than that of air and lower than that of the resist film include water, fluorine-based inert liquids, silicon-based solvents, and hydrocarbon-based solvents.
Specific examples of fluorine-based inert liquids include fluorine - based compounds such as C3HCl2F5 , C4F9OCH3 , C4F9OC2H5 , and C5H3F7 as main components . Examples include liquids, and those having a boiling point of 70 to 180°C are preferable, and those of 80 to 160°C are more preferable. It is preferable that the fluorine-based inert liquid has a boiling point within the above range because the medium used for liquid immersion can be removed by a simple method after the exposure is completed.
As the fluorine-based inert liquid, a perfluoroalkyl compound in which all hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with fluorine atoms is particularly preferable. Specific examples of perfluoroalkyl compounds include perfluoroalkyl ether compounds and perfluoroalkylamine compounds.
Further, specifically, the perfluoroalkyl ether compound includes perfluoro(2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point 102° C.), and the perfluoroalkylamine compound includes perfluorotributylamine ( boiling point 174°C).
Water is preferably used as the immersion medium from the viewpoints of cost, safety, environmental concerns, versatility, and the like.
上記工程(iii)における、現像液には、ノニオン界面活性剤を含むアルカリ現像液を用いる。例えば、現像液としては、ノニオン界面活性剤を含む、0.1~10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液が挙げられる。
また、アルカリ現像液に含まれるノニオン界面活性剤としては、公知のノニオン界面活性剤を配合できる。具体的には、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類;ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類;及びポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類;アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物等のアセチレン類等が挙げられる。
An alkali developer containing a nonionic surfactant is used as the developer in the step (iii). For example, the developer includes a 0.1 to 10% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution containing a nonionic surfactant.
Further, as the nonionic surfactant contained in the alkaline developer, a known nonionic surfactant can be blended. Specifically, for example, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as; sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate; and polyoxyethylene sorbitan Polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate; acetylene glycol, acetylene glycol Examples include acetylenes such as oxyethylene adducts.
ノニオン界面活性剤の配合量は、現像液の全量に対して、通常0.001~5質量%が好ましく、0.005~2質量%がより好ましく、0.01~0.5質量%がさらに好ましい。 The amount of the nonionic surfactant is usually preferably 0.001 to 5% by mass, more preferably 0.005 to 2% by mass, and further 0.01 to 0.5% by mass, relative to the total amount of the developer. preferable.
現像処理は、公知の現像方法により実施することが可能であり、例えば現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、支持体表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出し続ける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。 The development treatment can be carried out by a known development method, for example, a method of immersing the support in a developer for a certain period of time (dip method), or a method in which the developer is piled up on the surface of the support by surface tension and remains stationary for a certain period of time. method (paddle method), method of spraying the developer onto the surface of the support (spray method), and application of the developer while scanning the developer dispensing nozzle at a constant speed onto the support rotating at a constant speed. A continuous method (dynamic dispensing method) and the like can be mentioned.
リンス液を用いたリンス処理(洗浄処理)は、公知のリンス方法により実施できる。該リンス処理の方法としては、例えば一定速度で回転している支持体上にリンス液を塗出し続ける方法(回転塗布法)、リンス液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。 Rinsing treatment (cleaning treatment) using a rinse liquid can be performed by a known rinsing method. The rinsing method includes, for example, a method of continuously applying the rinse solution onto the support rotating at a constant speed (rotation coating method), a method of immersing the support in the rinse solution for a given period of time (dip method), A method of spraying a rinsing liquid onto the support surface (spray method) and the like can be mentioned.
(レジスト組成物)
上述した本実施形態のレジストパターン形成方法においては、工程(i)で、特定のレジスト組成物を用いる。
(Resist composition)
In the resist pattern forming method of the present embodiment described above, a specific resist composition is used in step (i).
本実施形態におけるレジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)(以下「(A)成分」ともいう)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」ともいう)とを含有し、前記(B)成分が後述の一般式(b1-1)で表される化合物(B1)(以下「(B1)成分」ともいう)を含む。
かかるレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対して選択的露光を行うと、露光部では酸が発生し、該酸の作用により(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が変化する一方で、未露光部では(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が変化しないため、露光部と未露光部との間で現像液に対する溶解性の差が生じる。そのため、該レジスト膜を現像すると、レジストパターンが形成される。
The resist composition of the present embodiment comprises a base component (A) (hereinafter also referred to as "(A) component") whose solubility in an alkaline developer changes under the action of acid, and an acid generator that generates acid upon exposure. A compound (B1) (hereinafter referred to as "(B1) component ”).
When a resist film is formed using such a resist composition and the resist film is selectively exposed to light, an acid is generated in the exposed portion, and the action of the acid reduces the solubility of the component (A) in an alkaline developer. changes, while the solubility of the component (A) in an alkaline developer does not change in the unexposed areas. Therefore, when the resist film is developed, a resist pattern is formed.
例えば、(A)成分として、アルカリ現像液に難溶性であり、酸の作用により極性が増大する基材成分(A-1)(以下「(A-1)成分」という)が用いられる場合は、露光により酸が発生すると、レジスト膜の露光部はアルカリ現像液に対して難溶性から可溶性に変化する一方で、レジスト膜の未露光部はアルカリ難溶性のまま変化しないため、アルカリ現像することにより、ポジ型レジストパターンが形成される。
一方で、(A)成分として、アルカリ現像液に可溶性の基材成分(A-2)(以下「(A-2)成分」ともいう)が用いられ、さらに、架橋剤成分が配合される場合は、露光により酸が発生すると、該酸が作用して該(A-2)成分と架橋剤成分との間で架橋が起こり、この結果、アルカリ現像液に対する溶解性が減少する。そのため、レジスト膜の露光部はアルカリ現像液に対して難溶性へ転じる一方で、レジスト膜の未露光部はアルカリ現像液に対して可溶性のまま変化しないため、アルカリ現像することにより、ネガ型レジストパターンが形成される。
For example, when a substrate component (A-1) (hereinafter referred to as "(A-1) component"), which is sparingly soluble in an alkaline developer and increases in polarity by the action of an acid, is used as the component (A). When acid is generated by exposure, the exposed portion of the resist film changes from poorly soluble to soluble in an alkaline developer, while the unexposed portion of the resist film remains poorly soluble in alkali. Thus, a positive resist pattern is formed.
On the other hand, when a base component (A-2) soluble in an alkaline developer (hereinafter also referred to as "(A-2) component") is used as the component (A), and a cross-linking agent component is added. When an acid is generated by exposure, the acid acts to cause cross-linking between the component (A-2) and the cross-linking agent component, resulting in a decrease in solubility in an alkaline developer. Therefore, the exposed portion of the resist film becomes insoluble in the alkaline developer, while the unexposed portion of the resist film remains soluble in the alkaline developer. A pattern is formed.
レジスト組成物は、露光により酸を発生する酸発生能を有するものであり、(B)成分に加えて、(A)成分が露光により酸を発生してもよい。
(A)成分が露光により酸を発生する場合、この(A)成分は、「露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分」となる。
(A)成分が露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分である場合、後述する(A1)成分が、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する高分子化合物であることが好ましい。このような高分子化合物としては、露光により酸を発生する構成単位を有する樹脂が挙げられる。露光により酸を発生する構成単位を誘導するモノマーには、公知のものを用いることができる。
The resist composition has the ability to generate an acid upon exposure, and in addition to the component (B), the component (A) may also generate an acid upon exposure.
When the component (A) generates an acid upon exposure, this component (A) is a "base component that generates an acid upon exposure and changes its solubility in a developer by the action of the acid".
When the component (A) is a substrate component that generates an acid upon exposure and changes its solubility in a developer by the action of the acid, the component (A1) described later generates an acid upon exposure and It is preferably a polymer compound whose solubility in a developer is changed by the action of an acid. Examples of such polymer compounds include resins having structural units that generate acid upon exposure. A known monomer can be used as a monomer that induces a structural unit that generates an acid upon exposure.
<(A)成分>
本実施形態におけるレジスト組成物の(A)成分は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分である。
本発明において「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物であり、好ましくは分子量が500以上の有機化合物が用いられる。該有機化合物の分子量が500以上であることにより、膜形成能が向上し、加えて、ナノレベルのレジストパターンを形成しやすくなる。
基材成分として用いられる有機化合物は、非重合体と重合体とに大別される。
非重合体としては、通常、分子量が500以上4000未満のものが用いられる。以下「低分子化合物」という場合は、分子量が500以上4000未満の非重合体を示す。
重合体としては、通常、分子量が1000以上のものが用いられる。以下「樹脂」、「高分子化合物」又は「ポリマー」という場合は、分子量が1000以上の重合体を示す。
重合体の分子量としては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量を用いるものとする。
<(A) Component>
The (A) component of the resist composition in this embodiment is a base component whose solubility in a developer changes under the action of acid.
In the present invention, the "substrate component" is an organic compound having film-forming ability, preferably an organic compound having a molecular weight of 500 or more. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film-forming ability is improved, and in addition, it becomes easy to form a nano-level resist pattern.
The organic compounds used as the base component are roughly classified into non-polymers and polymers.
As the non-polymer, one having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 is usually used. Hereinafter, the term "low-molecular-weight compound" refers to a non-polymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4,000.
As the polymer, those having a molecular weight of 1000 or more are usually used. Hereinafter, "resin", "polymer compound" or "polymer" refers to a polymer having a molecular weight of 1000 or more.
As the molecular weight of the polymer, a polystyrene-equivalent weight-average molecular weight obtained by GPC (gel permeation chromatography) is used.
本実施形態におけるレジスト組成物が、アルカリ現像プロセスにおいてネガ型レジストパターンを形成する「アルカリ現像プロセス用ネガ型レジスト組成物」である場合、上述の通り、(A-2)成分と架橋剤成分とが用いられる。
(A-2)成分の好ましいものとしては、アルカリ現像液に対して可溶性の樹脂(以下「アルカリ可溶性樹脂」という。)が用いられる。
アルカリ可溶性樹脂としては、例えば特開2000-206694号公報に開示されている、α-(ヒドロキシアルキル)アクリル酸、またはα-(ヒドロキシアルキル)アクリル酸のアルキルエステル(好ましくは炭素数1~5のアルキルエステル)から選ばれる少なくとも一つから誘導される構成単位を有する樹脂;米国特許6949325号公報に開示されている、スルホンアミド基を有するα位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル樹脂またはポリシクロオレフィン樹脂;米国特許6949325号公報、特開2005-336452号公報、特開2006-317803号公報に開示されている、フッ素化アルコールを含有し、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル樹脂;特開2006-259582号公報に開示されている、フッ素化アルコールを有するポリシクロオレフィン樹脂等が、膨潤の少ない良好なレジストパターンを形成できることから好ましい。
なお、前記α-(ヒドロキシアルキル)アクリル酸は、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸のうち、カルボキシ基が結合するα位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸と、このα位の炭素原子にヒドロキシアルキル基(好ましくは炭素数1~5のヒドロキシアルキル基)が結合しているα-ヒドロキシアルキルアクリル酸の一方または両方を示す。
架橋剤成分としては、例えば、膨潤の少ない良好なレジストパターンが形成されやすいことから、メチロール基もしくはアルコキシメチル基を有するグリコールウリルなどのアミノ系架橋剤、又はメラミン系架橋剤などを用いることが好ましい。架橋剤成分の配合量は、アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して1~50質量部であることが好ましい。
When the resist composition in the present embodiment is a "negative resist composition for an alkali development process" that forms a negative resist pattern in an alkali development process, as described above, the component (A-2) and the cross-linking agent component is used.
As the (A-2) component, a resin soluble in an alkaline developer (hereinafter referred to as "alkali-soluble resin") is preferably used.
Examples of alkali-soluble resins include α-(hydroxyalkyl)acrylic acid or alkyl esters of α-(hydroxyalkyl)acrylic acid (preferably having 1 to 5 carbon atoms) disclosed in JP-A-2000-206694. A resin having a structural unit derived from at least one selected from alkyl esters); the hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom having a sulfonamide group, which is disclosed in U.S. Pat. No. 6,949,325, is substituted with a substituent acrylic resin or polycycloolefin resin that may be used; Acrylic resins in which hydrogen atoms bonded to carbon atoms may be substituted with substituents; It is preferable because a resist pattern can be formed.
In the α-(hydroxyalkyl)acrylic acid, among the acrylic acids in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, hydrogen is attached to the carbon atom at the α-position to which the carboxy group is bonded. one or both of acrylic acid to which an atom is bonded and α-hydroxyalkyl acrylic acid to which a hydroxyalkyl group (preferably a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms) is bonded to the carbon atom at the α-position .
As the cross-linking agent component, for example, it is preferable to use an amino-based cross-linking agent such as glycoluril having a methylol group or an alkoxymethyl group, or a melamine-based cross-linking agent, since a good resist pattern with little swelling is easily formed. . The amount of the cross-linking agent component to be blended is preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin.
本実施形態におけるレジスト組成物が、アルカリ現像プロセスにおいてポジ型レジストパターンを形成する「アルカリ現像プロセス用ポジ型レジスト組成物」である場合、上述の通り、(A-1)成分が用いられる。
(A)成分としては、好ましくは、上記(A-1)成分が用いられる。
When the resist composition in this embodiment is a "positive resist composition for an alkali development process" that forms a positive resist pattern in an alkali development process, component (A-1) is used as described above.
Component (A) is preferably component (A-1).
本実施形態におけるレジスト組成物の(A)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(A)成分が(A-1)成分である場合、(A-1)成分としては、樹脂成分(A1)(以下「(A1)成分」ともいう)を含むものが好ましい。
The (A) component of the resist composition in this embodiment may be used singly or in combination of two or more.
When the (A) component is the (A-1) component, the (A-1) component preferably contains a resin component (A1) (hereinafter also referred to as “(A1) component”).
・(A1)成分について
(A1)成分は、樹脂成分であり、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)を有する高分子化合物を含むものが好ましい。
(A1)成分としては、構成単位(a1)に加えて、さらに、ラクトン含有環式基、-SO2-含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位(a2)を有するものも好ましい。
また、(A1)成分としては、構成単位(a1)に加えて、さらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)(但し、構成単位(a1)もしくは構成単位(a2)に該当するものを除く)を有するものも好ましい。
また、(A1)成分は、構成単位(a1)、構成単位(a2)、構成単位(a3)以外の構成単位を有してもよい。
• Component (A1) The component (A1) is a resin component, and preferably contains a polymer compound having a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity increases under the action of an acid.
As the component (A1), in addition to the structural unit (a1), those having a structural unit (a2) containing a lactone-containing cyclic group, a —SO 2 —-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group are also preferred. .
Further, as the (A1) component, in addition to the structural unit (a1), a structural unit (a3) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (provided that the structural unit (a1) or the structural unit (a2) (except where applicable) are also preferred.
In addition, the component (A1) may have structural units other than the structural unit (a1), the structural unit (a2), and the structural unit (a3).
≪構成単位(a1)≫
構成単位(a1)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位である。
「酸分解性基」は、酸の作用により、当該酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合が開裂し得る酸分解性を有する基である。
酸の作用により極性が増大する酸分解性基としては、たとえば、酸の作用により分解して極性基を生じる基が挙げられる。
極性基としては、たとえばカルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(-SO3H)等が挙げられる。これらのなかでも、構造中に-OHを含有する極性基(以下「OH含有極性基」ということがある。)が好ましく、カルボキシ基または水酸基がより好ましく、カルボキシ基が特に好ましい。
酸分解性基としてより具体的には、前記極性基が酸解離性基で保護された基(たとえばOH含有極性基の水素原子を、酸解離性基で保護した基)が挙げられる。
<<Constituent unit (a1)>>
The structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity increases under the action of acid.
An "acid-decomposable group" is a group having acid-decomposability such that at least some of the bonds in the structure of the acid-decomposable group can be cleaved by the action of an acid.
The acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid includes, for example, a group that is decomposed by the action of an acid to form a polar group.
Polar groups include, for example, a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, and a sulfo group (--SO 3 H). Among these, a polar group containing —OH in the structure (hereinafter sometimes referred to as “OH-containing polar group”) is preferred, a carboxy group or a hydroxyl group is more preferred, and a carboxy group is particularly preferred.
More specifically, the acid-decomposable group includes a group in which the polar group is protected with an acid-labile group (for example, a group in which the hydrogen atom of the OH-containing polar group is protected with an acid-labile group).
ここで「酸解離性基」とは、(i)酸の作用により、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る酸解離性を有する基、又は、(ii)酸の作用により一部の結合が開裂した後、さらに脱炭酸反応が生じることにより、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る基、の双方をいう。
酸分解性基を構成する酸解離性基は、当該酸解離性基の解離により生成する極性基よりも極性の低い基であることが必要で、これにより、酸の作用により該酸解離性基が解離した際に、該酸解離性基よりも極性の高い極性基が生じて極性が増大する。その結果、(A1)成分全体の極性が増大する。極性が増大することにより、相対的に、現像液に対する溶解性が変化し、現像液がアルカリ現像液の場合には溶解性が増大し、現像液が有機系現像液の場合には溶解性が減少する。
The term "acid-dissociable group" as used herein means (i) a group having acid-dissociable properties in which the bond between the acid-dissociable group and an atom adjacent to the acid-dissociable group can be cleaved by the action of an acid; or (ii) after some bonds are cleaved by the action of an acid, decarboxylation further occurs to cleave the bond between the acid-dissociable group and an atom adjacent to the acid-dissociable group; It refers to both the group to obtain.
The acid-labile group that constitutes the acid-labile group must be a group with a lower polarity than the polar group generated by the dissociation of the acid-labile group, so that the acid-labile group can be decomposed by the action of an acid. When is dissociated, a polar group having a higher polarity than the acid-dissociable group is generated and the polarity is increased. As a result, the polarity of the entire component (A1) increases. As the polarity increases, the solubility in the developer relatively changes. When the developer is an alkaline developer, the solubility increases, and when the developer is an organic developer, the solubility increases. Decrease.
酸解離性基としては、これまで、化学増幅型レジスト組成物用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものが挙げられる。
化学増幅型レジスト組成物用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものとして具体的には、以下に説明する「アセタール型酸解離性基」、「第3級アルキルエステル型酸解離性基」、「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」が挙げられる。
Examples of acid-dissociable groups include those that have hitherto been proposed as acid-dissociable groups for base resins for chemically amplified resist compositions.
Specific examples of acid-dissociable groups proposed as base resins for chemically amplified resist compositions include "acetal-type acid-dissociable groups" and "tertiary alkyl ester-type acid-dissociable groups" described below. group" and "tertiary alkyloxycarbonyl acid dissociable group".
アセタール型酸解離性基:
前記極性基のうちカルボキシ基または水酸基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1-r-1)で表される酸解離性基(以下「アセタール型酸解離性基」ということがある。)が挙げられる。
Acetal-type acid-labile group:
Examples of the acid-dissociable group protecting the carboxy group or hydroxyl group among the polar groups include acid-dissociable groups represented by the following general formula (a1-r-1) (hereinafter referred to as "acetal-type acid-dissociable groups" There is a thing.) is mentioned.
式(a1-r-1)中、Ra’1及びRa’2のうち、少なくとも一方が水素原子であることが好ましく、両方が水素原子であることがより好ましい。
Ra’1又はRa’2がアルキル基である場合、該アルキル基としては、上記α置換アクリル酸エステルについての説明で、α位の炭素原子に結合してもよい置換基として挙げたアルキル基と同様のものが挙げられ、炭素数1~5のアルキル基が好ましい。具体的には、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく挙げられる。より具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられ、メチル基またはエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
In formula (a1-r-1), at least one of Ra' 1 and Ra' 2 is preferably a hydrogen atom, more preferably both are hydrogen atoms.
When Ra' 1 or Ra' 2 is an alkyl group, examples of the alkyl group include the alkyl groups exemplified as the substituents that may be bonded to the α-position carbon atom in the explanation of the α-substituted acrylic acid ester. The same groups can be mentioned, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferred. Specifically, linear or branched alkyl groups are preferred. More specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group, and a methyl group or an ethyl group is More preferred, and a methyl group is particularly preferred.
式(a1-r-1)中、Ra’3の炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、又は環状の炭化水素基が挙げられる。
該直鎖状のアルキル基は、炭素数が1~5であることが好ましく、炭素数が1~4がより好ましく、炭素数1または2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基またはn-ブチル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
In formula (a1-r-1), examples of the hydrocarbon group for Ra' 3 include linear or branched alkyl groups and cyclic hydrocarbon groups.
The linear alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and even more preferably 1 or 2 carbon atoms. Specific examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
該分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3~10であることが好ましく、炭素数3~5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1-ジエチルプロピル基、2,2-ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。 The branched chain alkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group and a 2,2-dimethylbutyl group, with an isopropyl group being preferred.
Ra’3が環状の炭化水素基となる場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
When Ra' 3 is a cyclic hydrocarbon group, the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
As a monocyclic aliphatic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane.
The aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically includes adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
Ra’3の環状の炭化水素基が芳香族炭化水素基となる場合、該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。
この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5~30であることが好ましく、炭素数5~20がより好ましく、炭素数6~15がさらに好ましく、炭素数6~12が特に好ましい。
芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
Ra’3における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を1つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環に結合するアルキレン基の炭素数は、1~4であることが好ましく、炭素数1~2であることがより好ましく、炭素数1であることが特に好ましい。
When the cyclic hydrocarbon group for Ra' 3 is an aromatic hydrocarbon group, the aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring.
This aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. The aromatic ring preferably has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, still more preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms.
Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; mentioned. The heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like. Specific examples of aromatic heterocycles include pyridine rings and thiophene rings.
Specifically, the aromatic hydrocarbon group for Ra' 3 is a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring (aryl group or heteroaryl group); A group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic compound containing (e.g., biphenyl, fluorene, etc.); , phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl group such as 2-naphthylethyl group, etc.). The number of carbon atoms in the alkylene group bonded to the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly 1. preferable.
Ra’3における環状の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、-RP1、-RP2-O-RP1、-RP2-CO-RP1、-RP2-CO-ORP1、-RP2-O-CO-RP1、-RP2-OH、-RP2-CN又は-RP2-COOH(以下これらの置換基をまとめて「Ra05」ともいう。)等が挙げられる。
ここで、RP1は、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3~20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素数6~30の1価の芳香族炭化水素基である。また、RP2は、単結合、炭素数1~10の2価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3~20の2価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素数6~30の2価の芳香族炭化水素基である。但し、RP1及びRP2の鎖状飽和炭化水素基、脂肪族環状飽和炭化水素基及び芳香族炭化水素基の有する水素原子の一部又は全部はフッ素原子で置換されていてもよい。上記脂肪族環状炭化水素基は、上記置換基を1種単独で1つ以上有していてもよいし、上記置換基のうち複数種を各1つ以上有していてもよい。
炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。
炭素数3~20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基としては、例えば、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、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の単環式脂肪族飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.2]オクタニル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカニル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニル基、アダマンチル基等の多環式脂肪族飽和炭化水素基が挙げられる。
炭素数6~30の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環から水素原子1個を除いた基が挙げられる。
The cyclic hydrocarbon group for Ra' 3 may have a substituent. Examples of this substituent include -R P1 , -R P2 -OR P1 , -R P2 -CO-R P1 , -R P2 -CO-OR P1 , -R P2 -O -CO-R P1 , -R P2 -OH, -R P2 -CN or -R P2 -COOH (hereinafter, these substituents are collectively referred to as "Ra 05 "), and the like.
Here, R P1 is a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a monovalent aromatic group having 6 to 30 carbon atoms. is a group hydrocarbon group. R P2 is a single bond, a divalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a divalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a divalent divalent hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms. is an aromatic hydrocarbon group. However, some or all of the hydrogen atoms of the chain saturated hydrocarbon groups, aliphatic cyclic saturated hydrocarbon groups and aromatic hydrocarbon groups of R P1 and R P2 may be substituted with fluorine atoms. The aliphatic cyclic hydrocarbon group may have one or more of the above substituents, or may have one or more of each of a plurality of the above substituents.
Examples of monovalent chain saturated hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group and decyl group. .
Examples of monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group and the like. Monocyclic aliphatic saturated hydrocarbon group; bicyclo[2.2.2]octanyl group, tricyclo[5.2.1.02,6]decanyl group, tricyclo[3.3.1.13,7]decanyl group , tetracyclo[6.2.1.13,6.02,7]dodecanyl group and polycyclic aliphatic saturated hydrocarbon group such as adamantyl group.
Examples of monovalent aromatic hydrocarbon groups having 6 to 30 carbon atoms include groups obtained by removing one hydrogen atom from aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene.
Ra’3が、Ra’1、Ra’2のいずれかと結合して環を形成する場合、該環式基としては、4~7員環が好ましく、4~6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。 When Ra' 3 combines with either Ra' 1 or Ra' 2 to form a ring, the cyclic group is preferably a 4- to 7-membered ring, more preferably a 4- to 6-membered ring. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.
第3級アルキルエステル型酸解離性基:
上記極性基のうち、カルボキシ基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1-r-2)で表される酸解離性基が挙げられる。
尚、下記式(a1-r-2)で表される酸解離性基のうち、アルキル基により構成されるものを、以下、便宜上「第3級アルキルエステル型酸解離性基」ということがある。
Tertiary alkyl ester type acid dissociable group:
Among the above polar groups, the acid-dissociable group protecting the carboxy group includes, for example, an acid-dissociable group represented by the following general formula (a1-r-2).
Among the acid-dissociable groups represented by the following formula (a1-r-2), those composed of alkyl groups may hereinafter be referred to as "tertiary alkyl ester-type acid-dissociable groups" for convenience. .
Ra’4の炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、鎖状もしくは環状のアルケニル基、又は、環状の炭化水素基が挙げられる。
Ra’4における直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、環状の炭化水素基(単環式基である脂肪族炭化水素基、多環式基である脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)は、前記Ra’3と同様のものが挙げられる。
Ra’4における鎖状もしくは環状のアルケニル基は、炭素数2~10のアルケニル基が好ましい。
Ra’5、Ra’6の炭化水素基としては、前記Ra’3と同様のものが挙げられる。
The hydrocarbon group for Ra'4 includes a linear or branched alkyl group, a chain or cyclic alkenyl group, or a cyclic hydrocarbon group.
Linear or branched alkyl groups and cyclic hydrocarbon groups (monocyclic aliphatic hydrocarbon groups, polycyclic aliphatic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, etc.) in Ra' 4 ) is the same as the above Ra'3 .
The chain or cyclic alkenyl group for Ra'4 is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.
Examples of hydrocarbon groups for Ra' 5 and Ra' 6 include the same groups as those for Ra' 3 above.
Ra’5とRa’6とが互いに結合して環を形成する場合、下記一般式(a1-r2-1)で表される基、下記一般式(a1-r2-2)で表される基、下記一般式(a1-r2-3)で表される基が好適に挙げられる。
一方、Ra’4~Ra’6が互いに結合せず、独立した炭化水素基である場合、下記一般式(a1-r2-4)で表される基が好適に挙げられる。
When Ra' 5 and Ra' 6 are bonded to each other to form a ring, a group represented by the following general formula (a1-r2-1) or a group represented by the following general formula (a1-r2-2) and a group represented by the following general formula (a1-r2-3).
On the other hand, when Ra' 4 to Ra' 6 are not bonded to each other and are independent hydrocarbon groups, groups represented by the following general formula (a1-r2-4) are suitable.
上記の式(a1-r2-1)中、Ra’10の炭素数1~10のアルキル基は、式(a1-r-1)におけるRa’3の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基として挙げた基が好ましい。Ra’10は、炭素数1~5のアルキル基であることが好ましい。 In the above formula (a1-r2-1), the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms for Ra' 10 is the linear or branched alkyl group for Ra' 3 in formula (a1-r-1). The groups mentioned are preferred. Ra' 10 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
前記式(a1-r2-r1)中、Ya0は、第4級炭素原子である。すなわち、Ya0(炭素原子)に結合する隣の炭素原子が4つである。 In the formula (a1-r2-r1), Ya 0 is a quaternary carbon atom. That is, there are four carbon atoms next to Ya 0 (carbon atom).
前記式(a1-r2-r1)中、Ra031、Ra032及びRa033は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭化水素基である。Ra031、Ra032及びRa033における炭化水素基としては、それぞれ独立に、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、鎖状もしくは環状のアルケニル基、又は、環状の炭化水素基が挙げられる。 In the formula (a1-r2-r1), Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 are each independently a hydrocarbon group which may have a substituent. The hydrocarbon groups for Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 each independently include a linear or branched alkyl group, a chain or cyclic alkenyl group, or a cyclic hydrocarbon group.
Ra031、Ra032及びRa033における、直鎖状のアルキル基は、炭素数が1~5であることが好ましく、1~4がより好ましく、1または2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基またはn-ブチル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
Ra031、Ra032及びRa033における、分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3~10であることが好ましく、3~5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1-ジエチルプロピル基、2,2-ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。
Ra031、Ra032及びRa033における、鎖状もしくは環状のアルケニル基は、炭素数2~10のアルケニル基が好ましい。
The linear alkyl group for Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably 1 or 2 carbon atoms. Specific examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
The branched alkyl group in Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group and a 2,2-dimethylbutyl group, with an isopropyl group being preferred.
The chain or cyclic alkenyl group for Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.
Ra031、Ra032及びRa033における、環状の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
The cyclic hydrocarbon group in Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
As a monocyclic aliphatic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane.
The aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically includes adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
Ra031、Ra032及びRa033における、該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5~30であることが好ましく、5~20がより好ましく、6~15がさらに好ましく、6~12が特に好ましい。芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を1つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環に結合するアルキレン基の炭素数は、1~4であることが好ましく、1~2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。 The aromatic hydrocarbon group in Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring. This aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. The aromatic ring preferably has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, still more preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms. Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; mentioned. The heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like. Specific examples of aromatic heterocycles include pyridine rings and thiophene rings. Specifically, the aromatic hydrocarbon group includes a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring (aryl group or heteroaryl group); A group obtained by removing one hydrogen atom from a compound (e.g., biphenyl, fluorene, etc.); A group in which one of the hydrogen atoms of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is substituted with an alkylene group (e.g., benzyl group, phenethyl group , 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl group such as 2-naphthylethyl group, etc.). The number of carbon atoms in the alkylene group bonded to the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.
上記のRa031、Ra032及びRa033で表される炭化水素基が置換されている場合、その置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。 When the hydrocarbon groups represented by the above Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 are substituted, the substituents include, for example, a hydroxy group, a carboxy group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc. ), alkoxy groups (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl groups, and the like.
上記の中でも、Ra031、Ra032及びRa033における、置換基を有していてもよい炭化水素基は、置換基を有していてもよい直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状のアルキル基がより好ましい。 Among the above, the optionally substituted hydrocarbon group in Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 is preferably an optionally substituted linear or branched alkyl group, A straight-chain alkyl group is more preferred.
但し、Ra031、Ra032及びRa033のうちの1つ以上は、少なくとも極性基を有する炭化水素基である。
「極性基を有する炭化水素基」とは、炭化水素基を構成するメチレン基(-CH2-)を極性基で置換しているもの、又は、炭化水素基を構成する少なくとも1つの水素原子が極性基に置換しているものをいずれも包含する。
かかる「極性基を有する炭化水素基」としては、下記一般式(a1-p1)で表される官能基が好ましい。
However, one or more of Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 is a hydrocarbon group having at least a polar group.
The term “hydrocarbon group having a polar group” means a hydrocarbon group in which a methylene group (—CH 2 —) constituting the hydrocarbon group is substituted with a polar group, or at least one hydrogen atom constituting the hydrocarbon group is Any one substituted on a polar group is included.
As such a “hydrocarbon group having a polar group”, a functional group represented by the following general formula (a1-p1) is preferable.
前記式(a1-p1)中、Ra07は、炭素数2~12の2価の炭化水素基を表す。
Ra07の炭素数は、2~12であり、炭素数2~8が好ましく、炭素数2~6がより好ましく、炭素数2~4がさらに好ましく、炭素数2が特に好ましい。
Ra07における炭化水素基は、鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基が好ましく、鎖状の炭化水素基がより好ましい。
Ra07としては、例えば、エチレン基、プロパン-1,3-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-ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;プロパン-1,2-ジイル基、1-メチルブタン-1,3-ジイル基、2-メチルプロパン-1,3-ジイル基、ペンタン-1,4-ジイル基、2-メチルブタン-1,4-ジイル基等の分岐鎖状アルカンジイル基;シクロブタン-1,3-ジイル基、シクロペンタン-1,3-ジイル基、シクロヘキサン-1,4-ジイル基、シクロオクタン-1,5-ジイル基等のシクロアルカンジイル基;ノルボルナン-1,4-ジイル基、ノルボルナン-2,5-ジイル基、アダマンタン-1,5-ジイル基、アダマンタン-2,6-ジイル基等の多環式の2価の脂環式炭化水素基等挙げられる。
上記の中でも、アルカンジイル基が好ましく、直鎖状アルカンジイル基がより好ましい。
In the formula (a1-p1), Ra 07 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms.
Ra 07 has 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, still more preferably 2 to 4 carbon atoms, and particularly preferably 2 carbon atoms.
The hydrocarbon group for Ra 07 is preferably a chain or cyclic aliphatic hydrocarbon group, more preferably a chain hydrocarbon group.
Examples of Ra 07 include ethylene group, propane-1,3-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, etc. linear alkanediyl group; propane-1,2-diyl group, 1-methylbutane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,3-diyl group, pentane-1,4-diyl group, 2 -branched alkanediyl groups such as methylbutane-1,4-diyl; cyclobutane-1,3-diyl, cyclopentane-1,3-diyl, cyclohexane-1,4-diyl, cyclooctane-1 Cycloalkanediyl groups such as ,5-diyl group; A cyclic divalent alicyclic hydrocarbon group and the like are included.
Among the above, an alkanediyl group is preferred, and a linear alkanediyl group is more preferred.
前記式(a1-p1)中、Ra08は、ヘテロ原子を含む2価の連結基を表す。
Ra08としては、例えば、-O-、-C(=O)-O-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-、-NH-C(=NH)-(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、-S-、-S(=O)2-、-S(=O)2-O-等が挙げられる。
これらの中でも、現像液に対する溶解性の点から、-O-、-C(=O)-O-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-が好ましく、-O-、-C(=O)-が特に好ましい。
In the above formula (a1-p1), Ra 08 represents a divalent linking group containing a heteroatom.
Examples of Ra 08 include -O-, -C(=O)-O-, -C(=O)-, -OC(=O)-O-, -C(=O)-NH- , -NH-, -NH-C(=NH)- (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group), -S-, -S(=O) 2 -, - and S(=O) 2 -O-.
Among these, -O-, -C(=O)-O-, -C(=O)-, -OC(=O)-O- are preferred from the viewpoint of solubility in the developer, and - O- and -C(=O)- are particularly preferred.
前記式(a1-p1)中、Ra06は、炭素数1~12の1価の炭化水素基を表す。
Ra06の炭素数は、1~12であり、現像液に対する溶解性の点から、炭素数1~8が好ましく、炭素数1~5がより好ましく、炭素数1~3がさらに好ましく、炭素数1又は2が特に好ましく、1が最も好ましい。
In the formula (a1-p1), Ra 06 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
Ra 06 has 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, even more preferably 1 to 3 carbon atoms, from the viewpoint of solubility in a developer. 1 or 2 are particularly preferred, and 1 is most preferred.
Ra06における炭化水素基は、鎖状炭化水素基もしくは環状炭化水素基、又は、鎖状と環状とを組み合わせた炭化水素基が挙げられる。
鎖状炭化水素基としては、例えば、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、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、2-エチルヘキシル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基等が挙げられる。
The hydrocarbon group for Ra 06 may be a chain hydrocarbon group, a cyclic hydrocarbon group, or a hydrocarbon group combining a chain and a cyclic hydrocarbon group.
Chain hydrocarbon groups include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n -heptyl group, 2-ethylhexyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group and the like.
環状炭化水素基は、脂環式炭化水素基でもよいし、芳香族炭化水素基でもよい。
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、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基等のシクロアルキル基が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、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、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基、イソボルニル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、例えば、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-エチルフェニル基等が挙げられる。
The cyclic hydrocarbon group may be an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
The alicyclic hydrocarbon group may be either monocyclic or polycyclic. Examples of monocyclic alicyclic hydrocarbon groups include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, methyl Cycloalkyl groups such as cyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cycloheptyl group and cyclodecyl group can be mentioned. Polycyclic alicyclic hydrocarbon groups include, for example, decahydronaphthyl group, adamantyl group, 2-alkyladamantan-2-yl group, 1-(adamantan-1-yl)alkane-1-yl group, norbornyl group, methylnorbornyl group, isobornyl group, and the like.
Examples of aromatic hydrocarbon groups include phenyl, naphthyl, anthryl, p-methylphenyl, p-tert-butylphenyl, p-adamantylphenyl, tolyl, xylyl, cumenyl and mesityl groups. , biphenyl group, phenanthryl group, 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl group and the like.
Ra06としては、現像液に対する溶解性の点から、鎖状炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましく、直鎖状アルキル基がさらに好ましい。 From the viewpoint of solubility in a developer, Ra 06 is preferably a chain hydrocarbon group, more preferably an alkyl group, and still more preferably a linear alkyl group.
前記式(a1-p1)中、np0は、1~6の整数であり、1~3の整数が好ましく、1又は2がより好ましく、1がさらに好ましい。 In the formula (a1-p1), n p0 is an integer of 1 to 6, preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 2, and still more preferably 1.
以下に、少なくとも極性基を有する炭化水素基、の具体例を示す。
以下の式中、*は、第4級炭素原子(Ya0)に結合する結合手である。
Specific examples of the hydrocarbon group having at least a polar group are shown below.
In the following formulas, * is a bond that binds to the quaternary carbon atom (Ya 0 ).
前記式(a1-r2-r1)中、Ra031、Ra032及びRa033のうち、少なくとも極性基を有する炭化水素基の個数は、1つ以上であるが、レジストパターン形成の際における現像液への溶解性を考慮して適宜決定すればよく、例えば、Ra031、Ra032及びRa033のうちの1つ又は2つであることが好ましく、特に好ましくは1つである。 In the above formula (a1-r2-r1), among Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 , the number of hydrocarbon groups having at least a polar group is one or more. For example, one or two of Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 are preferable, and one is particularly preferable.
前記の少なくとも極性基を有する炭化水素基は、極性基以外の置換基を有してもよい。この置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、炭素数1~5のハロゲン化アルキル基が挙げられる。 The hydrocarbon group having at least the polar group may have a substituent other than the polar group. Examples of this substituent include halogen atoms (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.) and halogenated alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms.
式(a1-r2-1)中、Ra’11(Ra’10が結合した炭素原子と共に形成する脂肪族環式基)は、式(a1-r-1)におけるRa’3の単環式基又は多環式基である脂肪族炭化水素基として挙げた基が好ましい。 In formula (a1-r2-1), Ra' 11 (the aliphatic cyclic group formed with the carbon atom to which Ra' 10 is bonded) is the monocyclic group of Ra' 3 in formula (a1-r-1) or the group exemplified as the aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group.
式(a1-r2-2)中、XaがYaと共に形成する環状の炭化水素基としては、前記式(a1-r-1)中のRa’3における環状の1価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基)から水素原子1個以上をさらに除いた基が挙げられる。
XaがYaと共に形成する環状の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、上記Ra’3における環状の炭化水素基が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
式(a1-r2-2)中、Ra01~Ra03における、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。
Ra01~Ra03における、炭素数3~20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基としては、例えば、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、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の単環式脂肪族飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.2]オクタニル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカニル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニル基、アダマンチル基等の多環式脂肪族飽和炭化水素基等が挙げられる。
Ra01~Ra03は、中でも、構成単位(a1)を誘導する単量体化合物の合成容易性の観点から、水素原子、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基が好ましく、その中でも、水素原子、メチル基、エチル基がより好ましく、水素原子が特に好ましい。
In formula (a1-r2-2), the cyclic hydrocarbon group formed by Xa together with Ya includes a cyclic monovalent hydrocarbon group (aliphatic (hydrocarbon group) from which one or more hydrogen atoms have been further removed.
The cyclic hydrocarbon group formed by Xa together with Ya may have a substituent. Examples of this substituent include those similar to the substituents that the cyclic hydrocarbon group in the above Ra' 3 may have.
In formula (a1-r2-2), the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in Ra 01 to Ra 03 includes, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group and the like.
Examples of monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms in Ra 01 to Ra 03 include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl and cyclodecyl. monocyclic aliphatic saturated hydrocarbon groups such as cyclododecyl group; bicyclo[2.2.2]octanyl group, tricyclo[5.2.1.02,6]decanyl group, tricyclo[3.3.1 .13,7]decanyl group, tetracyclo[6.2.1.13,6.02,7]dodecanyl group, and polycyclic aliphatic saturated hydrocarbon groups such as adamantyl group.
Among them, Ra 01 to Ra 03 are preferably a hydrogen atom or a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, from the viewpoint of facilitating the synthesis of the monomer compound from which the structural unit (a1) is derived. Among them, a hydrogen atom, a methyl group, and an ethyl group are more preferable, and a hydrogen atom is particularly preferable.
上記Ra01~Ra03で表される鎖状飽和炭化水素基、又は脂肪族環状飽和炭化水素基が有する置換基としては、例えば、上述のRa05と同様の基が挙げられる。 Examples of substituents possessed by the chain saturated hydrocarbon groups or aliphatic cyclic saturated hydrocarbon groups represented by Ra 01 to Ra 03 include the same groups as those for Ra 05 above.
Ra01~Ra03の2つ以上が互いに結合して環状構造を形成することにより生じる炭素-炭素二重結合を含む基としては、例えば、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、メチルシクロペンテニル基、メチルシクロヘキセニル基、シクロペンチリデンエテニル基、シクロへキシリデンエテニル基等が挙げられる。これらの中でも、構成単位(a1)を誘導する単量体化合物の合成容易性の観点から、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロペンチリデンエテニル基が好ましい。 Examples of the group containing a carbon-carbon double bond produced by forming a cyclic structure by bonding two or more of Ra 01 to Ra 03 to each other include, for example, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a methylcyclopentenyl group, a methyl A cyclohexenyl group, a cyclopentylideneethenyl group, a cyclohexylideneethenyl group and the like can be mentioned. Among these, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, and a cyclopentylideneethenyl group are preferred from the viewpoint of ease of synthesis of the monomer compound from which the structural unit (a1) is derived.
式(a1-r2-3)中、XaaがYaaと共に形成する脂肪族環式基は、式(a1-r-1)におけるRa’3の単環式基又は多環式基である脂肪族炭化水素基として挙げた基が好ましい。
式(a1-r2-3)中、Ra04における芳香族炭化水素基としては、炭素数5~30の芳香族炭化水素環から水素原子1個以上を除いた基が挙げられる。中でも、Ra04は、炭素数6~15の芳香族炭化水素環から水素原子1個以上を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン又はフェナントレンから水素原子1個以上を除いた基がより好ましく、ベンゼン、ナフタレン又はアントラセンから水素原子1個以上を除いた基がさらに好ましく、ベンゼン又はナフタレンから水素原子1個以上を除いた基が特に好ましく、ベンゼンから水素原子1個以上を除いた基が最も好ましい。
In formula (a1-r2-3), the aliphatic cyclic group formed by Xaa together with Yaa is a monocyclic group or polycyclic group of Ra' 3 in formula (a1-r-1). The groups mentioned as hydrogen groups are preferred.
In formula (a1-r2-3), examples of the aromatic hydrocarbon group for Ra 04 include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 5 to 30 carbon atoms. Among them, Ra 04 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 15 carbon atoms, more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene, anthracene or phenanthrene. A group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene or anthracene is more preferable, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene or naphthalene is particularly preferable, and a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene is most preferable. preferable.
式(a1-r2-3)中のRa04が有していてもよい置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。 Examples of substituents that Ra 04 in formula (a1-r2-3) may have include methyl group, ethyl group, propyl group, hydroxy group, carboxyl group, halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), alkoxy groups (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl groups, and the like.
式(a1-r2-4)中、Ra’12及びRa’13は、それぞれ独立に、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基又は水素原子である。Ra’12及びRa’13における、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、上記のRa01~Ra03における、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基と同様のものが挙げられる。この鎖状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。
Ra’12及びRa’13は、中でも、水素原子、炭素数1~5のアルキル基が好ましく、炭素数1~5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く、メチル基が特に好ましい。
上記Ra’12及びRa’13で表される鎖状飽和炭化水素基が置換されている場合、その置換基としては、例えば、上述のRa05と同様の基が挙げられる。
In formula (a1-r2-4), Ra' 12 and Ra' 13 are each independently a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom. The monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms for Ra' 12 and Ra' 13 includes the monovalent chain saturated hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms for Ra 01 to Ra 03 above. The same as the group can be mentioned. Some or all of the hydrogen atoms of this chain saturated hydrocarbon group may be substituted.
Ra' 12 and Ra' 13 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly a methyl group. preferable.
When the chain saturated hydrocarbon groups represented by Ra' 12 and Ra' 13 are substituted, examples of the substituent include groups similar to those of Ra 05 above.
式(a1-r2-4)中、Ra’14は、置換基を有していてもよい炭化水素基である。Ra’14における炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、又は環状の炭化水素基が挙げられる。 In formula (a1-r2-4), Ra' 14 is a hydrocarbon group which may have a substituent. The hydrocarbon group for Ra' 14 includes linear or branched alkyl groups and cyclic hydrocarbon groups.
Ra’14における直鎖状のアルキル基は、炭素数が1~5であることが好ましく、1~4がより好ましく、1又は2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基又はn-ブチル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。 The linear alkyl group for Ra' 14 preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably 1 or 2 carbon atoms. Specific examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
Ra’14における分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3~10であることが好ましく、3~5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1-ジエチルプロピル基、2,2-ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。 The branched alkyl group for Ra' 14 preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group and a 2,2-dimethylbutyl group, with an isopropyl group being preferred.
Ra’14が環状の炭化水素基となる場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
When Ra' 14 is a cyclic hydrocarbon group, the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
As a monocyclic aliphatic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane.
The aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically includes adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
Ra’14における芳香族炭化水素基としては、Ra04における芳香族炭化水素基と同様のものが挙げられる。中でも、Ra’14は、炭素数6~15の芳香族炭化水素環から水素原子1個以上を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン又はフェナントレンから水素原子1個以上を除いた基がより好ましく、ベンゼン、ナフタレン又はアントラセンから水素原子1個以上を除いた基がさらに好ましく、ナフタレン又はアントラセンから水素原子1個以上を除いた基が特に好ましく、ナフタレンから水素原子1個以上を除いた基が最も好ましい。
Ra’14が有していてもよい置換基としては、Ra04が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
Examples of the aromatic hydrocarbon group for Ra'14 include those similar to the aromatic hydrocarbon group for Ra04 . Among them, Ra' 14 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 15 carbon atoms, and more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene, anthracene or phenanthrene. Preferably, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene or anthracene is more preferred, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from naphthalene or anthracene is particularly preferred, and a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from naphthalene is Most preferred.
Examples of the substituent that Ra' 14 may have include the same substituents that Ra 04 may have.
式(a1-r2-4)中のRa’14がナフチル基である場合、前記式(a1-r2-4)における第3級炭素原子と結合する位置は、ナフチル基の1位又は2位のいずれであってもよい。
式(a1-r2-4)中のRa’14がアントリル基である場合、前記式(a1-r2-4)における第3級炭素原子と結合する位置は、アントリル基の1位、2位又は9位のいずれであってもよい。
When Ra' 14 in formula (a1-r2-4) is a naphthyl group, the position bonding to the tertiary carbon atom in formula (a1-r2-4) is the 1- or 2-position of the naphthyl group. Either can be used.
When Ra' 14 in formula (a1-r2-4) is an anthryl group, the position bonding to the tertiary carbon atom in formula (a1-r2-4) is the 1-position, 2-position, or Any of the ninth positions may be used.
前記式(a1-r2-1)で表される基の具体例を以下に挙げる。 Specific examples of the group represented by the formula (a1-r2-1) are shown below.
前記式(a1-r2-2)で表される基の具体例を以下に挙げる。 Specific examples of the group represented by the formula (a1-r2-2) are shown below.
前記式(a1-r2-3)で表される基の具体例を以下に挙げる。 Specific examples of the group represented by the formula (a1-r2-3) are shown below.
前記式(a1-r2-4)で表される基の具体例を以下に挙げる。 Specific examples of the group represented by the formula (a1-r2-4) are shown below.
第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基:
前記極性基のうち水酸基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1-r-3)で表される酸解離性基(以下便宜上「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」ということがある)が挙げられる。
Tertiary alkyloxycarbonyl acid dissociable group:
Among the polar groups, the acid-dissociable group that protects the hydroxyl group includes, for example, an acid-dissociable group represented by the following general formula (a1-r-3) (hereinafter referred to as "tertiary alkyloxycarbonyl acid-dissociable group ) can be mentioned.
式(a1-r-3)中、Ra’7~Ra’9は、それぞれ炭素数1~5のアルキル基が好ましく、炭素数1~3のアルキル基がより好ましい。
また、各アルキル基の合計の炭素数は、3~7であることが好ましく、炭素数3~5であることがより好ましく、炭素数3~4であることが最も好ましい。
In formula (a1-r-3), each of Ra' 7 to Ra' 9 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
The total carbon number of each alkyl group is preferably 3-7, more preferably 3-5, and most preferably 3-4.
構成単位(a1)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位、アクリルアミドから誘導される構成単位、ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位の水酸基における水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位の-C(=O)-OHにおける水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位等が挙げられる。 As the structural unit (a1), a structural unit derived from an acrylic ester in which the hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom may be substituted with a substituent, a structural unit derived from acrylamide, hydroxystyrene or hydroxy - of structural units derived from vinyl benzoic acid or vinyl benzoic acid derivatives, wherein at least part of the hydrogen atoms in the hydroxyl groups of structural units derived from styrene derivatives are protected by substituents containing the acid-decomposable groups Structural units in which at least part of the hydrogen atoms in C(=O)--OH are protected by a substituent containing the acid-decomposable group are exemplified.
構成単位(a1)としては、上記のなかでも、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
かかる構成単位(a1)の好ましい具体例としては、下記一般式(a1-1)又は(a1-2)で表される構成単位が挙げられる。
As the structural unit (a1), among the above, a structural unit derived from an acrylic ester in which the hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom may be substituted with a substituent is preferable.
Preferred specific examples of such a structural unit (a1) include structural units represented by the following general formula (a1-1) or (a1-2).
前記式(a1-1)中、Rの炭素数1~5のアルキル基は、炭素数1~5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。炭素数1~5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1~5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
Rとしては、水素原子、炭素数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が最も好ましい。
In the above formula (a1-1), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, a methyl group or an ethyl group. , propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. A halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms have been substituted with halogen atoms. The halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferred.
R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a hydrogen atom or a methyl group in view of industrial availability.
前記式(a1-1)中、Va1における2価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。 In formula (a1-1), the divalent hydrocarbon group in Va 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
Va1における2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状もしくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、又は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
The aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
More specifically, the aliphatic hydrocarbon group includes a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure, and the like.
前記直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1~10であることが好ましく、炭素数1~6がより好ましく、炭素数1~4がさらに好ましく、炭素数1~3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH2-]、エチレン基[-(CH2)2-]、トリメチレン基[-(CH2)3-]、テトラメチレン基[-(CH2)4-]、ペンタメチレン基[-(CH2)5-]等が挙げられる。
前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が2~10であることが好ましく、炭素数3~6がより好ましく、炭素数3又は4がさらに好ましく、炭素数3が最も好ましい。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等のアルキルエチレン基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
The linear aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, still more preferably 1 to 4 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms. .
As the straight-chain aliphatic hydrocarbon group, a straight-chain alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [ --CH.sub.2-- ], an ethylene group [--( CH.sub.2 ) .sub.2-- ], a trimethylene group [ -(CH 2 ) 3 -], tetramethylene group [-(CH 2 ) 4 -], pentamethylene group [-(CH 2 ) 5 -] and the like.
The branched chain aliphatic hydrocarbon group preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms, still more preferably 3 or 4 carbon atoms, and most preferably 3 carbon atoms.
The branched aliphatic hydrocarbon group is preferably a branched alkylene group, and specifically, -CH(CH 3 )-, -CH(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2- , -C(CH 3 )(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 )(CH 2 CH 2 CH 3 )-, -C(CH 2 CH 3 ) 2 - and other alkylmethylene groups;- CH(CH 3 )CH 2 -, -CH(CH 3 )CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH(CH 2 CH 3 )CH 2 -, -C(CH 2 Alkylethylene groups such as CH 3 ) 2 -CH 2 -; alkyltrimethylene groups such as -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 - and -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -; -CH(CH 3 ) Examples include alkylalkylene groups such as alkyltetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 — and —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 —. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.
前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、前記直鎖状の脂肪族炭化水素基または前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基と同様のものが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3~20であることが好ましく、炭素数3~12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
The aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure includes an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group that is linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the end of a chain aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group intervenes in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include those similar to the linear or branched aliphatic hydrocarbon group.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be polycyclic or monocyclic. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane. , norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
Va1における2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。
かかる芳香族炭化水素基は、炭素数が3~30であることが好ましく、5~30であることがより好ましく、5~20がさらに好ましく、6~15が特に好ましく、6~12が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基);前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1~4であることが好ましく、1~2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
The aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group for Va 1 is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
Such an aromatic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, still more preferably 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, and most preferably 6 to 12 carbon atoms. . However, the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent.
Specific examples of aromatic rings possessed by aromatic hydrocarbon groups include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; Atom-substituted heteroaromatic rings and the like are included. The heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like.
Specifically, the aromatic hydrocarbon group includes a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring (arylene group); a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group ) in which one of the hydrogen atoms is substituted with an alkylene group (e.g., benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl such as 2-naphthylethyl group group obtained by removing one hydrogen atom from the aryl group in the group), and the like. The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
前記式(a1-1)中、Ra1は、上記式(a1-r-1)又は(a1-r-2)で表される酸解離性基である。 In the above formula (a1-1), Ra 1 is an acid dissociable group represented by the above formula (a1-r-1) or (a1-r-2).
前記式(a1-2)中、Wa1におけるna2+1価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。該脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味し、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基、或いは直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基と構造中に環を含む脂肪族炭化水素基とを組み合わせた基が挙げられる。
前記na2+1価は、2~4価が好ましく、2又は3価がより好ましい。
In the formula (a1-2), the n a2 +1 valent hydrocarbon group in Wa 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity, and may be saturated or unsaturated, and usually preferably saturated. As the aliphatic hydrocarbon group, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, or a linear or branched aliphatic hydrocarbon group Groups combined with an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure can be mentioned.
The n a2 +1 valence is preferably 2 to 4 valences, more preferably 2 or 3 valences.
前記式(a1-2)中、Ra2は、上記の一般式(a1-r-1)又は(a1-r-3)で表される酸解離性基である。 In formula (a1-2), Ra 2 is an acid dissociable group represented by general formula (a1-r-1) or (a1-r-3) above.
以下に前記式(a1-1)で表される構成単位の具体例を示す。以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。 Specific examples of the structural unit represented by formula (a1-1) are shown below. In each formula below, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
以下に前記式(a1-2)で表される構成単位の具体例を示す。 Specific examples of the structural unit represented by formula (a1-2) are shown below.
(A1)成分が有する構成単位(a1)は、1種でもよく2種以上でもよい。
構成単位(a1)としては、前記式(a1-1)で表される構成単位がより好ましい。
この中でも、構成単位(a1)としては、下記一般式(a1-1-1)で表される構成単位を含むものが特に好ましい。
The structural unit (a1) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
As the structural unit (a1), a structural unit represented by the above formula (a1-1) is more preferable.
Among these, as the structural unit (a1), one containing a structural unit represented by the following general formula (a1-1-1) is particularly preferable.
前記式(a1-1-1)中、R、Va1及びna1は、前記式(a1-1)中のR、Va1及びna1と同様である。
一般式(a1-r2-1)で表される酸解離性基についての説明は、上述の通りである。
In formula (a1-1-1), R, Va 1 and n a1 are the same as R, Va 1 and n a1 in formula (a1-1).
The explanation of the acid dissociable group represented by general formula (a1-r2-1) is as described above.
(A1)成分中の構成単位(a1)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、5~80モル%が好ましく、10~75モル%がより好ましく、20~60モル%がさらに好ましい。
構成単位(a1)の割合を、前記の好ましい範囲の下限値以上とすることによって、感度、解像性、ラフネス改善等のリソグラフィー特性が向上する。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
The ratio of the structural unit (a1) in the component (A1) is preferably 5 to 80 mol%, preferably 10 to 75 mol%, relative to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). More preferably, 20 to 60 mol % is even more preferable.
By setting the proportion of the structural unit (a1) to be at least the lower limit of the preferred range, lithography properties such as sensitivity, resolution, and improvement in roughness are improved. On the other hand, if it is at most the upper limit of the above preferable range, the balance with other structural units can be achieved, and various lithography properties will be improved.
≪構成単位(a2)≫
(A1)成分は、構成単位(a1)に加えて、さらに、ラクトン含有環式基、-SO2-含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位(a2)(但し、構成単位(a1)に該当するものを除く)を有するものが好ましい。
構成単位(a2)のラクトン含有環式基、-SO2-含有環式基またはカーボネート含有環式基は、(A1)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高める上で有効なものである。また、構成単位(a2)を有することで、例えば酸拡散長を適切に調整する、レジスト膜の基板への密着性を高める、現像時の溶解性を適切に調整する、エッチング耐性を向上させる等の効果により、リソグラフィー特性等が良好となる。
<<Constituent unit (a2)>>
In addition to the structural unit (a1), the component (A1) further comprises a structural unit (a2) containing a lactone-containing cyclic group, a —SO 2 —-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group (with the proviso that the structural unit ( a1) is preferable.
The lactone-containing cyclic group, —SO 2 —-containing cyclic group, or carbonate-containing cyclic group of the structural unit (a2) contributes to the adhesion of the resist film to the substrate when the component (A1) is used to form the resist film. It is an effective one in terms of enhancing sexuality. Further, by having the structural unit (a2), for example, the acid diffusion length is appropriately adjusted, the adhesion of the resist film to the substrate is enhanced, the solubility during development is appropriately adjusted, the etching resistance is improved, and the like. Due to the effect of , lithography properties and the like are improved.
「ラクトン含有環式基」とは、その環骨格中に-O-C(=O)-を含む環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつ目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。ラクトン含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
構成単位(a2)におけるラクトン含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表される基が挙げられる。
A “lactone-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring containing —O—C(=O)— in its ring skeleton (lactone ring). A lactone ring is counted as the first ring, and a group containing only a lactone ring is called a monocyclic group, and a group containing other ring structures is called a polycyclic group regardless of the structure. A lactone-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
Any lactone-containing cyclic group in the structural unit (a2) can be used without particular limitation. Specific examples include groups represented by general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) below.
前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中、Ra’21におけるアルキル基としては、炭素数1~6のアルキル基が好ましい。該アルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
Ra’21におけるアルコキシ基としては、炭素数1~6のアルコキシ基が好ましい。該アルコキシ基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基として挙げたアルキル基と酸素原子(-O-)とが連結した基が挙げられる。
Ra’21におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
Ra’21におけるハロゲン化アルキル基としては、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン化アルキル基としては、フッ素化アルキル基が好ましく、特にパーフルオロアルキル基が好ましい。
In the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), the alkyl group for Ra' 21 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkyl group is preferably linear or branched. Specific examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and hexyl group. Among these, a methyl group or an ethyl group is preferred, and a methyl group is particularly preferred.
As the alkoxy group for Ra' 21 , an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms is preferable. The alkoxy group is preferably linear or branched. Specific examples include groups in which the alkyl group exemplified as the alkyl group for Ra' 21 and an oxygen atom (--O--) are linked.
The halogen atom for Ra' 21 includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is preferred.
Examples of the halogenated alkyl group for Ra' 21 include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group for Ra' 21 are substituted with the above-described halogen atoms. As the halogenated alkyl group, a fluorinated alkyl group is preferable, and a perfluoroalkyl group is particularly preferable.
Ra’21における-COOR”、-OC(=O)R”において、R”はいずれも水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は-SO2-含有環式基である。
R”におけるアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよく、炭素数は1~15が好ましい。
R”が直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基の場合は、炭素数1~10であることが好ましく、炭素数1~5であることがさらに好ましく、メチル基またはエチル基であることが特に好ましい。
R”が環状のアルキル基の場合は、炭素数3~15であることが好ましく、炭素数4~12であることがさらに好ましく、炭素数5~10が最も好ましい。具体的には、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
R”におけるラクトン含有環式基としては、前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表される基と同様のものが挙げられる。
R”におけるカーボネート含有環式基としては、後述のカーボネート含有環式基と同様であり、具体的には一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)でそれぞれ表される基が挙げられる。
R”における-SO2-含有環式基としては、後述の-SO2-含有環式基と同様であり、具体的には一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Ra’21におけるヒドロキシアルキル基としては、炭素数が1~6であるものが好ましく、具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の少なくとも1つが水酸基で置換された基が挙げられる。
In -COOR'' and -OC(=O)R'' in Ra' 21 , R'' is either a hydrogen atom, an alkyl group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a -SO 2 -containing cyclic group. is.
The alkyl group for R″ may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 15 carbon atoms.
When R″ is a linear or branched alkyl group, it preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group or an ethyl group. preferable.
When R″ is a cyclic alkyl group, it preferably has 3 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. or a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from monocycloalkane which may or may not be substituted with a fluorinated alkyl group; polycycloalkane such as bicycloalkane, tricycloalkane and tetracycloalkane Examples include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from, etc. More specifically, groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane; Examples include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as cyclodecane and tetracyclododecane.
As the lactone-containing cyclic group for R″, the same groups as those represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) can be mentioned.
The carbonate-containing cyclic group for R" is the same as the carbonate-containing cyclic group described later, and specifically groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3), respectively. is mentioned.
The —SO 2 -containing cyclic group in R″ is the same as the —SO 2 -containing cyclic group described later, and specifically, general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) The group represented respectively by is mentioned.
The hydroxyalkyl group for Ra' 21 preferably has 1 to 6 carbon atoms, and specific examples include groups in which at least one hydrogen atom of the alkyl group for Ra' 21 is substituted with a hydroxyl group. .
前記一般式(a2-r-2)、(a2-r-3)、(a2-r-5)中、A” における炭素数1~5のアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、イソプロピレン基等が挙げられる。該アルキレン基が酸素原子または硫黄原子を含む場合、その具体例としては、前記アルキレン基の末端または炭素原子間に-O-または-S-が介在する基が挙げられ、たとえば-O-CH2-、-CH2-O-CH2-、-S-CH2-、-CH2-S-CH2-等が挙げられる。A”としては、炭素数1~5のアルキレン基または-O-が好ましく、炭素数1~5のアルキレン基がより好ましく、メチレン基が最も好ましい。 In the general formulas (a2-r-2), (a2-r-3) and (a2-r-5), the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in A″ is a linear or branched An alkylene group is preferred, and includes a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an isopropylene group, etc. When the alkylene group contains an oxygen atom or a sulfur atom, specific examples include the terminal of the alkylene group or the carbon Groups having -O- or -S- interposed between atoms, such as -O-CH 2 -, -CH 2 -O-CH 2 -, -S-CH 2 -, -CH 2 -S-CH A ″ is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or —O—, more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methylene group.
下記に一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。 Specific examples of groups represented by general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) are shown below.
「-SO2-含有環式基」とは、その環骨格中に-SO2-を含む環を含有する環式基を示し、具体的には、-SO2-における硫黄原子(S)が環式基の環骨格の一部を形成する環式基である。その環骨格中に-SO2-を含む環をひとつ目の環として数え、該環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。-SO2-含有環式基は、単環式基であってもよく多環式基であってもよい。
-SO2-含有環式基は、特に、その環骨格中に-O-SO2-を含む環式基、すなわち-O-SO2-中の-O-S-が環骨格の一部を形成するスルトン(sultone)環を含有する環式基であることが好ましい。
-SO2-含有環式基として、より具体的には、下記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される基が挙げられる。
“—SO 2 —containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring containing —SO 2 — in its ring skeleton, and specifically, the sulfur atom (S) in —SO 2 — is A cyclic group that forms part of the ring skeleton of a cyclic group. A ring containing —SO 2 — in its ring skeleton is counted as the first ring, and if it contains only this ring, it is a monocyclic group, and if it has another ring structure, it is a polycyclic group regardless of its structure. called. The —SO 2 —containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
A —SO 2 —containing cyclic group is particularly a cyclic group containing —O—SO 2 — in its ring skeleton, ie, —O—S— in —O—SO 2 — forms part of the ring skeleton. Preferred are cyclic groups containing a forming sultone ring.
More specific examples of the —SO 2 —containing cyclic group include groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) below.
前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-2)中、A”は、前記一般式(a2-r-2)、(a2-r-3)、(a2-r-5)中のA”と同様である。
Ra’51におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、-COOR”、-OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中のRa’21についての説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
下記に一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。式中の「Ac」は、アセチル基を示す。
In the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-2), A″ is the general formulas (a2-r-2), (a2-r-3), (a2-r-5) It is the same as A” in the middle.
The alkyl group, alkoxy group, halogen atom, halogenated alkyl group, -COOR'', -OC(=O)R'', and hydroxyalkyl group in Ra' 51 are represented by the general formulas (a2-r-1) to ( Examples are the same as those mentioned in the description of Ra' 21 in a2-r-7).
Specific examples of groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are shown below. "Ac" in the formula represents an acetyl group.
「カーボネート含有環式基」とは、その環骨格中に-O-C(=O)-O-を含む環(カーボネート環)を含有する環式基を示す。カーボネート環をひとつ目の環として数え、カーボネート環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。カーボネート含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
カーボネート環含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)でそれぞれ表される基が挙げられる。
A “carbonate-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (carbonate ring) containing —O—C(═O)—O— in its ring skeleton. The carbonate ring is counted as the first ring, and the group containing only the carbonate ring is called a monocyclic group, and the group containing other ring structures is called a polycyclic group regardless of the structure. A carbonate-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
Any carbonate ring-containing cyclic group can be used without particular limitation. Specific examples include groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) below.
前記一般式(ax3-r-2)~(ax3-r-3)中、A”は、前記一般式(a2-r-2)、(a2-r-3)、(a2-r-5)中のA”と同様である。
Ra’ 31におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、-COOR”、-OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中のRa’21についての説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
下記に一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。
In the general formulas (ax3-r-2) to (ax3-r-3), A″ is the general formulas (a2-r-2), (a2-r-3), (a2-r-5) It is the same as A” in the middle.
The alkyl group, alkoxy group, halogen atom, halogenated alkyl group, -COOR'', -OC(=O)R'', and hydroxyalkyl group in Ra' 31 are represented by the general formulas (a2-r-1) to ( Examples are the same as those mentioned in the description of Ra' 21 in a2-r-7).
Specific examples of groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) are shown below.
構成単位(a2)としては、なかでも、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
かかる構成単位(a2)は、下記一般式(a2-1)で表される構成単位であることが好ましい。
As the structural unit (a2), a structural unit derived from an acrylic ester in which the hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom may be substituted with a substituent is particularly preferred.
Such a structural unit (a2) is preferably a structural unit represented by general formula (a2-1) below.
前記式(a2-1)中、Rは前記と同じである。Rとしては、水素原子、炭素数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が特に好ましい。 In formula (a2-1), R is the same as defined above. R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
前記式(a2-1)中、Ya21の2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適に挙げられる。Ya21における、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基についての説明は、上述の一般式(a10-1)中のYax1における、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基についての説明とそれぞれ同様である。
Ya21としては、単結合、エステル結合[-C(=O)-O-]、エーテル結合(-O-)、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又はこれらの組合せであることが好ましい。
In the above formula (a2-1), the divalent linking group for Ya 21 is not particularly limited, but is an optionally substituted divalent hydrocarbon group, a divalent linking group containing a hetero atom. etc. are preferably exemplified. The description of the optionally substituted divalent hydrocarbon group and heteroatom-containing divalent linking group for Ya 21 is the same as for Ya x1 in the above general formula (a10-1). The same applies to the divalent hydrocarbon group optionally having a group and the divalent linking group containing a heteroatom.
Ya 21 is preferably a single bond, an ester bond [-C(=O)-O-], an ether bond (-O-), a linear or branched alkylene group, or a combination thereof. .
前記式(a2-1)中、Ra21はラクトン含有環式基、-SO2-含有環式基またはカーボネート含有環式基である。
Ra21におけるラクトン含有環式基、-SO2-含有環式基、カーボネート含有環式基としてはそれぞれ、前述した一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表される基、一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される基、一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)でそれぞれ表される基が好適に挙げられる。
中でも、ラクトン含有環式基または-SO2-含有環式基が好ましく、前記一般式(a2-r-1)、(a2-r-2)、(a2-r-6)または(a5-r-1)でそれぞれ表される基がより好ましい。具体的には、前記化学式(r-lc-1-1)~(r-lc-1-7)、(r-lc-2-1)~(r-lc-2-18)、(r-lc-6-1)、(r-sl-1-1)、(r-sl-1-18)でそれぞれ表される、いずれかの基がより好ましい。
In formula (a2-1) above, Ra 21 is a lactone-containing cyclic group, —SO 2 —-containing cyclic group or carbonate-containing cyclic group.
The lactone-containing cyclic group, —SO 2 —-containing cyclic group, and carbonate-containing cyclic group for Ra 21 are represented by the above-described general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), respectively. groups, groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3), respectively are preferably mentioned.
Among them, a lactone-containing cyclic group or a —SO 2 —-containing cyclic group is preferable, and the general formula (a2-r-1), (a2-r-2), (a2-r-6) or (a5-r -1) are more preferred. Specifically, the chemical formulas (r-lc-1-1) to (r-lc-1-7), (r-lc-2-1) to (r-lc-2-18), (r- Any group represented by lc-6-1), (r-sl-1-1) and (r-sl-1-18) is more preferred.
(A1)成分が有する構成単位(a2)は、1種でもよく2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a2)を有する場合、構成単位(a2)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、20~70モル%であることが好ましく、40~60モル%であることがより好ましい。
構成単位(a2)の割合を好ましい下限値以上とすることにより、構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
The structural unit (a2) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has the structural unit (a2), the proportion of the structural unit (a2) is 20 to 70 mol% with respect to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). and more preferably 40 to 60 mol %.
By setting the ratio of the structural unit (a2) to a preferable lower limit or more, the effect of containing the structural unit (a2) can be sufficiently obtained, and when the ratio is equal to or less than the upper limit, balance with other structural units is achieved. and various lithographic properties are improved.
≪構成単位(a3)≫
(A1)成分は、構成単位(a1)に加えて、さらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)(但し、構成単位(a1)、構成単位(a2)に該当するものを除く)を有するものが好ましい。(A1)成分が構成単位(a3)を有することで、例えば酸拡散長を適切に調整する、レジスト膜の基板への密着性を高める、現像時の溶解性を適切に調整する、エッチング耐性を向上させる等の効果により、リソグラフィー特性等が良好となる。
<<Structural unit (a3)>>
In addition to the structural unit (a1), the component (A1) further includes a structural unit (a3) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (provided that the structural unit (a1) and the structural unit (a2) are ) is preferred. The (A1) component has the structural unit (a3), so that, for example, the acid diffusion length is appropriately adjusted, the adhesion of the resist film to the substrate is enhanced, the solubility during development is appropriately adjusted, and the etching resistance is improved. The lithographic properties and the like are improved due to the effect of improving the properties.
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1~10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、環状の脂肪族炭化水素基(環式基)が挙げられる。該環式基としては、単環式基でも多環式基でもよく、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。該環式基としては多環式基であることが好ましく、炭素数は7~30であることがより好ましい。
その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which a portion of the hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with fluorine atoms, and the like, with the hydroxyl group being particularly preferred.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include linear or branched hydrocarbon groups (preferably alkylene groups) having 1 to 10 carbon atoms and cyclic aliphatic hydrocarbon groups (cyclic groups). The cyclic group may be either a monocyclic group or a polycyclic group, and can be appropriately selected from a number of groups proposed for use in resins for ArF excimer laser resist compositions, for example. The cyclic group is preferably a polycyclic group, more preferably having 7 to 30 carbon atoms.
Among them, a structural unit derived from an acrylate ester containing an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or a hydroxyalkyl group in which a portion of the hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with fluorine atoms is more preferred. Examples of the polycyclic group include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from bicycloalkanes, tricycloalkanes, tetracycloalkanes, and the like. Specific examples include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among these polycyclic groups, a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from adamantane, a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from norbornane, and a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from tetracyclododecane Industrially preferred.
構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むものであれば特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
構成単位(a3)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位が好ましい。
構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素数1~10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基のときは、アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましい。
また、構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における該炭化水素基が多環式基のときは、下記の式(a3-1)で表される構成単位、式(a3-2)で表される構成単位、式(a3-3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。
Any structural unit (a3) can be used without particular limitation as long as it contains a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group.
The structural unit (a3) is a structural unit derived from an acrylic ester in which the hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom may be substituted with a substituent and includes a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. A building block is preferred.
As the structural unit (a3), when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, it is derived from hydroxyethyl ester of acrylic acid. are preferred.
Further, as the structural unit (a3), when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a polycyclic group, a structural unit represented by the following formula (a3-1), -2) and structural units represented by formula (a3-3) are preferred.
式(a3-1)中、jは、1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが特に好ましい。
In formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, more preferably 1. When j is 2, hydroxyl groups are preferably bonded to the 3- and 5-positions of the adamantyl group. When j is 1, a hydroxyl group is preferably bonded to the 3-position of the adamantyl group.
j is preferably 1, and particularly preferably a hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.
式(a3-2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基は、ノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。 In formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably attached to the 5- or 6-position of the norbornyl group.
式(a3-3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらは、アクリル酸のカルボキシ基の末端に、2-ノルボルニル基または3-ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、ノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。 In formula (a3-3), t' is preferably 1. l is preferably one. Preferably, s is 1. These preferably have a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group bonded to the terminal of the carboxyl group of acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably attached to the 5- or 6-position of the norbornyl group.
(A1)成分が有する構成単位(a3)は、1種でも2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a3)を有する場合、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して1~40モル%であることが好ましく、10~30モル%がより好ましく、20~30モル%がさらに好ましい。
構成単位(a3)の割合を、前記の好ましい範囲の下限値以上とすることにより、構成単位(a3)を含有させることによる効果が充分に得られ、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
The structural unit (a3) contained in the component (A1) may be of one type or two or more types.
When the component (A1) has a structural unit (a3), it is preferably 1 to 40 mol%, more preferably 10 to 30 mol%, based on the total of all structural units constituting the component (A1). 20 to 30 mol % is more preferable.
By setting the ratio of the structural unit (a3) to the lower limit of the preferred range or more, the effect of containing the structural unit (a3) can be sufficiently obtained, and the ratio is the upper limit of the preferred range or less. , can be balanced with other structural units, and various lithographic properties are improved.
≪その他構成単位≫
(A1)成分は、上述した構成単位(a1)、構成単位(a2)、構成単位(a3)以外のその他構成単位を有してもよい。
その他構成単位としては、例えば、後述のヒドロキシスチレン骨格を含む構成単位(a10)、一般式(a9-1)で表される構成単位(a9)、スチレンから誘導される構成単位(但し、構成単位(a10)に該当するものを除く)、酸非解離性の脂肪族環式基を含む構成単位(a4)などが挙げられる。
≪Other structural units≫
The component (A1) may have structural units other than the structural unit (a1), the structural unit (a2), and the structural unit (a3) described above.
Other structural units include, for example, a structural unit (a10) containing a hydroxystyrene skeleton described later, a structural unit (a9) represented by the general formula (a9-1), a structural unit derived from styrene (provided that the structural unit (excluding those corresponding to (a10)), structural units (a4) containing an acid-nondissociable aliphatic cyclic group, and the like.
≪ヒドロキシスチレン骨格を含む構成単位(a10)≫
(A1)成分は、構成単位(a1)に加えて、さらに、ヒドロキシスチレン骨格を含む構成単位(a10)を有するものが好ましい。
かかる構成単位(a10)としては、例えば、下記一般式(a10-1)で表される構成単位が好適に挙げられる。
<<Structural Unit (a10) Containing a Hydroxystyrene Skeleton>>
The component (A1) preferably has a structural unit (a10) containing a hydroxystyrene skeleton in addition to the structural unit (a1).
As such a structural unit (a10), for example, a structural unit represented by the following general formula (a10-1) is suitable.
前記式(a10-1)中、Rは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のハロゲン化アルキル基である。
Rの炭素数1~5のアルキル基は、炭素数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。Rの炭素数1~5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1~5のアルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
Rとしては、水素原子、炭素数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が最も好ましい。
In formula (a10-1) above, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n- butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. The halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for R is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms. The halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferred.
R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a hydrogen atom or a methyl group in view of industrial availability.
前記式(a10-1)中、Yax1は、単結合又は2価の連結基である。
Yax1における2価の連結基としては、例えば、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基が好適なものとして挙げられる。
In the formula (a10-1), Ya x1 is a single bond or a divalent linking group.
As the divalent linking group for Ya x1 , for example, a divalent hydrocarbon group optionally having a substituent and a divalent linking group containing a hetero atom are preferred.
・置換基を有していてもよい2価の炭化水素基:
Yax1が置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
- A divalent hydrocarbon group which may have a substituent:
When Ya x1 is an optionally substituted divalent hydrocarbon group, the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
・・Yax1における脂肪族炭化水素基
該脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。該脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、又は構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
Aliphatic Hydrocarbon Group in Ya x1 The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include linear or branched aliphatic hydrocarbon groups, and aliphatic hydrocarbon groups containing rings in their structures.
・・・直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基
該直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1~10であることが好ましく、炭素数1~6がより好ましく、炭素数1~4がさらに好ましく、炭素数1~3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH2-]、エチレン基[-(CH2)2-]、トリメチレン基[-(CH2)3-]、テトラメチレン基[-(CH2)4-]、ペンタメチレン基[-(CH2)5-]等が挙げられる。
該分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が2~10であることが好ましく、炭素数3~6がより好ましく、炭素数3又は4がさらに好ましく、炭素数3が最も好ましい。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等のアルキルエチレン基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
... Linear or branched aliphatic hydrocarbon group The linear aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and Numbers 1 to 4 are more preferred, and carbon numbers 1 to 3 are most preferred.
As the straight-chain aliphatic hydrocarbon group, a straight-chain alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [ --CH.sub.2-- ], an ethylene group [--( CH.sub.2 ) .sub.2-- ], a trimethylene group [ -(CH 2 ) 3 -], tetramethylene group [-(CH 2 ) 4 -], pentamethylene group [-(CH 2 ) 5 -] and the like.
The branched chain aliphatic hydrocarbon group preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms, still more preferably 3 or 4 carbon atoms, and most preferably 3 carbon atoms.
The branched aliphatic hydrocarbon group is preferably a branched alkylene group, and specifically, -CH(CH 3 )-, -CH(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2- , -C(CH 3 )(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 )(CH 2 CH 2 CH 3 )-, -C(CH 2 CH 3 ) 2 - and other alkylmethylene groups;- CH(CH 3 )CH 2 -, -CH(CH 3 )CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH(CH 2 CH 3 )CH 2 -, -C(CH 2 Alkylethylene groups such as CH 3 ) 2 -CH 2 -; alkyltrimethylene groups such as -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 - and -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -; -CH(CH 3 ) Examples include alkylalkylene groups such as alkyltetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 — and —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 —. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.
前記の直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1~5のフッ素化アルキル基、カルボニル基等が挙げられる。 The linear or branched aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorine-substituted fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a carbonyl group.
・・・構造中に環を含む脂肪族炭化水素基
該構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、環構造中にヘテロ原子を含む置換基を含んでもよい環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子2個を除いた基)、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記の直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3~20であることが好ましく、炭素数3~12であることがより好ましい。
環状の脂肪族炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
... Aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure The aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure is a cyclic aliphatic hydrocarbon group which may contain a substituent containing a hetero atom in the ring structure. (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring), a group in which the cyclic aliphatic hydrocarbon group is bonded to the end of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, the cyclic aliphatic groups in which a group hydrocarbon group intervenes in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group include those mentioned above.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms.
A cyclic aliphatic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
環状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1~5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部又は全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)2-、-S(=O)2-O-が好ましい。
A cyclic aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group and the like.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
The alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group and a tert-butoxy group. A methoxy group and an ethoxy group are most preferred.
The halogen atom as the substituent includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is preferred.
Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with the halogen atoms.
In the cyclic aliphatic hydrocarbon group, some of the carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a heteroatom-containing substituent. Preferred heteroatom-containing substituents are -O-, -C(=O)-O-, -S-, -S(=O) 2 - and -S(=O) 2 -O-.
・・Yax1における芳香族炭化水素基
該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。
この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5~30であることが好ましく、炭素数5~20がより好ましく、炭素数6~15がさらに好ましく、炭素数6~12が特に好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から水素原子2つを除いた基(アリーレン基又はヘテロアリーレン基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(例えばビフェニル、フルオレン等)から水素原子2つを除いた基;前記芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から水素原子1つを除いた基(アリール基又はヘテロアリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基)等が挙げられる。前記のアリール基又はヘテロアリール基に結合するアルキレン基の炭素数は、1~4であることが好ましく、炭素数1~2であることがより好ましく、炭素数1であることが特に好ましい。
Aromatic Hydrocarbon Group for Ya x1 The aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring.
This aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. The aromatic ring preferably has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, still more preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms. However, the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent. Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; mentioned. The heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like. Specific examples of aromatic heterocycles include pyridine rings and thiophene rings.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include groups obtained by removing two hydrogen atoms from the above aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle (arylene group or heteroarylene group); aromatic compounds containing two or more aromatic rings A group obtained by removing two hydrogen atoms from (e.g., biphenyl, fluorene, etc.); One of the hydrogen atoms of the group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring (aryl group or heteroaryl group) A group in which one is substituted with an alkylene group (for example, a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, a hydrogen from an arylalkyl group such as a 2-naphthylethyl group) group from which one atom has been further removed), and the like. The alkylene group bonded to the aryl group or heteroaryl group preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
前記芳香族炭化水素基は、当該芳香族炭化水素基が有する水素原子が置換基で置換されていてもよい。例えば、当該芳香族炭化水素基中の芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基、ハロゲン原子及びハロゲン化アルキル基としては、前記環状の脂肪族炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基として例示したものが挙げられる。
A hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. For example, a hydrogen atom bonded to an aromatic ring in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, and a hydroxyl group.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
Examples of the alkoxy group, halogen atom and halogenated alkyl group as the substituent include those exemplified as the substituent for substituting the hydrogen atom of the cyclic aliphatic hydrocarbon group.
・ヘテロ原子を含む2価の連結基:
Yax1がヘテロ原子を含む2価の連結基である場合、該連結基として好ましいものとして、-O-、-C(=O)-O-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-、-NH-C(=NH)-(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、-S-、-S(=O)2-、-S(=O)2-O-、一般式-Y21-O-Y22-、-Y21-O-、-Y21-C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y21-、-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-、-Y21-O-C(=O)-Y22-または-Y21-S(=O)2-O-Y22-で表される基[式中、Y21およびY22はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m”は0~3の整数である。]等が挙げられる。
前記のへテロ原子を含む2価の連結基が-C(=O)-NH-、-C(=O)-NH-C(=O)-、-NH-、-NH-C(=NH)-の場合、そのHはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。該置換基(アルキル基、アシル基等)は、炭素数が1~10であることが好ましく、1~8であることがさらに好ましく、1~5であることが特に好ましい。
一般式-Y21-O-Y22-、-Y21-O-、-Y21-C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y21-、-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-、-Y21-O-C(=O)-Y22-または-Y21-S(=O)2-O-Y22-中、Y21およびY22は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である。該2価の炭化水素基としては、前記2価の連結基としての説明で挙げた(置換基を有していてもよい2価の炭化水素基)と同様のものが挙げられる。
Y21としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基又はエチレン基が特に好ましい。
Y22としては、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基又はアルキルメチレン基がより好ましい。該アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1~3の直鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基が最も好ましい。
式-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-で表される基において、m”は0~3の整数であり、0~2の整数であることが好ましく、0又は1がより好ましく、1が特に好ましい。つまり、式-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-で表される基としては、式-Y21-C(=O)-O-Y22-で表される基が特に好ましい。中でも、式-(CH2)a’-C(=O)-O-(CH2)b’-で表される基が好ましい。該式中、a’は、1~10の整数であり、1~8の整数が好ましく、1~5の整数がより好ましく、1又は2がさらに好ましく、1が最も好ましい。b’は、1~10の整数であり、1~8の整数が好ましく、1~5の整数がより好ましく、1又は2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
- A bivalent linking group containing a heteroatom:
When Ya x1 is a divalent linking group containing a hetero atom, the linking group is preferably -O-, -C(=O)-O-, -C(=O)-, -OC (=O) -O-, -C(=O)-NH-, -NH-, -NH-C(=NH)- (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group ), -S-, -S(=O) 2 -, -S(=O) 2 -O-, general formula -Y 21 -O-Y 22 -, -Y 21 -O-, -Y 21 - C(=O)-O-, -C(=O)-O-Y 21 -, -[Y 21 -C(=O)-O] m″ -Y 22 -, -Y 21 -O-C( ═O)—Y 22 — or a group represented by —Y 21 —S(=O) 2 —O—Y 22 — [wherein Y 21 and Y 22 each independently have a substituent and is a divalent hydrocarbon group, O is an oxygen atom, and m″ is an integer of 0-3. ] and the like.
The divalent linking group containing the heteroatom is -C(=O)-NH-, -C(=O)-NH-C(=O)-, -NH-, -NH-C(=NH )—, the H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group. The substituent (alkyl group, acyl group, etc.) preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
general formulas -Y 21 -O-Y 22 -, -Y 21 -O-, -Y 21 -C(=O)-O-, -C(=O)-O-Y 21 -, -[Y 21 - C(=O)-O] m″ -Y 22 -, -Y 21 -O-C(=O)-Y 22 - or -Y 21 -S(=O) 2 -O-Y 22 -, Y 21 and Y 22 are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a substituent. (divalent hydrocarbon group optionally having substituent(s)).
Y 21 is preferably a straight-chain aliphatic hydrocarbon group, more preferably a straight-chain alkylene group, more preferably a straight-chain alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, particularly a methylene group or an ethylene group. preferable.
Y 22 is preferably a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, more preferably a methylene group, an ethylene group or an alkylmethylene group. The alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a straight-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a straight-chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
In the group represented by the formula -[Y 21 -C(=O)-O] m″ -Y 22 -, m″ is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, and 0 or 1 is more preferred, and 1 is particularly preferred. That is, the group represented by the formula -[Y 21 -C(=O)-O] m″ -Y 22 - is represented by the formula -Y 21 -C(=O)-O-Y 22 - is particularly preferred, and among these, a group represented by the formula —(CH 2 ) a′ —C(═O)—O—(CH 2 ) b′ —, in which a′ is 1 to 10 is an integer of 1 to 8, preferably an integer of 1 to 5, more preferably 1 or 2, and most preferably 1. b' is an integer of 1 to 10, and 1 to 8 An integer is preferred, an integer from 1 to 5 is more preferred, 1 or 2 is more preferred, and 1 is most preferred.
Yax1としては、単結合、エステル結合[-C(=O)-O-]、エーテル結合(-O-)、-C(=O)-NH-、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又はこれらの組合せであることが好ましく、中でも単結合が特により好ましい。 Ya x1 is a single bond, an ester bond [-C(=O)-O-], an ether bond (-O-), -C(=O)-NH-, or a linear or branched alkylene group. , or a combination thereof, and a single bond is particularly more preferred.
前記式(a10-1)中、Wax1は、(nax1+1)価の芳香族炭化水素基である。
Wax1における芳香族炭化水素基としては、芳香環から(nax1+1)個の水素原子を除いた基が挙げられる。ここでの芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5~30であることが好ましく、炭素数5~20がより好ましく、炭素数6~15がさらに好ましく、炭素数6~12が特に好ましい。芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
In the formula (a10-1), Wa x1 is a (n ax1 +1)-valent aromatic hydrocarbon group.
Examples of the aromatic hydrocarbon group for Wa x1 include groups obtained by removing (n ax1 +1) hydrogen atoms from an aromatic ring. The aromatic ring here is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. The aromatic ring preferably has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, still more preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms. Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; mentioned. The heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like. Specific examples of aromatic heterocycles include pyridine rings and thiophene rings.
前記式(a10-1)中、nax1は、1~3の整数であり、1又は2が好ましく、1がより好ましい。 In the formula (a10-1), n ax1 is an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, more preferably 1.
以下に、前記一般式(a10-1)で表される構成単位の具体例を示す。
下記の式中、Rαは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。
Specific examples of the structural unit represented by the general formula (a10-1) are shown below.
In the formula below, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
(A1)成分が有する構成単位(a10)は、1種であってもよく2種以上であってもよい。
(A1)成分中、構成単位(a10)の割合は、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、例えば、0~80モル%であり、10~80モル%が好ましく、20~70モル%がより好ましく、30~60モル%が特に好ましい。
構成単位(a10)の割合を、前記の好ましい範囲の下限値以上とすることにより、感度、解像性、ラフネス改善等のリソグラフィー特性が向上する。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
The structural unit (a10) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
The ratio of the structural unit (a10) in the component (A1) is, for example, 0 to 80 mol%, 10 to 80%, relative to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). mol % is preferred, 20 to 70 mol % is more preferred, and 30 to 60 mol % is particularly preferred.
By setting the proportion of the structural unit (a10) to be at least the lower limit of the preferred range, lithography properties such as sensitivity, resolution, and improvement in roughness are improved. On the other hand, if it is at most the upper limit of the above preferable range, the balance with other structural units can be achieved, and various lithography properties will be improved.
構成単位(a9):
構成単位(a9)は、下記の一般式(a9-1)で表される構成単位である。
Structural unit (a9):
The structural unit (a9) is a structural unit represented by general formula (a9-1) below.
前記式(a9-1)中、Rは前記と同じである。
Rとしては、水素原子、炭素数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
In formula (a9-1), R is the same as defined above.
R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
前記式(a9-1)中、Ya91における2価の連結基は、上述した一般式(a10-1)中のYax1における2価の連結基と同様のものが挙げられる。中でも、Ya91としては、単結合であることが好ましい。 In formula (a9-1), the divalent linking group for Ya 91 includes the same divalent linking group for Ya x1 in general formula (a10-1) described above. Among them, Ya 91 is preferably a single bond.
前記式(a9-1)中、Ya92における2価の連結基は、上述した一般式(a10-1)中のYax1の2価の連結基と同様のものが挙げられる。
Ya92における2価の連結基において、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基としては、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましい。
また、Ya92における2価の連結基において、ヘテロ原子を含む2価の連結基としては、-O-、-C(=O)-O-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-、-NH-C(=NH)-(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、-S-、-S(=O)2-、-S(=O)2-O-、-C(=S)-、一般式-Y21-O-Y22-、-Y21-O-、-Y21-C(=O)-O-、-C(=O)-O--Y21、[Y21-C(=O)-O]m’-Y22-または-Y21-O-C(=O)-Y22-で表される基[式中、Y21およびY22はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m’は0~3の整数である。]等が挙げられる。なかでも、-C(=O)-、-C(=S)-が好ましい。
In formula (a9-1), the divalent linking group for Ya 92 includes the same divalent linking group for Ya x1 in general formula (a10-1) described above.
In the divalent linking group for Ya 92 , the divalent hydrocarbon group which may have a substituent is preferably a linear or branched aliphatic hydrocarbon group.
In the divalent linking group for Ya 92 , the divalent linking group containing a hetero atom includes -O-, -C(=O)-O-, -C(=O)-, -OC (=O) -O-, -C(=O)-NH-, -NH-, -NH-C(=NH)- (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group .), -S-, -S(=O) 2 -, -S(=O) 2 -O-, -C(=S)-, general formula -Y 21 -O-Y 22 -, -Y 21 -O-, -Y 21 -C(=O)-O-, -C(=O)-O--Y 21 , [Y 21 -C(=O)-O] m' -Y 22 - or - a group represented by Y 21 -OC(=O)-Y 22 - [wherein Y 21 and Y 22 are each independently a divalent hydrocarbon group optionally having a substituent; , O is an oxygen atom, and m′ is an integer of 0-3. ] and the like. Of these, -C(=O)- and -C(=S)- are preferred.
前記式(a9-1)中、R91における炭化水素基としては、アルキル基、1価の脂環式炭化水素基、アリール基、アラルキル基などが挙げられる。
R91におけるアルキル基は、炭素数1~8が好ましく、炭素数1~6がより好ましく、炭素数1~4がさらに好ましく、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等が好ましいものとして挙げられる。
R91における1価の脂環式炭化水素基は、炭素数3~20が好ましく、炭素数3~12がより好ましく、多環式でもよく、単環式でもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
R91におけるアリール基は、炭素数6~18であるものが好ましく、炭素数6~10であるものがより好ましく、具体的にはフェニル基が特に好ましい。
R91におけるアラルキル基としては、炭素数1~8のアルキレン基と上記「R91におけるアリール基」とが結合したアラルキル基が好ましく、炭素数1~6のアルキレン基と上記「R91におけるアリール基」とが結合したアラルキル基がより好ましく、炭素数1~4のアルキレン基と上記「R91におけるアリール基」とが結合したアラルキル基が特に好ましい。
R91における炭化水素基は、当該炭化水素基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていることが好ましく、当該炭化水素基の水素原子の30~100%がフッ素原子で置換されていることがより好ましい。なかでも、上述したアルキル基の水素原子の全部がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基であることが特に好ましい。
In the above formula (a9-1), the hydrocarbon group for R 91 includes an alkyl group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group, an aryl group, an aralkyl group and the like.
The alkyl group for R 91 preferably has 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, even more preferably 1 to 4 carbon atoms, and may be linear or branched. Specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group and the like are preferred.
The monovalent alicyclic hydrocarbon group for R 91 preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms, and may be polycyclic or monocyclic. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specifically includes cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane and the like. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms. adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
The aryl group for R 91 preferably has 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms, and more preferably a phenyl group.
The aralkyl group for R 91 is preferably an aralkyl group in which an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms and the above “aryl group for R 91 ” are bonded, and an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms and the above “aryl group for R 91 is more preferable, and an aralkyl group in which an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is bonded to the above-mentioned "aryl group for R 91 " is particularly preferable.
The hydrocarbon group for R 91 is preferably partially or entirely substituted with fluorine atoms, and 30 to 100% of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are substituted with fluorine atoms. more preferably. Among them, a perfluoroalkyl group in which all the hydrogen atoms of the alkyl group described above are substituted with fluorine atoms is particularly preferable.
R91における炭化水素基は、置換基を有していてもよい。該置換基としては、ハロゲン原子、オキソ基(=O)、ヒドロキシ基(-OH)、アミノ基(-NH2)、-SO2-NH2等が挙げられる。また、その炭化水素基を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、-O-、-NH-、-N=、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)2-、-S(=O)2-O-が挙げられる。
R91において、置換基を有する炭化水素基としては、前記の一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基が挙げられる。
The hydrocarbon group for R 91 may have a substituent. Examples of the substituent include halogen atoms, oxo groups (=O), hydroxy groups (--OH), amino groups (--NH 2 ), --SO 2 --NH 2 and the like. Also, some of the carbon atoms constituting the hydrocarbon group may be substituted with a heteroatom-containing substituent. The heteroatom-containing substituents include -O-, -NH-, -N=, -C(=O)-O-, -S-, -S(=O) 2 -, -S(=O ) 2 —O—.
Examples of substituted hydrocarbon groups for R 91 include lactone-containing cyclic groups represented by the above general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7).
また、R91において、置換基を有する炭化水素基としては、前記の一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO2-含有環式基;下記化学式で表される置換アリール基、1価の複素環式基なども挙げられる。 Further, in R 91 , the hydrocarbon group having a substituent includes —SO 2 —containing cyclic groups represented by the above general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), respectively; Also included are substituted aryl groups represented by chemical formulas, monovalent heterocyclic groups, and the like.
構成単位(a9)の中でも、下記一般式(a9-1-1)で表される構成単位が好ましい。 Among the structural units (a9), structural units represented by the following general formula (a9-1-1) are preferred.
一般式(a9-1-1)中、Ya91、R91、Rについての説明は前記同様である。また、R92は酸素原子又は硫黄原子である。 The description of Ya 91 , R 91 and R in general formula (a9-1-1) is the same as above. Also, R 92 is an oxygen atom or a sulfur atom.
以下に、前記式(a9-1)又は一般式(a9-1-1)で表される構成単位の具体例を示す。下記式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。 Specific examples of structural units represented by formula (a9-1) or general formula (a9-1-1) are shown below. In the formula below, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
(A1)成分が含有する構成単位(a9)は1種であってもよく2種以上であってもよい。
(A1)成分が構成単位(a9)を有する場合、構成単位(a9)の割合は、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、1~40モル%であることが好ましく、3~30モル%がより好ましく、5~25モル%がさらに好ましく、10~20モル%が特に好ましい。
構成単位(a9)の割合を、前記の好ましい範囲の下限値以上とすることにより、例えば酸拡散長を適切に調整する、レジスト膜の基板への密着性を高める、現像時の溶解性を適切に調整する、エッチング耐性を向上させる等の効果が得られ、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
The structural unit (a9) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has the structural unit (a9), the ratio of the structural unit (a9) is 1 to 40 mol% with respect to the total (100 mol%) of all the structural units constituting the component (A1). is preferably 3 to 30 mol %, more preferably 5 to 25 mol %, and particularly preferably 10 to 20 mol %.
By setting the proportion of the structural unit (a9) to be at least the lower limit of the preferred range, for example, the acid diffusion length can be appropriately adjusted, the adhesion of the resist film to the substrate can be increased, and the solubility during development can be appropriately improved. When it is equal to or less than the upper limit of the preferable range, it is possible to balance with other structural units, and various lithography properties are improved.
構成単位(a4):
構成単位(a4)は、酸非解離性環式基を含む構成単位である。(A1)成分が構成単位(a4)を有することにより、形成される感光性樹脂パターンのドライエッチング耐性が向上する。また、(A1)成分の疎水性が高まる。
構成単位(a4)における「酸非解離性環式基」は、露光により後述の(B)成分等から酸が発生した際に、該酸が作用しても解離することなくそのまま当該構成単位中に残る環式基である。
Structural unit (a4):
The structural unit (a4) is a structural unit containing an acid non-dissociable cyclic group. By including the structural unit (a4) in the component (A1), the dry etching resistance of the formed photosensitive resin pattern is improved. In addition, the hydrophobicity of the component (A1) increases.
The "acid-non-dissociable cyclic group" in the structural unit (a4) does not dissociate even when an acid is generated from the component (B) or the like described later due to exposure to light, and remains in the structural unit without dissociation. is a cyclic group remaining in
構成単位(a4)としては、例えば、酸非解離性の脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位等が好ましい。該環式基は、例えば、前記の構成単位(a1)の場合に例示したものと同様のものを例示することができ、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。特にトリシクロデシル基、アダマンチル基、テトラシクロドデシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。これらの多環式基は、炭素数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。 As the structural unit (a4), for example, a structural unit derived from an acrylate ester containing an acid-nondissociable aliphatic cyclic group is preferred. Examples of the cyclic group include those exemplified for the structural unit (a1) above, such as for ArF excimer laser, KrF excimer laser (preferably for ArF excimer laser), and the like. A large number of those conventionally known as those used for the resin component of the resist composition can be used. In particular, at least one group selected from tricyclodecyl, adamantyl, tetracyclododecyl, isobornyl, and norbornyl groups is preferred from the standpoint of industrial availability. These polycyclic groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4-1)~(a4-7)の構造のものを例示することができる。 Specific examples of the structural unit (a4) include structures represented by the following general formulas (a4-1) to (a4-7).
(A1)成分が含有する構成単位(a4)は1種であってもよく2種以上であってもよい。
構成単位(a4)を(A1)成分に含有させる際、構成単位(a4)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1~30モル%であることが好ましく、10~20モル%であることがより好ましい。
The structural unit (a4) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the structural unit (a4) is contained in the component (A1), the proportion of the structural unit (a4) is preferably 1 to 30 mol% with respect to the total of all structural units constituting the component (A1). It is more preferably 10 to 20 mol %.
レジスト組成物が含有する(A1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(A1)成分は、構成単位(a1)を有する高分子化合物(A1-1)(以下「(A1-1)成分」ともいう)を含むものが好ましい。
好ましい(A1-1)成分としては、例えば、構成単位(a1)と構成単位(a2)との繰り返し構造を有する高分子化合物等が挙げられる。
上記2つの各構成単位の組み合わせに加えて、さらに3つ目又は3つ以上の構成単位として、上記で説明した構成単位を適宜所望の効果に合わせて組み合わせてもよい。3つ目の構成単位として好ましくは、構成単位(a3)が挙げられる。
The component (A1) contained in the resist composition may be used alone or in combination of two or more.
The (A1) component preferably contains a polymer compound (A1-1) (hereinafter also referred to as “(A1-1) component”) having a structural unit (a1).
Preferred (A1-1) components include, for example, polymer compounds having a repeating structure of the structural unit (a1) and the structural unit (a2).
In addition to the combination of each of the above two structural units, as a third or more structural units, the structural units described above may be appropriately combined according to the desired effect. The third structural unit is preferably the structural unit (a3).
かかる(A1)成分は、各構成単位を誘導するモノマーを重合溶媒に溶解し、ここに、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソ酪酸ジメチル(たとえばV-601など)等のラジカル重合開始剤を加えて重合することにより製造することができる。あるいは、かかる(A1)成分は、構成単位(a1)を誘導するモノマーと、必要に応じて構成単位(a1)以外の構成単位を誘導する前駆体モノマー(官能基が保護されたモノマー)と、を重合溶媒に溶解し、ここに、上記のようなラジカル重合開始剤を加えて重合し、その後、脱保護反応を行うことにより製造することができる。尚、重合の際に、例えば、HS-CH2-CH2-CH2-C(CF3)2-OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に-C(CF3)2-OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。 Such component (A1) is obtained by dissolving a monomer that induces each structural unit in a polymerization solvent, and adding a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN) or dimethyl azobisisobutyrate (for example, V-601, etc.) to the polymerization solvent. It can be produced by adding an agent and polymerizing. Alternatively, the component (A1) comprises a monomer that derives the structural unit (a1), and optionally a precursor monomer (monomer with a protected functional group) that derives a structural unit other than the structural unit (a1), is dissolved in a polymerization solvent, a radical polymerization initiator as described above is added thereto for polymerization, and then a deprotection reaction is performed. In the polymerization, for example, a chain transfer agent such as HS--CH 2 --CH 2 --CH 2 --C(CF 3 ) 2 --OH may be used in combination to form --C(CF 3 ) at the terminal. A 2 -OH group may be introduced. Thus, a copolymer into which a hydroxyalkyl group is introduced, in which a portion of the hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom, reduces development defects and improves LER (line edge roughness: non-uniform irregularities on the side wall of a line). is effective in reducing
(A1)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000~50000が好ましく、2000~30000がより好ましく、3000~20000がさらに好ましい。
(A1)成分のMwがこの範囲の好ましい上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の好ましい下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
(A1)成分の分散度(Mw/Mn)は、特に限定されず、1.0~4.0が好ましく、1.0~3.0がより好ましく、1.1~2.0が特に好ましい。なお、Mnは数平均分子量を示す。
The weight average molecular weight (Mw) of the component (A1) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography (GPC)) is not particularly limited, and is preferably 1000 to 50000, more preferably 2000 to 30000, and 3000 to 20,000 is more preferred.
When the Mw of the component (A1) is less than the preferable upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent for use as a resist, and when it is more than the preferable lower limit of this range, it has dry etching resistance and The cross-sectional shape of the resist pattern is good.
The dispersity (Mw/Mn) of component (A1) is not particularly limited, and is preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 3.0, and particularly preferably 1.1 to 2.0. . In addition, Mn shows a number average molecular weight.
・(A2)成分について
本実施形態におけるレジスト組成物は、(A)成分として、前記(A1)成分に該当しない、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(以下「(A2)成分」という。)を併用してもよい。
(A2)成分としては、特に限定されず、化学増幅型レジスト組成物用の基材成分として従来から知られている多数のものから任意に選択して用いればよい。
(A2)成分は、高分子化合物又は低分子化合物の1種を単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Regarding the (A2) component The resist composition in the present embodiment includes, as the (A) component, a base component (hereinafter referred to as "(A2 ) component”) may be used in combination.
The component (A2) is not particularly limited, and may be used by arbitrarily selecting from many conventionally known base components for chemically amplified resist compositions.
As the component (A2), one type of high-molecular compound or low-molecular compound may be used alone, or two or more types may be used in combination.
(A)成分中の(A1)成分の割合は、(A)成分の総質量に対し、25質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、75質量%以上がさらに好ましく、100質量%であってもよい。該割合が25質量%以上であると、高感度化や解像性、ラフネス改善などの種々のリソグラフィー特性に優れたレジストパターンが形成されやすくなる。 The proportion of component (A1) in component (A) is preferably 25% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 75% by mass or more, and 100% by mass, relative to the total mass of component (A). may be When the proportion is 25% by mass or more, a resist pattern having excellent various lithography properties such as high sensitivity, resolution, and improvement in roughness can be easily formed.
本実施形態におけるレジスト組成物中、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。 The content of the component (A) in the resist composition of this embodiment may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.
<(B)成分>
本実施形態におけるレジスト組成物の(B)成分は、下記一般式(b1-1)で表される化合物(B1)(以下「(B1)成分」ともいう」を含む。
<(B) Component>
The (B) component of the resist composition in this embodiment contains a compound (B1) represented by the following general formula (b1-1) (hereinafter also referred to as “(B1) component”).
{アニオン部}
式(b1-1)中、R0
101は、多環式脂肪族炭化水素基である。但し、多環式脂肪族炭化水素基の水素原子が置換基で置換されていてもよい。
{anion part}
In formula (b1-1), R 0 101 is a polycyclic aliphatic hydrocarbon group. However, a hydrogen atom of the polycyclic aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent.
多環式脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7~30のものが好ましい。その中でも、該ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカン;ステロイド骨格を有する環式基等の縮合環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカン等が挙げられる。その中でも、架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンが好ましい。多環式脂肪族炭化水素基の好適な具体例としては、アダマンチル基が挙げられる。 The polycyclic aliphatic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 30 carbon atoms. Among them, the polycycloalkanes include polycycloalkanes having a polycyclic skeleton of a bridged ring system such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane; condensed rings such as cyclic groups having a steroid skeleton; and polycycloalkanes having a polycyclic skeleton of the system. Among them, polycycloalkanes having a polycyclic skeleton of a bridged ring system are preferred. A suitable specific example of the polycyclic aliphatic hydrocarbon group is an adamantyl group.
上記多環式脂肪族炭化水素基の水素原子が、置換されている場合、その置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。置換基としては、その中でも、レジスト膜の未露光部のディフェクトの発生がより抑制されやすいことから、ヒドロキシ基が好ましい。多環式脂肪族炭化水素基の複数の水素原子が、それぞれ独立に上記置換基等で置換されていてもよい。 When the hydrogen atom of the polycyclic aliphatic hydrocarbon group is substituted, examples of the substituent include a hydroxy group, a carboxyl group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), and an alkoxy group. (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl group, and the like. As the substituent, among them, a hydroxy group is preferable because the occurrence of defects in an unexposed portion of the resist film is more likely to be suppressed. A plurality of hydrogen atoms in the polycyclic aliphatic hydrocarbon group may be independently substituted with the above substituents and the like.
式(b1-1)中、Y101は、単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。
Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、該Y101は、酸素原子以外の原子を含有してもよい。酸素原子以外の原子としては、たとえば炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
酸素原子を含む2価の連結基としては、たとえば、酸素原子(エーテル結合:-O-)、エステル結合(-C(=O)-O-)、オキシカルボニル基(-O-C(=O)-)、アミド結合(-C(=O)-NH-)、カルボニル基(-C(=O)-)、カーボネート結合(-O-C(=O)-O-)等の非炭化水素系の酸素原子含有連結基;該非炭化水素系の酸素原子含有連結基とアルキレン基との組み合わせ等が挙げられる。この組み合わせに、さらにスルホニル基(-SO2-)が連結されていてもよい。かかる酸素原子を含む2価の連結基としては、たとえば下記一般式(y-al-1)~(y-al-7)でそれぞれ表される連結基が挙げられる。
In formula (b1-1), Y 101 is a divalent linking group containing a single bond or an oxygen atom.
When Y 101 is a divalent linking group containing an oxygen atom, said Y 101 may contain an atom other than an oxygen atom. Atoms other than an oxygen atom include, for example, a carbon atom, a hydrogen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and the like.
The divalent linking group containing an oxygen atom includes, for example, an oxygen atom (ether bond: -O-), an ester bond (-C(=O)-O-), an oxycarbonyl group (-OC(=O )-), amide bond (-C(=O)-NH-), carbonyl group (-C(=O)-), carbonate bond (-OC(=O)-O-), etc. and a combination of the non-hydrocarbon oxygen atom-containing linking group and an alkylene group. A sulfonyl group ( --SO.sub.2-- ) may be further linked to this combination. Such a divalent linking group containing an oxygen atom includes, for example, linking groups represented by the following general formulas (y-al-1) to (y-al-7).
V’102における2価の飽和炭化水素基は、炭素数1~30のアルキレン基であることが好ましく、炭素数1~10のアルキレン基であることがより好ましく、炭素数1~5のアルキレン基であることがさらに好ましい。 The divalent saturated hydrocarbon group for V' 102 is preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. is more preferable.
V’101およびV’102におけるアルキレン基としては、直鎖状のアルキレン基でもよく分岐鎖状のアルキレン基でもよく、直鎖状のアルキレン基が好ましい。
V’101およびV’102におけるアルキレン基として、具体的には、メチレン基[-CH2-];-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;エチレン基[-CH2CH2-];-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-等のアルキルエチレン基;トリメチレン基(n-プロピレン基)[-CH2CH2CH2-];-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[-CH2CH2CH2CH2-];-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[-CH2CH2CH2CH2CH2-]等が挙げられる。
The alkylene group for V' 101 and V' 102 may be a straight-chain alkylene group or a branched alkylene group, and a straight-chain alkylene group is preferred.
Specific examples of the alkylene group for V' 101 and V' 102 include a methylene group [-CH 2 -]; -CH(CH 3 )-, -CH(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CH 3 )(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 )(CH 2 CH 2 CH 3 )-, -C(CH 2 CH 3 ) 2 - and other alkylmethylene groups; ethylene groups [-CH 2 CH 2 -]; -CH(CH 3 )CH 2 -, -CH(CH 3 )CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH(CH 2 CH 3 ) Alkylethylene groups such as CH 2 -; trimethylene group (n-propylene group) [-CH 2 CH 2 CH 2 -]; -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 ) Alkyltrimethylene groups such as CH 2 -; Tetramethylene group [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -]; -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 Alkyltetramethylene groups such as CH 2 —; pentamethylene groups [—CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —] and the like.
Y101としては、エステル結合を含む2価の連結基、またはエーテル結合を含む2価の連結基が好ましい。 Y 101 is preferably a divalent linking group containing an ester bond or a divalent linking group containing an ether bond.
式(b1-1)中、V101は、単結合、アルキレン基又はフッ素化アルキレン基である。V101におけるアルキレン基、フッ素化アルキレン基は、炭素数1~4であることが好ましい。V101におけるフッ素化アルキレン基としては、V101におけるアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、V101は、単結合、又は炭素数1~4のフッ素化アルキレン基であることが好ましく、炭素数1~4のフッ素化アルキレン基であることがより好ましい。 In formula (b1-1), V 101 is a single bond, an alkylene group or a fluorinated alkylene group. The alkylene group and fluorinated alkylene group for V 101 preferably have 1 to 4 carbon atoms. Examples of the fluorinated alkylene group for V 101 include groups in which some or all of the hydrogen atoms in the alkylene group for V 101 are substituted with fluorine atoms. Among them, V 101 is preferably a single bond or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
式(b1-1)中、R102は、フッ素原子又は炭素数1~5のフッ素化アルキル基である。その中でも、フッ素原子又は炭素数1~5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 In formula (b1-1), R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Among them, a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a fluorine atom is more preferable.
(b1-1)成分のアニオン部の具体例としては、例えば、下記式(an-b-1)~(an-b-3)で表されるアニオンが挙げられる。 Specific examples of the anion portion of component (b1-1) include anions represented by the following formulas (an-b-1) to (an-b-3).
{カチオン部}
式(b1-1)中、mは1以上の整数であって、M’m+はm価のオニウムカチオンであり、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオンが好適に挙げられ、例えば下記の一般式(ca-1)~(ca-4)でそれぞれ表される有機カチオンが挙げられる。
{cation part}
In formula (b1-1), m is an integer of 1 or more, and M'm+ is an m-valent onium cation, preferably a sulfonium cation or an iodonium cation. ) to (ca-4), respectively.
R201~R207およびR211~R212におけるアリール基としては、炭素数6~20のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
R201~R207およびR211~R212におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1~30のものが好ましい。
R201~R207およびR211~R212におけるアルケニル基としては、炭素数が2~10であることが好ましい。
R201~R207およびR211~R212が有してもよい置換基としては、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、シアノ基、アミノ基、アリール基、下記の一般式(ca-r-1)~(ca-r-7)でそれぞれ表される基が挙げられる。
The aryl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 includes an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, preferably a phenyl group or a naphthyl group.
The alkyl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
Examples of substituents that R 201 to R 207 and R 211 to R 212 may have include alkyl groups, halogen atoms, halogenated alkyl groups, carbonyl groups, cyano groups, amino groups, aryl groups, and the following general Groups represented by formulas (ca-r-1) to (ca-r-7) are exemplified.
R’201の置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。 R′ 201 is an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or an optionally substituted chain alkenyl group.
置換基を有していてもよい環式基:
該環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。また、脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
Cyclic group optionally having a substituent:
The cyclic group is preferably a cyclic hydrocarbon group, and the cyclic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group. An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group without aromaticity. Also, the aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
R’201における芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。該芳香族炭化水素基の炭素数は3~30であることが好ましく、5~30であることがより好ましく、5~20がさらに好ましく、6~15が特に好ましく、6~10が最も好ましい。但し、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
R’201における芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、又はこれらの芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環などが挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
R’201における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香環から水素原子を1つ除いた基(アリール基:たとえば、フェニル基、ナフチル基など)、前記芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1~4であることが好ましく、1~2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
The aromatic hydrocarbon group for R' 201 is a hydrocarbon group having an aromatic ring. The aromatic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, still more preferably 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. However, the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent.
Specific examples of the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group in R′ 201 include benzene, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, biphenyl, or those in which some of the carbon atoms constituting the aromatic ring are substituted with heteroatoms. and aromatic heterocycles. The heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group for R′ 201 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic ring (aryl group: for example, a phenyl group, a naphthyl group, etc.), and a group in which one hydrogen atom of the aromatic ring is groups substituted with an alkylene group (for example, arylalkyl groups such as a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, a 2-naphthylethyl group, etc.); . The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
R’201における環状の脂肪族炭化水素基は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基が挙げられる。
この構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を1個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3~20であることが好ましく、3~12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7~30のものが好ましい。中でも、該ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカン;ステロイド骨格を有する環式基等の縮合環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンがより好ましい。
The cyclic aliphatic hydrocarbon group for R' 201 includes an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure.
The aliphatic hydrocarbon group containing a ring in this structure includes an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing one hydrogen atom from an aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group that is linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the end of a chain aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group intervenes in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 30 carbon atoms. Among them, the polycycloalkanes include polycycloalkanes having a bridged ring system polycyclic skeleton such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane; condensed ring systems such as cyclic groups having a steroid skeleton; Polycycloalkanes having a polycyclic skeleton of are more preferred.
置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基:
R’201の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
直鎖状のアルキル基としては、炭素数が1~20であることが好ましく、1~15であることがより好ましく、1~10が最も好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デカニル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が3~20であることが好ましく、3~15であることがより好ましく、3~10が最も好ましい。具体的には、例えば、1-メチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基などが挙げられる。
A chain alkyl group optionally having a substituent:
The chain alkyl group for R' 201 may be linear or branched.
The linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decanyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, isohexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, henicosyl group, docosyl group and the like.
The branched-chain alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and the like.
置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基:
R’201の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素数が2~10であることが好ましく、2~5がより好ましく、2~4がさらに好ましく、3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1-メチルビニル基、2-メチルビニル基、1-メチルプロペニル基、2-メチルプロペニル基などが挙げられる。
鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、直鎖状のアルケニル基が好ましく、ビニル基、プロペニル基がより好ましく、ビニル基が特に好ましい。
A chain alkenyl group optionally having a substituent:
The chain alkenyl group for R' 201 may be either linear or branched, and preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5 carbon atoms, and further preferably 2 to 4 carbon atoms. 3 is particularly preferred. Examples of linear alkenyl groups include vinyl groups, propenyl groups (allyl groups), and butynyl groups. Examples of branched alkenyl groups include 1-methylvinyl group, 2-methylvinyl group, 1-methylpropenyl group, 2-methylpropenyl group and the like.
Among the above, the chain alkenyl group is preferably a linear alkenyl group, more preferably a vinyl group or a propenyl group, and particularly preferably a vinyl group.
R’201の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、たとえば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、ヒドロキシ基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R’201における環式基等が挙げられる。 Examples of substituents on the linear alkyl group or alkenyl group for R'201 include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxy group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group, and a cyclic group for R'201 . and the like.
R201~R203、R206~R207、R211~R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、硫黄原子、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子や、カルボニル基、-SO-、-SO2-、-SO3-、-COO-、-CONH-または-N(RN)-(該RNは炭素数1~5のアルキル基である。)等の官能基を介して結合してもよい。形成される環としては、式中のイオウ原子をその環骨格に含む1つの環が、イオウ原子を含めて、3~10員環であることが好ましく、5~7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、たとえばチオフェン環、チアゾール環、ベンゾチオフェン環、チアントレン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、9H-チオキサンテン環、チオキサントン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、テトラヒドロチオフェニウム環、テトラヒドロチオピラニウム環等が挙げられる。 When R 201 to R 203 , R 206 to R 207 and R 211 to R 212 are mutually bonded to form a ring together with the sulfur atom in the formula, heteroatoms such as a sulfur atom, an oxygen atom and a nitrogen atom, carbonyl group, -SO-, -SO 2 -, -SO 3 -, -COO-, -CONH- or -N(R N )- (where R N is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms), etc. may be bonded via the functional group of As the ring to be formed, one ring containing a sulfur atom in the formula in its ring skeleton is preferably a 3- to 10-membered ring including a sulfur atom, particularly a 5- to 7-membered ring. preferable. Specific examples of the ring formed include a thiophene ring, a thiazole ring, a benzothiophene ring, a thianthrene ring, a benzothiophene ring, a dibenzothiophene ring, a 9H-thioxanthene ring, a thioxanthone ring, a thianthrene ring, a phenoxathiine ring, a tetrahydro A thiophenium ring, a tetrahydrothiopyranium ring, and the like are included.
R208~R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~5のアルキル基を表し、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基が好ましく、アルキル基となる場合、相互に結合して環を形成してもよい。 R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. A ring may be formed.
R210は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、又は置換基を有していてもよい-SO2-含有環式基である。
R210におけるアリール基としては、炭素数6~20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
R210におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1~30のものが好ましい。
R210におけるアルケニル基としては、炭素数が2~10であることが好ましい。 R210における、置換基を有していてもよい-SO2-含有環式基としては、「-SO2-含有多環式基」が好ましく、上記一般式(a5-r-1)で表される基がより好ましい。
R 210 is an optionally substituted aryl group, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkenyl group, or an optionally substituted —SO 2 —containing cyclic group.
The aryl group for R 210 includes an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, preferably a phenyl group or a naphthyl group.
The alkyl group for R 210 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group for R 210 preferably has 2 to 10 carbon atoms. The —SO 2 -containing cyclic group optionally having a substituent for R 210 is preferably a “—SO 2 -containing polycyclic group” represented by the above general formula (a5-r-1). is more preferred.
Y201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基又はアルケニレン基を表す。
Y201におけるアリーレン基は、上述のR210におけるアリール基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
Y201におけるアルキレン基、アルケニレン基は、上述のR’201における鎖状のアルキル基、鎖状のアルケニル基として例示した基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
Each Y 201 independently represents an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group.
Examples of the arylene group for Y 201 include groups obtained by removing one hydrogen atom from the above aryl group for R 210 .
Examples of the alkylene group and alkenylene group for Y 201 include groups obtained by removing one hydrogen atom from the groups exemplified as the chain alkyl group and chain alkenyl group for R' 201 above.
前記式(ca-4)中、xは、1または2である。
W201は、(x+1)価、すなわち2価または3価の連結基である。
W201における2価の連結基としては、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基が好ましく、上述の一般式(a2-1)中のYa21と同様の、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、が例示できる。W201における2価の連結基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、環状であることが好ましい。なかでも、アリーレン基の両端に2個のカルボニル基が組み合わされた基が好ましい。アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、フェニレン基が特に好ましい。
W201における3価の連結基としては、前記W201における2価の連結基から水素原子を1個除いた基、前記2価の連結基にさらに前記2価の連結基が結合した基などが挙げられる。W201における3価の連結基としては、アリーレン基に2個のカルボニル基が結合した基が好ましい。
In formula (ca-4), x is 1 or 2.
W 201 is a (x+1)-valent, ie divalent or trivalent linking group.
The divalent linking group for W 201 is preferably a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and has a substituent similar to Ya 21 in the above general formula (a2-1). A divalent hydrocarbon group which may be substituted can be exemplified. The divalent linking group in W 201 may be linear, branched or cyclic, preferably cyclic. Among them, a group in which two carbonyl groups are combined at both ends of an arylene group is preferable. The arylene group includes a phenylene group, a naphthylene group and the like, and a phenylene group is particularly preferred.
The trivalent linking group for W 201 includes a group obtained by removing one hydrogen atom from the divalent linking group for W 201 , a group obtained by further bonding the divalent linking group to the divalent linking group, and the like. mentioned. The trivalent linking group for W 201 is preferably a group in which two carbonyl groups are bonded to an arylene group.
前記式(ca-1)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記の化学式(ca-1-1)~(ca-1-78)、(ca-1-101)~(ca-1-149)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
下記の化学式中、g1は繰返し数を示し、g1は1~5の整数である。g2は繰返し数を示し、g2は0~20の整数である。g3は繰返し数を示し、g3は0~20の整数である。
Specific examples of suitable cations represented by the formula (ca-1) include the following chemical formulas (ca-1-1) to (ca-1-78), (ca-1-101) to (ca- 1-149), respectively.
In the chemical formula below, g1 represents the number of repetitions and g1 is an integer of 1-5. g2 indicates the number of repetitions, and g2 is an integer of 0-20. g3 indicates the number of repetitions, and g3 is an integer of 0-20.
前記式(ca-2)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca-2-1)~(ca-2-2)でそれぞれ表されるカチオン、ジフェニルヨードニウムカチオン、ビス(4-tert-ブチルフェニル)ヨードニウムカチオンが挙げられる。 Specific examples of suitable cations represented by the formula (ca-2) include cations represented by the following formulas (ca-2-1) to (ca-2-2), diphenyliodonium cations, bis( 4-tert-butylphenyl)iodonium cations.
前記式(ca-3)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca-3-1)~(ca-3-7)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。 Specific examples of suitable cations represented by formula (ca-3) include cations represented by formulas (ca-3-1) to (ca-3-7) below.
前記式(ca-4)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca-4-1)~(ca-4-2)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。 Specific examples of suitable cations represented by formula (ca-4) include cations represented by formulas (ca-4-1) to (ca-4-2) below.
上記の中でも、カチオン部((Mm+)1/m)は、一般式(ca-1)で表されるカチオンが好ましく、化学式(ca-1-1)~(ca-1-78)、(ca-1-101)~(ca-1-149)でそれぞれ表されるカチオンがより好ましい。 Among the above, the cation moiety ((M m+ ) 1/m ) is preferably a cation represented by general formula (ca-1), and chemical formulas (ca-1-1) to (ca-1-78), ( Cations represented by ca-1-101) to (ca-1-149) are more preferred.
(B1)成分は、上記の中でも、下記式(b1-1-1)表される化合物(B11)がさらに好ましい。 Among the above, the component (B1) is more preferably a compound (B11) represented by the following formula (b1-1-1).
式(b1-1-1)中、R0
201は、ヒドロキシ基を有する多環式脂肪族炭化水素基である。多環式脂肪族炭化水素基の複数の水素原子が、ヒドロキシ基で置換されていてもよい。
多環式脂肪族炭化水素基としては、式(b1-1)中のR0
101で説明した内容と同様である。
In formula (b1-1-1), R 0 201 is a polycyclic aliphatic hydrocarbon group having a hydroxy group. A plurality of hydrogen atoms of the polycyclic aliphatic hydrocarbon group may be substituted with hydroxy groups.
The polycyclic aliphatic hydrocarbon group is the same as described for R 0 101 in formula (b1-1).
式(b1-1-1)中、R102は、フッ素原子又は炭素数1~5のフッ素化アルキル基であり、式(b1-1)中で説明した内容と同様である。
式(b1-1-1)中、V0
101は、炭素数1~4のフッ素化アルキレン基である。V0
101におけるフッ素化アルキレン基としては、アルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、アルキレン基の水素原子の一部がフッ素原子で置換された基が好ましい。V0
101のフッ素化アルキレン基における、フッ素原子の数は1~6が好ましく、1~3がより好ましい、2又は3がさらに好ましい。
In formula (b1-1-1), R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and is the same as described in formula (b1-1).
In formula (b1-1-1), V 0 101 is a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the fluorinated alkylene group for V 0 101 include groups in which some or all of the hydrogen atoms in an alkylene group are substituted with fluorine atoms. Among them, a group in which a part of hydrogen atoms of an alkylene group is substituted with fluorine atoms is preferable. The number of fluorine atoms in the fluorinated alkylene group of V 0 101 is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3, and still more preferably 2 or 3.
式(b1-1-1)中、M’m+は式(b1-1)中で説明した内容と同様である。 In formula (b1-1-1), M′ m+ is the same as described in formula (b1-1).
本実施形態におけるレジスト組成物の(B1)成分として、好適な具体例を以下に挙げるが、これらに限定されない。 Preferred specific examples of the (B1) component of the resist composition in the present embodiment are shown below, but are not limited thereto.
本実施形態におけるレジスト組成物の(B1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The (B1) component of the resist composition in this embodiment may be used singly or in combination of two or more.
本実施形態におけるレジスト組成物の(B1)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、50質量部以下が好ましく、1~40質量部がより好ましく、5~30質量部がさらに好ましい。
(B1)成分の含有量が上記下限値以上であれば、レジストパターン形成において、感度、解像性能、LWR(ラインワイズラフネス)低減、形状等のリソグラフィー特性やレジスト膜の未露光部のディフェクト発生の抑制効果がより向上する。
(B1)成分の含有量が上記上限値以下であれば、各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られやすく、レジスト組成物としての保存安定性がより高まる。
The content of the component (B1) in the resist composition in the present embodiment is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 1 to 40 parts by mass, and more preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). More preferred.
If the content of the component (B1) is at least the above lower limit, lithographic properties such as sensitivity, resolution performance, LWR (linewise roughness) reduction, shape, etc., and defects in the unexposed areas of the resist film occur in resist pattern formation. is further improved.
When the content of the component (B1) is not more than the above upper limit, a uniform solution can be easily obtained when each component is dissolved in an organic solvent, and the storage stability of the resist composition is further enhanced.
レジスト組成物における、(A)成分に作用する酸を発生する酸発生剤成分(B)成分全体のうち、上記(B1)成分の割合は、例えば、50質量%以上であり、好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは95質量%以上である。なお、100質量%であってもよい。
(B1)成分の割合が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、レジスト膜の未露光部のディフェクトの発生をより低減することができる。
In the resist composition, the proportion of the component (B1) in the total acid generator component (B) component that generates an acid acting on the component (A) is, for example, 50% by mass or more, preferably 70% by mass. % or more, more preferably 95 mass % or more. In addition, 100 mass % may be sufficient.
When the proportion of component (B1) is at least the lower limit of the preferred range, the occurrence of defects in the unexposed areas of the resist film can be further reduced.
<任意成分>
本実施形態におけるレジスト組成物は、上述した(A)成分及び(B1)成分以外の成分(任意成分)をさらに含有してもよい。
かかる任意成分としては、例えば、以下に示す(B2)成分、(D)成分、(E)成分、(F)成分、(S)成分などが挙げられる。
<Optional component>
The resist composition in this embodiment may further contain components (optional components) other than the components (A) and (B1) described above.
Examples of such optional components include components (B2), (D), (E), (F), and (S) shown below.
≪(B2)成分≫
本実施形態におけるレジスト組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の(B1)成分以外の酸発生剤成分(以下「(B2)成分」という)を含有してもよい。
(B2)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト組成物用の酸発生剤として提案されているものを用いることができる。
このような酸発生剤としては、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤;ビスアルキル又はビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤;ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが挙げられる。
<<(B2) component>>
The resist composition in the present embodiment may contain an acid generator component (hereinafter referred to as "(B2) component") other than the above-described (B1) component within a range that does not impair the effects of the present invention.
The component (B2) is not particularly limited, and those hitherto proposed as acid generators for chemically amplified resist compositions can be used.
Examples of such acid generators include onium salt-based acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate-based acid generators; Acid generators: nitrobenzylsulfonate-based acid generators, iminosulfonate-based acid generators, disulfone-based acid generators and the like.
オニウム塩系酸発生剤としては、例えば、下記の一般式(b-1)で表される化合物(以下「(b-1)成分」ともいう)、一般式(b-2)で表される化合物(以下「(b-2)成分」ともいう)又は一般式(b-3)で表される化合物(以下「(b-3)成分」ともいう)が挙げられる。尚、(b-1)成分は、上述の(B1)成分に該当する化合物を含まないものである。 As the onium salt acid generator, for example, a compound represented by the following general formula (b-1) (hereinafter also referred to as "component (b-1)"), represented by general formula (b-2) A compound (hereinafter also referred to as "(b-2) component") or a compound represented by general formula (b-3) (hereinafter also referred to as "(b-3) component") can be mentioned. The component (b-1) does not contain the compound corresponding to the component (B1) described above.
{アニオン部}
・(b-1)成分のアニオン部
式(b-1)中、R101は、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。
{anion part}
Anion portion of component (b-1) In formula (b-1), R 101 is an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or a substituted It is a chain alkenyl group which may have a group.
置換基を有してもよい環式基:
該環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。また、脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
Cyclic group optionally having a substituent:
The cyclic group is preferably a cyclic hydrocarbon group, and the cyclic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group. An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group without aromaticity. Also, the aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
R101における芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。該芳香族炭化水素基の炭素数は、3~30であることが好ましく、炭素数5~30であることがより好ましく、炭素数5~20がさらに好ましく、炭素数6~15が特に好ましく、炭素数6~12が最も好ましい。但し、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
R101における芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、又はこれらの芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環などが挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。R101における芳香族炭化水素基が有する芳香環は、(A)成分との相溶性の観点から、ヘテロ原子を含まないことが好ましく、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル等の芳香環が好ましい。
R101における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香環から水素原子を1つ除いた基(アリール基:たとえば、フェニル基、ナフチル基など)、前記芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1~4であることが好ましく、炭素数1~2であることがより好ましく、炭素数1であることが特に好ましい。
The aromatic hydrocarbon group for R 101 is a hydrocarbon group having an aromatic ring. The aromatic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, still more preferably 5 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, 6 to 12 carbon atoms are most preferred. However, the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent.
Specific examples of the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group for R 101 include benzene, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, biphenyl, or a portion of carbon atoms constituting these aromatic rings substituted with heteroatoms. Aromatic heterocycle etc. are mentioned. The heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like. The aromatic ring possessed by the aromatic hydrocarbon group for R 101 preferably does not contain a heteroatom from the viewpoint of compatibility with the component (A). is preferred.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group for R 101 include a group in which one hydrogen atom is removed from the aromatic ring (aryl group: for example, a phenyl group, a naphthyl group, etc.), and one of the hydrogen atoms in the aromatic ring is alkylene groups substituted with groups (for example, arylalkyl groups such as a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group and a 2-naphthylethyl group), and the like. The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
R101における環状の脂肪族炭化水素基は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基が挙げられる。
この構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を1個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3~20であることが好ましく、炭素数3~12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、単環式の脂環式炭化水素基が挙げられ、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
The cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 includes an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure.
The aliphatic hydrocarbon group containing a ring in this structure includes an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing one hydrogen atom from an aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group that is linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the end of a chain aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group intervenes in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group includes a monocyclic alicyclic hydrocarbon group, preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane.
なかでも、R101における環状の脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンから水素原子を1つ以上除いた基が好ましく、モノシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基がより好ましく、シクロペンタン又はシクロヘキサンから水素原子を1つ除いた基が特に好ましい。 Among them, the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from monocycloalkane or polycycloalkane, more preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from monocycloalkane. A group obtained by removing one hydrogen atom from cyclopentane or cyclohexane is particularly preferred.
脂環式炭化水素基に結合してもよい、直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1~10であることが好ましく、炭素数1~6がより好ましく、炭素数1~4がさらに好ましく、炭素数1~3が最も好ましい。直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH2-]、エチレン基[-(CH2)2-]、トリメチレン基[-(CH2)3-]、テトラメチレン基[-(CH2)4-]、ペンタメチレン基[-(CH2)5-]等が挙げられる。
脂環式炭化水素基に結合してもよい、分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が2~10であることが好ましく、炭素数3~6がより好ましく、炭素数3又は4がさらに好ましく、炭素数3が最も好ましい。分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等のアルキルエチレン基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
The linear aliphatic hydrocarbon group, which may be bonded to the alicyclic hydrocarbon group, preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and 1 to 4 carbon atoms. is more preferred, and those with 1 to 3 carbon atoms are most preferred. As the straight-chain aliphatic hydrocarbon group, a straight-chain alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [ --CH.sub.2-- ], an ethylene group [--( CH.sub.2 ) .sub.2-- ], a trimethylene group [ -(CH 2 ) 3 -], tetramethylene group [-(CH 2 ) 4 -], pentamethylene group [-(CH 2 ) 5 -] and the like.
The branched aliphatic hydrocarbon group, which may be bonded to the alicyclic hydrocarbon group, preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms, and 3 or 4 carbon atoms. is more preferred, and one having 3 carbon atoms is most preferred. The branched aliphatic hydrocarbon group is preferably a branched alkylene group, and specifically, -CH(CH 3 )-, -CH(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2- , -C(CH 3 )(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 )(CH 2 CH 2 CH 3 )-, -C(CH 2 CH 3 ) 2 - and other alkylmethylene groups;- CH(CH 3 )CH 2 -, -CH(CH 3 )CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH(CH 2 CH 3 )CH 2 -, -C(CH 2 Alkylethylene groups such as CH 3 ) 2 -CH 2 -; alkyltrimethylene groups such as -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 - and -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -; -CH(CH 3 ) Examples include alkylalkylene groups such as alkyltetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 — and —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 —. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferred.
R101の環式基における置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、ニトロ基、カルボニル基等が挙げられる。
置換基としてのアルキル基としては、炭素数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基が最も好ましい。
置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1~5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素数1~5のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基等の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
置換基としてのカルボニル基は、環状の炭化水素基を構成するメチレン基(-CH2-)を置換する基である。
中でも、R101の環式基における置換基としては、(A)成分との相溶性の観点から、アルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基等が好ましく、アルキル基がより好ましい。
Examples of substituents on the cyclic group of R 101 include alkyl groups, alkoxy groups, halogen atoms, halogenated alkyl groups, hydroxyl groups, nitro groups, carbonyl groups and the like.
The alkyl group as a substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group and a tert-butyl group.
The alkoxy group as a substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group and a tert-butoxy group. Most preferred is the ethoxy group.
A halogen atom as a substituent includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is preferable.
Halogenated alkyl groups as substituents include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, n-butyl, tert-butyl, etc., wherein some or all of the hydrogen atoms are Groups substituted with the aforementioned halogen atoms are included.
A carbonyl group as a substituent is a group that substitutes a methylene group ( --CH.sub.2-- ) constituting a cyclic hydrocarbon group.
Among them, the substituent for the cyclic group of R 101 is preferably an alkyl group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, or the like, more preferably an alkyl group, from the viewpoint of compatibility with the component (A).
置換基を有してもよい鎖状のアルキル基:
R101の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
直鎖状のアルキル基としては、炭素数が1~20であることが好ましく、炭素数1~15であることがより好ましく、炭素数1~10が最も好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デカニル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が3~20であることが好ましく、炭素数3~15であることがより好ましく、炭素数3~10が最も好ましい。具体的には、例えば、1-メチルエチル基、1,1-ジメチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基などが挙げられる。
A chain alkyl group which may have a substituent:
The chain alkyl group for R 101 may be linear or branched.
The linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decanyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, isohexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, henicosyl group, docosyl group and the like.
The branched-chain alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, 1-methylethyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1- ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and the like.
置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基:
R101の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素数が2~10であることが好ましく、炭素数2~5がより好ましく、炭素数2~4がさらに好ましく、炭素数3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1-メチルビニル基、2-メチルビニル基、1-メチルプロペニル基、2-メチルプロペニル基などが挙げられる。
鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、直鎖状のアルケニル基が好ましく、ビニル基、プロペニル基がより好ましく、ビニル基が特に好ましい。
A chain alkenyl group which may have a substituent:
The chain alkenyl group for R 101 may be linear or branched and preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5 carbon atoms, and 2 to 4 carbon atoms. More preferably, 3 carbon atoms are particularly preferable. Examples of linear alkenyl groups include vinyl groups, propenyl groups (allyl groups), and butynyl groups. Examples of branched alkenyl groups include 1-methylvinyl group, 2-methylvinyl group, 1-methylpropenyl group, 2-methylpropenyl group and the like.
Among the above, the chain alkenyl group is preferably a linear alkenyl group, more preferably a vinyl group or a propenyl group, and particularly preferably a vinyl group.
R101の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、たとえば、アルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R101における環式基等が挙げられる。
中でも、R101の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、(A)成分との相溶性の観点から、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、上記R101における環式基として挙げた基等が好ましく、上記R101における環式基として挙げた基がより好ましい。
Examples of substituents on the chain alkyl or alkenyl group of R 101 include alkoxy groups, halogen atoms (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), halogenated alkyl groups, hydroxyl groups, carbonyl groups, nitro groups, amino groups, cyclic groups for R 101 above, and the like.
Among them, from the viewpoint of compatibility with the component (A), the substituents on the chain alkyl group or alkenyl group for R 101 include halogen atoms, halogenated alkyl groups, and the groups listed as the cyclic groups for R 101 above. etc. are preferred, and the groups exemplified as the cyclic group for R 101 are more preferred.
上記の中でも、R101は、置換基を有してもよい環式基が好ましく、置換基を有してもよい環状の炭化水素基であることがより好ましい。より具体的には、フェニル基、ナフチル基、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;前記一般式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基;前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO2-含有環式基などが好ましい。 Among the above, R 101 is preferably an optionally substituted cyclic group, more preferably an optionally substituted cyclic hydrocarbon group. More specifically, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a phenyl group, a naphthyl group, or a polycycloalkane; -7); and -SO 2 -containing cyclic groups represented by the above general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4).
前記式(b-1)中、Y101は、単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。
Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、該Y101は、酸素原子以外の原子を含有してもよい。酸素原子以外の原子としては、たとえば炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
かかる酸素原子を含む2価の連結基としては、たとえば、上記一般式(y-al-1)~(y-al-8)でそれぞれ表される連結基が挙げられる。
Y101としては、エステル結合を含む2価の連結基、またはエーテル結合を含む2価の連結基が好ましく、上記一般式(y-al-1)~(y-al-5)でそれぞれ表される連結基がより好ましい。
In formula (b-1) above, Y 101 is a divalent linking group containing a single bond or an oxygen atom.
When Y 101 is a divalent linking group containing an oxygen atom, said Y 101 may contain an atom other than an oxygen atom. Atoms other than an oxygen atom include, for example, a carbon atom, a hydrogen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and the like.
Such a divalent linking group containing an oxygen atom includes, for example, the linking groups represented by the above general formulas (y-al-1) to (y-al-8).
Y 101 is preferably a divalent linking group containing an ester bond or a divalent linking group containing an ether bond, represented by the above general formulas (y-al-1) to (y-al-5), respectively. is more preferred.
前記式(b-1)中、V101は、単結合、アルキレン基又はフッ素化アルキレン基である。V101におけるアルキレン基、フッ素化アルキレン基は、炭素数1~4であることが好ましい。V101におけるフッ素化アルキレン基としては、V101におけるアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、V101は、単結合、又は炭素数1~4のフッ素化アルキレン基であることが好ましい。 In the formula (b-1), V 101 is a single bond, an alkylene group or a fluorinated alkylene group. The alkylene group and fluorinated alkylene group for V 101 preferably have 1 to 4 carbon atoms. Examples of the fluorinated alkylene group for V 101 include groups in which some or all of the hydrogen atoms in the alkylene group for V 101 are substituted with fluorine atoms. Among them, V 101 is preferably a single bond or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
前記式(b-1)中、R102は、フッ素原子又は炭素数1~5のフッ素化アルキル基である。R102は、フッ素原子または炭素数1~5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 In formula (b-1) above, R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 102 is preferably a fluorine atom or a C 1-5 perfluoroalkyl group, more preferably a fluorine atom.
(b-1)成分のアニオン部の具体例としては、たとえば、Y101が単結合となる場合、トリフルオロメタンスルホネートアニオンやパーフルオロブタンスルホネートアニオン等のフッ素化アルキルスルホネートアニオンが挙げられ;Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、下記式(an1)~(an3)のいずれかで表されるアニオンが挙げられる。 Specific examples of the anion moiety of component (b-1) include, for example, when Y 101 is a single bond, fluorinated alkylsulfonate anions such as trifluoromethanesulfonate anion and perfluorobutanesulfonate anion; In the case of a divalent linking group containing an oxygen atom, an anion represented by any one of the following formulas (an1) to (an3) can be mentioned.
R”101、R”102およびR”103の置換基を有してもよい脂肪族環式基は、前記式(b-1)中のR101における環状の脂肪族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、前記式(b-1)中のR101における環状の脂肪族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The optionally substituted aliphatic cyclic groups of R″ 101 , R″ 102 and R″ 103 are the groups exemplified as the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 in the formula (b-1). Examples of the substituent include the same substituents that may substitute the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 in the formula (b-1).
R”103における置換基を有してもよい芳香族環式基は、前記式(b-1)中のR101における環状の炭化水素基における芳香族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、前記式(b-1)中のR101における該芳香族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The optionally substituted aromatic cyclic group for R″ 103 is the group exemplified as the aromatic hydrocarbon group for the cyclic hydrocarbon group for R 101 in the formula (b-1). Preferred examples of the substituent include the same substituents that may substitute the aromatic hydrocarbon group for R 101 in the formula (b-1).
R”101における置換基を有してもよい鎖状のアルキル基は、前記式(b-1)中のR101における鎖状のアルキル基として例示した基であることが好ましい。R”103における置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基は、前記式(b-1)中のR101における鎖状のアルケニル基として例示した基であることが好ましい。 The optionally substituted chain alkyl group for R″ 101 is preferably a group exemplified as the chain alkyl group for R 101 in the formula (b-1). The chain alkenyl group which may have a substituent is preferably a group exemplified as the chain alkenyl group for R 101 in the formula (b-1).
・(b-2)成分のアニオン部
式(b-2)中、R104、R105は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、前記式(b-1)中のR101における、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基と同様のものが挙げられる。また、R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。
R104、R105は、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
該鎖状のアルキル基の炭素数は、1~10であることが好ましく、より好ましくは炭素数1~7、さらに好ましくは炭素数1~3である。R104、R105の鎖状のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト用溶剤への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。また、R104、R105の鎖状のアルキル基においては、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなるため好ましい。前記鎖状のアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70~100%、さらに好ましくは90~100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基である。
式(b-2)中、V102、V103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基であり、それぞれ、式(b-1)中のV101と同様のものが挙げられる。
式(b-2)中、L101、L102は、それぞれ独立に単結合又は酸素原子である。
Anion portion of component (b-2) In formula (b-2), R 104 and R 105 are each independently an optionally substituted cyclic group and an optionally substituted chain. a linear alkyl group, or a chain alkenyl group which may have a substituent, respectively, a cyclic group which may have a substituent , a substituted Examples thereof include the same as the chain alkyl group optionally having a group or the chain alkenyl group optionally having a substituent. In addition, R 104 and R 105 may combine with each other to form a ring.
R 104 and R 105 are preferably a chain alkyl group which may have a substituent, and are a linear or branched alkyl group, or a linear or branched fluorinated alkyl group. is more preferred.
The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, and still more preferably 1 to 3 carbon atoms. The chain alkyl groups of R 104 and R 105 preferably have a smaller number of carbon atoms within the range of the number of carbon atoms described above, for reasons such as good solubility in resist solvents. In addition, in the chain alkyl groups of R 104 and R 105 , the greater the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms, the stronger the acid strength, which is preferable. The proportion of fluorine atoms in the chain alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. is a perfluoroalkyl group.
In formula (b-2), V 102 and V 103 are each independently a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group, each of which is the same as V 101 in formula (b-1) mentioned.
In formula (b-2), L 101 and L 102 are each independently a single bond or an oxygen atom.
・(b-3)成分のアニオン部
式(b-3)中、R106~R108は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、前記式(b-1)中のR101における、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基と同様のものが挙げられる。
L103~L105は、それぞれ独立に、単結合、-CO-又は-SO2-である。
Anion portion of component (b-3) In formula (b-3), R 106 to R 108 are each independently a cyclic group which may have a substituent, a chain which may have a substituent a linear alkyl group, or a chain alkenyl group which may have a substituent, respectively , a cyclic group which may have a substituent, a substituted Examples thereof include the same as the chain alkyl group optionally having a group or the chain alkenyl group optionally having a substituent.
L 103 to L 105 are each independently a single bond, -CO- or -SO 2 -.
{カチオン部}
式(b-1)、(b-2)及び(b-3)中、mは1以上の整数であって、M’m+はm価のオニウムカチオンであり、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオンが好適に挙げられ、例えば上記式(ca-1-1)~(ca-1-78)、(ca-1-101)~(ca-1-149)でそれぞれ表される有機カチオンが挙げられる。
{cation part}
In formulas (b-1), (b-2) and (b-3), m is an integer of 1 or more, M'm+ is an m-valent onium cation, preferably a sulfonium cation or an iodonium cation. Examples include organic cations represented by the above formulas (ca-1-1) to (ca-1-78) and (ca-1-101) to (ca-1-149), respectively.
また、式(b-1)、(b-2)及び(b-3)中のM’m+としては、ジフェニルヨードニウムカチオン、ビス(4-tert-ブチルフェニル)ヨードニウムカチオン、上記式(ca-3-1)~(ca-3-6)でそれぞれ表されるカチオン、上記式(ca-4-1)~(ca-4-2)でそれぞれ表されるカチオンも挙げられる。 M′ m+ in formulas (b-1), (b-2) and (b-3) includes diphenyliodonium cation, bis(4-tert-butylphenyl)iodonium cation, -1) to (ca-3-6), and cations represented by the above formulas (ca-4-1) to (ca-4-2).
上記の中でも、カチオン部[(M’m+)1/m]は、式(ca-1-1)~(ca-1-78)、(ca-1-101)~(ca-1-149)でそれぞれ表される有機カチオンでそれぞれ表される有機カチオンがより好ましい。 Among the above, the cation moieties [(M′ m+ ) 1/m ] are represented by the formulas (ca-1-1) to (ca-1-78), (ca-1-101) to (ca-1-149) The organic cations respectively represented by the organic cations respectively represented by are more preferable.
本実施形態におけるレジスト組成物において、(B2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(B2)成分を含有する場合、レジスト組成物中、(B2)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、50質量部以下が好ましく、1~40質量部がより好ましく、5~30質量部がさらに好ましい。
また、レジスト組成物が(B2)成分を含有する場合、レジスト組成物中、(A)成分に作用する酸を発生する酸発生剤成分(B)成分全体のうち、(B2)成分の含有量は、例えば、50質量%以下であり、30質量%以下がより好ましく、0質量%以上5質量%以下がさらに好ましい。
(B2)成分の含有量を上記範囲とすることで、パターン形成が充分に行われる。
In the resist composition of the present embodiment, the component (B2) may be used singly or in combination of two or more.
When the resist composition contains component (B2), the content of component (B2) in the resist composition is preferably 50 parts by mass or less, and 1 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). is more preferred, and 5 to 30 parts by mass is even more preferred.
When the resist composition contains the component (B2), the content of the component (B2) among the total acid generator components (B) that generate an acid acting on the component (A) in the resist composition is, for example, 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 0% by mass or more and 5% by mass or less.
By setting the content of the component (B2) within the above range, pattern formation is sufficiently performed.
≪(D)成分≫
本実施形態におけるレジスト組成物は、(A)成分及び(B)成分に加えて、さらに、酸拡散制御剤成分(以下「(D)成分」という。)を含有してもよい。(D)成分は、レジスト組成物において露光により発生する酸をトラップするクエンチャー(酸拡散制御剤)として作用するものである。
(D)成分としては、例えば、含窒素有機化合物(D1)(以下「(D1)成分」、該(D1)成分に該当しない露光により分解して酸拡散制御性を失う光崩壊性塩基(D2)(以下「(D2)成分」という。)という。)等が挙げられる。
(D)成分を含有するレジスト組成物とすることで、レジストパターンを形成する際に、レジスト膜の露光部と未露光部とのコントラストをより向上させることができる。
<<(D) component>>
The resist composition in the present embodiment may further contain an acid diffusion controller component (hereinafter referred to as "component (D)") in addition to components (A) and (B). Component (D) acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps acid generated by exposure in the resist composition.
Component (D) includes, for example, a nitrogen-containing organic compound (D1) (hereinafter referred to as "(D1) component"), a photodegradable base (D2 ) (hereinafter referred to as “(D2) component”).
By using the resist composition containing the component (D), the contrast between the exposed and unexposed portions of the resist film can be further improved when forming a resist pattern.
・(D1)成分について
(D1)成分は、塩基成分であって、レジスト組成物中で酸拡散制御剤として作用する含窒素有機化合物成分である。
- Component (D1) Component (D1) is a base component and is a nitrogen-containing organic compound component that acts as an acid diffusion controller in the resist composition.
(D1)成分としては、酸拡散制御剤として作用するものであれば特に限定されず、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン等が挙げられる。 Component (D1) is not particularly limited as long as it functions as an acid diffusion controller, and examples thereof include aliphatic amines and aromatic amines.
脂肪族アミンは、中でも、第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。
脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素数が1~12であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNH3の水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンもしくはアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
アルキルアミンおよびアルキルアルコールアミンの具体例としては、n-ヘキシルアミン、n-ヘプチルアミン、n-オクチルアミン、n-ノニルアミン、n-デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、ジ-n-ヘプチルアミン、ジ-n-オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリ-n-ペンチルアミン、トリ-n-ヘキシルアミン、トリ-n-ヘプチルアミン、トリ-n-オクチルアミン、トリ-n-ノニルアミン、トリ-n-デシルアミン、トリ-n-ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ-n-オクタノールアミン、トリ-n-オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミンが挙げられる。これらの中でも、炭素数5~10のトリアルキルアミンがさらに好ましく、トリ-n-ペンチルアミン又はトリ-n-オクチルアミンが特に好ましい。
Among the aliphatic amines, secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are preferred.
Aliphatic amines are amines having one or more aliphatic groups, which preferably have 1 to 12 carbon atoms.
Aliphatic amines include amines (alkylamines or alkylalcohol amines) in which at least one hydrogen atom of ammonia NH3 is substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms, or cyclic amines.
Specific examples of alkylamines and alkylalcoholamines include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine and n-decylamine; - dialkylamines such as n-heptylamine, di-n-octylamine, dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine , tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, tri-n-dodecylamine; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, trialkylamine; Alkyl alcohol amines such as isopropanolamine, di-n-octanolamine and tri-n-octanolamine are included. Among these, trialkylamines having 5 to 10 carbon atoms are more preferable, and tri-n-pentylamine or tri-n-octylamine is particularly preferable.
環式アミンとしては、たとえば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
脂肪族単環式アミンとして、具体的には、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
脂肪族多環式アミンとしては、炭素数が6~10のものが好ましく、具体的には、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノネン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
Cyclic amines include, for example, heterocyclic compounds containing a nitrogen atom as a heteroatom. The heterocyclic compound may be monocyclic (aliphatic monocyclic amine) or polycyclic (aliphatic polycyclic amine).
Specific examples of aliphatic monocyclic amines include piperidine and piperazine.
As the aliphatic polycyclic amine, those having 6 to 10 carbon atoms are preferable, and specifically, 1,5-diazabicyclo[4.3.0]-5-nonene, 1,8-diazabicyclo[5. 4.0]-7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane and the like.
その他脂肪族アミンとしては、トリス(2-メトキシメトキシエチル)アミン、トリス{2-(2-メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2-(2-メトキシエトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2-(1-メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2-(1-エトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2-(1-エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2-{2-(2-ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミン、トリエタノールアミントリアセテート等が挙げられ、トリエタノールアミントリアセテートが好ましい。 Other aliphatic amines include tris(2-methoxymethoxyethyl)amine, tris{2-(2-methoxyethoxy)ethyl}amine, tris{2-(2-methoxyethoxymethoxy)ethyl}amine, tris{2- (1-Methoxyethoxy)ethyl}amine, Tris{2-(1-ethoxyethoxy)ethyl}amine, Tris{2-(1-ethoxypropoxy)ethyl}amine, Tris[2-{2-(2-hydroxyethoxy) ) ethoxy}ethyl]amine, triethanolamine triacetate, etc., and triethanolamine triacetate is preferred.
芳香族アミンとしては、4-ジメチルアミノピリジン、ピロール、インドール、ピラゾール、イミダゾールまたはこれらの誘導体、トリベンジルアミン、アニリン化合物、N-tert-ブトキシカルボニルピロリジン等が挙げられる。 Aromatic amines include 4-dimethylaminopyridine, pyrrole, indole, pyrazole, imidazole or derivatives thereof, tribenzylamine, aniline compounds, N-tert-butoxycarbonylpyrrolidine and the like.
(D1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D1)成分は、上記の中でも、芳香族アミンが好ましく、アニリン化合物がより好ましい。アニリン化合物としては、例えば、2,6-ジイソプロピルアニリン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジブチルアニリン、N,N-ジヘキシルアニリン等が挙げられる。
(D1) component may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Among the above, the component (D1) is preferably an aromatic amine, more preferably an aniline compound. Examples of aniline compounds include 2,6-diisopropylaniline, N,N-dimethylaniline, N,N-dibutylaniline, N,N-dihexylaniline and the like.
・(D2)成分について
(D2)成分としては、露光により分解して酸拡散制御性を失うものであれば特に限定されず、下記一般式(d2-1)で表される化合物(以下「(d2-1)成分」という。)、下記一般式(d2-2)で表される化合物(以下「(d2-2)成分」という。)及び下記一般式(d2-3)で表される化合物(以下「(d2-3)成分」という。)からなる群より選ばれる1種以上の化合物が好ましい。
(d2-1)~(d2-3)成分は、レジスト膜の露光部において分解して酸拡散制御性(塩基性)を失うためクエンチャーとして作用せず、レジスト膜の未露光部においてクエンチャーとして作用する。
Regarding the (D2) component The (D2) component is not particularly limited as long as it is decomposed by exposure to lose the acid diffusion controllability, and is a compound represented by the following general formula (d2-1) (hereinafter "( d2-1) component”), compounds represented by the following general formula (d2-2) (hereinafter referred to as “(d2-2) components”), and compounds represented by the following general formula (d2-3) (hereinafter referred to as "component (d2-3)"). One or more compounds selected from the group consisting of are preferred.
Components (d2-1) to (d2-3) do not act as quenchers because they decompose in the exposed areas of the resist film and lose the acid diffusion controllability (basicity), and act as quenchers in the unexposed areas of the resist film. acts as
{(d2-1)成分}
・アニオン部
式(d2-1)中、Rd1は、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ前記式(b-1)中のR101等と同様のものが挙げられる。
これらのなかでも、Rd1としては、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、置換基を有してもよい脂肪族環式基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルキル基が好ましい。これらの基が有してもよい置換基としては、水酸基、オキソ基、アルキル基、アリール基、フッ素原子、フッ素化アルキル基、上記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、エーテル結合、エステル結合、またはこれらの組み合わせが挙げられる。エーテル結合やエステル結合を置換基として含む場合、アルキレン基を介していてもよく、この場合の置換基としては、上記式(y-al-1)~(y-al-5)でそれぞれ表される連結基が好ましい。
前記芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビシクロオクタン骨格を含む多環構造(例えば、ビシクロオクタン骨格の環構造とこれ以外の環構造とからなる多環構造など)が好適に挙げられる。
前記脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
前記鎖状のアルキル基としては、炭素数が1~10であることが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の直鎖状のアルキル基;1-メチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基等の分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
{(d2-1) component}
Anion portion In formula (d2-1), Rd 1 is an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or an optionally substituted It is a chain alkenyl group, and includes the same groups as R 101 and the like in formula (b-1) above.
Among these, Rd 1 is an optionally substituted aromatic hydrocarbon group, an optionally substituted aliphatic cyclic group, or an optionally substituted chain-like Alkyl groups are preferred. Examples of substituents that these groups may have include a hydroxyl group, an oxo group, an alkyl group, an aryl group, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group, and general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7). ), an ether bond, an ester bond, or a combination thereof. When it contains an ether bond or an ester bond as a substituent, it may be via an alkylene group, and the substituents in this case are represented by the above formulas (y-al-1) to (y-al-5), respectively. is preferred.
Preferred examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a naphthyl group, and a polycyclic structure containing a bicyclooctane skeleton (for example, a polycyclic structure consisting of a ring structure of a bicyclooctane skeleton and a ring structure other than this). be done.
More preferably, the aliphatic cyclic group is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, Linear alkyl groups such as nonyl group and decyl group; 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl 2-ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and other branched alkyl groups.
前記鎖状のアルキル基が置換基としてフッ素原子又はフッ素化アルキル基を有するフッ素化アルキル基である場合、フッ素化アルキル基の炭素数は、1~11が好ましく、1~8がより好ましく、1~4がさらに好ましい。該フッ素化アルキル基は、フッ素原子以外の原子を含有してもよい。フッ素原子以外の原子としては、たとえば酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
Rd1としては、直鎖状のアルキル基を構成する一部又は全部の水素原子がフッ素原子により置換されたフッ素化アルキル基であることが好ましく、直鎖状のアルキル基を構成する水素原子の全てがフッ素原子で置換されたフッ素化アルキル基(直鎖状のパーフルオロアルキル基)であることが特に好ましい。
When the chain alkyl group is a fluorinated alkyl group having a fluorine atom or a fluorinated alkyl group as a substituent, the number of carbon atoms in the fluorinated alkyl group is preferably 1 to 11, more preferably 1 to 8, and 1 ~4 is more preferred. The fluorinated alkyl group may contain atoms other than fluorine atoms. Atoms other than a fluorine atom include, for example, an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and the like.
Rd 1 is preferably a fluorinated alkyl group in which some or all of the hydrogen atoms constituting the linear alkyl group are substituted with fluorine atoms, and the number of hydrogen atoms constituting the linear alkyl group is preferably A fluorinated alkyl group (straight-chain perfluoroalkyl group) in which all are substituted with fluorine atoms is particularly preferred.
以下に(d2-1)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 Preferred specific examples of the anion portion of component (d2-1) are shown below.
・カチオン部
式(d2-1)中、M’m+は、m価のオニウムカチオンである。
M’m+のオニウムカチオンとしては、前記一般式(ca-1)~(ca-4)でそれぞれ表されるカチオンと同様のものが好適に挙げられ、前記一般式(ca-1)で表されるカチオンがより好ましく、前記式(ca-1-1)~(ca-1-78)、(ca-1-101)~(ca-1-149)でそれぞれ表されるカチオンがさらに好ましい。
(d2-1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Cation Moiety In formula (d2-1), M′ m+ is an m-valent onium cation.
As the onium cation of M'm + , the same cations as those represented by the general formulas (ca-1) to (ca-4) are preferably mentioned, and the onium cation represented by the general formula (ca-1) is are more preferred, and cations represented by the formulas (ca-1-1) to (ca-1-78) and (ca-1-101) to (ca-1-149) are more preferred.
Component (d2-1) may be used alone or in combination of two or more.
{(d2-2)成分}
・アニオン部
式(d2-2)中、Rd2は、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、前記式(b-1)中のR101等と同様のものが挙げられる。
但し、Rd2における、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していない(フッ素置換されていない)ものとする。これにより、(d2-2)成分のアニオンが適度な弱酸アニオンとなり、(D2)成分としてのクエンチング能が向上する。
Rd2としては、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい脂肪族環式基であることが好ましい。鎖状のアルキル基としては、炭素数1~10であることが好ましく、3~10であることがより好ましい。脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等から1個以上の水素原子を除いた基(置換基を有してもよい);カンファー等から1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
Rd2の炭化水素基は置換基を有してもよく、該置換基としては、前記式(d2-1)のRd1における炭化水素基(芳香族炭化水素基、脂肪族環式基、鎖状のアルキル基)が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
{(d2-2) component}
Anion portion In formula (d2-2), Rd 2 is an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or an optionally substituted It is a chain alkenyl group, and examples thereof include those similar to R 101 and the like in the formula (b-1).
However, the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 is not bonded to a fluorine atom (not fluorine-substituted). As a result, the anion of the component (d2-2) becomes a moderately weak acid anion, and the quenching ability of the component (D2) is improved.
Rd 2 is preferably an optionally substituted chain alkyl group or an optionally substituted aliphatic cyclic group. The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms. Aliphatic cyclic groups include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, and the like (which may have substituents); is more preferably a group from which a hydrogen atom is removed.
The hydrocarbon group of Rd 2 may have a substituent, and examples of the substituent include the hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon group, aliphatic cyclic group, chain and the same substituents as those that may be possessed by the alkyl group).
以下に(d2-2)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 Preferred specific examples of the anion portion of component (d2-2) are shown below.
・カチオン部
式(d2-2)中、M’m+は、m価のオニウムカチオンであり、前記式(d2-1)中のM’m+と同様である。
(d2-2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Cation Moiety In formula (d2-2), M′ m+ is an m-valent onium cation, which is the same as M′ m+ in formula (d2-1).
The component (d2-2) may be used singly or in combination of two or more.
{(d2-3)成分}
・アニオン部
式(d2-3)中、Rd3は置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、前記式(b-1)中のR101等と同様のものが挙げられ、フッ素原子を含む環式基、鎖状のアルキル基、又は鎖状のアルケニル基であることが好ましい。中でも、フッ素化アルキル基が好ましく、前記Rd1のフッ素化アルキル基と同様のものがより好ましい。
{(d2-3) component}
Anion portion In formula (d2-3), Rd 3 is an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or an optionally substituted chain is a linear alkenyl group, including the same as R 101 in the formula (b-1), and is a cyclic group containing a fluorine atom, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group is preferred. Among them, a fluorinated alkyl group is preferred, and the same fluorinated alkyl group as Rd 1 is more preferred.
式(d2-3)中、Rd4は、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、前記式(b-1)中のR101等と同様のものが挙げられる。
なかでも、置換基を有してもよいアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、環式基であることが好ましい。
Rd4におけるアルキル基は、炭素数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。Rd4のアルキル基の水素原子の一部が水酸基、シアノ基等で置換されていてもよい。
Rd4におけるアルコキシ基は、炭素数1~5のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~5のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基が挙げられる。なかでも、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
In formula (d2-3), Rd 4 is an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or an optionally substituted chain It is an alkenyl group, and examples thereof include those similar to R 101 and the like in the formula (b-1).
Among them, an optionally substituted alkyl group, alkoxy group, alkenyl group, and cyclic group are preferable.
The alkyl group for Rd 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group and an isobutyl group. , tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. A portion of the hydrogen atoms of the alkyl group of Rd4 may be substituted with a hydroxyl group, a cyano group, or the like.
The alkoxy group for Rd 4 is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and specific examples of the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n- butoxy group and tert-butoxy group. Among them, a methoxy group and an ethoxy group are preferable.
Rd4におけるアルケニル基は、前記式(b-1)中のR101等と同様のものが挙げられ、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、1-メチルプロペニル基、2-メチルプロペニル基が好ましい。これらの基はさらに置換基として、炭素数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のハロゲン化アルキル基を有してもよい。 Examples of the alkenyl group for Rd 4 include those similar to R 101 and the like in the formula (b-1), preferably vinyl group, propenyl group (allyl group), 1-methylpropenyl group, and 2-methylpropenyl group. . These groups may further have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
Rd4における環式基は、前記式(b-1)中のR101等と同様のものが挙げられ、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた脂環式基、又は、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基が好ましい。Rd4が脂環式基である場合、レジスト組成物が有機溶剤に良好に溶解することにより、リソグラフィー特性が良好となる。 Examples of the cyclic group for Rd 4 include those similar to R 101 in the formula (b-1), and cycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. An alicyclic group obtained by removing one or more hydrogen atoms from , or an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group is preferable. When Rd 4 is an alicyclic group, the resist composition dissolves well in organic solvents, resulting in good lithography properties.
式(d2-3)中、Yd1は、単結合または2価の連結基である。
Yd1における2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有してもよい2価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が挙げられる。これらはそれぞれ、上記式(a10-1)中のYax1における2価の連結基についての説明のなかで挙げた、置換基を有してもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基と同様のものが挙げられる。
Yd1としては、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、アルキレン基又はこれらの組み合わせであることが好ましい。アルキレン基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基であることがより好ましく、メチレン基又はエチレン基であることがさらに好ましい。
In formula (d2-3), Yd 1 is a single bond or a divalent linking group.
The divalent linking group for Yd 1 is not particularly limited, but may be a divalent hydrocarbon group (aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group) optionally having a substituent, a bivalent heteroatom-containing and the like. Each of these is a divalent hydrocarbon group optionally having a substituent, a heteroatom-containing 2 The same as the valence linking group can be mentioned.
Yd 1 is preferably a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, an alkylene group, or a combination thereof. The alkylene group is more preferably a linear or branched alkylene group, more preferably a methylene group or an ethylene group.
以下に(d2-3)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 Preferred specific examples of the anion portion of component (d2-3) are shown below.
・カチオン部
式(d2-3)中、M’m+は、m価のオニウムカチオンであり、前記式(d2-1)中のM’m+と同様である。
(d2-3)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Cation Moiety In formula (d2-3), M′ m+ is an m-valent onium cation, which is the same as M′ m+ in formula (d2-1).
Component (d2-3) may be used alone or in combination of two or more.
(D2)成分は、上記(d2-1)~(d2-3)成分のいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
レジスト組成物が(D2)成分を含有する場合、レジスト組成物中、(D2)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5~35質量部が好ましく、1~25質量部がより好ましく、2~20質量部がさらに好ましく、3~15質量部が特に好ましい。
(D2)成分の含有量が好ましい下限値以上であると、特に良好なリソグラフィー特性及びレジストパターン形状が得られやすい。一方、上限値以下であると、他成分とのバランスをとることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
As the component (D2), any one of the above components (d2-1) to (d2-3) may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
When the resist composition contains component (D2), the content of component (D2) in the resist composition is preferably 0.5 to 35 parts by mass, preferably 1 to 35 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). 25 parts by mass is more preferable, 2 to 20 parts by mass is more preferable, and 3 to 15 parts by mass is particularly preferable.
When the content of the component (D2) is at least the preferred lower limit, particularly good lithography properties and resist pattern shape are likely to be obtained. On the other hand, if it is equal to or less than the upper limit, the balance with other components can be achieved, and various lithography properties will be improved.
(D2)成分の製造方法:
前記の(d2-1)成分、(d2-2)成分の製造方法は、特に限定されず、公知の方法により製造することができる。
また、(d2-3)成分の製造方法は、特に限定されず、例えば、US2012-0149916号公報に記載の方法と同様にして製造される。
Method for producing component (D2):
The method for producing the components (d2-1) and (d2-2) is not particularly limited, and they can be produced by known methods.
In addition, the method for producing component (d2-3) is not particularly limited, and for example, it is produced in the same manner as the method described in US2012-0149916.
≪(E)成分:有機カルボン酸並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物≫
本実施形態におけるレジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下「(E)成分」という)を含有させることができる。
<<Component (E): At least one compound selected from the group consisting of organic carboxylic acids, phosphorus oxoacids, and derivatives thereof>>
The resist composition in the present embodiment contains an organic carboxylic acid, an oxoacid of phosphorus, and a derivative thereof as optional components for the purpose of preventing deterioration of sensitivity and improving resist pattern shape, storage stability over time, and the like. At least one compound (E) selected from the group (hereinafter referred to as "(E) component") can be contained.
有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などが好適である。
リンのオキソ酸としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
リンのオキソ酸の誘導体としては、例えば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素数1~5のアルキル基、炭素数6~15のアリール基等が挙げられる。
リン酸の誘導体としては、リン酸ジ-n-ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸-ジ-n-ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
ホスフィン酸の誘導体としては、ホスフィン酸エステルやフェニルホスフィン酸などが挙げられる。
Suitable examples of organic carboxylic acids include acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, hydroxybenzoic acid, salicylic acid, phthalic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid.
Phosphorus oxoacids include phosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid, etc. Among these, phosphonic acid is particularly preferred.
Examples of the oxoacid derivative of phosphorus include esters obtained by substituting a hydrogen atom of the above oxoacid with a hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, 15 aryl groups and the like.
Derivatives of phosphoric acid include phosphoric acid esters such as di-n-butyl phosphate and diphenyl phosphate.
Phosphonic acid derivatives include phosphonic acid esters such as dimethyl phosphonic acid, di-n-butyl phosphonic acid, phenylphosphonic acid, diphenyl phosphonic acid and dibenzyl phosphonic acid.
Phosphinic acid derivatives include phosphinic acid esters and phenylphosphinic acid.
(E)成分は、上記の中でも、有機カルボン酸が好ましく、芳香族カルボン酸がより好ましい。具体的には、安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸等が挙げられる。 Among the above, the component (E) is preferably an organic carboxylic acid, more preferably an aromatic carboxylic acid. Specific examples include benzoic acid, hydroxybenzoic acid, salicylic acid, phthalic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid.
本実施形態におけるレジスト組成物において、(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(E)成分を含有する場合、(E)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.01~5質量部であることが好ましく、0.1~1.5質量部であることがより好ましい。
上記範囲とすることにより、他成分とのバランスをとることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
In the resist composition of the present embodiment, the component (E) may be used singly or in combination of two or more.
When the resist composition contains component (E), the content of component (E) is preferably 0.01 to 5 parts by mass, preferably 0.1 to 1 part by mass, per 100 parts by mass of component (A). 0.5 parts by mass is more preferred.
By setting the amount within the above range, the balance with other components can be achieved, and various lithography properties can be improved.
≪(F)成分:フッ素添加剤成分≫
本実施形態におけるレジスト組成物は、レジスト膜に撥水性を付与するため又はリソグラフィー特性を向上させるために、フッ素添加剤成分(以下「(F)成分」という)を含有してもよい。
(F)成分としては、例えば、特開2010-002870号公報、特開2010-032994号公報、特開2010-277043号公報、特開2011-13569号公報、特開2011-128226号公報に記載の含フッ素高分子化合物を用いることができる。
(F)成分としてより具体的には、下記式(f1-1)で表される構成単位(f1)を有する重合体が挙げられる。この重合体としては、下記式(f1-1)で表される構成単位(f1)のみからなる重合体(ホモポリマー);該構成単位(f1)と前記構成単位(a4)との共重合体;該構成単位(f1)と前記構成単位(a1)との共重合体;該構成単位(f1)とアクリル酸又はメタクリル酸から誘導される構成単位と前記構成単位(a1)との共重合体であることが好ましい。ここで、該構成単位(f1)と共重合される前記構成単位(a1)としては、1-エチル-1-シクロオクチル(メタ)アクリレートから誘導される構成単位、1-メチル-1-アダマンチル(メタ)アクリレートから誘導される構成単位が好ましい。
<<(F) component: Fluorine additive component>>
The resist composition in the present embodiment may contain a fluorine additive component (hereinafter referred to as "component (F)") in order to impart water repellency to the resist film or improve lithography properties.
As the component (F), for example, JP-A-2010-002870, JP-A-2010-032994, JP-A-2010-277043, JP-A-2011-13569, JP-A-2011-128226. can be used.
More specific examples of component (F) include polymers having a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1). Examples of this polymer include a polymer (homopolymer) consisting only of a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1); a copolymer of the structural unit (f1) and the structural unit (a4). a copolymer of the structural unit (f1) and the structural unit (a1); a copolymer of the structural unit (f1), a structural unit derived from acrylic acid or methacrylic acid, and the structural unit (a1) is preferably Here, as the structural unit (a1) to be copolymerized with the structural unit (f1), a structural unit derived from 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth)acrylate, 1-methyl-1-adamantyl ( Structural units derived from meth)acrylates are preferred.
式(f1-1)中、α位の炭素原子に結合したRは、前記と同様である。Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。
式(f1-1)中、Rf102およびRf103のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1~5のアルキル基としては、上記Rの炭素数1~5のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1~5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、炭素数1~5のアルキル基の水素原子の一部または全部が、ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。なかでもRf102およびRf103としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1~5のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基、またはエチル基が好ましい。
In formula (f1-1), R bonded to the α-position carbon atom is the same as described above. R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
In formula (f1-1), the halogen atoms of Rf 102 and Rf 103 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, with a fluorine atom being particularly preferred. Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for Rf 102 and Rf 103 include the same alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms as the above R, and a methyl group or an ethyl group is preferable. Specific examples of the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103 include groups in which some or all of the hydrogen atoms in the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms. be done. The halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferred. Among them, Rf 102 and Rf 103 are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or an ethyl group.
式(f1-1)中、nf1は0~5の整数であり、0~3の整数が好ましく、0又は1であることがより好ましい。 In formula (f1-1), nf 1 is an integer of 0 to 5, preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
式(f1-1)中、Rf101は、フッ素原子を含む有機基であり、フッ素原子を含む炭化水素基であることが好ましい。
フッ素原子を含む炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよく、炭素数は1~20であることが好ましく、炭素数1~15であることがより好ましく、炭素数1~10が特に好ましい。
また、フッ素原子を含む炭化水素基は、当該炭化水素基における水素原子の25%以上がフッ素化されていることが好ましく、50%以上がフッ素化されていることがより好ましく、60%以上がフッ素化されていることが、浸漬露光時のレジスト膜の疎水性が高まることから特に好ましい。
なかでも、Rf101としては、炭素数1~6のフッ素化炭化水素基がより好ましく、トリフルオロメチル基、-CH2-CF3、-CH2-CF2-CF3、-CH(CF3)2、-CH2-CH2-CF3、-CH2-CH2-CF2-CF2-CF2-CF3が特に好ましい。
In formula (f1-1), Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom, preferably a hydrocarbon group containing a fluorine atom.
The hydrocarbon group containing a fluorine atom may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms. , and 1 to 10 carbon atoms are particularly preferred.
In the hydrocarbon group containing a fluorine atom, 25% or more of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are preferably fluorinated, more preferably 50% or more are fluorinated, and 60% or more are Fluorination is particularly preferred because the hydrophobicity of the resist film during immersion exposure increases.
Among them, Rf 101 is more preferably a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, such as a trifluoromethyl group, —CH 2 —CF 3 , —CH 2 —CF 2 —CF 3 , —CH(CF 3 ) 2 , -CH 2 -CH 2 -CF 3 , -CH 2 -CH 2 -CF 2 -CF 2 -CF 2 -CF 3 are particularly preferred.
(F)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、1000~50000が好ましく、5000~40000がより好ましく、10000~30000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのにレジスト用溶剤への充分な溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
(F)成分の分散度(Mw/Mn)は、1.0~5.0が好ましく、1.0~3.0がより好ましく、1.2~2.5が最も好ましい。
The weight-average molecular weight (Mw) of component (F) (polystyrene equivalent by gel permeation chromatography) is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 5,000 to 40,000, and most preferably 10,000 to 30,000. When the upper limit value of this range or less, there is sufficient solubility in a resist solvent for use as a resist, and when it is more than the lower limit value of this range, dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good. .
The dispersity (Mw/Mn) of component (F) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5.
本実施形態におけるレジスト組成物において、(F)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(F)成分を含有する場合、(F)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.5~10質量部の割合で用いられる。
In the resist composition of this embodiment, the component (F) may be used alone or in combination of two or more.
When the resist composition contains the (F) component, the content of the (F) component is usually used in a proportion of 0.5 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the (A) component.
≪(S)成分:有機溶剤成分≫
本実施形態におけるレジスト組成物は、レジスト材料を有機溶剤成分(以下「(S)成分」という)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジスト組成物の溶剤として公知のものの中から任意のものを適宜選択して用いることができる。
(S)成分としては、例えば、γ-ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル-n-ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2-ヘプタノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)等が挙げられる。
本実施形態におけるレジスト組成物において、(S)成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
なかでも、PGMEA、PGME、γ-ブチロラクトン、プロピレンカーボネート、EL、シクロヘキサノンが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶剤も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてEL又はシクロヘキサノンを配合する場合は、PGMEA:EL又はシクロヘキサノンの質量比は、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2、さらに好ましくは3:7~7:3である。さらに、PGMEAとPGMEとシクロヘキサノンとの混合溶剤も好ましい。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種と、γ-ブチロラクトン及びプロピレンカーボネートの中から選ばれる少なくとも一種との混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者との質量比が、好ましくは60:40~99:1、より好ましくは70:30~95:5とされる。
(S)成分の使用量は、特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が0.1~20質量%、好ましくは0.2~15質量%の範囲内となるように(S)成分は用いられる。
<<(S) component: organic solvent component>>
The resist composition in the present embodiment can be produced by dissolving a resist material in an organic solvent component (hereinafter referred to as "(S) component").
As the component (S), any component that can dissolve each component to be used and form a uniform solution can be used. It can be selected and used.
Component (S) includes, for example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, 2-heptanone, ethylene carbonate and propylene carbonate; ethylene Polyhydric alcohols such as glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate, and the polyhydric alcohols Or derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having an ether bond such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether, etc. or monophenyl ether of compounds having an ester bond [among these , propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PGME) are preferred]; cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, pyruvin Esters such as methyl acid, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, and ethyl ethoxypropionate; anisole, ethylbenzyl ether, cresyl methyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetole, butylphenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene , isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, and mesitylene, and dimethylsulfoxide (DMSO).
In the resist composition of the present embodiment, the (S) component may be used singly or as a mixed solvent of two or more.
Among them, PGMEA, PGME, γ-butyrolactone, propylene carbonate, EL, and cyclohexanone are preferred.
A mixed solvent obtained by mixing PGMEA and a polar solvent is also preferable. The blending ratio (mass ratio) thereof may be appropriately determined in consideration of compatibility between PGMEA and the polar solvent, etc., preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2. It is preferable to be within the range.
More specifically, when EL or cyclohexanone is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA:EL or cyclohexanone is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2. . Further, when PGME is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA:PGME is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2, still more preferably 3:7 to 7: 3. Further, a mixed solvent of PGMEA, PGME and cyclohexanone is also preferred.
Further, as the component (S), a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and at least one selected from γ-butyrolactone and propylene carbonate is also preferable. In this case, as a mixing ratio, the mass ratio of the former to the latter is preferably 60:40 to 99:1, more preferably 70:30 to 95:5.
The amount of the component (S) to be used is not particularly limited, and is appropriately set according to the coating film thickness at a concentration that can be applied to the substrate or the like. The component (S) is generally used so that the resist composition has a solid content concentration of 0.1 to 20 mass %, preferably 0.2 to 15 mass %.
本実施形態におけるレジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。 The resist composition of the present invention further optionally contains miscible additives such as additional resins, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents to improve the performance of the resist film. , dyes, etc. can be added and contained as appropriate.
以上説明した本実施形態のノニオン界面活性剤を含むアルカリ現像液で現像して、レジストパターンを形成するレジストパターン形成方法は、特定のレジスト組成物、すなわち、上述の(A)成分と(B)成分とを含有し、前記(B)成分が(B1)成分を含むレジスト組成物が用いられるため、レジスト膜の未露光部のディフェクトの発生を低減でき、かつ良好な形状のレジストパターンを形成することができる。 The method of forming a resist pattern by developing with an alkali developer containing a nonionic surfactant according to the present embodiment described above, and forming a resist pattern, involves using a specific resist composition, that is, the components (A) and (B) described above. component, wherein the component (B) contains the component (B1), so that the occurrence of defects in the unexposed area of the resist film can be reduced, and a resist pattern with a good shape can be formed. be able to.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
<レジスト組成物の調製>
表1に示す各成分を混合して溶解し、レジスト組成物(1)~(5)をそれぞれ調製した。
<Preparation of resist composition>
Each component shown in Table 1 was mixed and dissolved to prepare resist compositions (1) to (5).
表1中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は配合量(質量部)である。 In Table 1, each abbreviation has the following meaning. The numbers in [ ] are the compounding amounts (parts by mass).
(A)-1:下記の化学式(A-1)で表される高分子化合物。この高分子化合物(A)-1は、該高分子化合物を構成する構成単位を誘導するモノマーを、所定のモル比で用いてラジカル重合させることによって得た。この高分子化合物(A)-1について、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は7000、分子量分散度(Mw/Mn)は1.68。13C-NMRにより求められた共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比)はl/m/n/o=45/30/15/10。 (A)-1: A polymer compound represented by the following chemical formula (A-1). This polymer compound (A)-1 was obtained by radical polymerization using a predetermined molar ratio of monomers that induce the structural units constituting the polymer compound. The polymer compound (A)-1 had a weight average molecular weight (Mw) of 7000 in terms of standard polystyrene and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.68 as determined by GPC measurement. Copolymer composition ratio determined by 13 C-NMR (ratio (molar ratio) of each structural unit in the structural formula is 1/m/n/o = 45/30/15/10.
(B1)-1~(B1)-3:下記の化合物(B1-1)~(B1-3)のそれぞれからなる酸発生剤。 (B1)-1 to (B1)-3: Acid generators each comprising the following compounds (B1-1) to (B1-3).
(B2)-1:下記の化合物(B2-1)からなる酸発生剤。
(B2)-2:下記の化合物(B2-2)からなる酸発生剤。
(B2)-1: Acid generator comprising the following compound (B2-1).
(B2)-2: Acid generator comprising the following compound (B2-2).
(D)-1:下記の化学式(D-1)で表される化合物からなる酸拡散制御剤。
(E)-1:下記の化学式(E-1)で表される化合物。
(F)-1:下記化学式(F-1)で表される含フッ素高分子化合物。GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は23000、分子量分散度(Mw/Mn)は1.40。
(S)-1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル(質量比60/40)の混合溶剤。
(D)-1: Acid diffusion control agent comprising a compound represented by the following chemical formula (D-1).
(E)-1: A compound represented by the following chemical formula (E-1).
(F)-1: A fluorine-containing polymer compound represented by the following chemical formula (F-1). The weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene obtained by GPC measurement was 23000, and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) was 1.40.
(S)-1: Mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate/propylene glycol monomethyl ether (mass ratio 60/40).
<レジストパターンの形成(1)>
(実施例1)
12インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29A」(商品名、ブリューワサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚89nmの有機系反射防止膜を形成した。
表1のレジスト組成物(1)を、上記反射防止膜上にコータ/デベロッパLithius(東京エレクトロン社製)を用いて塗布し、ホットプレート上で、105℃で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚150nmのレジスト膜を形成した。
次に、前記レジスト膜に対し、液浸用ArF露光装置NSR-S609B[ニコン社製;NA(開口数)=1.07,Dipole(in/out=0.78/0.97)with Polano,液浸媒体:水]により、透過型位相シフトマスクを介して、ArFエキシマレーザー(193nm)を選択的に照射した。
その後、100℃で60秒間のPEB処理を行った。
次いで、コータ/デベロッパLithius(東京エレクトロン社製)を用いて、23℃にて、アセチレン系活性剤を含む2.38質量%のTMAH水溶液(商品名:NMD-W、東京応化工業社製)で30秒間のアルカリ現像を行い、その後、純水を用いて30秒間の水リンスを行い、振り切り乾燥を行った。
その結果、レジスト膜の露光部は、上記現像液により溶解除去され、未露光部は残膜した。
<Formation of resist pattern (1)>
(Example 1)
An organic antireflection film composition "ARC29A" (trade name, manufactured by Brewer Science Inc.) is applied onto a 12-inch silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 205°C for 60 seconds to dry. Thus, an organic antireflection film having a thickness of 89 nm was formed.
The resist composition (1) in Table 1 was applied onto the antireflection film using a coater/developer Lithius (manufactured by Tokyo Electron Ltd.) and prebaked (PAB) on a hot plate at 105° C. for 60 seconds. and dried to form a resist film with a film thickness of 150 nm.
Next, an immersion ArF exposure apparatus NSR-S609B [manufactured by Nikon; NA (numerical aperture) = 1.07, Dipole (in/out = 0.78/0.97) with Polano, Immersion medium: water] was selectively irradiated with an ArF excimer laser (193 nm) through a transmission type phase shift mask.
After that, PEB treatment was performed at 100° C. for 60 seconds.
Then, using a coater/developer Lithius (manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.), at 23 ° C., a 2.38% by mass TMAH aqueous solution (trade name: NMD-W, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) containing an acetylene-based activator. Alkaline development was performed for 30 seconds, followed by water rinsing with pure water for 30 seconds, and drying by shaking off.
As a result, the exposed portions of the resist film were dissolved and removed by the developer, and the unexposed portions remained.
(実施例2、3、比較例1、2)
表1のレジスト組成物(1)をそれぞれレジスト組成物(2)~(5)に変更したこと以外は、上記実施例1と同様の方法で、レジストパターンを形成した。なお、実施例2はレジスト組成物(2)、実施例3はレジスト組成物(3)、比較例1はレジスト組成物(4)、比較例2はレジスト組成物(5)を用いた。
但し、実施例1及び2のレジストパターン形成方法は、参考例のレジストパターン形成方法である。
(Examples 2 and 3, Comparative Examples 1 and 2)
A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 above, except that the resist composition (1) in Table 1 was changed to resist compositions (2) to (5). The resist composition (2) was used in Example 2, the resist composition (3) was used in Example 3, the resist composition (4) was used in Comparative Example 1, and the resist composition (5) was used in Comparative Example 2.
However, the resist pattern forming method of Examples 1 and 2 is the resist pattern forming method of the reference example.
<レジストパターンの評価(1)>
[ディフェクトの評価]
上記<レジストパターンの形成(1)>により、形成したレジストパターンについて、表面欠陥観察装置(KLAテンコール社製、製品名:KLA-2371)を用い、未露光部である残膜部分の0.1μm以上のディフェクトの個数を測定した。
ディフェクトの評価は、下記の評価基準に従い、その評価結果を「ディフェクト」として表2に示した。
評価基準
〇:100個以下
×:100個超
<Evaluation of resist pattern (1)>
[Evaluation of defects]
For the resist pattern formed by the above <Formation of resist pattern (1)>, using a surface defect observation device (manufactured by KLA-Tencor, product name: KLA-2371), 0.1 μm of the remaining film portion, which is the unexposed portion, The number of defects described above was measured.
Defects were evaluated according to the following evaluation criteria, and the evaluation results are shown in Table 2 as "Defects".
Evaluation criteria ○: 100 or less ×: more than 100
本発明を適用した実施例1~3のレジストパターン形成方法は、比較例1及び2のレジストパターン形成方法に比べ、未露光部である残膜部分の0.1μm以上のディフェクトの発生が抑制されていることが確認された。その中でも、特に実施例3のレジストパターン形成方法が、ディフェクト発生の抑制効果が高く、実施例3、実施例2、実施例1の順でディフェクト発生の抑制効果が高かった。 In the resist pattern forming methods of Examples 1 to 3 to which the present invention is applied, the occurrence of defects of 0.1 μm or more in the remaining film portion, which is the unexposed portion, is suppressed as compared with the resist pattern forming methods of Comparative Examples 1 and 2. It was confirmed that Among them, the resist pattern forming method of Example 3 was particularly effective in suppressing the occurrence of defects, and the effect of suppressing the occurrence of defects was high in the order of Example 3, Example 2, and Example 1.
<レジストパターンの形成(2)>
(実施例4)
12インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29A」(商品名、ブリューワサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚89nmの有機系反射防止膜を形成した。
表1のレジスト組成物(3)を、上記反射防止膜上にコータ/デベロッパLithius(東京エレクトロン社製)を用いて塗布し、ホットプレート上で、105℃で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚150nmのレジスト膜を形成した。
次に、前記レジスト膜に対し、液浸用ArF露光装置NSR-S609B[ニコン社製;NA(開口数)=1.07,Dipole(in/out=0.78/0.97)with Polano,液浸媒体:水]により、透過型位相シフトマスクを介して、ArFエキシマレーザー(193nm)を選択的に照射した。
その後、100℃で60秒間のPEB処理を行った。
次いで、コータ/デベロッパLithius(東京エレクトロン社製)を用いて、23℃にて、アセチレン系活性剤を含む2.38質量%のTMAH水溶液(商品名:NMD-W、東京応化工業社製)で30秒間のアルカリ現像を行い、その後、純水を用いて30秒間の水リンスを行い、振り切り乾燥を行った。
その結果、ライン幅65nm,ピッチ130nmの1:1のラインアンドスペース(LS)パターンが形成された。
<Formation of resist pattern (2)>
(Example 4)
An organic antireflection film composition "ARC29A" (trade name, manufactured by Brewer Science Inc.) is applied onto a 12-inch silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 205°C for 60 seconds to dry. Thus, an organic antireflection film having a thickness of 89 nm was formed.
The resist composition (3) in Table 1 was applied onto the antireflection film using a coater/developer Lithius (manufactured by Tokyo Electron Ltd.) and prebaked (PAB) on a hot plate at 105° C. for 60 seconds. and dried to form a resist film with a film thickness of 150 nm.
Next, an immersion ArF exposure apparatus NSR-S609B [manufactured by Nikon; NA (numerical aperture) = 1.07, Dipole (in/out = 0.78/0.97) with Polano, Immersion medium: water] was selectively irradiated with an ArF excimer laser (193 nm) through a transmission type phase shift mask.
After that, PEB treatment was performed at 100° C. for 60 seconds.
Then, using a coater/developer Lithius (manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.), at 23 ° C., a 2.38% by mass TMAH aqueous solution (trade name: NMD-W, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) containing an acetylene-based activator. Alkaline development was performed for 30 seconds, followed by water rinsing with pure water for 30 seconds, and drying by shaking off.
As a result, a 1:1 line and space (LS) pattern with a line width of 65 nm and a pitch of 130 nm was formed.
(比較例3)
現像液を、2.38質量%のTMAH水溶液(商品名:NMD-3、東京応化工業株式会社製)に変更したこと以外は、実施例4と同様の方法で、LSパターンを形成した。
(Comparative Example 3)
An LS pattern was formed in the same manner as in Example 4, except that the developer was changed to a 2.38% by mass TMAH aqueous solution (trade name: NMD-3, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.).
<レジストパターンの評価(2)>
[レジストパターン形状の評価]
上記<レジストパターンの形成(2)>によって形成されたLSパターンの断面形状を、走査型電子顕微鏡(商品名:SU-8000、日立ハイテクノロジー社製)を用いて観察し、その形状を評価した。
その結果、本発明を適用した実施例4のレジストパターン形成方法によれば、レジストパターンは矩形性が高く良好な形状であった。一方で、アルカリ現像液にノニオン界面活性剤を含有していない比較例3のレジストパターン形成方法では、アルカリ現像液がレジスト膜に濡れにくくなるなど、解像性の点で問題があり、レジストパターンがテーパー形状になってしまった。
<Evaluation of resist pattern (2)>
[Evaluation of resist pattern shape]
The cross-sectional shape of the LS pattern formed by <Formation of resist pattern (2)> was observed using a scanning electron microscope (trade name: SU-8000, manufactured by Hitachi High-Technology Co., Ltd.), and the shape was evaluated. .
As a result, according to the resist pattern forming method of Example 4 to which the present invention was applied, the resist pattern was highly rectangular and had a good shape. On the other hand, in the resist pattern forming method of Comparative Example 3 in which the alkaline developer does not contain a nonionic surfactant, there is a problem in terms of resolution, such as difficulty in wetting the resist film with the alkaline developer. has become tapered.
以上の結果から、本発明を適用した実施例のレジストパターン形成方法によれば、レジスト膜の未露光部のディフェクトの発生を低減でき、かつ良好な形状のレジストパターンを形成すること、が確認できる。 From the above results, it can be confirmed that according to the resist pattern forming method of the example to which the present invention is applied, the occurrence of defects in the unexposed portion of the resist film can be reduced, and a resist pattern having a favorable shape can be formed. .
Claims (1)
前記レジスト膜を、露光する工程(ii)、及び
前記露光後のレジスト膜を、ノニオン界面活性剤を含むアルカリ現像液で現像して、レジストパターンを形成する工程(iii)、
を有する、レジストパターン形成方法であって、
前記レジスト組成物が、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)と、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)とを含有し、
前記酸発生剤成分(B)が、下記一般式(b1-1)で表される化合物(B1)を含み、
前記基材成分(A)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)を有する高分子化合物であり、
前記高分子化合物の重量平均分子量(Mw)は、1000~50000であり、
前記高分子化合物の分子量分散度は、1.0~4.0であり、
前記化合物(B1)の含有量は、前記基材成分(A)100質量部に対して、1~40質量部であり、
前記ノニオン界面活性剤は、アセチレン系活性剤を含む、レジストパターン形成方法。
The step (ii) of exposing the resist film, and the step (iii) of developing the resist film after exposure with an alkaline developer containing a nonionic surfactant to form a resist pattern;
A method of forming a resist pattern, comprising:
The resist composition contains a base component (A) whose solubility in an alkaline developer changes under the action of an acid and an acid generator component (B) which generates an acid upon exposure,
The acid generator component (B) contains a compound (B1) represented by the following general formula (b1-1),
The base component (A) is a polymer compound having a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity increases under the action of acid,
The weight average molecular weight (Mw) of the polymer compound is 1000 to 50000,
The polymer compound has a molecular weight dispersity of 1.0 to 4.0,
The content of the compound (B1) is 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the base component (A),
The method of forming a resist pattern , wherein the nonionic surfactant contains an acetylenic surfactant .
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