JP2017044875A - Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, polymer and compound - Google Patents

Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, polymer and compound Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation-sensitive resin composition excellent in PEB temperature dependency.SOLUTION: The radiation-sensitive resin composition comprises a polymer having a first structural unit containing a group represented by formula (1) below, a radiation-sensitive acid generator, and a solvent. In formula (1), Rrepresents a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; and * represents a site to be bonded to a moiety excluding the group represented by formula (1) in the first structural unit.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法、重合体及び化合物に関する。   The present invention relates to a radiation sensitive resin composition, a resist pattern forming method, a polymer, and a compound.

半導体デバイス、液晶デバイス等の各種電子デバイス構造の微細化に伴って、リソグラフィー工程におけるレジストパターンのさらなる微細化が要求されており、そのため、種々の感放射線性樹脂組成物が検討されている。このような感放射線性樹脂組成物は、ArFエキシマレーザー等の遠紫外線、極端紫外線(EUV)、電子線などの露光光の照射により、露光部に酸を生成させ、この酸の触媒作用により露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度に差を生じさせ、基板上にレジストパターンを形成させる。   With the miniaturization of various electronic device structures such as semiconductor devices and liquid crystal devices, further miniaturization of resist patterns in the lithography process is required, and various radiation-sensitive resin compositions have been studied. Such a radiation sensitive resin composition generates an acid in an exposed portion by exposure to exposure light such as deep ultraviolet light such as ArF excimer laser, extreme ultraviolet light (EUV), and electron beam, and exposure is performed by catalytic action of this acid. A difference is caused in the dissolution rate with respect to the developing solution of the part and the unexposed part, and a resist pattern is formed on the substrate.

かかる感放射線性樹脂組成物には、解像性等の種々のリソグラフィー性能に優れ、高精度なパターンを高い歩留りで得られることが求められている。特に、露光後加熱(ポストエクスポージャーベーク(PEB))の温度によるレジストパターンのサイズの変動が小さいこと、すなわち、PEB温度依存性に優れることが要求される。このような要求に対しては、感放射線性樹脂組成物に含有される重合体の構造が種々検討されている(特開平11−212265号公報、特開2003−5375号公報及び特開2008−83370号公報参照)。   Such a radiation sensitive resin composition is required to be excellent in various lithography performances such as resolution and to obtain a highly accurate pattern with a high yield. In particular, it is required that the variation of the resist pattern size due to the temperature of post-exposure heating (post-exposure baking (PEB)) is small, that is, excellent in PEB temperature dependency. In response to such demands, various studies have been made on the structure of the polymer contained in the radiation-sensitive resin composition (Japanese Patent Laid-Open Nos. 11-212265, 2003-5375, and 2008-). No. 83370).

しかし、上記従来の感放射線性樹脂組成物では、このような要求を満足させることはできていない。   However, the above-mentioned conventional radiation-sensitive resin composition cannot satisfy such a requirement.

特開平11−212265号公報JP 11-212265 A 特開2003−5375号公報JP 2003-5375 A 特開2008−83370号公報JP 2008-83370 A

本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、PEB温度依存性に優れる感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法、重合体及び化合物を提供することにある。   This invention is made | formed based on the above situations, The objective is to provide the radiation sensitive resin composition excellent in PEB temperature dependence, the resist pattern formation method, a polymer, and a compound.

上記課題を解決するためになされた発明は、下記式(1)で表される基(以下、「基(1)」ともいう)を含む第1構造単位(以下、「構造単位(I)」ともいう)を有する重合体(以下、「[A]重合体」ともいう)、感放射線性酸発生体(以下、「[B]酸発生体」ともいう)、及び溶媒(以下、「[C]溶媒」ともいう)を含有する感放射線性樹脂組成物である。

Figure 2017044875
(式(1)中、Rは、置換又は非置換の炭素数1〜20の3価の炭化水素基である。*は、上記第1構造単位における上記式(1)で表される基以外の部分と結合する部位を示す。) The invention made in order to solve the above-mentioned problems includes a first structural unit (hereinafter referred to as “structural unit (I)”) containing a group represented by the following formula (1) (hereinafter also referred to as “group (1)”). (Hereinafter also referred to as “[A] polymer”), a radiation sensitive acid generator (hereinafter also referred to as “[B] acid generator”), and a solvent (hereinafter referred to as “[C ] Solvent ").
Figure 2017044875
(In Formula (1), R 1 is a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. * Is a group represented by Formula (1) in the first structural unit. The site | part couple | bonded with other parts is shown.)

上記課題を解決するためになされた別の発明は、レジスト膜を形成する工程、上記レジスト膜を露光する工程、及び上記露光されたレジスト膜を現像する工程を備え、上記レジスト膜を当該感放射線性樹脂組成物により形成するレジストパターン形成方法である。   Another invention made in order to solve the above-mentioned problems comprises a step of forming a resist film, a step of exposing the resist film, and a step of developing the exposed resist film, It is the resist pattern formation method formed with a conductive resin composition.

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、下記式(2)で表される構造単位を有する重合体である。

Figure 2017044875
(式(2)中、Rは、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Lは、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。Rは、上記式(1)と同義である。) Yet another invention made to solve the above problems is a polymer having a structural unit represented by the following formula (2).
Figure 2017044875
(In Formula (2), Ra is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. L is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 1 has the same meaning as the above formula (1).)

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、下記式(3)で表される化合物である。

Figure 2017044875
(式(3)中、Rは、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Lは、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。Rは、置換又は非置換の炭素数1〜20の3価の炭化水素基である。) Yet another invention made to solve the above problems is a compound represented by the following formula (3).
Figure 2017044875
(In Formula (3), Ra is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. L is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 1 is a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

ここで、「炭化水素基」とは、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基又は芳香族炭化水素基を含む基をいう。この「炭化水素基」は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。「鎖状炭化水素基」とは、環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された炭化水素基をいい、直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基の両方を含む。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基をいい、単環の脂環式炭化水素基及び多環の脂環式炭化水素基の両方を含む。但し、脂環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を含んでいてもよい。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基をいう。但し、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環構造を含んでいてもよい。「有機基」とは、少なくとも1個の炭素原子を含む基をいう。   Here, the “hydrocarbon group” refers to a group containing a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. The “hydrocarbon group” may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group. The “chain hydrocarbon group” refers to a hydrocarbon group that does not include a cyclic structure but includes only a chain structure, and includes both a linear hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group. The term “alicyclic hydrocarbon group” refers to a hydrocarbon group that includes only an alicyclic structure as a ring structure and does not include an aromatic ring structure, and includes a monocyclic alicyclic hydrocarbon group and a polycyclic alicyclic group. Includes both hydrocarbon groups. However, it is not necessary to be composed only of the alicyclic structure, and a part thereof may include a chain structure. “Aromatic hydrocarbon group” refers to a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it is not necessary to be composed only of an aromatic ring structure, and a part thereof may include a chain structure or an alicyclic structure. “Organic group” refers to a group containing at least one carbon atom.

本発明の感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、優れたPEB温度依存性を発揮してレジストパターンを形成することができる。本発明の重合体は、当該感放射線性樹脂組成物の重合体成分として好適に用いることができる。本発明の化合物は、当該重合体の単量体として好適に用いることができる。従って、これらは、今後さらに微細化が進行すると予想される半導体デバイス製造用に好適に用いることができる。   According to the radiation sensitive resin composition and the resist pattern forming method of the present invention, a resist pattern can be formed while exhibiting excellent PEB temperature dependency. The polymer of this invention can be used suitably as a polymer component of the said radiation sensitive resin composition. The compound of the present invention can be suitably used as a monomer for the polymer. Accordingly, these can be suitably used for manufacturing semiconductor devices that are expected to be further miniaturized in the future.

<感放射線性樹脂組成物>
当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体、[B]酸発生体及び[C]溶媒を含有する。当該感放射線性樹脂組成物は、好適成分として、[D]酸拡散制御体、[A]重合体以外のフッ素原子含有重合体(以下、「[E]重合体」ともいう)及び/又は[F]偏在化促進剤を含有してもよく、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の任意成分を含有していてもよい。当該感放射線性樹脂組成物は、上記成分をそれぞれ1種又は2種以上含有していてもよい。以下、各成分について説明する。
<Radiation sensitive resin composition>
The radiation sensitive resin composition contains a [A] polymer, a [B] acid generator, and a [C] solvent. The radiation-sensitive resin composition includes, as suitable components, [D] acid diffusion controller, fluorine atom-containing polymer other than [A] polymer (hereinafter also referred to as “[E] polymer”) and / or [ F] An uneven distribution promoter may be contained, and other optional components may be contained as long as the effects of the present invention are not impaired. The radiation-sensitive resin composition may contain one or more of the above components. Hereinafter, each component will be described.

<[A]重合体>
[A]重合体は、構造単位(I)を有する。当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体が構造単位(I)を有することで、PEB温度依存性に優れる。当該感放射線性樹脂組成物が上記構成を有することで、上記効果を奏する理由については必ずしも明確ではないが、例えば以下のように推察することができる。すなわち、[A]重合体の構造単位(I)に含まれる−O−C(S)−O−は、酸素原子に比べて塩基性に優れる硫黄原子を有するため、−O−C(O)−O−を有する構造単位と比べて塩基性に優れる。そのため、[A]重合体は、適度な極性を有することにより、より酸の拡散を抑えると考えられる。その結果、当該感放射線性樹脂組成物はPEB温度依存性に優れると考えられる。
<[A] polymer>
[A] The polymer has the structural unit (I). The radiation-sensitive resin composition is excellent in PEB temperature dependency because the [A] polymer has the structural unit (I). The reason why the radiation-sensitive resin composition has the above-described configuration and thus exhibits the above-mentioned effects is not necessarily clear, but can be inferred as follows, for example. That is, since —O—C (S) —O— contained in the structural unit (I) of the polymer [A] has a sulfur atom that is superior in basicity to the oxygen atom, —O—C (O) It is excellent in basicity as compared with the structural unit having —O—. Therefore, it is considered that the [A] polymer further suppresses acid diffusion by having an appropriate polarity. As a result, it is considered that the radiation-sensitive resin composition is excellent in PEB temperature dependency.

[A]重合体は、酸解離性基を含む第2構造単位(以下、「構造単位(II)」ともいう)、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造若しくはこれらの組み合わせを含む構造単位(以下、「構造単位(III)」ともいう)及び/又はヒドロキシ基を含む構造単位(以下、「構造単位(IV)」ともいう)を有することが好ましく、構造単位(I)〜(IV)以外のその他の構造単位を有していてもよい。[A]重合体は、上記構造単位をそれぞれ1種又は2種以上有していてもよい。以下、各構造単位について説明する。   [A] The polymer is a structural unit (hereinafter referred to as a second structural unit containing an acid dissociable group (hereinafter also referred to as “structural unit (II)”), a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof. , Also referred to as “structural unit (III)”) and / or a structural unit containing a hydroxy group (hereinafter also referred to as “structural unit (IV)”), and other than structural units (I) to (IV) Other structural units may be included. [A] The polymer may have one or more of the above structural units. Hereinafter, each structural unit will be described.

[構造単位(I)]
構造単位(I)は、基(1)を含む構造単位である。基(1)は、下記式(1)で表される。
[Structural unit (I)]
The structural unit (I) is a structural unit containing the group (1). The group (1) is represented by the following formula (1).

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(1)中、Rは、置換又は非置換の炭素数1〜20の3価の炭化水素基である。*は、上記第1構造単位における上記式(1)で表される基以外の部分と結合する部位を示す。 In the above formula (1), R 1 is a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. * Indicates a site bonded to a moiety other than the group represented by the formula (1) in the first structural unit.

で表される炭素数1〜20の3価の炭化水素基としては、例えば炭素数1〜20の3価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の3価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の3価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the trivalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 include a trivalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a trivalent alicyclic carbon group having 3 to 20 carbon atoms. Examples thereof include a hydrogen group and a trivalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.

炭素数1〜20の3価の鎖状炭化水素基としては、例えば
メタントリイル基、エタントリイル基、n−プロパントリイル基、i−プロパントリイル基等のアルカントリイル基;
エテントリイル基、プロペントリイル基、ブテントリイル基等のアルケントリイル基;
プロピントリイル基、ブチントリイル基等のアルキントリイル基などが挙げられる。
Examples of the trivalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include alkanetriyl groups such as a methanetriyl group, an ethanetriyl group, an n-propanetriyl group, and an i-propanetriyl group;
Alkenetriyl groups such as ethenetriyl group, propenetriyl group, butenetriyl group;
Examples thereof include alkynetriyl groups such as propynetriyl group and butynetriyl group.

炭素数3〜20の3価の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロペンタントリイル基、シクロヘキサントリイル基等の単環のシクロアルカントリイル基;
シクロペンテントリイル基、シクロヘキセントリイル基等の単環のシクロアルケントリイル基;
ノルボルナントリイル基、アダマンタントリイル基、トリシクロデカントリイル基等の多環のシクロアルカントリイル基;
ノルボルネントリイル基、トリシクロデセントリイル基等の多環のシクロアルケントリイル基などが挙げられる。
Examples of the trivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include monocyclic cycloalkanetriyl groups such as cyclopentanetriyl group and cyclohexanetriyl group;
A monocyclic cycloalkenetriyl group such as a cyclopentenetriyl group or a cyclohexentriyl group;
A polycyclic cycloalkanetriyl group such as a norbornanetriyl group, an adamantanetriyl group, a tricyclodecanetriyl group;
Examples thereof include polycyclic cycloalkenetriyl groups such as norbornenetriyl group and tricyclodecentriyl group.

炭素数6〜20の3価の芳香族炭化水素基としては、例えば
ベンゼントリイル基、トルエントリイル基、ナフタレントリイル基等のアレーントリイル基;
ベンゼントリイルベンゼントリイルメタントリイル基、ナフタレントリイルナフタレントリイルメタントリイル基等のアレーントリイルアレーントリイルアルカントリイル基;
ベンゼントリイルメタントリイルメタントリイル基、ナフタレントリイルメタントリイルメタントリイル基等のアレーントリイルアルカントリイルアルカントリイル基等が挙げられる。
Examples of the trivalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms include arenetriyl groups such as benzenetriyl group, toluenetoyl group and naphthalenetriyl group;
Arenetriylarenetriylalkanetriyl groups such as benzenetriylbenzenetriylmethanetriyl group, naphthalenetriylnaphthalenetriylmethanetriyl group;
Examples thereof include arenetriylalkanetriylalkanetriyl groups such as benzenetriylmethanetriylmethanetriyl group and naphthalenetriylmethanetriylmethanetriyl group.

上記Rが有する置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アシル基、アシロキシ基、ヒドロキシ基、カルボニル基、シアノ基、アミノ基、スルファニル基、これらのうちの
2つ以上を組み合わせた基などが挙げられる。
Examples of the substituent of R 1 include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, alkoxy group, cycloalkyloxy group, acyl group, acyloxy group, hydroxy group, carbonyl group, cyano group, Examples thereof include an amino group, a sulfanyl group, and a group obtained by combining two or more of these.

の炭化水素基としては、PEB温度依存性をより向上させる観点から、鎖状炭化水素基及び脂環式炭化水素基が好ましく、アルカントリイル基及びシクロアルカントリイル基がより好ましく、エタントリイル基、プロパントリイル基、ブタントリイル基、ペンタントリイル基、ヘプタントリイル基、シクロペンタントリイル基及びシクロヘキサントリイル基がさらに好ましい。 As the hydrocarbon group for R 1 , a chain hydrocarbon group and an alicyclic hydrocarbon group are preferable, an alkanetriyl group and a cycloalkanetriyl group are more preferable, and ethanetriyl from the viewpoint of further improving PEB temperature dependency. More preferred are a group, a propanetriyl group, a butanetriyl group, a pentanetriyl group, a heptanetriyl group, a cyclopentanetriyl group and a cyclohexanetriyl group.

の炭化水素基が有する置換基としては、PEB温度依存性をより向上させる観点から、ヒドロキシ基、シアノ基、アルキルオキシ基、アルコキシカルボニル基及びシクロアルキルオキシ基が好ましい。 As the substituent that the hydrocarbon group of R 1 has, a hydroxy group, a cyano group, an alkyloxy group, an alkoxycarbonyl group, and a cycloalkyloxy group are preferable from the viewpoint of further improving PEB temperature dependency.

基(1)としては、例えば下記式(a1)〜(a18)で表される基(以下、「基(a1)〜(a18)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the group (1) include groups represented by the following formulas (a1) to (a18) (hereinafter also referred to as “groups (a1) to (a18)”).

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(a1)〜(a18)中、*は、構造単位(I)における基(1)以外の部分に結合する部位を示す。   In the above formulas (a1) to (a18), * represents a site bonded to a portion other than the group (1) in the structural unit (I).

これらの中で、基(a1)〜(a14)が好ましい。   Of these, the groups (a1) to (a14) are preferable.

構造単位(I)としては、例えば下記式(2)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−1)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the structural unit (I) include a structural unit represented by the following formula (2) (hereinafter also referred to as “structural unit (I-1)”).

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(2)中、Rは、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Lは、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。Rは、上記式(1)と同義である。 In said formula (2), Ra is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C1-C20 monovalent organic group. L is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 1 has the same meaning as in the above formula (1).

で表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、例えば炭素数1〜20の1価の炭化水素基、この炭化水素基の炭素−炭素間又は結合手側の末端に2価のヘテロ原子含有基を含む基(β)、上記炭化水素基及び基(β)が有する水素原子の一部又は全部を1価のヘテロ原子含有基で置換した基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by Ra include, for example, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a carbon-carbon boundary of this hydrocarbon group, or a terminal on the bond side. Examples include a group (β) containing a divalent heteroatom-containing group, a group in which part or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group and group (β) are substituted with a monovalent heteroatom-containing group.

炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。   Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 20 monovalent aromatic hydrocarbon groups and the like.

炭素数1〜20の1価の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、i−プロピル基等のアルキル基;
エテニル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基;
エチニル基、プロピニル基、ブチニル基等のアルキニル基などが挙げられる。
Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an i-propyl group;
An alkenyl group such as an ethenyl group, a propenyl group, a butenyl group;
Examples thereof include alkynyl groups such as ethynyl group, propynyl group and butynyl group.

炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基;
シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の単環のシクロアルケニル基;
ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基等の多環のシクロアルキル基;
ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基等の多環のシクロアルケニル基などが挙げられる。
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group;
A monocyclic cycloalkenyl group such as a cyclopentenyl group and a cyclohexenyl group;
A polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, an adamantyl group and a tricyclodecyl group;
Examples thereof include polycyclic cycloalkenyl groups such as norbornenyl group and tricyclodecenyl group.

炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば
フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基;
ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、アントリルメチル基等のアラルキル基などが挙げられる。
Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms include aryl groups such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, and an anthryl group;
Examples thereof include aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group and anthrylmethyl group.

1価及び2価のヘテロ原子含有基を構成するヘテロ原子としては、例えば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子、ハロゲン原子等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。   Examples of the hetero atom constituting the monovalent and divalent heteroatom-containing group include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, a silicon atom, and a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

2価のヘテロ原子含有基としては、例えば−O−、−CO−、−S−、−CS−、−NR’−、これらのうちの2つ以上を組み合わせた基等が挙げられる。R’は、水素原子又は1価の有機基である。   Examples of the divalent heteroatom-containing group include —O—, —CO—, —S—, —CS—, —NR′—, a group in which two or more of these are combined, and the like. R ′ is a hydrogen atom or a monovalent organic group.

1価のヘテロ原子含有基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アミノ基、スルファニル基(−SH)等が挙げられる。   Examples of the monovalent heteroatom-containing group include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, hydroxy group, carboxy group, cyano group, amino group and sulfanyl group (—SH).

としては、構造単位(I)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子、鎖状炭化水素基及び鎖状炭化水素基の炭素−炭素間に−O−を含む基が好ましく、鎖状炭化水素基及び鎖状炭化水素基の炭素−炭素間に−O−を含む基がより好ましく、アルキル基及びアルキルオキシアルキル基がさらに好ましく、メチル基及びメチルオキシメチル基が特に好ましい。 R a is a hydrogen atom, a chain hydrocarbon group, or a group containing —O— between the carbons of the chain hydrocarbon group from the viewpoint of copolymerization of the monomer that gives the structural unit (I). Preferably, a chain hydrocarbon group and a group containing —O— between the carbon-carbon of the chain hydrocarbon group are more preferable, an alkyl group and an alkyloxyalkyl group are more preferable, and a methyl group and a methyloxymethyl group are particularly preferable. .

Lで表される炭素数1〜20の2価の有機基としては、例えば上記Rの1価の有機基として例示したものから1個の水素原子を除いた基等が挙げられる。 Examples of the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by L, such like groups obtained by removing monovalent illustrated one hydrogen atom from those organic groups of R a and the like.

Lとしては、鎖状炭化水素基、鎖状炭化水素基の結合手側の末端に−O−を含む基、鎖状炭化水素基の結合手側の末端に−CO−を含む基、鎖状炭化水素基の結合手側の末端に−CO−O−を含む基が好ましく、アルカンジイル基、オキシアルカンジイル基、カルボニルアルカンジイル基及びアルキルオキシカルボニルアルカンジイル基がより好ましく、メタンジイル基、n−プロパンジイル基、i−プロパンジイル基、ブタンジル基、オキシエタンジイル基、カルボニルメタンジイル基及びメタンジイルオキシカルボニルメタンジイル基がさらに好ましい。   L is a chain hydrocarbon group, a group containing —O— at the terminal end of the chain hydrocarbon group, a group containing —CO— at the terminal end of the chain hydrocarbon group, A group containing —CO—O— at the terminal end of the bond side of the hydrocarbon group is preferable, an alkanediyl group, an oxyalkanediyl group, a carbonylalkanediyl group and an alkyloxycarbonylalkanediyl group are more preferable, a methanediyl group, n- More preferred are propanediyl, i-propanediyl, butanesyl, oxyethanediyl, carbonylmethanediyl and methanediyloxycarbonylmethanediyl.

構造単位(I−1)としては、例えば下記式(I−1−1)〜(I−1−30)で表される化合物(以下、「化合物(I−1−1)〜(I−1−30)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the structural unit (I-1) include compounds represented by the following formulas (I-1-1) to (I-1-30) (hereinafter referred to as “compounds (I-1-1) to (I-1)”. -30) ") and the like.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

Figure 2017044875
Figure 2017044875

構造単位(I−1)としては、これらの中で、構造単位(I−1−1)〜(I−1−21)が好ましい。   Among these, as the structural unit (I-1), the structural units (I-1-1) to (I-1-21) are preferable.

構造単位(I)の含有割合の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、1モル%が好ましく、2モル%がより好ましく、3モル%がさらに好ましく、7モル%が特に好ましい。構造単位(I)の含有割合の上限としては、80モル%が好ましく、50モル%がより好ましく、30モル%がさらに好ましく、20モル%が特に好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることで、PEB温度依存性をより向上させることができる。   As a minimum of the content rate of structural unit (I), 1 mol% is preferable with respect to all the structural units which comprise a [A] polymer, 2 mol% is more preferable, 3 mol% is further more preferable, and 7 mol% % Is particularly preferred. As an upper limit of the content rate of structural unit (I), 80 mol% is preferable, 50 mol% is more preferable, 30 mol% is further more preferable, 20 mol% is especially preferable. By making the said content rate into the said range, PEB temperature dependence can be improved more.

構造単位(I)を与える化合物(以下、「化合物(i)」ともいう)は、基(1)を含む。   The compound giving the structural unit (I) (hereinafter also referred to as “compound (i)”) contains the group (1).

化合物(i)としては、例えば下記式(3)で表される化合物(以下、「化合物(i−1)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the compound (i) include a compound represented by the following formula (3) (hereinafter also referred to as “compound (i-1)”).

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(3)中、Rは、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Lは、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。Rは、置換又は非置換の炭素数1〜20の3価の炭化水素基である。 In said formula (3), Ra is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C1-C20 monovalent organic group. L is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 1 is a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

化合物(i)の合成スキームとしては、例えば化合物(i)が下記式(i’−1)で表される化合物(以下、「化合物(i’−1)」ともいう)の場合、以下が挙げられる。   As a synthesis scheme of the compound (i), for example, when the compound (i) is a compound represented by the following formula (i′-1) (hereinafter also referred to as “compound (i′-1)”), the following may be mentioned: It is done.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記スキーム中、R及びLは、上記式(3)と同義である。 In the above scheme, R a and L are as defined in the above formula (3).

上記式(i−1−a)で表されるジオール化合物と、上記式(i−1−b)で表されるチオホスゲンとを、ジメチルアミノピリジン等の塩基の存在下、テトラヒドロフラン(THF)等の溶媒中で反応させることにより、化合物(i’−1)を合成し、カラムクロマトグラフィー、再結晶、蒸留等により適切に精製することにより、化合物(i’−1)を単離することができる。   A diol compound represented by the above formula (i-1-a) and a thiophosgene represented by the above formula (i-1-b) are reacted with tetrahydrofuran (THF) or the like in the presence of a base such as dimethylaminopyridine. Compound (i′-1) can be isolated by synthesizing compound (i′-1) by reacting in a solvent and appropriately purifying by column chromatography, recrystallization, distillation or the like. .

上記合成方法によれば化合物(i’−1)を簡便かつ収率よく製造することができる。   According to the said synthesis method, a compound (i'-1) can be manufactured simply and with a sufficient yield.

化合物(i’−1)以外の化合物(i)についても、上記同様の方法により合成することができる。   The compound (i) other than the compound (i′-1) can also be synthesized by the same method as described above.

[構造単位(II)]
構造単位(II)は、酸解離性基を含む構造単位である。「酸解離性基」とは、ヒドロキシ基、カルボキシ基等の水素原子を置換する基であって、酸の作用により解離する基をいう。[A]重合体が構造単位(II)を有することで、露光部と未露光部との溶解コントラストを適度なものに調整することができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のリソグラフィー性能を向上させることができる。
[Structural unit (II)]
The structural unit (II) is a structural unit containing an acid dissociable group. The “acid-dissociable group” refers to a group that replaces a hydrogen atom such as a hydroxy group or a carboxy group and that dissociates by the action of an acid. [A] Since the polymer has the structural unit (II), the dissolution contrast between the exposed portion and the unexposed portion can be adjusted to an appropriate value, and as a result, the lithography performance of the radiation-sensitive resin composition. Can be improved.

構造単位(II)としては、例えば下記式(a−1)で表される構造単位(以下、「構造単位(II−1)」ともいう)、下記式(a−2)で表される構造単位(以下、「構造単位(II−2)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the structural unit (II) include a structural unit represented by the following formula (a-1) (hereinafter also referred to as “structural unit (II-1)”) and a structure represented by the following formula (a-2). Unit (hereinafter also referred to as “structural unit (II-2)”) and the like.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(a−1)中、RA1は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。RA2は、炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。RA3及びRA4は、それぞれ独立して炭素数1〜20の1価の炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3〜20の脂環構造を表す。 In the above formula (a-1), R A1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R A2 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R A3 and R A4 each independently represent a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or have 3 to 20 ring members formed together with carbon atoms to which these groups are combined with each other. Represents an alicyclic structure.

上式(a−2)中、RA5は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。RA6は、水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。RA7及びRA8は、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の炭化水素基又は炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基である。Lは、単結合、−O−、−COO−又は−CONH−である。 In the above formula (a-2), R A5 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R A6 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R A7 and R A8 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. L A is a single bond, -O -, - COO- or -CONH-.

ここで、「環員数」とは、脂環構造及び脂肪族複素環構造の環を構成する原子数をいい、多環の脂環構造及び多環の脂肪族複素環構造の場合は、この多環を構成する原子数をいう。   Here, the “number of ring members” refers to the number of atoms constituting the ring of the alicyclic structure and the aliphatic heterocyclic structure, and in the case of the polycyclic alicyclic structure and the polycyclic aliphatic heterocyclic structure, The number of atoms that make up the ring.

上記RA1としては、構造単位(II)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 R A1 is preferably a hydrogen atom and a methyl group, and more preferably a methyl group, from the viewpoint of copolymerization of the monomer that gives the structural unit (II).

上記RA2、RA3、RA4、RA6、RA7及びRA8で表される炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、例えば上記式(2)のRの炭化水素基として例示した基と同様の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R A2 , R A3 , R A4 , R A6 , R A7 and R A8 include a hydrocarbon group of R a in the above formula (2). And the same groups as those exemplified above.

上記これらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される炭素数3〜20の脂環構造としては、例えば
シクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造等の単環のシクロアルカン構造;
ノルボルナン構造、アダマンタン構造、トリシクロデカン構造、テトラシクロドデカン構造等の多環のシクロアルカン構造などが挙げられる。
Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms configured together with the carbon atom to which these groups are combined and bonded to each other include a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, a cyclo Monocyclic cycloalkane structures such as octane structures;
Examples thereof include polycyclic cycloalkane structures such as a norbornane structure, an adamantane structure, a tricyclodecane structure, and a tetracyclododecane structure.

上記RA2としては、鎖状炭化水素基及び脂環式炭化水素基が好ましく、アルキル基及びシクロアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基及びアダマンチル基がさらに好ましい。 R A2 is preferably a chain hydrocarbon group and an alicyclic hydrocarbon group, more preferably an alkyl group and a cycloalkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, and More preferred is an adamantyl group.

上記RA3及びRA4としては、アルキル基、上記これらの基が互いに合わせられ単環のシクロアルカン構造を形成した基、上記これらの基が互いに合わせられノルボルナン構造を形成した基及び上記これらの基が互いに合わせられアダマンタン構造を形成した基が好ましく、メチル基、エチル基、シクロペンタン構造、上記これらの基が互いに合わせられシクロヘキサン構造を形成した基及び上記これらの基が互いに合わせられアダマンタン構造を形成した基がより好ましい。 R A3 and R A4 include an alkyl group, a group in which these groups are combined with each other to form a monocyclic cycloalkane structure, a group in which these groups are combined with each other to form a norbornane structure, and the above groups. Are preferred to form an adamantane structure in which they are combined with each other, and a methyl group, an ethyl group, a cyclopentane structure, a group in which these groups are combined with each other to form a cyclohexane structure, and the above groups are combined with each other to form an adamantane structure More preferred are

上記RA5としては、構造単位(II)を与える単量体の共重合性の観点から水素原子及びメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。 R A5 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a hydrogen atom, from the viewpoint of copolymerization of the monomer that gives the structural unit (II).

A6としては、鎖状炭化水素基が好ましい。 R A6 is preferably a chain hydrocarbon group.

上記RA7及びRA8で表される炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基としては、例えば上記式(2)のRの炭化水素基として例示したものの炭素−炭素間又は結合手側の末端に酸素原子を含むもの等が挙げられる。 Examples of the monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by the above R A7 and R A8 include carbon-carbon bonds or bonds of those exemplified as the R a hydrocarbon group of the above formula (2). Examples include those containing an oxygen atom at the end on the side.

A7及びRA8としては、鎖状炭化水素基及び酸素原子を含む脂環式炭化水素基が好ましい。 R A7 and R A8 are preferably a chain hydrocarbon group and an alicyclic hydrocarbon group containing an oxygen atom.

上記Lとしては、単結合及び−COO−が好ましく、単結合がより好ましい。 As the L A, a single bond and -COO- is more preferably a single bond.

構造単位(II−1)としては、例えば下記式(a−1−a)〜(a−1−d)で表される構造単位(以下、「構造単位(II−1−a)〜(II−1−d)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the structural unit (II-1) include structural units represented by the following formulas (a-1-a) to (a-1-d) (hereinafter referred to as “structural units (II-1-a) to (II)”. -1-d) ”) and the like.

構造単位(II−2)としては、例えば下記式(a−2−a)で表される構造単位(以下、「(II−2−a)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the structural unit (II-2) include a structural unit represented by the following formula (a-2-a) (hereinafter also referred to as “(II-2-a)”).

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(a−1−a)〜(a−1−d)中、RA1〜RA4は、上記式(a−1)と同義である。nは、1〜4の整数である。上記式(a−2−a)中、RA5〜RA8は、上記式(a−2)と同義である。 In the formulas (a-1-a) to (a-1-d), R A1 to R A4 have the same meanings as the formula (a-1). n a is an integer of 1 to 4. In the above formula (a-2-a), R A5 to R A8 have the same meanings as the above formula (a-2).

としては、1、2及び4が好ましく、1がより好ましい。 The n a, preferably 1, 2 and 4, more preferably 1.

構造単位(II−1−a)〜(II−1−d)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural units (II-1-a) to (II-1-d) include structural units represented by the following formulas.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式中、RA1は上記式(a−1)と同義である。 In the above formula, R A1 has the same meaning as the above formula (a-1).

構造単位(II−2−a)としては、例えば下記式で表される構造単位などが挙げられる。   Examples of the structural unit (II-2-a) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式中、RA5は上記式(a−2)と同義である。 In the above formula, R A5 has the same meaning as in the above formula (a-2).

構造単位(II)としては、構造単位(II−1)が好ましく、構造単位(II−1−a)、(II−1−b)及び(II−1−d)がより好ましく、1−アルキル−1−シクロアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−シクロアルカン−1−イル)アルカン−2−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及び2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がさらに好ましい。   As the structural unit (II), the structural unit (II-1) is preferable, the structural units (II-1-a), (II-1-b) and (II-1-d) are more preferable, and 1-alkyl Structural units derived from -1-cycloalkyl (meth) acrylate, structural units derived from 2-cycloalkane-1-yl) alkane-2-yl (meth) acrylate, and 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate The structural unit derived from is more preferable.

[A]重合体が構造単位(II)を有する場合、構造単位(II)の含有割合の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して10モル%が好ましく、15モル%がより好ましく、20モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、80モル%が好ましく、70モル%がより好ましく、60モル%がさらに好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることで、露光部と未露光部との溶解コントラストを適度なものに調整することができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のリソグラフィー性能を向上させることができる。   [A] When the polymer has the structural unit (II), the lower limit of the content ratio of the structural unit (II) is preferably 10 mol% with respect to all structural units constituting the [A] polymer, % Is more preferable, and 20 mol% is more preferable. As an upper limit of the said content rate, 80 mol% is preferable, 70 mol% is more preferable, and 60 mol% is further more preferable. By making the said content rate into the said range, the dissolution contrast of an exposed part and an unexposed part can be adjusted to a moderate thing, As a result, the lithography performance of the said radiation sensitive resin composition can be improved. it can.

[構造単位(III)]
構造単位(III)は、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む構造単位である。[A]重合体は、構造単位(III)をさらに有することで、現像液への溶解性を適度なものに調整することができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のリソグラフィー性能を向上させることができる。また、形成されるレジストパターンと基板との密着性を向上させることができる。
[Structural unit (III)]
The structural unit (III) is a structural unit including a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof. [A] Since the polymer further has the structural unit (III), the solubility in the developer can be adjusted to an appropriate level, and as a result, the lithography performance of the radiation-sensitive resin composition is improved. Can be made. In addition, the adhesion between the formed resist pattern and the substrate can be improved.

構造単位(III)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (III) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

Figure 2017044875
Figure 2017044875

Figure 2017044875
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上記式中、RL1は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。 In the above formula, R L1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

構造単位(III)としては、これらの中で、γ−ブチロラクトン構造を含む構造単位、ノルボルナンラクトン構造を含む構造単位、オキサノルボルナンラクトン構造を含む構造単位及びノルボルナンスルトン構造を含む構造単位が好ましく、γ−ブチロラクトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、ノルボルナンラクトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、シアノ置換ノルボルナンラクトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、オキサノルボルナンラクトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及びノルボルナンスルトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がより好ましい。   Among these, the structural unit (III) is preferably a structural unit containing a γ-butyrolactone structure, a structural unit containing a norbornane lactone structure, a structural unit containing an oxanorbornane lactone structure, or a structural unit containing a norbornane sultone structure, -Structural unit derived from butyrolactone-yl (meth) acrylate, structural unit derived from norbornanelactone-yl (meth) acrylate, structural unit derived from cyano-substituted norbornanelactone-yl (meth) acrylate, oxanorbornanelactone-yl ( A structural unit derived from (meth) acrylate and a structural unit derived from norbornane sultone-yl (meth) acrylate are more preferred.

[A]重合体が構造単位(III)を有する場合、構造単位(III)の含有割合の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%が好ましく、15モル%がより好ましく、20モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、70モル%が好ましく、60モル%がより好ましく、55モル%がさらに好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることで、リソグラフィー性能をより向上させることができる。また、形成されるレジストパターンの基板への密着性をより向上させることができる。   [A] When the polymer has the structural unit (III), the lower limit of the content ratio of the structural unit (III) is preferably 10 mol% with respect to all the structural units constituting the [A] polymer. More preferably, mol% is more preferable, and 20 mol% is still more preferable. As an upper limit of the said content rate, 70 mol% is preferable, 60 mol% is more preferable, and 55 mol% is further more preferable. Lithography performance can be improved more by making the said content rate into the said range. Further, the adhesion of the formed resist pattern to the substrate can be further improved.

[構造単位(IV)]
構造単位(IV)は、ヒドロキシ基を含む構造単位である。[A]重合体は、構造単位(IV)を有することで、現像液への溶解性をより適度に調整することができ、その結果、リソグラフィー性能を向上させることができる。また、形成されるレジストパターンと基板との密着性を向上させることができる。
[Structural unit (IV)]
The structural unit (IV) is a structural unit containing a hydroxy group. [A] By having the structural unit (IV), the polymer can adjust the solubility in the developer more appropriately, and as a result, the lithography performance can be improved. In addition, the adhesion between the formed resist pattern and the substrate can be improved.

ヒドロキシ基としては、アルコール性ヒドロキシ基、フェノール性ヒドロキシ基等が挙げられる。   Examples of the hydroxy group include alcoholic hydroxy groups and phenolic hydroxy groups.

構造単位(IV)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (IV) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式中、RAHは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。 In the above formula, R AH is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

これらの中で、ヒドロキシアダマンチル基を有する構造単位が好ましく、3−ヒドロキシアダマンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がより好ましい。   Among these, a structural unit having a hydroxyadamantyl group is preferable, and a structural unit derived from 3-hydroxyadamantyl (meth) acrylate is more preferable.

[A]重合体が構造単位(IV)を有する場合、構造単位(IV)の含有割合の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して3モル%が好ましく、5モル%がより好ましい。上記含有割合の上限としては、35モル%が好ましく、30モル%が好ましく、25モル%がさらに好ましい。   [A] When the polymer has a structural unit (IV), the lower limit of the content ratio of the structural unit (IV) is preferably 3 mol% with respect to all the structural units constituting the polymer [A], and 5 mol. % Is more preferable. As an upper limit of the said content rate, 35 mol% is preferable, 30 mol% is preferable, and 25 mol% is more preferable.

[その他の構造単位]
[A]重合体は、上記構造単位(I)〜(IV)以外のその他の構造単位を有していてもよい。上記その他の構造単位としては、例えばカルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、スルホンアミド基等を有する構造単位などが挙げられる。[A]重合体がその他の構造単位を有する場合、その他の構造単位の含有割合の上限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して60モル%が好ましく、50モル%がより好ましい。
[Other structural units]
[A] The polymer may have other structural units other than the structural units (I) to (IV). Examples of the other structural units include structural units having a carboxy group, a cyano group, a nitro group, a sulfonamide group, and the like. [A] When the polymer has other structural units, the upper limit of the content ratio of the other structural units is preferably 60 mol%, and 50 mol% with respect to all the structural units constituting the [A] polymer. More preferred.

[A]重合体の含有量の下限としては、当該感放射線性樹脂組成物の全固形分(溶媒以外の成分の総和)に対して、70質量%が好ましく、80質量%がより好ましく、85質量%がさらに好ましい。   [A] The lower limit of the content of the polymer is preferably 70% by mass, more preferably 80% by mass with respect to the total solid content of the radiation-sensitive resin composition (total of components other than the solvent), 85 More preferred is mass%.

<[A]重合体の合成方法>
[A]重合体は、例えば各構造単位を与える単量体を、ラジカル重合開始剤等を用い、適当な溶媒中で重合することにより合成できる。
<[A] Polymer Synthesis Method>
[A] The polymer can be synthesized, for example, by polymerizing monomers that give each structural unit in a suitable solvent using a radical polymerization initiator or the like.

ラジカル重合開始剤としては、例えば
アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート等のアゾ系ラジカル開始剤;
ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系ラジカル開始剤などが挙げられる。これらの中で、AIBN及びジメチル2,2’−アゾビスイソブチレートが好ましく、AIBNがより好ましい。これらのラジカル重合開始剤は1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
Examples of radical polymerization initiators include azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2′-azobis (2-cyclopropylpropylene). Pionitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azo radical initiators such as dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate;
And peroxide radical initiators such as benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, and the like. Of these, AIBN and dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate are preferred, and AIBN is more preferred. These radical polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.

重合に使用される溶媒としては、例えば
n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;
シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;
クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;
酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;
アセトン、ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;
テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;
メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、4−メチル−2−ペンタノール等のアルコール類などが挙げられる。これらの重合に使用される溶媒は、1種単独で又は2種以上を併用してもよい。
Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane;
Cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane;
Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene;
Halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide, chlorobenzene;
Saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate;
Ketones such as acetone, butanone, 4-methyl-2-pentanone, 2-heptanone;
Ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, diethoxyethanes;
Examples include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, and 4-methyl-2-pentanol. The solvent used for these polymerizations may be used alone or in combination of two or more.

重合における反応温度の下限としては、40℃が好ましく、50℃がより好ましい。上記反応温度の上限としては、150℃が好ましく、120℃がより好ましい。重合における反応時間の下限としては、1時間が好ましく、2時間がより好ましい。上記反応時間の上限としては、48時間が好ましく、24時間がより好ましい。   As a minimum of reaction temperature in superposition | polymerization, 40 degreeC is preferable and 50 degreeC is more preferable. As an upper limit of the said reaction temperature, 150 degreeC is preferable and 120 degreeC is more preferable. As a minimum of reaction time in superposition | polymerization, 1 hour is preferable and 2 hours is more preferable. The upper limit of the reaction time is preferably 48 hours, more preferably 24 hours.

[A]重合体の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重量平均分子量(Mw)の下限としては、1,000が好ましく、2,000がより好ましく、3,000がさらに好ましく、5,000が特に好ましい。上記Mwの上限としては、50,000が好ましく、30,000がより好ましく、20,000がさらに好ましく、15,000が特に好ましい。[A]重合体のMwを上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の塗布性を向上させることができる。   [A] The lower limit of the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer is preferably 1,000, more preferably 2,000, still more preferably 3,000, 000 is particularly preferred. The upper limit of Mw is preferably 50,000, more preferably 30,000, still more preferably 20,000, and particularly preferably 15,000. [A] By making Mw of a polymer into the said range, the applicability | paintability of the said radiation sensitive resin composition can be improved.

[A]重合体のGPCによるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)に対するMwの比(Mw/Mn)の上限としては、5が好ましく、3がより好ましく、2がさらに好ましく、1.7が特に好ましい。上記比の下限としては、通常1であり、1.1が好ましい。   [A] The upper limit of the ratio (Mw / Mn) of Mw to the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene by GPC of the polymer is preferably 5, more preferably 3, still more preferably 2, and particularly preferably 1.7. . The lower limit of the ratio is usually 1 and preferably 1.1.

本明細書における重合体のMw及びMnは、以下の条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定される値である。
GPCカラム:例えば東ソー社の「G2000HXL」2本、「G3000HXL」1本及び「G4000HXL」1本
カラム温度:40℃
溶出溶媒:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:100μL
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
Mw and Mn of the polymer in this specification are values measured using gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
GPC column: For example, two “G2000HXL”, one “G3000HXL” and one “G4000HXL” manufactured by Tosoh Corporation Column temperature: 40 ° C.
Elution solvent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: 1.0% by mass
Sample injection volume: 100 μL
Detector: Differential refractometer Standard material: Monodisperse polystyrene

<[B]酸発生体>
[B]酸発生体は、露光により酸を発生する物質である。この発生した酸により[A]重合体等が有する酸解離性基が解離してカルボキシ基、ヒドロキシ基等が生じ、[A]重合体の現像液への溶解性が変化するため、当該感放射線性樹脂組成物からレジストパターンを形成することができる。当該感放射線性樹脂組成物における[B]酸発生体の含有形態としては、後述するような低分子化合物の形態(以下、適宜「[B]酸発生剤」ともいう)でも、重合体の一部として組み込まれた酸発生基の形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[B] Acid generator>
[B] The acid generator is a substance that generates an acid upon exposure. This generated acid dissociates the acid-dissociable group of the [A] polymer and the like to generate a carboxy group, a hydroxy group, and the like, and the solubility of the [A] polymer in the developer changes. A resist pattern can be formed from the conductive resin composition. The contained form of the [B] acid generator in the radiation-sensitive resin composition may be a low molecular compound form (hereinafter also referred to as “[B] acid generator” as appropriate), as described later. It may be in the form of an acid generating group incorporated as a part, or in both forms.

[B]酸発生剤としては、例えばオニウム塩化合物、N−スルホニルオキシイミド化合物、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物等が挙げられる。   [B] Examples of the acid generator include onium salt compounds, N-sulfonyloxyimide compounds, sulfonimide compounds, halogen-containing compounds, and diazoketone compounds.

オニウム塩化合物としては、例えばスルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等が挙げられる。   Examples of the onium salt compounds include sulfonium salts, tetrahydrothiophenium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like.

[B]酸発生剤の具体例としては、例えば特開2009−134088号公報の段落[0080]〜[0113]に記載されている化合物等が挙げられる。   [B] Specific examples of the acid generator include compounds described in paragraphs [0080] to [0113] of JP-A-2009-134088.

[B]酸発生剤としては、下記式(b)で表される酸発生剤が好ましい。[B]酸発生剤が下記構造を有することで、[A]重合体の構造単位(I)又は構造単位(II)との相互作用等により、露光により発生する酸のレジスト膜中の拡散長がより適度に短くなると考えられ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のリソグラフィー性能をより向上させることができる。   [B] The acid generator is preferably an acid generator represented by the following formula (b). [B] Since the acid generator has the following structure, [A] the diffusion length of the acid generated by exposure in the resist film due to the interaction with the structural unit (I) or the structural unit (II) of the polymer, etc. As a result, the lithography performance of the radiation-sensitive resin composition can be further improved.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(b)中、Rp1は、環員数6以上の環構造を含む1価の基である。Rp2は、2価の連結基である。Rp3及びRp4は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜20の1価の炭化水素基又は炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基である。Rp5及びRp6は、それぞれ独立して、フッ素原子又は炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基である。np1は、0〜10の整数である。np2は、0〜10の整数である。np3は、1〜10の整数である。np1が2以上の場合、複数のRp2は同一でも異なっていてもよい。np2が2以上の場合、複数のRp3は同一でも異なっていてもよく、複数のRp4は同一でも異なっていてもよい。np3が2以上の場合、複数のRp5は同一でも異なっていてもよく、複数のRp6は同一でも異なっていてもよい。Xは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 In the above formula (b), R p1 is a monovalent group containing a ring structure having 6 or more ring members. R p2 is a divalent linking group. R p3 and R p4 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R p5 and R p6 are each independently a fluorine atom or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. n p1 is an integer of 0 to 10. n p2 is an integer of 0 to 10. n p3 is an integer of 1 to 10. When n p1 is 2 or more, the plurality of R p2 may be the same or different. When n p2 is 2 or more, the plurality of R p3 may be the same or different, and the plurality of R p4 may be the same or different. When n p3 is 2 or more, the plurality of R p5 may be the same or different, and the plurality of R p6 may be the same or different. X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

p1で表される環員数6以上の環構造を含む1価の基としては、例えば環員数6以上の脂環構造を含む1価の基、環員数6以上の脂肪族複素環構造を含む1価の基、環員数6以上の芳香環構造を含む1価の基、環員数6以上の芳香族複素環構造を含む1価の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent group including a ring structure having 6 or more ring members represented by R p1 include a monovalent group including an alicyclic structure having 6 or more ring members and an aliphatic heterocyclic structure having 6 or more ring members. A monovalent group, a monovalent group containing an aromatic ring structure having 6 or more ring members, a monovalent group containing an aromatic heterocyclic structure having 6 or more ring members, and the like.

上記環員数6以上の脂環構造としては、例えば
シクロヘキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造、シクロノナン構造、シクロデカン構造、シクロドデカン構造等の単環のシクロアルカン構造;
シクロヘキセン構造、シクロヘプテン構造、シクロオクテン構造、シクロデセン構造等の単環のシクロアルケン構造;
ノルボルナン構造、アダマンタン構造、トリシクロデカン構造、テトラシクロドデカン構造等の多環のシクロアルカン構造;
ノルボルネン構造、トリシクロデセン構造等の多環のシクロアルケン構造などが挙げられる。
Examples of the alicyclic structure having 6 or more ring members include monocyclic cycloalkane structures such as a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, a cyclooctane structure, a cyclononane structure, a cyclodecane structure, and a cyclododecane structure;
Monocyclic cycloalkene structures such as cyclohexene structure, cycloheptene structure, cyclooctene structure, cyclodecene structure;
Polycyclic cycloalkane structures such as norbornane structure, adamantane structure, tricyclodecane structure and tetracyclododecane structure;
Examples thereof include polycyclic cycloalkene structures such as a norbornene structure and a tricyclodecene structure.

上記環員数6以上の脂肪族複素環構造としては、例えば
ヘキサノラクトン構造、ノルボルナンラクトン構造等のラクトン構造;
ヘキサノスルトン構造、ノルボルナンスルトン構造等のスルトン構造;
オキサシクロヘプタン構造、オキサノルボルナン構造等の酸素原子含有複素環構造;
アザシクロヘキサン構造、ジアザビシクロオクタン構造等の窒素原子含有複素環構造;
チアシクロヘキサン構造、チアノルボルナン構造のイオウ原子含有複素環構造などが挙げられる。
Examples of the aliphatic heterocyclic structure having 6 or more ring members include lactone structures such as a hexanolactone structure and a norbornane lactone structure;
Sultone structures such as hexanosultone structure and norbornane sultone structure;
An oxygen atom-containing heterocyclic structure such as an oxacycloheptane structure or an oxanorbornane structure;
Nitrogen atom-containing heterocyclic structures such as azacyclohexane structure and diazabicyclooctane structure;
Examples thereof include a sulfur atom-containing heterocyclic structure having a thiacyclohexane structure and a thianorbornane structure.

上記環員数6以上の芳香環構造としては、例えば
ベンゼン構造、ナフタレン構造、フェナントレン構造、アントラセン構造等が挙げられる。
Examples of the aromatic ring structure having 6 or more ring members include a benzene structure, a naphthalene structure, a phenanthrene structure, and an anthracene structure.

上記環員数6以上の芳香族複素環構造としては、例えばフラン構造、ピラン構造、ベンゾピラン構造等の酸素原子含有複素環構造、ピリジン構造、ピリミジン構造、インドール構造等の窒素原子含有複素環構造などが挙げられる。   Examples of the aromatic heterocyclic structure having 6 or more ring members include oxygen atom-containing heterocyclic structures such as furan structure, pyran structure and benzopyran structure, nitrogen atom-containing heterocyclic structures such as pyridine structure, pyrimidine structure and indole structure. Can be mentioned.

p1の環構造の環員数の下限としては、7が好ましく、8がより好ましく、9がさらに好ましく、10が特に好ましい。一方、上記環員数の上限としては、15が好ましく、14がより好ましく、13がさらに好ましく、12が特に好ましい。上記環員数を上記範囲とすることで、上述の酸の拡散長をさらに適度に短くすることができ、その結果リソグラフィー性能をより向上させることができる。 The lower limit of the number of ring members of the ring structure of R p1 is preferably 7, more preferably 8, more preferably 9, and particularly preferably 10. On the other hand, the upper limit of the number of ring members is preferably 15, more preferably 14, still more preferably 13, and particularly preferably 12. By setting the number of ring members in the above range, the above-described acid diffusion length can be further appropriately shortened, and as a result, the lithography performance can be further improved.

p1の環構造が有する水素原子の一部又は全部は、置換基で置換されていてもよい。上記置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。これらの中でヒドロキシ基が好ましい。 A part or all of the hydrogen atoms contained in the ring structure of R p1 may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, hydroxy group, carboxy group, cyano group, nitro group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, alkoxycarbonyloxy group, acyl group, Examples include an acyloxy group. Of these, a hydroxy group is preferred.

p1としては、これらの中で、環員数6以上の脂環構造を含む1価の基及び環員数6以上の脂肪族複素環構造を含む1価の基が好ましく、環員数9以上の脂環構造を含む1価の基及び環員数9以上の脂肪族複素環構造を含む1価の基がより好ましく、アダマンチル基、ヒドロキシアダマンチル基、ノルボルナンラクトン−イル基、ノルボルナンスルトン−イル基及び5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−イル基がさらに好ましく、アダマンチル基が特に好ましい。 Among these, R p1 is preferably a monovalent group containing an alicyclic structure having 6 or more ring members and a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 6 or more ring members, and an alicyclic group having 9 or more ring members. A monovalent group containing a ring structure and a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 9 or more ring members are more preferred. An oxo-4-oxatricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecan-yl group is more preferred, and an adamantyl group is particularly preferred.

p2で表される2価の連結基としては、例えばカルボニル基、エーテル基、カルボニルオキシ基、スルフィド基、チオカルボニル基、スルホニル基、2価の炭化水素基等が挙げられる。Rp2で表される2価の連結基としては、カルボニルオキシ基、スルホニル基、アルカンジイル基及びシクロアルカンジイル基が好ましく、カルボニルオキシ基及びシクロアルカンジイル基がより好ましく、カルボニルオキシ基及びノルボルナンジイル基がさらに好ましく、カルボニルオキシ基が特に好ましい。 Examples of the divalent linking group represented by R p2 include a carbonyl group, an ether group, a carbonyloxy group, a sulfide group, a thiocarbonyl group, a sulfonyl group, and a divalent hydrocarbon group. The divalent linking group represented by R p2 is preferably a carbonyloxy group, a sulfonyl group, an alkanediyl group and a cycloalkanediyl group, more preferably a carbonyloxy group and a cycloalkanediyl group, a carbonyloxy group and a norbornanediyl group. A group is more preferred, and a carbonyloxy group is particularly preferred.

p3及びRp4で表される炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、例えば炭素数1〜20のアルキル基等が挙げられる。Rp3及びRp4で表される炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基としては、例えば炭素数1〜20のフッ素化アルキル基等が挙げられる。Rp3及びRp4としては、水素原子、フッ素原子及びフッ素化アルキル基が好ましく、フッ素原子及びパーフルオロアルキル基がより好ましく、フッ素原子及びトリフルオロメチル基がさらに好ましい。 Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R p3 and R p4 include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R p3 and R p4 include a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R p3 and R p4 are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom and a fluorinated alkyl group, more preferably a fluorine atom and a perfluoroalkyl group, and still more preferably a fluorine atom and a trifluoromethyl group.

p5及びRp6で表される炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基としては、例えば炭素数1〜20のフッ素化アルキル基等が挙げられる。Rp5及びRp6としては、フッ素原子及びフッ素化アルキル基が好ましく、フッ素原子及びパーフルオロアルキル基がより好ましく、フッ素原子及びトリフルオロメチル基がさらに好ましく、フッ素原子が特に好ましい。 Examples of the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R p5 and R p6 include a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R p5 and R p6 are preferably a fluorine atom and a fluorinated alkyl group, more preferably a fluorine atom and a perfluoroalkyl group, still more preferably a fluorine atom and a trifluoromethyl group, and particularly preferably a fluorine atom.

p1としては、0〜5の整数が好ましく、0〜3の整数がより好ましく、0〜2の整数がさらに好ましく、0及び1が特に好ましい。 The n p1, preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 0 to 3, more preferably an integer of 0 to 2, 0 and 1 are particularly preferred.

p2としては、0〜5の整数が好ましく、0〜2の整数がより好ましく、0及び1がさらに好ましく、0が特に好ましい。 The n p2, preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 and 1, 0 being particularly preferred.

p3としては、1〜5の整数が好ましく、1〜4の整数がより好ましく、1〜3の整数がさらに好ましく、1及び2が特に好ましい。 As np3 , the integer of 1-5 is preferable, the integer of 1-4 is more preferable, the integer of 1-3 is more preferable, and 1 and 2 are especially preferable.

で表される1価の感放射線性オニウムカチオンは、露光光の照射により分解するカチオンである。露光部では、この光分解性オニウムカチオンの分解により生成するプロトンと、スルホネートアニオンとからスルホン酸を生じる。上記Xで表される1価の感放射線性オニウムカチオンとしては、例えば下記式(b−a)で表されるカチオン(以下、「カチオン(b−a)」ともいう)、下記式(b−b)で表されるカチオン(以下、「カチオン(b−b)」ともいう)、下記式(b−c)で表されるカチオン(以下、「カチオン(b−c)」ともいう)等が挙げられる。 The monovalent radiation-sensitive onium cation represented by X + is a cation that decomposes upon exposure to exposure light. In the exposed portion, sulfonic acid is generated from protons generated by the decomposition of the photodegradable onium cation and a sulfonate anion. Examples of the monovalent radiation-sensitive onium cation represented by X + include a cation represented by the following formula (ba) (hereinafter also referred to as “cation (ba)”), and the following formula (b -B) (hereinafter also referred to as "cation (bb)"), a cation represented by the following formula (bc) (hereinafter also referred to as "cation (bc)"), and the like Is mentioned.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(b−a)中、RB3、RB4及びRB5は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、−OSO−RBB1若しくは−SO−RBB2であるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。RBB1及びRBB2は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基である。b1、b2及びb3は、それぞれ独立して0〜5の整数である。RB3〜RB5並びにRBB1及びRBB2がそれぞれ複数の場合、複数のRB3〜RB5並びにRBB1及びRBB2はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (ba), R B3 , R B4 and R B5 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted group. An aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, —OSO 2 —R BB1 or —SO 2 —R BB2 , or a ring structure in which two or more of these groups are combined with each other . R BB1 and R BB2 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms. Or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. b1, b2 and b3 are each independently an integer of 0 to 5. R B3 to R B5 and, if a plurality R BB1 and R BB2 are each the plurality of R B3 to R B5 and R BB1 and R BB2 may each be the same or different.

上記式(b−b)中、RB6は、置換若しくは非置換の炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜8の芳香族炭化水素基である。b4は0〜7の整数である。RB6が複数の場合、複数のRB6は同一でも異なっていてもよく、また、複数のRB6は、互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。
B7は、置換若しくは非置換の炭素数1〜7の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は置換若しくは非置換の炭素数6若しくは7の芳香族炭化水素基である。b5は、0〜6の整数である。RB7が複数の場合、複数のRB7は同一でも異なっていてもよく、また、複数のRB7は互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。nb2は、0〜3の整数である。RB8は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。nb1は、0〜2の整数である。
In the above formula (bb), R B6 represents a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 8 carbon atoms. It is. b4 is an integer of 0-7. If R B6 is plural, the plurality of R B6 may be the same or different, and plural R B6 may represent a constructed ring aligned with each other.
R B7 is a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 or 7 carbon atoms. b5 is an integer of 0-6. If R B7 is plural, R B7 may be the same or different, and plural R B7 may represent a keyed configured ring structure. n b2 is an integer of 0 to 3. R B8 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. n b1 is an integer of 0-2.

上記式(b−c)中、RB9及びRB10は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、−OSO−RBB3若しくは−SO−RBB4であるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。RBB3及びRBB4は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基である。b6及びb7は、それぞれ独立して0〜5の整数である。RB9、RB10、RBB3及びRBB4がそれぞれ複数の場合、複数のRB9、RB10、RBB3及びRBB4はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formula ( bc ), R B9 and R B10 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon number of 6 12 aromatic hydrocarbon group, or an -OSO 2 -R BB3 or -SO 2 -R BB4, or two or more are combined with each other configured ring of these groups. R BB3 and R BB4 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms. Or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. b6 and b7 are each independently an integer of 0 to 5. R B9, R B10, R BB3 and when R BB4 is plural respective plurality of R B9, R B10, R BB3 and R BB4 may have respectively the same or different.

B3、RB4、RB5、RB6、RB7、RB9及びRB10で表される非置換の直鎖状のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基等が挙げられる。 As the unsubstituted linear alkyl group represented by R B3 , R B4 , R B5 , R B6 , R B7 , R B9 and R B10 , for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n- A butyl group etc. are mentioned.

B3、RB4、RB5、RB6、RB7、RB9及びRB10で表される非置換の分岐状のアルキル基としては、例えばi−プロピル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。 Examples of the unsubstituted branched alkyl group represented by R B3 , R B4 , R B5 , R B6 , R B7 , R B9 and R B10 include an i-propyl group, i-butyl group, and sec-butyl group. , T-butyl group and the like.

B3、RB4、RB5、RB9及びRB10で表される非置換の芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられる。 Examples of the unsubstituted aromatic hydrocarbon group represented by R B3 , R B4 , R B5 , R B9 and R B10 include aryl groups such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a mesityl group and a naphthyl group; benzyl Group, an aralkyl group such as a phenethyl group, and the like.

B6及びRB7で表される非置換の芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、トリル基、ベンジル基等が挙げられる。 Examples of the unsubstituted aromatic hydrocarbon group represented by R B6 and R B7 include a phenyl group, a tolyl group, and a benzyl group.

B8で表される2価の有機基としては、例えば上記式(2)のLの2価の有機基として例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the divalent organic group represented by R B8 include groups similar to those exemplified as the divalent organic group of L in the above formula (2).

アルキル基及び芳香族炭化水素基が有する水素原子を置換していてもよい置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。これらの中で、ハロゲン原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。   Examples of the substituent that may be substituted for the hydrogen atom of the alkyl group and the aromatic hydrocarbon group include a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, Examples thereof include a nitro group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, and an acyloxy group. Among these, a halogen atom is preferable and a fluorine atom is more preferable.

B3、RB4、RB5、RB6、RB7、RB9及びRB10としては、非置換の直鎖状又は分岐状のアルキル基、フッ素化アルキル基、非置換の1価の芳香族炭化水素基、−OSO−RBB5及び−SO−RBB5が好ましく、フッ素化アルキル基及び非置換の1価の芳香族炭化水素基がより好ましく、フッ素化アルキル基がさらに好ましい。RBB5は非置換の1価の脂環式炭化水素基又は非置換の1価の芳香族炭化水素基である。 R B3 , R B4 , R B5 , R B6 , R B7 , R B9 and R B10 include an unsubstituted linear or branched alkyl group, a fluorinated alkyl group, an unsubstituted monovalent aromatic carbonization A hydrogen group, —OSO 2 —R BB5 and —SO 2 —R BB5 are preferred, a fluorinated alkyl group and an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group are more preferred, and a fluorinated alkyl group is more preferred. R BB5 is an unsubstituted monovalent alicyclic hydrocarbon group or an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group.

式(b−a)におけるb1、b2及びb3としては、0〜2の整数が好ましく、0及び1がより好ましく、0がさらに好ましい。式(b−b)におけるb4としては、0〜2の整数が好ましく、0及び1がより好ましく、1がさらに好ましい。b5としては、0〜2の整数が好ましく、0及び1がより好ましく、0がさらに好ましい。nb2としては、2及び3が好ましく、2がより好ましい。nb1としては、0及び1が好ましく、0がより好ましい。式(b−c)におけるb6及びb7としては、0〜2の整数が好ましく、0及び1がより好ましく、0がさらに好ましい。 As b1, b2, and b3 in the formula (ba), integers of 0 to 2 are preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable. As b4 in Formula (bb), an integer of 0 to 2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 1 is more preferable. As b5, the integer of 0-2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is still more preferable. As nb2 , 2 and 3 are preferable and 2 is more preferable. As nb1 , 0 and 1 are preferable and 0 is more preferable. As b6 and b7 in the formula (bc), an integer of 0 to 2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable.

としては、これらの中で、カチオン(b−a)及びカチオン(b−b)が好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン及び1−[2−(4−シクロヘキシルフェニルカルボニル)プロパン−2−イル]テトラヒドロチオフェニウムカチオンがより好ましい。 Among these, cation (ba) and cation (bb) are preferable as X + , and triphenylsulfonium cation and 1- [2- (4-cyclohexylphenylcarbonyl) propan-2-yl] tetrahydro A thiophenium cation is more preferred.

上記式(b)で表される酸発生剤としては例えば下記式(b−1)〜(b−15)で表される化合物(以下、「化合物(b−1)〜(b−15)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the acid generator represented by the formula (b) include compounds represented by the following formulas (b-1) to (b-15) (hereinafter, “compounds (b-1) to (b-15)”). Also).

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(b−1)〜(b−15)中、Xは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 In the above formulas (b-1) to (b-15), X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

[B]酸発生剤としては、オニウム塩化合物が好ましく、化合物(b−1)、(b−2)、(b−11)及び(b−12)がさらに好ましい。   [B] As the acid generator, an onium salt compound is preferable, and compounds (b-1), (b-2), (b-11) and (b-12) are more preferable.

[B]酸発生体が[B]酸発生剤の場合、[B]酸発生剤の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、0.5質量部がより好ましく、1質量部がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、30質量部が好ましく、20質量部がより好ましく、15質量部がさらに好ましい。[B]酸発生剤の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の感度及び現像性を向上させることができる。   [B] When the acid generator is a [B] acid generator, the lower limit of the content of the [B] acid generator is preferably 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer. 0.5 mass part is more preferable, and 1 mass part is further more preferable. As an upper limit of the said content, 30 mass parts is preferable, 20 mass parts is more preferable, and 15 mass parts is further more preferable. [B] By making content of an acid generator into the said range, the sensitivity and developability of the said radiation sensitive resin composition can be improved.

<[C]溶媒>
[C]溶媒は、少なくとも[A]重合体、[B]酸発生体、所望により含有される[D]酸拡散制御体等を溶解又は分散可能な溶媒であれば、特に限定されない。
<[C] solvent>
[C] The solvent is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing at least the [A] polymer, the [B] acid generator, and the optionally contained [D] acid diffusion controller.

[C]溶媒としては、例えばアルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、炭化水素系溶媒等が挙げられる。   [C] Examples of the solvent include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, amide solvents, ester solvents, hydrocarbon solvents, and the like.

アルコール系溶媒としては、例えば
メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、iso−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、tert−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、3−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール等のモノアルコール系溶媒;
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等の多価アルコール系溶媒;
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等の多価アルコール部分エーテル系溶媒などが挙げられる。
Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, iso-pentanol, 2-methylbutanol, sec-pentanol, tert-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol , Sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec -Monoalcohol solvents such as heptadecyl alcohol, furfuryl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol, diacetone alcohol;
Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, 2 -Polyhydric alcohol solvents such as ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol;
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, and polyhydric alcohol partial ether solvents such as dipropylene glycol monopropyl ether.

エーテル系溶媒としては、例えば
ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のジアルキルエーテル系溶媒;
テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル系溶媒;
ジフェニルエーテル、アニソール(メチルフェニルエーテル)等の芳香環含有エーテル系溶媒などが挙げられる。
Examples of ether solvents include dialkyl ether solvents such as diethyl ether, dipropyl ether, and dibutyl ether;
Cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran;
Aromatic ring-containing ether solvents such as diphenyl ether and anisole (methylphenyl ether) are exemplified.

ケトン系溶媒としては、例えば
アセトン、ブタノン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−iso−ブチルケトン、2−ヘプタノン(メチル−n−ペンチルケトン)、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−iso−ブチルケトン、トリメチルノナノン等の鎖状ケトン系溶媒;
シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン等の環状ケトン系溶媒;
2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノンなどが挙げられる。
Examples of the ketone solvent include acetone, butanone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, 2-heptanone (methyl-n-pentyl ketone), and ethyl-n-butyl ketone. Chain ketone solvents such as methyl-n-hexyl ketone, di-iso-butyl ketone, and trimethylnonanone;
Cyclic ketone solvents such as cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, methylcyclohexanone;
2,4-pentanedione, acetonylacetone, acetophenone and the like can be mentioned.

アミド系溶媒としては、例えば
N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルピロリドン等の環状アミド系溶媒;
N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド等の鎖状アミド系溶媒などが挙げられる。
Examples of the amide solvent include cyclic amide solvents such as N, N′-dimethylimidazolidinone and N-methylpyrrolidone;
Examples thereof include chain amide solvents such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methylpropionamide.

エステル系溶媒としては、例えば
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸i−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル等の酢酸エステル系溶媒;
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノ−n−ブ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アセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の多価アルコール部分エーテルアセテート系溶媒;
ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のカーボネート系溶媒;
ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸iso−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルなどが挙げられる。
Examples of the ester solvent include methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, n-butyl acetate, iso-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, i-pentyl acetate, sec -Acetate solvents such as pentyl, 3-methoxybutyl acetate, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methylcyclohexyl acetate, n-nonyl acetate;
Ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether Polyhydric alcohol partial ether acetate solvents such as acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate;
Carbonate solvents such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate;
Glycol acetate, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, iso-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl lactate, ethyl lactate N-butyl lactate, n-amyl lactate, diethyl malonate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate and the like.

炭化水素系溶媒としては、例えば
n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、iso−ヘキサン、n−ヘプタン、iso−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、iso−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;
ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、iso−プロピルベンゼン、ジエチルベンゼン、iso−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−iso−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒などが挙げられる。
Examples of the hydrocarbon solvent include n-pentane, iso-pentane, n-hexane, iso-hexane, n-heptane, iso-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, iso-octane, and cyclohexane. , Aliphatic hydrocarbon solvents such as methylcyclohexane;
Fragrances such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, iso-propylbenzene, diethylbenzene, iso-butylbenzene, triethylbenzene, di-iso-propylbenzene and n-amylnaphthalene Group hydrocarbon solvents and the like.

これらの中で、エステル系溶媒及びケトン系溶媒が好ましく、多価アルコール部分エーテルアセテート系溶媒、ラクトン系溶媒及び環状ケトン系溶媒がより好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びシクロヘキサノンがさらに好ましい。   Among these, ester solvents and ketone solvents are preferable, polyhydric alcohol partial ether acetate solvents, lactone solvents and cyclic ketone solvents are more preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate and cyclohexanone are more preferable.

<[D]酸拡散制御体>
当該感放射線性樹脂組成物は、必要に応じて、[D]酸拡散制御体を含有していてもよい。[D]酸拡散制御体は、露光により[B]酸発生体から生じる酸のレジスト膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する効果を奏する。また、感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性が向上する。さらに、露光から現像処理までの引き置き時間の変動によるレジストパターンのサイズ変化を抑えることができ、プロセス安定性に優れた感放射線性樹脂組成物が得られる。[D]酸拡散制御体の当該感放射線性樹脂組成物における含有形態としては、遊離の化合物(以下、適宜「[D]酸拡散制御剤」という)の形態でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[D] Acid diffusion controller>
The said radiation sensitive resin composition may contain the [D] acid diffusion control body as needed. [D] The acid diffusion controller controls the diffusion phenomenon in the resist film of the acid generated from the [B] acid generator by exposure, and has an effect of suppressing an undesirable chemical reaction in the non-exposed region. Moreover, the storage stability of the radiation sensitive resin composition is improved. Furthermore, a change in the size of the resist pattern due to fluctuations in the holding time from exposure to development processing can be suppressed, and a radiation-sensitive resin composition excellent in process stability can be obtained. [D] The content of the acid diffusion controller in the radiation-sensitive resin composition is incorporated as a part of the polymer even in the form of a free compound (hereinafter referred to as “[D] acid diffusion controller” as appropriate). Or both of these forms.

[D]酸拡散制御剤としては、例えば下記式(c−1)で表される化合物(以下、「含窒素化合物(I)」ともいう)、同一分子内に窒素原子を2個有する化合物(以下、「含窒素化合物(II)」ともいう)、窒素原子を3個有する化合物(以下、「含窒素化合物(III)」ともいう)、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等が挙げられる。   [D] Examples of the acid diffusion controller include a compound represented by the following formula (c-1) (hereinafter also referred to as “nitrogen-containing compound (I)”), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule ( Hereinafter, also referred to as “nitrogen-containing compound (II)”, compounds having three nitrogen atoms (hereinafter also referred to as “nitrogen-containing compound (III)”), amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, etc. Is mentioned.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(c−1)中、RC1、RC2及びRC3は、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよい直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、アリール基又はアラルキル基であるか、又はこれらのうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する窒素原子と共に構成される環構造を表す。 In the above formula (c-1), R C1 , R C2 and R C3 each independently represent a hydrogen atom, an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group, aryl group or aralkyl group. Or a ring structure in which two or more of these are combined with each other and the nitrogen atom to which they are attached.

含窒素化合物(I)としては、例えば
トリn−ペンチルアミン等のモノアルキルアミン類;
ジ−n−ブチルアミン等のジアルキルアミン類;
トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリアセチルトリエタノールアミン等のトリアルキルアミン類;
アニリン、2,6−ジ−i−プロピルアニリン、N,N−ジ−n−ブチルアニリン等の芳香族アミン類;
N−t−アシルオキシカルボルニル−4−ヒドロキシピペリジンなどが挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing compound (I) include monoalkylamines such as tri-n-pentylamine;
Dialkylamines such as di-n-butylamine;
Trialkylamines such as triethylamine, triethanolamine, triacetyltriethanolamine;
Aromatic amines such as aniline, 2,6-di-i-propylaniline, N, N-di-n-butylaniline;
Nt-acyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine and the like can be mentioned.

これらの中で、含窒素化合物(I)としては、モノアルキルアミン類及び芳香族アミン類が好ましく、トリn−ペンチルアミン及び2,6−ジ−i−プロピルアニリンがより好ましい。   Among these, as the nitrogen-containing compound (I), monoalkylamines and aromatic amines are preferable, and tri-n-pentylamine and 2,6-di-i-propylaniline are more preferable.

含窒素化合物(II)としては、例えばエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing compound (II) include ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, and the like.

含窒素化合物(III)としては、例えば
ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン等のポリアミン化合物;
ジメチルアミノエチルアクリルアミド等の重合体などが挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing compound (III) include polyamine compounds such as polyethyleneimine and polyallylamine;
Examples thereof include polymers such as dimethylaminoethylacrylamide.

アミド基含有化合物としては、例えばホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン等が挙げられる。   Examples of the amide group-containing compound include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and the like. It is done.

ウレア化合物としては、例えば尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリブチルチオウレア等が挙げられる。   Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tributylthiourea and the like.

含窒素複素環化合物としては、例えば
ピリジン、2−メチルピリジン等のピリジン類;
N−プロピルモルホリン、N−(ウンデシルカルボニルオキシエチル)モルホリン等のモルホリン類;
ピラジン、ピラゾールなどが挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include pyridines such as pyridine and 2-methylpyridine;
Morpholines such as N-propylmorpholine and N- (undecylcarbonyloxyethyl) morpholine;
Examples include pyrazine and pyrazole.

これらの中で、含窒素複素環化合物としては、モルホリン類が好ましく、N−(ウンデシルカルボニルオキシエチル)モルホリンがより好ましい。   Among these, as the nitrogen-containing heterocyclic compound, morpholines are preferable, and N- (undecylcarbonyloxyethyl) morpholine is more preferable.

また、[D]酸拡散制御剤として、酸解離性基を有する含窒素有機化合物を用いることもできる。このような酸解離性基を有する含窒素有機化合物としては、例えばN−t−ブトキシカルボニルピペリジン、N−t−ブトキシカルボニルイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール、N−(t−ブトキシカルボニル)ジ−n−オクチルアミン、N−(t−ブトキシカルボニル)ジエタノールアミン、N−(t−ブトキシカルボニル)ジシクロヘキシルアミン、N−(t−ブトキシカルボニル)ジフェニルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−アミルオキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン等が挙げられる。   [D] A nitrogen-containing organic compound having an acid-dissociable group can also be used as the acid diffusion controller. Examples of the nitrogen-containing organic compound having such an acid dissociable group include Nt-butoxycarbonylpiperidine, Nt-butoxycarbonylimidazole, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2. -Phenylbenzimidazole, N- (t-butoxycarbonyl) di-n-octylamine, N- (t-butoxycarbonyl) diethanolamine, N- (t-butoxycarbonyl) dicyclohexylamine, N- (t-butoxycarbonyl) diphenylamine Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine and the like.

また、[D]酸拡散制御剤として、露光により感光し弱酸を発生する光崩壊性塩基を用いることもできる。光崩壊性塩基としては、例えば露光により分解して酸拡散制御性を失うオニウム塩化合物等が挙げられる。オニウム塩化合物としては、例えば下記式(c−2)で表されるスルホニウム塩化合物、下記式(c−3)で表されるヨードニウム塩化合物等が挙げられる。   Further, as the [D] acid diffusion control agent, a photodisintegratable base that is exposed to light and generates a weak acid by exposure can also be used. Examples of the photodegradable base include an onium salt compound that loses acid diffusion controllability by being decomposed by exposure. Examples of the onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the following formula (c-2), an iodonium salt compound represented by the following formula (c-3), and the like.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(c−2)及び式(c−3)中、RC4〜RC8は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基又はハロゲン原子である。E及びQは、それぞれ独立して、OH、RCC1−COO、RCC1−SO 又は下記式(c−4)で表されるアニオンである。但し、RCC1は、アルキル基、アリール基又はアラルキル基である。 In formula (c-2) and formula (c-3), R C4 to R C8 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxy group, or a halogen atom. E and Q are each independently an anion represented by OH , R CC1 —COO , R CC1 —SO 3 or the following formula (c-4). However, R CC1 is an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(c−4)中、RC9は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のフッ素化アルキル基又は炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシ基である。nは、0〜2の整数である。nが2の場合、2つのRC9は同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (c-4), R C9 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon number of 1 -12 linear or branched alkoxy groups. n c is an integer of 0-2. If n c is 2, two R C9 may be the same or different.

上記光崩壊性塩基としては、より具体的には、例えば下記式で表される化合物等が挙げられる。   More specifically, examples of the photodegradable base include compounds represented by the following formulas.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

これらの中で、光崩壊性塩基としては、スルホニウム塩が好ましく、トリアリールスルホニウム塩がより好ましく、トリフェニルスルホニウムサリチレート及びトリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネートがさらに好ましい。   Among these, as the photodegradable base, a sulfonium salt is preferable, a triarylsulfonium salt is more preferable, and triphenylsulfonium salicylate and triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate are more preferable.

当該感放射線性樹脂組成物が[D]酸拡散制御体として[D]酸拡散制御剤を含有する場合、[D]酸拡散制御剤の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、0.3質量部がより好ましく、1質量部がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、20質量部が好ましく、15質量部がより好ましく、10質量部がさらに好ましい。   When the said radiation sensitive resin composition contains a [D] acid diffusion control agent as a [D] acid diffusion control body, as a minimum of content of a [D] acid diffusion control agent, [A] 100 mass of polymers 0.1 parts by mass is preferable, 0.3 parts by mass is more preferable, and 1 part by mass is more preferable. As an upper limit of the said content, 20 mass parts is preferable, 15 mass parts is more preferable, and 10 mass parts is further more preferable.

<[E]重合体>
当該感放射線性樹脂組成物は、必要に応じて、[E]重合体を含有していてもよい。[E]重合体は、[A]重合体とは異なる重合体であって、フッ素原子含有重合体である。当該感放射線性樹脂組成物が[E]重合体を含有することで、レジスト膜を形成した際に、膜中の含フッ素重合体の撥油性的特徴により、その分布がレジスト膜表面近傍で偏在化する傾向がある。そのため、液浸露光時における酸発生剤や酸拡散制御剤等が液浸媒体に溶出することを抑制することができる。また、この[E]重合体の撥水性的特徴により、レジスト膜と液浸媒体との前進接触角が所望の範囲に制御でき、バブル欠陥の発生を抑制できる。さらに、レジスト膜と液浸媒体との後退接触角が高くなり、水滴が残らずに高速でのスキャン露光が可能となる。このように当該感放射線性樹脂組成物が[E]重合体を含有することにより、液浸露光法に好適なレジスト膜を形成することができる。
<[E] polymer>
The said radiation sensitive resin composition may contain the [E] polymer as needed. The [E] polymer is a polymer different from the [A] polymer, and is a fluorine atom-containing polymer. When the radiation sensitive resin composition contains the [E] polymer, when the resist film is formed, the distribution is unevenly distributed near the resist film surface due to the oil-repellent characteristics of the fluoropolymer in the film. There is a tendency to become. Therefore, it is possible to suppress the acid generator, the acid diffusion controller, and the like from being eluted into the immersion medium during the immersion exposure. Further, due to the water-repellent characteristics of the [E] polymer, the advancing contact angle between the resist film and the immersion medium can be controlled within a desired range, and the occurrence of bubble defects can be suppressed. Furthermore, the receding contact angle between the resist film and the immersion medium is increased, and high-speed scanning exposure is possible without leaving water droplets. Thus, when the said radiation sensitive resin composition contains an [E] polymer, the resist film suitable for an immersion exposure method can be formed.

[E]重合体としては、フッ素原子を有する重合体である限り、特に限定されないが、当該感放射線性樹脂組成物中の[A]重合体よりも、フッ素原子含有率(質量%)が高いことが好ましい。[A]重合体よりもフッ素原子含有率が高いことで、上述の偏在化の度合いがより高くなり、得られるレジスト膜の撥水性及び溶出抑制性等の特性が向上する。   [E] The polymer is not particularly limited as long as it is a polymer having a fluorine atom, but the fluorine atom content (% by mass) is higher than that of the [A] polymer in the radiation-sensitive resin composition. It is preferable. [A] When the fluorine atom content is higher than that of the polymer, the degree of uneven distribution described above becomes higher, and characteristics such as water repellency and elution suppression of the resulting resist film are improved.

[E]重合体のフッ素原子含有率の下限としては、1質量%が好ましく、2質量%がより好ましく、4質量%がさらに好ましく、7質量%が特に好ましい。上記フッ素原子含有率の上限としては、60質量%が好ましく、40質量%がより好ましく、30質量%がさらに好ましい。[E]重合体のフッ素原子含有率が上記下限未満であると、レジスト膜表面の疎水性が低下する場合がある。重合体のフッ素原子含有率(質量%)は、13C−NMRスペクトル測定等により重合体の構造を求め、その構造から算出することができる。 [E] The lower limit of the fluorine atom content of the polymer is preferably 1% by mass, more preferably 2% by mass, further preferably 4% by mass, and particularly preferably 7% by mass. The upper limit of the fluorine atom content is preferably 60% by mass, more preferably 40% by mass, and even more preferably 30% by mass. [E] When the fluorine atom content of the polymer is less than the lower limit, the hydrophobicity of the resist film surface may be lowered. The fluorine atom content (% by mass) of the polymer can be calculated from the structure of the polymer obtained by 13 C-NMR spectrum measurement or the like.

[E]重合体としては、下記構造単位(Ea)、下記構造単位(Eb)又はこれらの組み合わせを有することが好ましい。[E]重合体は、構造単位(Ea)及び構造単位(Eb)をそれぞれ1種又は2種以上有していてもよい。   [E] The polymer preferably has the following structural unit (Ea), the following structural unit (Eb), or a combination thereof. [E] The polymer may have one or more structural units (Ea) and structural units (Eb).

[構造単位(Ea)]
構造単位(Ea)は、下記式(ff1)で表される構造単位である。[E]重合体は、構造単位(Ea)を有することでフッ素原子含有率を調整することができる。
[Structural unit (Ea)]
The structural unit (Ea) is a structural unit represented by the following formula (ff1). [E] A polymer can adjust a fluorine atom content rate by having a structural unit (Ea).

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(ff1)中、RF1は、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。LF1は、単結合、酸素原子、硫黄原子、−CO−O−、−SO−O−NH−、−CO−NH−又は−O−CO−NH−である。RF2は、炭素数1〜6の1価のフッ素化鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の1価のフッ素化脂環式炭化水素基である。 In the above formula (ff1), R F1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. L F1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, —CO—O—, —SO 2 —O—NH—, —CO—NH—, or —O—CO—NH—. R F2 is a monovalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a monovalent fluorinated alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms.

F2で表される炭素数1〜6の1価のフッ素化鎖状炭化水素基としては、例えばトリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、パーフルオロn−プロピル基、パーフルオロi−プロピル基、パーフルオロn−ブチル基、パーフルオロi−ブチル基、パーフルオロt−ブチル基、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられる。 Examples of the monovalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R F2 include trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, perfluoroethyl group, 2,2 , 3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl group, perfluoro n-propyl group, perfluoro i-propyl group, perfluoro n-butyl group, Examples include perfluoro i-butyl group, perfluoro t-butyl group, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl group, perfluorohexyl group and the like.

F2で表される炭素数4〜20の1価のフッ素化脂環式炭化水素基としては、例えばモノフルオロシクロペンチル基、ジフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロペンチル基、モノフルオロシクロヘキシル基、ジフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロヘキシルメチル基、フルオロノルボルニル基、フルオロアダマンチル基、フルオロボルニル基、フルオロイソボルニル基、フルオロトリシクロデシル基、フルオロテトラシクロデシル基等が挙げられる。 Examples of the monovalent fluorinated alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R F2 include a monofluorocyclopentyl group, a difluorocyclopentyl group, a perfluorocyclopentyl group, a monofluorocyclohexyl group, a difluorocyclopentyl group, Examples include a perfluorocyclohexylmethyl group, a fluoronorbornyl group, a fluoroadamantyl group, a fluorobornyl group, a fluoroisobornyl group, a fluorotricyclodecyl group, and a fluorotetracyclodecyl group.

構造単位(Ea)を与える単量体としては、例えばトリフルオロメチル(メタ)アクリル酸エステル、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル、2,2,2−トリフルオロエチルオキシカルボニルメチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル)(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリル酸エステル、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)(メタ)アクリル酸エステル、モノフルオロシクロペンチル(メタ)アクリル酸エステル、ジフルオロシクロペンチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロシクロペンチル(メタ)アクリル酸エステル、モノフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリル酸エステル、ジフルオロシクロペンチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリル酸エステル、フルオロノルボルニル(メタ)アクリル酸エステル、フルオロアダマンチル(メタ)アクリル酸エステル、フルオロボルニル(メタ)アクリル酸エステル、フルオロイソボルニル(メタ)アクリル酸エステル、フルオロトリシクロデシル(メタ)アクリル酸エステル、フルオロテトラシクロデシル(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。これらの中で、2,2,2−トリフルオロエチルオキシカルボニルメチル(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。   Examples of the monomer that gives the structural unit (Ea) include trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, and 2,2,2-trifluoroethyloxy. Carbonylmethyl (meth) acrylic acid ester, perfluoroethyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro n-propyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro i-propyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro n-butyl (meta ) Acrylic acid ester, perfluoro i-butyl (meth) acrylic acid ester, perfluoro t-butyl (meth) acrylic acid ester, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl) (meta ) Acrylic acid ester, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluorope Chill) (meth) acrylic acid ester, perfluorocyclohexylmethyl (meth) acrylic acid ester, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl) (meth) acrylic acid ester, monofluorocyclopentyl (meth) Acrylic acid ester, difluorocyclopentyl (meth) acrylic acid ester, perfluorocyclopentyl (meth) acrylic acid ester, monofluorocyclohexyl (meth) acrylic acid ester, difluorocyclopentyl (meth) acrylic acid ester, perfluorocyclohexylmethyl (meth) acrylic Acid ester, fluoronorbornyl (meth) acrylic acid ester, fluoroadamantyl (meth) acrylic acid ester, fluorobornyl (meth) acrylic acid ester, fluoroisobornyl (meta Acrylic acid esters, fluoro tricyclodecyl (meth) acrylate, fluoro tetracyclododecene decyl (meth) acrylic acid ester. Among these, 2,2,2-trifluoroethyloxycarbonylmethyl (meth) acrylic acid ester is preferable.

[E]重合体が構造単位(Ea)を有する場合、構造単位(Ea)の含有割合の下限としては、[E]重合体を構成する全構造単位に対して、5モル%が好ましく、10モル%がより好ましく、20モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、100モル%でもよく、95モル%が好ましく、85モル%がより好ましく、80モル%がさらに好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることにより、液浸露光時においてレジスト膜表面のより高い動的接触角を発現させることができる。   [E] When the polymer has a structural unit (Ea), the lower limit of the content ratio of the structural unit (Ea) is preferably 5 mol% with respect to all structural units constituting the [E] polymer. More preferably, mol% is more preferable, and 20 mol% is still more preferable. As an upper limit of the said content rate, 100 mol% may be sufficient, 95 mol% is preferable, 85 mol% is more preferable, and 80 mol% is further more preferable. By setting the content ratio within the above range, a higher dynamic contact angle on the resist film surface can be expressed during immersion exposure.

[構造単位(Eb)]
構造単位(Eb)は、下記式(ff2)で表される構造単位である。[E]重合体は、構造単位(Eb)を有することで疎水性が上がるため、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト膜表面の動的接触角をさらに向上させることができる。
[Structural unit (Eb)]
The structural unit (Eb) is a structural unit represented by the following formula (ff2). Since the [E] polymer has the structural unit (Eb) and becomes hydrophobic, the dynamic contact angle of the resist film surface formed from the radiation-sensitive resin composition can be further improved.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(ff2)中、RF3は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。RF4は、炭素数1〜20の(u+1)価の炭化水素基であり、RF4のRF5側の末端に酸素原子、硫黄原子、−NR’−、カルボニル基、−CO−O−又は−CO−NH−が結合された構造のものも含む。R’は、水素原子又は1価の有機基である。RF5は、単結合、炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基である。LF2は、炭素数1〜20の2価のフッ素化鎖状炭化水素基である。LF3は、酸素原子、−NR”−、−CO−O−*又は−SO−O−*である。R”は、水素原子又は1価の有機基である。*は、RF6に結合する結合部位を示す。RF6は、水素原子又は1価の有機基である。uは、1〜3の整数である。但し、uが2又は3の場合、複数のRF5、LF2、LF3及びRF6はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In formula (ff2), R F3 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R F4 is a (u + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and an oxygen atom, a sulfur atom, —NR′—, a carbonyl group, —CO—O—, or a terminal on the R F5 side of R F4 Also includes a structure in which —CO—NH— is bonded. R ′ is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R F5 is a single bond, a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. L F2 is a divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. L F3 is an oxygen atom, —NR ″ —, —CO—O— * f, or —SO 2 —O— * f . R ″ is a hydrogen atom or a monovalent organic group. * F represents a binding site that binds to R F6 . R F6 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. u is an integer of 1 to 3. However, when u is 2 or 3, a plurality of R F5 , L F2 , L F3 and R F6 may be the same or different.

F6が水素原子である場合には、[E]重合体のアルカリ現像液に対する溶解性を向上させることができる点で好ましい。 When R F6 is a hydrogen atom, it is preferable in that the solubility of the [E] polymer in an alkaline developer can be improved.

F6で表される1価の有機基としては、例えば酸解離性基、アルカリ解離性基、置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group represented by R F6 include an acid dissociable group, an alkali dissociable group, and a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent.

構造単位(Eb)としては、例えば下記式(ff2−1)〜(ff2−3)で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (Eb) include structural units represented by the following formulas (ff2-1) to (ff2-3).

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記式(ff2−1)〜(ff2−3)中、RF4’は、炭素数1〜20の2価の直鎖状、分岐状若しくは環状の飽和若しくは不飽和の炭化水素基である。RF3、LF2、RF6及びuは、上記式(ff2)と同義である。uが2又は3である場合、複数のLF2及びRF6はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formulas (ff2-1) to (ff2-3), R F4 ′ is a divalent linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R F3 , L F2 , R F6 and u are synonymous with the above formula (ff2). When u is 2 or 3, the plurality of L F2 and R F6 may be the same or different.

[E]重合体が構造単位(ff2)を有する場合、構造単位(ff2)の含有割合の下限としては、[E]重合体を構成する全構造単位に対して、5モル%が好ましく、10モル%がより好ましく、15モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、90モル%が好ましく、85モル%がより好ましく、80モル%がさらに好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることにより、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト膜表面は、アルカリ現像において動的接触角の低下度を向上させることができる。   [E] When a polymer has a structural unit (ff2), as a minimum of the content rate of a structural unit (ff2), 5 mol% is preferable with respect to all the structural units which comprise a [E] polymer, 10 Mole% is more preferable, and 15 mol% is more preferable. As an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 85 mol% is more preferable, and 80 mol% is further more preferable. By making the said content rate into the said range, the resist film surface formed from the said radiation sensitive resin composition can improve the fall degree of a dynamic contact angle in alkali image development.

[構造単位(Ec)]
[E]重合体は、構造単位(Ea)及び(Eb)以外にも、酸解離性基を含む構造単位(以下、「構造単位(Ec)」ともいう)を有していてもよい(但し、構造単位(Eb)に該当するものを除く)。[E]重合体が構造単位(Ec)を有することで、得られるレジストパターンの形状がより良好になる。構造単位(Ec)としては、上述の[A]重合体における構造単位(II)等が挙げられる。
[Structural unit (Ec)]
[E] The polymer may have a structural unit containing an acid-dissociable group (hereinafter also referred to as “structural unit (Ec)”) in addition to the structural units (Ea) and (Eb) (however, Except those corresponding to the structural unit (Eb)). [E] When the polymer has the structural unit (Ec), the shape of the resulting resist pattern becomes better. Examples of the structural unit (Ec) include the structural unit (II) in the above-mentioned [A] polymer.

[E]重合体が構造単位(Ec)を有する場合、構造単位(Ec)の含有割合の下限としては、[E]重合体を構成する全構造単位に対し、5モル%が好ましく、25モル%がより好ましく、60モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、90モル%が好ましく、85モル%がより好ましく、80モル%がさらに好ましい。   [E] When the polymer has a structural unit (Ec), the lower limit of the content ratio of the structural unit (Ec) is preferably 5 mol% with respect to all the structural units constituting the [E] polymer, % Is more preferable, and 60 mol% is more preferable. As an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 85 mol% is more preferable, and 80 mol% is further more preferable.

[他の構造単位]
また、[E]重合体は、上記構造単位以外にも、例えばアルカリ可溶性基を含む構造単位、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む構造単位、脂環式基を含む構造単位等の他の構造単位を有していてもよい。上記アルカリ可溶性基としては、例えばカルボキシ基、スルホンアミド基、スルホ基等が挙げられる。ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む構造単位としては、上述の[A]重合体における構造単位(III)等が挙げられる。
[Other structural units]
[E] In addition to the above structural units, the [E] polymer may be, for example, a structural unit containing an alkali-soluble group, a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, a structural unit containing a combination thereof, or a structure containing an alicyclic group. You may have other structural units, such as a unit. Examples of the alkali-soluble group include a carboxy group, a sulfonamido group, and a sulfo group. Examples of the structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof include the structural unit (III) in the above-mentioned [A] polymer.

他の構造単位の含有割合の上限としては、[E]重合体を構成する全構造単位に対して、30モル%が好ましく、20モル%がより好ましい。   As an upper limit of the content rate of another structural unit, 30 mol% is preferable with respect to all the structural units which comprise a [E] polymer, and 20 mol% is more preferable.

当該感放射線性樹脂組成物が[E]重合体を含有する場合、[E]重合体の含有量の下限としては、[A]重合体の100質量部に対して、0.5質量部が好ましく、1質量部がより好ましく、2質量部がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、20質量部が好ましく、15質量部がより好ましく、10質量部がさらに好ましい。   When the said radiation sensitive resin composition contains a [E] polymer, as a minimum of content of a [E] polymer, 0.5 mass part is with respect to 100 mass parts of a [A] polymer. Preferably, 1 part by mass is more preferable, and 2 parts by mass is more preferable. As an upper limit of the said content, 20 mass parts is preferable, 15 mass parts is more preferable, and 10 mass parts is further more preferable.

[[F]偏在化促進剤]
[F]偏在化促進剤は、当該感放射線性樹脂組成物が[F]偏在化促進剤を含有する場合等に、[E]重合体を、より効率的にレジスト膜表面に偏析させる効果を有するものである。当該感放射線性樹脂組成物にこの[F]偏在化促進剤を含有させることで、[E]重合体の添加量を従来よりも少なくすることができる。従って、ジスト膜から液浸液への成分の溶出をさらに抑制することや、高速スキャンにより液浸露光をより高速に行うことが可能になり、結果としてウォーターマーク欠陥等の液浸由来欠陥を抑制するレジスト膜表面の疎水性を向上させることができる。このような[F]偏在化促進剤として用いることができるものとしては、比誘電率が30以上200以下で、1気圧における沸点が100℃以上の低分子化合物を挙げることができる。このような化合物としては、具体的には、ラクトン化合物、カーボネート化合物、ニトリル化合物、多価アルコール等が挙げられる。
[[F] uneven distribution promoter]
The [F] uneven distribution accelerator has the effect of more efficiently segregating the [E] polymer on the resist film surface when the radiation sensitive resin composition contains the [F] uneven distribution accelerator. It is what you have. By adding this [F] uneven distribution promoter to the radiation sensitive resin composition, the amount of the [E] polymer added can be reduced as compared with the conventional case. Therefore, it is possible to further suppress the elution of components from the dyst film to the immersion liquid and to perform immersion exposure at a higher speed by high-speed scanning, and as a result, to suppress immersion-derived defects such as watermark defects. It is possible to improve the hydrophobicity of the resist film surface. Examples of such [F] uneven distribution promoters include low molecular compounds having a relative dielectric constant of 30 to 200 and a boiling point of 100 ° C. at 1 atm. Specific examples of such compounds include lactone compounds, carbonate compounds, nitrile compounds, and polyhydric alcohols.

ラクトン化合物としては、例えばγ−ブチロラクトン、バレロラクトン、メバロニックラクトン、ノルボルナンラクトン等が挙げられる。カーボネート化合物としては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等が挙げられる。ニトリル化合物としては、例えばスクシノニトリル等が挙げられる。多価アルコールとしては、例えばグリセリン等が挙げられる。   Examples of the lactone compound include γ-butyrolactone, valerolactone, mevalonic lactone, norbornane lactone, and the like. Examples of the carbonate compound include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, and the like. Examples of the nitrile compound include succinonitrile. Examples of the polyhydric alcohol include glycerin.

[F]偏在化促進剤としては、ラクトン化合物が好ましく、γ−ブチロラクトンがより好ましい。   [F] The uneven distribution promoter is preferably a lactone compound, more preferably γ-butyrolactone.

当該感放射線性樹脂組成物が[F]偏在化促進剤を含有する場合、[F]偏在化促進剤の含有量の下限としては、当該感放射線性樹脂組成物における重合体の総量100質量部に対して、10質量部が好ましく、15質量部がより好ましく、20質量部がさらに好ましく、25質量部が特に好ましい。上記含有量の上限としては、500質量部が好ましく、300質量部がより好ましく、200質量部がさらに好ましく、100質量部が特に好ましい。   When the said radiation sensitive resin composition contains [F] uneven distribution promoter, as a minimum of content of [F] uneven distribution accelerator, the total amount of the polymer in the said radiation sensitive resin composition is 100 mass parts On the other hand, 10 mass parts is preferable, 15 mass parts is more preferable, 20 mass parts is further more preferable, and 25 mass parts is especially preferable. As an upper limit of the said content, 500 mass parts is preferable, 300 mass parts is more preferable, 200 mass parts is further more preferable, 100 mass parts is especially preferable.

<その他の任意成分>
当該感放射線性樹脂組成物は、上記[A]〜[F]成分以外にも、その他の任意成分を含有していてもよい。上記その他の任意成分としては、例えば界面活性剤、脂環式骨格含有化合物、増感剤等が挙げられる。これらのその他の任意成分は、それぞれ1種又は2種以上を併用してもよい。
<Other optional components>
The said radiation sensitive resin composition may contain other arbitrary components other than the said [A]-[F] component. Examples of the other optional components include surfactants, alicyclic skeleton-containing compounds, and sensitizers. Each of these other optional components may be used alone or in combination of two or more.

[界面活性剤]
界面活性剤は、当該感放射線性樹脂組成物が界面活性剤を含有する場合等に、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する効果を奏するものである。界面活性剤としては、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オレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤などが挙げられる。界面活性剤の市販品としては、例えばKP341(信越化学工業社)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学社)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ社)、メガファックF171、同F173(以上、DIC社)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム社)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子工業社)等が挙げられる。当該感放射線性樹脂組成物が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、2質量部が好ましい。
[Surfactant]
The surfactant exhibits an effect of improving applicability, striation, developability and the like when the radiation-sensitive resin composition contains a surfactant. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol diacrylate. Nonionic surfactants such as stearate are listed. Examples of commercially available surfactants include KP341 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (above, Tochem Products), MegaFuck F171, F173 (above, DIC), Florard FC430, FC431 (above, Sumitomo 3M) Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (above, Asahi Glass Industrial Co., Ltd.) Can be mentioned. When the said radiation sensitive resin composition contains surfactant, as an upper limit of content of surfactant, 2 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymers.

[脂環式骨格含有化合物]
脂環式骨格含有化合物は、当該感放射線性樹脂組成物が脂環式骨格含有化合物を含有する場合等に、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を改善する効果を奏するものである。
[Alicyclic skeleton-containing compound]
The alicyclic skeleton-containing compound has an effect of improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to the substrate, etc., when the radiation-sensitive resin composition contains the alicyclic skeleton-containing compound. is there.

脂環式骨格含有化合物としては、例えば
1−アダマンタンカルボン酸、2−アダマンタノン、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル等のアダマンタン誘導体類;
デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル等のデオキシコール酸エステル類;
リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル等のリトコール酸エステル類;
3−〔2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、2−ヒドロキシ−9−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナンなどが挙げられる。当該感放射線性樹脂組成物が脂環式骨格含有化合物を含有する場合、脂環式骨格含有化合物の含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、5質量部が好ましい。
Examples of the alicyclic skeleton-containing compound include adamantane derivatives such as 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, and 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl;
Deoxycholic acid esters such as t-butyl deoxycholate, t-butoxycarbonylmethyl deoxycholic acid, 2-ethoxyethyl deoxycholic acid;
Lithocholic acid esters such as t-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid;
3- [2-Hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ethyl] tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 2-hydroxy-9-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane, and the like. When the said radiation sensitive resin composition contains an alicyclic skeleton containing compound, as an upper limit of content of an alicyclic skeleton containing compound, 5 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymers. .

[増感剤]
増感剤は、当該感放射線性樹脂組成物が増感剤を含有する場合等に、[B]酸発生体等からの酸の生成量を増加する作用を示すものであり、当該感放射線性樹脂組成物の「みかけの感度」を向上させる効果を奏するものである。
[Sensitizer]
The sensitizer exhibits an action of increasing the amount of acid produced from the acid generator [B] when the radiation-sensitive resin composition contains a sensitizer, and the like. The effect of improving the “apparent sensitivity” of the resin composition is exhibited.

増感剤としては、例えばカルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等が挙げられる。当該感放射線性樹脂組成物が増感剤を含有する場合、増感剤の含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、2質量部が好ましい。   Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines and the like. When the said radiation sensitive resin composition contains a sensitizer, as an upper limit of content of a sensitizer, 2 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymers.

<感放射線性樹脂組成物の調製方法>
当該感放射線性樹脂組成物は、例えば[A]重合体、[B]酸発生体、[C]溶媒、必要に応じて含有される[D]酸拡散制御体等を所定の割合で混合することにより調製できる。当該感放射線性樹脂組成物は、混合後に、例えば孔径0.2μm程度のフィルター等でろ過することが好ましい。当該感放射線性樹脂組成物の固形分濃度の下限としては、0.1質量%が好ましく、0.5質量%がより好ましく、1質量%がさらに好ましい。上記固形分濃度の上限としては、50質量%が好ましく、30質量%がより好ましく、10質量%がさらに好ましい。
<Method for preparing radiation-sensitive resin composition>
In the radiation sensitive resin composition, for example, [A] polymer, [B] acid generator, [C] solvent, and [D] acid diffusion controller contained as necessary are mixed at a predetermined ratio. Can be prepared. The radiation-sensitive resin composition is preferably filtered after mixing with, for example, a filter having a pore size of about 0.2 μm. As a minimum of solid concentration of the radiation sensitive resin composition, 0.1 mass% is preferred, 0.5 mass% is more preferred, and 1 mass% is still more preferred. As an upper limit of the said solid content concentration, 50 mass% is preferable, 30 mass% is more preferable, and 10 mass% is further more preferable.

<レジストパターン形成方法>
当該レジストパターン形成方法は、レジスト膜を形成する工程(以下、「レジスト膜形成工程」ともいう)、上記レジスト膜を露光する工程(以下、「露光工程」ともいう)、及び上記露光されたレジスト膜を現像する工程(以下、「現像工程」ともいう)を備える。当該レジストパターン形成方法においては、上記レジスト膜を上述の当該感放射線性樹脂組成物により形成する。
<Resist pattern formation method>
The resist pattern forming method includes a step of forming a resist film (hereinafter also referred to as “resist film forming step”), a step of exposing the resist film (hereinafter also referred to as “exposure step”), and the exposed resist. A step of developing the film (hereinafter also referred to as “developing step”). In the resist pattern forming method, the resist film is formed from the radiation-sensitive resin composition.

当該レジストパターン形成方法によれば、上述の当該感放射線性樹脂組成物を用いているので、優れたPEB温度依存性を発揮してレジストパターンを形成することができる。以下、各工程について説明する。   According to the resist pattern forming method, since the radiation sensitive resin composition described above is used, a resist pattern can be formed while exhibiting excellent PEB temperature dependency. Hereinafter, each step will be described.

[レジスト膜形成工程]
本工程では、当該感放射線性樹脂組成物を用い、レジスト膜を形成する。このレジスト膜を形成する基板としては、例えばシリコンウェハ、二酸化シリコン、アルミニウムで被覆されたウェハ等の従来公知のもの等が挙げられる。また、例えば特公平6−12452号公報や特開昭59−93448号公報等に開示されている有機系又は無機系の反射防止膜を基板上に形成してもよい。塗布方法としては、例えば回転塗布(スピンコーティング)、流延塗布、ロール塗布等が挙げられる。塗布した後に、必要に応じて、塗膜中の溶媒を揮発させるため、プレベーク(PB)を行ってもよい。PBの温度の下限としては、60℃が好ましく、80℃がより好ましい。上記温度の上限としては、140℃が好ましく、120℃がより好ましい。PBの時間の下限としては、5秒が好ましく、10秒がより好ましい。上記時間の上限としては、600秒が好ましく、300秒がより好ましい。形成されるレジスト膜の平均厚みの下限としては、10nmが好ましく、20nmがより好ましい。上記平均厚みの上限としては、1,000nmが好ましく、500nmがより好ましい。
[Resist film forming step]
In this step, a resist film is formed using the radiation sensitive resin composition. Examples of the substrate on which the resist film is formed include conventionally known ones such as a silicon wafer, silicon dioxide, and a wafer coated with aluminum. Further, for example, an organic or inorganic antireflection film disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12452, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-93448, or the like may be formed on the substrate. Examples of the coating method include spin coating (spin coating), cast coating, and roll coating. After application, pre-baking (PB) may be performed as needed to volatilize the solvent in the coating film. As a minimum of the temperature of PB, 60 degreeC is preferable and 80 degreeC is more preferable. As an upper limit of the said temperature, 140 degreeC is preferable and 120 degreeC is more preferable. The lower limit of the PB time is preferably 5 seconds, and more preferably 10 seconds. The upper limit of the time is preferably 600 seconds, and more preferably 300 seconds. As a minimum of the average thickness of the resist film formed, 10 nm is preferable and 20 nm is more preferable. As an upper limit of the average thickness, 1,000 nm is preferable, and 500 nm is more preferable.

液浸露光を行う場合で、当該感放射線性樹脂組成物が[E]重合体等の撥水性重合体添加剤を含有していない場合等には、上記形成したレジスト膜上に、液浸液とレジスト膜との直接の接触を避ける目的で、液浸液に不溶性の液浸用保護膜を設けてもよい。液浸用保護膜としては、現像工程の前に溶媒により剥離する溶媒剥離型保護膜(特開2006−227632号公報参照)、現像工程の現像と同時に剥離する現像液剥離型保護膜(国際公開第2005/069076号及び国際公開第2006/035790号参照)のいずれを用いてもよい。但し、スループットの観点からは、現像液剥離型液浸用保護膜を用いることが好ましい。   In the case of performing immersion exposure, when the radiation sensitive resin composition does not contain a water-repellent polymer additive such as [E] polymer, the immersion liquid is formed on the resist film formed as described above. In order to avoid direct contact between the resist film and the resist film, an immersion protective film insoluble in the immersion liquid may be provided. As the protective film for immersion, a solvent-removable protective film that peels off with a solvent before the developing process (see JP 2006-227632 A), a developer-removable protective film that peels off simultaneously with development in the developing process (International Publication) No. 2005/069096 and International Publication No. 2006/035790) may be used. However, from the viewpoint of throughput, it is preferable to use a developer peeling type immersion protective film.

[露光工程]
本工程では、レジスト膜形成工程で形成されたレジスト膜に、フォトマスクを介して(場合によっては、水等の液浸媒体を介して)露光光を照射し、露光する。露光光としては、目的とするパターンのサイズに応じて、例えば可視光線、紫外線、遠紫外線、極端紫外線(EUV)、X線、γ線等の電磁波;電子線、α線等の荷電粒子線などが挙げられる。これらの中でも、遠紫外線、EUV及び電子線が好ましく、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)、KrFエキシマレーザー光(波長248nm)、EUV及び電子線がより好ましく、ArFエキシマレーザー光、EUV及び電子線がさらに好ましく、ArFエキシマレーザー光が特に好ましい。
[Exposure process]
In this step, exposure is performed by irradiating the resist film formed in the resist film forming step with exposure light through a photomask (in some cases, through an immersion medium such as water). Examples of exposure light include electromagnetic waves such as visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultraviolet light (EUV), X-rays, and γ rays, and charged particle beams such as electron beams and α rays, depending on the size of the target pattern. Is mentioned. Among these, deep ultraviolet rays, EUV and electron beams are preferable, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), EUV and electron beams are more preferable, ArF excimer laser light, EUV and electron beams are more preferable. More preferred is ArF excimer laser light.

露光を液浸露光により行う場合、用いる液浸液としては、例えば水、フッ素系不活性液体等が挙げられる。液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつ膜上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、特に露光光源がArFエキシマレーザー光(波長193nm)である場合、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのが好ましい。水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させる添加剤をわずかな割合で添加しても良い。この添加剤は、ウェハ上のレジスト膜を溶解させず、かつレンズの下面の光学コートに対する影響が無視できるものが好ましい。使用する水としては蒸留水が好ましい。   When the exposure is performed by immersion exposure, examples of the immersion liquid to be used include water and a fluorine-based inert liquid. The immersion liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure wavelength and has a refractive index temperature coefficient that is as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected onto the film. In the case of excimer laser light (wavelength 193 nm), it is preferable to use water from the viewpoints of availability and easy handling in addition to the above-described viewpoints. When water is used, an additive that reduces the surface tension of water and increases the surface activity may be added in a small proportion. This additive is preferably one that does not dissolve the resist film on the wafer and can ignore the influence on the optical coating on the lower surface of the lens. The water used is preferably distilled water.

上記露光の後、ポストエクスポージャーベークを行い、レジスト膜の露光された部分において、露光により[B]酸発生体等から発生した酸による[A]重合体等が有する酸解離性基の解離を促進させることが好ましい。このPEBによって、露光部と未露光部とで現像液に対する溶解性の差を増大させることができる。PEBの温度の下限としては、50℃が好ましく、80℃がより好ましい。上記温度の上限としては、180℃が好ましく、130℃がより好ましい。PEBの時間の下限としては、5秒が好ましく、10秒がより好ましい。上記時間の上限としては、600秒が好ましく、300秒がより好ましい。   After the above exposure, post-exposure baking is performed to promote dissociation of the acid-dissociable group of the [A] polymer by the acid generated from the [B] acid generator by exposure at the exposed portion of the resist film. It is preferable to make it. This PEB can increase the difference in solubility in the developer between the exposed portion and the unexposed portion. As a minimum of the temperature of PEB, 50 degreeC is preferable and 80 degreeC is more preferable. As an upper limit of the said temperature, 180 degreeC is preferable and 130 degreeC is more preferable. The lower limit of the PEB time is preferably 5 seconds, and more preferably 10 seconds. The upper limit of the time is preferably 600 seconds, and more preferably 300 seconds.

[現像工程]
本工程では、露光工程で露光されたレジスト膜を現像する。これにより、所定のレジストパターンを形成することができる。現像後は、水、アルコール等のリンス液で洗浄し、乾燥することが一般的である。現像工程における現像方法は、アルカリ現像であっても、有機溶媒現像であってもよい。
[Development process]
In this step, the resist film exposed in the exposure step is developed. Thereby, a predetermined resist pattern can be formed. After development, it is common to wash with a rinse solution such as water or alcohol and then dry. The development method in the development step may be alkali development or organic solvent development.

アルカリ現像の場合、現像に用いる現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ水溶液などが挙げられる。これらの中でも、TMAH水溶液が好ましく、2.38質量%TMAH水溶液がより好ましい。   In the case of alkaline development, examples of the developer used for development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n- Propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1 , 5-diazabicyclo- [4.3.0] -5-nonene, and an alkaline aqueous solution in which at least one alkaline compound is dissolved. Among these, a TMAH aqueous solution is preferable, and a 2.38 mass% TMAH aqueous solution is more preferable.

有機溶媒現像の場合、現像液としては、炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒等の有機溶媒、上記有機溶媒を含有する溶媒等が挙げられる。上記有機溶媒としては、例えば上述の感放射線性樹脂組成物の[C]溶媒として列挙した溶媒の1種又は2種以上等が挙げられる。これらの中でも、エステル系溶媒及びケトン系溶媒が好ましい。エステル系溶媒としては、酢酸エステル系溶媒が好ましく、酢酸n−ブチルがより好ましい。ケトン系溶媒としては、鎖状ケトンが好ましく、2−ヘプタノンがより好ましい。現像液中の有機溶媒の含有量の下限としては、80質量%が好ましく、90質量%がより好ましく、95質量%がさらに好ましく、99質量%が特に好ましい。現像液中の有機溶媒以外の成分としては、例えば水、シリコンオイル等が挙げられる。   In the case of organic solvent development, examples of the developer include hydrocarbon solvents, ether solvents, ester solvents, ketone solvents, alcohol solvents, and other organic solvents, and solvents containing the above organic solvents. As said organic solvent, 1 type (s) or 2 or more types of the solvent enumerated as [C] solvent of the above-mentioned radiation sensitive resin composition are mentioned, for example. Among these, ester solvents and ketone solvents are preferable. As the ester solvent, an acetate solvent is preferable, and n-butyl acetate is more preferable. As the ketone solvent, a chain ketone is preferable, and 2-heptanone is more preferable. As a minimum of content of the organic solvent in a developing solution, 80 mass% is preferred, 90 mass% is more preferred, 95 mass% is still more preferred, and 99 mass% is especially preferred. Examples of components other than the organic solvent in the developer include water and silicone oil.

現像方法としては、有機溶媒現像が好ましい。   As a developing method, organic solvent development is preferable.

また、現像方法としては、例えば現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板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ことで現像する方法(パドル法)、基板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基板上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。   In addition, as a developing method, for example, a method of immersing the substrate in a tank filled with the developer for a predetermined time (dip method), a method of developing the developer by raising the developer by surface tension on the surface of the substrate and standing for a predetermined time ( Paddle method), a method of spraying a developer on the surface of a substrate (spray method), a method of continuously applying a developer while scanning a developer coating nozzle on a substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing) Law).

<重合体>
当該重合体は、構造単位(I−1)を有する重合体である。当該重合体は、上述の性質を有するので、当該感放射線性樹脂組成物の重合体成分として好適に用いることができ、これを含有する感放射線性樹脂組成物はPEB温度依存性に優れる。
<Polymer>
The said polymer is a polymer which has a structural unit (I-1). Since the said polymer has the above-mentioned property, it can be used suitably as a polymer component of the said radiation sensitive resin composition, and the radiation sensitive resin composition containing this is excellent in PEB temperature dependency.

<化合物>
当該化合物は、化合物(i−1)である。当該化合物は、上述の性質を有するので、当該重合体の原料単量体として好適に用いることができる。
<Compound>
The compound is compound (i-1). Since the said compound has the above-mentioned property, it can be used suitably as a raw material monomer of the said polymer.

当該重合体及び当該化合物については、上記[A]重合体の項で説明している。   The polymer and the compound are described in the above section [A] Polymer.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例における各測定は下記方法により行った。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Each measurement in the examples was performed by the following methods.

[Mw、Mn及びMw/Mn]
Mw及びMnは、東ソー社のGPCカラム(G2000HXL:2本、G3000HXL:1本、G4000HXL:1本)を用い、流量:1.0mL/分、溶出溶媒:テトラヒドロフラン、試料濃度:1.0質量%、試料注入量:100μL、カラム温度:40℃、検出器:示差屈折計の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した。また、分散度(Mw/Mn)は、Mw及びMnの測定結果より算出した。
[Mw, Mn and Mw / Mn]
Mw and Mn use Tosoh's GPC columns (G2000HXL: 2, G3000HXL: 1, G4000HXL: 1), flow rate: 1.0 mL / min, elution solvent: tetrahydrofuran, sample concentration: 1.0 mass% Sample injection amount: 100 μL, column temperature: 40 ° C., detector: measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard under the analysis conditions of a differential refractometer. The degree of dispersion (Mw / Mn) was calculated from the measurement results of Mw and Mn.

13C−NMR分析]
日本電子社の「JNM−ECX400」を用い、測定溶媒として重クロロホルムを使用して、各重合体における各構造単位の含有割合(モル%)を求める分析を行った。
[ 13 C-NMR analysis]
Using “JNM-ECX400” manufactured by JEOL Ltd., deuterated chloroform was used as a measurement solvent, and the content ratio (mol%) of each structural unit in each polymer was analyzed.

<化合物の合成>
[実施例1](化合物(M−1)の合成)
500mLの丸底フラスコに(m−1)12.71g(79mmol)、ピリジン13.86g(175mmol)、ジメチルアミノピリジン0.97g(7.9mmol)及び塩化メチレン140mLを加え0℃で撹拌を開始した。そこへ、チオホスゲン10.05g(87.4mmol)をゆっくりと滴下した。滴下終了後、室温で2時間撹拌した後、1Mの塩酸水溶液を加え有機層を抽出した。得られた有機層について、水洗を2回した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフィーで精製することにより、(M−1)を9.41g(収率59%)得た。
<Synthesis of compounds>
[Example 1] (Synthesis of Compound (M-1))
To a 500 mL round bottom flask, 12.71 g (79 mmol) of (m-1), 13.86 g (175 mmol) of pyridine, 0.97 g (7.9 mmol) of dimethylaminopyridine and 140 mL of methylene chloride were added and stirring was started at 0 ° C. . Thereto, 10.05 g (87.4 mmol) of thiophosgene was slowly added dropwise. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours, and 1M aqueous hydrochloric acid solution was added to extract the organic layer. The obtained organic layer was washed twice with water and then dried over anhydrous sodium sulfate. After the solvent was distilled off, 9.41 g (yield 59%) of (M-1) was obtained by purification by column chromatography.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

[実施例2〜21](化合物(M−2)〜(M−21)の合成)
前駆体を適宜選択し、実施例1と同様の操作を行うことによって、下記式(M−2)〜(M−21)で表される化合物を合成した。
[Examples 2 to 21] (Synthesis of compounds (M-2) to (M-21))
The precursors were appropriately selected, and the same operations as in Example 1 were performed to synthesize compounds represented by the following formulas (M-2) to (M-21).

Figure 2017044875
Figure 2017044875

化合物(M−1)〜(M−21)は構造単位(I)を与える。   Compounds (M-1) to (M-21) give the structural unit (I).

<[A]重合体及び[E]重合体の合成>
各実施例及び比較合成例における各重合体の合成で用いた単量体を以下に示す。
<Synthesis of [A] polymer and [E] polymer>
The monomers used in the synthesis of each polymer in each example and comparative synthesis example are shown below.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

化合物(M’−1)〜(M’−4)は構造単位(II)を与え、化合物(M’−5)〜(M’−10)及び(M’−12)は構造単位(III)を与え、化合物(M’−11)は構造単位(IV)を与え、化合物(M’−14)は構造単位(Ea)を与える。   Compounds (M′-1) to (M′-4) give structural unit (II), and compounds (M′-5) to (M′-10) and (M′-12) represent structural unit (III). Compound (M′-11) gives structural unit (IV) and Compound (M′-14) gives structural unit (Ea).

[[A]重合体の合成]
[実施例22](重合体(A−1)の合成)
化合物(M’−1)9.47g(50モル%)、化合物(M’−6)8.58g(40モル%)及び化合物(M−1)1.95g(10モル%)を2−ブタノン40gに溶解し、開始剤としてのAIBN0.79g(全単量体に対して5モル%)を添加して単量体溶液を調製した。次いで20gの2−ブタノンを入れた100mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、攪拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。400gのメタノール中に冷却した重合溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を80gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−1)を得た(15.7g、収率79%)。重合体(A−1)のMwは7,400であり、Mw/Mnは1.54であった。13C−NMR分析の結果、(M’−1)、(M’−6)及び(M−1)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ50.1モル%、40.1モル%及び9.8モル%であった。
[[A] Synthesis of polymer]
[Example 22] (Synthesis of polymer (A-1))
9.47 g (50 mol%) of compound (M′-1), 8.58 g (40 mol%) of compound (M′-6) and 1.95 g (10 mol%) of compound (M-1) were converted to 2-butanone. It melt | dissolved in 40g and added AIBN 0.79g (5 mol% with respect to all the monomers) as an initiator, and prepared the monomer solution. Next, a 100 mL three-necked flask containing 20 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, and then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower. The polymerization solution cooled in 400 g of methanol was added, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 80 g of methanol, filtered, and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powdery polymer (A-1) (15.7 g, yield 79). %). Mw of the polymer (A-1) was 7,400, and Mw / Mn was 1.54. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each structural unit derived from (M′-1), (M′-6) and (M-1) was 50.1 mol% and 40.1 mol%, respectively. And 9.8 mol%.

[実施例23〜53及び比較合成例1〜3](重合体(A−2)〜(A−32)及び(CA−1)〜(CA−3)の合成)
下記表1又は表2に示す種類及び使用量の単量体を用いた以外は、実施例22と同様の操作を行うことにより、重合体(A−2)〜(A−32)及び(CA−1)〜(CA−3)を合成した。
[Examples 23 to 53 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3] (Synthesis of Polymers (A-2) to (A-32) and (CA-1) to (CA-3))
Polymers (A-2) to (A-32) and (CA) were obtained by carrying out the same operations as in Example 22 except that the types and amounts of monomers shown in Table 1 or Table 2 were used. -1) to (CA-3) were synthesized.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

Figure 2017044875
Figure 2017044875

上記表2中、「−」は該当する成分を使用しなかったことを示す。   In Table 2 above, “-” indicates that the corresponding component was not used.

[[E]重合体の合成]
[合成例1](重合体(E−1)の合成)
化合物(M’−2)71.67g(70モル%)及び化合物(M’−14)28.33g(30モル%)を100gの2−ブタノンに溶解し、開始剤としてのジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート6.47g(全単量体に対して5モル%)を溶解させて単量体溶液を調製した。次いで100gの2−ブタノンを入れた1,000mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、攪拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。反応溶液を2L分液漏斗に移液した後、150gのn−ヘキサンで上記重合溶液を均一に希釈し、600gのメタノールを投入して混合した。次いで30gの蒸留水を投入し、さらに攪拌して30分静置した。その後、下層を回収し、固形分である重合体(E−1)を含むプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た(収率60%)。重合体(E−1)のMwは7,200であり、Mw/Mnは2.00であった。13C−NMR分析の結果、(M’−2)及び(M’−4)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ71.1モル%及び28.9モル%であった。
[[E] Synthesis of polymer]
[Synthesis Example 1] (Synthesis of polymer (E-1))
Compound (M′-2) 71.67 g (70 mol%) and compound (M′-14) 28.33 g (30 mol%) were dissolved in 100 g of 2-butanone, and dimethyl 2,2 ′ as an initiator was dissolved. A monomer solution was prepared by dissolving 6.47 g of azobisisobutyrate (5 mol% with respect to the total monomer). Next, a 1,000 mL three-necked flask containing 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, and then heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared above was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. . The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower. The reaction solution was transferred to a 2 L separatory funnel, and then the polymerization solution was uniformly diluted with 150 g of n-hexane, and 600 g of methanol was added and mixed. Next, 30 g of distilled water was added, and the mixture was further stirred and allowed to stand for 30 minutes. Thereafter, the lower layer was recovered to obtain a propylene glycol monomethyl ether acetate solution containing the polymer (E-1) as a solid content (yield 60%). Mw of the polymer (E-1) was 7,200, and Mw / Mn was 2.00. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each structural unit derived from (M′-2) and (M′-4) was 71.1 mol% and 28.9 mol%, respectively.

<感放射線性樹脂組成物の調製>
下記実施例54〜89及び比較例1〜3の感放射線性樹脂組成物の調製に用いた[B]酸発生剤、[C]溶媒、[D]酸拡散制御剤及び[F]偏在化促進剤を以下に示す。
<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
[B] acid generator, [C] solvent, [D] acid diffusion controller and [F] acceleration of uneven distribution used in the preparation of the radiation sensitive resin compositions of Examples 54 to 89 and Comparative Examples 1 to 3 below. The agent is shown below.

[[B]酸発生剤]
各構造式を以下に示す。
B−1:トリフェニルスルホニウム2−(アダマンタン−1−イルカルボニルオキシ)−1,1,3,3,3−ペンタフルオロプロパン−1−スルホネート
B−2:トリフェニルスルホニウムノルボルナンスルトン−2−イルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホネート
B−3:トリフェニルスルホニウム3−(ピペリジン−1−イルスルホニル)−1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン−1−スルホネート
B−4:トリフェニルスルホニウムアダマンタン−1−イルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホネート
[[B] acid generator]
Each structural formula is shown below.
B-1: Triphenylsulfonium 2- (adamantan-1-ylcarbonyloxy) -1,1,3,3,3-pentafluoropropane-1-sulfonate B-2: Triphenylsulfonium norbornane sultone-2-yloxy Carbonyl difluoromethanesulfonate B-3: Triphenylsulfonium 3- (piperidin-1-ylsulfonyl) -1,1,2,2,3,3-hexafluoropropane-1-sulfonate B-4: Triphenylsulfonium adamantane- 1-yloxycarbonyldifluoromethanesulfonate

Figure 2017044875
Figure 2017044875

[[C]溶媒]
C−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
C−2:シクロヘキサノン
[[C] solvent]
C-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate C-2: Cyclohexanone

[[D]酸拡散制御剤]
各構造式を以下に示す。
D−1:トリフェニルスルホニウムサリチレート
D−2:トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート
D−3:N−(n−ウンデカン−1−イルカルボニルオキシエチル)モルホリン
D−4:2,6−ジ−i−プロピルアニリン
D−5:トリn−ペンチルアミン
[[D] acid diffusion controller]
Each structural formula is shown below.
D-1: Triphenylsulfonium salicylate D-2: Triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate D-3: N- (n-undecan-1-ylcarbonyloxyethyl) morpholine D-4: 2,6-di- i-propylaniline D-5: tri-n-pentylamine

Figure 2017044875
Figure 2017044875

[[F]偏在化促進剤]
F−1:γ−ブチロラクトン
[[F] uneven distribution promoter]
F-1: γ-butyrolactone

[ArF露光用感放射線性樹脂組成物の調製]
[実施例54]
[A]重合体としての(A−1)100質量部、[B]酸発生剤としての(B−1)8.5質量部、[C]溶媒としての(C−1)2,240質量部及び(C−2)960質量部、[D]酸拡散制御剤としての(D−1)2.3質量部、[E]重合体としての(E−1)3質量部並びに[F]偏在化促進剤としての(F−1)30質量部を配合し、孔径0.2μmのメンブランフィルターでろ過することにより感放射線性樹脂組成物(J−1)を調製した。
[Preparation of radiation-sensitive resin composition for ArF exposure]
[Example 54]
[A] 100 parts by mass of (A-1) as a polymer, [B] 8.5 parts by mass of (B-1) as an acid generator, [C] 2,240 parts by mass of (C-1) as a solvent Part and (C-2) 960 parts by weight, [D] 2.3 parts by weight (D-1) as an acid diffusion controller, 3 parts by weight (E-1) as a polymer [E] and [F] A radiation sensitive resin composition (J-1) was prepared by blending 30 parts by mass of (F-1) as an uneven distribution accelerator and filtering with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm.

[実施例55〜89及び比較例1〜3]
下記表3又は4に示す種類及び配合量の各成分を用いた以外は、実施例54と同様に操作して、各感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Examples 55-89 and Comparative Examples 1-3]
Each radiation-sensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 54 except that the components of the types and blending amounts shown in Table 3 or 4 below were used.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

Figure 2017044875
Figure 2017044875

<レジストパターンの形成>
12インチのシリコンウェハの表面に、スピンコーター(東京エレクトロン社の「CLEAN TRACK ACT12」)を使用して、下層反射防止膜形成用組成物(ブルワーサイエンス社の「ARC66」)を塗布した後、205℃で60秒間加熱することにより平均厚み105nmの下層反射防止膜を形成した。この下層反射防止膜上に、上記スピンコーターを使用して上記調製した各感放射線性樹脂組成物を塗布し、90℃で60秒間PBを行った。その後、23℃で30秒間冷却し、平均厚み90nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜を、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(NIKON社の「NSR−S610C」)を用い、NA=1.3、ダイポールの光学条件にて、ベストフォーカスの条件で露光した。露光後、90℃で60秒間PEBを行った。その後、有機溶媒現像液として酢酸n−ブチルを用いて有機溶媒現像し、乾燥してネガ型のレジストパターンを形成した。この際、ホールパターンの直径が0.060μm、ピッチが0.225μmのホールサイズとなるレジストパターンを形成した。
<Formation of resist pattern>
On the surface of a 12-inch silicon wafer, using a spin coater (“CLEAN TRACK ACT12” manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.), a composition for forming a lower antireflection film (“ARC66” manufactured by Brewer Science Inc.) was applied. By heating at 60 ° C. for 60 seconds, a lower antireflection film having an average thickness of 105 nm was formed. On the lower antireflection film, each of the prepared radiation sensitive resin compositions was applied using the spin coater, and PB was performed at 90 ° C. for 60 seconds. Then, it cooled at 23 degreeC for 30 second, and formed the resist film with an average thickness of 90 nm. Next, this resist film was exposed using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (“NSR-S610C” manufactured by NIKON) under the best focus conditions under NA = 1.3 and dipole optical conditions. After the exposure, PEB was performed at 90 ° C. for 60 seconds. Thereafter, development with an organic solvent was performed using n-butyl acetate as an organic solvent developer, followed by drying to form a negative resist pattern. At this time, a resist pattern having a hole size with a hole pattern diameter of 0.060 μm and a pitch of 0.225 μm was formed.

<評価>
上記形成したレジストパターンについて、下記方法に従って測定することにより、各感放射線性樹脂組成物を評価した。なお、レジストパターンの測長には走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社の「CG−4100」)を用いた。
<Evaluation>
About the formed resist pattern, each radiation sensitive resin composition was evaluated by measuring according to the following method. A scanning electron microscope (Hitachi High-Technologies “CG-4100”) was used for measuring the resist pattern.

[PEB温度依存性]
PEB温度をそれぞれ89℃、90℃、91℃と変更した以外は、レジストパターンの形成と同様の操作を行うことにより、レジストパターンをそれぞれ形成した。走査型電子顕微鏡を用い、各PEB温度によるホールパターンの直径を測定した。横軸をPEB温度(℃)、縦軸をホールパターンの直径(nm)として、得られた測定値をプロットし、最小二乗法により算出した近似直線の傾きを求め、この傾きをPEB温度依存性(nm/℃)とした。この傾きが小さいほどPEB温度依存性に優れることを示す。PEB温度依存性は、6.00nm/℃以下である場合は「良好」と、6.00nm/℃を超える場合は「不良」と判断した。
[PEB temperature dependence]
Resist patterns were formed by performing the same operations as the resist pattern formation except that the PEB temperatures were changed to 89 ° C., 90 ° C., and 91 ° C., respectively. The diameter of the hole pattern at each PEB temperature was measured using a scanning electron microscope. The horizontal axis is the PEB temperature (° C) and the vertical axis is the hole pattern diameter (nm). The measured values are plotted, and the slope of the approximate straight line calculated by the least square method is obtained. (Nm / ° C.). It shows that it is excellent in PEB temperature dependence, so that this inclination is small. The PEB temperature dependency was judged as “good” when it was 6.00 nm / ° C. or less, and “bad” when it exceeded 6.00 nm / ° C.

Figure 2017044875
Figure 2017044875

表5の結果から明らかなように、実施例では有機溶媒現像においてPEB温度依存性が良好であったのに対し、比較例では不良であった。   As is clear from the results in Table 5, in Examples, PEB temperature dependency was good in organic solvent development, whereas in Comparative Examples, it was poor.

本発明の感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、優れたPEB温度依存性を発揮してレジストパターンを形成することができる。本発明の重合体は、当該感放射線性樹脂組成物の重合体成分として好適に用いることができる。本発明の化合物は、当該重合体の単量体として好適に用いることができる。従って、これらは、今後さらに微細化が進行すると予想される半導体デバイス製造用に好適に用いることができる。   According to the radiation sensitive resin composition and the resist pattern forming method of the present invention, a resist pattern can be formed while exhibiting excellent PEB temperature dependency. The polymer of this invention can be used suitably as a polymer component of the said radiation sensitive resin composition. The compound of the present invention can be suitably used as a monomer for the polymer. Accordingly, these can be suitably used for manufacturing semiconductor devices that are expected to be further miniaturized in the future.

Claims (7)

下記式(1)で表される基を含む第1構造単位を有する重合体、
感放射線性酸発生体、及び
溶媒
を含有する感放射線性樹脂組成物。
Figure 2017044875
(式(1)中、Rは、置換又は非置換の炭素数1〜20の3価の炭化水素基である。*は、上記第1構造単位における上記式(1)で表される基以外の部分と結合する部位を示す。)
A polymer having a first structural unit containing a group represented by the following formula (1):
A radiation-sensitive resin composition comprising a radiation-sensitive acid generator and a solvent.
Figure 2017044875
(In Formula (1), R 1 is a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. * Is a group represented by Formula (1) in the first structural unit. The site | part couple | bonded with other parts is shown.)
上記第1構造単位が下記式(2)で表される請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2017044875
(式(2)中、Rは、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Lは、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。Rは、上記式(1)と同義である。)
The radiation sensitive resin composition according to claim 1, wherein the first structural unit is represented by the following formula (2).
Figure 2017044875
(In Formula (2), Ra is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. L is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 1 has the same meaning as the above formula (1).)
上記重合体が酸解離性基を含む第2構造単位をさらに有する請求項1又は請求項2に記載の感放射線性樹脂組成物。   The radiation sensitive resin composition of Claim 1 or Claim 2 in which the said polymer further has the 2nd structural unit containing an acid dissociable group. 上記重合体が、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む第3構造単位をさらに有する請求項1、請求項2又は請求項3に記載の感放射線性樹脂組成物。   The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, 2 or 3, wherein the polymer further has a third structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof. レジスト膜を形成する工程、
上記レジスト膜を露光する工程、及び
上記露光されたレジスト膜を現像する工程
を備え、
上記レジスト膜を請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物により形成するレジストパターン形成方法。
Forming a resist film;
A step of exposing the resist film, and a step of developing the exposed resist film,
The resist pattern formation method which forms the said resist film with the radiation sensitive resin composition of any one of Claims 1-4.
下記式(2)で表される構造単位を有する重合体。
Figure 2017044875
(式(2)中、Rは、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Lは、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。Rは、置換又は非置換の炭素数1〜20の3価の炭化水素基である。)
The polymer which has a structural unit represented by following formula (2).
Figure 2017044875
(In Formula (2), Ra is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. L is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 1 is a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
下記式(3)で表される化合物。
Figure 2017044875
(式(3)中、Rは、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Lは、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。Rは、置換又は非置換の炭素数1〜20の3価の炭化水素基である。)
A compound represented by the following formula (3).
Figure 2017044875
(In Formula (3), Ra is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. L is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 1 is a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
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