JP2018124298A - Pattern forming method and method for manufacturing electronic device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pattern forming method including a double development process, by which only a side wall portion of a negative pattern formed by first development with an organic solvent can be selectively changed into insoluble and can be resolved as a pattern without using an additional process such as etching, a bridge defect between fine resist patterns can be suppressed, and a pattern with high limit resolution can be formed, and to provide a method for manufacturing an electronic device including the above pattern forming method.SOLUTION: The pattern forming method includes, in the following order; (i) a step of forming an active ray-sensitive or radiation-sensitive film by using an active ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition comprising a resin (A) including an acid-decomposable group and a crosslinking reactive group; (ii) a step of irradiating the above film with active rays or radiation; (iii) a step of developing the film by using a first developer comprising an organic solvent to remove a region with a low exposure dose to form a negative pattern; (iv) a step of reducing the solubility of a region with a medium exposure dose of the negative pattern with respect to a second developer; and (v) a step of developing the negative pattern by using the second developer to remove a region with a high exposure dose so as to allow only the region with the medium exposure dose to remain as a pattern.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、IC(Integrated Circuit)等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにはその他のフォトファブリケーションのリソグラフィー工程に使用される、パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a pattern forming method and an electronic device manufacturing method used in a semiconductor manufacturing process such as an IC (Integrated Circuit), a circuit board such as a liquid crystal and a thermal head, and other photofabrication lithography processes. It is about.

KrFエキシマレーザー(248nm)用レジスト以降、光吸収による感度低下を補うためにレジストの画像形成方法として化学増幅という画像形成方法が用いられている。ポジ型の化学増幅の画像形成方法を例に挙げ説明すると、露光で露光部の酸発生剤が分解し酸を生成させ、露光後のベーク(Post Exposure Bake:PEB)でその発生酸を反応触媒として利用してアルカリ不溶の基をアルカリ可溶基に変化させ、アルカリ現像により露光部を除去する画像形成方法である。   Since the resist for KrF excimer laser (248 nm), an image forming method called chemical amplification has been used as an image forming method for a resist in order to compensate for sensitivity reduction due to light absorption. An example of a positive-type chemical amplification image forming method will be described. The acid generator in the exposed area is decomposed by exposure to generate an acid, and the generated acid is reacted with the reaction catalyst in a post-exposure bake (PEB). Is used to change an alkali-insoluble group to an alkali-soluble group, and an exposed portion is removed by alkali development.

半導体素子の微細化のために、露光光源の短波長化及び投影レンズの高開口数(高NA)化が進み、現在では、193nmの波長を有するArFエキシマレーザーを光源とする露光機が開発されている。露光光源としてArFエキシマレーザーを使用する場合、芳香族基を有する化合物が本質的に193nm領域に大きな吸収を示すため、脂環炭化水素構造を有する樹脂を含有するArFエキシマレーザー用レジストが開発されている(例えば、特許文献1〜4を参照)。また、解像力を更に高める技術として、投影レンズと試料との間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)を満たす方法(即ち、液浸法)が提唱されている。また、更に短い波長(13.5nm)の紫外光で露光を行なうEUV(Extreme ultra violet)リソグラフィも提唱されている。   To reduce the size of semiconductor elements, the exposure light source has become shorter and the projection lens has a higher numerical aperture (high NA). Currently, an exposure machine using an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm as a light source has been developed. ing. When an ArF excimer laser is used as an exposure light source, a compound having an aromatic group essentially exhibits a large absorption in the 193 nm region. Therefore, an ArF excimer laser resist containing a resin having an alicyclic hydrocarbon structure has been developed. (For example, see Patent Documents 1 to 4). Further, as a technique for further increasing the resolving power, a method of filling a high refractive index liquid (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) between the projection lens and the sample (ie, immersion method) has been proposed. Further, EUV (Extreme ultra violet) lithography in which exposure is performed with ultraviolet light having a shorter wavelength (13.5 nm) has been proposed.

近年では、有機溶剤を含んだ現像液(以下、「有機溶剤現像液」ともいう)を用いて現像を行う有機溶剤現像プロセスを含むネガ型画像形成方法も開発されつつある。例えば特許文献5には、更に解像力を高める2重パターニング技術として、アルカリ現像液を用いて現像を行うアルカリ現像プロセスと有機溶剤現像プロセスを行う2重現像プロセスが開示されている。   In recent years, a negative image forming method including an organic solvent development process in which development is performed using a developer containing an organic solvent (hereinafter also referred to as “organic solvent developer”) is being developed. For example, Patent Document 5 discloses a double development process in which an alkali development process in which development is performed using an alkaline developer and an organic solvent development process is performed as a double patterning technique for further increasing the resolution.

二重現像プロセスを図1を用いて説明すると、露光によってレジスト組成物中の樹脂の極性が、光強度の高い領域(以下、「高露光量領域」という。)13では高極性になり、光強度の低い領域(以下、「低露光量領域」という。)11では低極性に維持されることを利用して、感活性光線性又は感放射線性膜の低露光量領域11を有機溶剤現像液に溶解させ(図1(a)及び(b)参照)、高露光量領域13をアルカリ現像液に溶解させることにより、中間露光量領域12が現像で溶解除去されずに残り、露光用マスクの半ピッチを有するラインアンドスペースパターンが形成されるという技術である(図1(b)及び(c)参照)。   The double development process will be described with reference to FIG. 1. By exposure, the polarity of the resin in the resist composition becomes high in an area 13 where the light intensity is high (hereinafter referred to as “high exposure area”). In the low intensity area (hereinafter referred to as “low exposure area”) 11, the low exposure area 11 of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is converted into an organic solvent developer by utilizing the fact that the low polarity is maintained. (See FIGS. 1A and 1B), and the high exposure region 13 is dissolved in an alkaline developer, so that the intermediate exposure region 12 remains without being dissolved and removed by development. This is a technique in which a line and space pattern having a half pitch is formed (see FIGS. 1B and 1C).

また、特許文献6には、微細パターンを形成するために、第1のレジストパターン上に架橋反応性材料を含有する層を形成し、露光又は熱により第1のレジストパターン内に発生した酸を上記層中に拡散させることにより、第1のレジストパターンの側壁に隣接する部位を架橋させて架橋スペーサーを得、上記層の架橋されていない部位と第1のレジストパターンをエッチングにより除去し、第1のレジストパターンの側壁に隣接する上記架橋スペーサーを第2のパターンとして得る微細パターンの形成方法が記載されている。   In Patent Document 6, in order to form a fine pattern, a layer containing a crosslinking reactive material is formed on the first resist pattern, and an acid generated in the first resist pattern by exposure or heat is generated. By diffusing into the layer, a portion adjacent to the side wall of the first resist pattern is cross-linked to obtain a cross-linking spacer, the non-cross-linked portion of the layer and the first resist pattern are removed by etching, A fine pattern forming method is described in which the cross-linking spacer adjacent to the side wall of one resist pattern is obtained as a second pattern.

このパターン形成方法においては、上記エッチング工程の前に、第1のレジストパターンの上部に形成された架橋スペーサーをエッチングして除去するプロセスが必要になる。これは、レジストパターン中に存在する、酸分解性基の分解後の極性基が、上記層中に含有される架橋剤と反応するため、これが反応点となり、レジストパターン上部も過剰に架橋反応が進行してしまうことが原因と推測される。   In this pattern formation method, a process of etching and removing the cross-linking spacer formed on the upper portion of the first resist pattern is necessary before the etching step. This is because the polar group after decomposition of the acid-decomposable group present in the resist pattern reacts with the cross-linking agent contained in the layer, and this becomes a reaction point, and the upper part of the resist pattern also undergoes an excessive cross-linking reaction. The cause is presumed to be advancing.

特開2009−114453号公報JP 2009-114453 A 特開2006−145775号公報JP 2006-145775 A 特開2001−209181公報JP 2001-209181 A 特開2006−16379号公報JP 2006-16379 A 特開2008−292975号公報JP 2008-292975 A 国際公開第2009/009095号International Publication No. 2009/009095

集積回路はその集積度をますます高めており、それに伴いより簡便に微細パターンを解像する方法が求められている。特許文献6に開示されたような架橋スペーサーを第2のパターンとして得る技術のように、エッチング等の追加プロセスを用いると、デバイスの生産量低下を招く。また、近年のようにレジストパターンの微細化が要求されるようになると、過剰な架橋は最終的に得られるパターンのブリッジ欠陥の原因となり、限界解像性の低下を招く。   Integrated circuits are becoming more and more integrated, and there is a need for a method for resolving fine patterns more easily. When an additional process such as etching is used as in the technique for obtaining the cross-linked spacer as the second pattern as disclosed in Patent Document 6, the production amount of the device is reduced. In addition, when miniaturization of a resist pattern is required as in recent years, excessive cross-linking causes a bridge defect in a pattern finally obtained, resulting in a decrease in limit resolution.

しかしながら、上述した先行技術を含め、従来の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物ではこれら要求に十分対応しているとは必ずしもいえるものではないのが実情である。   However, it is the actual situation that the conventional actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition including the above-mentioned prior art does not necessarily satisfy these requirements.

本発明は、上記事情に鑑み開発されたものであり、二重現像プロセスを含むパターン形成方法において、第一の有機溶剤現像によって形成されたネガパターンの側壁部分のみ、エッチング等の追加プロセスを用いずに、パターとして解像することができ、さらに、微細なレジストパターン間のブリッジ欠陥を抑制し、限界解像性の高いパターンを形成することができるパターン形成方法を提供することを課題とする。また、本発明は、このパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been developed in view of the above circumstances, and in a pattern formation method including a double development process, only the side wall portion of the negative pattern formed by the first organic solvent development uses an additional process such as etching. It is an object of the present invention to provide a pattern forming method that can be resolved as a putter, can further suppress bridge defects between fine resist patterns, and can form a pattern with high limit resolution. . Moreover, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of an electronic device containing this pattern formation method.

本発明は、一態様において、以下の通りである。
[1]
(i) 酸分解性基及び架橋性反応基を含む樹脂(A)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて感活性光線性又は感放射線性膜を形成する工程、
(ii) 前記膜に活性光線又は放射線を照射する工程、
(iii) 前記膜を、有機溶剤を含有する第1の現像液を用いて現像し、低露光量領域を除去してネガ型パターンを形成する工程、
(iv)前記ネガ型パターンの中間露光量領域の第2の現像液に対する溶解性を低下させる工程、及び
(v) 前記ネガ型パターンを第2の現像液を用いて現像し、高露光量領域を除去することにより、中間露光量領域のみをパターンとして残存させる工程
を、この順序で含むパターン形成方法。
In one aspect, the present invention is as follows.
[1]
(I) forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing the resin (A) containing an acid-decomposable group and a crosslinkable reactive group;
(Ii) irradiating the film with actinic rays or radiation;
(Iii) developing the film with a first developer containing an organic solvent, removing a low exposure area to form a negative pattern,
(Iv) reducing the solubility of the negative pattern in the intermediate exposure area in the second developer; and (v) developing the negative pattern using the second developer to obtain a high exposure area. The pattern formation method which includes the process of leaving only an intermediate | middle exposure amount area | region as a pattern by removing this in this order.

[2]
前記第2の現像液がアルカリ現像液である、[1]に記載のパターン形成方法。
[2]
The pattern forming method according to [1], wherein the second developer is an alkali developer.

[3]
前記第2の現像液が有機溶剤を含有している、[1]に記載のパターン形成方法。
[3]
The pattern forming method according to [1], wherein the second developer contains an organic solvent.

[4]
前記工程(iv)が、前記架橋性反応基と反応する処理剤を前記ネガ型パターンに接触させることを含む、[1]〜[3]のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
[4]
The pattern forming method according to any one of [1] to [3], wherein the step (iv) includes bringing a treating agent that reacts with the crosslinkable reactive group into contact with the negative pattern.

[5]
前記樹脂(A)が、酸分解性基及び架橋性反応基を有する繰り返し単位を含む、[1]〜[4]のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
[5]
The pattern formation method according to any one of [1] to [4], wherein the resin (A) includes a repeating unit having an acid-decomposable group and a crosslinkable reactive group.

[6]
前記繰り返し単位において、前記架橋性反応基が、前記酸分解性基の部分構造である酸の作用により脱離する部位に含まれる、[5]に記載のパターン形成方法。
[6]
The pattern forming method according to [5], wherein in the repeating unit, the crosslinkable reactive group is included in a site that is eliminated by the action of an acid that is a partial structure of the acid decomposable group.

[7]
前記酸分解性基が、下記一般式(1)で表される、[6]に記載のパターン形成方法。
[7]
The pattern forming method according to [6], wherein the acid-decomposable group is represented by the following general formula (1).

一般式(1)中、
及びRは、各々独立に置換基を表し、Lは(n+1)価の連結基を表し、Xは架橋性反応基を示し、nは1以上の整数を表し、*は、樹脂(A)の主鎖との結合位置を表す。R、R及びLから選択される2つは互いに連結して環を形成してもよい。
In general formula (1),
R 1 and R 2 each independently represent a substituent, L 1 represents a (n + 1) -valent linking group, X represents a crosslinkable reactive group, n represents an integer of 1 or more, and * represents Represents the bonding position with the main chain of the resin (A). Two selected from R 1 , R 2 and L 1 may be linked to each other to form a ring.

[8]
前記酸分解性基が、下記一般式(2)で表される、[6]に記載のパターン形成方法。
[8]
The pattern forming method according to [6], wherein the acid-decomposable group is represented by the following general formula (2).

一般式(2)中、
及びRは、各々独立に置換基を表し、R及びRは、各々独立に水素原子又は置換基を表し、Lは(n+1)価の連結基を表し、Lは単結合又は2価の連結基を表し、Xは架橋性反応基を表し、nは1以上の整数を表し、*は、樹脂(A)の主鎖との結合位置を表す。R、R及びLから選択される2つは互いに連結して環を形成してもよく、また、R及びRは互いに連結して環を形成してもよい。
In general formula (2),
R 1 and R 2 each independently represent a substituent, R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, L 2 represents an (n + 1) -valent linking group, and L 3 Represents a single bond or a divalent linking group, X represents a crosslinkable reactive group, n represents an integer of 1 or more, and * represents a bonding position with the main chain of the resin (A). Two selected from R 1 , R 2 and L 2 may be connected to each other to form a ring, and R 3 and R 4 may be connected to each other to form a ring.

[9]
[1]〜[8]のいずれか1項に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
[9]
The manufacturing method of an electronic device containing the pattern formation method of any one of [1]-[8].

本発明により、第一の有機溶剤現像によって形成されたネガパターンの側壁部分のみを、エッチング等の追加プロセスを用いずにパターとして解像することができ、さらに、微細なレジストパターン間のブリッジ欠陥を抑制し、限界解像性の高いパターンを形成することができるパターン形成方法を提供することが可能となった。また、本発明により、このパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法を提供することが可能となった。   According to the present invention, only the side wall portion of the negative pattern formed by the first organic solvent development can be resolved as a pattern without using an additional process such as etching, and further, a bridge defect between fine resist patterns. It is possible to provide a pattern forming method capable of suppressing the above and forming a pattern with high limit resolution. In addition, according to the present invention, it is possible to provide an electronic device manufacturing method including this pattern forming method.

二重現像プロセスを概略的に説明するための図。The figure for demonstrating a double image development process roughly.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the description of the group (atomic group) in this specification, the notation which does not describe substitution and non-substitution includes the thing which has a substituent with the thing which does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

本明細書中における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線(EB)等を意味する。また、本発明において光とは、活性光線又は放射線を意味する。   In the present specification, “active light” or “radiation” means, for example, the emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, electron beams (EB), etc. To do. In the present invention, light means actinic rays or radiation.

また、本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、EUV光などによる露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。   In addition, “exposure” in the present specification is not limited to exposure to far ultraviolet rays, extreme ultraviolet rays, X-rays, EUV light and the like represented by mercury lamps and excimer lasers, but also electron beams, ion beams, and the like, unless otherwise specified. The exposure with the particle beam is also included in the exposure.

本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。   In the specification of the present application, “to” is used in the sense of including the numerical values described before and after it as lower and upper limits.

また、本明細書中において、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及びメタクリレートを表し、「(メタ)アクリル」はアクリル及びメタクリルを表し、「(メタ)アクリロイル」はアクリロイル及びメタクリロイルを表す。
以下、本発明のパターン形成方法について詳細に説明し、次いで、本発明のパターン形成方法において使用される感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(以下、「本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物」又は「本発明の組成物」などともいう。)について詳細に説明する。
In the present specification, “(meth) acrylate” represents acrylate and methacrylate, “(meth) acryl” represents acryl and methacryl, and “(meth) acryloyl” represents acryloyl and methacryloyl.
Hereinafter, the pattern forming method of the present invention will be described in detail, and then the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition used in the pattern-forming method of the present invention (hereinafter referred to as “the actinic ray-sensitive or sensitive of the present invention”). The radiation resin composition "or" the composition of the present invention "is also described in detail.

<パターン形成方法>
本発明のパターン形成方法は、
酸分解性基及び架橋性反応基を含む樹脂(A)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて感活性光線性又は感放射線性膜を形成する工程(以下、「膜形成工程」という。)、
上記膜に活性光線又は放射線を照射する工程(以下、「露光工程」という。)、
上記膜を、有機溶剤を含有する第1の現像液を用いて現像し、低露光量領域を除去してネガ型パターンを形成する工程(以下、「第1の現像工程」という。)、
上記ネガ型パターンの中間露光量領域の第2の現像液に対する溶解性を低下させる工程(以下、「不溶化工程」という。)、及び
上記ネガ型パターンを第2の現像液を用いて現像し、高露光量領域を除去することにより、中間露光量領域のみをパターンとして残存させる工程(以下、「第2の現像工程」という。)
を、この順序で含む。
<Pattern formation method>
The pattern forming method of the present invention comprises:
A step of forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing the resin (A) containing an acid-decomposable group and a crosslinkable reactive group (hereinafter referred to as “film”) Forming process)),
A step of irradiating the film with actinic rays or radiation (hereinafter referred to as “exposure step”),
A step of developing the film with a first developer containing an organic solvent to remove a low exposure area and forming a negative pattern (hereinafter referred to as a “first development step”);
A step of lowering the solubility of the negative pattern in the intermediate exposure amount region in the second developer (hereinafter referred to as “insolubilization step”), and developing the negative pattern using the second developer, A step of removing only the intermediate exposure amount region as a pattern by removing the high exposure amount region (hereinafter referred to as “second development step”).
In this order.

本発明において、「低露光量領域」とは、露光量が不十分で、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含有される樹脂中の酸分解性基の分解が進行していない領域を意味し、「高露光量領域」とは、露光量が十分で、酸分解性基の分解が完全に進行した領域を意味し、「中間露光量領域」とは、酸分解性基の分解が一部進行している領域を意味する。   In the present invention, the “low exposure region” is a region where the exposure amount is insufficient and the decomposition of the acid-decomposable group in the resin contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition has not progressed. "High exposure area" means an area where the exposure is sufficient and the acid-decomposable group has completely decomposed, and "intermediate exposure area" means the decomposition of the acid-decomposable group. Means an area where a part is progressing.

本発明のパターン形成方法は、パターン形成用組成物として、酸分解性基と架橋性反応基を含む樹脂(以下、「樹脂(A)」ともいう。)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を使用することと、第1の現像工程と第2の現像工程との間に、不溶化工程を含むことを特徴の一つとする。
第1の現像工程において、感活性光線性又は感放射線性膜の低露光量領域が、第1の現像液(有機溶剤現像液)により除去されてネガ型パターンが形成され、
続く不溶化工程において、ネガ型パターン(感活性光線性又は感放射線性膜)における中間露光量領域のみを選択的に架橋し、第2の現像液に対する中間露光量領域の溶解性を低下させる(不溶化する)。
The pattern forming method of the present invention comprises an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition containing a resin containing an acid-decomposable group and a crosslinkable reactive group (hereinafter also referred to as “resin (A)”) as a pattern-forming composition. One of the features is that an insolubilization step is included between the use of the conductive resin composition and the first development step and the second development step.
In the first development step, the low exposure area of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is removed by the first developer (organic solvent developer) to form a negative pattern,
In the subsequent insolubilization step, only the intermediate exposure area in the negative pattern (actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film) is selectively crosslinked to reduce the solubility of the intermediate exposure area in the second developer (insolubilization). To do).

この不溶化処理により、ネガ型パターンの高露光量領域と中間露光領域の不溶化の程度に差がなくなり、もともと溶解速度が高かった高露光量領域は溶解し、中間露光領域は残存するため、実質的に側壁部分のみ不溶化することができ、第二現像ブリッジ欠陥の発生を抑制することができる。   This insolubilization process eliminates the difference in the degree of insolubilization between the high exposure area and the intermediate exposure area of the negative pattern, dissolves the high exposure area, which originally had a high dissolution rate, and the intermediate exposure area remains. Thus, only the side wall portion can be insolubilized, and the occurrence of the second development bridge defect can be suppressed.

本発明のパターン形成方法において、第1の現像工程で使用する第1の現像液は、有機溶剤を含有する現像液(有機溶剤現像液)である。   In the pattern formation method of this invention, the 1st developing solution used at a 1st image development process is a developing solution (organic solvent developing solution) containing an organic solvent.

一方、第2の現像工程で使用し得る現像液としては、アルカリ水溶液を含む現像液(アルカリ現像液)と有機溶剤現像液のいずれも使用することができる。   On the other hand, as a developer that can be used in the second development step, both a developer containing an alkaline aqueous solution (alkali developer) and an organic solvent developer can be used.

以下、各工程について詳述し、次いで、樹脂(A)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物について詳述する。   Hereinafter, each step will be described in detail, and then the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing the resin (A) will be described in detail.

〔膜形成工程〕
膜形成工程は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上に膜(以下、「感活性光線性又は感放射線性膜」とも称する)を形成する工程である。
[Film formation process]
The film forming step is a step of forming a film (hereinafter also referred to as “active light sensitive or radiation sensitive film”) on the substrate using the actinic ray sensitive or radiation sensitive resin composition.

上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて基板上に感活性光線性又は感放射線性膜を形成する方法は特に制限されず、公知の方法を採用できる。なかでも、膜の厚みの調整がより容易である点から、基板上に上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布して、膜を形成する方法が挙げられる。   The method for forming the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film on the substrate using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is not particularly limited, and a known method can be adopted. Especially, the method of apply | coating the said actinic-light sensitive or radiation sensitive resin composition on a board | substrate from the point which adjustment of the thickness of a film | membrane is easier is mentioned.

なお、塗布の方法は特に制限されず、公知の方法を採用できる。なかでも、半導体製造分野においてはスピンコートが好ましく用いられる。   The application method is not particularly limited, and a known method can be adopted. Among these, spin coating is preferably used in the semiconductor manufacturing field.

また、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布後、必要に応じて、溶媒を除去するための乾燥処理を実施してもよい。乾燥処理の方法は特に制限されず、加熱処理や風乾処理などが挙げられる。   Moreover, you may implement the drying process for removing a solvent as needed after apply | coating actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. The method for the drying treatment is not particularly limited, and examples thereof include heat treatment and air drying treatment.

<感活性光線性又は感放射線性膜>
本発明における感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて形成した膜(感活性光線性又は感放射線性膜)の後退接触角は、温度23±3℃、湿度45±5%において70°以上であることが好ましく、75°以上であることがより好ましく、75〜85°であることがさらに好ましい。感活性光線性又は感放射線性膜の後退接触角が上記範囲にある場合、液浸媒体を介して露光する場合に好適である。
<Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film>
The receding contact angle of a film (actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film) formed using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition in the present invention is 70 at a temperature of 23 ± 3 ° C. and a humidity of 45 ± 5%. It is preferably at least 0 °, more preferably at least 75 °, and even more preferably 75 to 85 °. When the receding contact angle of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is in the above range, it is suitable for exposure through an immersion medium.

上記後退接触角が小さすぎると、液浸媒体を介して露光する場合に好適に用いることができず、かつ水残り(ウォーターマーク)欠陥低減の効果を十分に発揮することができない。好ましい後退接触角を実現する為には、上記の疎水性樹脂を上記感活性光線性又は放射線性組成物に含ませることが好ましい。あるいは、感活性光線性又は感放射線性膜の上に、疎水性の樹脂組成物によるコーティング層(いわゆる「トップコート」)を形成することにより後退接触角を向上させてもよい。   If the receding contact angle is too small, it cannot be suitably used for exposure through an immersion medium, and the effect of reducing water residue (watermark) defects cannot be sufficiently exhibited. In order to realize a preferable receding contact angle, it is preferable to include the hydrophobic resin in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition. Alternatively, the receding contact angle may be improved by forming a coating layer (so-called “topcoat”) of a hydrophobic resin composition on the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film.

トップコート組成物は、後述する疎水性樹脂及び、下記(A1)、(A2)及び(A3)からなる群より選択される少なくとも1種(以下、「添加剤(A)」又は「化合物(A)」ともいう)を含有することが好ましい。   The topcoat composition is a hydrophobic resin described later and at least one selected from the group consisting of the following (A1), (A2) and (A3) (hereinafter referred to as “additive (A)” or “compound (A ) ”)).

(A1)塩基性化合物又は塩基発生剤
(A2)エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される少なくとも1種の結合又は基を含有する化合物
(A3)オニウム塩。
(A1) Basic compound or base generator (A2) A compound containing at least one bond or group selected from the group consisting of an ether bond, a thioether bond, a hydroxyl group, a thiol group, a carbonyl bond and an ester bond (A3 ) Onium salt.

上記(A1)〜(A3)の含有量は、トップコート組成物の全固形分を基準として、1〜25質量%が好ましく、2.5〜20質量%がより好ましい。   The content of (A1) to (A3) is preferably 1 to 25% by mass, more preferably 2.5 to 20% by mass, based on the total solid content of the topcoat composition.

トップコート組成物が含有できる塩基性化合物としては、有機塩基性化合物であることが好ましく、含窒素塩基性化合物であることがより好ましい。   The basic compound that can be contained in the topcoat composition is preferably an organic basic compound, and more preferably a nitrogen-containing basic compound.

トップコート組成物が含有できるエーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される基又は結合を少なくとも一つ含む化合物(以下、「化合物(A2)」又は「添加剤(A2)」とも呼ぶ)について、以下に説明する。   A compound containing at least one group or bond selected from the group consisting of an ether bond, a thioether bond, a hydroxyl group, a thiol group, a carbonyl bond and an ester bond (hereinafter referred to as “compound (A2)” or The “additive (A2)”) will be described below.

上記の通り、化合物(A2)は、エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される基又は結合を少なくとも一つ含む化合物である。   As described above, the compound (A2) is a compound containing at least one group or bond selected from the group consisting of an ether bond, a thioether bond, a hydroxyl group, a thiol group, a carbonyl bond and an ester bond.

上述の通り、化合物(A2)は、エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される基又は結合を少なくとも一つ含む。本発明の一形態において、化合物(A2)は、上記群から選択される基又は結合を2つ以上有することが好ましく、3つ以上有することがより好ましく、4つ以上有することが更に好ましい。この場合、化合物(A2)に複数含まれるエーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合から選択される基又は結合は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。   As described above, the compound (A2) includes at least one group or bond selected from the group consisting of an ether bond, a thioether bond, a hydroxyl group, a thiol group, a carbonyl bond, and an ester bond. In one embodiment of the present invention, the compound (A2) preferably has two or more groups or bonds selected from the above group, more preferably three or more, and still more preferably four or more. In this case, groups or bonds selected from an ether bond, a thioether bond, a hydroxyl group, a thiol group, a carbonyl bond and an ester bond contained in a plurality of compounds (A2) may be the same or different. Good.

本発明の一形態において、化合物(A2)は、分子量が3000以下であることが好ましく、2500以下であることがより好ましく、2000以下であることが更に好ましく、1500以下であることが特に好ましい。   In one embodiment of the present invention, the compound (A2) has a molecular weight of preferably 3000 or less, more preferably 2500 or less, still more preferably 2000 or less, and particularly preferably 1500 or less.

また、本発明の一形態において、化合物(A2)に含まれる炭素原子数は、8個以上であることが好ましく、9個以上であることがより好ましく、10個以上であることが更に好ましい。   In one embodiment of the present invention, the number of carbon atoms contained in the compound (A2) is preferably 8 or more, more preferably 9 or more, and still more preferably 10 or more.

また、本発明の一形態において、化合物(A2)に含まれる炭素原子数は、30個以下であることが好ましく、20個以下であることがより好ましく、15個以下であることが更に好ましい。   In one embodiment of the present invention, the number of carbon atoms contained in the compound (A2) is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and even more preferably 15 or less.

また、本発明の一形態において、化合物(A2)は、沸点が200℃以上の化合物であることが好ましく、沸点が220℃以上の化合物であることがより好ましく、沸点が240℃以上の化合物であることが更に好ましい。   In one embodiment of the present invention, the compound (A2) is preferably a compound having a boiling point of 200 ° C. or higher, more preferably a compound having a boiling point of 220 ° C. or higher, and a compound having a boiling point of 240 ° C. or higher. More preferably it is.

また、本発明の一形態において、化合物(A2)は、エーテル結合を有する化合物であることが好ましく、エーテル結合を2つ以上有することが好ましく、3つ以上有することがより好ましく、4つ以上有することが更に好ましい。   In one embodiment of the present invention, the compound (A2) is preferably a compound having an ether bond, preferably two or more ether bonds, more preferably three or more, and four or more. More preferably.

本発明の一形態において、化合物(A2)は、下記一般式(1)で表されるオキシアルキレン構造を含有する繰り返し単位を含有することが更に好ましい。   In one embodiment of the present invention, the compound (A2) further preferably contains a repeating unit containing an oxyalkylene structure represented by the following general formula (1).

式中、
11は、置換基を有してもよいアルキレン基を表し、
nは、2以上の整数を表し、
*は、結合手を表す。
Where
R 11 represents an alkylene group which may have a substituent,
n represents an integer of 2 or more,
* Represents a bond.

一般式(1)中のR11により表されるアルキレン基の炭素数は特に制限されないが、1〜15であることが好ましく、1〜5であることがより好ましく、2又は3であることが更に好ましく、2であることが特に好ましい。このアルキレン基が置換基を有する場合、置換基は特に制限されないが、例えばアルキル基(好ましくは炭素数1〜10)であることが好ましい。 The number of carbon atoms of the alkylene group represented by R 11 in the general formula (1) is not particularly limited, but is preferably 1 to 15, more preferably 1 to 5, and 2 or 3. More preferably, 2 is particularly preferable. When this alkylene group has a substituent, the substituent is not particularly limited, but is preferably an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms), for example.

nは、2〜20の整数であることが好ましく、そのなかでも、DOFがより大きくなる理由から、10以下であることがより好ましい。   n is preferably an integer of 2 to 20, and among them, it is more preferably 10 or less because the DOF becomes larger.

nの平均値は、DOFがより大きくなる理由から、20以下であることが好ましく、2〜10であることがより好ましく、2〜8であることがさらに好ましく、4〜6であることが特に好ましい。ここで、「nの平均値」とは、化合物(A2)の重量平均分子量をGPC(Gel Permeation Chromatography)によって測定し、得られた重量平均分子量と一般式が整合するように決定されるnの値を意味する。nが整数でない場合は、四捨五入した値とする。   The average value of n is preferably 20 or less, more preferably 2 to 10, more preferably 2 to 8, and particularly preferably 4 to 6 because the DOF becomes larger. preferable. Here, the “average value of n” means that the weight average molecular weight of the compound (A2) is measured by GPC (Gel Permeation Chromatography), and is determined so that the obtained weight average molecular weight matches the general formula Mean value. If n is not an integer, round it off.

複数あるR11は同一であっても異なってもよい。 A plurality of R 11 may be the same or different.

また、上記一般式(1)で表される部分構造を有する化合物は、DOFがより大きくなる理由から、下記一般式(1−1)で表される化合物であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the compound which has the partial structure represented by the said General formula (1) is a compound represented by the following general formula (1-1) from the reason for DOF becoming larger.

式中、
11の定義、具体例および好適な態様は、上述した一般式(1)中のR11と同じである。
Where
Definition of R 11, specific examples and preferred embodiments are the same as R 11 in general formula (1).

12およびR13は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。アルキル基の炭素数は特に制限されないが、1〜15であることが好ましい。R12およびR13は、互いに結合して環を形成してもよい。 R 12 and R 13 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group. The number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is preferably 1-15. R 12 and R 13 may combine with each other to form a ring.

mは、1以上の整数を表す。mは、1〜20の整数であることが好ましく、そのなかでも、DOFがより大きくなる理由から、10以下であることがより好ましい。   m represents an integer of 1 or more. m is preferably an integer of 1 to 20, and among them, it is more preferably 10 or less for the reason that DOF becomes larger.

mの平均値は、DOFがより大きくなる理由から、20以下であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜8であることがさらに好ましく、4〜6であることが特に好ましい。ここで、「mの平均値」は、上述した「nの平均値」と同義である。   The average value of m is preferably 20 or less, more preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, and particularly preferably 4 to 6 because the DOF becomes larger. preferable. Here, the “average value of m” is synonymous with the “average value of n” described above.

mが2以上である場合、複数あるR11は同一であっても異なってもよい。 When m is 2 or more, a plurality of R 11 may be the same or different.

本発明の一形態において、一般式(1)で表される部分構造を有する化合物は、少なくとも2つのエーテル結合を含むアルキレングリコールであることが好ましい。   In one embodiment of the present invention, the compound having a partial structure represented by the general formula (1) is preferably an alkylene glycol containing at least two ether bonds.

化合物(A2)は、市販品を使用してもよく、公知の方法によって合成してもよい。
以下に、化合物(A2)の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
Compound (A2) may be a commercially available product, or may be synthesized by a known method.
Although the specific example of a compound (A2) is given to the following, this invention is not limited to these.

トップコート組成物は、酸発生剤に対して相対的に弱酸となるオニウム塩を含有できる。活性光線性又は放射線の照射により酸発生剤から生じた酸が未反応の弱酸アニオンを有するオニウム塩と衝突すると、塩交換により弱酸を放出して強酸アニオンを有するオニウム塩を生じる。この過程で強酸がより触媒能の低い弱酸に交換されるため、見かけ上、酸が失活して酸拡散の制御を行うことができる。   The topcoat composition can contain an onium salt that is a weak acid relative to the acid generator. When an acid generated from an acid generator upon irradiation with actinic rays or radiation collides with an onium salt having an unreacted weak acid anion, an onium salt having a strong acid anion is generated by releasing a weak acid by salt exchange. In this process, the strong acid is exchanged with a weak acid having a lower catalytic ability, so that the acid is apparently deactivated and the acid diffusion can be controlled.

酸発生剤に対して相対的に弱酸となるオニウム塩としては、下記一般式(d1−1)〜(d1−3)で表される化合物であることが好ましい。   The onium salt that is a weak acid relative to the acid generator is preferably a compound represented by the following general formulas (d1-1) to (d1-3).

式中、R51は置換基を有していてもよい炭化水素基であり、Z2cは置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基(ただし、Sに隣接する炭素にはフッ素原子は置換されていないものとする)であり、R52は有機基であり、Yは直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキレン基又はアリーレン基であり、Rfはフッ素原子を含む炭化水素基であり、Mは各々独立に、スルホニウム又はヨードニウムカチオンである。 In the formula, R 51 represents a hydrocarbon group which may have a substituent, and Z 2c represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent (however, a carbon adjacent to S). R 52 is an organic group, Y 3 is a linear, branched or cyclic alkylene group or an arylene group, and Rf is a fluorine atom. Each of the M + is independently a sulfonium or iodonium cation.

として表されるスルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンの好ましい例としては、一般式(ZI)で例示したスルホニウムカチオン及び一般式(ZII)で例示したヨードニウムカチオンを挙げることができる。 Preferable examples of the sulfonium cation or iodonium cation represented by M + include a sulfonium cation exemplified by the general formula (ZI) and an iodonium cation exemplified by the general formula (ZII).

感活性光線性又は感放射線性膜の厚みは特に制限されないが、より高精度な微細パターンを形成することができる理由から、1〜500nmであることが好ましく、1〜100nmであることがより好ましい。   The thickness of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is not particularly limited, but is preferably 1 to 500 nm, more preferably 1 to 100 nm, because a highly accurate fine pattern can be formed. .

〔露光工程〕
露光工程は、膜形成工程で形成された膜を露光する工程である。より具体的には、所望のパターンが形成されるように、膜を選択的に露光する工程である。これにより、膜がパターン状に露光され、露光された部分のみ感活性光線性又は感放射線性膜の溶解性が変化する。
[Exposure process]
The exposure step is a step of exposing the film formed in the film formation step. More specifically, it is a step of selectively exposing the film so that a desired pattern is formed. Thereby, the film is exposed in a pattern, and the solubility of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film changes only in the exposed part.

なお、「露光する」とは、活性光線又は放射線を照射することを意図する。   “Exposing” intends to irradiate actinic rays or radiation.

露光に使用される光は特に制限されないが、例えば、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、極紫外光、X線、電子線等を挙げることができる。好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下、さらに好ましくは1〜200nmの波長の遠紫外光が挙げられる。   The light used for the exposure is not particularly limited, and examples thereof include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultraviolet light, X-rays, and electron beams. Preferably, it is far ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, more preferably 220 nm or less, and still more preferably 1 to 200 nm.

より具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157nm)、X線、EUV(13nm)、電子線等が挙げられ、なかでも、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV又は電子線であることが好ましく、ArFエキシマレーザーであることがより好ましい。

膜を選択的に露光する方法は特に限定されず、公知の方法を使用できる。例えば、遮光部の透過率が0%のバイナリーマスク(Binary−Mask)や、遮光部の透過率が6%のハーフトーン型位相シフトマスク(HT−Mask)を用いることができる。
More specifically, a KrF excimer laser (248 nm), an ArF excimer laser (193 nm), an F 2 excimer laser (157 nm), an X-ray, an EUV (13 nm), an electron beam, and the like can be mentioned. ArF excimer laser, EUV or electron beam is preferable, and ArF excimer laser is more preferable.

The method for selectively exposing the film is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a binary mask (Binary-Mask) in which the light transmittance of the light shielding portion is 0% or a halftone phase shift mask (HT-Mask) in which the light transmittance of the light shielding portion is 6% can be used.

バイナリーマスクは、一般的には石英ガラス基板上に、遮光部としてクロム膜、酸化クロム膜等が形成されたものが用いられる。   In general, a binary mask is used in which a chromium film, a chromium oxide film, or the like is formed on a quartz glass substrate as a light shielding portion.

ハーフトーン型位相シフトマスクは、一般的には石英ガラス基板上に、遮光部としてMoSi(モリブデン・シリサイド)膜、クロム膜、酸化クロム膜、酸窒化シリコン膜等が形成されたものが用いられる。   As the halftone phase shift mask, generally, a quartz glass substrate on which a MoSi (molybdenum silicide) film, a chromium film, a chromium oxide film, a silicon oxynitride film, or the like is formed as a light shielding portion is used.

なお、本発明では、フォトマスクを介して行う露光に限定されず、フォトマスクを介さない露光、たとえば電子線等による描画により選択的露光(パターン露光)を行ってもよい。   In the present invention, the exposure is not limited to exposure through a photomask, and selective exposure (pattern exposure) may be performed by exposure without using a photomask, for example, drawing with an electron beam or the like.

本工程は複数回の露光を含んでいてもよい。   This step may include multiple exposures.

(加熱処理)
露光工程の前に膜に対して加熱処理(PB:Prebake)を行ってもよい。加熱処理(PB)は複数回行ってもよい。
また、露光工程の後に感活性光線性又は感放射線性膜に対して加熱処理(PEB:Post Exposure Bake)を行ってもよい。加熱処理(PEB)は複数回行ってもよい。
(Heat treatment)
Before the exposure step, the film may be subjected to heat treatment (PB: Prebake). Heat treatment (PB) may be performed a plurality of times.
Moreover, you may perform a heat processing (PEB: Post Exposure Bake) with respect to an actinic-light sensitive or radiation sensitive film | membrane after an exposure process. The heat treatment (PEB) may be performed a plurality of times.

加熱処理により露光部の反応が促進され、感度やパターンプロファイルがさらに改善する。   The reaction of the exposed part is promoted by the heat treatment, and the sensitivity and pattern profile are further improved.

PB及びPEBともに、加熱処理の温度は、70〜130℃であることが好ましく、80〜120℃であることがより好ましい。   In both PB and PEB, the temperature of the heat treatment is preferably 70 to 130 ° C, more preferably 80 to 120 ° C.

PB及びPEBともに、加熱処理の時間は、30〜300秒が好ましく、30〜180秒がより好ましく、30〜90秒であることがさらに好ましい。   For both PB and PEB, the heat treatment time is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, and even more preferably 30 to 90 seconds.

PB及びPEBともに、加熱処理は通常の露光・現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行ってもよい。   For both PB and PEB, the heat treatment can be performed by means provided in a normal exposure / development machine, and may be performed using a hot plate or the like.

(好適な態様:液浸露光)
露光の好適な態様として、例えば、液浸露光が挙げられる。液浸露光を用いることで、より微細なパターンを形成することができる。なお、液浸露光は、位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることが可能である。
(Preferred embodiment: immersion exposure)
As a suitable aspect of exposure, for example, liquid immersion exposure can be mentioned. By using immersion exposure, a finer pattern can be formed. Note that immersion exposure can be combined with super-resolution techniques such as a phase shift method and a modified illumination method.

液浸露光に使用される液浸液としては、露光波長に対して透明であり、かつ、感活性光線性又は感放射線性膜上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるように屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましい。特に露光光源がArFエキシマレーザー(波長;193nm)である場合には、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。   The immersion liquid used for immersion exposure is transparent to the exposure wavelength and is refracted to minimize distortion of the optical image projected on the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. Liquids with the lowest possible temperature coefficient are preferred. In particular, when the exposure light source is an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), it is preferable to use water from the viewpoints of availability and ease of handling in addition to the above-described viewpoints.

液浸液として水を用いる場合、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(液体)を僅かな割合で添加してもよい。この添加剤は感活性光線性又は感放射線性膜を溶解させず、かつレンズ素子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。   When water is used as the immersion liquid, an additive (liquid) that decreases the surface tension of water and increases the surface activity may be added in a small proportion. This additive preferably does not dissolve the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film and can ignore the influence on the optical coating on the lower surface of the lens element.

このような添加剤としては、例えば、水とほぼ等しい屈折率を有する脂肪族系のアルコールが好ましく、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。水とほぼ等しい屈折率を有するアルコールを添加することにより、水中のアルコール成分が蒸発して含有濃度が変化しても、液体全体としての屈折率変化を極めて小さくできるといった利点が得られる。   As such an additive, for example, an aliphatic alcohol having a refractive index substantially equal to that of water is preferable, and specific examples include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like. By adding an alcohol having a refractive index substantially equal to that of water, even if the alcohol component in water evaporates and the content concentration changes, an advantage that the change in the refractive index of the entire liquid can be made extremely small can be obtained.

一方で、193nm光に対して不透明な物質や屈折率が水と大きく異なる不純物が混入した場合、レジスト上に投影される光学像の歪みを招く。このため、使用する水としては、蒸留水が好ましい。更にイオン交換フィルター等を通して濾過を行った純水を用いてもよい。   On the other hand, when an opaque material or impurities whose refractive index is significantly different from water are mixed with respect to 193 nm light, the optical image projected on the resist is distorted. For this reason, distilled water is preferable as the water to be used. Further, pure water filtered through an ion exchange filter or the like may be used.

液浸液として用いる水は、電気抵抗が18.3MΩcm以上であることが望ましく、TOC(有機物濃度)が20ppb以下であることが望ましく、脱気処理をしていることが望ましい。   The water used as the immersion liquid preferably has an electric resistance of 18.3 MΩcm or more, a TOC (organic substance concentration) of 20 ppb or less, and is preferably deaerated.

また、液浸液の屈折率を高めることにより、リソグラフィー性能を高めることが可能である。このような観点から、屈折率を高めるような添加剤を水に加えたり、水の代わりに重水(D2O)を用いたりしてもよい。 Moreover, it is possible to improve lithography performance by increasing the refractive index of the immersion liquid. From such a viewpoint, an additive for increasing the refractive index may be added to water, or heavy water (D 2 O) may be used instead of water.

液浸露光において、露光前、及び/又は、露光後(加熱処理前)に、感活性光線性又は感放射線性膜の表面を水系の薬液で洗浄してもよい。   In the immersion exposure, the surface of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film may be washed with an aqueous chemical solution before exposure and / or after exposure (before heat treatment).

〔現像工程〕
本発明のパターン形成方法は、現像工程として、少なくとも第1の現像工程と第2の現像工程を含む。
[Development process]
The pattern forming method of the present invention includes at least a first development step and a second development step as the development step.

<第1の現像工程>
第1の現像工程は、露光工程で露光した膜を、有機溶剤を含有する第1の現像液を用いて現像して、ネガ型パターンを形成する工程である。
<First development process>
The first development step is a step of developing the film exposed in the exposure step using a first developer containing an organic solvent to form a negative pattern.

本工程では、低露光量領域が第1の現像液である有機溶剤現像液によって溶解され、いわゆるネガ型パターンが形成される。   In this step, the low exposure amount region is dissolved by the organic solvent developer that is the first developer, and a so-called negative pattern is formed.

(第1の現像液)
第1の現像液である有機溶剤現像液には、有機溶剤が主成分として含まれる。なお、主成分とは、現像液全量に対して、有機溶剤の含有率が50質量%超であることを意図する。
(First developer)
The organic solvent developer which is the first developer contains an organic solvent as a main component. The main component means that the content of the organic solvent is more than 50% by mass with respect to the total amount of the developer.

有機系現像液に含有される有機溶剤は特に制限されないが、例えば、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤及び炭化水素系溶剤などが挙げられる。また、これらの混合溶剤であってもよい。   The organic solvent contained in the organic developer is not particularly limited, and examples thereof include polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, and hydrocarbon solvents. . Moreover, these mixed solvents may be sufficient.

ケトン系溶剤としては、例えば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、2−ヘプタノン(メチルアミルケトン)、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート等を挙げることができる。   Examples of the ketone solvent include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 2-heptanone (methyl amyl ketone), 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, Examples include cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetylalcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, and propylene carbonate.

エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルー3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、酢酸イソアミル、ブタン酸ブチル、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル、イソ酪酸イソブチル、プロピオン酸ブチル等を挙げることができる。   Examples of ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, pentyl acetate, isopentyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl. Ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, isoamyl acetate Butyl butanoate, methyl 2-hydroxyisobutyrate, isobutyl isobutyrate, butyl propionate and the like.

アルコール系溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、n−デカノール等のアルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチ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、プロピ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メチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。   Examples of the alcohol solvent include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, alcohols such as n-octyl alcohol and n-decanol, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, Diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, methoxymethyl butano It can be mentioned glycol ether solvents such as Le.

エーテル系溶剤としては、例えば、上記グリコールエーテル系溶剤の他、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。   Examples of the ether solvent include dioxane, tetrahydrofuran and the like in addition to the glycol ether solvent.

アミド系溶剤としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が使用できる。   Examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. Can be used.

炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。   Examples of the hydrocarbon solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane and decane.

特に、有機系現像液は、ケトン系溶剤、エステル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有する現像液であるのが好ましく、とりわけ、エステル系溶剤としての酢酸ブチルまたケトン系溶剤としてのメチルアミルケトン(2−ヘプタノン)を含む現像液が好ましい。   In particular, the organic developer is preferably a developer containing at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents and ester solvents, and in particular, butyl acetate or ketone as the ester solvent. A developer containing methyl amyl ketone (2-heptanone) as a system solvent is preferred.

有機溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。但し、本発明の効果を十二分に奏するためには、現像液全体としての含水率が10質量%未満であることが好ましく、実質的に水分を含有しないことがより好ましい。   A plurality of organic solvents may be mixed, or may be used by mixing with other solvents or water. However, in order to fully exhibit the effects of the present invention, the water content of the developer as a whole is preferably less than 10% by mass, and more preferably substantially free of moisture.

すなわち、有機系現像液に対する有機溶剤の使用量は、現像液の全量に対して、90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、95質量%以上100質量%以下であることが好ましい。   That is, the amount of the organic solvent used in the organic developer is preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, and more preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less, with respect to the total amount of the developer.

有機系現像液の蒸気圧は、20℃に於いて、5kPa以下が好ましく、3kPa以下が更に好ましく、2kPa以下が特に好ましい。有機系現像液の蒸気圧を5kPa以下にすることにより、基板上あるいは現像カップ内における現像液の蒸発が抑制され、ウェハ面内の温度均一性が向上し、結果としてウェハ面内の寸法均一性が良化する。   The vapor pressure of the organic developer is preferably 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and particularly preferably 2 kPa or less at 20 ° C. By setting the vapor pressure of the organic developer to 5 kPa or less, evaporation of the developer on the substrate or in the developing cup is suppressed, and temperature uniformity in the wafer surface is improved. As a result, dimensional uniformity in the wafer surface. Improves.

有機系現像液には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。   An appropriate amount of a surfactant can be added to the organic developer as required.

界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されないが、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用いることが更に好ましい。   The surfactant is not particularly limited, and for example, ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactants can be used. Examples of these fluorine and / or silicon surfactants include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, US Pat. No. 5,405,720, etc. The surfactants described in US Pat. Nos. 5,360,692, 5,298,881, 5,296,330, 5,346,098, 5,576,143, 5,294,511, and 5,824,451 can be mentioned. Preferably, it is a nonionic surfactant. Although it does not specifically limit as a nonionic surfactant, It is still more preferable to use a fluorochemical surfactant or a silicon-type surfactant.

界面活性剤の添加量は現像液の全量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、更に好ましくは0.01〜0.5質量%である。   The addition amount of the surfactant is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the developer.

(現像方法)
現像方法としては、たとえば、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吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)などを適用することができる。
(Development method)
As a developing method, for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle) Method), a method of spraying the developer on the substrate surface (spray method), a method of continuously discharging the developer while scanning the developer discharge nozzle on the substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method) Etc. can be applied.

上記各種の現像方法が、現像装置の現像ノズルから現像液を感活性光線性又は感放射線性膜に向けて吐出する工程を含む場合、吐出される現像液の吐出圧(吐出される現像液の単位面積あたりの流速)は、一例として、好ましくは2mL/sec/mm2以下、より好ましくは1.5mL/sec/mm2以下、更に好ましくは1mL/sec/mm2以下である。流速の下限は特に無いが、スループットを考慮すると0.2mL/sec/mm2以上が好ましい。この詳細については、特開2010−232550号公報の特に段落[0022]〜[0029]等に記載されている。 When the above various development methods include the step of discharging the developer from the developing nozzle of the developing device toward the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, the discharge pressure of the discharged developer (the discharge developer The flow rate per unit area) is, for example, preferably 2 mL / sec / mm 2 or less, more preferably 1.5 mL / sec / mm 2 or less, and further preferably 1 mL / sec / mm 2 or less. Although there is no particular lower limit of the flow rate, 0.2 mL / sec / mm 2 or more is preferable in consideration of throughput. Details thereof are described in paragraphs [0022] to [0029] of JP 2010-232550 A in particular.

また、有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後に、他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい
<第2の現像工程>
第2の現像工程では、後述する不溶化処理後のネガ型パターンにおける高露光量領域が除去される。第2の現像工程で使用される第2の現像液としては、有機溶剤現像液及びアルカリ現像液のいずれも用いることができる。
In addition, after the step of developing using a developer containing an organic solvent, a step of stopping development may be performed while substituting with another solvent. <Second Development Step>
In the second development step, a high exposure amount region in the negative pattern after insolubilization processing described later is removed. As the second developer used in the second development step, either an organic solvent developer or an alkali developer can be used.

(第2の現像液)
・有機溶剤現像液
第2の現像工程で使用し得る有機溶剤現像液としては、上述した第1の現像工程において説明した有機溶剤現像液の説明を援用することができる。
(Second developer)
Organic solvent developer As the organic solvent developer that can be used in the second development step, the description of the organic solvent developer described in the first development step can be used.

第2の現像工程において、第2の現像液として有機溶剤現像液(以下、「第2の有機溶剤現像液」)を使用する場合、第2の有機溶剤現像液の方が、第1の現像液としての有機溶剤現像液(以下、「第1の有機溶剤現像液」)よりも親水的であることが、LWRの良化の観点で好ましい。第2の有機溶剤現像液のSP値(溶解パラメーター)の方が、第1の有機溶剤現像液のSP値よりも大きい方が好ましい。また、第1の有機溶剤現像液のClogP値(溶解パラメーター)のほうが、第2の有機溶剤現像液のClogP値よりも小さい方が好ましい。具体的にはアセトン、メチルエチルケトン、3−ペンタノン、シクロヘキサノン、PGMEA、PGME,酢酸エチル、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。   In the second development step, when an organic solvent developer (hereinafter referred to as “second organic solvent developer”) is used as the second developer, the second organic solvent developer is more suitable for the first development. From the viewpoint of improving the LWR, it is more hydrophilic than the organic solvent developer (hereinafter referred to as “first organic solvent developer”). The SP value (solubility parameter) of the second organic solvent developer is preferably larger than the SP value of the first organic solvent developer. The ClogP value (solubility parameter) of the first organic solvent developer is preferably smaller than the ClogP value of the second organic solvent developer. Specific examples include acetone, methyl ethyl ketone, 3-pentanone, cyclohexanone, PGMEA, PGME, ethyl acetate, dimethylformamide and the like.

・アルカリ現像液
第2の現像工程において使用し得るアルカリ現像液に含まれるアルカリ水溶液の種類は特に制限されないが、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、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
Alkali developer The type of the alkaline aqueous solution contained in the alkali developer that can be used in the second development step is not particularly limited. For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, Inorganic alkalis such as aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, dimethylethanolamine, Alkaline aqueous solutions such as alcohol amines such as triethanolamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide, and cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.

上記アルカリ水溶液には、アルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。界面活性剤の具体例及び使用量は、後述する有機系現像液と同様である。   Appropriate amounts of alcohols and surfactants can be added to the alkaline aqueous solution. Specific examples and usage amounts of the surfactant are the same as those of the organic developer described later.

アルカリ水溶液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ水溶液のpHは、通常10.0〜15.0である。
The alkali concentration of the aqueous alkali solution is usually 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkaline aqueous solution is usually 10.0 to 15.0.

(現像方法)
第2の現像工程における現像方法としては、上述した第1の現像工程において説明した現像方法の説明を援用することができる。
(Development method)
As the developing method in the second developing step, the description of the developing method described in the first developing step can be used.

〔不溶化工程〕
本発明のパターン形成方法は、第1の現像工程と第2の現像工程との間に不溶化工程を含む。上述した通り、不溶化工程は、実質的にネガ型パターンにおける中間露光量領域のみを選択的に架橋し、第2の現像液に対する中間露光量領域の溶解性を低下させる(不溶化する)工程である。
[Insolubilization process]
The pattern forming method of the present invention includes an insolubilization step between the first development step and the second development step. As described above, the insolubilization step is a step of selectively cross-linking only the intermediate exposure amount region in the negative pattern to reduce (solubilize) the solubility of the intermediate exposure amount region in the second developer. .

不溶化処理は、レジストパターンを架橋することにより溶剤に対する溶解性を低下させる工程である。   The insolubilization treatment is a step of reducing the solubility in a solvent by crosslinking the resist pattern.

本発明の一形態において、不溶化処理は、第1の現像後におけるネガ型パターン(感活性光線性又は感放射線性膜)に、樹脂(A)中に含まれる架橋性反応基と反応する処理剤(以下、「架橋剤」という。)を接触させることを含む。   In one embodiment of the present invention, the insolubilization treatment is a processing agent that reacts with a crosslinkable reactive group contained in the resin (A) in the negative pattern (active light sensitive or radiation sensitive film) after the first development. (Hereinafter referred to as “crosslinking agent”).

具体的には、例えば、架橋剤が溶解した溶液(以下、「架橋処理液」などともいう。)が満たされた槽中に膜又はパターンを一定時間浸漬することにより行う。また、スピンコート法や、現像と同様のスプレー法、パドル法、ダイナミックディスペンス法などを用いることもできる。   Specifically, for example, the film or pattern is immersed in a tank filled with a solution in which a crosslinking agent is dissolved (hereinafter also referred to as “crosslinking treatment liquid” or the like) for a predetermined time. Also, a spin coating method, a spray method similar to development, a paddle method, a dynamic dispensing method, or the like can be used.

架橋剤としては、酸分解性樹脂が有する酸分解性基中の架橋性反応基Xと反応する官能基(以下、「反応性官能基」という。)を有する低分子または高分子化合物を使用することができる。酸分解性樹脂中の複数の架橋性基Xと反応して、酸分解性樹脂の溶解性を低下させる必要があるため、架橋剤の反応性官能基を少なくとも2個以上有することが望ましい。   As the crosslinking agent, a low molecular or high molecular compound having a functional group that reacts with the crosslinkable reactive group X in the acid decomposable group of the acid decomposable resin (hereinafter referred to as “reactive functional group”) is used. be able to. Since it is necessary to reduce the solubility of the acid-decomposable resin by reacting with a plurality of crosslinkable groups X in the acid-decomposable resin, it is desirable to have at least two reactive functional groups of the crosslinking agent.

架橋剤の反応性官能基の好ましい例として、酸無水物、イソシアネート基、メトキシメチル基、2−メトキシエトキシメチル基、リン酸クロリド、ホウ酸、チオール基、チオエーテル基、カルボニル基、アルデヒド基、NO基、アミノ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、酸クロライド、エポキシ基、オキセタン基、ハロゲン化シリル基、シラノール基、酸化亜鉛や塩化亜鉛などの金属塩が挙げられる。架橋効率と扱いやすさの観点から、酸無水物、イソシアネート基、メトキシメチル基、2−メトキシエトキシメチル基、チオール基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、酸クロライド、エポキシ基、オキセタン基、ハロゲン化シリル基、シラノール基、金属塩、が更に好ましく、酸無水物、イソシアネート基、メトキシメチル基、チオール基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基が特に好ましい。   Preferred examples of the reactive functional group of the crosslinking agent include acid anhydride, isocyanate group, methoxymethyl group, 2-methoxyethoxymethyl group, phosphoric chloride, boric acid, thiol group, thioether group, carbonyl group, aldehyde group, NO Group, amino group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, vinyl group, vinyloxy group, acid chloride, epoxy group, oxetane group, halogenated silyl group, silanol group, metal salts such as zinc oxide and zinc chloride. From the viewpoint of crosslinking efficiency and ease of handling, acid anhydride, isocyanate group, methoxymethyl group, 2-methoxyethoxymethyl group, thiol group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, vinyl group, vinyloxy group, acid chloride, epoxy group Oxetane group, silyl halide group, silanol group and metal salt are more preferable, and acid anhydride, isocyanate group, methoxymethyl group, thiol group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, vinyl group and vinyloxy group are particularly preferable.

また、後述する本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有し得る架橋剤として上述した化合物も、本不溶化工程において使用することができる。   Moreover, the compound mentioned above as a crosslinking agent which the actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of this invention mentioned later can contain can also be used in this insolubilization process.

溶剤としては、上記架橋剤を溶解し、且つ、レジスト膜を溶かさないものであれば好適に使用することができる。例えば、メチルイソブチルカルビノールなどのアルコール系溶媒、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒、t−ブチルメチルエーテルなどのエーテル系溶等、またはこれらの混合溶媒等が挙げられる。また、有機溶剤現像液の説明において挙げた溶剤や、後述する有機溶剤現像用リンス液において挙げる溶剤を使用することもできる。   As the solvent, any solvent that dissolves the crosslinking agent and does not dissolve the resist film can be preferably used. Examples thereof include alcohol solvents such as methyl isobutyl carbinol, ketone solvents such as methyl isobutyl ketone, ester solvents such as butyl acetate, ether solvents such as t-butyl methyl ether, or a mixed solvent thereof. . Moreover, the solvent mentioned in description of the organic solvent developing solution, and the solvent mentioned in the rinsing liquid for organic solvent development mentioned later can also be used.

架橋剤の反応性を高める目的で、触媒を別途添加しても良い。このような反応を加速する触媒の例として、パラトルエンスルホン酸(TsOH)、メタンスルホン酸(MsOH)などの酸類、N,N−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、トリエチレンジアミン等のアミン類、ジブチル錫ジラウリレート等の錫塩類、ナフテン酸鉛、酢酸カリウム等のカルボン酸塩類、トリエチルホスフィン等のリン系化合物類、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(イソ酪酸メチル)等の熱ラジカル開始剤、2−エチルアントラキノン、4,4’−ジメトキシベンジル等の光ラジカル開始剤等が挙げられる。   A catalyst may be added separately for the purpose of increasing the reactivity of the crosslinking agent. Examples of the catalyst for accelerating such a reaction include acids such as p-toluenesulfonic acid (TsOH) and methanesulfonic acid (MsOH), N, N-dimethylaminopyridine (DMAP), 1,4-diazabicyclo [2.2 .2] Amines such as octane (DABCO) and triethylenediamine, tin salts such as dibutyltin dilaurate, carboxylates such as lead naphthenate and potassium acetate, phosphorus compounds such as triethylphosphine, azobisisobutyronitrile And thermal radical initiators such as 2,2′-azobis (methyl isobutyrate), and photoradical initiators such as 2-ethylanthraquinone and 4,4′-dimethoxybenzyl.

(加熱処理)
不溶化工程の後には、加熱処理を行ってもよい。加熱処理により架橋性樹脂と架橋剤との架橋反応が加速し、解像性等がさらに改善する。
(Heat treatment)
Heat treatment may be performed after the insolubilization step. The heat treatment accelerates the cross-linking reaction between the cross-linkable resin and the cross-linking agent and further improves the resolution and the like.

加熱処理の温度は、50〜220℃であることが好ましく、90〜150℃であることがより好ましい。   The temperature of the heat treatment is preferably 50 to 220 ° C, and more preferably 90 to 150 ° C.

加熱処理の時間は、10〜300秒が好ましく、20〜180秒がより好ましく、30〜90秒であることがさらに好ましい。   The time for the heat treatment is preferably 10 to 300 seconds, more preferably 20 to 180 seconds, and further preferably 30 to 90 seconds.

加熱処理は通常の露光・現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行ってもよい。   The heat treatment can be performed by means provided in a normal exposure / developing machine, and may be performed using a hot plate or the like.

(リンス処理)
上記現像工程又は不溶化工程の後には、必要に応じて、リンス液を用いて洗浄するのが好ましい。
リンス液としては、感活性光線性又は感放射線性膜を溶解しなければ特に制限はない。
アルカリ現像工程後に行うリンス工程のリンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
(Rinse treatment)
After the development step or the insolubilization step, it is preferable to use a rinse solution as necessary.
The rinse liquid is not particularly limited as long as the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is not dissolved.
As the rinsing liquid in the rinsing step performed after the alkali development step, pure water can be used, and an appropriate amount of a surfactant can be added and used.

有機溶剤現像後又は不溶化処理後のリンス工程に用いるリンス液は、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液であることが好ましく、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液であることがより好ましく、アルコール系溶剤又はエステル系溶剤を含有するリンス液であることがさらに好ましく、1価アルコールを含有するリンス液であることが特に好ましく、炭素数5以上の1価アルコールを含有するリンス液であることが最も好ましい。   The rinsing liquid used in the rinsing step after organic solvent development or insolubilization treatment is at least one selected from the group consisting of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents. It is preferably a rinsing liquid containing various types of organic solvents, and is a rinsing liquid containing at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, and amide solvents. More preferably, it is more preferably a rinsing liquid containing an alcohol solvent or an ester solvent, particularly preferably a rinsing liquid containing a monohydric alcohol, containing a monohydric alcohol having 5 or more carbon atoms. Most preferably, it is a rinse solution.

炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤の具体例は、上述した有機系現像液と同様である。   Specific examples of the hydrocarbon solvent, ketone solvent, ester solvent, alcohol solvent, amide solvent and ether solvent are the same as those of the organic developer described above.

上記1価アルコールとしては、例えば、直鎖状、分岐状、環状の1価アルコールなどが挙げられ、より具体的には、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール、1−ペンタノール、3−メチル−1−ブタノールなどが挙げられる。   Examples of the monohydric alcohol include linear, branched, and cyclic monohydric alcohols. More specifically, 1-hexanol, 2-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1 -Pentanol, 3-methyl-1-butanol and the like.

炭化水素系溶剤を含有するリンス液としては、炭素数6〜30の炭化水素化合物が好ましく、炭素数8〜30の炭化水素化合物がより好ましく、炭素数8〜30の炭化水素化合物が更に好ましく、炭素数10〜30の炭化水素化合物が特に好ましい。中でも、デカン及び/又はウンデカンを含むリンス液を用いることにより、パターン倒れが抑制される。   As the rinsing liquid containing a hydrocarbon solvent, a hydrocarbon compound having 6 to 30 carbon atoms is preferable, a hydrocarbon compound having 8 to 30 carbon atoms is more preferable, and a hydrocarbon compound having 8 to 30 carbon atoms is more preferable. A hydrocarbon compound having 10 to 30 carbon atoms is particularly preferred. Especially, pattern collapse is suppressed by using the rinse liquid containing a decane and / or undecane.

リンス液としてエステル系溶剤を用いる場合には、エステル系溶剤(1種または2種以上)に加えて、グリコールエーテル系溶剤を用いてもよい。この場合の具体例としては、エステル系溶剤(好ましくは、酢酸ブチル)を主成分として、グリコールエーテル系溶剤(好ましくはプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME))を副成分として用いることが挙げられる。これにより、残渣欠陥が抑制される。   When an ester solvent is used as the rinsing liquid, a glycol ether solvent may be used in addition to the ester solvent (one or more). Specific examples in this case include using an ester solvent (preferably butyl acetate) as a main component and a glycol ether solvent (preferably propylene glycol monomethyl ether (PGME)) as a subcomponent. Thereby, residue defects are suppressed.

上記リンス液は、複数の溶剤を含有するものでもよい。また、上記リンス液は、上記以外の有機溶剤を含有してもよい。   The rinse liquid may contain a plurality of solvents. Moreover, the rinse liquid may contain an organic solvent other than the above.

上記リンス液の含水率は、10質量%以下が好ましく、より好ましくは5質量%以下、特に好ましくは3質量%以下である。含水率を10質量%以下にすることで、より良好な現像特性を得ることができる。   The water content of the rinse liquid is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or less. By setting the water content to 10% by mass or less, better development characteristics can be obtained.

上記リンス液の蒸気圧は、20℃に於いて0.05kPa以上、5kPa以下が好ましく、0.1kPa以上、5kPa以下が更に好ましく、0.12kPa以上、3kPa以下が最も好ましい。リンス液の蒸気圧を0.05kPa以上、5kPa以下にすることにより、ウェハ面内の温度均一性が向上し、更にはリンス液の浸透に起因した膨潤が抑制され、ウェハ面内の寸法均一性が良化する。   The vapor pressure of the rinse liquid is preferably 0.05 kPa or more and 5 kPa or less at 20 ° C., more preferably 0.1 kPa or more and 5 kPa or less, and most preferably 0.12 kPa or more and 3 kPa or less. By setting the vapor pressure of the rinse liquid to 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, the temperature uniformity in the wafer surface is improved, and further, the swelling due to the penetration of the rinse solution is suppressed, and the dimensional uniformity in the wafer surface. Improves.

リンス液には、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。界面活性剤の具体例及び使用量は、上述した有機系現像液と同様である。   An appropriate amount of a surfactant can be added to the rinse solution. Specific examples and usage amounts of the surfactant are the same as those of the organic developer described above.

リンス処理においては、現像又は不溶化処理を行ったウェハを上記リンス液を用いて洗浄処理する。洗浄処理の方法は特に限定されないが、たとえば、一定速度で回転している基板上にリンス液を吐出しつづける方法(回転塗布法)、リンス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)、基板表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)、などを適用することができる。この中でも回転塗布方法で洗浄処理を行い、洗浄後に基板を2000rpm〜4000rpmの回転数で回転させ、リンス液を基板上から除去する方法が好ましい。また、リンス処理の後に加熱処理(Post Bake)を行うのが好ましい。パターン間及びパターン内部に残留した現像液及びリンス液が加熱処理により除去される。リンス処理の後の加熱処理は、通常40〜160℃、好ましくは70〜95℃で、通常10秒〜3分、好ましくは30秒から90秒間行う。   In the rinsing process, the wafer that has been developed or insolubilized is cleaned using the rinsing liquid. The cleaning method is not particularly limited. For example, a method of continuing to discharge the rinse liquid onto the substrate rotating at a constant speed (rotary coating method), or immersing the substrate in a tank filled with the rinse liquid for a certain period of time. A method (dip method), a method of spraying a rinsing liquid onto the substrate surface (spray method), and the like can be applied. Among these, a method of performing a cleaning process by a spin coating method, rotating the substrate at a rotational speed of 2000 rpm to 4000 rpm after cleaning, and removing the rinse liquid from the substrate is preferable. Moreover, it is preferable to perform a heat treatment (Post Bake) after the rinsing treatment. The developer and the rinsing liquid remaining between the patterns and inside the patterns are removed by heat treatment. The heat treatment after the rinsing treatment is usually performed at 40 to 160 ° C., preferably 70 to 95 ° C., and usually 10 seconds to 3 minutes, preferably 30 seconds to 90 seconds.

本発明のパターン形成方法で得られたパターンは、一般には、半導体デバイスのエッチングマスク等として好適に用いられるが、その他の用途にも用いることが可能である。その他の用途としては、例えば、DSA(Directed Self-Assembly)におけるガイドパターン形成(例えば、ACS Nano Vol.4 No.8 Page4815−4823参照)、いわゆるスペーサープロセスの芯材(コア)としての使用(例えば、特開平3−270227号公報、特開2013−164509号公報など参照)などがある。   In general, the pattern obtained by the pattern forming method of the present invention is suitably used as an etching mask for a semiconductor device, but can also be used for other purposes. As other applications, for example, guide pattern formation in DSA (Directed Self-Assembly) (see, for example, ACS Nano Vol. 4 No. 8 Pages 4815-4823), use as a core material (core) of a so-called spacer process (for example, JP-A-3-270227, JP-A-2013-164509, etc.).

本発明の方法により形成されるパターンに対して、パターンの表面荒れを改善する方法を適用しても良い。パターンの表面荒れを改善する方法としては、例えば、国際公開第2014/002808号に開示された水素を含有するガスのプラズマによってレジストパターンを処理する方法が挙げられる。その他にも、特開2004−235468、US公開特許公報第2010/0020297号、特開2009−19969、Proc. of SPIE Vol.8328 83280N−1”EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement”に記載されているような公知の方法を適用してもよい。   A method for improving the surface roughness of the pattern may be applied to the pattern formed by the method of the present invention. As a method for improving the surface roughness of the pattern, for example, a method of treating a resist pattern with a plasma of a hydrogen-containing gas disclosed in International Publication No. 2014/002808 can be mentioned. In addition, JP-A-2004-235468, US Publication No. 2010/0020297, JP-A-2009-19969, Proc. of SPIE Vol. 8328 83280N-1 “EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement” may be applied.

発明のパターン形成方法は、DSA(Directed Self-Assembly)におけるガイドパターン形成(例えば、ACS Nano Vol.4 No.8 Page4815−4823参照)にも用いることができる。   The pattern forming method of the invention can also be used for guide pattern formation in DSA (Directed Self-Assembly) (see, for example, ACS Nano Vol. 4 No. 8 Pages 4815-4823).

また、上記の方法によって形成されたレジストパターンは、例えば特開平3−270227号公報及び特開2013−164509号公報に開示されたスペーサープロセスの芯材(コア)として使用することができる。   Further, the resist pattern formed by the above method can be used as a core material (core) of a spacer process disclosed in, for example, JP-A-3-270227 and JP-A-2013-164509.

<感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、酸の作用により分解し極性基を生じる基(以下、「酸分解性基」という。)及び架橋性反応基を含む樹脂(以下、「樹脂(A)」又は「酸分解性樹脂」などともいう。)を含有する。
<Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is a resin (hereinafter, referred to as “acid-decomposable group”) that decomposes by the action of an acid to generate a polar group and a crosslinkable reactive group (hereinafter referred to as “resin”). "Resin (A)" or "acid-decomposable resin").

[樹脂(A)]
樹脂(A)は、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、極性基を生じる酸分解性基を有する酸分解性樹脂である。樹脂(A)は、酸の作用により極性が増大し、アルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤に対する溶解度が減少する。
[Resin (A)]
The resin (A) is an acid-decomposable resin having an acid-decomposable group that is decomposed by the action of an acid to generate a polar group in the main chain or side chain of the resin or in both the main chain and the side chain. Resin (A) increases in polarity by the action of an acid, increases in solubility in an alkaline developer, and decreases in solubility in an organic solvent.

<酸分解性基>
樹脂(A)が含む酸分解性基は、酸の作用により分解し脱離する基によって、アルカリ可溶性基が保護された構造を有することが好ましい。
<Acid-decomposable group>
The acid-decomposable group contained in the resin (A) preferably has a structure in which an alkali-soluble group is protected by a group that decomposes and leaves by the action of an acid.

上記極性基としては、カルボキシ基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホン酸基などが好ましく挙げられる。   Preferred examples of the polar group include a carboxy group, a fluorinated alcohol group (preferably hexafluoroisopropanol), and a sulfonic acid group.

酸分解性基として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。   A preferable group as the acid-decomposable group is a group obtained by substituting the hydrogen atom of these alkali-soluble groups with a group capable of leaving with an acid.

酸で脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。 Examples of the group leaving with an acid include -C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), -C (R 36 ) (R 37 ) (OR 39 ), -C (R 01 ) (R 02 ). ) (OR 39 ) and the like.

式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。 In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.

01〜R02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。 R 01 and R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.

酸分解性基として、好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。   The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group or the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group.

<架橋性反応基>
架橋性反応基として、例えば、水酸基、チオール基、アミノ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、エポキシ基、オキセタン基、イソシアナート基、アジリジン基、オキサゾリン基、ビニル基、ビニルオキシ基、シアノ基、ハロゲン化シリル基、シラノール基、カルボキシル基、エステル基、等が挙げられる。架橋効率と扱いやすさなどの観点から、Xは、水酸基、チオール基、アミノ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基が好ましく、水酸基、チオール基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、アミノ基がより好ましい。
<Crosslinkable reactive group>
Examples of the crosslinkable reactive group include hydroxyl group, thiol group, amino group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, epoxy group, oxetane group, isocyanate group, aziridine group, oxazoline group, vinyl group, vinyloxy group, cyano group, halogen Silyl group, silanol group, carboxyl group, ester group, and the like. From the viewpoint of crosslinking efficiency and ease of handling, X is preferably a hydroxyl group, a thiol group, an amino group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, a vinyl group, or a vinyloxy group, and a hydroxyl group, a thiol group, an acryloyloxy group, or a methacryloyloxy group. More preferred are a vinyl group and an amino group.

また、本発明の一形態において、架橋性反応基が、水酸基、チオール基、又はアミノ基である場合、立体障害が小さいほど架橋の反応性が高いため、これらの基が連結する炭素原子は一級>二級>三級の順で好ましい。   In one embodiment of the present invention, when the crosslinkable reactive group is a hydroxyl group, a thiol group, or an amino group, the smaller the steric hindrance, the higher the crosslinking reactivity. Therefore, the carbon atom to which these groups are linked is primary. > Second order> Third order is preferred.

<保護基に架橋性反応基を有する酸分解性基>
本発明の一形態において、樹脂(A)は、酸分解性基における酸の作用により脱離する部位(以下、「保護基」ともいう。)に、架橋性反応基を有する酸分解性基を含むことが好ましい。
<Acid-decomposable group having a crosslinkable reactive group as a protecting group>
In one embodiment of the present invention, the resin (A) includes an acid-decomposable group having a crosslinkable reactive group at a site (hereinafter also referred to as “protecting group”) that is eliminated by the action of an acid in the acid-decomposable group. It is preferable to include.

保護基に架橋性反応基を有する酸分解性基を含む酸分解性樹脂は、高露光量領域では、露光により発生した酸により酸分解性基が分解し、架橋性反応基が樹脂から脱離する。一方、中間露光量領域及び低露光量領域では、酸架橋性基は酸で分解せず、架橋性反応基は樹脂と連結されたままとなる。   In an acid-decomposable resin containing an acid-decomposable group having a crosslinkable reactive group as a protective group, the acid-decomposable group is decomposed by the acid generated by exposure in the high exposure range, and the crosslinkable reactive group is detached from the resin. To do. On the other hand, in the intermediate exposure area and the low exposure area, the acid crosslinkable group is not decomposed by the acid, and the crosslinkable reactive group remains linked to the resin.

樹脂(A)が、保護基に架橋性反応基を有する酸分解性基を含む場合、本発明のパターン形成方法における不溶化工程では、中間露光量領域を選択的に架橋して第2の現像液に対する溶解性を効果的に低下させることができる。このため、高露光領域の溶解性は低下することがないため、ブリッジ欠陥を飛躍的に改善することができる。   When the resin (A) contains an acid-decomposable group having a crosslinkable reactive group in the protective group, in the insolubilization step in the pattern forming method of the present invention, the intermediate exposure region is selectively crosslinked to form the second developer. Can be effectively reduced. For this reason, since the solubility of a high exposure area | region does not fall, a bridge | bridging defect can be improved dramatically.

樹脂(A)は、下記一般式(1)又は(2)で表される酸分解性基を有することが好ましい。   The resin (A) preferably has an acid-decomposable group represented by the following general formula (1) or (2).

一般式(1)中、
及びRは、各々独立に置換基を表し、Lは(n+1)価の連結基を表し、Xは架橋性反応基を示し、nは1以上の整数を表し、*は、樹脂(A)の主鎖との結合位置を表す。R、R及びLから選択される2つは互いに連結して環を形成してもよい。
In general formula (1),
R 1 and R 2 each independently represent a substituent, L 1 represents a (n + 1) -valent linking group, X represents a crosslinkable reactive group, n represents an integer of 1 or more, and * represents Represents the bonding position with the main chain of the resin (A). Two selected from R 1 , R 2 and L 1 may be linked to each other to form a ring.

一般式(2)中、
及びRは、各々独立に置換基を表し、R及びRは、各々独立に水素原子又は置換基を表し、Lは(n+1)価の連結基を表し、Lは単結合又は2価の連結基を表し、Xは架橋性反応基を表し、nは1以上の整数を表し、*は、樹脂(A)の主鎖との結合位置を表す。R、R及びLから選択される2つは互いに連結して環を形成してもよく、また、R及びRは互いに連結して環を形成してもよい。
In general formula (2),
R 1 and R 2 each independently represent a substituent, R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, L 2 represents an (n + 1) -valent linking group, and L 3 Represents a single bond or a divalent linking group, X represents a crosslinkable reactive group, n represents an integer of 1 or more, and * represents a bonding position with the main chain of the resin (A). Two selected from R 1 , R 2 and L 2 may be connected to each other to form a ring, and R 3 and R 4 may be connected to each other to form a ring.

一般式(1)について、更に詳細に説明する。
一般式(1)中のR及びRにより表される置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、i−プロピル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、t−アミル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の脂環式炭化水素基等が挙げられる。
本発明の一形態において、R及びRの少なくとも一方は炭素数2以上のアルキル基であってもよく、双方とも炭素数2以上のアルキル基であってもよい。
The general formula (1) will be described in more detail.
Examples of the substituent represented by R 1 and R 2 in the general formula (1) include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, i Examples thereof include alkyl groups such as -propyl group, sec-butyl group, t-butyl group and t-amyl group, and alicyclic hydrocarbon groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group.
In one embodiment of the present invention, at least one of R 1 and R 2 may be an alkyl group having 2 or more carbon atoms, or both may be an alkyl group having 2 or more carbon atoms.

架橋性反応基Xとして、例えば、水酸基、チオール基、アミノ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、エポキシ基、オキセタン基、イソシアナート基、アジリジン基、オキサゾリン基、ビニル基、ビニルオキシ基、シアノ基、ハロゲン化シリル基、シラノール基、カルボキシル基、エステル基、等が挙げられる。架橋効率と扱いやすさなどの観点から、Xは、水酸基、チオール基、アミノ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基が好ましく、水酸基、チオール基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、アミノ基がより好ましい。   Examples of the crosslinkable reactive group X include a hydroxyl group, a thiol group, an amino group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, an epoxy group, an oxetane group, an isocyanate group, an aziridine group, an oxazoline group, a vinyl group, a vinyloxy group, a cyano group, Examples thereof include a halogenated silyl group, a silanol group, a carboxyl group, and an ester group. From the viewpoint of crosslinking efficiency and ease of handling, X is preferably a hydroxyl group, a thiol group, an amino group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, a vinyl group, or a vinyloxy group, and a hydroxyl group, a thiol group, an acryloyloxy group, or a methacryloyloxy group. More preferred are a vinyl group and an amino group.

また、本発明の一形態において、架橋性反応基Xが、水酸基、チオール基、又はアミノ基である場合、立体障害が小さいほど架橋の反応性が高いため、これらの基が連結する炭素原子は一級>二級>三級の順で好ましい。   In one embodiment of the present invention, when the crosslinkable reactive group X is a hydroxyl group, a thiol group, or an amino group, the smaller the steric hindrance, the higher the crosslinking reactivity. Therefore, the carbon atom to which these groups are linked is Preferred in the order of first grade> second grade> third grade.

に対するXの置換数を示すnは、1〜6の整数が好ましく、1〜3の整数がより好ましい。 N representing the number of substitutions of X with respect to L 1 is preferably an integer of 1 to 6, and more preferably an integer of 1 to 3.

本発明の一形態において、連結基Lは、鎖状構造、分岐構造、多環構造、又は単環構造であることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the linking group L 1 is preferably a chain structure, a branched structure, a polycyclic structure, or a monocyclic structure.

連結基Lの好ましい例としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基及びヘプタデカン−1,17−ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;
プロパン−1,2−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基、プロパン−2,2−ジイル基、1−メチルブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基等の分岐状アルカンジイル基;
シクロブタン−1,3−ジイル基、シクロペンタン−1,3−ジイル基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、シクロオクタン−1,5−ジイル基等のシクロアルカンジイル基である単環式の2価の脂環式飽和炭化水素基;
ノルボルナン環、トリシクロデカン環、テトラシクロドデカン環、及びアダマンタン環などの多環式炭化水素基;
(ポリ)エチレンオキシ基、(ポリ)プロピレンオキシ基などのエーテル基が挙げられる。
Preferred examples of the linking group L 1 include methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl. Group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl group, dodecane-1 , 12-diyl group, tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group and heptadecane-1,17-diyl group Linear alkanediyl groups such as
Propane-1,2-diyl group, ethane-1,1-diyl group, propane-1,1-diyl group, propane-2,2-diyl group, 1-methylbutane-1,3-diyl group, 2-methyl Branched alkanediyl groups such as propane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,2-diyl group, pentane-1,4-diyl group, 2-methylbutane-1,4-diyl group;
Monocyclic 2 which is a cycloalkanediyl group such as cyclobutane-1,3-diyl group, cyclopentane-1,3-diyl group, cyclohexane-1,4-diyl group, cyclooctane-1,5-diyl group Valent alicyclic saturated hydrocarbon group;
A polycyclic hydrocarbon group such as a norbornane ring, a tricyclodecane ring, a tetracyclododecane ring, and an adamantane ring;
Examples include ether groups such as (poly) ethyleneoxy groups and (poly) propyleneoxy groups.

また、上記直鎖状アルカンジイル基、分岐状アルカンジイル基、及び、2価の脂環式飽和炭化水素基に含まれる−CH−基は、−NH−、−O−及び−C(O)−から選択される1以上で置き換わっていてもよい。 The —CH 2 — group contained in the linear alkanediyl group, branched alkanediyl group, and divalent alicyclic saturated hydrocarbon group includes —NH—, —O—, and —C (O )-May be replaced with one or more selected.

一般式(1)において、R、R及びLから選択される2つは互いに連結して環を形成してもよい。 In the general formula (1), two selected from R 1 , R 2 and L 1 may be linked to each other to form a ring.

、R及びLから選択される2つが互いに連結して形成する環は、単環、多環のいずれでもよい。例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等が挙げられる。 The ring formed by connecting two selected from R 1 , R 2 and L 1 to each other may be either a single ring or a polycycle. For example, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane and the like can be mentioned.

次に、一般式(2)について、更に詳細に説明する。
一般式(2)中のR及びRにより表される置換基、Xにより表される架橋性反応基、及び、nは、一般式(1)中のR及びRにより表される置換基、Xにより表される架橋性反応基、及び、nと同義である。
連結基Lの好ましい例としては、上述した一般式(1)中のLにおいて例示した直鎖状アルカンジイル基、分岐状アルカンジイル基、二価の脂環式飽和炭化水素基、多環式炭化水素基と同様の具体例が挙げられる。
Next, the general formula (2) will be described in more detail.
The substituent represented by R 1 and R 2 in the general formula (2), the crosslinkable reactive group represented by X, and n are represented by R 1 and R 2 in the general formula (1). It is synonymous with a substituent, the crosslinkable reactive group represented by X, and n.
Preferable examples of the linking group L 2 include a linear alkanediyl group, a branched alkanediyl group, a divalent alicyclic saturated hydrocarbon group exemplified in L 1 in the above general formula (1), a polycyclic ring Specific examples similar to those of the formula hydrocarbon group can be given.

また、Lとしての直鎖状アルカンジイル基、分岐状アルカンジイル基、二価の脂環式飽和炭化水素基、及び、二価の多環式炭化水素基は、Lと同様、−CH−が−NH−、−O−及び−C(O)−から選択される1以上で置き換わっていてもよい。 Further, linear alkanediyl group of L 2, branched alkanediyl group, a divalent alicyclic saturated hydrocarbon group, and a divalent polycyclic hydrocarbon group, similar to the L 1, -CH 2- may be replaced with one or more selected from -NH-, -O- and -C (O)-.

一般式(2)において、R、R及びLから選択される2つは互いに連結して環を形成してもよい。形成される環は単環であることが好ましく、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等が挙げられる。 In general formula (2), two selected from R 1 , R 2 and L 2 may be linked to each other to form a ring. The ring formed is preferably a single ring, and examples thereof include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane and the like.

及びRにより表される置換基としては、例えば、水素原子、又はメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、i−プロピル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、t−アミル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの脂肪族炭化水素基、またはエステル基、アミド、アルキル置換アミノ基、エーテル基、チオエーテル基などのヘテロ原子含有基等が挙げられる。
本発明の一形態において、R及びRの少なくとも一方は水素原子であることが好ましく、双方とも水素原子であることがより好ましい。
Examples of the substituent represented by R 3 and R 4 include a hydrogen atom or a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, and an i-propyl group. , Sec-butyl group, t-butyl group, t-amyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and other aliphatic hydrocarbon groups, or ester groups, amides, alkyl-substituted amino groups, ether groups, thioether groups, and other heteroatoms Groups and the like.
In one embodiment of the present invention, at least one of R 3 and R 4 is preferably a hydrogen atom, and more preferably both are hydrogen atoms.

また、一般式(2)において、R及びRは互いに連結して環を形成してもよい。形成される環は単環であることが好ましく、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等が挙げられる。 In the general formula (2), R 3 and R 4 may be connected to each other to form a ring. The ring formed is preferably a single ring, and examples thereof include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane and the like.

により表される2価の連結基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基及びヘプタデカン−1,17−ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;
プロパン−1,2−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基、プロパン−2,2−ジイル基、1−メチルブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基等の分岐状アルカンジイル基;
シクロブタン−1,3−ジイル基、シクロペンタン−1,3−ジイル基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、シクロオクタン−1,5−ジイル基等のシクロアルカンジイル基である単環式の2価の脂環式飽和炭化水素基等;
(ポリ)エチレンオキシ基、(ポリ)プロピレンオキシ基などのエーテル基等が挙げられる。
本発明の一形態において、Lは、単結合、メチレン基等であることが好ましい。
Examples of the divalent linking group represented by L 3 include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, a butane-1,4-diyl group, a pentane-1,5-diyl group, and hexane. -1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11- Diyl group, dodecane-1,12-diyl group, tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group and heptadecane- A linear alkanediyl group such as a 1,17-diyl group;
Propane-1,2-diyl group, ethane-1,1-diyl group, propane-1,1-diyl group, propane-2,2-diyl group, 1-methylbutane-1,3-diyl group, 2-methyl Branched alkanediyl groups such as propane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,2-diyl group, pentane-1,4-diyl group, 2-methylbutane-1,4-diyl group;
Monocyclic 2 which is a cycloalkanediyl group such as cyclobutane-1,3-diyl group, cyclopentane-1,3-diyl group, cyclohexane-1,4-diyl group, cyclooctane-1,5-diyl group Valent alicyclic saturated hydrocarbon group, etc .;
Examples include ether groups such as (poly) ethyleneoxy groups and (poly) propyleneoxy groups.
In one embodiment of the present invention, L 3 is preferably a single bond, a methylene group, or the like.

本発明の一形態において、一般式(2)で表される酸分解性基は、下記一般式(3)で表されることが好ましい。   In one embodiment of the present invention, the acid-decomposable group represented by the general formula (2) is preferably represented by the following general formula (3).

一般式(3)中、
、L、R、R、n、及びXは、上述した一般式(2)中のL、L、R、R、n、及びXと各々同義である。nは1以上の整数を表し、*は、結合位置を表す。
In general formula (3),
L 2, L 3, R 3 , R 4, n, and X, L 2 in general formula (2), L 3, R 3, is R 4, n, and each synonymous with X. n 2 represents an integer of 1 or more, * represents a bonding position.

は、1〜4の整数であることが好ましく、1〜2の整数であることがより好ましい。 n 2 is preferably an integer of 1 to 4, and more preferably an integer of 1 to 2.

本発明の一形態において、樹脂(A)は、一般式(1)又は(2)で表される酸分解性基を有する繰り返し単位を含有することが好ましい。この繰り返し単位としては、例えば、下記一般式(A1)、(A2)で表される繰り返し単位が好ましい。   In one embodiment of the present invention, the resin (A) preferably contains a repeating unit having an acid-decomposable group represented by the general formula (1) or (2). As this repeating unit, for example, repeating units represented by the following general formulas (A1) and (A2) are preferable.

一般式(A1)中、
Rは、水素原子、アルキル基、フルオロアルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。ここで、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、i−プロピル基、sec−ブチル基、等が挙げられる。フルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基などのパーフルオロアルキル基、またはCF(CF)(CH)等のアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子に置換された部分置換フルオロアルキル基等が挙げられる。
In general formula (A1),
R represents a hydrogen atom, an alkyl group, a fluoroalkyl group, a cyano group or a halogen atom. Here, as an alkyl group, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, i-propyl group, sec-butyl group etc. are mentioned, for example. As a fluoroalkyl group, a part of hydrogen atoms of a perfluoroalkyl group such as a trifluoromethyl group or a pentafluoroethyl group, or an alkyl group such as CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 is substituted with a fluorine atom. And partially substituted fluoroalkyl groups.

、R、L、X及びnは、上述した一般式(1)中のR、R、L、X及びnと同義である。 R 1, R 2, L 1, X and n have the same meanings as R 1, R 2, L 1, X and n in general formula (1).

一般式(A2)中、
Rは、水素原子、アルキル基、フルオロアルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。アルキル基、フルオロアルキル基としては、一般式(A1)中のRと同様の具体例が挙げられる。
In general formula (A2),
R represents a hydrogen atom, an alkyl group, a fluoroalkyl group, a cyano group or a halogen atom. Specific examples of the alkyl group and the fluoroalkyl group are the same as those of R in the general formula (A1).

、R、R、R、L、L、X及びnは、上述した一般式(2)中のR、R、R、R、L、L、X及びnと同義である。 R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , L 2 , L 3 , X and n are R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , L 2 , L 3 , and R in the general formula (2). Synonymous with X and n.

以下に、一般式(1)又は(2)で表される酸分解性基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Although the specific example of the repeating unit which has an acid-decomposable group represented by general formula (1) or (2) below is shown, this invention is not limited to this.

樹脂(A)は、保護基に架橋性反応基を有する酸分解性基とは異なる酸分解性基を有する繰り返し単位(以下、繰り返し単位(a−1)という。)を含んでいてもよい。   The resin (A) may contain a repeating unit having an acid-decomposable group different from the acid-decomposable group having a crosslinkable reactive group as a protective group (hereinafter referred to as repeating unit (a-1)).

繰り返し単位(a−1)としては、下記一般式(AI)で表される繰り返し単位が好ましい。   The repeating unit (a-1) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (AI).

一般式(AI)に於いて、
Xa1は、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基又は−CH2−R9で表される基を表す。Xa1は好ましくは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
In general formula (AI),
Xa 1 represents a hydrogen atom, a methyl group which may have a substituent, or a group represented by —CH 2 —R 9 . Xa 1 preferably represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.

9は、水酸基又は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、例えば、炭素数5以下のアルキル基、アシル基が挙げられ、好ましくは炭素数3以下のアルキル基であり、さらに好ましくはメチル基である。 R 9 represents a hydroxyl group or a monovalent organic group. Examples of the monovalent organic group include an alkyl group having 5 or less carbon atoms and an acyl group, preferably an alkyl group having 3 or less carbon atoms, and more preferably a methyl group.

Tは、単結合又は2価の連結基を表す。   T represents a single bond or a divalent linking group.

Rx1〜Rx3は、それぞれ独立に、アルキル基(直鎖若しくは分岐)又はシクロアルキル基(単環若しくは多環)を表す。 Rx 1 to Rx 3 each independently represents an alkyl group (straight or branched) or a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic).

Rx1〜Rx3の少なくとも2つが結合して、シクロアルキル基(単環若しくは多環)を形成してもよい。 At least two of Rx 1 to Rx 3 may combine to form a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic).

Tの2価の連結基としては、アルキレン基、−COO−Rt−基、−O−Rt−基等が挙げられる。式中、Rtは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。   Examples of the divalent linking group for T include an alkylene group, —COO—Rt— group, —O—Rt— group, and the like. In the formula, Rt represents an alkylene group or a cycloalkylene group.

Tは、単結合又は−COO−Rt−基が好ましい。Rtは、炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、−CH2−基、−(CH23−基がより好ましい。 T is preferably a single bond or a —COO—Rt— group. Rt is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a —CH 2 — group or a — (CH 2 ) 3 — group.

Rx1〜Rx3のアルキル基としては、炭素数1〜4の直鎖又は分岐状のものが好ましい。 The alkyl group of Rx 1 ~Rx 3, preferably from 1 to 4 carbon atoms straight-chain or branched.

Rx1〜Rx3のシクロアルキル基としては、炭素数3〜8の単環のシクロアルキル基、炭素数7〜20の多環のシクロアルキル基が好ましい。 The cycloalkyl group rx 1 to Rx 3, a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group of polycyclic 7 to 20 carbon atoms preferably.

Rx1〜Rx3の少なくとも2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、炭素数3〜8の単環のシクロアルキル基、炭素数7〜20の多環のシクロアルキル基が好ましい。炭素数5〜6の単環のシクロアルキル基が特に好ましい。 The cycloalkyl group formed by combining at least two of Rx 1 to Rx 3 is preferably a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms or a polycyclic cycloalkyl group having 7 to 20 carbon atoms. A monocyclic cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms is particularly preferable.

Rx1がメチル基又はエチル基であり、Rx2とRx3とが結合して上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。 An embodiment in which Rx 1 is a methyl group or an ethyl group, and Rx 2 and Rx 3 are combined to form the above-described cycloalkyl group is preferred.

一態様において、一般式(AI)中のTが単結合であり、Rx、Rx及びRxがアルキル基であることが好ましく、Rx、Rx及びRxで表されるアルキル基の炭素数の総和が4以上であることがより好ましく、5以上であることが更に好ましく、6以上であることが特に好ましい。 In one embodiment, T in the general formula (AI) is a single bond, and Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 are preferably alkyl groups, and the alkyl group represented by Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 The total number of carbon atoms is more preferably 4 or more, still more preferably 5 or more, and particularly preferably 6 or more.

好ましい酸分解性基を有する繰り返し単位(a−1)の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。なお、式中、Xa1はH、CH3、CF3、CH2OHのいずれか、Rxa及びRxbはそれぞれ炭素数1〜4の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。 Although the specific example of the repeating unit (a-1) which has a preferable acid-decomposable group is shown below, this invention is not limited to this. In the formula, Xa 1 represents any of H, CH 3 , CF 3 , and CH 2 OH, and Rxa and Rxb each represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

樹脂(A)は、以下の一般式(I)で表される繰り返し単位を有する樹脂であることがより好ましい。   The resin (A) is more preferably a resin having a repeating unit represented by the following general formula (I).

一般式(I)中、
31は、水素原子又は置換基を表す。
32は、置換基を表す。
33は、R32が結合する炭素原子とともに単環の脂環式炭化水素構造を形成するのに必要な原子団を表す。
In general formula (I),
R 31 represents a hydrogen atom or a substituent.
R 32 represents a substituent.
R 33 represents an atomic group necessary for forming a monocyclic alicyclic hydrocarbon structure together with the carbon atom to which R 32 is bonded.

上記脂環式炭化水素構造は、環を構成する炭素原子の一部が、ヘテロ原子又はヘテロ原子を有する基で置換されていてもよい。   In the alicyclic hydrocarbon structure, a part of carbon atoms constituting the ring may be substituted with a hetero atom or a group having a hetero atom.

31により表される置換基としては、アルキル基またはフルオロアルキル基が好ましい。R31のアルキル基は、更に置換基(例えば、水酸基等)を有していてもよい。 The substituent represented by R 31 is preferably an alkyl group or a fluoroalkyl group. The alkyl group represented by R 31 may further have a substituent (for example, a hydroxyl group).

31は、好ましくは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。 R 31 preferably represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.

32により表される置換基としては、アルキル基が好ましい。R32は、炭素数3〜10のアルキル基であることがより好ましく、炭素数4〜7のアルキル基であることが更に好ましい。 As the substituent represented by R 32 , an alkyl group is preferable. R 32 is more preferably an alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and further preferably an alkyl group having 4 to 7 carbon atoms.

32は、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基であり、イソプロピル基、又はt−ブチル基であることが好ましく、t−ブチル基であることがより好ましい。 R 32 is, for example, a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, or a t-butyl group, preferably an isopropyl group or a t-butyl group, and more preferably a t-butyl group.

33が炭素原子とともに形成する単環の脂環炭化水素構造は、3〜8員環であることが好ましく、5又は6員環であることがより好ましい。 The monocyclic alicyclic hydrocarbon structure formed by R 33 together with the carbon atom is preferably a 3- to 8-membered ring, and more preferably a 5- or 6-membered ring.

33が炭素原子とともに形成する単環の脂環炭化水素構造において、環を構成する炭素原子の一部を置換できるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子等が挙げられ、ヘテロ原子を有する基としては、カルボニル基等が挙げられる。ただし、ヘテロ原子を有する基は、エステル基(エステル結合)ではないことが好ましい。 In the monocyclic alicyclic hydrocarbon structure formed by R 33 together with the carbon atom, examples of the hetero atom that can substitute a part of the carbon atoms constituting the ring include an oxygen atom and a sulfur atom. Examples of the carbonyl group include a carbonyl group. However, the group having a hetero atom is preferably not an ester group (ester bond).

33が炭素原子とともに形成する単環の脂環炭化水素構造は、炭素原子と水素原子とのみから形成されることが好ましい。 The monocyclic alicyclic hydrocarbon structure formed by R 33 together with the carbon atom is preferably formed only from the carbon atom and the hydrogen atom.

一般式(I)で表される繰り返し単位は、下記一般式(4)で表される繰り返し単位であることが好ましい。   The repeating unit represented by the general formula (I) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (4).

一般式(4)中、
41は、水素原子又は置換基を表し、R42は置換基を表し、nは1以上の整数を表す。
In general formula (4),
R 41 represents a hydrogen atom or a substituent, R 42 represents a substituent, and n 4 represents an integer of 1 or more.

一般式(4)中、R41及びR42は各々、上記一般式(I)におけるR31及びR32と同義である。
は、1〜4の整数であることが好ましく、1又は2であることがより好ましい。
In the general formula (4), R 41 and R 42 are each the same meaning as R 31 and R 32 in the general formula (I).
n 4 is preferably an integer of 1 to 4, and more preferably 1 or 2.

一般式(I)で表される構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit having the structure represented by the general formula (I) are shown below, but are not limited thereto.

樹脂(A)に含まれ得る酸分解性基を有する繰り返し単位(a−1)は、1種であってもよいし2種以上を併用していてもよい。   As for the repeating unit (a-1) having an acid-decomposable group that can be contained in the resin (A), one type may be used, or two or more types may be used in combination.

また、樹脂(A)は、酸分解性繰り返し単位(a−1)として、酸の作用により分解してアルコール性ヒドロキシル基を発生する繰り返し単位を含有してもよい。例えば、一般式(AI)で表される繰り返し単位と併用してもよい。酸の作用により分解してアルコール性ヒドロキシ基を発生する繰り返し単位の一形態として、以下の具体例が挙げられる。   Moreover, resin (A) may contain the repeating unit which decomposes | disassembles by the effect | action of an acid and generate | occur | produces an alcoholic hydroxyl group as an acid-decomposable repeating unit (a-1). For example, you may use together with the repeating unit represented by general formula (AI). The following specific examples are given as one form of the repeating unit that decomposes by the action of an acid to generate an alcoholic hydroxy group.

<架橋性反応基を有する繰り返し単位>
樹脂(A)が、保護基に架橋性反応基を含む酸分解性基を有する繰り返し単位を含まない場合、樹脂(A)は、上述した繰り返し単位(a−1)を含み、且つ、架橋性反応基を有する繰り返し単位(a−2)を更に含むことが好ましい。
<Repeating unit having a crosslinkable reactive group>
When the resin (A) does not contain a repeating unit having an acid-decomposable group containing a crosslinkable reactive group in the protective group, the resin (A) contains the above-mentioned repeating unit (a-1) and is crosslinkable. It is preferable to further include a repeating unit (a-2) having a reactive group.

架橋性反応基を有する繰り返し単位(a−2)は、上述した架橋性反応基を有する繰り返し単位であればよい。   The repeating unit (a-2) having a crosslinkable reactive group may be any repeating unit having the above-described crosslinkable reactive group.

架橋性反応基を有する繰り返し単位(a−2)は、例えば、下記一般式(a−2−1)で表される繰り返し単位であることが好ましい。   The repeating unit (a-2) having a crosslinkable reactive group is preferably, for example, a repeating unit represented by the following general formula (a-2-1).

式中、L、Xは、各々、上述した一般式(1)中のL、Xと同義である。 In formula, L < 1 >, X is synonymous with L < 1 >, X in General formula (1) mentioned above, respectively.

また、樹脂(A)は、架橋性反応基を有する繰り返し単位(a−2)として、水酸基又はシアノ基を有する、一般式(A1)、(A2)、一般式(AI)及び(AII)以外の繰り返し単位を有していてもよい。水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位は、水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位であることが好ましく、また酸分解性基を有さないことが好ましい。これら構造を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AIIa)〜(AIId)で表される繰り返し単位を挙げることができる。   In addition, the resin (A) has a hydroxyl group or a cyano group as the repeating unit (a-2) having a crosslinkable reactive group, other than the general formulas (A1), (A2), general formulas (AI), and (AII) May have a repeating unit. The repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group is preferably a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group, and preferably has no acid-decomposable group. Examples of the repeating unit having these structures include repeating units represented by the following general formulas (AIIa) to (AIId).

一般式(AIIa)〜(AIId)に於いて、
1cは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキメチル基を表す。
In the general formulas (AIIa) to (AIId),
R 1 c represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.

2c〜R4cは、各々独立に、水素原子、水酸基又はシアノ基を表す。ただし、R2c〜R4cの内の少なくとも1つは、水酸基又はシアノ基を表す。好ましくは、R2c〜R4cの内の1つ又は2つが水酸基で、残りが水素原子である。より好ましくは、R2c〜R4cの内の2つが水酸基で、残りが水素原子である。 R 2 c to R 4 c each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a cyano group. However, at least one of R 2 c to R 4 c represents a hydroxyl group or a cyano group. Preferably, one or two of R 2 c to R 4 c are a hydroxyl group and the remaining is a hydrogen atom. More preferably, two of R 2 c to R 4 c are hydroxyl groups and the rest are hydrogen atoms.

水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、5〜40mol%が好ましく、より好ましくは5〜30mol%、更に好ましくは10〜25mol%である。   The content of the repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group is preferably from 5 to 40 mol%, more preferably from 5 to 30 mol%, still more preferably from 10 to 25 mol%, based on all repeating units in the resin (A).

水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group are given below, but the present invention is not limited thereto.

樹脂(A)は、酸基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。酸基としてはカルボキシ基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、ビスルスルホニルイミド基、α位が電子吸引性基で置換された脂肪族アルコール(例えばヘキサフロロイソプロパノール基)が挙げられ、カルボキシ基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。酸基を有する繰り返し単位を含有することによりコンタクトホール用途での解像性が増す。酸基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接酸基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖に酸基が結合している繰り返し単位、さらには酸基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましく、連結基は単環又は多環の環状炭化水素構造を有していてもよい。特に好ましくはアクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位である。   The resin (A) preferably has a repeating unit having an acid group. Examples of the acid group include a carboxy group, a sulfonamide group, a sulfonylimide group, a bisulsulfonylimide group, and an aliphatic alcohol (for example, hexafluoroisopropanol group) substituted with an electron-withdrawing group at the α-position. More preferably it has units. By containing the repeating unit having an acid group, the resolution in the contact hole application is increased. The repeating unit having an acid group includes a repeating unit in which an acid group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or an acid group in the main chain of the resin through a linking group. Either a repeating unit bonded, or a polymerization initiator or chain transfer agent having an acid group is introduced at the end of the polymer chain at the time of polymerization, both of which are preferable, and the linking group is a monocyclic or polycyclic hydrocarbon structure You may have. Particularly preferred are repeating units of acrylic acid or methacrylic acid.

酸基を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、0〜20mol%が好ましく、より好ましくは3〜15mol%、更に好ましくは5〜10mol%である。   As for the content rate of the repeating unit which has an acid group, 0-20 mol% is preferable with respect to all the repeating units in resin (A), More preferably, it is 3-15 mol%, More preferably, it is 5-10 mol%.

酸基を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。具体例中、RxはH、CH3、CH2OH又はCF3を表す。 Specific examples of the repeating unit having an acid group are shown below, but the present invention is not limited thereto. In specific examples, Rx represents H, CH 3 , CH 2 OH, or CF 3 .

また、樹脂(A)は、架橋性反応基を有する繰り返し単位(a−2)として、下記繰り返し単位を含有していてもよい。   Moreover, resin (A) may contain the following repeating unit as a repeating unit (a-2) which has a crosslinkable reactive group.

樹脂(A)における、保護基に架橋性反応基を有する酸分解性基を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対して、5〜80モル%であることが好ましく、35〜70モル%であることがより好ましく、50〜65モル%であることが更に好ましい。   The content of the repeating unit having an acid-decomposable group having a crosslinkable reactive group in the protective group in the resin (A) is 5 to 80 mol% with respect to all the repeating units in the resin (A). Preferably, it is 35 to 70 mol%, more preferably 50 to 65 mol%.

また、樹脂(A)が、保護基に架橋性反応基を含む酸分解性基を有する繰り返し単位を含まない場合、上述したように、繰り返し単位(a−1)と、架橋性反応基を有する繰り返し単位(a−2)を含むことが好ましい。その場合における繰り返し単位(a−1)の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対して、5〜80モル%であることが好ましく、35〜70モル%であることがより好ましく、50〜65モル%であることが更に好ましい。また、架橋性反応基を有する繰り返し単位(a−2)の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対して、1〜40モル%であることが好ましく、1〜20モル%であることがより好ましく、1〜10モル%であることが更に好ましい。   When the resin (A) does not contain a repeating unit having an acid-decomposable group containing a crosslinkable reactive group in the protective group, as described above, the resin (A) has a repeating unit (a-1) and a crosslinkable reactive group. It is preferable that a repeating unit (a-2) is included. In that case, the content of the repeating unit (a-1) is preferably 5 to 80 mol%, more preferably 35 to 70 mol%, based on all repeating units in the resin (A). 50 to 65 mol% is more preferable. Moreover, it is preferable that the content rate of the repeating unit (a-2) which has a crosslinkable reactive group is 1-40 mol% with respect to all the repeating units in resin (A), and is 1-20 mol%. More preferably, it is more preferably 1 to 10 mol%.

<ラクトン基、水酸基、シアノ基及びアルカリ可溶性基から選ばれる少なくとも1種類の基を有する繰り返し単位>
樹脂(A)は、更に、ラクトン基、スルトン基、水酸基、シアノ基及びアルカリ可溶性基から選ばれる少なくとも1種類の基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。
<Repeating unit having at least one group selected from lactone group, hydroxyl group, cyano group and alkali-soluble group>
The resin (A) preferably further has a repeating unit having at least one group selected from a lactone group, a sultone group, a hydroxyl group, a cyano group, and an alkali-soluble group.

樹脂(A)が含有し得るラクトン基又はスルトン基を有する繰り返し単位について説明する。
ラクトン基又はスルトン基としては、ラクトン構造又はスルトン構造を有していればいずれでも用いることができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造又はスルトン構造であり、5〜7員環ラクトン構造又はスルトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−17)のいずれかで表されるラクトン構造、あるいは下記一般式(SL1−1)又は(SL1−2)で表されるスルトン構造を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。
また、ラクトン構造又はスルトン構造が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)、(LC1−17)が挙げられる。特定のラクトン構造又はスルトン構造を用いることで現像欠陥が良好になる。
The repeating unit having a lactone group or a sultone group that can be contained in the resin (A) will be described.
As the lactone group or sultone group, any one having a lactone structure or sultone structure can be used, but preferably a 5- to 7-membered ring lactone structure or a sultone structure, and a 5- to 7-membered ring lactone structure or Those in which other ring structures are condensed in a form that forms a bicyclo structure or a spiro structure in the sultone structure are preferred. A repeating unit having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-17), or a sultone structure represented by the following general formula (SL1-1) or (SL1-2): More preferably.
A lactone structure or a sultone structure may be directly bonded to the main chain. Preferable lactone structures include (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), (LC1-14), and (LC1-17). By using a specific lactone structure or sultone structure, development defects are improved.

ラクトン構造部分又はスルトン構造部分は、置換基(Rb2)を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb2)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数2〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、シアノ基、酸分解性基である。n2は、0〜4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在する置換基(Rb2)は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在する置換基(Rb2)同士が結合して環を形成してもよい。 The lactone structure part or sultone structure part may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms, and a carboxyl group. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-decomposable group and the like. More preferably, they are a C1-C4 alkyl group, a cyano group, and an acid-decomposable group. n 2 represents an integer of 0-4. When n 2 is 2 or more, the plural substituents (Rb 2 ) may be the same or different, and the plural substituents (Rb 2 ) may be bonded to form a ring. .

一般式(LC1−1)〜(LC1−17)のいずれかで表されるラクトン構造、並びに、一般式(SL1−1)又は(SL1−2)で表されるスルトン構造を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AII)で表される繰り返し単位を挙げることができる。   As a repeating unit having a lactone structure represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-17) and a sultone structure represented by the general formula (SL1-1) or (SL1-2) And repeating units represented by the following general formula (AII).

一般式(AII)中、
Rb0は、水素原子、ハロゲン原子又は置換基を有してもよい炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rb0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。Rb0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Rb0はとして好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基であり、水素原子、メチル基が特に好ましい。
In general formula (AII),
Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferred substituents that the alkyl group represented by Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom. Examples of the halogen atom for Rb 0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Rb 0 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, or a trifluoromethyl group, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

Abは、単結合、アルキレン基、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル結合、エステル結合、カルボニル基、又はこれらを組み合わせた2価の連結基を表す。好ましくは、単結合、−Ab1−CO2−で表される2価の連結基である。 Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether bond, an ester bond, a carbonyl group, or a divalent linking group obtained by combining these. Preferably a single bond, -Ab 1 -CO 2 - is a divalent linking group represented by.

Ab1は、直鎖、分岐アルキレン基、単環又は多環のシクロアルキレン基であり、好ましくはメチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。 Ab 1 is a linear, branched alkylene group, monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group or a norbornylene group.

Vは、一般式(LC1−1)〜(LC1−17)、一般式(SL1−1)及び(SL1−2)の内のいずれかで示される構造を有する基を表す。   V represents a group having a structure represented by any of general formulas (LC1-1) to (LC1-17), general formulas (SL1-1), and (SL1-2).

ラクトン基又はスルトン基を有する繰り返し単位は、通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体を混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90以上のものが好ましく、より好ましくは95以上である。   The repeating unit having a lactone group or a sultone group usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.

ラクトン基又はスルトン基を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、15〜60mol%が好ましく、より好ましくは20〜50mol%、更に好ましくは30〜50mol%である。   The content of the repeating unit having a lactone group or a sultone group is preferably from 15 to 60 mol%, more preferably from 20 to 50 mol%, still more preferably from 30 to 50 mol%, based on all repeating units in the resin (A). .

ラクトン基又はスルトン基を有する繰り返し単位としては、下記の繰り返し単位が挙げられる。最適なラクトン基を選択することにより、パターンプロファイル、粗密依存性が良好となる。   Examples of the repeating unit having a lactone group or a sultone group include the following repeating units. By selecting an optimal lactone group, the pattern profile and the density dependence become good.

ラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位を2種以上併用することも可能である。   Two or more repeating units having a lactone structure or a sultone structure can be used in combination.

<脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位>
樹脂(A)は、更に、脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位を有してもよい。これにより液浸露光時に感活性光線性又は感放射線性膜から液浸液への低分子成分の溶出が低減できる。このような繰り返し単位として、例えば1−アダマンチル(メタ)アクリレート、ジアマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートによる繰り返し単位などが挙げられる。
<Repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure and not exhibiting acid decomposability>
The resin (A) may further have a repeating unit that has an alicyclic hydrocarbon structure and does not exhibit acid decomposability. This can reduce the elution of low molecular components from the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film into the immersion liquid during immersion exposure. Examples of such a repeating unit include 1-adamantyl (meth) acrylate, diamantyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate repeating units.

<水酸基及びシアノ基のいずれも有さない繰り返し単位>
本発明の樹脂(A)は、更に、水酸基及びシアノ基のいずれも有さない、一般式(IV)で表される繰り返し単位を含有していることが好ましい。
<Repeating unit having neither hydroxyl group nor cyano group>
It is preferable that the resin (A) of the present invention further contains a repeating unit represented by the general formula (IV) that has neither a hydroxyl group nor a cyano group.

一般式(IV)中、R5は少なくとも一つの環状構造を有し、水酸基及びシアノ基のいずれも有さない炭化水素基を表す。 In general formula (IV), R 5 represents a hydrocarbon group having at least one cyclic structure and having neither a hydroxyl group nor a cyano group.

Raは水素原子、アルキル基又は−CH2−O−Ra2基を表す。式中、Ra2は、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。 Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a —CH 2 —O—Ra 2 group. In the formula, Ra 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group.

5が有する環状構造には、単環式炭化水素基及び多環式炭化水素基が含まれる。単環式炭化水素基としては、たとえば、炭素数3〜12(より好ましくは炭素数3〜7)のシクロアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルケニル基が挙げられる。 The cyclic structure possessed by R 5 includes a monocyclic hydrocarbon group and a polycyclic hydrocarbon group. Examples of the monocyclic hydrocarbon group include a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms (more preferably 3 to 7 carbon atoms) and a cycloalkenyl group having 3 to 12 carbon atoms.

多環式炭化水素基には環集合炭化水素基、架橋環式炭化水素基が含まれ、架橋環式炭化水素環としては、2環式炭化水素環、3環式炭化水素環、4環式炭化水素環などが挙げられる。また、架橋環式炭化水素環には、例えば5〜8員シクロアルカン環が複数個縮合した縮合環も含まれる。   The polycyclic hydrocarbon group includes a ring assembly hydrocarbon group and a bridged cyclic hydrocarbon group. As the bridged cyclic hydrocarbon ring, a bicyclic hydrocarbon ring, a tricyclic hydrocarbon ring, a tetracyclic ring Examples include hydrocarbon rings. The bridged cyclic hydrocarbon ring also includes, for example, a condensed ring in which a plurality of 5- to 8-membered cycloalkane rings are condensed.

好ましい架橋環式炭化水素環として、ノルボルニル基、アダマンチル基、ビシクロオクタニル基、トリシクロ[5、2、1、02,6]デカニル基、などが挙げられる。より好ましい架橋環式炭化水素環としてノルボニル基、アダマンチル基が挙げられる。 Preferred examples of the bridged cyclic hydrocarbon ring include a norbornyl group, an adamantyl group, a bicyclooctanyl group, a tricyclo [5,2,1,0 2,6 ] decanyl group, and the like. More preferable examples of the bridged cyclic hydrocarbon ring include a norbornyl group and an adamantyl group.

これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していても良く、好ましい置換基としてはハロゲン原子、アルキル基、保護基で保護されたヒドロキシル基、保護基で保護されたアミノ基などが挙げられる。   These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent, and preferred substituents include a halogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group protected with a protecting group, an amino group protected with a protecting group, and the like. It is done.

水酸基及びシアノ基のいずれも有さない、一般式(IV)で表される繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、0〜40モル%が好ましく、より好ましくは0〜20モル%である。   The content of the repeating unit represented by the general formula (IV) having neither a hydroxyl group nor a cyano group is preferably from 0 to 40 mol%, more preferably based on all repeating units in the resin (A). 0 to 20 mol%.

一般式(IV)で表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、Raは、H、CH3、CH2OH、又はCF3を表す。 Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (IV) are listed below, but the present invention is not limited to these. In the formula, Ra represents H, CH 3 , CH 2 OH, or CF 3 .

樹脂(A)は、下記一般式(nI)又は一般式(nII)で表される繰り返し単位を含有してもよい。   The resin (A) may contain a repeating unit represented by the following general formula (nI) or general formula (nII).

一般式(nI)及び一般式(nII)において、
13’〜R16’は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、ラクトン構造を有する基、又は酸分解性基を有する基を表す。
In general formula (nI) and general formula (nII),
R 13 ′ to R 16 ′ each independently have a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, or a lactone structure. Represents a group or a group having an acid-decomposable group.

1及びX2は、それぞれ独立に、メチレン基、エチレン基、酸素原子又は硫黄原子を表す。 X 1 and X 2 each independently represents a methylene group, an ethylene group, an oxygen atom or a sulfur atom.

nは、0〜2の整数を表す。   n represents an integer of 0 to 2.

13’〜R16’としての酸分解性基を有する基における酸分解性基としては、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等を挙げることができ、好ましくは−C(=O)−O−R0で表される第3級のアルキルエステル基である。式中、R0は、t−ブチル基、t−アミル基等の3級アルキル基である。 Examples of the acid-decomposable group in the group having an acid-decomposable group as R 13 ′ to R 16 ′ include cumyl ester group, enol ester group, acetal ester group, tertiary alkyl ester group, etc. A tertiary alkyl ester group represented by —C (═O) —O—R 0 is preferred. In the formula, R 0 is a tertiary alkyl group such as a t-butyl group or a t-amyl group.

樹脂(A)は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を有することができる。   Resin (A) adjusts dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolution, heat resistance, sensitivity, etc., which are general required characteristics of resist, in addition to the above repeating structural units. For this purpose, various repeating structural units can be included.

このような繰り返し構造単位としては、下記の単量体に相当する繰り返し構造単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   Examples of such repeating structural units include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers.

これにより樹脂(A)に要求される性能、特に、(1)塗布溶剤に対する溶解性、(2)製膜性(ガラス転移点)、(3)アルカリ現像性、(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、(5)未露光部の基板への密着性、(6)ドライエッチング耐性、等の微調整が可能となる。   As a result, the performance required for the resin (A), in particular, (1) solubility in coating solvents, (2) film-formability (glass transition point), (3) alkali developability, (4) film slip (hydrophobic / hydrophobic) (Selection of alkali-soluble group), (5) adhesion of the unexposed part to the substrate, (6) dry etching resistance, etc. can be finely adjusted.

このような単量体として、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。   As such a monomer, for example, a compound having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. Etc.

その他にも、上記種々の繰り返し構造単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。例えば、特開2013−218223号公報の段落0029〜段落0076に説明されているような、塩基性を有する構造部位を含む繰り返し単位や、国際公開第2011/122336号の[0045]式(1a−7)として説明されている、環状カーボネート構造を有する繰り返し単位などが共重合されていてもよい。   In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating structural units may be copolymerized. For example, as described in JP 2013-218223 A, paragraph 0029 to paragraph 0076, a repeating unit containing a basic structural moiety, or the [0045] formula (1a-) of WO 2011/122336 A repeating unit having a cyclic carbonate structure described as 7) may be copolymerized.

樹脂(A)において、各繰り返し構造単位の含有モル比はレジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。   In the resin (A), the molar ratio of each repeating structural unit is the resist dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and the general required performance of the resist, resolving power, heat resistance, sensitivity. It is set appropriately in order to adjust etc.

本発明の組成物が、ArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から樹脂(A)は芳香族基を有さないことが好ましい。また、樹脂(A)は、後述する疎水性樹脂との相溶性の観点から、フッ素原子及び珪素原子を含有しないことが好ましい。   When the composition of the present invention is for ArF exposure, the resin (A) preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light. Moreover, it is preferable that resin (A) does not contain a fluorine atom and a silicon atom from a compatible viewpoint with the hydrophobic resin mentioned later.

樹脂(A)として好ましくは、繰り返し単位のすべてが(メタ)アクリレート系繰り返し単位で構成されたものである。この場合、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位であるもの、繰り返し単位のすべてがアクリレート系繰り返し単位であるもの、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位とアクリレート系繰り返し単位とによるもののいずれのものでも用いることができるが、アクリレート系繰り返し単位が全繰り返し単位の50mol%以下であることが好ましい。   The resin (A) is preferably one in which all of the repeating units are composed of (meth) acrylate-based repeating units. In this case, all of the repeating units are methacrylate repeating units, all of the repeating units are acrylate repeating units, or all of the repeating units are methacrylate repeating units and acrylate repeating units. Although it can be used, the acrylate-based repeating unit is preferably 50 mol% or less of the total repeating units.

樹脂(A)は、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、リビングラジカル重合などの常法に従って合成することができる。なお、重合時には高分子重合の分野で公知の連鎖移動剤などを用いてもよい。また、一般的合成方法としては、モノマー種及び開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶媒、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明の組成物に用いられる溶剤と同一の溶媒を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。   The resin (A) can be synthesized according to a conventional method such as radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization, or living radical polymerization. In the polymerization, a chain transfer agent or the like known in the field of polymer polymerization may be used. In addition, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and polymerization is performed by heating, a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as the solvent used in the composition of the present invention. Thereby, generation | occurrence | production of the particle at the time of a preservation | save can be suppressed.

重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。
反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。
The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As a polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable. Preferred examples of the initiator include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and the like. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass.
The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.

反応終了後、室温まで放冷し、精製する。精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。   After completion of the reaction, the mixture is allowed to cool to room temperature and purified. Purification can be accomplished by a liquid-liquid extraction method that removes residual monomers and oligomer components by combining water and an appropriate solvent, and a purification method in a solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only those having a specific molecular weight or less. , Reprecipitation method that removes residual monomer by coagulating resin in poor solvent by dripping resin solution into poor solvent and purification in solid state such as washing filtered resin slurry with poor solvent A normal method such as a method can be applied.

例えば、上記樹脂が難溶或いは不溶の溶媒(貧溶媒)を、この反応溶液の10倍以下の体積量、好ましくは10〜5倍の体積量で、接触させることにより樹脂を固体として析出させる。このような方法で、残留単量体やオリゴマー成分をできる限り除去することが好ましい。   For example, the resin is precipitated as a solid by contacting a solvent (poor solvent) in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount of 10 times or less, preferably 10 to 5 times that of the reaction solution. It is preferable to remove residual monomers and oligomer components as much as possible by such a method.

ポリマー溶液からの沈殿又は再沈殿操作の際に用いる溶媒(沈殿又は再沈殿溶媒)としては、このポリマーの貧溶媒であればよく、ポリマーの種類に応じて、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ニトロ化合物、エーテル、ケトン、エステル、カーボネート、アルコール、カルボン酸、水、これらの溶媒を含む混合溶媒等の中から適宜選択して使用できる。これらの中でも、沈殿又は再沈殿溶媒として、少なくともアルコール(特に、メタノールなど)又は水を含む溶媒が好ましい。   The solvent used for the precipitation or reprecipitation operation from the polymer solution (precipitation or reprecipitation solvent) may be any poor solvent for this polymer. Depending on the type of polymer, hydrocarbon, halogenated hydrocarbon, nitro A compound, ether, ketone, ester, carbonate, alcohol, carboxylic acid, water, a mixed solvent containing these solvents, and the like can be appropriately selected for use. Among these, as a precipitation or reprecipitation solvent, a solvent containing at least an alcohol (particularly methanol) or water is preferable.

沈殿又は再沈殿溶媒の使用量は、効率や収率等を考慮して適宜選択できるが、一般には、ポリマー溶液100質量部に対して、100〜10000質量部、好ましくは200〜2000質量部、更に好ましくは300〜1000質量部である。   The amount of the precipitation or reprecipitation solvent used can be appropriately selected in consideration of efficiency, yield, and the like, but generally 100 to 10000 parts by mass, preferably 200 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer solution, More preferably, it is 300-1000 mass parts.

沈殿又は再沈殿する際の温度としては、効率や操作性を考慮して適宜選択できるが、通常0〜50℃程度、好ましくは室温付近(例えば20〜35℃程度)である。沈殿又は再沈殿操作は、攪拌槽などの慣用の混合容器を用い、バッチ式、連続式等の公知の方法により行うことができる。   The temperature for precipitation or reprecipitation can be appropriately selected in consideration of efficiency and operability, but is usually about 0 to 50 ° C., preferably around room temperature (for example, about 20 to 35 ° C.). The precipitation or reprecipitation operation can be performed by a known method such as a batch method or a continuous method using a conventional mixing vessel such as a stirring tank.

沈殿又は再沈殿したポリマーは、通常、濾過、遠心分離等の慣用の固液分離に付し、乾燥して使用に供される。濾過は、耐溶剤性の濾材を用い、好ましくは加圧下で行われる。
乾燥は、常圧又は減圧下(好ましくは減圧下)、30〜100℃程度、好ましくは30〜50℃程度の温度で行われる。
The precipitated or re-precipitated polymer is usually subjected to conventional solid-liquid separation such as filtration and centrifugation, and dried before use. Filtration is performed using a solvent-resistant filter medium, preferably under pressure.
Drying is performed at a temperature of about 30 to 100 ° C., preferably about 30 to 50 ° C. under normal pressure or reduced pressure (preferably under reduced pressure).

なお、一度、樹脂を析出させて、分離した後に、再び溶媒に溶解させ、この樹脂が難溶或いは不溶の溶媒と接触させてもよい。即ち、上記ラジカル重合反応終了後、ポリマーが難溶或いは不溶の溶媒を接触させ、樹脂を析出させ(工程a)、樹脂を溶液から分離し(工程b)、改めて溶媒に溶解させ樹脂溶液Aを調製(工程c)、その後、樹脂溶液Aに、樹脂が難溶或いは不溶の溶媒を、樹脂溶液Aの10倍未満の体積量(好ましくは5倍以下の体積量)で、接触させることにより樹脂固体を析出させ(工程d)、析出した樹脂を分離する(工程e)ことを含む方法でもよい。   In addition, after depositing and separating the resin once, it may be dissolved again in a solvent, and the resin may be brought into contact with a hardly soluble or insoluble solvent. That is, after completion of the radical polymerization reaction, a solvent in which the polymer is hardly soluble or insoluble is contacted, the resin is precipitated (step a), the resin is separated from the solution (step b), and the resin solution A is dissolved again in the solvent. Preparation (step c), and then contacting the resin solution A with a solvent in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount less than 10 times that of the resin solution A (preferably not more than 5 times the volume amount). It may be a method including depositing a solid (step d) and separating the deposited resin (step e).

また、組成物の調製後に樹脂が凝集することなどを抑制する為に、例えば、特開2009−037108号公報に記載のように、合成された樹脂を溶剤に溶解して溶液とし、その溶液を30℃〜90℃程度で30分〜4時間程度加熱するような工程を加えてもよい。   In order to prevent the resin from aggregating after the preparation of the composition, for example, as described in JP-A-2009-037108, the synthesized resin is dissolved in a solvent to form a solution. A step of heating at about 30 ° C. to 90 ° C. for about 30 minutes to 4 hours may be added.

本発明の樹脂(A)の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、更に好ましくは1,000〜20,000、最も好ましくは1,000〜15,000である。重量平均分子量を、1,000〜200,000とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、且つ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化することを防ぐことができる。   The weight average molecular weight of the resin (A) of the present invention is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 1,000 to 20,000, and most preferably 1,000 as a polystyrene conversion value by GPC method. ~ 15,000. By setting the weight average molecular weight to 1,000 to 200,000, deterioration of heat resistance and dry etching resistance can be prevented, developability is deteriorated, and viscosity is increased, resulting in deterioration of film forming property. Can be prevented.

分散度(分子量分布)は、通常1〜5であり、好ましくは1〜3、更に好ましくは1.2〜3.0、特に好ましくは1.2〜2.0の範囲のものが使用される。分散度の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。
上記樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び分散度(Mw/Mn)は、GPC測定(溶媒:テトラヒドロフラン、カラム:東ソー社製TSK gel Multipore HXL−M、カラム温度:40℃、流速:1.0mL/分、検出器:RI)によるポリスチレン換算値として定義される。
The degree of dispersion (molecular weight distribution) is usually 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1.2 to 3.0, particularly preferably 1.2 to 2.0. . The smaller the degree of dispersion, the better the resolution and the resist shape, the smoother the side wall of the resist pattern, and the better the roughness.
The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (Mw / Mn) of the resin were measured by GPC (solvent: tetrahydrofuran, column: TSK gel Multipore HXL-M manufactured by Tosoh Corporation, column temperature: 40). (° C., flow rate: 1.0 mL / min, detector: RI).

本発明の組成物において、樹脂(A)の組成物全体中の配合量は、全固形分中50〜99質量%が好ましく、より好ましくは60〜95質量%である。   In the composition of the present invention, the blending amount of the resin (A) in the whole composition is preferably 50 to 99% by mass, more preferably 60 to 95% by mass in the total solid content.

また、本発明において、樹脂(A)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。また、樹脂(A)に相当する樹脂と、樹脂(A)に相当しない、酸の作用により分解する樹脂とを併用してもよい。この場合、樹脂(A)に相当する樹脂が、樹脂の全量中50質量%以上であることが好ましい。   In the present invention, the resin (A) may be used alone or in combination. In addition, a resin corresponding to the resin (A) and a resin that does not correspond to the resin (A) and decomposes by the action of an acid may be used in combination. In this case, it is preferable that the resin corresponding to the resin (A) is 50% by mass or more based on the total amount of the resin.

[活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)]
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(「光酸発生剤」又は「化合物(B)」)を含有することが好ましい。
[Compound capable of generating acid upon irradiation with actinic ray or radiation (B)]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably contains a compound (“photoacid generator” or “compound (B)”) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation.

そのような光酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。   Examples of such photoacid generators include photoinitiators for photocationic polymerization, photoinitiators for photoradical polymerization, photodecolorants for dyes, photochromic agents, actinic rays used in microresists, etc. Known compounds that generate an acid upon irradiation with radiation and mixtures thereof can be appropriately selected and used.

たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。   Examples thereof include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.

また、これらの活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、米国特許第3,849,137号明細書、独国特許第3914407号明細書、特開昭63−26653号公報、特開昭55−164824号公報、特開昭62−69263号公報、特開昭63−146038号公報、特開昭63−163452号公報、特開昭62−153853号公報、特開昭63−146029号公報等に記載の化合物を用いることができる。   Further, a group that generates an acid upon irradiation with these actinic rays or radiation, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of the polymer, such as US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. No. 3914407, JP-A 63-26653, JP-A 55-164824, JP-A 62-69263, JP-A 63-146038, JP-A 63-163452, The compounds described in JP-A-62-153853 and JP-A-63-146029 can be used.

さらに米国特許第3,779,778号明細書、欧州特許第126,712号明細書等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。   Furthermore, compounds capable of generating an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712, etc. can also be used.

活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII) can be exemplified.

上記一般式(ZI)において、R201、R202及びR203は、各々独立に有機基を表す。 In the above general formula (ZI), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.

は、非求核性アニオンを表し、好ましくはスルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、ビス(アルキルスルホニル)アミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン、BF4 -、PF6 -、SbF6 -などが挙げられ、好ましくは炭素原子を含有する有機アニオンである。 X represents a non-nucleophilic anion, preferably sulfonate anion, carboxylate anion, bis (alkylsulfonyl) amide anion, tris (alkylsulfonyl) methide anion, BF 4 , PF 6 , SbF 6 − and the like. Preferably, it is an organic anion containing a carbon atom.

好ましい有機アニオンとしては下式に示す有機アニオンが挙げられる。   Preferable organic anions include organic anions represented by the following formula.

式中、
Rc1は、有機基を表す。
Where
Rc 1 represents an organic group.

Rc1における有機基として炭素数1〜30のものが挙げられ、好ましくは置換していてもよいアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO2−、−S−、−SO3−、−SO2N(Rd1)−などの連結基で連結された基を挙げることができる。Rd1は水素原子、アルキル基を表す。 Examples of the organic group in Rc 1 include those having 1 to 30 carbon atoms, and preferably an alkyl group, an aryl group, or a plurality thereof, which may be substituted, is a single bond, —O—, —CO 2 —, — Examples include groups linked by a linking group such as S-, -SO 3- , -SO 2 N (Rd 1 )-. Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

Rc3、Rc4、Rc5は、各々独立に、有機基を表す。Rc3、Rc4、Rc5の有機基として好ましくはRc1における好ましい有機基と同じものを挙げることができ、最も好ましくは炭素数1〜4のパーフロロアルキル基である。 Rc 3 , Rc 4 and Rc 5 each independently represents an organic group. Preferred examples of the organic group for Rc 3 , Rc 4 , and Rc 5 include the same organic groups as those for Rc 1, and a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms is most preferred.

Rc3とRc4が結合して環を形成していてもよい。Rc3とRc4が結合して形成される基としてはアルキレン基、アリーレン基が挙げられる。好ましくは炭素数2〜4のパーフロロアルキレン基である。 Rc 3 and Rc 4 may combine to form a ring. Examples of the group formed by combining Rc 3 and Rc 4 include an alkylene group and an arylene group. Preferably, it is a C2-C4 perfluoroalkylene group.

Rc1、Rc3〜Rc5の有機基として特に好ましくは1位がフッ素原子またはフロロアアルキル基で置換されたアルキル基、フッ素原子またはフロロアルキル基で置換されたフェニル基である。フッ素原子またはフロロアルキル基を有することにより、光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。また、Rc3とRc4が結合して環を形成することにより光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。 The organic group of Rc 1 and Rc 3 to Rc 5 is particularly preferably an alkyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. By having a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased and the sensitivity is improved. Further, when Rc 3 and Rc 4 are combined to form a ring, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased, and the sensitivity is improved.

201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。 The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1-30, preferably 1-20.

また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。 Two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).

201、R202及びR203としての有機基の具体例としては、後述する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−3)における対応する基を挙げることができる。 Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds (ZI-1), (ZI-2) and (ZI-3) described later.

尚、一般式(ZI)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。 In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (ZI) may be sufficient. For example, the general formula at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by (ZI) is, at least one bond with structure of R 201 to R 203 of another compound represented by formula (ZI) It may be a compound.

更に好ましい(ZI)成分として、以下に説明する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、及び(ZI−3)を挙げることができる。   More preferable (ZI) components include compounds (ZI-1), (ZI-2), and (ZI-3) described below.

化合物(ZI−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。 The compound (ZI-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZI), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.

アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基、シクロアルキル基でもよい。 In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or a part of R 201 to R 203 may be an aryl group, and the rest may be an alkyl group or a cycloalkyl group.

アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。   Examples of the arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, and aryldicycloalkylsulfonium compounds.

アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基などのアリール基、インドール残基、ピロール残基、などのヘテロアリール基が好ましく、更に好ましくはフェニル基、インドール残基である。アリールスルホニム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。   The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group, or a heteroaryl group such as an indole residue or a pyrrole residue, more preferably a phenyl group or an indole residue. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.

アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖又は分岐状アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。   The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, sec- Examples thereof include a butyl group and a t-butyl group.

アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているシクロアルキル基は、炭素数3〜15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。   The cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.

201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては、炭素数1〜12の直鎖又は分岐状アルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、特に好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。 Aryl group, alkyl group of R 201 to R 203, cycloalkyl group, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (for example, 6 to 14 carbon atoms) , An alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be substituted. Preferred substituents are linear or branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, and linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, and particularly preferable. Is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. The substituent may be substituted with any one of the three R 201 to R 203 , or may be substituted with all three. When R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

次に、化合物(ZI−2)について説明する。化合物(ZI−2)は、式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す場合の化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。 Next, the compound (ZI-2) will be described. Compound (ZI-2) is a compound in the case where R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently represents an organic group containing no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.

201〜R203としての芳香環を含有しない有機基は、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20である。 The organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.

201〜R203は、各々独立に、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、特に好ましくは直鎖、分岐2−オキソアルキル基である。 R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear, branched, cyclic 2-oxoalkyl group, or an alkoxycarbonylmethyl group, particularly preferably Is a linear, branched 2-oxoalkyl group.

201〜R203としてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのアルキル基は、直鎖若しくは分岐状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基であることが好ましい。 The alkyl group as R 201 to R 203 may be linear, it may be either branched, preferably a straight-chain or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group, a propyl Group, butyl group, pentyl group). The alkyl group as R 201 to R 203 is a straight-chain or branched 2-oxoalkyl group is preferably an alkoxycarbonyl methyl group.

201〜R203としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
201〜R203としてのシクロアルキル基は、環状2−オキソアルキル基であることが好ましい。
The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is preferably, and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl).
The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is preferably a cyclic 2-oxoalkyl group.

201〜R203としての直鎖、分岐、環状の2−オキソアルキル基は、好ましくは、上記のアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。 Linear as R 201 to R 203, branched or cyclic 2-oxoalkyl group may preferably be a group having a 2-position> C = O in the above-described alkyl or cycloalkyl group.

201〜R203としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)を挙げることができる。 The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group as R 201 to R 203, preferably may be mentioned alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentoxy group).

201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、ヒドロキシル基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。 R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

化合物(ZI−3)とは、以下の一般式(ZI−3)で表される化合物であり、フェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。   The compound (ZI-3) is a compound represented by the following general formula (ZI-3), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

一般式(ZI−3)に於いて、
1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、又はハロゲン原子を表す。
In general formula (ZI-3),
R 1c to R 5c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.

6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。 R 6c and R 7c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group.

Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、又はビニル基を表す。   Rx and Ry each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group.

1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。R1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。 Any two or more of R 1c to R 7c, and R x and R y may be bonded to each other to form a ring structure, the ring structure may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond May be included. Examples of the group formed by combining any two or more of R 1c to R 7c and R x and R y include a butylene group and a pentylene group.

-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。 X represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same non-nucleophilic anion as X − in formula (ZI).

1c〜R7cとしてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、例えば、炭素数1〜20個の直鎖又は分岐状アルキル基、好ましくは炭素数1〜12個の直鎖又は分岐状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は分岐ペンチル基)を挙げることができる。 The alkyl group as R 1c to R 7c may be either linear or branched, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms. Or a linear or branched alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a linear or branched propyl group, a linear or branched butyl group, or a linear or branched pentyl group).

1c〜R7cとしてのシクロアルキル基は、好ましくは炭素数3〜8個のシクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)を挙げることができる。 The cycloalkyl group as R 1c to R 7c is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms (for example, a cyclopentyl group or a cyclohexyl group).

1c〜R5cとしてのアルコキシ基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜10のアルコキシ基、好ましくは、炭素数1〜5の直鎖及び分岐アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブトキシ基、直鎖又は分岐ペントキシ基)、炭素数3〜8の環状アルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)を挙げることができる。 The alkoxy group as R 1c to R 5c may be linear, branched or cyclic, for example, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear or branched alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. (For example, methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group, linear or branched butoxy group, linear or branched pentoxy group), C3-C8 cyclic alkoxy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group) ).

好ましくはR1c〜R5cのうちいずれかが直鎖又は分岐状アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖、分岐、環状アルコキシ基であり、更に好ましくはR1c〜R5cの炭素数の和が2〜15である。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。 Preferably, any one of R 1c to R 5c is a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, or a linear, branched or cyclic alkoxy group, and more preferably the sum of the carbon number of R 1c to R 5c is 2 ~ 15. Thereby, solvent solubility improves more and generation | occurrence | production of a particle is suppressed at the time of a preservation | save.

x及びRyとしてのアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。Rx及びRyとしてのアルキル基は、直鎖又は分岐状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基であることが好ましい。 Examples of the alkyl group as R x and R y include the same alkyl groups as R 1c to R 7c . The alkyl group as R x and R y is preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group or an alkoxycarbonylmethyl group.

x及びRyとしてのシクロアルキル基は、R1c〜R7cとしてのシクロアルキル基と同様のものを挙げることができる。Rx及びRyとしてのシクロアルキル基は、環状2−オキソアルキル基であることが好ましい。 The cycloalkyl group as R x and R y may be the same as the cycloalkyl group as R 1c to R 7c. The cycloalkyl group as R x and R y is preferably a cyclic 2-oxoalkyl group.

直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。 Examples of the linear, branched, or cyclic 2-oxoalkyl group include a group having> C═O at the 2-position of the alkyl group or cycloalkyl group as R 1c to R 7c .

アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基については、R1c〜R5cとしてのアルコキシ基と同様のものを挙げることができる。 Examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group include the same alkoxy groups as R 1c to R 5c .

x、Ryは、好ましくは炭素数4個以上のアルキル基であり、より好ましくは6個以上、更に好ましくは8個以上のアルキル基である。 R x and R y are preferably an alkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more.

一般式(ZII)、(ZIII)中、
204〜R207は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
In general formulas (ZII) and (ZIII),
R 204 to R 207 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.

204〜R207のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。 Phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group of R 204 to R 207, more preferably a phenyl group.

204〜R207としてのアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。 The alkyl group as R 204 to R 207 may be linear, it may be either branched, preferably a straight-chain or branched alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, an ethyl group, a propyl Group, butyl group, pentyl group).

204〜R207としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。 The cycloalkyl group as R 204 to R 207 is preferably, and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl).

204〜R207は、置換基を有していてもよい。R204〜R207が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、フェニルチオ基等を挙げることができる。 R 204 to R 207 may have a substituent. The R 204 to R 207 are substituents which may have, for example, an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (e.g., 6 carbon atoms 15), alkoxy groups (for example, having 1 to 15 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups and the like.

-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。 X represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same non-nucleophilic anion as X − in formula (ZI).

活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、更に、下記一般式(ZIV)、(ZV)、(ZVI)で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, compounds represented by the following general formulas (ZIV), (ZV), and (ZVI) can be further exemplified.

一般式(ZIV)〜(ZVI)中、
Ar3及びAr4は、各々独立に、アリール基を表す。
In general formulas (ZIV) to (ZVI),
Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group.

226は、アルキル基又はアリール基を表す。 R 226 represents an alkyl group or an aryl group.

227及びR228は、各々独立に、アルキル基、アリール基または電子吸引性基を表す。
227は、好ましくはアリール基である。
R 227 and R 228 each independently represents an alkyl group, an aryl group, or an electron-withdrawing group.
R 227 is preferably an aryl group.

228は、好ましくは電子吸引性基であり、より好ましくはシアノ基、フロロアルキル基である。 R 228 is preferably an electron-withdrawing group, more preferably a cyano group or a fluoroalkyl group.

Aは、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。   A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.

活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物として、一般式(ZI)〜(ZIII)で表される化合物が好ましい。   As the compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, compounds represented by general formulas (ZI) to (ZIII) are preferable.

化合物(B)は、活性光線または放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族スルホン酸又はフッ素原子を有するベンゼンスルホン酸を発生する化合物であることが好ましい。   The compound (B) is preferably a compound that generates an aliphatic sulfonic acid having a fluorine atom or a benzenesulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with actinic rays or radiation.

化合物(B)は、トリフェニルスルホニウム構造を有することが好ましい。   The compound (B) preferably has a triphenylsulfonium structure.

化合物(B)は、カチオン部にフッ素置換されていないアルキル基若しくはシクロアルキル基を有するトリフェニルスルホニウム塩化合物であることが好ましい。   The compound (B) is preferably a triphenylsulfonium salt compound having an alkyl group or a cycloalkyl group not substituted with fluorine in the cation moiety.

活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の中で、特に好ましいものの例を以下に挙げる。   Among the compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, examples of particularly preferable compounds are listed below.

光酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。2種以上を組み合わせて使用する際には、水素原子を除く全原子数が2以上異なる2種の有機酸を発生する化合物を組み合わせることが好ましい。   A photo-acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. When two or more types are used in combination, it is preferable to combine two types of compounds that generate two types of organic acids that differ in the total number of atoms excluding hydrogen atoms by two or more.

光酸発生剤の含有率は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。光酸発生剤の含有率をこの範囲とすることで、レジストパターンを形成したときの露光余裕度の向上や架橋層形成材料との架橋反応性が向上する。   The content of the photoacid generator is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, based on the total solid content of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. Preferably it is 1-7 mass%. By making the content rate of a photo-acid generator into this range, the exposure margin at the time of forming a resist pattern and the crosslinking reactivity with a crosslinked layer forming material improve.

[架橋剤]
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、酸架橋性基を有する化合物(C)(以下、「化合物(C)」又は「架橋剤」とも称する)を含有してもよい。化合物(C)としては、ヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基を分子内に2個以上含む化合物であることが好ましい。また、LER(Line Edge Roughness)(向上の観点からは、化合物(C)がメチロール基を含んでいることが好ましい。
[Crosslinking agent]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention may contain a compound (C) having an acid crosslinkable group (hereinafter also referred to as “compound (C)” or “crosslinking agent”). The compound (C) is preferably a compound containing two or more hydroxymethyl groups or alkoxymethyl groups in the molecule. Moreover, it is preferable that the compound (C) contains the methylol group from a viewpoint of LER (Line Edge Roughness) (an improvement.

まず、化合物(C)が低分子化合物である場合について説明する(以下、化合物(C’)とする)。化合物(C’)として、好ましくは、ヒドロキシメチル化又はアルコキシメチル化フェノール化合物、アルコキシメチル化メラミン系化合物、アルコキシメチルグリコールウリル系化合物及びアルコキシメチル化ウレア系化合物が挙げられる。特に好ましい化合物(C’)としては、分子内にベンゼン環を3〜5個含み、更にヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基を合わせて2個以上有し、分子量が1200以下のフェノール誘導体やアルコキシメチルグリコールウリル誘導体が挙げられる。
アルコキシメチル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基が好ましい。
First, the case where the compound (C) is a low molecular compound will be described (hereinafter referred to as the compound (C ′)). The compound (C ′) is preferably a hydroxymethylated or alkoxymethylated phenol compound, an alkoxymethylated melamine compound, an alkoxymethylglycoluril compound, and an alkoxymethylated urea compound. Particularly preferred compounds (C ′) include phenol derivatives and alkoxymethyl glycols containing 3 to 5 benzene rings in the molecule, and further having two or more hydroxymethyl groups or alkoxymethyl groups, and a molecular weight of 1200 or less. Examples include uril derivatives.
As the alkoxymethyl group, a methoxymethyl group and an ethoxymethyl group are preferable.

上記化合物(C’)の例のうち、ヒドロキシメチル基を有するフェノール誘導体は、対応するヒドロキシメチル基を有さないフェノール化合物とホルムアルデヒドを塩基触媒下で反応させることによって得ることができる。また、アルコキシメチル基を有するフェノール誘導体は、対応するヒドロキシメチル基を有するフェノール誘導体とアルコールを酸触媒下で反応させることによって得ることができる。   Among the examples of the compound (C ′), a phenol derivative having a hydroxymethyl group can be obtained by reacting a corresponding phenol compound having no hydroxymethyl group with formaldehyde under a base catalyst. A phenol derivative having an alkoxymethyl group can be obtained by reacting a corresponding phenol derivative having a hydroxymethyl group with an alcohol in the presence of an acid catalyst.

別の好ましい化合物(C’)の例として、更にアルコキシメチル化メラミン系化合物、アルコキシメチルグリコールウリル系化合物類及びアルコキシメチル化ウレア系化合物のようなN−ヒドロキシメチル基又はN−アルコキシメチル基を有する化合物を挙げることができる。   Examples of another preferable compound (C ′) further have an N-hydroxymethyl group or an N-alkoxymethyl group such as alkoxymethylated melamine compounds, alkoxymethylglycoluril compounds, and alkoxymethylated urea compounds. A compound can be mentioned.

このような化合物としては、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、テトラメトキシメチルグリコールウリル、1,3−ビスメトキシメチル−4,5−ビスメトキシエチレンウレア、ビスメトキシメチルウレア等が挙げられ、EP0,133,216A号、西独特許第3,634,671号、同第3,711,264号、EP0,212,482A号に開示されている。
化合物(C’)の具体例の中で特に好ましいものを以下に挙げる。
Examples of such compounds include hexamethoxymethyl melamine, hexaethoxymethyl melamine, tetramethoxymethyl glycoluril, 1,3-bismethoxymethyl-4,5-bismethoxyethylene urea, bismethoxymethyl urea, and the like. 133, 216A, West German Patent 3,634,671, 3,711,264, EP 0,212,482A.
Of the specific examples of the compound (C ′), those particularly preferred are listed below.

式中、L1〜L8は、各々独立に、水素原子、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
本発明において、化合物(C’)の含有量は、ネガ型レジスト組成物の全固形分中、好ましくは3〜65質量%であり、より好ましくは5〜50質量%である。化合物(C’)の含有率を3〜65質量%の範囲とすることにより、残膜率及び解像力が低下することを防止するとともに、本発明の組成物の保存時の安定性を良好に保つことができる。
In the formula, L1 to L8 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxymethyl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
In the present invention, the content of the compound (C ′) is preferably 3 to 65% by mass, more preferably 5 to 50% by mass in the total solid content of the negative resist composition. By making the content rate of a compound (C ') into the range of 3-65 mass%, while maintaining that the remaining film rate and resolving power fall, the stability at the time of the preservation | save of the composition of this invention is kept favorable. be able to.

本発明において、化合物(C’)は単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。良好なパターン形状の観点からは、2種以上組み合わせて用いることが好ましい。
例えば、上記のフェノール誘導体に加え、他の化合物(C’)、例えば上述のN−アルコキシメチル基を有する化合物を併用する場合、上記のフェノール誘導体と他の化合物(C’)との比率は、モル比で通常90/10〜20/80であり、好ましくは85/15〜40/60、より好ましくは80/20〜50/50である。
In the present invention, the compound (C ′) may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of a good pattern shape, it is preferable to use a combination of two or more.
For example, in addition to the above-described phenol derivative, in the case where another compound (C ′), for example, the above-described compound having an N-alkoxymethyl group is used in combination, the ratio of the above-described phenol derivative to the other compound (C ′) is The molar ratio is usually 90/10 to 20/80, preferably 85/15 to 40/60, more preferably 80/20 to 50/50.

酸架橋性基を含む化合物(C)は、酸架橋性基を有する繰り返し単位を含む樹脂(以下、化合物(C”)とも称する)の態様であってもよい。このような態様の場合、繰り返し単位の分子ユニット内に架橋基が含まれるため、通常の樹脂+架橋剤の系に比べて、架橋反応性が高い。そのため、硬い膜を形成することができ、酸の拡散性やドライエッチング耐性を制御することができる。その結果、電子線や極紫外線等の活性光線又は放射線の露光部における酸の拡散性が非常に抑制されるため、微細なパターンでの解像力、パターン形状及びLERが優れる。また、下記一般式(1)で表される繰り返し単位のように、樹脂の反応点と架橋基の反応点が近接している場合、パターン形成の際の感度が向上した組成物となる。   The compound (C) containing an acid-crosslinkable group may be in the form of a resin containing a repeating unit having an acid-crosslinkable group (hereinafter also referred to as compound (C ″)). Since the molecular unit of the unit contains a cross-linking group, the cross-linking reactivity is higher than that of a normal resin + cross-linking agent system, so that a hard film can be formed, acid diffusibility and dry etching resistance. As a result, the diffusibility of the acid in the exposed portion of actinic rays or radiation such as electron beams and extreme ultraviolet rays is greatly suppressed, so that the resolution, pattern shape and LER in a fine pattern are excellent. In addition, when the reaction point of the resin and the reaction point of the crosslinking group are close to each other as in the repeating unit represented by the following general formula (1), the composition has an improved sensitivity during pattern formation.

化合物(C”)としては、例えば、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含む樹脂が挙げられる。一般式(1)で表される繰り返し単位は、置換基を有していてもよいメチロール基を少なくとも1つ含む構造である。
ここで、「メチロール基」とは、下記一般式(M)で表される基であり、本発明の一形態において、ヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基であることが好ましい。
Examples of the compound (C ″) include a resin containing a repeating unit represented by the following general formula (1). The repeating unit represented by the general formula (1) may have a substituent. It is a structure containing at least one good methylol group.
Here, the “methylol group” is a group represented by the following general formula (M), and in one embodiment of the present invention, a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group is preferable.

式中、R2、R3及びZは、後述する一般式(1)において定義する通りである。
まず、一般式(1)について説明する。
In the formula, R2, R3 and Z are as defined in the general formula (1) described later.
First, general formula (1) will be described.

一般式(1)において、
は、水素原子、メチル基、又はハロゲン原子を表す。
及びRは、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Lは、2価の連結基もしくは単結合を表す。
Yは、メチロール基を除く置換基を表す。
Zは、水素原子又は置換基を表す。
mは、0〜4の整数を表す。
nは、1〜5の整数を表す。
m+nは5以下である。
mが2以上である場合、複数のYは互いに同一であっても異なっていてもよい。
nが2以上である場合、複数のR2、R3及びZは互いに同一であっても異なっていてもよい。
また、Y、R、R及びZの2つ以上が互いに結合して環構造を形成していてもよい。
In general formula (1),
R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a halogen atom.
R 2 and R 3 represent a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group.
L represents a divalent linking group or a single bond.
Y represents a substituent other than a methylol group.
Z represents a hydrogen atom or a substituent.
m represents an integer of 0 to 4.
n represents an integer of 1 to 5.
m + n is 5 or less.
When m is 2 or more, the plurality of Y may be the same as or different from each other.
When n is 2 or more, the plurality of R2, R3 and Z may be the same as or different from each other.
Two or more of Y, R 2 , R 3 and Z may be bonded to each other to form a ring structure.

、R、R、L及びYは、それぞれ置換基を有していてもよい。 R 1 , R 2 , R 3 , L and Y may each have a substituent.

また、mが2以上の時、複数のYが単結合又は連結基を介して互いに結合し、環構造を形成していてもよい。
また、一般式(1)で表される繰り返し単位は、好ましくは下記一般式(2)又は(3)で表される。
When m is 2 or more, a plurality of Y may be bonded to each other through a single bond or a linking group to form a ring structure.
Moreover, the repeating unit represented by the general formula (1) is preferably represented by the following general formula (2) or (3).

一般式(2)及び(3)において、
、R、R、Y、Z、m及びnは、上記一般式(1)で定義した通りである。
Arは、芳香環を表す。
及びWは、2価の連結基又は単結合を表す。
In general formulas (2) and (3),
R 1 , R 2 , R 3 , Y, Z, m and n are as defined in the general formula (1).
Ar represents an aromatic ring.
W 1 and W 2 represent a divalent linking group or a single bond.

また、一般式(1)で表される繰り返し単位は、さらに好ましくは、下記一般式(2’)又は(3’)で表される。   The repeating unit represented by the general formula (1) is more preferably represented by the following general formula (2 ') or (3').

上記一般式(2’)及び(3’)におけるR、Y、Z、m及びnは、上記一般式(1)における各基と同義である。上記一般式(2’)におけるArは、上記一般式(2)におけるArと同義である。
上記一般式(3’)において、Wは、2価の連結基である。
R 1 , Y, Z, m and n in the general formulas (2 ′) and (3 ′) have the same meanings as the groups in the general formula (1). Ar in the general formula (2 ′) has the same meaning as Ar in the general formula (2).
In the general formula (3 ′), W 3 is a divalent linking group.

上記一般式(2’)及び(3’)において、fは0〜6の整数である。
上記一般式(2’)及び(3’)において、gは0又は1である。
In the said general formula (2 ') and (3'), f is an integer of 0-6.
In the general formulas (2 ′) and (3 ′), g is 0 or 1.

また、一般式(2’)は、特に好ましくは、下記一般式(1−a)〜(1−c)のいずれかで表される。化合物(C”)は、下記一般式(1−a)〜(1−c)のいずれかで表される繰り返し単位又は上記一般式(3’)で表される繰り返し単位を含むことが特に好ましい。   The general formula (2 ′) is particularly preferably represented by any one of the following general formulas (1-a) to (1-c). The compound (C ″) particularly preferably contains a repeating unit represented by any one of the following general formulas (1-a) to (1-c) or a repeating unit represented by the above general formula (3 ′). .

上記一般式(1−a)〜(1−c)におけるR、Y及びZは、上記一般式(1)における各基と同義である。
上記一般式(1−b)〜(1−c)において、
Y”は、水素原子又は1価の置換基を表す。ただし、Y”は、メチロール基であってもよい。
は、水素原子又は1価の置換基を表す。
fは1〜6の整数を表す。
mは0又は1であり、nは1〜3の整数を表す。
R 1 , Y and Z in the general formulas (1-a) to (1-c) have the same meanings as the groups in the general formula (1).
In the general formulas (1-b) to (1-c),
Y ″ represents a hydrogen atom or a monovalent substituent. However, Y ″ may be a methylol group.
R 4 represents a hydrogen atom or a monovalent substituent.
f represents an integer of 1 to 6.
m is 0 or 1, and n represents an integer of 1 to 3.

化合物(C”)における酸架橋性基を有する繰り返し単位の含有率は、化合物(C”)の全繰り返し単位に対して、3〜40モル%であることが好ましく、5〜30モル%であることがより好ましい。
化合物(C”)の含有量は、ネガ型レジスト組成物の全固形分中、好ましくは5〜50質量%であり、より好ましくは10〜40質量%である。
The content of the repeating unit having an acid-crosslinkable group in the compound (C ″) is preferably 3 to 40 mol%, more preferably 5 to 30 mol%, based on all the repeating units of the compound (C ″). It is more preferable.
The content of the compound (C ″) is preferably 5 to 50% by mass and more preferably 10 to 40% by mass in the total solid content of the negative resist composition.

化合物(C”)は、酸架橋性基を有する繰り返し単位を2種以上含んでいてもよく、あるいは、2種以上の化合物(C”)を組み合わせて使用してもよい。また、化合物(C’)と化合物(C”)とを組み合わせて使用することもできる。
化合物(C”)に含まれる酸架橋性基を有する繰り返し単位の具体例としては、下記構造が挙げられる。
The compound (C ″) may contain two or more repeating units having an acid crosslinkable group, or two or more compounds (C ″) may be used in combination. Further, the compound (C ′) and the compound (C ″) can be used in combination.
Specific examples of the repeating unit having an acid crosslinkable group contained in the compound (C ″) include the following structures.

[溶剤]
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、溶剤を含有していてもよい。上記各成分を溶解させて感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を調製する際に使用することができる溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、炭素数4〜10の環状ラクトン、炭素数4〜10の、環を含有しても良いモノケトン化合物、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、ピルビン酸アルキル等の有機溶剤を挙げることができる。
[solvent]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention may contain a solvent. Solvents that can be used when preparing the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition by dissolving the above components include, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate Examples include organic solvents such as esters, alkyl alkoxypropionates, cyclic lactones having 4 to 10 carbon atoms, monoketone compounds having 4 to 10 carbon atoms, which may contain rings, alkylene carbonates, alkyl alkoxyacetates, and alkyl pyruvates. Can do.

アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとしては、例えば、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、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、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が好ましく挙げられる。   Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl Preferred examples include ether propionate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate.

アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、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、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を好ましく挙げられる。   Preferred examples of the alkylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether.

乳酸アルキルエステルとしては、例えば、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチルを好ましく挙げられる。   Preferred examples of the alkyl lactate include methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate and butyl lactate.

アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、例えば、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチルを好ましく挙げられる。   Preferable examples of the alkyl alkoxypropionate include ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, and ethyl 3-methoxypropionate.

炭素数4〜10の環状ラクトンとしては、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−オクタノイックラクトン、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンが好ましく挙げられる。   Examples of the cyclic lactone having 4 to 10 carbon atoms include β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, β-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ- Caprolactone, γ-octanoic lactone, and α-hydroxy-γ-butyrolactone are preferred.

炭素数4〜10の、環を含有しても良いモノケトン化合物としては、例えば、2−ブタノン、3−メチルブタノン、ピナコロン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−メチル−3−ペンタノン、4,4−ジメチル−2−ペンタノン、2,4−ジメチル−3−ペンタノン、2,2,4,4−テトラメチル−3−ペンタノン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、5−メチル−3−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−メチル−3−ヘプタノン、5−メチル−3−ヘプタノン、2,6−ジメチル−4−ヘプタノン、2−オクタノン、3−オクタノン、2−ノナノン、3−ノナノン、5−ノナノン、2−デカノン、3−デカノン、4−デカノン、5−ヘキセン−2−オン、3−ペンテン−2−オン、シクロペンタノン、2−メチルシクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、2,2−ジメチルシクロペンタノン、2,4,4−トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロヘキサノン、4−メチルシクロヘキサノン、4−エチルシクロヘキサノン、2,2−ジメチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、2,2,6−トリメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、2−メチルシクロヘプタノン、3−メチルシクロヘプタノンが好ましく挙げられる。   Examples of the monoketone compound having 4 to 10 carbon atoms which may contain a ring include 2-butanone, 3-methylbutanone, pinacolone, 2-pentanone, 3-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 4- Methyl-2-pentanone, 2-methyl-3-pentanone, 4,4-dimethyl-2-pentanone, 2,4-dimethyl-3-pentanone, 2,2,4,4-tetramethyl-3-pentanone, 2 -Hexanone, 3-hexanone, 5-methyl-3-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-methyl-3-heptanone, 5-methyl-3-heptanone, 2,6-dimethyl-4 -Heptanone, 2-octanone, 3-octanone, 2-nonanone, 3-nonanone, 5-nonanone, 2-decanone, 3-decanone, 4-decanone, 5-he Sen-2-one, 3-penten-2-one, cyclopentanone, 2-methylcyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 2,2-dimethylcyclopentanone, 2,4,4-trimethylcyclopenta Non, cyclohexanone, 3-methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 4-ethylcyclohexanone, 2,2-dimethylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, 2,2,6-trimethylcyclohexanone, cycloheptanone, 2-methylcyclo Preferred are heptanone and 3-methylcycloheptanone.

アルキレンカーボネートとしては、例えば、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートが好ましく挙げられる。   Preferred examples of the alkylene carbonate include propylene carbonate, vinylene carbonate, ethylene carbonate, and butylene carbonate.

アルコキシ酢酸アルキルとしては、例えば、酢酸−2−メトキシエチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、酢酸−3−メトキシ−3−メチルブチル、酢酸−1−メトキシ−2−プロピルが好ましく挙げられる。   Examples of the alkyl alkoxyacetate include 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, and 1-methoxy-acetate. 2-propyl is preferred.

ピルビン酸アルキルとしては、例えば、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピルが好ましく挙げられる。   Preferred examples of the alkyl pyruvate include methyl pyruvate, ethyl pyruvate, and propyl pyruvate.

好ましく使用できる溶剤としては、常温常圧下で、沸点130℃以上の溶剤が挙げられる。具体的には、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、乳酸エチル、エチ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メチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、プロピレンカーボネートが挙げられる。ブタン酸ブチル、酢酸イソアミル、2―ヒドロキシイソ酪酸メチルを溶剤として用いても良い。   As a solvent which can be preferably used, a solvent having a boiling point of 130 ° C. or higher under normal temperature and normal pressure can be mentioned. Specifically, cyclopentanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl pyruvate, 2-ethoxyethyl acetate, acetic acid -2- (2-ethoxyethoxy) ethyl and propylene carbonate are mentioned. Butyl butanoate, isoamyl acetate, methyl 2-hydroxyisobutyrate may be used as a solvent.

本発明に於いては、上記溶剤を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。   In the present invention, the above solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、有機溶剤として構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。   In this invention, you may use the mixed solvent which mixed the solvent which contains a hydroxyl group in a structure, and the solvent which does not contain a hydroxyl group as an organic solvent.

水酸基を含有する溶剤としては、例えば、エチレングリコール、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、プロピレングリコール、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、乳酸エチル等を挙げることができ、これらの内でプロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルが特に好ましい。   Examples of the solvent containing a hydroxyl group include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethyl lactate, and the like. Particularly preferred are propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate.

水酸基を含有しない溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができ、これらの内で、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンが最も好ましい。   Examples of the solvent not containing a hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are particularly preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate. 2-heptanone is most preferred.

水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。   The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.

溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤であることが好ましい。   The solvent is preferably a mixed solvent of two or more containing propylene glycol monomethyl ether acetate.

[塩基性化合物]
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、塩基性化合物を含有することが好ましい。
[Basic compounds]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably contains a basic compound in order to reduce changes in performance over time from exposure to heating.

塩基性化合物としては、好ましくは、下記式(A)〜(E)で示される構造を有する化合物を挙げることができる。   Preferred examples of the basic compound include compounds having structures represented by the following formulas (A) to (E).

一般式(A)〜(E)中、
200 、R201及びR202 は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(炭素数6〜20)を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
In general formulas (A) to (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different, and are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (having a carbon number). 6-20), wherein R 201 and R 202 may combine with each other to form a ring.

上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基、または炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。   About the said alkyl group, as an alkyl group which has a substituent, a C1-C20 aminoalkyl group, a C1-C20 hydroxyalkyl group, or a C1-C20 cyanoalkyl group is preferable.

203 、R204、R205及びR206 は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜20個のアルキル基を表す。 R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

これら一般式(A)〜(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。   The alkyl groups in these general formulas (A) to (E) are more preferably unsubstituted.

好ましい化合物として、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、ピペリジン等を挙げることができ、更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。   Preferred compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, piperidine and the like, and more preferred compounds include imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate Examples thereof include a compound having a structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, and an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond.

イミダゾール構造を有する化合物としてはイミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等が挙げられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては1、4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ−5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカー7−エン等が挙げられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としてはトリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシド等が挙げられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としてはオニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタンー1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等が挙げられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ(n−ブチル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。   Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, and benzimidazole. Examples of the compound having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5,4,0. ] Undecar 7-ene etc. are mentioned. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically triphenylsulfonium hydroxide, tris (t-butylphenyl) sulfonium. Examples thereof include hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, and 2-oxopropylthiophenium hydroxide. As the compound having an onium carboxylate structure, an anion portion of the compound having an onium hydroxide structure is converted to a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkylcarboxylate. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine. Examples of the aniline compound include 2,6-diisopropylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-dibutylaniline, N, N-dihexylaniline and the like. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.

これらの塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。   These basic compounds are used alone or in combination of two or more.

塩基性化合物の使用量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。   The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally on the basis of solid content of actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.

酸発生剤と塩基性化合物の組成物中の使用割合は、酸発生剤/塩基性化合物(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。酸発生剤/塩基性化合物(モル比)は、より好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。   The use ratio of the acid generator and the basic compound in the composition is preferably acid generator / basic compound (molar ratio) = 2.5 to 300. In other words, the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing the reduction in resolution due to the thickening of the resist pattern over time until post-exposure heat treatment. The acid generator / basic compound (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, still more preferably 7.0 to 150.

[疎水性樹脂]
本発明の組成物は、疎水性樹脂を含有してもよい。なお、疎水性樹脂は樹脂(A)とは異なることが好ましい。
[Hydrophobic resin]
The composition of the present invention may contain a hydrophobic resin. The hydrophobic resin is preferably different from the resin (A).

疎水性樹脂は界面に偏在するように設計されることが好ましいが、界面活性剤とは異なり、必ずしも分子内に親水基を有する必要はなく、極性/非極性物質を均一に混合することに寄与しなくてもよい。   Hydrophobic resins are preferably designed to be unevenly distributed at the interface, but unlike surfactants, they do not necessarily have hydrophilic groups in the molecule and contribute to uniform mixing of polar / nonpolar substances. You don't have to.

疎水性樹脂を添加することの効果として、水に対する感活性光線性又は感放射線性膜表面の静的/動的な接触角の制御、液浸液追随性の向上、アウトガスの抑制などを挙げることができる。アウトガス抑制は、特に、露光がEUV光で行われる場合に必要とされる。   Effects of adding a hydrophobic resin include control of static / dynamic contact angle of actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film surface to water, improvement of immersion liquid tracking, suppression of outgas, etc. Can do. Outgas suppression is particularly required when exposure is performed with EUV light.

疎水性樹脂は、膜表層への偏在化の観点から、“フッ素原子”、“珪素原子”、及び、 “樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造”のいずれか1種以上を有することが好ましく、2種以上を有することがさらに好ましい。 The hydrophobic resin has at least one of “fluorine atom”, “silicon atom”, and “CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin” from the viewpoint of uneven distribution in the film surface layer. It is preferable to have two or more types.

疎水性樹脂が、フッ素原子及び/又は珪素原子を含む場合、疎水性樹脂に於ける上記フッ素原子及び/又は珪素原子は、樹脂の主鎖中に含まれていてもよく、側鎖中に含まれていてもよい。   When the hydrophobic resin contains a fluorine atom and / or a silicon atom, the fluorine atom and / or silicon atom in the hydrophobic resin may be contained in the main chain of the resin or in the side chain. It may be.

疎水性樹脂がフッ素原子を含んでいる場合、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、又は、フッ素原子を有するアリール基を有する樹脂であることが好ましい。   When the hydrophobic resin contains a fluorine atom, it may be a resin having an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom as a partial structure having a fluorine atom. preferable.

フッ素原子を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜4)は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖又は分岐アルキル基であり、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。   The alkyl group having a fluorine atom (preferably having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms) is a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and further a fluorine atom It may have a substituent other than.

フッ素原子を有するシクロアルキル基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された単環又は多環のシクロアルキル基であり、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。   The cycloalkyl group having a fluorine atom is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and may further have a substituent other than a fluorine atom.

フッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などのアリール基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられ、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。   Examples of the aryl group having a fluorine atom include those in which at least one hydrogen atom of an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group is substituted with a fluorine atom, and may further have a substituent other than a fluorine atom. .

フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、及びフッ素原子を有するアリール基として、好ましくは、下記一般式(F2)〜(F4)で表される基を挙げることができるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Preferred examples of the alkyl group having a fluorine atom, the cycloalkyl group having a fluorine atom, and the aryl group having a fluorine atom include groups represented by the following general formulas (F2) to (F4). The invention is not limited to this.

一般式(F2)〜(F4)中、
57〜R68は、各々独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基(直鎖若しくは分岐)を表す。但し、R57〜R61の少なくとも1つ、R62〜R64の少なくとも1つ、及びR65〜R68の少なくとも1つは、各々独立に、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。
In general formulas (F2) to (F4),
R 57 to R 68 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group (straight or branched). Provided that at least one of R 57 to R 61 , at least one of R 62 to R 64 , and at least one of R 65 to R 68 are each independently a fluorine atom or at least one hydrogen atom is a fluorine atom. It represents a substituted alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms).

57〜R61及びR65〜R67は、全てがフッ素原子であることが好ましい。R62、R63及びR68は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)が好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることが更に好ましい。R62とR63は、互いに連結して環を形成してもよい。 R 57 to R 61 and R 65 to R 67 are preferably all fluorine atoms. R 62 , R 63 and R 68 are preferably an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms) in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Further preferred. R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.

一般式(F2)で表される基の具体例としては、例えば、p−フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニル基等が挙げられる。   Specific examples of the group represented by the general formula (F2) include a p-fluorophenyl group, a pentafluorophenyl group, and a 3,5-di (trifluoromethyl) phenyl group.

一般式(F3)で表される基の具体例としては、US2012/0251948A1〔0500〕に例示されたものを挙げることが出来る。   Specific examples of the group represented by the general formula (F3) include those exemplified in US2012 / 0251948A1 [0500].

一般式(F4)で表される基の具体例としては、例えば、−C(CFOH、−C(COH、−C(CF)(CH)OH、−CH(CF)OH等が挙げられ、−C(CFOHが好ましい。 Specific examples of the group represented by the general formula (F4) include, for example, —C (CF 3 ) 2 OH, —C (C 2 F 5 ) 2 OH, —C (CF 3 ) (CH 3 ) OH, -CH (CF 3) OH and the like, -C (CF 3) 2 OH is preferred.

フッ素原子を含む部分構造は、主鎖に直接結合してもよく、更に、アルキレン基、フェニレン基、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合及びウレイレン結合よりなる群から選択される基、或いはこれらの2つ以上を組み合わせた基を介して主鎖に結合してもよい。   The partial structure containing a fluorine atom may be directly bonded to the main chain, and further from the group consisting of an alkylene group, a phenylene group, an ether bond, a thioether bond, a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, a urethane bond and a ureylene bond. You may couple | bond with a principal chain through the group selected or the group which combined these 2 or more.

疎水性樹脂は、珪素原子を含有してもよい。珪素原子を有する部分構造として、アルキルシリル構造(好ましくはトリアルキルシリル基)、又は環状シロキサン構造を有する樹脂であることが好ましい。   The hydrophobic resin may contain a silicon atom. The partial structure having a silicon atom is preferably a resin having an alkylsilyl structure (preferably a trialkylsilyl group) or a cyclic siloxane structure.

アルキルシリル構造、又は環状シロキサン構造としては、特開2013−178370号公報の段落[0304]〜[0307]に記載された部分構造などを挙げることができる。   Examples of the alkylsilyl structure or the cyclic siloxane structure include partial structures described in paragraphs [0304] to [0307] of JP2013-178370A.

フッ素原子又は珪素原子を有する繰り返し単位の例としては、US2012/0251948A1〔0519〕に例示されたものを挙げることが出来る。   Examples of the repeating unit having a fluorine atom or a silicon atom include those exemplified in US2012 / 0251948A1 [0519].

また、上記したように、疎水性樹脂は、側鎖部分にCH部分構造を含むことも好ましい。 Further, as described above, the hydrophobic resin preferably includes a CH 3 partial structure in the side chain portion.

ここで、疎水性樹脂中の側鎖部分が有するCH部分構造(以下、単に「側鎖CH部分構造」ともいう)には、エチル基、プロピル基等が有するCH部分構造を包含するものである。 Here, the CH 3 partial structure of the side chain portion in the hydrophobic resin (hereinafter also simply referred to as “side chain CH 3 partial structure”) includes a CH 3 partial structure of an ethyl group, a propyl group, or the like. Is.

一方、疎水性樹脂の主鎖に直接結合しているメチル基(例えば、メタクリル酸構造を有する繰り返し単位のα−メチル基)は、主鎖の影響により疎水性樹脂の表面偏在化への寄与が小さいため、本発明におけるCH部分構造に包含されないものとする。 On the other hand, methyl groups directly bonded to the main chain of the hydrophobic resin (for example, α-methyl groups of repeating units having a methacrylic acid structure) contribute to the uneven distribution of the surface of the hydrophobic resin due to the influence of the main chain. Since it is small, it is not included in the CH 3 partial structure in the present invention.

より具体的には、疎水性樹脂が、例えば、下記一般式(M)で表される繰り返し単位などの、炭素−炭素二重結合を有する重合性部位を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含む場合であって、R11〜R14がCH「そのもの」である場合、そのCHは、本発明における側鎖部分が有するCH部分構造には包含されない。 More specifically, when the hydrophobic resin includes a repeating unit derived from a monomer having a polymerizable moiety having a carbon-carbon double bond, such as a repeating unit represented by the following general formula (M). a is, if R 11 to R 14 is CH 3 "itself", the CH 3 is not included in the CH 3 partial structure contained in the side chain portion in the present invention.

一方、C−C主鎖から何らかの原子を介して存在するCH部分構造は、本発明におけるCH部分構造に該当するものとする。例えば、R11がエチル基(CHCH)である場合、本発明におけるCH部分構造を「1つ」有するものとする。 Meanwhile, CH 3 partial structure exists through some atoms from C-C backbone, and those falling under CH 3 partial structures in the present invention. For example, when R 11 is an ethyl group (CH 2 CH 3 ), it is assumed that it has “one” CH 3 partial structure in the present invention.

上記一般式(M)中、
11〜R14は、各々独立に、側鎖部分を表す。
In the general formula (M),
R < 11 > -R < 14 > represents a side chain part each independently.

側鎖部分のR11〜R14としては、水素原子、1価の有機基などが挙げられる。 Examples of R 11 to R 14 in the side chain portion include a hydrogen atom and a monovalent organic group.

11〜R14についての1価の有機基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルオキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、シクロアルキルアミノカルボニル基、アリールアミノカルボニル基などが挙げられ、これらの基は、更に置換基を有していてもよい。 Examples of the monovalent organic group for R 11 to R 14 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkyloxycarbonyl group, a cycloalkyloxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylaminocarbonyl group, and a cycloalkylaminocarbonyl. Group, an arylaminocarbonyl group, and the like, and these groups may further have a substituent.

疎水性樹脂は、側鎖部分にCH部分構造を有する繰り返し単位を有する樹脂であることが好ましく、このような繰り返し単位として、下記一般式(II)で表される繰り返し単位、及び、下記一般式(III)で表される繰り返し単位のうち少なくとも一種の繰り返し単位(x)を有していることがより好ましい。
以下、一般式(II)で表される繰り返し単位について詳細に説明する。
The hydrophobic resin is preferably a resin having a repeating unit having a CH 3 partial structure in the side chain portion. As such a repeating unit, the repeating unit represented by the following general formula (II) and the following general unit It is more preferable to have at least one repeating unit (x) among the repeating units represented by the formula (III).
Hereinafter, the repeating unit represented by formula (II) will be described in detail.

上記一般式(II)中、Xb1は水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、Rは1つ以上のCH部分構造を有する、酸に対して安定な有機基を表す。ここで、酸に対して安定な有機基は、より具体的には、樹脂(A)において説明した“酸分解性基”を有さない有機基であることが好ましい。 In the general formula (II), X b1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom, R 2 has one or more CH 3 partial structure represents a stable organic radical to acid. Here, the organic group that is stable to acid is more preferably an organic group that does not have the “acid-decomposable group” described in the resin (A).

b1のアルキル基は、炭素数1〜4のものが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基等が挙げられるが、メチル基であることが好ましい。 The alkyl group of Xb1 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxymethyl group, and a trifluoromethyl group, and a methyl group is preferable.

b1は、水素原子又はメチル基であることが好ましい。 X b1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

としては、1つ以上のCH部分構造を有する、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基、及び、アラルキル基が挙げられる。上記のシクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基、及び、アラルキル基は、更に、置換基としてアルキル基を有していてもよい。 Examples of R 2 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, and an aralkyl group having one or more CH 3 partial structures. The above cycloalkyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group, aryl group and aralkyl group may further have an alkyl group as a substituent.

は、1つ以上のCH部分構造を有する、アルキル基又はアルキル置換シクロアルキル基が好ましい。 R 2 is preferably an alkyl group or an alkyl-substituted cycloalkyl group having one or more CH 3 partial structures.

としての1つ以上のCH部分構造を有する酸に安定な有機基は、CH部分構造を2個以上10個以下有することが好ましく、2個以上8個以下有することがより好ましい。 The acid-stable organic group having one or more CH 3 partial structures as R 2 preferably has 2 or more and 10 or less CH 3 partial structures, and more preferably 2 or more and 8 or less.

一般式(II)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を以下に挙げる。なお、本発明はこれに限定されるものではない。   Preferred specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II) are shown below. Note that the present invention is not limited to this.

一般式(II)で表される繰り返し単位は、酸に安定な(非酸分解性の)繰り返し単位であることが好ましく、具体的には、酸の作用により分解して、極性基を生じる基を有さない繰り返し単位であることが好ましい。   The repeating unit represented by the general formula (II) is preferably an acid-stable (non-acid-decomposable) repeating unit, and specifically, a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group. It is preferable that it is a repeating unit which does not have.

疎水性樹脂が、側鎖部分にCH部分構造を含む場合であり、更に、特にフッ素原子及び珪素原子を有さない場合、一般式(II)で表される繰り返し単位、及び、一般式(III)で表される繰り返し単位のうち少なくとも一種の繰り返し単位(x)の含有量は、疎水性樹脂の全繰り返し単位に対して、90モル%以上であることが好ましく、95モル%以上であることがより好ましい。含有量は、疎水性樹脂の全繰り返し単位に対して、通常、100モル%以下である。 In the case where the hydrophobic resin contains a CH 3 partial structure in the side chain portion, and particularly when it does not have a fluorine atom and a silicon atom, the repeating unit represented by the general formula (II) and the general formula ( The content of at least one repeating unit (x) among the repeating units represented by III) is preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, based on all repeating units of the hydrophobic resin. It is more preferable. Content is 100 mol% or less normally with respect to all the repeating units of hydrophobic resin.

疎水性樹脂が、一般式(II)で表される繰り返し単位、及び、一般式(III)で表される繰り返し単位のうち少なくとも一種の繰り返し単位(x)を、疎水性樹脂の全繰り返し単位に対し、90モル%以上で含有することにより、疎水性樹脂の表面自由エネルギーが増加する。その結果として、疎水性樹脂が感活性光線性又は感放射線性膜の表面に偏在しにくくなり、水に対する感活性光線性又は感放射線性膜の静的/動的接触角を確実に向上させて、液浸液追随性を向上させることができる。   The hydrophobic resin contains at least one repeating unit (x) among the repeating units represented by the general formula (II) and the repeating unit represented by the general formula (III) as all repeating units of the hydrophobic resin. On the other hand, the surface free energy of hydrophobic resin increases by containing 90 mol% or more. As a result, the hydrophobic resin is less likely to be unevenly distributed on the surface of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive membrane, and the static / dynamic contact angle of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive membrane with respect to water is reliably improved. In addition, it is possible to improve the followability of the immersion liquid.

また、疎水性樹脂は、(i)フッ素原子及び/又は珪素原子を含む場合においても、(ii)側鎖部分にCH部分構造を含む場合においても、下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つを有していてもよい。 In addition, the hydrophobic resin includes the following groups (x) to (z) both when (i) a fluorine atom and / or a silicon atom are included, and (ii) when a side chain portion includes a CH 3 partial structure. It may have at least one group selected from

(x)酸基、
(y)ラクトン構造を有する基、酸無水物基、又は酸イミド基、
(z)酸の作用により分解する基
酸基(x)としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等が挙げられる。
(X) an acid group,
(Y) a group having a lactone structure, an acid anhydride group, or an acid imide group,
(Z) A group capable of decomposing by the action of an acid As the acid group (x), a phenolic hydroxyl group, a carboxylic acid group, a fluorinated alcohol group, a sulfonic acid group, a sulfonamide group, a sulfonylimide group, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) ) Methylene group, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkyl) A carbonyl) methylene group, a tris (alkylsulfonyl) methylene group, and the like.

好ましい酸基としては、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホンイミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基が挙げられる。   Preferred acid groups include fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), sulfonimide groups, and bis (alkylcarbonyl) methylene groups.

酸基(x)を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に、直接、酸基が結合している繰り返し単位、或いは、連結基を介して樹脂の主鎖に酸基が結合している繰り返し単位などが挙げられ、更には酸基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入することもでき、いずれの場合も好ましい。酸基(x)を有する繰り返し単位が、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有していてもよい。   The repeating unit having an acid group (x) includes a repeating unit in which an acid group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or a resin having a linking group. Examples include a repeating unit in which an acid group is bonded to the main chain, and a polymerization initiator or chain transfer agent having an acid group can be introduced at the end of the polymer chain at the time of polymerization. preferable. The repeating unit having an acid group (x) may have at least one of a fluorine atom and a silicon atom.

酸基(x)を有する繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂中の全繰り返し単位に対し、1〜50モル%が好ましく、より好ましくは3〜35モル%、更に好ましくは5〜20モル%である。   The content of the repeating unit having an acid group (x) is preferably from 1 to 50 mol%, more preferably from 3 to 35 mol%, still more preferably from 5 to 20 mol%, based on all repeating units in the hydrophobic resin. It is.

ラクトン構造を有する基、酸無水物基、又は酸イミド基(y)としては、ラクトン構造を有する基が特に好ましい。   As the group having a lactone structure, the acid anhydride group, or the acid imide group (y), a group having a lactone structure is particularly preferable.

これらの基を含んだ繰り返し単位は、例えば、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルによる繰り返し単位等の、樹脂の主鎖に直接この基が結合している繰り返し単位である。或いは、この繰り返し単位は、この基が連結基を介して樹脂の主鎖に結合している繰り返し単位であってもよい。或いは、この繰り返し単位は、この基を有する重合開始剤又は連鎖移動剤を重合時に用いて、樹脂の末端に導入されていてもよい。   The repeating unit containing these groups is a repeating unit in which this group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid ester and methacrylic acid ester. Alternatively, this repeating unit may be a repeating unit in which this group is bonded to the main chain of the resin via a linking group. Or this repeating unit may be introduce | transduced into the terminal of resin using the polymerization initiator or chain transfer agent which has this group at the time of superposition | polymerization.

ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、例えば、先に樹脂(A)の項で説明したラクトン構造を有する繰り返し単位と同様のものが挙げられる。   Examples of the repeating unit having a group having a lactone structure include those similar to the repeating unit having a lactone structure described above in the section of the resin (A).

ラクトン構造を有する基、酸無水物基、又は酸イミド基を有する繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂中の全繰り返し単位を基準として、1〜100モル%であることが好ましく、3〜98モル%であることがより好ましく、5〜95モル%であることが更に好ましい。   The content of the repeating unit having a group having a lactone structure, an acid anhydride group, or an acid imide group is preferably 1 to 100 mol% based on all repeating units in the hydrophobic resin, and preferably 3 to 98. It is more preferable that it is mol%, and it is still more preferable that it is 5-95 mol%.

疎水性樹脂に於ける、酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位は、樹脂(A)で挙げた酸分解性基を有する繰り返し単位と同様のものが挙げられる。酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位が、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有していてもよい。疎水性樹脂に於ける、酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂中の全繰り返し単位に対し、1〜80モル%が好ましく、より好ましくは10〜80モル%、更に好ましくは20〜60モル%である。   Examples of the repeating unit having a group (z) that is decomposed by the action of an acid in the hydrophobic resin include the same repeating units having an acid-decomposable group as mentioned for the resin (A). The repeating unit having a group (z) that decomposes by the action of an acid may have at least one of a fluorine atom and a silicon atom. In the hydrophobic resin, the content of the repeating unit having a group (z) that decomposes by the action of an acid is preferably 1 to 80 mol%, more preferably 10 to 10%, based on all repeating units in the hydrophobic resin. It is 80 mol%, More preferably, it is 20-60 mol%.

疎水性樹脂がフッ素原子を有する場合、フッ素原子の含有量は、疎水性樹脂の重量平均分子量に対し、5〜80質量%であることが好ましく、10〜80質量%であることがより好ましい。また、フッ素原子を含む繰り返し単位は、疎水性樹脂に含まれる全繰り返し単位中10〜100モル%であることが好ましく、30〜100モル%であることがより好ましい。   When the hydrophobic resin has a fluorine atom, the content of the fluorine atom is preferably 5 to 80% by mass and more preferably 10 to 80% by mass with respect to the weight average molecular weight of the hydrophobic resin. Moreover, it is preferable that the repeating unit containing a fluorine atom is 10-100 mol% in all the repeating units contained in hydrophobic resin, and it is more preferable that it is 30-100 mol%.

疎水性樹脂が珪素原子を有する場合、珪素原子の含有量は、疎水性樹脂の重量平均分子量に対し、2〜50質量%であることが好ましく、2〜30質量%であることがより好ましい。また、珪素原子を含む繰り返し単位は、疎水性樹脂に含まれる全繰り返し単位中、10〜100モル%であることが好ましく、20〜100モル%であることがより好ましい。   When the hydrophobic resin has a silicon atom, the content of the silicon atom is preferably 2 to 50% by mass and more preferably 2 to 30% by mass with respect to the weight average molecular weight of the hydrophobic resin. Moreover, it is preferable that it is 10-100 mol% in the repeating unit containing a silicon atom in all the repeating units contained in hydrophobic resin, and it is more preferable that it is 20-100 mol%.

一方、特に疎水性樹脂が側鎖部分にCH部分構造を含む場合においては、疎水性樹脂が、フッ素原子及び珪素原子を実質的に含有しない形態も好ましく、この場合、具体的には、フッ素原子又は珪素原子を有する繰り返し単位の含有量が、疎水性樹脂中の全繰り返し単位に対して5モル%以下であることが好ましく、3モル%以下であることがより好ましく、1モル%以下であることが更に好ましく、理想的には0モル%、すなわち、フッ素原子及び珪素原子を含有しない。また、疎水性樹脂は、炭素原子、酸素原子、水素原子、窒素原子及び硫黄原子から選ばれる原子のみによって構成された繰り返し単位のみで実質的に構成されることが好ましい。より具体的には、炭素原子、酸素原子、水素原子、窒素原子及び硫黄原子から選ばれる原子のみによって構成された繰り返し単位が、疎水性樹脂の全繰り返し単位中95モル%以上であることが好ましく、97モル%以上であることがより好ましく、99モル%以上であることが更に好ましく、理想的には100モル%である。 On the other hand, in the case where the hydrophobic resin contains a CH 3 partial structure in the side chain portion, it is also preferred that the hydrophobic resin does not substantially contain a fluorine atom and a silicon atom. The content of the repeating unit having an atom or silicon atom is preferably 5 mol% or less, more preferably 3 mol% or less, more preferably 1 mol% or less, based on all repeating units in the hydrophobic resin. More preferably, it is ideally 0 mol%, ie it does not contain fluorine and silicon atoms. Moreover, it is preferable that hydrophobic resin is substantially comprised only by the repeating unit comprised only by the atom chosen from a carbon atom, an oxygen atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom. More specifically, it is preferable that the repeating unit composed only of atoms selected from a carbon atom, an oxygen atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom is 95 mol% or more in the total repeating units of the hydrophobic resin. 97 mol% or more is more preferable, 99 mol% or more is further preferable, and ideally 100 mol%.

疎水性樹脂の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜100,000で、より好ましくは1,000〜50,000、更により好ましくは2,000〜15,000である。   The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene of the hydrophobic resin is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, and still more preferably 2,000 to 15,000.

また、疎水性樹脂は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
疎水性樹脂の組成物中の含有率は、本発明の組成物中の全固形分に対し、0.01〜10質量%が好ましく、0.05〜8質量%がより好ましく、0.1〜7質量%が更に好ましい。
Moreover, the hydrophobic resin may be used alone or in combination.
The content of the hydrophobic resin in the composition is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.05 to 8% by mass with respect to the total solid content in the composition of the present invention. 7 mass% is still more preferable.

疎水性樹脂は、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が0.01〜5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.01〜3質量%、0.05〜1質量%が更により好ましい。それにより、液中異物や感度等の経時変化のない組成物が得られる。また、解像度、レジスト形状、レジストパターンの側壁、ラフネスなどの点から、分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は、1〜5の範囲が好ましく、より好ましくは1〜3、更に好ましくは1〜2の範囲である。   It is natural that the hydrophobic resin has few impurities such as metals, and the residual monomer or oligomer component is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.01 to 3% by mass, 0.05-1 mass% is still more preferable. Thereby, a composition having no change over time such as foreign matter in liquid or sensitivity can be obtained. The molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as dispersity) is preferably in the range of 1 to 5, more preferably 1 to 3, and still more preferably from the viewpoints of resolution, resist shape, resist pattern sidewall, roughness, and the like. It is the range of 1-2.

疎水性樹脂は、各種市販品を利用することもできるし、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種及び開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。   As the hydrophobic resin, various commercially available products can be used, and can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and heating is performed, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable.

反応溶媒、重合開始剤、反応条件(温度、濃度等)、及び、反応後の精製方法は、樹脂(A)で説明した内容と同様であるが、疎水性樹脂の合成においては、反応の濃度が30〜50質量%であることが好ましい。   The reaction solvent, the polymerization initiator, the reaction conditions (temperature, concentration, etc.) and the purification method after the reaction are the same as described in the resin (A), but in the synthesis of the hydrophobic resin, the reaction concentration Is preferably 30 to 50% by mass.

[界面活性剤]
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、更に界面活性剤を含有することが好ましく、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することがより好ましい。
[Surfactant]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably further contains a surfactant, and a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon-based surfactant, It is more preferable to contain either one or two or more surfactants having both fluorine atoms and silicon atoms.

本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が上記界面活性剤を含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。   When the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention contains the above-mentioned surfactant, adhesion and development defects with good sensitivity and resolution when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. It is possible to provide a resist pattern with less.

フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。   Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, JP 2002-277862 A, US Patent Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 Surfactant can be mentioned, The following commercially available surfactant can also be used as it is.

使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431、4430(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)、GF−300、GF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、352、EF801、EF802、EF601((株)ジェムコ製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNOVA社製)、FTX−204D、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218、222D((株)ネオス製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。   Examples of commercially available surfactants that can be used include EFTOP EF301 and EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 and 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176 and F189. , F113, F110, F177, F120, R08 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), GF-300, GF-150 (manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), F-top EF121, EF122A, EF122B, RF122C, EF125M , EF135M, EF351, 352, EF801, EF802, EF 01 (manufactured by Gemco), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNOVA), FTX-204D, 208G, 218G, 230G, 204D, 208D, 212D, 218, 222D (manufactured by Neos) Fluorine type surfactant or silicon type surfactant can be mentioned. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon surfactant.

また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。   In addition to the known surfactants described above, the surfactant is derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called telomer method) or an oligomerization method (also called oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.

これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、いくつかの組み合わせで使用してもよい。   These surfactants may be used alone or in several combinations.

界面活性剤の使用量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.01〜10質量%、より好ましくは0.1〜5質量%である。   The amount of the surfactant used is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, based on the total amount of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition (excluding the solvent). is there.

[カルボン酸オニウム塩]
本発明における感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、カルボン酸オニウム塩を含有しても良い。カルボン酸オニウム塩としては、カルボン酸スルホニウム塩、カルボン酸ヨードニウム塩、カルボン酸アンモニウム塩などを挙げることができる。特に、カルボン酸オニウム塩としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩が好ましい。更に、本発明のカルボン酸オニウム塩のカルボキシレート残基が芳香族基、炭素−炭素2重結合を含有しないことが好ましい。特に好ましいアニオン部としては、炭素数1〜30の直鎖、分岐、単環または多環環状アルキルカルボン酸アニオンが好ましい。さらに好ましくはこれらのアルキル基の一部または全てがフッ素置換されたカルボン酸のアニオンが好ましい。アルキル鎖中に酸素原子を含んでいても良い。これにより220nm以下の光に対する透明性が確保され、感度、解像力が向上し、疎密依存性、露光マージンが改良される。
[Carboxylic acid onium salt]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition in the present invention may contain a carboxylic acid onium salt. Examples of the carboxylic acid onium salt include a carboxylic acid sulfonium salt, a carboxylic acid iodonium salt, and a carboxylic acid ammonium salt. In particular, as the carboxylic acid onium salt, an iodonium salt and a sulfonium salt are preferable. Furthermore, it is preferable that the carboxylate residue of the carboxylic acid onium salt of the present invention does not contain an aromatic group or a carbon-carbon double bond. As a particularly preferable anion moiety, a linear, branched, monocyclic or polycyclic alkylcarboxylic acid anion having 1 to 30 carbon atoms is preferable. More preferably, an anion of a carboxylic acid in which some or all of these alkyl groups are fluorine-substituted is preferable. The alkyl chain may contain an oxygen atom. This ensures transparency with respect to light of 220 nm or less, improves sensitivity and resolution, and improves density dependency and exposure margin.

フッ素置換されたカルボン酸のアニオンとしては、フロロ酢酸、ジフロロ酢酸、トリフロロ酢酸、ペンタフロロプロピオン酸、ヘプタフロロ酪酸、ノナフロロペンタン酸、パーフロロドデカン酸、パーフロロトリデカン酸、パーフロロシクロヘキサンカルボン酸、2,2−ビストリフロロメチルプロピオン酸のアニオン等が挙げられる。   Fluoro-substituted carboxylic acid anions include fluoroacetic acid, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, pentafluoropropionic acid, heptafluorobutyric acid, nonafluoropentanoic acid, perfluorododecanoic acid, perfluorotridecanoic acid, perfluorocyclohexanecarboxylic acid, 2 , 2-bistrifluoromethylpropionic acid anion and the like.

これらのカルボン酸オニウム塩は、スルホニウムヒドロキシド、ヨードニウムヒドロキシド、アンモニウムヒドロキシドとカルボン酸を適当な溶剤中酸化銀と反応させることによって合成できる。   These carboxylic acid onium salts can be synthesized by reacting sulfonium hydroxide, iodonium hydroxide, ammonium hydroxide and carboxylic acid with silver oxide in a suitable solvent.

カルボン酸オニウム塩の組成物中の含有率は、本発明の組成物の全固形分に対し、一般的には0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。   The content of the carboxylic acid onium salt in the composition is generally 0.1 to 20% by mass, preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably, based on the total solid content of the composition of the present invention. 1 to 7% by mass.

[その他の添加剤]
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻止剤及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物)等を含有させることができる。
[Other additives]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention further has solubility in dyes, plasticizers, photosensitizers, light absorbers, alkali-soluble resins, dissolution inhibitors and developers as necessary. A compound to be promoted (for example, a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less, an alicyclic compound having a carboxyl group, or an aliphatic compound) and the like can be contained.

このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122938号公報、特開平2−28531号公報、米国特許第4,916,210号明細書、欧州特許第219294号明細書等に記載の方法を参考にして、当業者において容易に合成することができる。   Such a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less is disclosed in, for example, JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, US Pat. No. 4,916,210, European Patent 219294, and the like. It can be easily synthesized by those skilled in the art with reference to the method described.

カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物の具体例としてはコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸などのステロイド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いたパターン形成方法(以下、本発明のパターン形成方法という。)について、以下に詳細に説明する。
Specific examples of alicyclic or aliphatic compounds having a carboxyl group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid, lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, cyclohexane Examples thereof include, but are not limited to, dicarboxylic acids.
A pattern forming method using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention (hereinafter referred to as the pattern forming method of the present invention) will be described in detail below.

本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、及び、本発明のパターン形成方法において使用される各種材料(例えば、レジスト溶剤、現像液、リンス液、反射防止膜形成用組成物、トップコート形成用組成物など)は、金属等の不純物を含まないことが好ましい。これら材料に含まれる不純物の含有量としては、1ppm以下が好ましく、10ppb以下がより好ましく、100ppt以下が更に好ましく、10ppt以下が特に好ましく、実質的に含まないこと(測定装置の検出限界以下であること)が最も好ましい。   Various materials used in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention and the pattern forming method of the present invention (for example, a resist solvent, a developer, a rinse solution, an antireflection film-forming composition, a top The coating forming composition or the like) preferably does not contain impurities such as metals. The content of impurities contained in these materials is preferably 1 ppm or less, more preferably 10 ppb or less, still more preferably 100 ppt or less, particularly preferably 10 ppt or less, and substantially free (below the detection limit of the measuring device). Is most preferable.

上記各種材料から金属等の不純物を除去する方法としては、例えば、フィルターを用いた濾過を挙げることができる。フィルター孔径としては、ポアサイズ10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましく、3nm以下が更に好ましい。フィルターの材質としては、ポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のフィルターが好ましい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルター濾過工程では、複数種類のフィルターを直列又は並列に接続して用いてもよい。複数種類のフィルターを使用する場合は、孔径及び/又は材質が異なるフィルターを組み合わせて使用しても良い。また、各種材料を複数回濾過してもよく、複数回濾過する工程が循環濾過工程であっても良い。   Examples of a method for removing impurities such as metals from the various materials include filtration using a filter. The pore size of the filter is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and still more preferably 3 nm or less. As a material of the filter, a filter made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon is preferable. A filter that has been washed in advance with an organic solvent may be used. In the filter filtration step, a plurality of types of filters may be connected in series or in parallel. When a plurality of types of filters are used, filters having different pore diameters and / or materials may be used in combination. Moreover, various materials may be filtered a plurality of times, and the step of filtering a plurality of times may be a circulating filtration step.

また、上記各種材料に含まれる金属等の不純物を低減する方法としては、各種材料を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、各種材料を構成する原料に対してフィルター濾過を行う、装置内をテフロン(登録商標)でライニングする等してコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法を挙げることができる。各種材料を構成する原料に対して行うフィルター濾過における好ましい条件は、上述した条件と同様である。   Moreover, as a method for reducing impurities such as metals contained in the various materials, a raw material having a low metal content is selected as a raw material constituting the various materials, and filter filtration is performed on the raw materials constituting the various materials. For example, the inside of the apparatus may be lined with Teflon (registered trademark), and distillation may be performed under a condition in which contamination is suppressed as much as possible. The preferable conditions for filter filtration performed on the raw materials constituting the various materials are the same as those described above.

フィルター濾過の他、吸着材による不純物の除去を行っても良く、フィルター濾過と吸着材を組み合わせて使用しても良い。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができ、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材を使用することができる。   In addition to filter filtration, impurities may be removed with an adsorbent, or a combination of filter filtration and adsorbent may be used. As the adsorbent, known adsorbents can be used. For example, inorganic adsorbents such as silica gel and zeolite, and organic adsorbents such as activated carbon can be used.

また、本発明は、上記した本発明のパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法、及び、この製造方法により製造された電子デバイスにも関する。   The present invention also relates to an electronic device manufacturing method including the pattern forming method of the present invention described above, and an electronic device manufactured by this manufacturing method.

本発明の電子デバイスは、電気電子機器(家電、OA(Office Appliance)・メディア関連機器、光学用機器及び通信機器等)に、好適に、搭載されるものである。   The electronic device of the present invention is suitably mounted on electrical and electronic equipment (home appliances, OA (Office Appliance) / media related equipment, optical equipment, communication equipment, etc.).

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。
<酸分解性樹脂の合成>
合成例:樹脂A−1の合成
シクロヘキサノン39質量部を窒素気流下、80℃に加熱した。この液を攪拌しながら、下記構造式M−1で表されるモノマー8.89質量部、下記構造式M−2で表されるモノマー9.11質量部、下記構造式M−3で表されるモノマー1.72質量部、シクロヘキサノン73質量部、及び、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔V−601、和光純薬工業(株)製〕0.69質量部の混合溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃で更に2時間攪拌した。反応液を放冷後、多量メタノール/水(質量比9:1)で再沈殿、ろ過し、得られた固体を真空乾燥することで、下記樹脂A−1を18質量部得た。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, the content of this invention is not limited by this.
<Synthesis of acid-decomposable resin>
Synthesis Example: Synthesis of Resin A-1 39 parts by mass of cyclohexanone was heated to 80 ° C. in a nitrogen stream. While stirring this solution, 8.89 parts by mass of a monomer represented by the following structural formula M-1, 9.11 parts by mass of a monomer represented by the following structural formula M-2, and represented by the following structural formula M-3 A mixed solution of 1.72 parts by mass of monomer, 73 parts by mass of cyclohexanone, and dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate [V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] over 6 hours. It was dripped. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 2 hours. The reaction solution was allowed to cool, then reprecipitated and filtered with a large amount of methanol / water (mass ratio 9: 1), and the obtained solid was vacuum dried to obtain 18 parts by mass of the following resin A-1.

得られた樹脂A−1のGPC(キャリア:テトラヒドロフラン(Tetrahydrofuran;THF))から求めた重量平均分子量(Mw:ポリスチレン換算)は、Mw=10500、分散度はMw/Mn=1.62であった。13C−NMR(Nuclear Magnetic Resonance)により測定した組成比(モル比;左から順に対応)は40/50/10であった。 The weight average molecular weight (Mw: converted to polystyrene) obtained from GPC (carrier: Tetrahydrofuran; THF) of the obtained resin A-1 was Mw = 10500, and the dispersity was Mw / Mn = 1.62. . The composition ratio (molar ratio; corresponding in order from the left) measured by 13 C-NMR (Nuclear Magnetic Resonance) was 40/50/10.

なお、合成例1と同様の操作を行い、酸分解性樹脂である後掲のA−2〜A−14、A−20〜A−22を合成した。   The same operations as in Synthesis Example 1 were performed to synthesize the following A-2 to A-14 and A-20 to A-22, which are acid-decomposable resins.

[レジスト組成物の調製]
下記表2−1〜2−4に示す成分を同表に示す溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度4質量%の溶液を調製し、さらに0.05μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターで濾過することで、レジスト組成物(実施例および比較例のレジスト組成物)を調製した。
[Preparation of resist composition]
The components shown in the following Tables 2-1 to 2-4 are dissolved in the solvents shown in the same table, and a solution with a solid content concentration of 4% by mass is prepared for each, and further filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.05 μm. Thus, resist compositions (resist compositions of Examples and Comparative Examples) were prepared.

[架橋処理液の調製]
架橋処理液として、後掲の表2−2、表2−3及び表2−4に示す成分を同表に示す溶剤に溶解させ、固形分濃度2質量%の溶液を調製した。
[Preparation of cross-linking solution]
As the crosslinking treatment liquid, the components shown in Table 2-2, Table 2-3 and Table 2-4 below were dissolved in the solvents shown in the same table to prepare a solution having a solid content concentration of 2% by mass.

表2−1〜2−4における略号は、次の通りである。   Abbreviations in Tables 2-1 to 2-4 are as follows.

〔酸分解性樹脂〕
実施例及び比較例において使用された樹脂の構造と、樹脂の組成比(モル比)、重量平均分子量及び分散度を以下に示す。
(Acid-decomposable resin)
The structure of the resin used in the examples and comparative examples, the composition ratio (molar ratio) of the resin, the weight average molecular weight, and the degree of dispersion are shown below.

〔酸発生剤〕
酸発生剤(B)の構造式を以下に示す。
[Acid generator]
The structural formula of the acid generator (B) is shown below.

〔塩基性化合物〕
塩基性化合物の構造式を以下に示す。
[Basic compounds]
The structural formula of the basic compound is shown below.

〔疎水性樹脂〕
疎水性樹脂の構造式と、その組成比(モル比)、重量平均分子量及び分散度を以下に示す。各疎水性樹脂の組成比(モル比)、重量平均分子量及び分散度は、上掲の酸分解性樹脂と同様の方法により求めた。
[Hydrophobic resin]
The structural formula of the hydrophobic resin, its composition ratio (molar ratio), weight average molecular weight and degree of dispersion are shown below. The composition ratio (molar ratio), weight average molecular weight, and degree of dispersion of each hydrophobic resin were determined by the same method as the acid-decomposable resin described above.

〔界面活性剤〕
W−1:メガファックF176(DIC(株)製)(フッ素系)
W−2:メガファックR08(DIC(株)製)(フッ素及びシリコン系)
〔溶剤〕
S1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate;PGMEA)
S2:シクロヘキサノン
S3:γ−ブチロラクトン
S4:プロピレングリコールモノメチルエーテル(Propylene Glycol Monomethyl Ether;PGME)
S5:乳酸エチル
〔架橋処理液に使用した架橋剤(D)〕
架橋処理液に使用した架橋剤(D)の構造式を以下に示す。
[Surfactant]
W-1: Megafuck F176 (manufactured by DIC Corporation) (fluorine-based)
W-2: Megafuck R08 (manufactured by DIC Corporation) (fluorine and silicon)
〔solvent〕
S1: Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate (PGMEA)
S2: Cyclohexanone S3: γ-Butyrolactone S4: Propylene Glycol Monomethyl Ether (PGME)
S5: Ethyl lactate [Crosslinking agent (D) used in the crosslinking treatment liquid]
The structural formula of the crosslinking agent (D) used in the crosslinking treatment liquid is shown below.

〔架橋剤と共に使用する添加剤〕
架橋剤の反応速度を向上させるための添加剤の構造式を以下に示す。
[Additives used with crosslinking agents]
Structural formulas of additives for improving the reaction rate of the crosslinking agent are shown below.

〔架橋処理液に使用した溶剤〕
架橋処理液に使用した溶剤の構造式を以下に示す。
[Solvent used in the cross-linking solution]
The structural formula of the solvent used for the crosslinking treatment liquid is shown below.

実施例1〜22、比較例1〜2〔有機溶剤現像→架橋処理→アルカリ現像〕
シリコンウェハ上に、有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で60秒間に亘ってベークした(有機反射防止膜の膜厚80nm)。その上に、下記表3に記載のレジスト組成物を塗布し、90℃で60秒間に亘ってベークした。これにより、膜厚が85nmのレジスト膜を形成した。
Examples 1-22, Comparative Examples 1-2 [Organic solvent development → crosslinking treatment → alkali development]
On the silicon wafer, an organic antireflection film ARC29A (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied and baked at 205 ° C. for 60 seconds (organic antireflection film thickness 80 nm). The resist composition described in Table 3 below was applied thereon and baked at 90 ° C. for 60 seconds. Thereby, a resist film having a film thickness of 85 nm was formed.

得られたレジスト膜に対し、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製XT1700i、NA1.20、Dipole、アウターシグマ0.900、インナーシグマ0.800、Y偏向)を用いて、パターン露光を行った。液浸液としては、超純水を用いた。   The obtained resist film was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser immersion scanner (SMTL XT1700i, NA 1.20, Dipole, outer sigma 0.900, inner sigma 0.800, Y deflection). . Ultra pure water was used as the immersion liquid.

なお、レクチルとしては、ピッチ120nmであり且つライン:スペース=1:1である6%ハーフトーンマスクを用いた。   As the reticle, a 6% halftone mask having a pitch of 120 nm and line: space = 1: 1 was used.

その後、100℃で60秒間ベーク(Post Exposure Bake:PEB)した後、室温まで冷却した。   Then, after baking at 100 degreeC for 60 second (Post Exposure Bake: PEB), it cooled to room temperature.

次に、酢酸ブチルで30秒間パドルして現像した後、リンス液〔メチルイソブチルカルビノール(Methyl Isobutyl Carbinol;MIBC)〕で30秒間リンスした。   Next, it was developed by paddle with butyl acetate for 30 seconds, and then rinsed with a rinsing solution [Methyl Isobutyl Carbinol (MIBC)] for 30 seconds.

続いてこの膜を、下記表3に記載の架橋処理液に30秒間浸漬した後、架橋処理液から取り出し、同表中に記載の条件で加熱して架橋反応を行った。その後、リンス液〔メチルイソブチルカルビノール(MIBC)〕で10秒間リンスした後、乾燥させた。   Subsequently, this film was immersed in a crosslinking treatment solution described in Table 3 for 30 seconds, then taken out from the crosslinking treatment solution, and heated under the conditions described in the table to perform a crosslinking reaction. Thereafter, the substrate was rinsed with a rinsing solution [methyl isobutyl carbinol (MIBC)] for 10 seconds and then dried.

続いてこの膜を、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(Tetramethylammonium hydroxide;TMAH)水溶液で30秒間パドルして現像し、純水で10秒間リンスした。   Subsequently, the film was developed by padding with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution for 30 seconds and rinsed with pure water for 10 seconds.

その後、4000rpmの回転数で30秒間ウェハを回転させることにより、マスク上のピッチの半分のピッチを有するラインアンドスペースのレジストパターンを得た。   Thereafter, the wafer was rotated at a rotational speed of 4000 rpm for 30 seconds to obtain a line-and-space resist pattern having a pitch half the pitch on the mask.

<評価>
[限界解像性]
上記パターン形成方法で得られたラインアンドスペースパターンを、測長走査型電子顕微鏡(SEM(Scanning Electron Microscope)(株)日立製作所S−9380II)を使用して観察し、ブリッジなくラインアンドスペースパターンが解像している最小のハーフピッチを限界解像性として評価を行った。
<Evaluation>
[Limit resolution]
The line and space pattern obtained by the above pattern formation method was observed using a length-measuring scanning electron microscope (SEM (Scanning Electron Microscope), Hitachi, Ltd. S-9380II). The minimum half-pitch resolution was evaluated as the limit resolution.

パターンの分離が不明瞭で、マスク上のピッチの半分のピッチを有するラインアンドスペースパターンが得られない場合、評価不能とし、空欄とした。   If the pattern separation was unclear and a line-and-space pattern having a pitch half the pitch on the mask could not be obtained, the evaluation was impossible and the column was left blank.

実施例23〜24〔第1の有機溶剤現像→架橋処理→第2の有機溶剤現像〕
レジスト組成物として下記表4に記載のレジスト組成物を用い、二回目の現像における現像液を、TMAH水溶液からシクロヘキサノンに変更し、その後のリンス処理におけるリンス液として、水をMIBCに変更した以外は、実施例1〜24と同様の処理を行い、ピッチ60nmのラインアンドスペースのレジストパターンを得た。
Examples 23 to 24 [first organic solvent development → crosslinking treatment → second organic solvent development]
The resist composition described in Table 4 below was used as the resist composition, the developer in the second development was changed from a TMAH aqueous solution to cyclohexanone, and water was changed to MIBC as the rinse liquid in the subsequent rinsing process. The same processing as in Examples 1 to 24 was performed to obtain a line and space resist pattern with a pitch of 60 nm.

<評価>
[限界解像性]
上記と同様の評価方法により、限界解像性を評価した。結果を表4に示す。
<Evaluation>
[Limit resolution]
The limit resolution was evaluated by the same evaluation method as described above. The results are shown in Table 4.

表3及び表4に示された評価結果から、本発明のパターン形成方法により、パターン間のブリッジ欠陥が抑制され、限界解像性の高いパターンが得られることがわかる。なお、比較例1、2では、架橋処理によりパターンの側壁部(中間露光量領域)だけではなく全体が不溶化された結果、パターン上部も残存し、パターンの分離が不明瞭であった。   From the evaluation results shown in Table 3 and Table 4, it can be seen that the pattern formation method of the present invention suppresses bridging defects between patterns and provides a pattern with high limit resolution. In Comparative Examples 1 and 2, as a result of insolubilizing not only the pattern side wall (intermediate exposure amount region) but also the entire pattern by the crosslinking treatment, the upper part of the pattern remained, and the pattern separation was unclear.

10・・・基板、
11・・・低露光量の領域(未露光部)、
12・・・中間露光量の領域(中間露光部)、
13・・・高露光量の領域(露光部)
10 ... substrate,
11: Low exposure area (unexposed area),
12: Region of intermediate exposure amount (intermediate exposure part),
13 ... High exposure area (exposure part)

Claims (9)

(i) 酸分解性基及び架橋性反応基を含む樹脂(A)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて感活性光線性又は感放射線性膜を形成する工程、
(ii) 前記膜に活性光線又は放射線を照射する工程、
(iii) 前記膜を、有機溶剤を含有する第1の現像液を用いて現像し、低露光量領域を除去してネガ型パターンを形成する工程、
(iv)前記ネガ型パターンの中間露光量領域の第2の現像液に対する溶解性を低下させる工程、及び
(v) 前記ネガ型パターンを第2の現像液を用いて現像し、高露光量領域を除去することにより、中間露光量領域のみをパターンとして残存させる工程
を、この順序で含むパターン形成方法。
(I) forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing the resin (A) containing an acid-decomposable group and a crosslinkable reactive group;
(Ii) irradiating the film with actinic rays or radiation;
(Iii) developing the film with a first developer containing an organic solvent, removing a low exposure area to form a negative pattern,
(Iv) reducing the solubility of the negative pattern in the intermediate exposure area in the second developer; and (v) developing the negative pattern using the second developer to obtain a high exposure area. The pattern formation method which includes the process of leaving only an intermediate | middle exposure amount area | region as a pattern by removing this in this order.
前記第2の現像液がアルカリ現像液である、請求項1に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the second developer is an alkali developer. 前記第2の現像液が有機溶剤を含有している、請求項1に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the second developer contains an organic solvent. 前記工程(iv)が、前記架橋性反応基と反応する処理剤を前記ネガ型パターンに接触させることを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the step (iv) includes bringing a treatment agent that reacts with the crosslinkable reactive group into contact with the negative pattern. 前記樹脂(A)が、酸分解性基及び架橋性反応基を有する繰り返し単位を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method of any one of Claims 1-4 in which the said resin (A) contains the repeating unit which has an acid-decomposable group and a crosslinkable reactive group. 前記繰り返し単位において、前記架橋性反応基が、前記酸分解性基の部分構造である酸の作用により脱離する部位に含まれる、請求項5に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 5, wherein in the repeating unit, the crosslinkable reactive group is included in a site that is eliminated by the action of an acid that is a partial structure of the acid decomposable group. 前記酸分解性基が、下記一般式(1)で表される、請求項6に記載のパターン形成方法。
一般式(1)中、
及びRは、各々独立に置換基を表し、Lは(n+1)価の連結基を表し、Xは架橋性反応基を示し、nは1以上の整数を表し、*は、樹脂(A)の主鎖との結合位置を表す。R、R及びLから選択される2つは互いに連結して環を形成してもよい。
The pattern forming method according to claim 6, wherein the acid-decomposable group is represented by the following general formula (1).
In general formula (1),
R 1 and R 2 each independently represent a substituent, L 1 represents a (n + 1) -valent linking group, X represents a crosslinkable reactive group, n represents an integer of 1 or more, and * represents Represents the bonding position with the main chain of the resin (A). Two selected from R 1 , R 2 and L 1 may be linked to each other to form a ring.
前記酸分解性基が、下記一般式(2)で表される、請求項6に記載のパターン形成方法。
一般式(2)中、
及びRは、各々独立に置換基を表し、R及びRは、各々独立に水素原子又は置換基を表し、Lは(n+1)価の連結基を表し、Lは単結合又は2価の連結基を表し、Xは架橋性反応基を表し、nは1以上の整数を表し、*は、樹脂(A)の主鎖との結合位置を表す。R、R及びLから選択される2つは互いに連結して環を形成してもよく、また、R及びRは互いに連結して環を形成してもよい。
The pattern forming method according to claim 6, wherein the acid-decomposable group is represented by the following general formula (2).
In general formula (2),
R 1 and R 2 each independently represent a substituent, R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, L 2 represents an (n + 1) -valent linking group, and L 3 Represents a single bond or a divalent linking group, X represents a crosslinkable reactive group, n represents an integer of 1 or more, and * represents a bonding position with the main chain of the resin (A). Two selected from R 1 , R 2 and L 2 may be connected to each other to form a ring, and R 3 and R 4 may be connected to each other to form a ring.
請求項1〜8のいずれか1項に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。   The manufacturing method of an electronic device containing the pattern formation method of any one of Claims 1-8.
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