JP5728883B2 - Radiation sensitive resin composition - Google Patents

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本発明は、化学増幅型レジスト組成物、特に液浸露光用のレジスト組成物として好適に用いられる感放射線性樹脂組成物、及びその感放射線性樹脂組成物の製造方法に関する。   The present invention relates to a chemically amplified resist composition, particularly a radiation-sensitive resin composition suitably used as a resist composition for immersion exposure, and a method for producing the radiation-sensitive resin composition.

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、従来、酸解離性基を有する重合体を含む樹脂組成物によって基板上にレジスト被膜を形成し、マスクパターンを介してそのレジスト被膜にエキシマレーザー等の短波長の放射線を照射して露光させ、露光部をアルカリ現像液で除去することにより微細なレジストパターンを形成することが行われている。この際、樹脂組成物中に放射線照射により酸を発生する感放射線性酸発生剤を含有させ、その酸の作用により感度を向上させた化学増幅型レジストが利用されている。   In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, conventionally, a resist film is formed on a substrate with a resin composition containing a polymer having an acid dissociable group, and the resist film is formed on the resist film via a mask pattern. A fine resist pattern is formed by irradiating a short-wavelength radiation such as an excimer laser for exposure, and removing an exposed portion with an alkaline developer. Under the present circumstances, the chemical amplification type resist which contained the radiation sensitive acid generator which generate | occur | produces an acid by irradiation in a resin composition, and improved the sensitivity by the effect | action of the acid is utilized.

このような化学増幅型レジストにおいて、例えば、線幅45nm程度のさらに微細なレジストパターンを形成する方法として、液浸露光法(リキッドイマージョンリソグラフィ)の利用が拡大しつつある。この方法では露光光路空間(レンズとレジスト被膜との間)を、空気や不活性ガスに比して屈折率(n)が大きい液浸媒体、例えば、純水、フッ素系不活性液体等で満たした状態で露光を行う。従って、レンズの開口数(NA)を増大させた場合でも、焦点深度が低下し難く、しかも高い解像性が得られるという利点がある。   In such a chemically amplified resist, for example, as a method for forming a finer resist pattern having a line width of about 45 nm, the use of an immersion exposure method (liquid immersion lithography) is expanding. In this method, the exposure optical path space (between the lens and the resist film) is filled with an immersion medium having a refractive index (n) larger than that of air or an inert gas, such as pure water or a fluorine-based inert liquid. The exposure is performed in the state. Therefore, even when the numerical aperture (NA) of the lens is increased, there is an advantage that the depth of focus is hardly lowered and high resolution can be obtained.

液浸露光法においては、レジスト被膜からの酸発生剤等の溶出抑制による装置汚染の防止、及び被膜表面の水切れ性向上によるスキャン露光の高速化などが要求され、その解決手段として、例えば、国際公開第2007/116664号には、疎水性が高い含フッ素重合体を含有せしめた樹脂組成物が提案されている。   In the immersion exposure method, it is required to prevent device contamination by suppressing the elution of acid generators from the resist film, and to increase the scanning exposure speed by improving the water drainage of the film surface. Publication No. 2007/116664 proposes a resin composition containing a fluorine-containing polymer having high hydrophobicity.

しかし、レジスト被膜の疎水性を上げるだけでは、現像液やリンス液の表面濡れ性が低下し、現像残渣の除去が不十分となって、ブロッブ(Blob)等の現像欠陥が発生することがある。このような現像欠陥を抑制することを目的として、特開2010−032994号公報には、液浸露光時には疎水性であるが、アルカリ現像時には、塩基解離性基が加水分解されることによって疎水性が低下するフッ素含有重合体が提案されている。   However, simply increasing the hydrophobicity of the resist film reduces the surface wettability of the developer and rinse solution, resulting in insufficient removal of the development residue, and development defects such as blobs may occur. . For the purpose of suppressing such development defects, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-032994 discloses hydrophobicity during immersion exposure, but hydrophobicity due to hydrolysis of a base-dissociable group during alkaline development. Fluorine-containing polymers have been proposed in which the lowering is achieved.

しかしながら、このような塩基解離性基を有する含フッ素重合体は、アルカリ現像液のような弱いアルカリによっても、より短時間で加水分解が進行するよう設計されている。また、レジストパターンの微細化が線幅90nm以下のレベルまで進展している現在にあっては、パターン形状を向上させ、線幅のバラツキを小さくする目的で、酸拡散制御剤として塩基性化合物が添加されることが多くなっている。そのため、長期間の保存中において上記加水分解が進行してしまい、組成物中にパーティクルが発生し易く、加えて、組成物の放射線感度や、組成物から得られるレジスト被膜の後退接触角等の特性が変動し易くなっているという不都合がある。   However, such a fluorine-containing polymer having a base-dissociable group is designed so that hydrolysis proceeds in a shorter time even with a weak alkali such as an alkali developer. In addition, at present, when the miniaturization of the resist pattern is progressing to a level of 90 nm or less, a basic compound is used as an acid diffusion control agent for the purpose of improving the pattern shape and reducing the variation in the line width. Increasingly added. Therefore, the hydrolysis proceeds during long-term storage, and particles are easily generated in the composition. In addition, the radiation sensitivity of the composition, the receding contact angle of the resist film obtained from the composition, etc. There is an inconvenience that the characteristics are easily changed.

国際公開第2007/116664号International Publication No. 2007/116664 特開2010−032994号公報JP 2010-032994 A

本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、その目的は、保存安定性に優れ、長期間の保存においても液中パーティクルの発生が抑制され、放射線感度や得られるレジスト被膜の後退接触角等の特性の経時変動が小さい感放射線性樹脂組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of these disadvantages, and its purpose is excellent in storage stability, generation of particles in the liquid is suppressed even during long-term storage, radiation sensitivity and receding contact of the resulting resist film. An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition having a small variation with time in characteristics such as corners.

本発明者らは、上述の目的を達成すべく鋭意検討した結果、感放射線性樹脂組成物中に含まれる塩基解離性基を有する含フッ素重合体のうち一定分子量以下の重合体の含有量を所定値以下にすることにより、保存時における感放射線性樹脂組成物の諸特性の経時変動を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have determined the content of a polymer having a certain molecular weight or less among the fluorine-containing polymers having a base-dissociable group contained in the radiation-sensitive resin composition. It has been found that, by setting it to a predetermined value or less, variations with time of various characteristics of the radiation-sensitive resin composition during storage can be suppressed, and the present invention has been completed.

上記課題を解決するためになされた発明は、
[A]塩基解離性基を含む構造単位(f)を有する含フッ素重合体(以下、単に「[A]含フッ素重合体」ともいう。)
を含有し、
分子量1,000以下の[A]含フッ素重合体(以下、「低分子量重合体」ともいう。)の含有量が0.02質量%以下である感放射線性樹脂組成物である。
The invention made to solve the above problems is
[A] Fluoropolymer having a structural unit (f) containing a base dissociable group (hereinafter, also simply referred to as “[A] fluoropolymer”)
Containing
A radiation-sensitive resin composition having a content of [A] fluoropolymer having a molecular weight of 1,000 or less (hereinafter also referred to as “low molecular weight polymer”) of 0.02% by mass or less.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、[A]含フッ素重合体を含有し、かつその[A]含フッ素重合体のうちスチレン換算分子量が1,000以下の重合体の含有量が0.02質量%以下であることで、保存安定性に優れる。すなわち、当該感放射線性樹脂組成物は、保存時において、当該組成物中のパーティクル発生が抑制されると共に、当該組成物の放射線感度の変動を小さく抑えることができ、さらに、当該組成物から得られたレジスト被膜表面の露光時の後退接触角の変動を小さくできるという特性を発揮する。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention contains [A] a fluoropolymer, and among the [A] fluoropolymer, the content of a polymer having a styrene-converted molecular weight of 1,000 or less is 0.00. It is excellent in storage stability by being 02 mass% or less. That is, the radiation-sensitive resin composition can suppress the generation of particles in the composition during storage, can suppress a variation in radiation sensitivity of the composition, and can be obtained from the composition. It exhibits the characteristic that the fluctuation of the receding contact angle at the time of exposure of the resist film surface can be reduced.

このように、当該感放射線性樹脂組成物中の低分子量重合体の含有量を0.02質量%以下とすることで保存安定性が向上する理由は必ずしも明確ではないが、例えば、以下のように考えることができる。すなわち、分子量1,000以下の[A]含フッ素重合体が有する塩基解離性基は、分子量1,000を超える[A]含フッ素重合体の塩基解離性基に比べて、解離性が高く、当該感放射線性樹脂組成物の保存中に加水分解がより進行し易いと考えられる。そして、上記加水分解によりカルボキシル基等が生成し、[A]含フッ素重合体の組成物中における相溶性が低下するため、パーティクルの発生が起こるものと推定される。従って、低分子量重合体の含有量が一定値以下である当該感放射線性樹脂組成物によれば、保存時のパーティクル発生が抑制される。また、当該組成物中の感放射線性酸発生剤の酸発生効率は、上記生成したカルボキシル基等の存在の影響を受けると考えられる。従って、当該感放射線性樹脂組成物によれば、その放射線感度の変動を抑制することができる。さらに、上述のように、低分子量重合体の塩基解離性基は加水分解し易いため、保存後において、低分子量重合体は多くのカルボキシル基を有し、疎水性が低くなっている。加えて、低分子量であるゆえ、被膜表面により偏在し易い傾向があると考えられる。その結果、低分子量重合体は、レジスト被膜表面の後退接触角の低下や変動に大きく影響すると考えられる。しかし、当該感放射線性樹脂組成物によれば、低分子量重合体の含有量が一定値以下に低減されているので、保存時における被膜表面の後退接触角の低下や変動を抑制することができるものと考えられる。   As described above, the reason why the storage stability is improved by setting the content of the low molecular weight polymer in the radiation-sensitive resin composition to 0.02% by mass or less is not necessarily clear. Can think. That is, the base dissociable group possessed by the [A] fluoropolymer having a molecular weight of 1,000 or less has higher dissociation properties than the base dissociable group of the [A] fluoropolymer having a molecular weight exceeding 1,000, It is considered that hydrolysis is more likely to proceed during storage of the radiation sensitive resin composition. And since a carboxyl group etc. generate | occur | produce by the said hydrolysis and the compatibility in the composition of a [A] fluoropolymer falls, generation | occurrence | production of a particle is estimated to occur. Therefore, according to the said radiation sensitive resin composition whose content of a low molecular weight polymer is below a fixed value, generation | occurrence | production of the particle at the time of storage is suppressed. The acid generation efficiency of the radiation-sensitive acid generator in the composition is considered to be affected by the presence of the generated carboxyl group and the like. Therefore, according to the said radiation sensitive resin composition, the fluctuation | variation of the radiation sensitivity can be suppressed. Furthermore, as mentioned above, since the base dissociable group of the low molecular weight polymer is easily hydrolyzed, the low molecular weight polymer has many carboxyl groups and has low hydrophobicity after storage. In addition, since it has a low molecular weight, it is considered that the film surface tends to be unevenly distributed. As a result, it is considered that the low molecular weight polymer greatly affects the decrease or fluctuation of the receding contact angle on the resist coating surface. However, according to the radiation-sensitive resin composition, since the content of the low molecular weight polymer is reduced to a certain value or less, it is possible to suppress a decrease or fluctuation in the receding contact angle of the coating surface during storage. It is considered a thing.

上記構造単位(f)の塩基解離性基がフッ素原子を有するとよい。フッ素原子を有する塩基解離性基は、フッ素原子の電子吸引性に起因して解離性が高くなっている。そのような含フッ素重合体を含有する感放射線性樹脂組成物は一般的に保存時の特性変動を起こし易いので、上記低分子量重合体の含有量を特定範囲にすることによる効果が特に大きい。   The base dissociable group of the structural unit (f) may have a fluorine atom. A base dissociable group having a fluorine atom has a high dissociation property due to the electron withdrawing property of the fluorine atom. Since the radiation sensitive resin composition containing such a fluorine-containing polymer generally tends to cause characteristic fluctuations during storage, the effect of setting the content of the low molecular weight polymer in a specific range is particularly great.

上記塩基解離性基がフッ素原子を有する芳香族炭化水素基であるとよい。フッ素原子を有する芳香族炭化水素基を塩基解離性基とすると、解離性がさらに高まるため、さらに保存時の特性変動が起こり易い傾向がある。従って、上記低分子量重合体の含有量を特定範囲にすることによる効果がさらに大きくなる。   The base dissociable group may be an aromatic hydrocarbon group having a fluorine atom. When an aromatic hydrocarbon group having a fluorine atom is used as a base dissociable group, the dissociation property is further increased, and therefore, characteristic variation during storage tends to easily occur. Therefore, the effect by making content of the said low molecular weight polymer into a specific range becomes still larger.

[A]含フッ素重合体における構造単位(f)が、下記式(1)で表されるとよい。

Figure 0005728883
(式(1)中、Rは水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基であり、この炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基が少なくとも1個のハロゲン原子を有していてもよい。Eは単結合又は(n+1)価の連結基である。Rfはフッ素原子を有していてもよい1価の鎖状炭化水素基又は1価の芳香族炭化水素基である。nは1〜3の整数である。nが2又は3の場合、Rfはそれぞれ独立して上記定義を有する。) [A] The structural unit (f) in the fluoropolymer may be represented by the following formula (1).
Figure 0005728883
(In Formula (1), R is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is at least 1; E may be a single bond or a (n + 1) -valent linking group, Rf may be a monovalent chain hydrocarbon group that may have a fluorine atom, or a monovalent An aromatic hydrocarbon group, n is an integer of 1 to 3. When n is 2 or 3, each Rf independently has the above definition.

[A]含フッ素重合体における構造単位(f)が上記特定の構造を有することで、[A]含フッ素重合体を容易に合成することができる。   When the structural unit (f) in the [A] fluoropolymer has the specific structure, the [A] fluoropolymer can be easily synthesized.

上記式(1)が、下記式(1−1)、(1−2)、(1−3)及び(1−4)でそれぞれ表される構造単位群より選ばれる少なくとも1種であるとよい。

Figure 0005728883
(式(1−1)中、R及びRfの定義は式(1)と同じである。Rは置換基を有していてもよい2価の鎖状の有機基又は芳香族炭化水素基である。Xは少なくとも1個のフッ素原子を有する2価の炭化水素基である。)
Figure 0005728883
(式(1−2)中、R及びRfの定義は式(1)と同じである。Rは置換基を有していてもよい2価の鎖状炭化水素基又は芳香族炭化水素基である。)
Figure 0005728883
(式(1−3)中、Rの定義は上記式(1)と同じである。Rは1価の芳香族炭化水素基である。この芳香族炭化水素基の水素原子の一部又は全部が置換基によって置換されていてもよい。R21はメチレン基、−CH(CH)−、−C(CH−、−CHCH−又は酸素原子である。R22は水素原子又は置換基である。)
Figure 0005728883
(式(1−4)中、R’は少なくとも1個のフッ素原子を有する炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基である。Rfの定義は式(1)と同じである。) The said Formula (1) is good in it being at least 1 sort (s) chosen from the structural unit group respectively represented by following formula (1-1), (1-2), (1-3) and (1-4). .
Figure 0005728883
(In formula (1-1), the definitions of R and Rf are the same as in formula (1). R a is a divalent chain organic group or aromatic hydrocarbon group which may have a substituent. X is a divalent hydrocarbon group having at least one fluorine atom.)
Figure 0005728883
(In formula (1-2), the definitions of R and Rf are the same as those in formula (1). R a is a divalent chain hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group which may have a substituent. .)
Figure 0005728883
(In formula (1-3), the definition of R is the same as that in the above formula (1). R 0 is a monovalent aromatic hydrocarbon group. A part of hydrogen atoms of this aromatic hydrocarbon group or all of which may be substituted by a substituent .R 21 is methylene group, -CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, - CH 2 CH 2 - or .R 22 is an oxygen atom It is a hydrogen atom or a substituent.)
Figure 0005728883
(In Formula (1-4), R 'is a C1-C4 monovalent chain hydrocarbon group having at least one fluorine atom. The definition of Rf is the same as in Formula (1). )

[A]含フッ素重合体における構造単位(I)が上記構造単位群から選ばれる特定の構造であると、これら構造単位を与える単量体の重合性が高く、[A]含フッ素重合体中のこれら構造単位の含有率を高くすることができる。従って、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト被膜表面の後退接触角の大きさ及びアルカリ現像による後退接触角の低下度を大きくすることができる。   [A] When the structural unit (I) in the fluoropolymer has a specific structure selected from the above structural unit group, the monomer giving these structural units has high polymerizability, and [A] in the fluoropolymer The content of these structural units can be increased. Therefore, the magnitude of the receding contact angle on the resist film surface formed from the radiation-sensitive resin composition and the degree of reduction of the receding contact angle due to alkali development can be increased.

[A]含フッ素重合体が、酸解離性基を含む構造単位(p)をさらに有することが好ましい。[A]含フッ素重合体が、酸解離性基を含む構造単位をさらに有することで、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジストパターンのアルカリ現像後の形状を向上させることができる。   [A] It is preferable that the fluoropolymer further has a structural unit (p) containing an acid dissociable group. [A] When the fluoropolymer further has a structural unit containing an acid-dissociable group, the shape of the resist pattern formed from the radiation-sensitive resin composition after alkali development can be improved.

[A]含フッ素重合体における構造単位(p)が下記式(4)で表される構造単位(IV)であることが好ましい。

Figure 0005728883
(式(4)中、Rは水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基であり、この炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基が少なくとも1個のハロゲン原子を有していてもよい。Yは下記式(Y−1)で表される基である。)
Figure 0005728883
(式(Y−1)中、Rp1は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の1価の脂肪族環状炭化水素基である。Rp2及びRp3はそれぞれ独立して炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の1価の脂肪族環状炭化水素基であるか、又はRp2及びRp3が互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に炭素数4〜20の2価の脂肪族環状炭化水素基を形成する。) [A] The structural unit (p) in the fluoropolymer is preferably a structural unit (IV) represented by the following formula (4).
Figure 0005728883
(In Formula (4), R is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is at least 1; (Y may be a group represented by the following formula (Y-1)).
Figure 0005728883
(In the formula (Y-1), R p1 is a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. R p2 and R p3 Are each independently a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or R p2 and R p3 are bonded to each other. , Together with the carbon atoms to which each is bonded, a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms is formed.)

[A]含フッ素重合体の構造単位(p)が上記特定の構造を有すると、その酸解離性基の高い解離容易性に起因して、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジストパターンのアルカリ現像後の形状をさらに改善することができる。   [A] When the structural unit (p) of the fluoropolymer has the specific structure, a resist pattern formed from the radiation-sensitive resin composition due to the high dissociation ease of the acid dissociable group The shape after alkali development can be further improved.

また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、
[A]含フッ素重合体を含む溶液を液液精製法により処理する工程を有する当該感放射線性樹脂組成物の製造方法である。当該製造方法によれば、当該感放射線性樹脂組成物に含まれる低分子量重合体の含有量を、容易に上記特定範囲にすることができ、保存安定性に優れる感放射線性樹脂組成物を、製造コストの上昇を抑制しつつ容易かつ確実に製造することができる。
Moreover, another invention made in order to solve the said subject is:
[A] A method for producing the radiation-sensitive resin composition, comprising a step of treating a solution containing a fluoropolymer by a liquid-liquid purification method. According to the production method, the content of the low molecular weight polymer contained in the radiation-sensitive resin composition can be easily within the specific range, and the radiation-sensitive resin composition having excellent storage stability, It can be manufactured easily and reliably while suppressing an increase in manufacturing cost.

本明細書において、単に「炭化水素基」という場合には、鎖状炭化水素基、脂肪族環状炭化水素基、芳香族炭化水素基が含まれる。この「炭化水素基」は飽和炭化水素基であってもよいし、不飽和炭化水素基であってもよい。   In the present specification, the term “hydrocarbon group” includes a chain hydrocarbon group, an aliphatic cyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. This “hydrocarbon group” may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group.

また、「鎖状炭化水素基」とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された炭化水素基を意味し、直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基の双方を含むものとする。「脂肪族環状炭化水素基」とは、環構造としては脂肪族環状炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。但し、脂肪族環状炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を含んでいてもよい。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として、芳香環構造を含む炭化水素基を意味する。但し、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂肪族環状炭化水素の構造を含んでいてもよい。   In addition, the “chain hydrocarbon group” means a hydrocarbon group that does not include a cyclic structure in the main chain and is composed only of a chain structure, and includes both a linear hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group. Shall be included. The “aliphatic cyclic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group that includes only an aliphatic cyclic hydrocarbon structure as a ring structure and does not include an aromatic ring structure. However, it is not necessary to be constituted only by the structure of the aliphatic cyclic hydrocarbon, and a part thereof may include a chain structure. The “aromatic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it is not necessary to be composed only of an aromatic ring structure, and a part thereof may include a chain structure or an aliphatic cyclic hydrocarbon structure.

以上説明したように、本発明の感放射線性樹脂組成物は、塩基解離性基を含む構造単位を有する[A]含フッ素重合体を含有し、その[A]含フッ素重合体のスチレン換算分子量1,000以下の部分の含有量を所定値以下としていることで、保存安定性に優れる。すなわち当該感放射線性樹脂組成物は、長期間の保存においてもパーティクルの発生が抑制され、放射線感度や得られるレジスト被膜の後退接触角等の特性の経時変動が小さい。また、本発明の感放射線性樹脂組成物の製造方法によれば、製造コストの上昇を抑制しつつ、容易かつ確実に製造することができる。   As described above, the radiation-sensitive resin composition of the present invention contains [A] a fluoropolymer having a structural unit containing a base dissociable group, and the [A] styrene-converted molecular weight of the fluoropolymer. By setting the content of the portion of 1,000 or less to a predetermined value or less, the storage stability is excellent. That is, the radiation-sensitive resin composition suppresses the generation of particles even during long-term storage, and changes with time in characteristics such as radiation sensitivity and receding contact angle of the resulting resist film are small. Moreover, according to the manufacturing method of the radiation sensitive resin composition of this invention, it can manufacture easily and reliably, suppressing the raise of manufacturing cost.

以下、本発明の実施形態について詳述する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

<感放射線性樹脂組成物>
本発明の感放射線性樹脂組成物は、[A]含フッ素重合体を含有し、また、好適成分として、後述する[B][A]含フッ素重合体よりフッ素原子含有率が小さい重合体、[C]感放射線性酸発生剤、[D]酸拡散制御剤、[E]溶媒を含有してもよく、さらに本発明の効果を損なわない限り、その他の任意成分を含有してもよい。以下、各成分について詳述する。
<Radiation sensitive resin composition>
The radiation-sensitive resin composition of the present invention contains [A] a fluorine-containing polymer, and, as a preferred component, [B] a polymer having a smaller fluorine atom content than the [A] fluorine-containing polymer described later, [C] A radiation sensitive acid generator, [D] acid diffusion controller, and [E] solvent may be contained, and other optional components may be contained unless the effects of the present invention are impaired. Hereinafter, each component will be described in detail.

<[A]含フッ素重合体>
本発明における[A]含フッ素重合体は、塩基解離性基を含む構造単位(f)を有し、フッ素原子を有する重合体である。[A]含フッ素重合体は、重合体中にフッ素原子を有していればよく、その位置は問わない。上記構造単位(f)中にフッ素原子を有していてもよく、構造単位(f)以外の他の構造単位中に有していてもよい。[A]含フッ素重合体は、フッ素原子を主鎖に有していてもよく、側鎖に有していてもよい。[A]含フッ素重合体はフッ素原子を有しているため、その疎水性の高さに起因して、レジスト被膜表面は高い動的接触角を示す。従って、当該感放射線性樹脂組成物によれば、[A]含フッ素重合体が被膜表面に偏在して被膜からの酸発生剤等の溶出を抑制すると共に、被膜表面に高い水切れ特性を付与できる。また、[A]含フッ素重合体は、塩基解離性基を含む構造単位(f)を有しており、アルカリ現像において加水分解により解離して親水基を生じるので、レジスト被膜表面の疎水性が低下する。その結果、アルカリ現像工程において被膜表面の現像液やリンス液に対する濡れ性が大きく向上するので、リンス液による洗浄効率が低いことに起因して起こるレジスト膜の現像欠陥の発生を抑制ができる。
<[A] Fluoropolymer>
The [A] fluoropolymer in the present invention is a polymer having a structural unit (f) containing a base dissociable group and having a fluorine atom. [A] The fluoropolymer is not particularly limited as long as it has a fluorine atom in the polymer. The structural unit (f) may have a fluorine atom, or may be contained in another structural unit other than the structural unit (f). [A] The fluorine-containing polymer may have a fluorine atom in the main chain or in a side chain. [A] Since the fluorine-containing polymer has fluorine atoms, the resist coating surface exhibits a high dynamic contact angle due to its high hydrophobicity. Therefore, according to the radiation sensitive resin composition, the [A] fluoropolymer is unevenly distributed on the surface of the coating, and it is possible to suppress elution of the acid generator and the like from the coating and to impart high drainage characteristics to the coating surface. . [A] The fluorine-containing polymer has a structural unit (f) containing a base dissociable group and dissociates by hydrolysis in alkali development to produce a hydrophilic group. descend. As a result, the wettability of the coating surface with respect to the developer and the rinsing liquid is greatly improved in the alkali developing step, so that it is possible to suppress development defects of the resist film caused by the low cleaning efficiency with the rinsing liquid.

当該感放射線性樹脂組成物においては、[A]含フッ素重合体のうち分子量1,000以下の部分の含有量が、0.02質量%以下であることを要する。低分子量重合体とは、
[A]含フッ素重合体のうち、分子量が1,000以下の範囲であるものであり、[A]含フッ素重合体を構成する塩基性解離性基を含む構造単位(f)を与える単量体、構造単位(f)を含む二量体及びオリゴマーをも含む概念である。[A]含フッ素重合体の低分子量重合体の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物は優れた保存安定性を有する。この低分子量重合体の含有量としては、0.017質量%以下がより好ましく、0.014質量%以下がさらに好ましい。
In the said radiation sensitive resin composition, content of the part whose molecular weight is 1,000 or less among [A] fluoropolymers needs to be 0.02 mass% or less. What is a low molecular weight polymer?
[A] Monomer that gives a structural unit (f) containing a basic dissociable group that has a molecular weight in the range of 1,000 or less among the fluorinated polymer and constitutes the [A] fluorinated polymer. It is a concept including a body, a dimer including a structural unit (f), and an oligomer. [A] By making content of the low molecular weight polymer of a fluoropolymer into the said range, the said radiation sensitive resin composition has the outstanding storage stability. As content of this low molecular weight polymer, 0.017 mass% or less is more preferable, and 0.014 mass% or less is further more preferable.

このように、当該感放射線性樹脂組成物中の低分子量重合体の含有量を0.02質量%以下とすることで保存安定性が向上する理由は必ずしも明確ではないが、例えば、以下のように考えることができる。すなわち、分子量1,000以下の[A]含フッ素重合体が有する塩基解離性基は、分子量1,000を超える[A]含フッ素重合体の塩基解離性基に比べて、解離性が高く、当該感放射線性樹脂組成物の保存中に加水分解がより進行し易いと考えられる。そして、上記加水分解によりカルボキシル基等が生成し、[A]含フッ素重合体の組成物中における相溶性が低下するため、パーティクルの発生が起こるものと推定される。従って、低分子量重合体の含有量が一定値以下である当該感放射線性樹脂組成物によれば、パーティクル発生が抑制される。また、当該組成物中の感放射線性酸発生剤の酸発生効率は、上記生成したカルボキシル基等の存在の影響を受けると考えられる。従って、当該感放射線性樹脂組成物によれば、その放射線感度の変動を抑制することができる。さらに上述のように、低分子量重合体の塩基解離性基は加水分解し易いため、保存後において、低分子量重合体は多くのカルボキシル基を有し、疎水性が低くなっている。加えて、低分子量であるゆえ、被膜表面により偏在し易い傾向があると考えられる。その結果、低分子量重合体は、レジスト被膜表面の後退接触角の低下や変動に大きく影響すると考えられる。しかし、当該感放射線性樹脂組成物によれば、低分子量重合体の含有量が一定値以下に低減されているので、保存時における被膜表面の後退接触角の低下や変動を抑制することができるものと考えられる。感放射線性樹脂組成物における低分子量重合体含有量は、ガスクロマトグラフ−質量分析計を用いて測定することができる。   As described above, the reason why the storage stability is improved by setting the content of the low molecular weight polymer in the radiation-sensitive resin composition to 0.02% by mass or less is not necessarily clear. Can think. That is, the base dissociable group possessed by the [A] fluoropolymer having a molecular weight of 1,000 or less has higher dissociation properties than the base dissociable group of the [A] fluoropolymer having a molecular weight exceeding 1,000, It is considered that hydrolysis is more likely to proceed during storage of the radiation sensitive resin composition. And since a carboxyl group etc. generate | occur | produce by the said hydrolysis and the compatibility in the composition of a [A] fluoropolymer falls, generation | occurrence | production of a particle is estimated to occur. Therefore, according to the said radiation sensitive resin composition whose content of a low molecular weight polymer is below a fixed value, generation | occurrence | production of a particle is suppressed. The acid generation efficiency of the radiation-sensitive acid generator in the composition is considered to be affected by the presence of the generated carboxyl group and the like. Therefore, according to the said radiation sensitive resin composition, the fluctuation | variation of the radiation sensitivity can be suppressed. Furthermore, as described above, the base dissociable group of the low molecular weight polymer is easily hydrolyzed, so that after storage, the low molecular weight polymer has many carboxyl groups and has low hydrophobicity. In addition, since it has a low molecular weight, it is considered that the film surface tends to be unevenly distributed. As a result, it is considered that the low molecular weight polymer greatly affects the decrease or fluctuation of the receding contact angle on the resist coating surface. However, according to the radiation-sensitive resin composition, since the content of the low molecular weight polymer is reduced to a certain value or less, it is possible to suppress a decrease or fluctuation in the receding contact angle of the coating surface during storage. It is considered a thing. The content of the low molecular weight polymer in the radiation sensitive resin composition can be measured using a gas chromatograph-mass spectrometer.

[構造単位(f)]
構造単位(f)は、塩基解離性基を含む。塩基解離性基とは、塩基との接触によって解離する基を意味し、例えばヒドロキシル基、カルボキシル基等の極性官能基中の水素原子を置換する基であって、アルカリの存在下(例えば、23℃のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド2.38質量%水溶液中)で解離する基をいう。構造単位(f)における塩基解離性基としては、そのような性質を有する基である限り特に限定されないが、具体例として、下記式(f−a)〜(f−c)で表される基を挙げることができる。
[Structural unit (f)]
The structural unit (f) contains a base dissociable group. The base dissociable group means a group that dissociates upon contact with a base, for example, a group that replaces a hydrogen atom in a polar functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group, and in the presence of an alkali (for example, 23 It means a group that dissociates in tetramethylammonium hydroxide (at 2.38 mass% in aqueous solution). The base dissociable group in the structural unit (f) is not particularly limited as long as it is a group having such properties. Specific examples include groups represented by the following formulas (fa) to (fc). Can be mentioned.

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式(f−a)及び(f−b)中、Rはフッ素原子を有していてもよい炭化水素基である。
上記式(f−c)中、Rは、置換基を有していてもよい1価の芳香族炭化水素基である。Rはハロゲン原子で置換されていてもよい1価の脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基である。
In the above formulas (fa) and (fb), Rb is a hydrocarbon group which may have a fluorine atom.
In the above formula (fc), R c is a monovalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent. R d is a monovalent aliphatic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group which may be substituted with a halogen atom.

上記塩基解離性基の中で、フッ素原子を有するものが好ましい。塩基解離性基が電子吸引性の高いフッ素原子を有すると、塩基解離性基が解離し易くなるため、本発明の保存安定性向上効果による利益が大きくなる。フッ素原子を有する塩基解離性基の具体例としては、フッ素原子を有する鎖状炭化水素基、フッ素原子を有する脂肪族環状炭化水素基、及びフッ素原子を有する芳香族炭化水素基等が挙げられる。この中で、塩基解離性基としての解離容易性がさらに高くなる観点から、フッ素原子を有する芳香族炭化水素基が特に好ましい。   Among the above base dissociable groups, those having a fluorine atom are preferred. When the base-dissociable group has a fluorine atom having a high electron-withdrawing property, the base-dissociable group is easily dissociated, so that the benefit of the storage stability improving effect of the present invention is increased. Specific examples of the base-dissociable group having a fluorine atom include a chain hydrocarbon group having a fluorine atom, an aliphatic cyclic hydrocarbon group having a fluorine atom, and an aromatic hydrocarbon group having a fluorine atom. Among these, an aromatic hydrocarbon group having a fluorine atom is particularly preferable from the viewpoint of further increasing the ease of dissociation as a base dissociable group.

構造単位(f)の好ましい例として、上記式(1)で表される構造単位(I)を挙げることができる。[A]含フッ素重合体が構造単位(I)を有すると、この構造単位(I)を与える単量体を用いることにより、[A]含フッ素重合体を容易に合成することができる。   Preferable examples of the structural unit (f) include the structural unit (I) represented by the above formula (1). When the [A] fluoropolymer has the structural unit (I), the [A] fluoropolymer can be easily synthesized by using a monomer that gives the structural unit (I).

上記式(1)中、Rは水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基であり、この炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基が少なくとも1個のハロゲン原子を有していてもよい。Eは単結合又は2価の連結基である。Rfは、フッ素原子を有していてもよい1価の鎖状炭化水素基又は1価の芳香族炭化水素基である。   In the above formula (1), R is a hydrogen atom, a fluorine atom or a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is at least 1 May have one halogen atom. E is a single bond or a divalent linking group. Rf is a monovalent chain hydrocarbon group or monovalent aromatic hydrocarbon group which may have a fluorine atom.

上記炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基が挙げられる。   Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t -A butyl group is mentioned.

上記少なくとも1個のハロゲン原子を有する炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基におけるハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。上記少なくとも1個のハロゲン原子を有する炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基の具体例としては、例えば、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基、ヘキサフルオロプロピル基、ヘプタフルオロプロピル基、トリフルオロブチル基、ノナフルオロブチル基等のフルオロアルキル基;クロロメチル基、トリクロロメチル基、トリクロロエチル基、ペンタクロロエチル基、ヘキサクロロプロピル基、ヘプタクロロプロピル基、ノナクロロブチル基等のクロロアルキル基;トリブロモメチル基、ペンタブロモエチル基、ヘプタブロモプロピル基、ノナブロモブチル基等のブロモアルキル基;トリヨードメチル基、ペンタヨードエチル基、ヘプタヨードプロピル基、ノナブロモブチル基等のヨードアルキル基等が挙げられる。   Examples of the halogen atom in the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms having at least one halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Specific examples of the C1-C4 monovalent chain hydrocarbon group having at least one halogen atom include, for example, a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a fluoroethyl group, and trifluoro Fluoroalkyl groups such as ethyl group, pentafluoroethyl group, trifluoropropyl group, hexafluoropropyl group, heptafluoropropyl group, trifluorobutyl group, nonafluorobutyl group; chloromethyl group, trichloromethyl group, trichloroethyl group, Chloroalkyl groups such as pentachloroethyl group, hexachloropropyl group, heptachloropropyl group, nonachlorobutyl group; bromoalkyl groups such as tribromomethyl group, pentabromoethyl group, heptabromopropyl group, nonabromobutyl group; triiodomethyl Group, pentayo Doechiru group, hepta-iodo propyl group, and iodo group such Nonaburomobuchiru group.

上記式(1)におけるEは、単結合又は2価から4価の連結基である。   E in the above formula (1) is a single bond or a divalent to tetravalent linking group.

上記Eで表される2〜4価の連結基としては、具体的には例えば、下記の炭化水素化合物から2〜4個の水素原子を取り除いた炭化水素基を挙げることができる。
メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、ヘキサデカン、イコサン等の直鎖状又は分岐状の鎖状飽和炭化水素;
エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテン、デセン、テトラデセン、プロピン、ヘキシン、ブタジエン、ヘキサジエン、デカジエン、ヘキサジイン、デカジイン等の直鎖状又は分岐状の鎖状不飽和炭化水素;
シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン等の単環式飽和炭化水素;
シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテン、シクロデセン、シクロドデシン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロデカジエン、シクロデカジイン等の単環式不飽和炭化水素;
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.12,6]デカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン、アダマンタン等の多環式飽和炭化水素;
ビシクロ[2.2.1]ヘプテン、ビシクロ[2.2.2]オクテン、トリシクロ[5.2.12,6]デセン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デセン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデセン等の多環式不飽和炭化水素;
ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、エチルベンゼン、クメン、メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、デュレン等の芳香族炭化水素。
この中で、炭素数1〜8の直鎖状及び分岐状の鎖状飽和炭化水素、炭素5〜12の脂肪族環状炭化水素、炭素数2〜6の鎖状不飽和炭化水素、炭素数6〜15の芳香族炭化水素から2〜4個の水素原子を除いた炭化水素基が好ましい。
Specific examples of the divalent to tetravalent linking group represented by E include a hydrocarbon group in which 2 to 4 hydrogen atoms have been removed from the following hydrocarbon compound.
Linear or branched chain saturated hydrocarbons such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, octane, decane, hexadecane and icosane;
Linear or branched chain unsaturated hydrocarbons such as ethylene, propylene, butene, pentene, hexene, octene, decene, tetradecene, propyne, hexyne, butadiene, hexadiene, decadiene, hexadiyne, decadiine;
Monocyclic saturated hydrocarbons such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cyclooctane, cyclodecane;
Monocyclic unsaturated hydrocarbons such as cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, cyclooctene, cyclodecene, cyclododecine, cyclopentadiene, cyclohexadiene, cyclodecadiene, cyclodecadiyne;
Bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, tricyclo [5.2.1 2,6 ] decane, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane, tetracyclo [ 6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] polycyclic saturated hydrocarbons such as dodecane and adamantane;
Bicyclo [2.2.1] heptene, bicyclo [2.2.2] octene, tricyclo [5.2.1 2,6 ] decene, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decene, tetracyclo [ 6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecene and other polycyclic unsaturated hydrocarbons;
Aromatic hydrocarbons such as benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, toluene, xylene, trimethylbenzene, ethylbenzene, cumene, methylnaphthalene, dimethylnaphthalene, durene.
Among these, linear and branched chain saturated hydrocarbons having 1 to 8 carbon atoms, aliphatic cyclic hydrocarbons having 5 to 12 carbon atoms, chain unsaturated hydrocarbons having 2 to 6 carbon atoms, and carbon numbers 6 A hydrocarbon group obtained by removing 2 to 4 hydrogen atoms from ˜15 aromatic hydrocarbons is preferred.

連結基E中には、その末端又は末端でない位置に、エーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、ウレタン基、ウレア基、カーボネート基、イミノ基、チオエーテル基等を含んでいてもよく、これらの基を含む複素環が形成されていてもよい。   The linking group E may contain an ether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a urethane group, a urea group, a carbonate group, an imino group, a thioether group, etc. at the terminal or non-terminal position. A heterocycle containing the group may be formed.

上記連結基Eは、置換基を有していてもよい。このような置換基としては、−RP1、−RP2−O−RP1、−RP2−CO−RP1、−RP2−CO−ORP1、−RP2−O−CO−RP1、−RP2−OH、−RP2−CN、又は−RP2−COOH(RP1は炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素数6〜30の1価の芳香族炭化水素基であり、これらの基の有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていてもよい。RP2は単結合、炭素数1〜10の2価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3〜20の2価の脂肪族環状飽和炭化水素基、炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基又はこれらの基の有する水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子で置換された基である。)、及びフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子等を挙げることができる。 The linking group E may have a substituent. Examples of such substituents, -R P1, -R P2 -O- R P1, -R P2 -CO-R P1, -R P2 -CO-OR P1, -R P2 -O-CO-R P1, -R P2 -OH, -R P2 -CN, or -R P2 -COOH (R P1 is a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a monovalent aliphatic cyclic having 3 to 20 carbon atoms a saturated hydrocarbon group or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, partially or entirely single bond good .R P2 be substituted by fluorine atoms hydrogen atoms of these groups , A divalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a divalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or these And a part or all of the hydrogen atoms of the group of Tsu atom, may be mentioned a halogen atom such as a chlorine atom.

上記連結基Eのさらなる具体例としては、例えば、下記式(E−1)及び(E−2)で表される2〜4価の連結基を挙げることができる。   Specific examples of the linking group E include divalent to tetravalent linking groups represented by the following formulas (E-1) and (E-2).

Figure 0005728883
Figure 0005728883

Figure 0005728883
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上記式(E−1)及び(E−2)中、Rは(n+1)価の炭化水素基である。Rは2価の炭化水素基である。Qはエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、ウレタン基、ウレア基、カーボネート基、イミノ基又はチオエーテル基である。nは1〜3の整数である。「*」は上記式(i)で表される基と結合する結合手を示す。
上記式(E−1)中、nが2又は3の場合、複数のQ及びRはそれぞれ独立して上記定義を有する。
In the above formulas (E-1) and (E-2), R x is an (n + 1) -valent hydrocarbon group. R y is a divalent hydrocarbon group. Q is an ether group, carbonyl group, ester group, amide group, urethane group, urea group, carbonate group, imino group or thioether group. n is an integer of 1 to 3. “*” Represents a bond that is bonded to the group represented by the above formula (i).
In said formula (E-1), when n is 2 or 3, several Q and Ry have the said definition each independently.

上記(n+1)価の炭化水素基Rの例としては、上記連結基Eにおいて例示した(n+1)価の炭化水素基の例を挙げることができる。 Examples of the (n + 1) -valent hydrocarbon group R x include the examples of the (n + 1) -valent hydrocarbon group exemplified in the linking group E.

上記2価の炭化水素基Rの例としては、上記連結基Eにおいて例示した(n+1)価の炭化水素基のn=1の場合である2価の炭化水素基の例を挙げることができる。 As an example of the divalent hydrocarbon group R y, an example of a divalent hydrocarbon group in the case of n = 1 of the (n + 1) valent hydrocarbon group exemplified in the linking group E can be given. .

上記Qとしては、上記構造単位(I)を与える単量体の合成容易性の観点から、エーテル基、カルボニル基及びエステル基が好ましい。   Q is preferably an ether group, a carbonyl group or an ester group from the viewpoint of the ease of synthesis of the monomer giving the structural unit (I).

上記式(E−1)で表される連結基の具体例として、下記式(E−1−1)〜(E−1−6)で表される基を挙げることができる。   Specific examples of the linking group represented by the formula (E-1) include groups represented by the following formulas (E-1-1) to (E-1-6).

Figure 0005728883
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これらの中では、得られるレジスト膜のエッチング耐性の観点から、上記式(E−1−1)及び(E−1−2)で表される連結基が好ましい。   In these, the connection group represented by the said Formula (E-1-1) and (E-1-2) is preferable from a viewpoint of the etching tolerance of the resist film obtained.

また、上記式(E−2)で表される(n+1)価の連結基の具体例として、下記式(E−2−1)〜(E−2−6)で表される基を挙げることができる。   Specific examples of the (n + 1) -valent linking group represented by the above formula (E-2) include groups represented by the following formulas (E-2-1) to (E-2-6). Can do.

Figure 0005728883
Figure 0005728883

これらの中では、得られるレジスト被膜のエッチング耐性の観点から、上記式(E−2−1)及び(E−2−2)で表される基が好ましい。   Among these, groups represented by the above formulas (E-2-1) and (E-2-2) are preferable from the viewpoint of etching resistance of the resist film to be obtained.

上記式(1)のRfで表される1価の鎖状炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。   The monovalent chain hydrocarbon group represented by Rf in the above formula (1) is, for example, a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, Examples include butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, hexadecyl group, octadecyl group and the like.

上記式(1)のRfで表される1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、炭素数6〜30の1価の芳香族炭化水素基であり、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基が挙げられる。   The monovalent aromatic hydrocarbon group represented by Rf in the above formula (1) is, for example, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, An aryl group such as a naphthyl group; an aralkyl group such as a benzyl group, a phenethyl group, and a phenylpropyl group.

上記構造単位(I)の好ましい具体例として、上記式(1−1)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−1)」ともいう。)が挙げられる。   Preferable specific examples of the structural unit (I) include a structural unit represented by the above formula (1-1) (hereinafter also referred to as “structural unit (I-1)”).

上記式(1−1)のRで表される2価の鎖状の有機基としては、上記式(1)の連結基Eにおいて2価の鎖状炭化水素基として例示した基が挙げられる。 Examples of the divalent chain organic group represented by R a in the above formula (1-1) include the groups exemplified as the divalent chain hydrocarbon group in the linking group E in the above formula (1). .

上記式(1−1)のRで表される2価の芳香族炭化水素基としては、上記式(1)の連結基Eにおいて2価の芳香族炭化水素基として例示した基が挙げられる。 Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group represented by R a in the above formula (1-1) include the groups exemplified as the divalent aromatic hydrocarbon group in the linking group E in the above formula (1). .

上記式(1−1)のXで表される少なくとも1個のフッ素原子を有する2価の炭化水素基としては、炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の2価の脂肪族環状炭化水素基、又は炭素数6〜20の2価の芳香族炭化水素基の一部又は全部の水素原子がフッ素原子で置換されたものを挙げることができる。
上記炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基としては、炭素数1〜10の2価の炭化水素基が好ましく、炭素数1〜5の2価の炭化水素基がより好ましい。
上記炭素数3〜20の2価の脂肪族環状炭化水素基としては、単環式飽和炭化水素基が好ましく、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基、シクロヘキシルメタンジイル基が特に好ましい。
上記炭素数6〜20の2価の芳香族炭化水素基としてはフェニレン基、ベンジレン基、フェネチレン基がより好ましい。これらの中でも、炭素数1〜5の2価の炭化水素基が特に好ましい。
Examples of the divalent hydrocarbon group having at least one fluorine atom represented by X in the formula (1-1) include a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and 3 to 20 carbon atoms. In which some or all of the hydrogen atoms of the divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group or the divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms are substituted with fluorine atoms.
The divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is preferably a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably a divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.
The divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms is preferably a monocyclic saturated hydrocarbon group, particularly preferably a cyclopentanediyl group, a cyclohexanediyl group, or a cyclohexylmethanediyl group.
The divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms is more preferably a phenylene group, a benzylene group, or a phenethylene group. Among these, a C1-C5 bivalent hydrocarbon group is particularly preferable.

なお、Xとしてはカルボン酸エステルのα位(即ち、上記式(1−1)におけるCOORfが結合している炭素原子)にフッ素原子又はフッ素原子を有する炭素原子を有する構造を取ることが好ましく、カルボン酸エステルのα位にフッ素原子又はパーフルオロアルキル基を有する構造を取ることがさらに好ましい。Xがこのような構造を取ることで、[A]含フッ素重合体の現像液に対する反応性を向上させることができる。   X preferably has a fluorine atom or a structure having a carbon atom having a fluorine atom at the α-position of the carboxylic acid ester (that is, the carbon atom to which COORf in the above formula (1-1) is bonded), It is more preferable to take a structure having a fluorine atom or a perfluoroalkyl group at the α-position of the carboxylic acid ester. When X has such a structure, the reactivity of the [A] fluoropolymer with respect to the developer can be improved.

Xとしては、例えば下記式(X2−1)〜(X2−6)で表される基が挙げられる。   Examples of X include groups represented by the following formulas (X2-1) to (X2-6).

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式(1−1)のRfとしては置換基を有していてもよい1価の芳香族炭化水素基、フッ素原子を有する1価の鎖状炭化水素基、又はフッ素原子を有する1価の脂防族環状炭化水素基(以下、これらの基を「Rf」で表す。)が好ましい。すなわち、構造単位(1−1)の好ましい例として、下記式(1−1−1)で表される構造単位(I−1−1)が挙げられる。 Rf in the above formula (1-1) may be a monovalent aromatic hydrocarbon group optionally having a substituent, a monovalent chain hydrocarbon group having a fluorine atom, or a monovalent having a fluorine atom. Aliphatic cyclic hydrocarbon groups (hereinafter these groups are represented by “Rf 3 ”) are preferred. That is, a preferred example of the structural unit (1-1) includes a structural unit (I-1-1) represented by the following formula (1-1-1).

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式(1−1−1)中、R、R及びXの定義は式(1−1)と同じである。Rfは、置換基を有していてもよい1価の芳香族炭化水素基、フッ素原子を有する1価の鎖状炭化水素基、又はフッ素原子を有する1価の脂防族環状炭化水素基である。 In the above formula (1-1-1), the definitions of R, R a and X are the same as those in the formula (1-1). Rf 3 represents a monovalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, a monovalent chain hydrocarbon group having a fluorine atom, or a monovalent lipid-preventing cyclic hydrocarbon group having a fluorine atom. It is.

上記式(1−1−1)のRfで表される1価の芳香族炭化水素基としては、例えばベンゼン、ナフタレンを有する1価の炭化水素基等が挙げられる。このような炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基が挙げられる。Rfとして表される1価の芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、上記式(1)の連結基Eが有していてもよい置換基の例を挙げることができる。その例の中でもハロゲン原子又はRS1が好ましく、フッ素原子又は水素原子の一部又は全部が置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基がより好ましく、フッ素原子又はトリフルオロメチル基が特に好ましい。Rfが1価の芳香族炭化水素基の場合、上記置換基を1〜5個有していることが好ましく、1〜3個有していることがさらに好ましく、1〜2個有していることが特に好ましい。 Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group represented by Rf 3 in the above formula (1-1-1) include a monovalent hydrocarbon group having benzene and naphthalene. Examples of such hydrocarbon groups include aryl groups such as phenyl, naphthyl, and tolyl groups; and aralkyl groups such as benzyl and phenethyl groups. Examples of the substituent that the monovalent aromatic hydrocarbon group represented by Rf 3 may have include examples of the substituent that the linking group E of the above formula (1) may have. it can. Among the examples, a halogen atom or R S1 is preferable, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in which part or all of a hydrogen atom may be substituted is more preferable, and a fluorine atom or a trifluoromethyl group is particularly preferable. preferable. If Rf 3 is a monovalent aromatic hydrocarbon group preferably has 1 to 5 substituents mentioned above, more preferably to have 1-3, 1-2 has been It is particularly preferable.

上記式(1−1−1)のRfで表されるフッ素原子を有する1価の鎖状炭化水素基としては、例えば、フッ素原子を有する炭素数1〜30の1価の鎖状炭化水素基が挙げられる。 Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having a fluorine atom represented by Rf 3 in the above formula (1-1-1) include a monovalent chain hydrocarbon having 1 to 30 carbon atoms and having a fluorine atom. Groups.

フッ素原子を有する炭素数1〜30の1価の鎖状炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、2−(2−メチルプロピル)基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、1−(2−メチルブチル)基、1−(3−メチルブチル)基、2−(2−メチルブチル)基、2−(3−メチルブチル)基、ネオペンチル基、1−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、1−(2−メチルペンチル)基、1−(3−メチルペンチル)基、1−(4−メチルペンチル)基、2−(2−メチルペンチル)基、2−(3−メチルペンチル)基、2−(4−メチルペンチル)基、3−(2−メチルペンチル)基、3−(3−メチルペンチル)基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、イコサニル基等の有する水素原子の少なくとも1つをフッ素原子に置換した基が挙げられる。これらのなかでも、トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、パーフルオロn−プロピル基、パーフルオロi−プロピル基、パーフルオロn−ブチル基、パーフルオロi−ブチル基、パーフルオロt−ブチル基、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基等が好ましい。   Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms having a fluorine atom include a methyl group, an ethyl group, a 1-propyl group, a 2-propyl group, a 1-butyl group, a 2-butyl group, and 2 -(2-methylpropyl) group, 1-pentyl group, 2-pentyl group, 3-pentyl group, 1- (2-methylbutyl) group, 1- (3-methylbutyl) group, 2- (2-methylbutyl) group 2- (3-methylbutyl) group, neopentyl group, 1-hexyl group, 2-hexyl group, 3-hexyl group, 1- (2-methylpentyl) group, 1- (3-methylpentyl) group, 1- (4-methylpentyl) group, 2- (2-methylpentyl) group, 2- (3-methylpentyl) group, 2- (4-methylpentyl) group, 3- (2-methylpentyl) group, 3- (3-methylpentyl) group, octyl group, nonyl group Decyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, and a group obtained by substituting at least one fluorine atom of the hydrogen atom of the like eicosanyl group. Among these, trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, perfluoroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1,3,3 , 3-hexafluoropropyl group, perfluoro n-propyl group, perfluoro i-propyl group, perfluoro n-butyl group, perfluoro i-butyl group, perfluoro t-butyl group, 2,2,3,3 , 4,4,5,5-octafluoropentyl group, perfluorohexyl group and the like are preferable.

上記Rfで表されるフッ素原子を有する1価の脂肪族環状炭化水素基としては、フッ素原子を有する炭素数3〜30の1価の脂肪族環状炭化水素基が挙げられる。 Examples of the monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having a fluorine atom represented by Rf 3 include a C 3-30 monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having a fluorine atom.

フッ素原子を有する炭素数3〜30の1価の脂肪族環状炭化水素基としては、例えば
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基等の単環式飽和炭化水素基;
シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、シクロデセニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロオクタジエニル基、シクロデカジエン等の単環式不飽和炭化水素基;
ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デシル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル基、アダマンチル基等の多環式飽和炭化水素基;
ビシクロ[2.2.1]ヘプテニル基、ビシクロ[2.2.2]オクテニル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセニル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デセニル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデセン等の多環式不飽和炭化水素基等の有する水素原子の少なくとも1つをフッ素原子に置換したものが挙げられる。
Examples of the monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms having a fluorine atom include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecyl group, and a methylcyclohexyl group. Monocyclic saturated hydrocarbon groups such as ethylcyclohexyl group;
Monocyclic unsaturated hydrocarbon groups such as cyclobutenyl, cyclopentenyl, cyclohexenyl, cycloheptenyl, cyclooctenyl, cyclodecenyl, cyclopentadienyl, cyclohexadienyl, cyclooctadienyl, cyclodecadiene ;
Bicyclo [2.2.1] heptyl group, bicyclo [2.2.2] octyl group, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] Decyl group, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] a polycyclic saturated hydrocarbon group such as a dodecyl group or an adamantyl group;
Bicyclo [2.2.1] heptenyl group, bicyclo [2.2.2] octenyl group, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decenyl group, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] Decenyl group, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecene and other polycyclic unsaturated hydrocarbon groups and the like substituted at least one hydrogen atom with a fluorine atom.

上記Rfで表される基としては、下記式(Rf−a)から(Rf−f)でそれぞれ表される基からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく、下記式(Rf−a)から(Rf−c)でそれぞれ表される基からなる群より選ばれる少なくとも1種がより好ましい。 The group represented by the above Rf 3, is preferably at least one selected from the group consisting of groups represented by the following formulas from (Rf 3 -a) (Rf 3 -f), the following formula (Rf 3 - At least one selected from the group consisting of groups each represented by a) to (Rf 3 -c) is more preferable.

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式(Rf−a)〜(Rf−d)中、Rf31はそれぞれ独立してフッ素原子を有する1価の有機基である。RS11はそれぞれ独立して置換基である。nf1はそれぞれ独立して0又は1である。nf11は1〜(5+2nf1)の整数である。nf12は0〜(5+2nf1)の整数である。但し、nf11+nf12≦5+2nf1である。nf13は0〜(5+2nf1)の整数である。 In the above formulas (Rf 3 -a) to (Rf 3 -d), Rf 31 is each independently a monovalent organic group having a fluorine atom. R S11 is independently a substituent. n f1 is independently 0 or 1. n f11 is an integer of 1 to (5 + 2n f1 ). n f12 is an integer of 0 to (5 + 2n f1 ). However, n f11 + n f12 ≦ 5 + 2n f1 . n f13 is an integer of 0 to (5 + 2n f1 ).

上記Rf31で表されるフッ素原子を有する1価の有機基としては、上述したRfと同様のものが挙げられる。これらのうち、トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、パーフルオロn−プロピル基、パーフルオロi−プロピル基、パーフルオロn−ブチル基、パーフルオロi−ブチル基、パーフルオロt−ブチル基、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基が好ましい。 Examples of the monovalent organic group having a fluorine atom represented by Rf 31 include those similar to Rf 3 described above. Among these, trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, perfluoroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1,3,3, 3-hexafluoropropyl group, perfluoro n-propyl group, perfluoro i-propyl group, perfluoro n-butyl group, perfluoro i-butyl group, perfluoro t-butyl group, 2,2,3,3 A 4,4,5,5-octafluoropentyl group and a perfluorohexyl group are preferred.

上記RS11で表される1価の有機基としては、例えば−RS1’、−RS2’−O−RS1’、−RS2’−CO−RS1’、−RS2’−CO−ORS1’、−RS2’−O−CO−RS1’、−RS2’−CN等が挙げられる。上記RS1’は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基又は炭素数6〜30のアリール基である。RS2’は単結合、炭素数1〜10のアルカンジイル基、炭素数3〜20のシクロアルカンジイル基、又は炭素数6〜30のアリーレン基である。これらの中でも−RS1’、−RS2’−O−RS1’、−RS2’−CO−RS1’、−RS2’−CO−ORS1’、−RS2’−O−CO−RS1’が好ましく、−RS1’がより好ましい。 Examples of the monovalent organic group represented by R S11 include —R S1 ′ , —R S2 ′ —O—R S1 ′ , —R S2 ′ —CO—R S1 ′ , and —R S2 ′ —CO—. OR S1 ′ , —R S2 ′ —O—CO—R S1 ′ , —R S2 ′ —CN and the like can be mentioned. R S1 ′ is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. R S2 ′ is a single bond, an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkanediyl group having 3 to 20 carbon atoms, or an arylene group having 6 to 30 carbon atoms. Among these, —R S1 ′ , —R S2 ′ —O—R S1 ′ , —R S2 ′ —CO—R S1 ′ , —R S2 ′ —CO—OR S1 ′ , —R S2 ′ —O—CO— R S1 ′ is preferred, and —R S1 ′ is more preferred.

上記式(Rf−e)及び(Rf−f)中、R41として表される置換基としては−RQ1、−RQ2−O−RQ1、−RQ2−CO−RQ1、−RQ2−CO−ORQ1、−RQ2−O−CO−RQ1、−RQ2−OH、−RQ2−CN、−RQ2−COOH(RQ1は炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素数6〜30の1価の芳香族炭化水素基であり、これらの基の有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていてもよい。RQ2は単結合、炭素数1〜10の2価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3〜20の2価の脂肪族環状飽和炭化水素基、炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基、又はこれらの基の有する水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子で置換された基である。)である。 In the above formulas (Rf 3 -e) and (Rf 3 -f), the substituent represented by R 41 is -R Q1 , -R Q2 -O-R Q1 , -R Q2 -CO-R Q1 ,- R Q2 -CO-OR Q1, -R Q2 -O-CO-R Q1, -R Q2 -OH, -R Q2 -CN, -R Q2 -COOH (R Q1 is a monovalent chain of 1 to 10 carbon atoms A saturated saturated hydrocarbon group, a monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, and part of hydrogen atoms of these groups Or R Q2 may be a single bond, a divalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a divalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms. Group, a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or a part of hydrogen atoms of these groups Or a group substituted entirely with fluorine atoms.

また、R42及びR43が互いに結合してそれぞれが結合する炭素原子とともに形成する脂肪族環状炭化水素構造としては、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、1−(1−シクロペンチルエチル)基、1−(2−シクロペンチルエチル)基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、1−(1−シクロヘキシルエチル)基、1−(2−シクロヘキシルエチル基)、シクロヘプチル基、シクロヘプチルメチル基、1−(1−シクロヘプチルエチル)基、1−(2−シクロヘプチルエチル)基、2−ノルボルニル基等が挙げられる。 In addition, examples of the aliphatic cyclic hydrocarbon structure formed by combining R 42 and R 43 together with the carbon atoms to which they are bonded include a cyclopentyl group, a cyclopentylmethyl group, a 1- (1-cyclopentylethyl) group, 1- ( 2-cyclopentylethyl) group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, 1- (1-cyclohexylethyl) group, 1- (2-cyclohexylethyl group), cycloheptyl group, cycloheptylmethyl group, 1- (1-cycloheptyl) Ethyl) group, 1- (2-cycloheptylethyl) group, 2-norbornyl group and the like.

上記構造単位(I−1)が、下記式(1−1a)から(1−1e)でそれぞれ表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。下記構造単位(I−1)において、上記の構造をとることで、その電子吸引性の高さに起因して、アルカリ現像における加水分解の反応速度が一段と向上し、被膜表面の動的接触角がさらに低下する。   The structural unit (I-1) is preferably at least one selected from the group consisting of structural units represented by the following formulas (1-1a) to (1-1e). In the following structural unit (I-1), by taking the above structure, the reaction rate of hydrolysis in alkali development is further improved due to its high electron withdrawing property, and the dynamic contact angle of the coating surface is increased. Is further reduced.

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式(1−1a)〜(1−1e)中、R、R、及びRfの定義は上記式(1−1)と同義である。 In the above formulas (1-1a) to (1-1e), the definitions of R, R a , and Rf 3 are the same as those in the above formula (1-1).

上記式(1−1a)〜(1−1e)でそれぞれ表される構造単位としては、下記式で表されるものが挙げられる。   Examples of the structural unit represented by each of the above formulas (1-1a) to (1-1e) include those represented by the following formula.

Figure 0005728883
Figure 0005728883

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式中、R及びRfの定義は上記式(1)と同じである。 In the above formula, the definitions of R and Rf 3 are the same as those in the above formula (1).

構造単位(I−1)のその他の具体例としては、例えば、下記式で表されるものが挙げられる。   Other specific examples of the structural unit (I-1) include those represented by the following formula.

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記構造単位(I)の他の好ましい具体例として、上記式(1−2)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−2)」ともいう。)が挙げられる。   Another preferred specific example of the structural unit (I) includes a structural unit represented by the above formula (1-2) (hereinafter also referred to as “structural unit (I-2)”).

上記式(1−2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基又は少なくとも1個のハロゲン原子を有する炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基である。Rfは、フッ素原子を有していてもよい1価の鎖状炭化水素基又は1価の芳香族炭化水素基である。Rは置換基を有していてもよい2価の鎖状炭化水素基又は芳香族炭化水素基である。 In the above formula (1-2), R is a hydrogen atom, a fluorine atom, a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, or a monovalent chain having 1 to 4 carbon atoms having at least one halogen atom. It is a chain hydrocarbon group. Rf is a monovalent chain hydrocarbon group or monovalent aromatic hydrocarbon group which may have a fluorine atom. R a is a divalent chain hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.

上記式(1−2)のRで表される置換基を有していてもよい2価の鎖状炭化水素基又は芳香族炭化水素基の例としては、上記式(1−1)におけるRの例を挙げることができる。 Examples of the divalent chain hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group which may have a substituent represented by R a in the above formula (1-2) include those in the above formula (1-1). Examples of Ra can be given.

上記構造単位(I)の他の好ましい具体例として、上記式(1−3)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−3)」ともいう。)が挙げられる。   Another preferred specific example of the structural unit (I) includes a structural unit represented by the above formula (1-3) (hereinafter also referred to as “structural unit (I-3)”).

上記式(1−3)中、Rは、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基又は少なくとも1個のハロゲン原子を有する炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基である。Rは、1価の芳香族炭化水素基である。この芳香族炭化水素基の水素原子の一部又は全部が置換基によって置換されていてもよい。R21はメチレン基、−CH(CH)−、−C(CH−、−CHCH−又は酸素原子である。R22は水素原子又は置換基である。 In the above formula (1-3), R is a hydrogen atom, a fluorine atom, a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, or a monovalent chain having 1 to 4 carbon atoms having at least one halogen atom. It is a chain hydrocarbon group. R 0 is a monovalent aromatic hydrocarbon group. Part or all of the hydrogen atoms of this aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. R 21 represents a methylene group, —CH (CH 3 ) —, —C (CH 3 ) 2 —, —CH 2 CH 2 —, or an oxygen atom. R 22 is a hydrogen atom or a substituent.

上記式(1−3)のRである水素原子の一部又は全部が置換基によって置換されていてもよい1価の芳香族炭化水素基としては、例えばベンゼン、ナフタレンを有する1価の炭化水素基等が挙げられる。このような炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基や、これらの基が有する水素原子の一部又は全部が置換基によって置換されているものが挙げられる。Rとして表される1価の芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、上記連結基Eが有していてもよい置換基の例を挙げることができる。上記置換基の中でもハロゲン原子又はRP1が好ましく、フッ素原子又は水素原子の一部又は全部が置換されていてもよい炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基がより好ましく、フッ素原子又はトリフルオロメチル基が特に好ましい。Rが有する置換基の数としては、1〜5個が好ましく、1〜3個がさらに好ましく、1〜2個が特に好ましい。 Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group in which part or all of the hydrogen atoms represented by R 0 in the formula (1-3) may be substituted with a substituent include monovalent carbon having benzene and naphthalene, for example. A hydrogen group etc. are mentioned. Such hydrocarbon groups include aryl groups such as phenyl, naphthyl and tolyl groups; aralkyl groups such as benzyl and phenethyl groups, and some or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted by substituents. What is being done is mentioned. Examples of the substituent that the monovalent aromatic hydrocarbon group represented by R 0 may have include the examples of the substituent that the linking group E may have. Among the above substituents, a halogen atom or R P1 is preferable, a fluorine atom or a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in which part or all of hydrogen atoms may be substituted is more preferable, and fluorine An atom or a trifluoromethyl group is particularly preferred. The number of substituents that R 0 has is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and particularly preferably 1 to 2.

で表される基の好適な例としては、例えば、上記式(Rf−c)及び(Rf−d)で表される基が挙げられる。 Preferable examples of the group represented by R 0 include groups represented by the above formulas (Rf 3 -c) and (Rf 3 -d).

上記構造単位(I)の別の好ましい具体例として、上記式(1−4)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−4)」ともいう。)も挙げられる。   Another preferred specific example of the structural unit (I) includes a structural unit represented by the above formula (1-4) (hereinafter also referred to as “structural unit (I-4)”).

上記式(1−4)のR’は少なくとも1個のフッ素原子を有する炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基である。少なくとも1個のフッ素原子を有する炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基としては、例えば、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、ジフルオロエチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、フルオロプロピル基、トリフルオロプロピル基、ヘプタフルオロプロピル基、フルオロブチル基、トリフルオロブチル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。   R 'in the above formula (1-4) is a C1-C4 monovalent chain hydrocarbon group having at least one fluorine atom. Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms having at least one fluorine atom include a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a fluoroethyl group, a difluoroethyl group, and trifluoro Examples include an ethyl group, a pentafluoroethyl group, a fluoropropyl group, a trifluoropropyl group, a heptafluoropropyl group, a fluorobutyl group, a trifluorobutyl group, and a nonafluorobutyl group.

上記式(1−4)のRfで表されるフッ素原子を有していてもよい1価の鎖状炭化水素基としては、上記式(1)におけるRfの例が挙げられる。   Examples of the monovalent chain hydrocarbon group optionally having a fluorine atom represented by Rf in the above formula (1-4) include Rf in the above formula (1).

上記式(1―4)のRfで表されるフッ素原子を有していてもよい1価の芳香族炭化水素基としては、上記式(1)におけるRfの例が挙げられる。   Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group optionally having a fluorine atom represented by Rf in the above formula (1-4) include Rf in the above formula (1).

上記[A]含フッ素重合体における全構造単位に対する構造単位(f)の含有率が30mol%以上100mol%以下であることが好ましい。このような含有率にすることによって、液浸露光時における高い動的接触角と共に、現像による動的接触角の十分な低下を達成できる。   It is preferable that the content rate of the structural unit (f) with respect to all the structural units in said [A] fluoropolymer is 30 mol% or more and 100 mol% or less. By setting it as such a content rate, sufficient reduction of the dynamic contact angle by development can be achieved with the high dynamic contact angle at the time of immersion exposure.

当該感放射線性樹脂組成物では、[A]含フッ素重合体が、構造単位(II)及び構造単位(III)からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位をさらに有することが好ましい。上記[A]含フッ素重合体が、上記構造単位(II)及び構造単位(III)からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位をさらに有することで、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト被膜の現像プロセスにおける動的接触角の変化度をさらに大きくすることができる。   In the said radiation sensitive resin composition, it is preferable that [A] fluoropolymer further has at least 1 type of structural unit chosen from the group which consists of structural unit (II) and structural unit (III). The [A] fluoropolymer is formed from the radiation-sensitive resin composition by further having at least one structural unit selected from the group consisting of the structural unit (II) and the structural unit (III). The degree of change in the dynamic contact angle in the development process of the resist film can be further increased.

[構造単位(II)]
上記[A]含フッ素重合体は、下記式(2)で表される構造単位(II)を有していてもよい。
[Structural unit (II)]
[A] The fluoropolymer may have a structural unit (II) represented by the following formula (2).

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式(2)中、Rは水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基であり、この炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基が少なくとも1個のハロゲン原子を有していてもよい。Gは単結合、酸素原子、硫黄原子、−CO−O−、−SO−O−NH−、−CO−NH−、又は−O−CO−NH−である。Rは少なくとも1個のフッ素原子を有する炭素数1〜6の1価の鎖状炭化水素基又は少なくとも1個のフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂肪族環状炭化水素基である。 In the above formula (2), R is a hydrogen atom, a fluorine atom or a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is at least 1 May have one halogen atom. G is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, —CO—O—, —SO 2 —O—NH—, —CO—NH—, or —O—CO—NH—. R 1 is a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms having at least one fluorine atom or a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms having at least one fluorine atom. is there.

上記構造単位(II)のRで表される基の具体例としては、上記式(1)におけるRの例が挙げられる。   Specific examples of the group represented by R in the structural unit (II) include the example of R in the above formula (1).

上記構造単位(II)のRで表される少なくとも1個のフッ素原子を有する炭素数1〜6の鎖状炭化水素基としては、例えばトリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、パーフルオロn−プロピル基、パーフルオロi−プロピル基、パーフルオロn−ブチル基、パーフルオロi−ブチル基、パーフルオロt−ブチル基、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられる。 Examples of the chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms and having at least one fluorine atom represented by R 1 in the structural unit (II) include, for example, a trifluoromethyl group and 2,2,2-trifluoroethyl. Group, perfluoroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl group, perfluoro n-propyl group, perfluoro i- Propyl group, perfluoro n-butyl group, perfluoro i-butyl group, perfluoro t-butyl group, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl group, perfluorohexyl group, etc. Is mentioned.

また、上記構造単位(II)のRで表される少なくとも1個のフッ素原子を有する炭素数4〜20の脂肪族環状炭化水素基としては、例えばモノフルオロシクロペンチル基、ジフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロペンチル基、モノフルオロシクロヘキシル基、ジフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロヘキシルメチル基、フルオロノルボルニル基、フルオロアダマンチル基、フルオロボルニル基、フルオロイソボルニル基、フルオロトリシクロデシル基、フルオロテトラシクロデシル基等が挙げられる。 Examples of the aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms having at least one fluorine atom represented by R 1 in the structural unit (II) include a monofluorocyclopentyl group, a difluorocyclopentyl group, a perfluoro group. Cyclopentyl, monofluorocyclohexyl, difluorocyclopentyl, perfluorocyclohexylmethyl, fluoronorbornyl, fluoroadamantyl, fluorobornyl, fluoroisobornyl, fluorotricyclodecyl, fluorotetracyclodecyl Etc.

上記構造単位(II)を与える単量体としては例えば、トリフルオロメチル(メタ)アクリル酸エステル、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル)(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリル酸エステル、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)(メタ)アクリル酸エステル、モノフルオロシクロペンチル(メタ)アクリル酸エステル、ジフルオロシクロペンチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロシクロペンチル(メタ)アクリル酸エステル、モノフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリル酸エステル、ジフルオロシクロペンチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリル酸エステル、フルオロノルボルニル(メタ)アクリル酸エステル、フルオロアダマンチル(メタ)アクリル酸エステル、フルオロボルニル(メタ)アクリル酸エステル、フルオロイソボルニル(メタ)アクリル酸エステル、フルオロトリシクロデシル(メタ)アクリル酸エステル、フルオロテトラシクロデシル(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the structural unit (II) include trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, and perfluoroethyl (meth) acrylate. Perfluoro n-propyl (meth) acrylate, perfluoro i-propyl (meth) acrylate, perfluoro n-butyl (meth) acrylate, perfluoro i-butyl (meth) acrylate, perfluoro Fluoro t-butyl (meth) acrylic acid ester, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl) (meth) acrylic acid ester, 1- (2,2,3,3,4, 4,5,5-octafluoropentyl) (meth) acrylic acid ester, perfluorocyclohexylmethyl (meth) Crylate, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl) (meth) acrylate, monofluorocyclopentyl (meth) acrylate, difluorocyclopentyl (meth) acrylate, perfluorocyclopentyl (Meth) acrylic acid ester, monofluorocyclohexyl (meth) acrylic acid ester, difluorocyclopentyl (meth) acrylic acid ester, perfluorocyclohexylmethyl (meth) acrylic acid ester, fluoronorbornyl (meth) acrylic acid ester, fluoroadamantyl (Meth) acrylic acid ester, fluorobornyl (meth) acrylic acid ester, fluoroisobornyl (meth) acrylic acid ester, fluorotricyclodecyl (meth) acrylic acid ester, Oro tetracyclododecene decyl (meth) acrylic acid ester.

上記[A]含フッ素重合体において、構造単位(II)の含有率は、[A]含フッ素重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(II)の総量が、0mol%〜50mol%が好ましく、0mol%〜30mol%がさらに好ましく、5mol%〜30mol%が特に好ましい。このような含有率にすることによって液浸露光時においてレジスト被膜表面のより高い動的接触角を発現させることができる。なお、[A]含フッ素重合体は、構造単位(II)を1種単独で、又は2種以上を組み合わせて有していてもよい。   In the above [A] fluoropolymer, the content of the structural unit (II) is preferably such that the total amount of the structural unit (II) with respect to all the structural units constituting the [A] fluoropolymer is 0 mol% to 50 mol%. 0 mol% to 30 mol% is more preferable, and 5 mol% to 30 mol% is particularly preferable. By setting it as such a content rate, the higher dynamic contact angle of the resist film surface can be expressed at the time of immersion exposure. In addition, the [A] fluoropolymer may have the structural unit (II) singly or in combination of two or more.

[構造単位(III)]
[A]含フッ素重合体は、下記式(3)で表される構造単位(III)を有していてもよい。
[Structural unit (III)]
[A] The fluoropolymer may have a structural unit (III) represented by the following formula (3).

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式(3)中、Rは水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基であり、この炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基が少なくとも1個のハロゲン原子を有していてもよい。Rは炭素数1〜20の(m+1)価の炭化水素基であり、RのR側の末端に酸素原子、硫黄原子、−NR’−(但し、R’は水素原子又は1価の有機基である。)、カルボニル基、−CO−O−又は−CO−NH−が結合された構造のものも含む。Rは単結合、炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の2価の脂肪族環状炭化水素基である。Xは単結合、又は少なくとも1個のフッ素原子を有する炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基である。Aは酸素原子、−NR’’−(但し、R’’は水素原子又は1価の有機基である。)、−CO−O−*又は−SO−O−*(「*」はRに結合する結合手を示す。)である。Rは水素原子又は1価の有機基である。mは1〜3の整数である。但し、mが2又は3の場合、複数のR、X、A及びRはそれぞれ独立して上記定義を有する。) In the above formula (3), R is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is at least 1 May have one halogen atom. R 2 is an (m + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and an oxygen atom, a sulfur atom, and —NR′— (wherein R ′ is a hydrogen atom or a monovalent group) at the terminal of R 2 on the R 3 side. And a structure in which a carbonyl group, —CO—O— or —CO—NH— is bonded. R 3 is a single bond, a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. X 2 is a single bond or a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and having at least one fluorine atom. A is an oxygen atom, —NR ″ — (where R ″ is a hydrogen atom or a monovalent organic group), —CO—O— * or —SO 2 —O— * (“*” represents R 4 shows a bond to be bonded. R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. m is an integer of 1-3. However, when m is 2 or 3, several R < 3 >, X < 2 >, A and R < 4 > have the said definition each independently. )

上記式(3)中、Rが水素原子である場合には[A]重合体のアルカリ現像液に対する溶解性を向上させることができる点で好ましい。 In the above formula (3), when R 4 is a hydrogen atom, it is preferable in that the solubility of the [A] polymer in an alkaline developer can be improved.

また、上記式(3)中、Rとして表される1価の有機基としては、酸解離性基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基が挙げられる。 In the above formula (3), examples of the monovalent organic group represented by R 4 include an acid-dissociable group or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent.

「酸解離性基」とは、例えばヒドロキシル基、カルボキシル基等の極性官能基中の水素原子を置換する基であって、酸の存在下で解離する基をいう。これにより、構造単位(III)は、酸の作用によって極性基を生じることとなる。従って、上記式(3)中、Rが酸解離性基の場合には、後述するレジストパターン形成方法における露光工程において露光された部分のアルカリ現像液に対する溶解性を高くすることができる点で好ましい。 The “acid-dissociable group” refers to a group that substitutes a hydrogen atom in a polar functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group and dissociates in the presence of an acid. Thereby, the structural unit (III) generates a polar group by the action of an acid. Therefore, in the above formula (3), when R 4 is an acid-dissociable group, the solubility in the alkali developer of the exposed portion in the exposure step in the resist pattern forming method described later can be increased. preferable.

酸解離性基としては、例えばt−ブトキシカルボニル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、(チオテトラヒドロピラニルスルファニル)メチル基、(チオテトラヒドロフラニルスルファニル)メチル基や、アルコキシ置換メチル基、アルキルスルファニル置換メチル基等が挙げられる。なお、アルコキシ置換メチル基におけるアルコキシル基(置換基)としては、例えば、炭素数1〜4のアルコキシル基がある。また、アルキルスルファニル置換メチル基におけるアルキル基(置換基)としては、例えば炭素数1〜4のアルキル基がある。また、酸解離性基としては、後述する構造単位(IV)の項に記載した式(Y−1)で表される基であってもよい。これらの中でも、上記式(3)中、Aが酸素原子又は−NR’’−の場合はt−ブトキシカルボニル基又はアルコキシ置換メチル基が好ましい。また、式(3)中、Aが−CO−O−の場合、後述する構造単位(IV)の項に記載した式(Y−1)で表される基であることが好ましい。   Examples of the acid dissociable group include a t-butoxycarbonyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a (thiotetrahydropyranylsulfanyl) methyl group, a (thiotetrahydrofuranylsulfanyl) methyl group, an alkoxy-substituted methyl group, and an alkylsulfanyl group. Examples include substituted methyl groups. In addition, as an alkoxyl group (substituent) in an alkoxy substituted methyl group, there exists a C1-C4 alkoxyl group, for example. Examples of the alkyl group (substituent) in the alkylsulfanyl-substituted methyl group include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Moreover, as an acid dissociable group, group represented by the formula (Y-1) described in the term of the structural unit (IV) mentioned later may be sufficient. Among these, in Formula (3), when A is an oxygen atom or —NR ″ —, a t-butoxycarbonyl group or an alkoxy-substituted methyl group is preferable. Moreover, in Formula (3), when A is -CO-O-, it is preferable that it is group represented by the formula (Y-1) described in the term of the structural unit (IV) mentioned later.

上記式(3)中、Xは少なくとも1個のフッ素原子を有する炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基である。Xとしては、例えば上記式(X2−1)〜(X2−6)で表される基が挙げられる。 In the formula (3), X 2 is a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and having at least one fluorine atom. Examples of X 2 include groups represented by the above formulas (X2-1) to (X2-6).

上記Xとしては、上記式(3)中、Aが酸素原子の場合には上記式(X2−1)で表される基が好ましい。また、上記式(3)中、Aが−CO−O−の場合には上記式(X2−2)〜(X2−6)で表される基のうちのいずれか1種であることが好ましく、上記式(X2−1)で表される基であることがより好ましい。 X 2 is preferably a group represented by the above formula (X2-1) when A is an oxygen atom in the above formula (3). In the above formula (3), when A is —CO—O—, it is preferably any one of the groups represented by the above formulas (X2-2) to (X2-6). And more preferably a group represented by the above formula (X2-1).

なお、上記式(3)中、mは1〜3の整数である。従って、構造単位(III)にはRが1〜3個導入される。mが2又は3の場合、R、R、X及びAはそれぞれ独立である。すなわち、mが2又は3の場合、複数のRは同じ構造のものであってもよいし異なる構造のものであってもよい。また、mが2又は3の場合、複数のRがRの同一の炭素原子に結合していてもよいし、異なる炭素原子に結合していてもよい。 In addition, in said formula (3), m is an integer of 1-3. Accordingly, 1 to 3 R 4 are introduced into the structural unit (III). When m is 2 or 3, R 3 , R 4 , X 2 and A are each independent. That is, when m is 2 or 3, the plurality of R 4 may have the same structure or different structures. When m is 2 or 3, a plurality of R 3 may be bonded to the same carbon atom of R 2 or may be bonded to different carbon atoms.

上記構造単位(III)としては、下記式(3−1a)〜(3−1c)で表される構造単位が挙げられる。   Examples of the structural unit (III) include structural units represented by the following formulas (3-1a) to (3-1c).

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式(3−1a)〜(3−1c)中、Rは、炭素数1〜20の2価の直鎖状、分岐状若しくは環状の飽和若しくは不飽和の炭化水素基である。X、R及びmの定義は上記式(3)と同じである。mが2又は3である場合、複数のX及びRはそれぞれ独立である。 In the formula (3-1a) ~ (3-1c), R 5 is a divalent straight chain, branched or cyclic hydrocarbon group of saturated or unsaturated having 1 to 20 carbon atoms. The definitions of X 2 , R 4 and m are the same as in the above formula (3). When m is 2 or 3, the plurality of X 2 and R 4 are each independent.

構造単位(III)を与える単量体としては、下記式(3m−1)〜(3m−6)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the structural unit (III) include compounds represented by the following formulas (3m-1) to (3m-6).

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式(3m−1)〜(3m−6)中、Rの定義は上記式(3)と同じである。Rはそれぞれ独立して、水素原子又は1価の有機基である。 In the above formulas (3m-1) to (3m-6), the definition of R is the same as that in the above formula (3). Each R 4 is independently a hydrogen atom or a monovalent organic group.

上記[A]含フッ素重合体において、構造単位(III)の含有率は、[A]含フッ素重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(III)の総量が、0mol%〜50mol%が好ましく、5mol%〜40mol%がより好ましく、10mol%〜30mol%が特に好ましい。このような含有率にすることによって、当該感放射線性樹脂組成物から形成されたレジスト被膜表面は、アルカリ現像において動的接触角の低下度を向上させることができる。なお、[A]重合体は、構造単位(III)を1種単独で、又は2種以上を組み合わせて有してもよい。   In the above [A] fluoropolymer, the content of the structural unit (III) is preferably such that the total amount of the structural unit (III) with respect to all structural units constituting the [A] fluoropolymer is 0 mol% to 50 mol%. 5 mol% to 40 mol% is more preferable, and 10 mol% to 30 mol% is particularly preferable. By setting it as such a content rate, the resist film surface formed from the said radiation sensitive resin composition can improve the fall degree of a dynamic contact angle in alkali image development. In addition, the [A] polymer may have structural unit (III) individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

[構造単位(IV)]
上記[A]重合体は、下記式(4)で表される構造単位(IV)を有していてもよい。[A]重合体が構造単位(IV)を含むことにより、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジストパターンのアルカリ現像後の形状をより改善することができる。
[Structural unit (IV)]
The above [A] polymer may have a structural unit (IV) represented by the following formula (4). [A] When a polymer contains structural unit (IV), the shape after the alkali image development of the resist pattern formed from the said radiation sensitive resin composition can be improved more.

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式(4)中、Rは水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基であり、この炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基が少なくとも1個のハロゲン原子を有していてもよい。Yは酸解離性基である。   In the above formula (4), R is a hydrogen atom, a fluorine atom or a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is at least 1 May have one halogen atom. Y is an acid dissociable group.

酸解離性基としては、下記式(Y−1)で表される基であることが好ましい。   The acid dissociable group is preferably a group represented by the following formula (Y-1).

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式(Y−1)中、Rp1は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の1価の脂肪族環状炭化水素基である。Rp2及びRp3はそれぞれ独立して炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の1価の脂肪族環状炭化水素基であるか、又はRp2及びRp3が互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に炭素数4〜20の2価の脂肪族環状炭化水素基を形成する。 In the above formula (Y-1), R p1 represents a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. R p2 and R p3 are each independently a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or R p2 and R p3. Are bonded to each other to form a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms together with the carbon atoms to which they are bonded.

上記式(Y−1)中、Rp1〜Rp3として表される基のうち、炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基が挙げられる。 Among the groups represented by R p1 to R p3 in the above formula (Y-1), examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and n-propyl. Group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and other alkyl groups; vinyl group, allyl group, propenyl group, butenyl group and other alkenyl groups. It is done.

炭素数4〜20の1価の脂肪族環状炭化水素基、又はRp2及びRp3が互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに形成される炭素数4〜20の2価の脂肪族環状炭化水素基としては、例えば、アダマンタン骨格、ノルボルナン骨格等の有橋式骨格や、シクロペンタン、シクロヘキサン等のシクロアルカン骨格を有する基;これらの基を例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基等の炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基の1種又は1個以上で置換した基等の脂肪族環状炭化水素骨格を有する基が挙げられる。これらの中でも、現像後のレジストパターンの形状をより改善させることができる点でシクロアルカン骨格を有する基が好ましい。 A monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a divalent fatty acid having 4 to 20 carbon atoms formed together with carbon atoms to which R p2 and R p3 are bonded to each other. Examples of the group cyclic hydrocarbon group include a bridged skeleton such as an adamantane skeleton and a norbornane skeleton, and a group having a cycloalkane skeleton such as cyclopentane and cyclohexane; these groups include, for example, a methyl group, an ethyl group, n- Groups having an aliphatic cyclic hydrocarbon skeleton such as a group substituted with one or more of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as propyl group and i-propyl group. It is done. Among these, a group having a cycloalkane skeleton is preferable in that the shape of the resist pattern after development can be further improved.

上記構造単位(IV)としては、例えば、下記式(4−1)〜(4−4)で表される構造単位が挙げられる。   Examples of the structural unit (IV) include structural units represented by the following formulas (4-1) to (4-4).

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記式(4−1)〜(4−4)中、Rの定義は上記式(4)と同じである。Rp1〜Rp3はそれぞれ独立して上記式(Y−1)と同義である。Rp2及びRp3は互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に炭素数4〜20の2価の脂肪族環状炭化水素基を形成していてもよい。rは1〜3の整数である。 In the above formulas (4-1) to (4-4), the definition of R is the same as the above formula (4). R p1 to R p3 are each independently synonymous with the formula (Y-1). R p2 and R p3 may be bonded to each other to form a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms together with the carbon atom to which each is bonded. r is an integer of 1 to 3.

上記[A]含フッ素重合体において、構造単位(IV)の含有率としては、[A]含フッ素重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(IV)の総量が70mol%以下が好ましく、5mol%〜60mol%がより好ましい。このような含有率にすることによって現像後のレジストパターン形状をさらに改善することができる。なお、[A]含フッ素重合体は、構造単位(IV)を、単独又は2種以上を組み合わせて有してもよい。   In the [A] fluoropolymer, the content of the structural unit (IV) is preferably such that the total amount of the structural unit (IV) with respect to all the structural units constituting the [A] fluoropolymer is 70 mol% or less. % To 60 mol% is more preferable. By setting such a content, the resist pattern shape after development can be further improved. In addition, the [A] fluoropolymer may have structural unit (IV) individually or in combination of 2 or more types.

[構造単位(V)]
上記[A]含フッ素重合体は、アルカリ可溶性基を有する構造単位(以下、「構造単位(V)」ともいう。)を有していてもよい。[A]含フッ素重合体が構造単位(V)を含むことにより、現像液に対する親和性を向上できる。
[Structural unit (V)]
The [A] fluoropolymer may have a structural unit having an alkali-soluble group (hereinafter also referred to as “structural unit (V)”). [A] When the fluoropolymer contains the structural unit (V), the affinity for the developer can be improved.

上記構造単位(V)におけるアルカリ可溶性基は、現像液に対する溶解性向上の観点から、pKaが4〜11の水素原子を有する官能基であることが好ましい。このような官能基としては、例えば下記式(5s−1)及び(5s−2)で表される官能基等が挙げられる。   The alkali-soluble group in the structural unit (V) is preferably a functional group having a hydrogen atom having a pKa of 4 to 11 from the viewpoint of improving solubility in a developer. Examples of such functional groups include functional groups represented by the following formulas (5s-1) and (5s-2).

Figure 0005728883
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上記式(5s−1)中、Rは、少なくとも1個のフッ素原子を有する炭素数1〜10の炭化水素基である。 In the formula (5s-1), R 9 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and having at least one fluorine atom.

上記式(5s−1)中、Rとして表される少なくとも1個のフッ素原子を有する炭素数1〜10の炭化水素基は、炭素数1〜10の炭化水素基における一部又は全部の水素原子がフッ素原子に置換されたものであれば特に限定されない。例えば、トリフルオロメチル基等が好ましい。 In the above formula (5s-1), the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms having at least one fluorine atom represented by R 9 is part or all of hydrogen in the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. There is no particular limitation as long as the atom is substituted with a fluorine atom. For example, a trifluoromethyl group is preferable.

上記構造単位(V)を[A]含フッ素重合体に組み込むために用いられる単量体としては、特に限定されるものではないが、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、又はα−トリフルオロアクリル酸エステル等であることが好ましい。   Although it does not specifically limit as a monomer used in order to incorporate the said structural unit (V) in a [A] fluoropolymer, Methacrylic acid ester, acrylic acid ester, or alpha-trifluoroacrylic acid An ester or the like is preferable.

上記構造単位(V)としては、例えば、(メタ)アクリル酸由来の構造単位、WO2009/041270パンフレット[0018]〜[0022]段落に記載のものが挙げられる。   Examples of the structural unit (V) include structural units derived from (meth) acrylic acid, and those described in paragraphs [0018] to [0022] of WO2009 / 041270 pamphlet.

上記[A]含フッ素重合体において、構造単位(V)の含有率は、[A]含フッ素重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(V)の総量が通常50mol%以下であり、5mol%〜30mol%が好ましく、5mol%〜20mol%がより好ましい。このような含有率にすることによって、液浸露光時における撥水性の確保と現像時における現像液への親和性向上をバランス良く達成することができる。   In the [A] fluoropolymer, the content of the structural unit (V) is such that the total amount of the structural unit (V) with respect to all the structural units constituting the [A] fluoropolymer is usually 50 mol% or less, and 5 mol % To 30 mol% is preferable, and 5 mol% to 20 mol% is more preferable. By setting such a content, it is possible to achieve a good balance between ensuring water repellency during immersion exposure and improving affinity for the developer during development.

[構造単位(VI)]
上記[A]含フッ素重合体は、下記式(6)で表される構造単位(VI)を有していてもよい。[A]含フッ素重合体が構造単位(VI)を含むことにより、現像液に対する親和性を向上させることができる。
[Structural unit (VI)]
[A] The fluoropolymer may have a structural unit (VI) represented by the following formula (6). [A] When the fluoropolymer contains the structural unit (VI), the affinity for the developer can be improved.

Figure 0005728883
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上記式(6)において、Rは水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基であり、この炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基が少なくとも1個のハロゲン原子を有していてもよい。RL21は単結合又は2価の連結基である。RL21はラクトン構造を有する1価の有機基又は環状カーボネート構造を有する1価の有機基である。 In the above formula (6), R is a hydrogen atom, a fluorine atom or a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is at least 1 May have one halogen atom. R L21 is a single bond or a divalent linking group. R L21 is a monovalent organic group having a lactone structure or a monovalent organic group having a cyclic carbonate structure.

上記式(6)における2価の連結基RL21としては、例えば、上記構造単位(I)における2価の連結基の例が挙げられる。 Examples of the divalent linking group R L21 in the above formula (6) include examples of the divalent linking group in the structural unit (I).

上記式(6)中、RLcとして表されるラクトン構造を有する1価の有機基としては下記式(Lc−1)〜(Lc−6)で表される基が挙げられる。 In the above formula (6), examples of the monovalent organic group having a lactone structure represented by R Lc include groups represented by the following formulas (Lc-1) to (Lc-6).

Figure 0005728883
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上記式(Lc−1)〜(Lc−6)中、RLc1はそれぞれ独立して酸素原子又はメチレン基である。RLc2は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。nLc1はそれぞれ独立して0又は1である。nLc2は0〜3の整数である。「*」は上記式(6)中のRL21に結合する結合手を示す。また、式(Lc−1)〜(Lc−6)で表される基は置換基を有していてもよい。 In the formulas (Lc-1) to (Lc-6), R Lc1 is independently an oxygen atom or a methylene group. R Lc2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. n Lc1 is each independently 0 or 1. nLc2 is an integer of 0-3. “*” Represents a bond bonded to R L21 in the above formula (6). In addition, the groups represented by the formulas (Lc-1) to (Lc-6) may have a substituent.

構造単位(VI)としては、例えば特開2007−304537号公報[0054]〜[0057]段落に記載のもの、特開2008−088343号公報[0086]〜[0088]段落に記載のもの、下記式(6−1a)〜(6−1j)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the structural unit (VI) include those described in paragraphs [0054] to [0057] of JP2007-304537A, those described in paragraphs [0086] to [0088] of JP2008-088343A, and Examples include compounds represented by formulas (6-1a) to (6-1j).

Figure 0005728883
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上記式(6−1a)〜(6−1j)中、Rは水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基であり、この炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基が少なくとも1個のハロゲン原子を有していてもよい。   In the above formulas (6-1a) to (6-1j), R is a hydrogen atom, a fluorine atom or a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and this monovalent chain having 1 to 4 carbon atoms. The chain hydrocarbon group may have at least one halogen atom.

なお上記構造単位(VI)は単独又は2種以上が組み合わされて含まれていてもよい。上記構造単位(VI)を与える好ましい単量体としては国際公開2007/116664号パンフレット[0043]段落に記載のものが挙げられる。   In addition, the said structural unit (VI) may be contained individually or in combination of 2 or more types. Preferable monomers that give the structural unit (VI) include those described in paragraph [0043] of International Publication No. 2007/116664.

上記構造単位(VI)のうち、環状カーボネート構造を有する構造単位としては、例えば、下記式(6−2a)で表される構造単位が挙げられる。   Among the structural units (VI), examples of the structural unit having a cyclic carbonate structure include a structural unit represented by the following formula (6-2a).

Figure 0005728883
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上記式(6−2a)中、Rは上記式(6)と同義である。Dは炭素数1〜30の3価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜30の3価の脂肪族環状炭化水素基、又は炭素数6〜30の3価の芳香族炭化水素基である。Dはその骨格中に酸素原子、カルボニル基、−NH−を有していてもよい。また、Dは置換基を有していてもよい。   In said formula (6-2a), R is synonymous with said formula (6). D is a trivalent chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a trivalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, or a trivalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms. . D may have an oxygen atom, a carbonyl group, or —NH— in its skeleton. D may have a substituent.

上記式(6−2a)で表される構造単位を与える単量体は、例えばTetrahedron Letters,Vol.27,No.32 p.3741(1986)、Organic Letters,Vol.4,No.15 p.2561(2002)等に記載された、従来公知の方法により合成できる。   Monomers that give structural units represented by the above formula (6-2a) are described in, for example, Tetrahedron Letters, Vol. 27, no. 32 p. 3741 (1986), Organic Letters, Vol. 4, no. 15 p. 2561 (2002) and the like, and can be synthesized by a conventionally known method.

上記式(6−2a)で表される構造単位の好ましい例としては、特開2010−066503号公報[0020]段落に記載のものが挙げられ、より好ましくは下記式(6−2a−1)及び(6−2a−2)で表される構造単位が挙げられる。   Preferable examples of the structural unit represented by the above formula (6-2a) include those described in paragraph [0020] of JP 2010-066653 A, and more preferably the following formula (6-2a-1) And structural units represented by (6-2a-2).

Figure 0005728883
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上記式(6−2a−1)及び(6−2a−2)中、Rは上記式(6)と同義である。   In the above formulas (6-2a-1) and (6-2a-2), R has the same meaning as in the above formula (6).

上記[A]含フッ素重合体において、構造単位(VI)の含有率は、[A]含フッ素重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(VI)の総量が通常50mol%以下であり、5mol%〜40mol%が好ましく、5mol%〜30mol%がより好ましい。このような含有率にすることによって、液浸露光時における高い動的接触角と共に、現像による動的接触角の十分な低下を達成することができる。   In the [A] fluoropolymer, the content of the structural unit (VI) is such that the total amount of the structural unit (VI) with respect to all the structural units constituting the [A] fluoropolymer is usually 50 mol% or less, and 5 mol % To 40 mol% is preferable, and 5 mol% to 30 mol% is more preferable. By setting it as such a content rate, the sufficient fall of the dynamic contact angle by image development can be achieved with the high dynamic contact angle at the time of immersion exposure.

[A]含フッ素重合体の含有量としては、当該感放射線性樹脂組成物において[A]含フッ素重合体と必要に応じて含有させる他の重合体とを合わせた全重合体に対して、0.1質量%〜20質量%が好ましく、0.3質量%〜10質量%がより好ましく、0.5質量%〜8質量%が特に好ましい。[A]含フッ素重合体の含有量が0.1質量%未満であると、当該感放射線性樹脂組成物から得られるレジスト被膜の動的接触角に場所によるムラが生じるおそれがある。一方、この含有量が20質量%を超えると、露光部と未露光部でレジスト被膜の溶解差が小さくなるため、パターン形状が悪化するおそれがある。   [A] The content of the fluorine-containing polymer is based on the total polymer of [A] the fluorine-containing polymer and other polymers to be contained as necessary in the radiation sensitive resin composition. 0.1 mass%-20 mass% are preferable, 0.3 mass%-10 mass% are more preferable, 0.5 mass%-8 mass% are especially preferable. [A] If the content of the fluoropolymer is less than 0.1% by mass, the dynamic contact angle of the resist film obtained from the radiation-sensitive resin composition may vary depending on the location. On the other hand, if this content exceeds 20% by mass, the difference in dissolution of the resist film between the exposed part and the unexposed part becomes small, which may deteriorate the pattern shape.

[[A]含フッ素重合体の製造方法]
上記[A]含フッ素重合体は、ラジカル重合等の常法に従って合成することができる。ラジカル重合の方法としては、例えば、(1)単量体及びラジカル開始剤を含有する溶液を、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法;(2)単量体を含有する溶液とラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法;(3)各々の単量体を含有する、複数種の溶液とラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法等の方法が好ましい。
[[A] Fluoropolymer Production Method]
The [A] fluoropolymer can be synthesized according to a conventional method such as radical polymerization. As a method of radical polymerization, for example, (1) a method in which a solution containing a monomer and a radical initiator is dropped into a reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction; (2) monomer A solution containing a radical initiator and a solution containing a radical initiator are separately dropped into a reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction; (3) a plurality of types each containing a monomer; A method such as a method in which a solution containing a radical initiator and a solution containing a radical initiator are dropped into a reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction is preferable.

なお、単量体溶液に対して、単量体溶液を滴下して反応させる場合、滴下される単量体溶液中の単量体量は、重合に用いられる単量体総量に対して30mol%以上であることが好ましく、50mol%以上であることがさらに好ましく、70mol%以上であることが特に好ましい。   In addition, when the monomer solution is dropped and reacted with respect to the monomer solution, the amount of the monomer in the dropped monomer solution is 30 mol% with respect to the total amount of monomers used for polymerization. Preferably, the amount is 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more.

これらの方法における反応温度は開始剤種によって適宜決定すればよい。反応温度としては、通常、30℃〜150℃であり、40℃〜150℃が好ましく、50℃〜140℃がより好ましい。滴下時間は、反応温度、開始剤の種類、反応させる単量体等の条件によって異なるが、通常30分〜8時間であり、45分〜6時間が好ましく、1時間〜5時間がより好ましい。また、滴下時間を含む全反応時間も、滴下時間と同様に条件により異なるが、通常、30分〜12時間であり、45分〜12時間が好ましく、1時間〜10時間がより好ましい。   What is necessary is just to determine the reaction temperature in these methods suitably with initiator seed | species. As reaction temperature, it is 30 to 150 degreeC normally, 40 to 150 degreeC is preferable and 50 to 140 degreeC is more preferable. Although dripping time changes with conditions, such as reaction temperature, the kind of initiator, and the monomer made to react, it is 30 minutes-8 hours normally, 45 minutes-6 hours are preferable, and 1 hour-5 hours are more preferable. Further, the total reaction time including the dropping time varies depending on the conditions similarly to the dropping time, but is usually 30 minutes to 12 hours, preferably 45 minutes to 12 hours, and more preferably 1 hour to 10 hours.

上記重合に使用されるラジカル開始剤としては、ジメチル2,2’−アゾビス(2−イソブチロニトリル)、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ系ラジカル開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系ラジカル開始剤等が挙げられる。この中でジメチル2,2’−アゾビス(2−イソブチロニトリル)が好ましい。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。   Examples of the radical initiator used in the polymerization include dimethyl 2,2′-azobis (2-isobutyronitrile), azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis (4-methoxy-2). , 4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-cyclopropylpropionitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobis (2- Azo radical initiators such as methyl propionate); peroxide radical initiators such as benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, and the like. Of these, dimethyl 2,2'-azobis (2-isobutyronitrile) is preferred. These can be used alone or in combination of two or more.

重合溶媒としては、重合を阻害する溶媒(重合禁止効果を有するニトロベンゼン、連鎖移動効果を有するメルカプト化合物等)以外の溶媒であって、その単量体を溶解可能な溶媒であれば使用することができる。例えば、アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類、エステル・ラクトン類、ニトリル類及びその混合溶媒等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。   As the polymerization solvent, any solvent other than a solvent that inhibits polymerization (nitrobenzene having a polymerization inhibiting effect, mercapto compound having a chain transfer effect, etc.) and capable of dissolving the monomer may be used. it can. Examples thereof include alcohols, ethers, ketones, amides, esters / lactones, nitriles, and mixed solvents thereof. These can be used alone or in combination of two or more.

上記得られた[A]含フッ素重合体における低分子量重合体の含有割合を調製する必要がある場合には、上記重合反応により得られた重合体溶液等を、液液精製法による処理、限外濾過膜による濾過、分取ゲルパーミエーションクロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー等のカラム操作、再沈殿法、分液操作により、単量体やオリゴマー等の低分子量重合体を除去することができる。特に、[A]含フッ素重合体を含む溶液を液液精製法により処理する方法は、簡便かつ確実に低分子量重合体を除去できる点で特に好ましい。再沈殿法もアルコール類やアルカン類等を単独で又は2種以上を混合して使用することができ、低分子量重合体を低減した重合体を粉体等として回収できる点で好ましい。   When it is necessary to adjust the content ratio of the low molecular weight polymer in the obtained [A] fluoropolymer, the polymer solution obtained by the polymerization reaction is treated with a liquid-liquid purification method. Low molecular weight polymers such as monomers and oligomers can be removed by filtration through an outer filtration membrane, column operation such as preparative gel permeation chromatography, adsorption chromatography, reprecipitation method, and liquid separation operation. In particular, the method of treating the solution containing the [A] fluorine-containing polymer by the liquid-liquid purification method is particularly preferable because the low molecular weight polymer can be easily and reliably removed. The reprecipitation method is also preferable in that alcohols, alkanes and the like can be used alone or in admixture of two or more, and a polymer with a reduced low molecular weight polymer can be recovered as a powder or the like.

上記[A]含フッ素重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、1,000〜50,000であることが好ましく、1,000〜40,000であることがより好ましく、1,000〜30,000であることが特に好ましい。[A]含フッ素重合体のMwが1,000未満であると十分な動的接触角を有するレジスト被膜を得ることができないおそれがある。一方、[A]含フッ素重合体のMwが50,000を超えると、レジスト被膜の現像性が低下するおそれがある。   The polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) of the [A] fluoropolymer by gel permeation chromatography (GPC) is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 50,000, and preferably 1,000 to 40 000 is more preferable, and 1,000 to 30,000 is particularly preferable. [A] When the Mw of the fluoropolymer is less than 1,000, a resist film having a sufficient dynamic contact angle may not be obtained. On the other hand, if the Mw of the [A] fluoropolymer exceeds 50,000, the developability of the resist film may be lowered.

また、上記[A]含フッ素重合体のGPCによるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)に対するMwの比(Mw/Mn)は、通常、1.0〜5.0であり、1.0〜4.0であることが好ましく、1.0〜2.0であることがより好ましい。   Moreover, the ratio (Mw / Mn) of Mw with respect to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) by GPC of the [A] fluoropolymer is usually 1.0 to 5.0, and 1.0 to 4. 0 is preferable, and 1.0 to 2.0 is more preferable.

<[B]重合体>
当該感放射線性樹脂組成物は、[A]含フッ素重合体とは別に、[B]酸解離性基を有し、上記[A]含フッ素重合体よりもフッ素原子含有率の小さい重合体(以下、単に「[B]重合体」ともいう。)を含有することが好ましい。このような酸解離性基を有する重合体は酸の作用前はアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性で、後述する[C]酸発生剤等から発生する酸の作用により酸解離性基が脱離するとアルカリ可溶性となる。重合体が「アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性」であるとは、当該感放射線性樹脂組成物を用いて形成したレジスト被膜からレジストパターンを形成する際に採用されるアルカリ現像条件下で、レジスト被膜に代えてこのような重合体のみを用いた膜厚100nmの被膜を現像した場合に、被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質をいう。
<[B] polymer>
The radiation-sensitive resin composition has a [B] acid-dissociable group separately from the [A] fluoropolymer, and a polymer having a smaller fluorine atom content than the above [A] fluoropolymer ( Hereinafter, it is also preferable to contain simply “[B] polymer”. Such a polymer having an acid-dissociable group is insoluble or hardly soluble in alkali prior to the action of an acid. When the acid-dissociable group is eliminated by the action of an acid generated from a [C] acid generator, which will be described later, the polymer is alkali. It becomes soluble. The polymer is “alkali-insoluble or hardly alkali-soluble” means that the resist film is formed under the alkali development conditions employed when forming a resist pattern from the resist film formed using the radiation-sensitive resin composition. Instead, when a film having a thickness of 100 nm using only such a polymer is developed, 50% or more of the initial film thickness of the film remains after development.

当該感放射線性樹脂組成物は、[B]重合体をさらに含有することにより、[A]含フッ素重合体及び[B]重合体を含む感放射線性樹脂組成物からレジスト被膜を形成した際に、[A]含フッ素重合体がレジスト被膜表面に偏在化する度合いが高くなる。その結果上述の[A]含フッ素重合体の疎水性及びその低下に起因する特性がより効率的に発現される。なお、このフッ素原子含有率は13C−NMRにより測定することができる。 When the said radiation sensitive resin composition contains a [B] polymer further, when forming a resist film from the radiation sensitive resin composition containing a [A] fluorine-containing polymer and a [B] polymer. [A] The degree of uneven distribution of the fluorine-containing polymer on the resist coating surface is increased. As a result, the hydrophobicity of the above-mentioned [A] fluoropolymer and the characteristics resulting from the reduction thereof are more efficiently expressed. The fluorine atom content can be measured by 13 C-NMR.

[B]重合体は、上述のような性質を有する重合体である限り、その具体的な構造は特に限定されるものではないが、[A]含フッ素重合体についての上記式(3)で表される構造単位(III)及び上記式(6)で表される構造単位(VI)を有することが好ましい。   [B] The specific structure of the polymer is not particularly limited as long as it is a polymer having the above-described properties, but [A] in the above formula (3) for the fluoropolymer It is preferable to have the structural unit (III) represented and the structural unit (VI) represented by the above formula (6).

上記[B]重合体中、構造単位(III)の含有率としては、[B]重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(III)の総量が、0mol〜30mol%が好ましく、0mol〜15mol%がより好ましい。含有率が30mol%を超えると、基板との密着性が不十分となりパターンが剥がれてしまうおそれがある。   In the above [B] polymer, the content of the structural unit (III) is preferably such that the total amount of the structural unit (III) with respect to all the structural units constituting the [B] polymer is 0 to 30 mol%, and 0 to 15 mol. % Is more preferable. If the content exceeds 30 mol%, the adhesion with the substrate is insufficient and the pattern may be peeled off.

上記[B]重合体中、構造単位(VI)の含有率としては、[B]重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(VI)の総量が、5mol〜75mol%が好ましく、15mol〜65mol%がより好ましく、25mol〜55mol%が特に好ましい。含有率が5mol%未満であるとレジストとして基板との密着性が不十分となりパターンが剥がれてしまうおそれがある。一方、含有率が75mol%を超えると、溶解した後のコントラストが損なわれ、パターン形状が低下するおそれがある。   In the above [B] polymer, the content of the structural unit (VI) is preferably such that the total amount of the structural unit (VI) with respect to all the structural units constituting the [B] polymer is 5 mol to 75 mol%, and 15 mol to 65 mol. % Is more preferable, and 25 mol to 55 mol% is particularly preferable. If the content is less than 5 mol%, the adhesiveness to the substrate as a resist becomes insufficient and the pattern may be peeled off. On the other hand, if the content exceeds 75 mol%, the contrast after dissolution is impaired, and the pattern shape may be lowered.

[B]重合体は、上記フッ素原子含有率を有する限り、構造単位(III)及び構造単位(VI)以外の他の構造単位を有するものであってもよい。他の構造単位を構成する重合性不飽和単量体としては、国際公開2007/116664A号[0065]〜[0085段落に開示されている単量体が挙げられる。   [B] The polymer may have a structural unit other than the structural unit (III) and the structural unit (VI) as long as it has the fluorine atom content. Examples of the polymerizable unsaturated monomer constituting the other structural unit include monomers disclosed in International Publication No. 2007 / 116664A [0065] to [0085].

他の構造単位としては、
(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、又は(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピルに由来する構造単位;
上記構造単位(V);
下記式(o−1)等で表される構造単位が好ましい。
Other structural units include
Structural units derived from 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, or 3-hydroxypropyl (meth) acrylate;
The structural unit (V);
A structural unit represented by the following formula (o-1) or the like is preferable.

Figure 0005728883
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上記式(o−1)中、Rは水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基であり、この炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基が少なくとも1個のハロゲン原子を有していてもよい。Ro1は2価の連結基である。 In the above formula (o-1), R is a hydrogen atom, a fluorine atom or a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and this monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is It may have at least one halogen atom. R o1 is a divalent linking group.

上記式(o−1)におけるRo1で表される2価の連結基としては、例えば、上記構造単位(I)における2価の連結基の例が挙げられる。 Examples of the divalent linking group represented by R o1 in the above formula (o-1) include examples of the divalent linking group in the structural unit (I).

[B]重合体のMwとしては、通常3,000〜300,000であり、4,000〜200,000が好ましく、4,000〜100,000がより好ましい。Mwが3,000未満であると、レジストとしての耐熱性が低下するおそれがある。一方、Mwが300,000を超えると、レジストとしての現像性が低下するおそれがある。   [B] The Mw of the polymer is usually 3,000 to 300,000, preferably 4,000 to 200,000, and more preferably 4,000 to 100,000. If Mw is less than 3,000, the heat resistance as a resist may be reduced. On the other hand, if Mw exceeds 300,000, the developability as a resist may be lowered.

当該感放射線性樹脂組成物では、[A]含フッ素重合体の含有量が、[B]重合体100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下であることが好ましい。[A]含フッ素重合体の含有量を上記範囲とすることで、[A]含フッ素重合体のレジスト被膜の表面への偏析が効果的に起きるので、レジスト被膜からの溶出がさらに抑制されると共に、レジスト被膜表面の動的接触角がさらに高まるため、水切れ性をさらに向上できる。   In the said radiation sensitive resin composition, it is preferable that content of [A] fluoropolymer is 0.1 to 10 mass parts with respect to 100 mass parts of [B] polymers. [A] By setting the content of the fluoropolymer in the above range, segregation of the [A] fluoropolymer to the surface of the resist film occurs effectively, so that elution from the resist film is further suppressed. At the same time, since the dynamic contact angle on the resist coating surface is further increased, water drainage can be further improved.

<[C]感放射線性酸発生剤>
本発明の感放射線性樹脂組成物は、[C]感放射線性酸発生剤(以下、単に「[C]酸発生剤」ともいう。)を含有することが好ましい。[C]酸発生剤としては、例えばスルホニウム塩やヨードニウム塩等のオニウム塩化合物、有機ハロゲン化合物、ジスルホン類やジアゾメタンスルホン類等のスルホン化合物が挙げられる。[C]酸発生剤は、単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
<[C] Radiation sensitive acid generator>
The radiation sensitive resin composition of the present invention preferably contains a [C] radiation sensitive acid generator (hereinafter also simply referred to as “[C] acid generator”). [C] Examples of the acid generator include onium salt compounds such as sulfonium salts and iodonium salts, organic halogen compounds, and sulfone compounds such as disulfones and diazomethane sulfones. [C] An acid generator can be used individually or in combination of 2 or more types.

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

[C]酸発生剤としては、具体的には、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、シクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシル・メチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、2−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(1−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(1−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(1−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、パーフルオロ−n−オクタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N−ヒドロキシスクシイミドトリフルオロメタンスルホネート、N−ヒドロキシスクシイミドノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、N−ヒドロキシスクシイミドパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネートが好ましい。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。   [C] Specific examples of the acid generator include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, and bis (4-t-butylphenyl) iodonium. Trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium Nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, cyclohexyl 2-oxocyclohexyl Methylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexyl-2-oxocyclohexylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2-oxocyclohexyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydro Thiophenium trifluoromethanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (1- Naphthylacetomethyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- ( -Naphthylacetomethyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (1-naphthylacetomethyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxy Phenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) Tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octane sulfonate, trifluoromethanesulfonyl bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, nonafluoro-n-butanesulfonyl bicyclo [2.2.1 ] Hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, perfluoro-n-octanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, N-hydroxysuccinimide trifluoromethane Preferred are sulfonate, N-hydroxysuccinimide nonafluoro-n-butane sulfonate, N-hydroxysuccinimide perfluoro-n-octane sulfonate, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid imide trifluoromethanesulfonate. These can be used alone or in combination of two or more.

[C]酸発生剤の配合量としては、レジストとしての感度及び現像性を確保する観点から、当該感放射線性樹脂組成物に含まれる重合体の総量100質量部に対して、0.1質量部〜30質量部が好ましく、0.1質量部〜20質量部がより好ましい。酸発生剤の配合量が0.1質量部未満では、感度及び現像性が低下する傾向があり、30質量部を超えると、放射線に対する透明性が低下して、矩形のレジストパターンが得られ難くなる傾向がある。   [C] As a blending amount of the acid generator, from the viewpoint of ensuring the sensitivity and developability as a resist, 0.1 mass with respect to 100 mass parts of the total amount of the polymer contained in the radiation-sensitive resin composition. Part-30 mass parts is preferable, and 0.1 mass part-20 mass parts is more preferable. When the blending amount of the acid generator is less than 0.1 parts by mass, the sensitivity and developability tend to decrease, and when it exceeds 30 parts by mass, the transparency to radiation decreases and it is difficult to obtain a rectangular resist pattern. Tend to be.

<[D]酸拡散制御剤>
[D]酸拡散制御剤としては、例えば下記式(8)で表される化合物(以下、「含窒素化合物(I)」ともいう。)、同一分子内に窒素原子を2個有する化合物(以下、「含窒素化合物(II)」ともいう。)、窒素原子を3個以上有する化合物(以下、「含窒素化合物(III)」ともいう。)、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等が挙げられる。[D]酸拡散制御剤を含有すると、レジストとしてのパターン形状や寸法忠実度を向上させることができる。[D]酸拡散制御剤は、単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
<[D] Acid diffusion controller>
[D] Examples of the acid diffusion controller include a compound represented by the following formula (8) (hereinafter also referred to as “nitrogen-containing compound (I)”), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (I)”) , “Nitrogen-containing compound (II)”), compounds having 3 or more nitrogen atoms (hereinafter also referred to as “nitrogen-containing compound (III)”), amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing heterocycles. Compounds and the like. [D] When an acid diffusion control agent is contained, the pattern shape and dimensional fidelity as a resist can be improved. [D] The acid diffusion controller can be used alone or in combination of two or more.

Figure 0005728883
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上記式(8)中、R12〜R14は、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよい直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、アリール基、又はアラルキル基である。 In said formula (8), R < 12 > -R < 14 > is respectively independently a hydrogen atom, the linear, branched or cyclic alkyl group, aryl group, or aralkyl group which may be substituted.

含窒素化合物(I)としては、例えば
n−ヘキシルアミン等のモノアルキルアミン類;
ジ−n−ブチルアミン等のジアルキルアミン類;
トリエチルアミン等のトリアルキルアミン類;
アニリン等の芳香族アミン類等が挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing compound (I) include monoalkylamines such as n-hexylamine;
Dialkylamines such as di-n-butylamine;
Trialkylamines such as triethylamine;
And aromatic amines such as aniline.

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

含窒素化合物(III)としては、例えばポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ジメチルアミノエチルアクリルアミドの重合体等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing compound (III) include polymers of polyethyleneimine, polyallylamine, dimethylaminoethylacrylamide, and the like.

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

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

含窒素複素環化合物としては、例えばピリジン、2−メチルピリジン等のピリジン類の他、ピラジン、ピラゾール等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include pyridines such as pyridine and 2-methylpyridine, pyrazine, pyrazole and the like.

また上記含窒素有機化合物として、酸解離性基を有する化合物を用いることもできる。このような酸解離性基を有する含窒素有機化合物としては、例えばN―(t−ブトキシカルボニル)ピペリジン、N―(t−アミロキシカルボニル)ピペリジン、N―(t−ブトキシカルボニル)イミダゾール、N―(t−ブトキシカルボニル)ベンズイミダゾール、N―(t−ブトキシカルボニル)−2−フェニルベンズイミダゾール、N―(t−ブトキシカルボニル)ジ−n−オクチルアミン、N―(t−ブトキシカルボニル)ジエタノールアミン、N―(t−ブトキシカルボニル)ジシクロヘキシルアミン、N―(t−ブトキシカルボニル)ジフェニルアミン、N−(t−ブトキシカルボニル)−4−ヒドロキシピペリジン等が挙げられる。   Moreover, the compound which has an acid dissociable group can also be used as said nitrogen-containing organic compound. Examples of the nitrogen-containing organic compound having such an acid dissociable group include N- (t-butoxycarbonyl) piperidine, N- (t-amyloxycarbonyl) piperidine, N- (t-butoxycarbonyl) imidazole, N— (T-butoxycarbonyl) benzimidazole, N- (t-butoxycarbonyl) -2-phenylbenzimidazole, N- (t-butoxycarbonyl) di-n-octylamine, N- (t-butoxycarbonyl) diethanolamine, N -(T-butoxycarbonyl) dicyclohexylamine, N- (t-butoxycarbonyl) diphenylamine, N- (t-butoxycarbonyl) -4-hydroxypiperidine and the like.

また、酸拡散制御剤としては、下記式(9)で表される化合物を用いることもできる。
・・・(9)
In addition, as the acid diffusion controller, a compound represented by the following formula (9) can also be used.
X + Z - ··· (9)

上記式(9)中、Xは、下記式(9−1−1)又は(9−1−2)で表されるカチオンである。Zは、OH、RD1−COOで表されるアニオン、RD1−SO で表されるアニオン、又はRD1−N−SO−RD2で表されるアニオンである。但し、RD1は、置換されていてもよいアルキル基、1価の脂肪族環状炭化水素基又はアリール基である。RD2は一部又は全部の水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基若しくは1価の脂肪族環状炭化水素基である。 In the above formula (9), X + is a cation represented by the following formula (9-1-1) or (9-1-2). Z is an anion represented by OH , R D1 —COO , an anion represented by R D1 —SO 3 , or an anion represented by R D1 —N —SO 2 —RD 2 . However, R D1 represents an optionally substituted alkyl group, a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group, or an aryl group. R D2 is an alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.

Figure 0005728883
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上記式(9−1−1)中、RD3〜RD5は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルコキシル基、水酸基、又はハロゲン原子である。上記式(9−1−2)中、RD6及びRD7は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、水酸基、又はハロゲン原子である。 In the above formula (9-1-1), R D3 to R D5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom. In the above formula (9-1-2), R D6 and R D7 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom.

上記化合物は、露光により分解して酸拡散制御性を失う酸拡散制御剤(以下、「光分解性酸拡散制御剤」ともいう。)として用いられるものである。この化合物を含有することによって、露光部では酸が拡散し、未露光部では酸の拡散が制御されることにより露光部と未露光部のコントラストが優れ、即ち、露光部と未露光部の境界部分が明確になるため、特に本発明の感放射線性樹脂組成物のLWR(Line Width Roughness)、MEEF(Mask Error Enhancement Factor)の改善に有効である。   The above compound is used as an acid diffusion control agent that is decomposed by exposure and loses acid diffusion controllability (hereinafter also referred to as “photodegradable acid diffusion control agent”). By containing this compound, the acid diffuses in the exposed area and the acid diffusion is controlled in the unexposed area, so that the contrast between the exposed area and the unexposed area is excellent, that is, the boundary between the exposed area and the unexposed area. Since the portion becomes clear, it is particularly effective for improving the LWR (Line Width Roughness) and MEEF (Mask Error Enhancement Factor) of the radiation-sensitive resin composition of the present invention.

上記式(9)中のXは、上述したように一般式(9−1−1)又は(9−1−2)で表されるカチオンである。そして、上記式(9−1−1)中のRD3〜RD5は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、水酸基、又はハロゲン原子であり、これらの中でも、上記化合物の、現像液に対する溶解性を低下させる効果があるため、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子が好ましい。また、上記式(9−1−2)中のRD6及びRD7は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、水酸基、又はハロゲン原子であり、これらの中でも水素原子、アルキル基、ハロゲン原子が好ましい。 X + in the above formula (9) is a cation represented by the general formula (9-1-1) or (9-1-2) as described above. R D3 to R D5 in the formula (9-1-1) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom, and among these, A hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, and a halogen atom are preferred because of the effect of lowering the solubility in a developer. In addition, R D6 and R D7 in the above formula (9-1-2) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom, and among these, a hydrogen atom, an alkyl group A halogen atom is preferred.

上記式(9)中のZは、OH、RD1−COOで表されるアニオン、RD1−SO で表されるアニオン、は式RD1−N−SO−RD2で表されるアニオンである。但し、これらの式中のRD1は、置換されていてもよいアルキル基、脂肪族環状炭化水素基又はアリール基であり、これらの中でも、上記化合物の、現像液に対する溶解性を低下させる効果があるため、脂肪族環状炭化水素基又はアリール基が好ましい。 Z in the above formula (9) - are, OH -, R D1 -COO - anion represented by, R D1 -SO 3 - anion represented, the formula R D1 -N - -SO 2 -R D2 An anion represented by However, R D1 in these formulas is an optionally substituted alkyl group, aliphatic cyclic hydrocarbon group or aryl group, and among these, the effect of lowering the solubility of the above-mentioned compound in a developer is effective. For this reason, an aliphatic cyclic hydrocarbon group or an aryl group is preferable.

上記式(9)における置換されていてもよいアルキル基としては、例えば
ヒドロキシメチル基等の炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基;
メトキシ基等の炭素数1〜4のアルコキシル基;
シアノ基;
シアノメチル基等の炭素数2〜5のシアノアルキル基等の置換基を1種以上有する基等が挙げられる。これらの中でも、ヒドロキシメチル基、シアノ基、シアノメチル基が好ましい。
As the alkyl group which may be substituted in the above formula (9), for example, a hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a hydroxymethyl group;
An alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group;
A cyano group;
And a group having one or more substituents such as a cyanoalkyl group having 2 to 5 carbon atoms such as a cyanomethyl group. Among these, a hydroxymethyl group, a cyano group, and a cyanomethyl group are preferable.

上記式(9)における置換されていてもよい脂肪族環状炭化水素基としては、例えばヒドロキシシクロペンタン、ヒドロキシシクロヘキサン、シクロヘキサノン等のシクロアルカン骨格;1,7,7−トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−オン(カンファー)等の有橋脂肪族環状炭化水素骨格等の脂肪族環状炭化水素由来の1価の基等が挙げられる。これらの中でも、1,7,7−トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−オン由来の基が好ましい。   Examples of the optionally substituted aliphatic cyclic hydrocarbon group in the above formula (9) include cycloalkane skeletons such as hydroxycyclopentane, hydroxycyclohexane, and cyclohexanone; 1,7,7-trimethylbicyclo [2.2.1]. And a monovalent group derived from an aliphatic cyclic hydrocarbon such as a bridged aliphatic cyclic hydrocarbon skeleton such as heptan-2-one (camphor). Among these, a group derived from 1,7,7-trimethylbicyclo [2.2.1] heptan-2-one is preferable.

上記式(9)における置換されていてもよいアリール基としては、例えばフェニル基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルシクロヘキシル基等があげられ、これらの化合物を、ヒドロキシル基、シアノ基等で置換したもの等が挙げられる。これらの中でも、フェニル基、ベンジル基、フェニルシクロヘキシル基が好ましい。   Examples of the aryl group which may be substituted in the above formula (9) include a phenyl group, a benzyl group, a phenylethyl group, a phenylpropyl group, a phenylcyclohexyl group, and the like. And the like substituted with, and the like. Among these, a phenyl group, a benzyl group, and a phenylcyclohexyl group are preferable.

上記式(9)中のZは、下記式(9−2−1)で表されるアニオン(すなわち、RD1がフェニル基であるRD1−COOで表されるアニオン)、下記式(9−2−2)で表されるアニオン(すなわち、RD1が1,7,7−トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−オン由来の基であるRD1−SO で表されるアニオン)又は下記式(9−2−3)で表されるアニオン(すなわち、RD1がブチル基であり、RD2がトリフルオロメチル基であるRD1−N−SO−RD2で表されるアニオン)が好ましい。 Z in the above formula (9) - is an anion represented by the following formula (9-2-1) (i.e., R D1 is R D1 -COO a phenyl group - anion represented by), the following formula ( 9-2-2) (ie, R D1 is a group derived from 1,7,7-trimethylbicyclo [2.2.1] heptan-2-one, and is represented by R D1 —SO 3 . Anion) or an anion represented by the following formula (9-2-3) (that is, R D1 is a butyl group, and R D2 is a trifluoromethyl group, R D1 —N SO 2 —R D2 Anion represented by

Figure 0005728883
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上記光分解性酸拡散制御剤は、一般式(9)で表されるものであり、具体的には、上記条件を満たすスルホニウム塩化合物又はヨードニウム塩化合物である。   The photodegradable acid diffusion controller is represented by the general formula (9), and specifically, is a sulfonium salt compound or an iodonium salt compound that satisfies the above conditions.

スルホニウム塩化合物としては、例えばトリフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、トリフェニルスルホニウムサリチラート、トリフェニルスルホニウム4−トリフルオロメチルサリチラート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムサリチラート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホナート、4−t−ブトキシフェニル・ジフェニルスルホニウム10−カンファースルホナート等が挙げられる。   Examples of the sulfonium salt compounds include triphenylsulfonium hydroxide, triphenylsulfonium salicylate, triphenylsulfonium 4-trifluoromethyl salicylate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium salicylate, triphenylsulfonium 10-camphor sulfone. Nert, 4-t-butoxyphenyl diphenylsulfonium 10-camphorsulfonate and the like.

ヨードニウム塩化合物としては、例えばビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムサリチラート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム4−トリフルオロメチルサリチラート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホナート等が挙げられる。   Examples of the iodonium salt compound include bis (4-t-butylphenyl) iodonium hydroxide, bis (4-t-butylphenyl) iodonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 4-trifluoromethyl salicylate. Examples include tilate and bis (4-t-butylphenyl) iodonium 10-camphorsulfonate.

[D]酸拡散制御剤の含有量としては、当該感放射線性樹脂組成物に含まれる重合体の総量100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。酸拡散制御剤が過剰に含有されると、形成したレジスト被膜の感度が著しく低下するおそれがある。   [D] The content of the acid diffusion controller is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymer contained in the radiation-sensitive resin composition. If the acid diffusion controller is excessively contained, the sensitivity of the formed resist film may be remarkably lowered.

<[E]溶媒>
当該感放射線性樹脂組成物は通常、[E]溶媒を含有する。[E]溶媒は少なくとも[A]含フッ素重合体、及び所望により含有される[B]重合体、[C]酸発生剤等を溶解可能な溶媒であれば、特に限定されない。このような溶媒としては、例えば
直鎖状又は分岐状のケトン類;
環状のケトン類;
プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;
3−アルコキシプロピオン酸アルキル類等が挙げられる。
この中で、当該感放射線性樹脂組成物の保存安定性の観点から、直鎖状又は分岐状のケトン類、環状のケトン類、及びプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びシクロヘキサノンがより好ましい。
<[E] solvent>
The radiation-sensitive resin composition usually contains an [E] solvent. [E] The solvent is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving at least the [A] fluorine-containing polymer, and the optionally contained [B] polymer, [C] acid generator and the like. Such solvents include, for example, linear or branched ketones;
Cyclic ketones;
Propylene glycol monoalkyl ether acetates;
Alkyl 2-hydroxypropionates;
Examples include alkyl 3-alkoxypropionates.
Of these, from the viewpoint of storage stability of the radiation-sensitive resin composition, linear or branched ketones, cyclic ketones, and propylene glycol monoalkyl ether acetates are preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate. And cyclohexanone is more preferred.

また、当該感放射線性樹脂組成物の保存安定性をより向上させる観点からは、[E]溶媒の溶解度パラメータ(Solubility Parameter:SP値)が、8〜11が好ましく、8.5〜10.7がより好ましく、9〜10.5がさらに好ましい。[E]溶媒の溶解度パラメータが上記範囲であることによって当該感放射線性樹脂組成物の保存安定性が向上する理由としては、例えば、保存中の塩基解離性基の加水分解反応を抑制すると共に、パーティクルの析出を抑制していること等が考えられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。なお、SP値は、例えば、Fedorsの方法によって求めることができる。当該方法は、POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE,FEBRUARY,1974,vol.14,Issue2、p.147−154に記載されている。   In addition, from the viewpoint of further improving the storage stability of the radiation-sensitive resin composition, the solubility parameter (Solubility Parameter: SP value) of the [E] solvent is preferably 8 to 11, and 8.5 to 10.7. Is more preferable, and 9 to 10.5 is more preferable. [E] The reason why the storage stability of the radiation-sensitive resin composition is improved when the solubility parameter of the solvent is in the above range is, for example, suppressing the hydrolysis reaction of the base-dissociable group during storage, It is conceivable that the precipitation of particles is suppressed. These can be used alone or in combination of two or more. The SP value can be obtained by, for example, the Fedors method. The method is described in POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, FEBRUARY, 1974, vol. 14, Issue 2, p. 147-154.

<その他の任意成分>
本発明の感放射線性樹脂組成物には、上記の他、必要に応じその他の任意成分として、偏在化促進剤、界面活性剤、脂環式骨格含有化合物、増感剤、架橋剤等を配合することができる。
<Other optional components>
In addition to the above, the radiation-sensitive resin composition of the present invention contains an uneven distribution accelerator, a surfactant, an alicyclic skeleton-containing compound, a sensitizer, a crosslinking agent, etc. as other optional components as necessary. can do.

[偏在化促進剤]
偏在化促進剤は、[A]含フッ素重合体をより効率的にレジスト膜表面に偏析させる効果を有する。当該感放射線性樹脂組成物にこの偏在化促進剤を含有させることで、[A]含フッ素重合体の添加量を従来よりも少なくすることができる。従って、LWR、現像欠陥、パターン倒れ耐性等のレジスト基本特性を損なうことなく、レジスト膜から液浸液への成分の溶出をさらに抑制したり、高速スキャンにより液浸露光をより高速に行うことが可能になり、結果としてウォーターマーク欠陥等の液浸由来欠陥を抑制するレジスト膜表面の疎水性を向上できる。このような偏在化促進剤として用いることができるものとしては、比誘電率が30以上200以下で、1気圧における沸点が100℃以上の低分子化合物が挙げられる。このような化合物としては、例えばラクトン化合物、カーボネート化合物、ニトリル化合物、多価アルコール等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
[Uneven distribution promoter]
The uneven distribution accelerator has the effect of segregating the [A] fluoropolymer more efficiently on the resist film surface. By adding the uneven distribution accelerator to the radiation sensitive resin composition, the amount of the [A] fluoropolymer added can be reduced as compared with the conventional case. Therefore, it is possible to further suppress the elution of components from the resist film to the immersion liquid without damaging the basic resist characteristics such as LWR, development defects, and pattern collapse resistance, and to perform immersion exposure at a higher speed by high-speed scanning. As a result, it is possible to improve the hydrophobicity of the resist film surface which suppresses immersion-derived defects such as watermark defects. Examples of such an uneven distribution promoter include low molecular compounds having a relative dielectric constant of 30 or more and 200 or less and a boiling point of 100 ° C. or more at 1 atm. Examples of such compounds include lactone compounds, carbonate compounds, nitrile compounds, and polyhydric alcohols. These can be used alone or in combination of two or more.

ラクトン化合物としては、例えばγ−ブチロラクトン、バレロラクトン、メバロニックラクトン、ノルボルナンラクトン等が挙げられる。   Examples of the lactone compound include γ-butyrolactone, valerolactone, mevalonic lactone, norbornane lactone, and the like.

カーボネート化合物としては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等が挙げられる。   Examples of the carbonate compound include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, and the like.

ニトリル化合物としては、例えばスクシノニトリル等が挙げられる。上記多価アルコールとしては、例えばグリセリン等が挙げられる。   Examples of the nitrile compound include succinonitrile. Examples of the polyhydric alcohol include glycerin.

偏在化促進剤の含有量としては、重合体の総量を100質量部とした場合に、10質量部〜500質量部が好ましく、30質量部〜300質量部がより好ましい。   The content of the uneven distribution accelerator is preferably 10 parts by mass to 500 parts by mass, and more preferably 30 parts by mass to 300 parts by mass when the total amount of the polymer is 100 parts by mass.

[界面活性剤]
界面活性剤は、塗布性、現像性等を改良する作用を示す成分である。界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤の他、以下商品名で、KP341(信越化学工業社)、ポリフローNo.75、同No.95(共栄社化学社)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(トーケムプロダクツ社)、メガファックF171、同F173(大日本インキ化学工業社)、フロラードFC430、同FC431(住友スリーエム社)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭硝子社)等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
[Surfactant]
A surfactant is a component that exhibits an effect of improving coatability, developability, and the like. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol diacrylate. In addition to nonionic surfactants such as stearate, KP341 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-Top EF301, EF303, EF352 (Tochem Products), MegaFuck F171, F173 (Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 (Sumitomo 3M), Asahi Examples include Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (Asahi Glass Co., Ltd.). These can be used alone or in combination of two or more.

界面活性剤の含有量としては、当該感放射線性樹脂組成物に含まれる重合体の総量100質量部に対して、通常、2質量部以下である。   As content of surfactant, it is 2 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of total amounts of the polymer contained in the said radiation sensitive resin composition.

[脂環式骨格含有化合物]
脂環式骨格含有化合物は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等をさらに改善する作用を示す成分である。
[Alicyclic skeleton-containing compound]
The alicyclic skeleton-containing compound is a component having an action of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like.

脂環式骨格含有化合物としては、例えば
1−アダマンタンカルボン酸、2−アダマンタノン、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル等のアダマンタン誘導体類;
デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル等のデオキシコール酸エステル類;
リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル等のリトコール酸エステル類;
3−〔2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、2−ヒドロキシ−9−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
Examples of the alicyclic skeleton-containing compound include adamantane derivatives such as 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, and 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl;
Deoxycholic acid esters such as t-butyl deoxycholate, t-butoxycarbonylmethyl deoxycholic acid, 2-ethoxyethyl deoxycholic acid;
Lithocholic acid esters such as t-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid;
3- [2-Hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ethyl] tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 2-hydroxy-9-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

脂環式骨格含有化合物の配合量としては、当該感放射線性樹脂組成物に含まれる重合体の総量100質量部に対して通常、50質量部以下であり、30質量部以下が好ましい。   As a compounding quantity of an alicyclic skeleton containing compound, it is 50 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of total amounts of the polymer contained in the said radiation sensitive resin composition, and 30 mass parts or less are preferable.

[増感剤]
増感剤は、[C]酸発生剤に吸収される放射線のエネルギー以外のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを例えば電子やラジカルのような形で[C]酸発生剤に伝達し、それにより酸の生成量を増加する作用を示すものであり、当該感放射線性樹脂組成物の「みかけの感度」を向上させる効果を有する。
[Sensitizer]
The sensitizer absorbs energy other than the energy of radiation absorbed by the [C] acid generator, and transmits the energy to the [C] acid generator in the form of, for example, electrons and radicals, thereby It has the effect of increasing the amount of acid produced, and has the effect of improving the “apparent sensitivity” of the radiation-sensitive resin composition.

増感剤としては、例えばカルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。   Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

[架橋剤]
本発明の感放射線性樹脂組成物をネガ型感放射性樹脂組成物として用いる場合においては、アルカリ現像液に可溶な重合体を、酸の存在下で架橋しうる化合物(以下、「架橋剤」ともいう。)を配合しても良い。架橋剤としては、例えば、アルカリ現像液に可溶な重合体との架橋反応性を有する官能基(以下、「架橋性官能基」ともいう。)を1種以上有する化合物が挙げられる。
[Crosslinking agent]
When the radiation-sensitive resin composition of the present invention is used as a negative-type radiation-sensitive resin composition, a compound capable of crosslinking a polymer soluble in an alkali developer in the presence of an acid (hereinafter referred to as “crosslinking agent”). May also be blended. Examples of the crosslinking agent include compounds having at least one functional group having crosslinking reactivity with a polymer soluble in an alkaline developer (hereinafter also referred to as “crosslinkable functional group”).

上記架橋性官能基としては、例えばグリシジルエーテル基、グリシジルエステル基、グリシジルアミノ基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、アセトキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基、ホルミル基、アセチル基、ビニル基、イソプロペニル基、(ジメチルアミノ)メチル基、(ジエチルアミノ)メチル基、(ジメチロールアミノ)メチル基、(ジエチロールアミノ)メチル基、モルホリノメチル基等が挙げられる。   Examples of the crosslinkable functional group include glycidyl ether group, glycidyl ester group, glycidyl amino group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, benzyloxymethyl group, acetoxymethyl group, benzoyloxymethyl group, formyl group, acetyl group, vinyl Group, isopropenyl group, (dimethylamino) methyl group, (diethylamino) methyl group, (dimethylolamino) methyl group, (diethylolamino) methyl group, morpholinomethyl group and the like.

架橋剤としては、例えばWO2009/51088の[0169]〜[0172]段落に記載のものが挙げられる。   Examples of the crosslinking agent include those described in paragraphs [0169] to [0172] of WO2009 / 51088.

架橋剤としては、メトキシメチル基含有化合物が好ましく、ジメトキシメチルウレア、テトラメトキシメチルグリコールウリル等がより好ましい。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。   As the crosslinking agent, a methoxymethyl group-containing compound is preferable, and dimethoxymethylurea, tetramethoxymethylglycoluril and the like are more preferable. These can be used alone or in combination of two or more.

架橋剤の使用量としては、アルカリ現像液に可溶な重合体100質量部に対して、5質量部〜95質量部が好ましく、15質量部〜85質量部がより好ましく、20質量部〜75質量部が特に好ましい。架橋剤の使用量が5質量部未満では、残膜率の低下、パターンの蛇行や膨潤等を来しやすくなる傾向があり、一方95質量部を超えると、アルカリ現像性が低下する傾向がある。   As a usage-amount of a crosslinking agent, 5 mass parts-95 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of polymers soluble in an alkali developing solution, 15 mass parts-85 mass parts are more preferable, 20 mass parts-75 mass parts. Part by mass is particularly preferred. If the amount of the crosslinking agent used is less than 5 parts by mass, the remaining film ratio tends to decrease, the pattern meanders or swells easily, and if it exceeds 95 parts by mass, the alkali developability tends to decrease. .

[その他]
当該感放射線性樹脂組成物は、上記その他の任意成分以外に、染料、顔料、接着助剤等を含有することもできる。例えば、染料或いは顔料を用いることによって、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和できる。また、接着助剤を配合することによって、基板との接着性を改善することができる。他の添加剤としてはアルカリ可溶性樹脂、酸解離性の保護基を有する低分子のアルカリ溶解性制御剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、消泡剤等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。また、当該感放射線性樹脂組成物は金属や水分を含有していてもよいが、含まれる金属や水分の含有量を以下に示す所定値以下とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の保存安定性を向上させることができる。
[Others]
The radiation-sensitive resin composition can also contain a dye, a pigment, an adhesion aid and the like in addition to the above-described other optional components. For example, by using a dye or a pigment, the latent image of the exposed area can be visualized, and the influence of halation during exposure can be reduced. Moreover, the adhesiveness with a board | substrate can be improved by mix | blending an adhesion aid. Examples of other additives include alkali-soluble resins, low-molecular alkali-solubility control agents having an acid-dissociable protecting group, antihalation agents, storage stabilizers, antifoaming agents, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Moreover, although the said radiation sensitive resin composition may contain a metal and a water | moisture content, the content of the said metal and a water | moisture content shall be below the predetermined value shown below, and the radiation sensitive resin composition of the said Storage stability can be improved.

[金属]
当該感放射線性樹脂組成物は、金属を含有していてもよいが、当該感放射線性樹脂組成物中に含まれる金属の合計含有量が30質量ppb以下であることが好ましく、20質量ppbがより好ましく、10質量ppb以下がさらに好ましい。当該感放射線性樹脂組成物は、金属の合計含有量を30質量ppb以下とすることで、保存安定性がさらに向上する。すなわち、長期間の保存においても、パーティクルの発生が抑制されると共に、感度及び得られるレジスト被膜の後退接触角の変動が小さい感放射線性樹脂組成物を得ることができる。
[metal]
Although the said radiation sensitive resin composition may contain the metal, it is preferable that the total content of the metal contained in the said radiation sensitive resin composition is 30 mass ppb or less, and 20 mass ppb is 20 mass ppb. More preferred is 10 mass ppb or less. The radiation-sensitive resin composition further improves the storage stability by setting the total content of metals to 30 mass ppb or less. That is, it is possible to obtain a radiation-sensitive resin composition in which generation of particles is suppressed even during long-term storage and sensitivity and a change in the receding contact angle of the resulting resist film are small.

感放射線性樹脂組成物中の金属の含有量を30質量ppb以下とすることで保存安定性が向上する理由は必ずしも明確ではないが、おそらく感放射線性樹脂組成物中の金属が、[A]含フッ素重合体の塩基解離性基の加水分解反応の触媒となっており、金属含有量を一定値以下とすることによりこの加水分解反応を抑制することができ、加水分解反応で生成する物質に起因して発生するパーティクル数の増加や、得られるレジスト被膜表面の後退接触角の低下、当該組成物の感度変化等が抑制されることなどが考えられる。また、不純物としての金属を核とする樹脂の溶媒中での凝集が低減されるため、液中パーティクル数が低減されること等も考えられる。   The reason why the storage stability is improved by setting the metal content in the radiation-sensitive resin composition to 30 mass ppb or less is not necessarily clear, but the metal in the radiation-sensitive resin composition is probably [A]. It serves as a catalyst for the hydrolysis reaction of the base-dissociable group of the fluorinated polymer, and the hydrolysis reaction can be suppressed by keeping the metal content below a certain value. It is conceivable that an increase in the number of particles generated due to this, a decrease in receding contact angle on the surface of the resulting resist film, a change in sensitivity of the composition, and the like are suppressed. Moreover, since aggregation in a solvent of a resin having a metal as a core as an impurity is reduced, the number of particles in the liquid may be reduced.

当該感放射線性樹脂組成物における金属の合計含有量M(質量ppb)の[A]含フッ素重合体の含有量A(質量%)に対する比(M/A)の上限としては、180が好ましく、120がより好ましく、60がさらに好ましい。当該感放射線性樹脂組成物における金属の合計含有量と[A]含フッ素重合体との含有比を上記範囲とすることによって、保存安定性がより向上する。上記比と保存安定性が相関する理由としては、例えば、金属が[A]含フッ素重合体の塩基解離性基等に関与して保存安定性の低下が起こること等が考えられる。   The upper limit of the ratio (M / A) of the total metal content M (mass ppb) to the content A (mass%) of the [A] fluoropolymer in the radiation-sensitive resin composition is preferably 180, 120 is more preferable, and 60 is more preferable. By setting the content ratio of the total metal content and the [A] fluoropolymer in the radiation-sensitive resin composition within the above range, the storage stability is further improved. The reason why the above ratio and storage stability correlate is, for example, that the metal is involved in the base dissociable group of the [A] fluorine-containing polymer and the storage stability is lowered.

当該感放射線性樹脂組成物中に含有される金属としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、銅、アルミニウム、鉄、マンガン、スズ、クロム、ニッケル、亜鉛、鉛、チタン、ジルコニウム、銀、白金等が挙げられる。当該感放射線性樹脂組成物中に含有される金属の形態としては特に限定されず、金属カチオン、金属錯体、金属メタル、イオン性化合物等が挙げられる。感放射線性樹脂組成物中の金属の各含有量及び合計含有量は、ICP−MS法(Inductively Coupled Plasma−Mass Spectrum)等によって測定することができる。   Examples of the metal contained in the radiation sensitive resin composition include sodium, potassium, magnesium, calcium, copper, aluminum, iron, manganese, tin, chromium, nickel, zinc, lead, titanium, zirconium, silver, platinum, etc. Is mentioned. It does not specifically limit as a form of the metal contained in the said radiation sensitive resin composition, A metal cation, a metal complex, a metal metal, an ionic compound, etc. are mentioned. Each content and total content of the metal in a radiation sensitive resin composition can be measured by ICP-MS method (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrum) etc.

上記金属のうち、ナトリウム、マグネシウム、鉄については、それぞれの含有量が3質量ppb以下であることが好ましい。ナトリウム、マグネシウム及び鉄は、上記加水分解反応に対する触媒作用や、金属が核となることによるパーティクル発生速度が、他の金属と比較して特に大きく、そのため、当該感放射線性樹脂組成物の保存安定性に対する影響が大きいことが明らかになっている。従って、これらの少なくとも1種の金属の含有量を3質量ppb以下にすることが好ましく、これら全ての金属の含有量をそれぞれ3質量ppb以下にすることがさらに好ましい。   Among the above metals, the contents of sodium, magnesium, and iron are preferably 3 mass ppb or less. Sodium, magnesium, and iron have a particularly large catalytic effect on the above hydrolysis reaction and a particle generation rate due to the metal as a nucleus compared to other metals. Therefore, the storage stability of the radiation-sensitive resin composition is stable. It has been shown that the effect on sex is significant. Accordingly, the content of at least one metal is preferably 3 mass ppb or less, and the content of all these metals is more preferably 3 mass ppb or less.

上述の観点から、当該感放射線性樹脂組成物において、金属含有量をM(質量ppb)、この金属のうち、ナトリウム、マグネシウム及び鉄の合計含有量をS(質量ppb)とした場合、Q=3.2×S+Mの式で求められる換算金属含有量Q(質量ppb)として、40質量ppbが好ましく、30質量ppbがより好ましく、20質量ppbがさらに好ましい。   From the above viewpoint, in the radiation-sensitive resin composition, when the metal content is M (mass ppb) and the total content of sodium, magnesium and iron among these metals is S (mass ppb), Q = As the converted metal content Q (mass ppb) obtained by the formula of 3.2 × S + M, 40 mass ppb is preferable, 30 mass ppb is more preferable, and 20 mass ppb is more preferable.

感放射線性樹脂組成物中の金属の合計含有量を上記範囲とする方法としては、金属の合計含有量が30質量ppbを超える感放射線性樹脂組成物を原料とし、例えば、ナイロン66膜をろ過メディアに用いたフィルター、イオン交換フィルター等によりろ過する方法が挙げられる。   As a method of setting the total metal content in the radiation-sensitive resin composition within the above range, a radiation-sensitive resin composition having a total metal content exceeding 30 mass ppb is used as a raw material, for example, a nylon 66 membrane is filtered. Examples thereof include a filtration method using a filter used for media, an ion exchange filter, and the like.

[水]
当該感放射線性樹脂組成物は、水を含有していてもよいが、当該感放射線性樹脂組成物中に含まれる水の含有量は3質量%以下であることが好ましく、1.5質量%以下がより好ましく、0.5質量%以下がさらに好ましい。当該感放射線性樹脂組成物の水の含有量を3質量%以下とすることで、長期間における保存安定性が向上する。感放射線性樹脂組成物の水の含有量を一定値以下にすることで、保存安定性が向上する理由については必ずしも明確ではないが、例えば、以下のように考えることができる。すなわち、当該感放射線性樹脂組成物中の水の存在は、保存中における[A]含フッ素重合体の塩基解離性基の加水分解反応を促進すると考えられる。そして、上記加水分解によりカルボキシル基等が生成し、[A]含フッ素重合体の組成物中における相溶性が低下するため、パーティクルの発生が起こるものと推定される。従って、水の含有量が一定値以下である当該感放射線性樹脂組成物によれば、パーティクル生成が抑制される。また、当該組成物中の感放射線性酸発生剤の酸発生効率は、上記生成したカルボキシル基等の存在の影響を受けると考えられる。従って、当該感放射線性樹脂組成物によれば、その放射線感度の変動を抑制することができる。さらに、感放射線性樹脂組成物の保存中の加水分解により、[A]含フッ素重合体の疎水性は低下する。しかし、当該感放射線性樹脂組成物によれば、そのような加水分解が抑制され、塩基解離性基からのカルボキシル基等極性基の生成が抑制されているので、保存後の当該感放射線性樹脂組成物から得られるレジスト被膜表面の後退接触角の低下や変動を抑制することができるものと考えられる。なお、感放射線性樹脂組成物中の水の含有量は、カールフィッシャー法により測定することができる。
[water]
Although the said radiation sensitive resin composition may contain water, it is preferable that content of the water contained in the said radiation sensitive resin composition is 3 mass% or less, and 1.5 mass% The following is more preferable, and 0.5% by mass or less is more preferable. By setting the water content of the radiation-sensitive resin composition to 3% by mass or less, storage stability over a long period of time is improved. The reason why the storage stability is improved by setting the water content of the radiation-sensitive resin composition to a certain value or less is not necessarily clear, but can be considered as follows, for example. That is, it is considered that the presence of water in the radiation-sensitive resin composition promotes the hydrolysis reaction of the base-dissociable group of the [A] fluoropolymer during storage. And since a carboxyl group etc. generate | occur | produce by the said hydrolysis and the compatibility in the composition of a [A] fluoropolymer falls, generation | occurrence | production of a particle is estimated to occur. Therefore, according to the said radiation sensitive resin composition whose water content is below a fixed value, particle generation is suppressed. The acid generation efficiency of the radiation-sensitive acid generator in the composition is considered to be affected by the presence of the generated carboxyl group and the like. Therefore, according to the said radiation sensitive resin composition, the fluctuation | variation of the radiation sensitivity can be suppressed. Furthermore, the hydrophobicity of the [A] fluoropolymer decreases due to hydrolysis during storage of the radiation-sensitive resin composition. However, according to the radiation-sensitive resin composition, since such hydrolysis is suppressed and generation of polar groups such as carboxyl groups from the base-dissociable groups is suppressed, the radiation-sensitive resin after storage It is considered that the decrease and fluctuation of the receding contact angle on the resist film surface obtained from the composition can be suppressed. In addition, content of the water in a radiation sensitive resin composition can be measured by the Karl Fischer method.

感放射線性樹脂組成物に含有される水の含有量を上記範囲とする方法としては、感放射線性樹脂組成物を窒素バブリングにより処理する方法、当該感放射線性樹脂組成物の調製に用いる溶媒について蒸留や乾燥剤添加を行って所望する水の含有量とする方法等が挙げられる。また当該感放射線性樹脂組成物の調製に用いられる[A]含フッ素重合体、[B]重合体、特に[C]酸発生剤等の吸湿性物質を乾燥下で管理し、水の含有を抑制する方法も有効である。   As a method of setting the content of water contained in the radiation-sensitive resin composition in the above range, a method of treating the radiation-sensitive resin composition by nitrogen bubbling, and a solvent used for preparing the radiation-sensitive resin composition Examples thereof include a method of performing distillation or addition of a desiccant to obtain a desired water content. In addition, hygroscopic substances such as [A] fluoropolymers, [B] polymers, especially [C] acid generators, etc. used in the preparation of the radiation sensitive resin composition are controlled under dry conditions to contain water. The method of suppressing is also effective.

<感放射線性樹脂組成物の製造方法>
当該感放射線性樹脂組成物は、通常、その使用に際して全固形分濃度が1質量%〜50質量%、好ましくは3質量%〜25質量%となるように上記溶媒に溶解した後、例えば孔径0.02μm程度のフィルターでろ過することによって組成物溶液として調製される。
<Method for producing radiation-sensitive resin composition>
The radiation-sensitive resin composition is usually dissolved in the solvent so that the total solid content concentration is 1% by mass to 50% by mass, and preferably 3% by mass to 25% by mass. It is prepared as a composition solution by filtering with a filter of about 0.02 μm.

本発明の感放射線性樹脂組成物の製造方法は、[A]含フッ素重合体を含む溶液を液液精製法により処理する工程を有する。[A]含フッ素重合体を含む溶液を液液精製法により処理することによって、簡便かつ確実に、感放射線性樹脂組成物中の[A]含フッ素重合体含有量を上記範囲とすることができ、当該感放射線性樹脂組成物をコストの上昇を抑制しつつ容易かつ確実に製造することができる。   The manufacturing method of the radiation sensitive resin composition of this invention has the process of processing the solution containing a [A] fluoropolymer by a liquid-liquid purification method. By treating the solution containing the [A] fluoropolymer by a liquid-liquid purification method, the content of the [A] fluoropolymer in the radiation-sensitive resin composition can be set within the above range simply and reliably. The radiation sensitive resin composition can be easily and reliably produced while suppressing an increase in cost.

上記液液精製法は、[A]含フッ素重合体に対する良溶媒と貧溶媒とを用いて単量体やオリゴマー等の低分子量重合体の含有量を調整する方法である。通常、[A]含フッ素重合体を含む溶液に、良溶媒を加えてから、この液を貧溶媒中に投入し、得られる良溶媒層を回収することにより、低分子量重合体含有量の調整処理が行われる。   The liquid-liquid purification method is a method for adjusting the content of a low molecular weight polymer such as a monomer or an oligomer using a good solvent and a poor solvent for the [A] fluoropolymer. Usually, after adding a good solvent to the solution containing the [A] fluorine-containing polymer, this solution is put into a poor solvent, and the resulting good solvent layer is recovered to adjust the content of the low molecular weight polymer. Processing is performed.

この場合、[A]含フッ素重合体を含む溶液としては、[A]含フッ素重合体を含む限り、特に限定されず、[A]含フッ素重合体を溶媒に溶解して得られる溶液であっても、[A]含フッ素重合体を重合により合成した際の重合反応液などであってもよく、また、これらの溶液にさらに溶媒を添加して得られる溶液又はこれらの溶液に含有される溶媒の一部又は全部を留去等により除去して得られる溶液であってもよい。また、用いられる良溶媒/貧溶媒の組み合わせ、使用量及びその比としては、[A]含フッ素重合体の種類、分子量等により適宜選択されるが、例えば、良溶媒としては、メタノール、エタノール等のアルコール;アセトン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン等のケトン;テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル、酢酸エチル、エチ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アセテート等のエステル等、又はこれらの混合溶媒等が挙げられる。また、貧溶媒としては、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素が挙げられる。[A]含フッ素重合体を含む溶液に対する液液精製法により処理する回数は、1回でもよく、複数回繰り返してもよい。[A]含フッ素重合体の低分子量重合体含有量をより低減できることから、複数回繰り返すことが好ましい。   In this case, the solution containing the [A] fluoropolymer is not particularly limited as long as it contains the [A] fluoropolymer, and is a solution obtained by dissolving the [A] fluoropolymer in a solvent. Alternatively, it may be a polymerization reaction solution when the [A] fluoropolymer is synthesized by polymerization, or a solution obtained by further adding a solvent to these solutions or contained in these solutions A solution obtained by removing a part or all of the solvent by distillation or the like may be used. The good solvent / poor solvent combination, the amount used, and the ratio thereof are appropriately selected depending on the type and molecular weight of the [A] fluoropolymer. Examples of the good solvent include methanol, ethanol, and the like. Alcohols such as acetone, 2-butanone and methyl isobutyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether; esters such as ethyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate; These mixed solvents are exemplified. Examples of the poor solvent include hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, cyclohexane, benzene, and toluene. [A] The number of times of treatment by the liquid-liquid purification method for the solution containing the fluoropolymer may be one time or may be repeated a plurality of times. [A] Since the low molecular weight polymer content of the fluoropolymer can be further reduced, it is preferably repeated a plurality of times.

また、当該製造方法において、上記液液精製法により処理する工程に加えて、[A]含フッ素重合体の低分子量重合体の含有量を低減して、当該組成物の保存安定性をさらに向上させる方法として、上記液液精製法による処理の前又は後に、[A]含フッ素重合体を含む溶液を限外濾過膜により濾過する工程を有してもよい。   Further, in the production method, in addition to the step of treating by the liquid-liquid purification method, the content of the low molecular weight polymer of [A] fluoropolymer is reduced to further improve the storage stability of the composition. As a method to make it, you may have the process of filtering the solution containing a [A] fluoropolymer with an ultrafiltration membrane before or after the process by the said liquid-liquid purification method.

この場合、限外濾過膜を用いて濾過する溶液は、[A]含フッ素重合体を含む限り、特に限定されず、調製した感放射線性樹脂組成物の溶液であっても、[A]含フッ素重合体を溶媒に溶解して得られる溶液であっても、[A]含フッ素重合体を重合により合成した際の重合反応液などであってもよく、また、これらの溶液にさらに溶媒を添加して得られる溶液又はこれらの溶液に含有される溶媒の一部又は全部を留去等により除去して得られる溶液であってもよい。   In this case, the solution to be filtered using the ultrafiltration membrane is not particularly limited as long as it contains the [A] fluoropolymer, and even the prepared solution of the radiation sensitive resin composition contains [A]. It may be a solution obtained by dissolving a fluoropolymer in a solvent, or may be a polymerization reaction solution obtained by synthesizing [A] a fluoropolymer by polymerization. Further, a solvent may be added to these solutions. A solution obtained by adding or removing a part or all of the solvent contained in these solutions by distillation or the like may be used.

上記用いられる限外濾過膜としては、[A]含フッ素重合体の低分子量重合体の少なくとも一部を除去することができるものである限り、特に限定されず、一般的な限外濾過膜を使用することができる。限外濾過膜の材質としては、セルロール、ポリスルホン、ポリアミド、セラミックス等を挙げることができるが、耐溶剤性の観点から、セラミックスが好ましい。限外濾過膜の分画分子量の下限としては、700が好ましく、800がより好ましく、1,000がさらに好ましい。限外濾過膜の形状としては、平膜、円筒状、中空糸、スパイラル等が挙げられるが、高い透過流速が可能であり、また目詰まりが少ないことから円筒状が好ましい。   The ultrafiltration membrane used is not particularly limited as long as it can remove at least a part of the low molecular weight polymer of [A] fluoropolymer, and a general ultrafiltration membrane is used. Can be used. Examples of the material of the ultrafiltration membrane include cellulose, polysulfone, polyamide, ceramics, and the like, but ceramics are preferable from the viewpoint of solvent resistance. The lower limit of the molecular weight cut-off of the ultrafiltration membrane is preferably 700, more preferably 800, and even more preferably 1,000. Examples of the shape of the ultrafiltration membrane include a flat membrane, a cylindrical shape, a hollow fiber, a spiral, and the like, but a cylindrical shape is preferable because a high permeation flow rate is possible and clogging is small.

また、上記感放射線性樹脂組成物の製造において、組成物溶液をナイロンフィルター又はイオン交換フィルターを用いて濾過し、組成物中の金属含有量を低減することも、当該感放射線性樹脂組成物の保存安定性をさらに高めるために有効である。   Further, in the production of the radiation sensitive resin composition, the composition solution may be filtered using a nylon filter or an ion exchange filter to reduce the metal content in the composition. This is effective for further enhancing the storage stability.

上記感放射線性樹脂組成物の濾過に使用可能なナイロンフィルターとしては、特に限定されないが、市販品として、例えば、日本ポール社製「フォトクリーンEZD」、日本ポール社製「フォトクリーンDDF」、日本ポール社製「ウルチプリーツ・P−ナイロン」等を挙げることができる。上記ナイロンフィルターの孔径としては、特に限定されないが、2〜150nmが好ましく、5〜100nmがより好ましく、10〜70nmがさらに好ましい。ナイロンフィルターの孔径が150nmを超えると、本発明の感放射線性樹脂組成物の金属の合計含有量まで低減するために、数多くのフィルターで処理することが必要となり、製造方法が煩雑化するおそれがある。一方ナイロンフィルターの孔径が2nmより小さいと処理速度が非常に小さくなって、製造に多大な時間を要するおそれがある。   The nylon filter that can be used for the filtration of the radiation-sensitive resin composition is not particularly limited, but commercially available products include, for example, “Photoclean EZD” manufactured by Nippon Pole, “Photoclean DDF” manufactured by Nippon Pole, Japan Examples include “Ulchi pleats and P-nylon” manufactured by Paul. Although it does not specifically limit as a hole diameter of the said nylon filter, 2-150 nm is preferable, 5-100 nm is more preferable, 10-70 nm is further more preferable. If the pore size of the nylon filter exceeds 150 nm, it is necessary to treat with a large number of filters in order to reduce the total metal content of the radiation-sensitive resin composition of the present invention, which may complicate the production method. is there. On the other hand, if the pore size of the nylon filter is smaller than 2 nm, the processing speed becomes very small, and it may take a lot of time for production.

また、上記感放射線性樹脂組成物の濾過に使用可能なイオン交換フィルターとしては、特に限定されないが、イオン交換基がポリエチレン製多孔膜又はポリプロピレン製多孔膜に固定された陽イオン交換型フィルターが好ましい。このようなイオン交換フィルターとしては、特に限定されるものではないが、市販品として、例えば、日本ポール社製「イオンクリーン」を挙げることができる。   Further, the ion exchange filter that can be used for filtration of the radiation-sensitive resin composition is not particularly limited, but a cation exchange filter in which an ion exchange group is fixed to a polyethylene porous membrane or a polypropylene porous membrane is preferable. . Such an ion exchange filter is not particularly limited, and examples of commercially available products include “Ion Clean” manufactured by Pall Japan.

なお、当該感放射線性樹脂組成物の金属等の含有量を低減する方法は、上記方法に限定されず、例えば水洗、液々抽出等の化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離等の物理的精製法との組合せ等、公知の方法を採用することができる。   The method for reducing the content of the metal or the like of the radiation-sensitive resin composition is not limited to the above-described method. For example, a chemical purification method such as washing with water, liquid-liquid extraction, or the like and a limitation with these chemical purification methods. A known method such as a combination with a physical purification method such as external filtration or centrifugation can be employed.

また、当該製造方法においては、水の含有量を低減するため、さらに脱水処理を行う工程を有することが好ましい。このような脱水処理を行う方法として、例えば、上記[A]含フッ素重合体を含む溶液にガスをバブリングする方法が挙げられる。ガスをバブリングする方法を採用することで、非常に簡便に当該感放射線性樹脂組成物中の水の含有量を一定値以下とすることができる。バブリングに用いるガスとしては、例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いることができ、低コストの観点から空気等を用いることもできるが、得られる感放射線性樹脂組成物の品質への影響を防止する観点から、不活性ガスを用いることが好ましく、その中でも窒素を用いることがさらに好ましい。バブリングに用いるガスは、含まれる水蒸気の含有量が低いものが好ましい。この含まれる水蒸気の含有量としては、10,000質量ppm未満が好ましく、1,000質量ppm未満がより好ましく、100質量ppm未満がさらに好ましい。ガスをバブリングする[A]含フッ素重合体を含む溶液の温度としては、この溶液の沸点以下であれば特に限定されないが、例えば、0〜100℃、好ましくは、10〜70℃、さらに好ましくは、15〜40℃である。   Moreover, in the said manufacturing method, in order to reduce content of water, it is preferable to have the process of performing a dehydration process further. As a method for performing such a dehydration treatment, for example, a method of bubbling a gas into a solution containing the above [A] fluoropolymer can be mentioned. By adopting a method of bubbling gas, the water content in the radiation-sensitive resin composition can be reduced to a certain value or less very easily. As the gas used for bubbling, for example, an inert gas such as nitrogen or argon can be used, and air or the like can be used from a low-cost viewpoint, but it affects the quality of the resulting radiation-sensitive resin composition. From the viewpoint of preventing this, it is preferable to use an inert gas, and it is more preferable to use nitrogen among them. The gas used for bubbling preferably has a low content of water vapor. The content of the water vapor contained is preferably less than 10,000 ppm by mass, more preferably less than 1,000 ppm by mass, and even more preferably less than 100 ppm by mass. The temperature of the solution containing the [A] fluoropolymer for bubbling gas is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the boiling point of this solution. For example, 0 to 100 ° C, preferably 10 to 70 ° C, more preferably 15 to 40 ° C.

<フォトレジストパターンの形成方法>
当該感放射線性樹脂組成物を用いるレジストパターンの形成方法は(1)感放射線性樹脂組成物を用いて基板上にフォトレジスト膜を形成する工程(以下、「工程(1)」ともいう。)、(2)上記フォトレジスト膜上に液浸露光用液体を配置し、上記液浸露光用液体を介して上記フォトレジスト膜を液浸露光する工程(以下、「工程(2)」ともいう。)と、(3)液浸露光された上記フォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程(以下、「工程(3)」ともいう。)とを有する。当該形成方法では、フォトレジスト組成物として当該感放射線性樹脂組成物を用いているので、被膜表面の水切れ性が高く、高速スキャン露光によりプロセスタイムを短縮させると共に、現像欠陥の発生を抑制して、良好なレジストパターンを効率良く形成できる。
<Method for forming photoresist pattern>
The resist pattern forming method using the radiation-sensitive resin composition is (1) a step of forming a photoresist film on a substrate using the radiation-sensitive resin composition (hereinafter also referred to as “step (1)”). (2) A step of placing an immersion exposure liquid on the photoresist film and subjecting the photoresist film to immersion exposure via the immersion exposure liquid (hereinafter also referred to as “step (2)”). And (3) a step of developing the photoresist film subjected to immersion exposure to form a resist pattern (hereinafter also referred to as “step (3)”). In the forming method, since the radiation-sensitive resin composition is used as a photoresist composition, the film surface has high water drainage, and the process time is shortened by high-speed scanning exposure, and the occurrence of development defects is suppressed. A good resist pattern can be formed efficiently.

上記工程(1)では、本発明の感放射線性樹脂組成物の溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、例えばシリコンウェハ、アルミニウムで被覆されたウェハ等の基板上に塗布することにより、フォトレジスト膜が形成される。具体的には、得られるレジスト膜が所定の膜厚となるように感放射線性樹脂組成物溶液を塗布したのち、プレベークすることにより塗膜中の溶剤を揮発させ、レジスト膜が形成される。   In the above step (1), the solution of the radiation-sensitive resin composition of the present invention is applied to a substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum by an appropriate application means such as spin coating, cast coating or roll coating. A photoresist film is formed by applying on top. Specifically, after applying the radiation-sensitive resin composition solution so that the resulting resist film has a predetermined thickness, the solvent in the coating film is volatilized by pre-baking to form a resist film.

上記レジスト膜の厚みとしては、10nm〜5,000nmが好ましく、10nm〜2000nmがより好ましい。   The thickness of the resist film is preferably 10 nm to 5,000 nm, and more preferably 10 nm to 2000 nm.

プレベークの加熱条件としては、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって変わるが、プレベークの温度としては、30℃〜200℃程度が好ましく、50℃〜150℃がより好ましい。プレベークの時間としては、10秒〜300秒が好ましく、20秒〜200秒がより好ましい。   Although the prebaking heating conditions vary depending on the composition of the radiation-sensitive resin composition, the prebaking temperature is preferably about 30 ° C to 200 ° C, more preferably 50 ° C to 150 ° C. The prebaking time is preferably 10 seconds to 300 seconds, and more preferably 20 seconds to 200 seconds.

上記工程(2)では、工程(1)で形成されたフォトレジスト膜上に液浸露光用液体を配置し、液浸露光用液体を介して、放射線を照射しフォトレジスト膜を液浸露光する。   In the step (2), an immersion exposure liquid is disposed on the photoresist film formed in the step (1), and the photoresist film is immersed by irradiation with radiation through the immersion exposure liquid. .

上記液浸露光用液体としては、例えば純水、長鎖又は環状の脂肪族化合物、フッ素系不活性液体等が挙げられる。   Examples of the immersion exposure liquid include pure water, long-chain or cyclic aliphatic compounds, and fluorine-based inert liquids.

上記放射線としては、使用される酸発生剤の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等から適宜選定されて使用されるが、ArFエキシマレーザー(波長193nm)又はKrFエキシマレーザー(波長248nm)に代表される遠紫外線が好ましく、ArFエキシマレーザー(波長193nm)がより好ましい。   The radiation is appropriately selected from visible rays, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, charged particle beams, etc., depending on the type of acid generator used. ArF excimer laser (wavelength 193 nm) or Far ultraviolet rays typified by a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) are preferable, and an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) is more preferable.

また、露光量等の露光条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選定することができる。   Moreover, exposure conditions, such as exposure amount, can be suitably selected according to the composition of the radiation-sensitive resin composition, the type of additive, and the like.

本発明においては、露光後に加熱処理(PEB)を行うことが好ましい。このPEBにより、樹脂成分中の酸解離性基の解離反応を円滑に進行できる。PEBの加熱条件としては、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって適宜調整されるが、PEBの温度としては、30℃〜200℃が好ましく、50℃〜170℃がより好ましい。PEBの時間としては、10秒〜300秒が好ましく、20秒〜200秒がより好ましい。   In the present invention, it is preferable to perform heat treatment (PEB) after exposure. By this PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group in the resin component can proceed smoothly. The heating condition of PEB is appropriately adjusted depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but the temperature of PEB is preferably 30 ° C to 200 ° C, more preferably 50 ° C to 170 ° C. The PEB time is preferably 10 seconds to 300 seconds, more preferably 20 seconds to 200 seconds.

本発明においては、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば特公平6−12452号公報(特開昭59−93448号公報)等に開示されているように、使用される基板上に有機系又は無機系の反射防止膜を形成しておくこともできる。また、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば特開平5−188598号公報等に開示されているように、フォトレジスト膜上に保護膜を設けることもできる。さらに、液浸露光においてフォトレジスト膜からの酸発生剤等の流出を防止するため、例えば特開2005−352384号公報等に開示されているように、フォトレジスト膜上に液浸用保護膜を設けることもできる。また、これらの技術は併用できる。   In the present invention, in order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, it is used as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 6-12452 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-93448). An organic or inorganic antireflection film may be formed on the substrate. In order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, a protective film can be provided on the photoresist film as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-188598. Further, in order to prevent the acid generator and the like from flowing out of the photoresist film in the immersion exposure, an immersion protective film is formed on the photoresist film as disclosed in, for example, JP-A-2005-352384. It can also be provided. Moreover, these techniques can be used together.

なお、液浸露光によるレジストパターン形成方法においては、フォトレジスト膜上に、上述の保護膜(上層膜)を設けることなく、本発明の感放射線性樹脂組成物を用いて得られるフォトレジスト膜のみにより、レジストパターンを形成できる。このような上層膜フリーのフォトレジスト膜によりレジストパターンを形成する場合、保護膜(上層膜)の製膜工程を省くことができ、スループットの向上が期待できる。   In addition, in the resist pattern formation method by immersion exposure, only the photoresist film obtained by using the radiation-sensitive resin composition of the present invention without providing the above-described protective film (upper layer film) on the photoresist film. Thus, a resist pattern can be formed. When a resist pattern is formed using such an upper film-free photoresist film, a protective film (upper film) forming step can be omitted, and an improvement in throughput can be expected.

上記工程(3)では、露光されたレジスト膜を現像することにより、所定のレジストパターンが形成される。   In the step (3), a predetermined resist pattern is formed by developing the exposed resist film.

現像工程に使用される現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。   Examples of the developer used in the development step include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, Triethylamine, methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [ 4.3.0] An alkaline aqueous solution in which at least one alkaline compound such as 5-nonene is dissolved is preferable.

上記アルカリ性水溶液の濃度としては、10質量%以下が好ましい。アルカリ性水溶液の濃度が10質量%を超える場合、非露光部も現像液に溶解するおそれがある。   The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 10% by mass or less. When the concentration of the alkaline aqueous solution exceeds 10% by mass, the unexposed area may be dissolved in the developer.

上記アルカリ性水溶液からなる現像液には、有機溶媒を添加することもできる。有機溶媒としては、例えば
アセトン、メチルエチルケトン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;
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、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアルコール類;
テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;
酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;
トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
An organic solvent may be added to the developer composed of the alkaline aqueous solution. Examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone;
Alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol, 1,4-hexanedimethylol Kind;
Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane;
Esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-amyl acetate;
Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, phenol, acetonyl acetone, dimethylformamide and the like can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.

有機溶媒の使用量としては、アルカリ性水溶液100体積部に対して、100体積部以下が好ましい。有機溶媒の使用量が100体積部を超える場合、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなるおそれがある。また、上記アルカリ性水溶液からなる現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、アルカリ性水溶液からなる現像液で現像したのちは、一般に、水で洗浄して乾燥する。   As the usage-amount of an organic solvent, 100 volume parts or less are preferable with respect to 100 volume parts of alkaline aqueous solution. When the usage-amount of an organic solvent exceeds 100 volume part, developability may fall and there exists a possibility that the image development residue of an exposure part may increase. An appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer composed of the alkaline aqueous solution. In addition, after developing with the developing solution which consists of alkaline aqueous solution, generally it wash | cleans with water and dries.

本発明の感放射線性樹脂組成物を用い、上述のようにして得られるレジストパターンはレジスト被膜からの溶出による被膜性能の低下が抑制されていると共に、ウォーターマーク欠陥、現像欠陥等の各種欠陥の発生が抑制されているため、良好なパターン性を有しており、フィソグラフィー技術を応用した微細加工に好適である。また、当該感放射線性樹脂組成物は保存安定性に優れているので、保存期間の差異による諸特性の変動、バラツキが小さいため、高品質のレジスト製品を簡便な管理の下、得ることができる。   Using the radiation-sensitive resin composition of the present invention, the resist pattern obtained as described above has suppressed degradation of film performance due to elution from the resist film, and has various defects such as watermark defects and development defects. Since generation is suppressed, it has a good pattern property and is suitable for fine processing using a physographic technique. In addition, since the radiation-sensitive resin composition is excellent in storage stability, it is possible to obtain a high-quality resist product under simple management because variations and variations in various characteristics due to differences in storage periods are small. .

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。各種物性値の測定方法を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is explained in full detail based on an Example, this invention is not interpreted limitedly based on description of this Example. The measuring method of various physical property values is shown below.

[スチレン換算重量平均分子量(Mw)]
重量平均分子量(Mw)は、東ソー株式会社製GPCカラム(G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用い、流量1.0mL/分、溶出溶媒にテトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定した。
[Styrene equivalent weight average molecular weight (Mw)]
The weight average molecular weight (Mw) was measured under the analysis conditions using a GPC column (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation, a flow rate of 1.0 mL / min, tetrahydrofuran as an elution solvent, and a column temperature of 40 ° C. Measured by gel permeation chromatography using monodisperse polystyrene as a standard.

13C−NMR分析]
重合体の各構造単位含有率を求めるための13C−NMR分析は、核磁気共鳴装置(日本電子株式会社製「JNM−ECX400」)を使用して測定した。
[ 13 C-NMR analysis]
The 13 C-NMR analysis for determining each structural unit content of the polymer was measured using a nuclear magnetic resonance apparatus (“JNM-ECX400” manufactured by JEOL Ltd.).

<[A]含フッ素重合体の合成>
[A]含フッ素重合体である重合体(A−1)〜(A−11)を、下記式(M−1)〜(M−15)で表される化合物(以下、それぞれ「化合物(M−1)〜(M−15)」ともいう。)から選ばれる化合物を用い、下記手順に従って合成した。
<[A] Synthesis of fluoropolymer>
[A] Polymers (A-1) to (A-11), which are fluoropolymers, were converted to compounds represented by the following formulas (M-1) to (M-15) (hereinafter referred to as “compound (M -1) to (M-15) ".) Was used and synthesized according to the following procedure.

Figure 0005728883
Figure 0005728883

[合成例1](重合体(A−1)の合成)
化合物(M−4)42.7g(60mol%)、化合物(M−5)57.3g(40mol%)を2−ブタノン200gに溶解し、さらに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル3.2gを投入して単量体溶液を準備した。一方、100gの2−ブタノンを1,000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。
窒素パージの後、三口フラスコ内を攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて、3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。
重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合溶液を2,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を、2度、300gのメタノールを用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末を50℃で17時間乾燥し、無色固体の共重合体を得た(収量72g、収率72%)。13C−NMR分析の結果、化合物(M−4)及び化合物(M−5)に由来する構造単位の含有率(mol%)はそれぞれ61:39であった。これを、重合体(A−1)とする。この共重合体のMwは7,500であった。
[Synthesis Example 1] (Synthesis of polymer (A-1))
42.7 g (60 mol%) of the compound (M-4) and 57.3 g (40 mol%) of the compound (M-5) were dissolved in 200 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile 3 was further dissolved. .2 g was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was put into a 1,000 mL three-necked flask and purged with nitrogen gas for 30 minutes.
After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Then, this polymerization solution was put into 2,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered off. The filtered white powder was washed twice with 300 g of methanol and then filtered. Next, the white powder was dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a colorless solid copolymer (yield 72 g, yield 72%). As a result of 13 C-NMR analysis, the content (mol%) of the structural unit derived from the compound (M-4) and the compound (M-5) was 61:39, respectively. This is referred to as a polymer (A-1). The Mw of this copolymer was 7,500.

[合成例2](重合体(A−2)の合成)
化合物(M−4)11.1g(20mol%)、化合物(M−5)88.9g(80mol%)を2−ブタノン200gに溶解し、さらに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル2.49gを投入して単量体溶液を準備した。一方、100gの2−ブタノンを1,000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。
窒素パージの後、三口フラスコ内を攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて、3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に、80℃で3時間撹拌した。
重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合溶液を2,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を、2度、300gのメタノールを用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末を50℃で17時間乾燥し、無色固体の共重合体を得た(収量70g、収率70%)。13C−NMR分析の結果、化合物(M−4)及び化合物(M−5)に由来する構造単位の含有率(mol%)はそれぞれ20:80であった。これを、重合体(A−2)とする。この共重合体のMwは7,300であった。
[Synthesis Example 2] (Synthesis of polymer (A-2))
Compound (M-4) 11.1 g (20 mol%) and compound (M-5) 88.9 g (80 mol%) were dissolved in 2-butanone 200 g, and 2,2′-azobisisobutyronitrile 2 was further dissolved. .49 g was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was put into a 1,000 mL three-necked flask and purged with nitrogen gas for 30 minutes.
After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Then, this polymerization solution was put into 2,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered off. The filtered white powder was washed twice with 300 g of methanol and then filtered. Next, the white powder was dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a colorless solid copolymer (yield 70 g, yield 70%). As a result of 13 C-NMR analysis, the content (mol%) of the structural unit derived from the compound (M-4) and the compound (M-5) was 20:80, respectively. This is referred to as a polymer (A-2). The Mw of this copolymer was 7,300.

[合成例3](重合体(A−3)の合成)
化合物(M−5)100g(100mol%)を2−ブタノン200gに溶解し、さらに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル2.24gを投入して単量体溶液を準備した。一方、100gの2−ブタノンを1,000mlの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。窒素パージの後、三口フラスコ内を攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて、3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。
重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合溶液を2,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を、2度、300gのメタノールを用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末を50℃で17時間乾燥し、無色固体の重合体を得た(収量75g、収率75%)。これを、重合体(A−3)とする。この重合体のMwは7,400であった。
[Synthesis Example 3] (Synthesis of Polymer (A-3))
100 g (100 mol%) of the compound (M-5) was dissolved in 200 g of 2-butanone, and 2.24 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile was further added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was put into a 1,000 ml three-necked flask and purged with nitrogen gas for 30 minutes. After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Then, this polymerization solution was put into 2,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered off. The filtered white powder was washed twice with 300 g of methanol and then filtered. Subsequently, the white powder was dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a colorless solid polymer (yield 75 g, yield 75%). This is referred to as a polymer (A-3). The Mw of this polymer was 7,400.

[合成例4](重合体(A−4)の合成)
化合物(M−4)15.4g(20mol%)及び化合物(M−6)84.6g(80mol%)を、2−ブタノン200gに溶解し、さらに2,2'−アゾビスイソブチロニトリル3.47gを投入して単量体溶液を準備した。一方、100gの2−ブタノンを1,000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。
窒素パージの後、三口フラスコ内を攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて、3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。
重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合溶液を2,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を、2度、300gのメタノールを用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末を50℃で17時間乾燥し、無色固体の共重合体を得た(収量72g、収率72%)。13C−NMR分析の結果、化合物(M−4)及び化合物(M−5)に由来する構造単位の含有率(mol%)はそれぞれ21:79であった。これを、重合体(A−4)とする。この共重合体のMwは6,400であった。
[Synthesis Example 4] (Synthesis of Polymer (A-4))
15.4 g (20 mol%) of the compound (M-4) and 84.6 g (80 mol%) of the compound (M-6) were dissolved in 200 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile 3 was further dissolved. .47 g was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was put into a 1,000 mL three-necked flask and purged with nitrogen gas for 30 minutes.
After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Then, this polymerization solution was put into 2,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered off. The filtered white powder was washed twice with 300 g of methanol and then filtered. Next, the white powder was dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a colorless solid copolymer (yield 72 g, yield 72%). As a result of 13 C-NMR analysis, the content (mol%) of the structural unit derived from the compound (M-4) and the compound (M-5) was 21:79, respectively. This is referred to as a polymer (A-4). The Mw of this copolymer was 6,400.

[合成例5](重合体(A−5)の合成)
化合物(M−4)11.6g(20mol%)及び化合物(M−7)88.4g(80mol%)を、2−ブタノン200gに溶解し、さらに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル2.61gを投入して単量体溶液を準備した。一方100gの2−ブタノンを1,000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。
窒素パージの後、三口フラスコ内を攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて、3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。
重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合溶液を2,000gのメタノール中へ投入し、白色固体を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色固体を2度、400gのメタノールにてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色固体を60℃で17時間乾燥し、白色固体の共重合体を得た(収量70g、収率70%)。13C−NMR分析の結果、化合物(M−4)及び化合物(M−7)に由来する構造単位の含有率(mol%)はそれぞれ21:79であった。これを、重合体(A−5)とする。この共重合体のMwは7,500であった。
[Synthesis Example 5] (Synthesis of Polymer (A-5))
11.6 g (20 mol%) of the compound (M-4) and 88.4 g (80 mol%) of the compound (M-7) are dissolved in 200 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile is further dissolved. 2.61 g was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was put into a 1,000 mL three-necked flask and purged with nitrogen gas for 30 minutes.
After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Then, this polymerization solution was put into 2,000 g of methanol to precipitate a white solid, which was then filtered off. The white solid separated by filtration was washed twice with 400 g of methanol and then filtered. Next, the white solid was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a white solid copolymer (yield 70 g, yield 70%). As a result of 13 C-NMR analysis, the content (mol%) of the structural unit derived from the compound (M-4) and the compound (M-7) was 21:79, respectively. This is referred to as “polymer (A-5)”. The Mw of this copolymer was 7,500.

[合成例6](重合体(A−6)の合成)
化合物(M−8)13.8g(20mol%)及び化合物(M−9)86.2g(80mol%)を、2−ブタノン200gに溶解し、さらに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル2.13gを投入して単量体溶液を準備した。一方100gの2−ブタノンを1,000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。
窒素パージの後、三口フラスコ内を攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて、3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に、80℃で3時間撹拌した。
重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合溶液を2,000gのメタノール中へ投入し、白色固体を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色固体を、2度、400gのメタノールを用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色固体を60℃で17時間乾燥し、白色固体の共重合体を得た(収量65g、収率65%)。13C−NMR分析の結果、化合物(M−8)及び化合物(M−9)に由来する構造単位の含有率(mol%)がそれぞれ20:80であった。これを、重合体(A−6)とする。この共重合体のMwは7,300であった。
[Synthesis Example 6] (Synthesis of Polymer (A-6))
13.8 g (20 mol%) of the compound (M-8) and 86.2 g (80 mol%) of the compound (M-9) were dissolved in 200 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile was further dissolved. 2.13 g was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was put into a 1,000 mL three-necked flask and purged with nitrogen gas for 30 minutes.
After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Then, this polymerization solution was put into 2,000 g of methanol to precipitate a white solid, which was then filtered off. The filtered white solid was twice washed with 400 g of methanol and then filtered. Then, the white solid was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a white solid copolymer (yield 65 g, yield 65%). As a result of 13 C-NMR analysis, the content (mol%) of the structural unit derived from the compound (M-8) and the compound (M-9) was 20:80, respectively. This is referred to as a polymer (A-6). The Mw of this copolymer was 7,300.

[合成例7](重合体(A−7)の合成)
化合物(M−9)78.1g(75mol%)及び化合物(M−10)21.9g(25mol%)を、2−ブタノン200gに溶解し、さらに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル2.05gを投入して単量体溶液を準備した。一方、100gの2−ブタノンを1,000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。
窒素パージの後、三口フラスコ内を攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて、3時間かけて滴下した。滴下終了後、更に、80℃で3時間撹拌した。
重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合溶液を2,000gのメタノール中へ投入し、白色固体を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色固体を、2度、400gのメタノールを用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色固体を60℃で17時間乾燥し、白色固体の共重合体を得た(収量68g、収率68%)。13C−NMR分析の結果、化合物(M−9)及び化合物(M−10)に由来する繰り返し単位の含有率(mol%)はそれぞれ76:24であった。これを、重合体(A−7)とする。この共重合体のMwは7,600であった。
[Synthesis Example 7] (Synthesis of Polymer (A-7))
Compound (M-9) 78.1 g (75 mol%) and compound (M-10) 21.9 g (25 mol%) were dissolved in 2-butanone 200 g, and 2,2′-azobisisobutyronitrile was further dissolved. 2.05 g was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was put into a 1,000 mL three-necked flask and purged with nitrogen gas for 30 minutes.
After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Then, this polymerization solution was put into 2,000 g of methanol to precipitate a white solid, which was then filtered off. The filtered white solid was twice washed with 400 g of methanol and then filtered. Next, the white solid was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a white solid copolymer (yield 68 g, yield 68%). As a result of 13 C-NMR analysis, the content (mol%) of the repeating units derived from the compound (M-9) and the compound (M-10) was 76:24, respectively. This is designated as polymer (A-7). The Mw of this copolymer was 7,600.

[合成例8](重合体(A−8)の合成)
化合物(M−4)16.3g(30mol%)及び化合物(M−11)83.7g(70mol%)を、2−ブタノン200gに溶解し、さらに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル2.44gを投入して単量体溶液を準備した。一方、100gの2−ブタノンを1,000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。
窒素パージの後、三口フラスコ内を攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて、3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。
重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合溶液を2,000gのメタノールへ投入し、白色固体を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色固体を、2度、400gのメタノールを用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色固体を60℃で17時間乾燥し、白色固体の共重合体を得た(収量68g、収率68%)。13C−NMR分析の結果、化合物(M−4)及び化合物(M−11)に由来する構造単位の含有率(mol%)はそれぞれ33:67であった。これを、重合体(A−8)とする。この共重合体のMwは7,200であった。
[Synthesis Example 8] (Synthesis of polymer (A-8))
16.3 g (30 mol%) of the compound (M-4) and 83.7 g (70 mol%) of the compound (M-11) are dissolved in 200 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile is further dissolved. 2.44 g was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was put into a 1,000 mL three-necked flask and purged with nitrogen gas for 30 minutes.
After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Then, this polymerization solution was put into 2,000 g of methanol to precipitate a white solid, which was then filtered off. The filtered white solid was twice washed with 400 g of methanol and then filtered. Next, the white solid was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a white solid copolymer (yield 68 g, yield 68%). As a result of 13 C-NMR analysis, the content (mol%) of the structural unit derived from the compound (M-4) and the compound (M-11) was 33:67, respectively. This is referred to as a polymer (A-8). The Mw of this copolymer was 7,200.

[合成例9](重合体(A−9)の合成)
化合物(M−4)16.0g(20mol%)及び化合物(M−12)84.0g(80mol%)を、2−ブタノン200gに溶解し、さらに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル3.59gを投入して単量体溶液を準備した。一方、100gの2−ブタノンを1,000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。
窒素パージの後、三口フラスコ内を攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて、3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。
重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合溶液を2,000gのメタノール中へ投入し、白色固体を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色固体を、2度、400gのメタノールを用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色固体を60℃で17時間乾燥し、無色固体の共重合体を得た(収量64g、収率64%)。13C−NMR分析の結果、化合物(M−4)及び化合物(M−12)に由来する構造単位の含有率(mol%)はそれぞれ23:77であった。これを、重合体(A−9)とする。この共重合体のMwは7,400であった。
[Synthesis Example 9] (Synthesis of Polymer (A-9))
16.0 g (20 mol%) of compound (M-4) and 84.0 g (80 mol%) of compound (M-12) were dissolved in 200 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile was further dissolved. 3.59 g was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was put into a 1,000 mL three-necked flask and purged with nitrogen gas for 30 minutes.
After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Then, this polymerization solution was put into 2,000 g of methanol to precipitate a white solid, which was then filtered off. The filtered white solid was twice washed with 400 g of methanol and then filtered. Next, the white solid was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a colorless solid copolymer (yield 64 g, yield 64%). As a result of 13 C-NMR analysis, the content (mol%) of the structural unit derived from the compound (M-4) and the compound (M-12) was 23:77, respectively. This is referred to as a polymer (A-9). The Mw of this copolymer was 7,400.

[合成例10](重合体(A−10)の合成)
化合物(M−4)14.0g(20mol%)及び化合物(M−13)86.0g(80mol%)を、2−ブタノン200gに溶解し、さらに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル3.15gを投入して単量体溶液を準備した。一方、100gの2−ブタノンを1,000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。
窒素パージの後、三口フラスコ内を攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて、3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。
重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合溶液を2,000gのメタノール中へ投入し、白色固体を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色固体を、2度、400gのメタノールを用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色固体を60℃で17時間乾燥し、白色固体の共重合体を得た(収量63g、収率63%)。13C−NMR分析の結果、化合物(M−4)及び化合物(M−12)に由来する構造単位の含有率(mol%)はそれぞれ24:76であった。これを、重合体(A−10)とする。この共重合体のMwは7,300であった。
[Synthesis Example 10] (Synthesis of Polymer (A-10))
14.0 g (20 mol%) of the compound (M-4) and 86.0 g (80 mol%) of the compound (M-13) are dissolved in 200 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile is further dissolved. 3.15 g was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was put into a 1,000 mL three-necked flask and purged with nitrogen gas for 30 minutes.
After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Then, this polymerization solution was put into 2,000 g of methanol to precipitate a white solid, which was then filtered off. The filtered white solid was twice washed with 400 g of methanol and then filtered. Next, the white solid was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a white solid copolymer (yield 63 g, yield 63%). As a result of 13 C-NMR analysis, the content (mol%) of the structural unit derived from the compound (M-4) and the compound (M-12) was 24:76, respectively. This is referred to as a polymer (A-10). The Mw of this copolymer was 7,300.

[合成例11](重合体(A−11)の合成)
化合物(M−4)18.8g(30mol%)、化合物(M−15)5.4g(10mol%)及び化合物(M−14)75.8g(60mol%)を、2−ブタノン200gに溶解し、さらに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル2.82gを投入して単量体溶液を準備した。一方、100gの2−ブタノンを1,000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。
窒素パージの後、三口フラスコ内を攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて、3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。
重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合溶液を2,000gのメタノール中へ投入し、白色固体を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色固体を、2度、400gのメタノールを用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色固体を60℃で17時間乾燥し、無色固体の共重合体を得た(収量64g、収率64%)。13C−NMR分析の結果、化合物(M−4)、化合物(M−15)及び化合物(M−14)に由来する構造単位の含有率(mol%)はそれぞれ32:11:57であった。これを、重合体(A−11)とする。この共重合体のMwは7,600であった。
[Synthesis Example 11] (Synthesis of Polymer (A-11))
18.8 g (30 mol%) of the compound (M-4), 5.4 g (10 mol%) of the compound (M-15) and 75.8 g (60 mol%) of the compound (M-14) were dissolved in 200 g of 2-butanone. Further, 2.82 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was put into a 1,000 mL three-necked flask and purged with nitrogen gas for 30 minutes.
After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Then, this polymerization solution was put into 2,000 g of methanol to precipitate a white solid, which was then filtered off. The filtered white solid was twice washed with 400 g of methanol and then filtered. Next, the white solid was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a colorless solid copolymer (yield 64 g, yield 64%). As a result of 13 C-NMR analysis, the content (mol%) of the structural unit derived from the compound (M-4), the compound (M-15) and the compound (M-14) was 32:11:57, respectively. . This is referred to as a polymer (A-11). The Mw of this copolymer was 7,600.

<[A]含フッ素重合体の精製>
上記合成した[A]含フッ素重合体(重合体(A−1)〜(A−11))を感放射線性樹脂組成物の調製に用いる際には、上記得られた[A]含フッ素重合体の重合反応溶液について、下記の精製操作を行ってから用いた。
(i)[A]含フッ素重合体の重合反応溶液を固形分濃度が50質量%になるまで濃縮した。この濃縮液を分液漏斗に移液し、この濃縮液と等質量のメタノールを加えて濃縮液を均一に希釈した後、上記濃縮液質量の4倍のn−ヘキサンを投入して混合した。
(ii)得られた下層を回収し、分液漏斗に移液した後、濃縮液質量の0.2倍の2−ブタノンを加え、再び上記と同質量のメタノール、次いで上記と同質量のn−ヘキサンを投入して混合した。
(iii)上記(ii)の操作をもう一度繰り返した。
(iv)得られた下層をエバポレーターを用いてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶媒へ溶媒置換し、[A]含フッ素重合体の25重量%溶液とした。
(v)上記溶液を、[A]含フッ素重合体溶液として、感放射線性樹脂組成物の調製に用いた。
<[A] Purification of fluoropolymer>
When the synthesized [A] fluorine-containing polymer (polymers (A-1) to (A-11)) is used for the preparation of the radiation-sensitive resin composition, the obtained [A] fluorine-containing polymer is obtained. The combined polymerization reaction solution was used after the following purification operation.
(I) The polymerization reaction solution of [A] fluoropolymer was concentrated until the solid content concentration became 50% by mass. The concentrated liquid was transferred to a separatory funnel, and an equal mass of methanol was added to the concentrated liquid to uniformly dilute the concentrated liquid, and then 4 times as much n-hexane as the concentrated liquid mass was added and mixed.
(Ii) The obtained lower layer was recovered, transferred to a separatory funnel, and then 2-butanone 0.2 times the mass of the concentrate was added, again with the same mass of methanol, and then with the same mass of n. -Hexane was added and mixed.
(Iii) The above operation (ii) was repeated once more.
(Iv) The resulting lower layer was solvent-substituted with propylene glycol monomethyl ether acetate solvent using an evaporator to obtain a 25% by weight solution of [A] fluoropolymer.
(V) The above solution was used as a [A] fluoropolymer solution for the preparation of the radiation sensitive resin composition.

<[B]重合体の合成>
[合成例12](重合体(B−1)の合成)
化合物(M−1)33.11g(40モル%)、化合物(M−2)12.22g(10モル%)及び化合物(M−3)54.67g(50モル%)を、2−ブタノン200gに溶解し、さらに、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル8.08gを投入して単量体溶液を準備した。一方、100gの2−ブタノンを1,000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。
窒素パージの後、三口フラスコ内の2−ブタノンを攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて、3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。
重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合反応溶液を2,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を、2度、400gのメタノールを用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末(共重合体)を50℃で17時間乾燥した(収量80.1g、収率80%)。13C−NMR分析の結果、化合物(M−1)、化合物(M−2)及び化合物(M−3)に由来する構造単位の含有率(モル%)はそれぞれ41:10:49であった。これを重合体(B−1)とする。この重合体(B−1)のMwは7,300であった。
<[B] Synthesis of polymer>
[Synthesis Example 12] (Synthesis of Polymer (B-1))
Compound (M-1) 33.11 g (40 mol%), compound (M-2) 12.22 g (10 mol%) and compound (M-3) 54.67 g (50 mol%) were converted into 2-butanone 200 g. In addition, 8.08 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 100 g of 2-butanone was put into a 1,000 mL three-necked flask and purged with nitrogen gas for 30 minutes.
After purging with nitrogen, 2-butanone in the three-necked flask was heated to 80 ° C. with stirring. Subsequently, the monomer solution prepared in advance was dropped over 3 hours using a dropping funnel. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours.
After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. Then, this polymerization reaction solution was put into 2,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered off. The white powder separated by filtration was twice washed with 400 g of methanol and then filtered. Next, the white powder (copolymer) was dried at 50 ° C. for 17 hours (yield 80.1 g, yield 80%). As a result of 13 C-NMR analysis, the content (mol%) of the structural unit derived from the compound (M-1), the compound (M-2) and the compound (M-3) was 41:10:49, respectively. . This is referred to as a polymer (B-1). Mw of this polymer (B-1) was 7,300.

<感放射線性樹脂組成物の調製>
上記合成例で合成した[A]含フッ素重合体及び[B]重合体以外の感放射線性樹脂組成物を構成する成分([C]酸発生剤、[D]酸拡散抑制剤、[E]溶媒)について以下に示す。
<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
Components ([C] acid generator, [D] acid diffusion inhibitor, [E] constituting the radiation-sensitive resin composition other than [A] fluoropolymer and [B] polymer synthesized in the above synthesis example. The solvent is shown below.

[C]酸発生剤
(C−1)4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
(C−2)トリフェニルスルホニウム−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカニルジフルオロメタンスルホナート
[C] Acid generator (C-1) 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (C-2) triphenylsulfonium-tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decanyl difluoromethane Sulfonate

[D]酸拡散抑制剤
(D−1)tert−ブチル−4−ヒドロキシ−1−ピペリジンカルボキシレート
(D−2)2,6−ジイソプロピルアニリン
[D] Acid diffusion inhibitor (D-1) tert-butyl-4-hydroxy-1-piperidinecarboxylate (D-2) 2,6-diisopropylaniline

[E]溶媒
(E−1)プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(E−2)シクロヘキサノン
[E] Solvent (E-1) Propylene glycol monomethyl ether acetate (E-2) Cyclohexanone

[実施例1]
重合体(A−1)5質量部を含有する上記精製で得られた重合体(A−1)溶液、重合体(B−1)100質量部、酸発生剤(C−1)6質量部及び(C−2)6質量部、酸拡散抑制剤(D−1)0.8質量部、並びに溶媒(E−1)1,980質量部([A]含フッ素重合体溶液からの持ち込み分を含む)及び溶媒(E−2)848質量部を混合して均一溶液とし、実施例1の感放射線性樹脂組成物を得た。
[Example 1]
Polymer (A-1) solution obtained by the above purification containing 5 parts by mass of polymer (A-1), 100 parts by mass of polymer (B-1), and 6 parts by mass of acid generator (C-1). And (C-2) 6 parts by mass, acid diffusion inhibitor (D-1) 0.8 part by mass, and solvent (E-1) 1,980 parts by mass (the amount brought in from the [A] fluoropolymer solution) And 848 parts by mass of the solvent (E-2) were mixed to obtain a uniform solution, and the radiation-sensitive resin composition of Example 1 was obtained.

[実施例2〜11]
感放射線性樹脂組成物を構成する各成分を下記表1に記載の種類及び配合量とした以外は、実施例1と同様にして実施例2〜11の感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Examples 2 to 11]
The radiation sensitive resin compositions of Examples 2 to 11 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the components and the blending amounts shown in Table 1 below were used as the components constituting the radiation sensitive resin composition.

[実施例12、13]
実施例1において、重合体(A−1)として、上記精製操作において(iii)の操作を行わなかったものを用いた以外は、実施例1と同様にして実施例12及び実施例13の感放射線性樹脂組成物を調製した。実施例13においては、溶媒(E−1)として、含水率の高いものを用いた。
[Examples 12 and 13]
In Example 1, the sensitivity of Examples 12 and 13 was the same as in Example 1 except that the polymer (A-1) was not subjected to the operation (iii) in the above purification operation. A radiation resin composition was prepared. In Example 13, a solvent having a high water content was used as the solvent (E-1).

[実施例14、15]
実施例1において、重合体(A−1)として、上記精製操作の(i)において重合体(A)の固形分濃度が40質量%になるように濃縮したこと、及び(iii)の操作を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして、実施例14及び実施例15の感放射線性樹脂組成物を調製した。実施例15においては、溶媒(E−1)として含水率の高いものを用いた。
[Examples 14 and 15]
In Example 1, the polymer (A-1) was concentrated so that the solid content concentration of the polymer (A) was 40% by mass in (i) of the above purification operation, and the operation of (iii) was performed. Except not having performed, it carried out similarly to Example 1, and prepared the radiation sensitive resin composition of Example 14 and Example 15. In Example 15, the solvent (E-1) having a high water content was used.

[比較例1〜3]
感放射線性樹脂組成物を構成する各成分を下記表1に記載の種類及び配合量とし、[A]含フッ素重合体の上記精製操作を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして比較例1〜3の感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Comparative Examples 1-3]
The components constituting the radiation-sensitive resin composition were the types and blending amounts shown in Table 1 below, and [A] The fluoropolymer was not subjected to the above-described purification operation, and was carried out in the same manner as in Example 1. Radiation sensitive resin compositions of Comparative Examples 1 to 3 were prepared.

[比較例4]
比較例1において、メンブランフィルターで濾過した後、得られた濾液に窒素バブリングを行って、液中の水の含有量を低減させた以外は比較例1と同様にして、比較例4の感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Comparative Example 4]
In Comparative Example 1, after filtering with a membrane filter, the resulting filtrate was subjected to nitrogen bubbling to reduce the content of water in the liquid, and the radiation sensitivity of Comparative Example 4 was the same as Comparative Example 1. A functional resin composition was prepared.

<各含有量測定>
上記実施例及び比較例の各感放射線性樹脂組成物について、調製後、90日間室温かつ暗所に保存した後の組成物について、各含有量を下記方法にて測定した。
<Each content measurement>
About each radiation sensitive resin composition of the said Example and comparative example, each content was measured by the following method about the composition after storing for 90 days at room temperature and a dark place after preparation.

[低分子量重合体含有量]
各感放射線性樹脂組成物中の低分子量重合体、すなわち、分子量1,000以下の[A]含フッ素重合体についての含有量(質量%)は以下の方法にて測定した。
感放射線性樹脂組成物50gをナス型フラスコ中に秤量し、エバポレーターにてバス温度30℃で2日間かけて溶媒留去し、残った固形分の質量を測定し、感放射線性樹脂組成物の固形分濃度(質量%)を算出した。
上記算出した固形分濃度に基づいて、感放射線性樹脂組成物100gを上記操作と同様にして、固形分濃度が25%になるまで濃縮した。得られた濃縮液を、攪拌している10倍質量のn−ヘキサンへゆっくり滴下し、不溶成分を析出させた。得られた懸濁液を0.1μmのメンブレンフィルターで濾過し、得られた濾液の濾液質量(以下、「(1)」とする。単位:g)を測定した。
上記濾液からエバポレーターを用いてn−ヘキサンを完全に留去し、得られた残渣の質量を測定し、濾液中の残渣成分濃度(以下、「(2)」とする。単位:質量%)を算出した。
ガスクロマトグラフ−質量分析計(GC−MS:サーモサイエンティフィック製ITQ900)を用いて上記残渣中の各成分を同定し、低分子量重合体に対応する成分を選り分けた。さらに、GC(水素炎イオン化型検出器(FID)のもの:サーモサイエンティフィック製TRACE GC Ultra)を用いて、残渣中の低分子量重合体の成分の比率(以下、「(3)」とする。単位:質量%)を測定した。
上記得られた(1)から(3)の値から下記式(L)を用いて、感放射線性樹脂組成物に含まれる低分子量重合体含有量(質量%)を求めた。
感放射線性樹脂組成物中の低分子量重合体含有量(質量%)
=感放射線性樹脂組成物中の低分子量重合体の質量/感放射線性樹脂組成物の質量(100g)×100
=[(1)×{(2)/100}×{(3)/100}]×100/100
=(1)×(2)×(3)/10,000 ・・・(L)
[Low molecular weight polymer content]
The content (mass%) of the low molecular weight polymer in each radiation-sensitive resin composition, that is, the [A] fluoropolymer having a molecular weight of 1,000 or less was measured by the following method.
50 g of the radiation sensitive resin composition was weighed into an eggplant-shaped flask, the solvent was distilled off with an evaporator at a bath temperature of 30 ° C. over 2 days, the mass of the remaining solid was measured, and the radiation sensitive resin composition The solid content concentration (% by mass) was calculated.
Based on the calculated solid content concentration, 100 g of the radiation sensitive resin composition was concentrated until the solid content concentration became 25% in the same manner as in the above operation. The obtained concentrated liquid was slowly added dropwise to 10-fold mass n-hexane which was being stirred to precipitate insoluble components. The obtained suspension was filtered through a 0.1 μm membrane filter, and the filtrate mass of the obtained filtrate (hereinafter referred to as “(1)”, unit: g) was measured.
N-Hexane is completely distilled off from the filtrate using an evaporator, the mass of the resulting residue is measured, and the residue component concentration in the filtrate (hereinafter referred to as “(2)”. Unit: mass%). Calculated.
Each component in the residue was identified using a gas chromatograph-mass spectrometer (GC-MS: Thermo Scientific ITQ900), and the components corresponding to the low molecular weight polymer were selected. Furthermore, using GC (hydrogen flame ionization detector (FID): Thermo Scientific TRACE GC Ultra), the ratio of the components of the low molecular weight polymer in the residue (hereinafter referred to as “(3)”) (Unit: mass%).
The content (mass%) of the low molecular weight polymer contained in the radiation-sensitive resin composition was determined from the obtained values (1) to (3) using the following formula (L).
Low molecular weight polymer content (% by mass) in the radiation sensitive resin composition
= Mass of low molecular weight polymer in radiation sensitive resin composition / mass of radiation sensitive resin composition (100 g) × 100
= [(1) × {(2) / 100} × {(3) / 100}] × 100/100
= (1) × (2) × (3) / 10,000 (L)

[水の含有量]
各感放射線性樹脂組成物に含まれる水の量(質量%)は、微量水分測定装置(三菱化学社製)を用い、測定時の発生液は、エーピーアイコーポレーション社製「アクアミクロン(登録商標)AX」を、対極液は、エーピーアイコーポレーション社製「アクアミクロン(登録商標)CXU」を用いて、カールフィッシャー法により測定した。
[Water content]
The amount (% by mass) of water contained in each radiation-sensitive resin composition was determined using a trace moisture measuring device (Mitsubishi Chemical Corporation). ) AX ”was measured by Karl Fischer method using“ Aquamicron (registered trademark) CXU ”manufactured by API Corporation.

<評価方法>
上記実施例及び比較例において調製した各感放射線性樹脂組成物を、調製直後、及び所定日数、室温、暗所に保存した後の組成物を用いて、以下の各項目について測定し、評価した。
<Evaluation method>
Each radiation-sensitive resin composition prepared in the above Examples and Comparative Examples was measured and evaluated for each of the following items using the composition immediately after preparation and after being stored in a predetermined number of days, room temperature, and dark place. .

[液中パーティクル数]
上記実施例及び比較例において調製直後、及び調製後、室温かつ暗所に30日間保存した後の組成物について、液中パーティクルカウンター(リオン社製「KS−41」)を用いて、感放射線性樹脂組成物1mLあたりに含まれる0.15μm以上のパーティクル数を測定した。
調製直後に対する30日保存後の液中パーティクル数の増加数が、0個以上10個以下の場合は「○」、10個を超えて50個以下の場合は「△」、50個を超える場合は「×」と評価した。
[Number of particles in liquid]
In the above Examples and Comparative Examples, the composition after storage and after storage for 30 days in a dark place at room temperature was subjected to radiation sensitivity using an in-liquid particle counter (“KS-41” manufactured by Rion Co., Ltd.). The number of particles of 0.15 μm or more contained per 1 mL of the resin composition was measured.
When the number of particles in the liquid after storage for 30 days after preparation is 0 or more and 10 or less is “◯”, when it exceeds 10 and is 50 or less, “△”, when it exceeds 50 Was evaluated as “×”.

[後退接触角]
上記実施例及び比較例において調製直後、及び調製後、室温かつ暗所に30日間保存した後の組成物について、感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト被膜の後退接触角を、下記手順に従って、測定した。
(1)反射防止層の形成
12インチシリコンウエハ表面に、下層反射防止膜形成用組成物(商品名「ARC66」、日産化学社製)を、半導体製造装置(型式名「Lithius Pro−i」、東京エレクトロン社製)を使用して、スピンコートした。次いで、プレベーク(PB)(205℃、60秒間)を行うことにより、膜厚105nmの反射防止層を形成した。
(2)フォトレジスト層の形成
その後、半導体製造装置(型式名「CLEAN TRACK ACT12」、東京エレクトロン社製)を使用して、フォトレジスト組成物をスピンコートした。そして、PB(110℃、60秒間)し、冷却(23℃、30秒間)することにより、膜厚100nmのフォトレジスト層を形成した。
(3)接触角の測定
形成した被膜について、室温23℃、湿度45%、常圧の環境下で、KRUS社製の「DSA−10」を用いて以下の手順で後退接触角を測定した。
まず、ウェハステージ位置を調整する。次に、ウェハをステージにセットする。「DSA−10」の針に水を注入する。次に、針の位置を微調整する。次に、針から水を排出してウェハ上に25μLの水滴を形成した後、水滴から針を一旦引き抜く。次に、針を上記微調整した位置に再び引き下げる。続いて、針によって水滴を10μL/分の速度で90秒間吸引するとともに、接触角を毎秒(計90回)測定する。次に、接触角が安定した時点から計20点の接触角について平均値を算出して後退接触角(°)とした。
[Backward contact angle]
In the above examples and comparative examples, the receding contact angle of the resist film formed from the radiation-sensitive resin composition was determined according to the following procedure immediately after the preparation and after the preparation and after storage for 30 days in the dark at room temperature. ,It was measured.
(1) Formation of antireflection layer A composition for forming a lower antireflection film (trade name “ARC66”, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) on a 12-inch silicon wafer surface, a semiconductor manufacturing apparatus (model name “Lithius Pro-i”), Spin coating using Tokyo Electron). Next, pre-baking (PB) (205 ° C., 60 seconds) was performed to form an antireflection layer having a thickness of 105 nm.
(2) Formation of photoresist layer Thereafter, the photoresist composition was spin-coated using a semiconductor manufacturing apparatus (model name “CLEAN TRACK ACT12”, manufactured by Tokyo Electron Ltd.). Then, PB (110 ° C., 60 seconds) and cooling (23 ° C., 30 seconds) were performed to form a 100 nm-thick photoresist layer.
(3) Measurement of contact angle The receding contact angle of the formed coating film was measured according to the following procedure using “DSA-10” manufactured by KRUS under an environment of room temperature 23 ° C., humidity 45% and normal pressure.
First, the wafer stage position is adjusted. Next, the wafer is set on the stage. Water is injected into the “DSA-10” needle. Next, the position of the needle is finely adjusted. Next, water is discharged from the needle to form a 25 μL water droplet on the wafer, and then the needle is once pulled out of the water droplet. Next, the needle is pulled down again to the finely adjusted position. Subsequently, a water droplet is sucked with a needle at a rate of 10 μL / min for 90 seconds, and the contact angle is measured every second (total 90 times). Next, from the time when the contact angle was stabilized, an average value was calculated for a total of 20 contact angles, which were set as receding contact angles (°).

調製直後及び30日間保存後の感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト被膜の後退接触角の値から、以下のように保存安定性を評価した。すなわち、両値間の変動が3%以内の場合は「○」、3%を超えて5%以下の場合は「△」、5%を超える場合は「×」とした。   From the value of the receding contact angle of the resist film formed from the radiation sensitive resin composition immediately after preparation and after storage for 30 days, the storage stability was evaluated as follows. That is, when the fluctuation between the two values is within 3%, “◯” is given, and when it exceeds 3% and 5% or less, “Δ” is given, and when it exceeds 5%, “X” is given.

[感度]
上記実施例及び比較例の各感放射線性樹脂組成物について、調製直後及び30日保存後に、下記手順により最適露光量を測定し、それぞれの「感度」とした。
[sensitivity]
About each radiation sensitive resin composition of the said Example and comparative example, the optimal exposure amount was measured with the following procedure immediately after preparation and after 30 days preservation | save, and it was set as each "sensitivity."

(1)反射防止層の形成
12インチシリコンウエハ表面に、下層反射防止膜形成用組成物(商品名「ARC66」、日産化学社製)を、半導体製造装置(型式名「Lithius Pro−i」、東京エレクトロン社製)を使用して、スピンコートした。次いで、PB(205℃、60秒間)を行うことにより、膜厚105nmの反射防止層を形成した。
(2)フォトレジスト層の形成
その後、半導体製造装置(型式名「CLEAN TRACK ACT12」、東京エレクトロン社製)を使用して、フォトレジスト組成物をスピンコートした。そして、PB(110℃、60秒間)し、冷却(23℃、30秒間)することにより、膜厚100nmのフォトレジスト層を形成した。
(3)レジストパターンの形成
次いで、ArF液浸露光装置(商品名「S610C」、NIKON社製)を使用して、NA:1.30、Crosspoleの光学条件にて、ターゲットサイズが48nmライン/96nmピッチのマスクを介して露光した。その後、半導体製造装置(型式名「Lithius Pro−i」、東京エレクトロン社製)のホットプレート上で、PEB(95℃、60秒間)し、冷却(23℃、30秒間)した。次に、現像カップのGPノズルにて、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を現像液としてパドル現像(10秒間)し、超純水でリンスした。その後、2000rpm、15秒間振り切りで、スピンドライすることにより、48nmライン/96nmピッチのレジストパターン(ライン・アンド・スペースパターン)が形成された評価用シリコンウエハを得た。このとき、48nmライン/96nmピッチのマスク寸法において、48nmライン/96nmピッチのパターンを形成する露光量を最適露光量として求め、それを「感度」とした。
(1) Formation of antireflection layer A composition for forming a lower antireflection film (trade name “ARC66”, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) on a 12-inch silicon wafer surface, a semiconductor manufacturing apparatus (model name “Lithius Pro-i”), Spin coating using Tokyo Electron). Next, PB (205 ° C., 60 seconds) was performed to form an antireflection layer having a thickness of 105 nm.
(2) Formation of photoresist layer Thereafter, the photoresist composition was spin-coated using a semiconductor manufacturing apparatus (model name “CLEAN TRACK ACT12”, manufactured by Tokyo Electron Ltd.). Then, PB (110 ° C., 60 seconds) and cooling (23 ° C., 30 seconds) were performed to form a 100 nm-thick photoresist layer.
(3) Formation of resist pattern Next, using an ArF immersion exposure apparatus (trade name “S610C”, manufactured by NIKON), the target size is 48 nm line / 96 nm under the optical conditions of NA: 1.30 and Crosspore. Exposure was through a pitch mask. Thereafter, PEB (95 ° C., 60 seconds) and cooling (23 ° C., 30 seconds) were performed on a hot plate of a semiconductor manufacturing apparatus (model name “Lithius Pro-i”, manufactured by Tokyo Electron Ltd.). Next, paddle development (10 seconds) was performed using a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution as a developer with a GP nozzle of the developing cup, and rinsed with ultrapure water. Thereafter, the silicon wafer for evaluation on which a resist pattern (line and space pattern) of 48 nm line / 96 nm pitch was formed was obtained by spin-drying by shaking off at 2000 rpm for 15 seconds. At this time, in the mask dimension of 48 nm line / 96 nm pitch, the exposure amount for forming a pattern of 48 nm line / 96 nm pitch was determined as the optimum exposure amount, and this was set as “sensitivity”.

調製直後及び30日保存後の感放射線性樹脂組成物について得られた「感度」の値から、以下のように保存安定性を評価した。すなわち両値間の変動が0%以上3%以下の場合は「○」、3%を超えて5%未満の場合は「△」、5%以上の場合は「×」と評価した。   From the value of “sensitivity” obtained for the radiation-sensitive resin composition immediately after preparation and after storage for 30 days, storage stability was evaluated as follows. That is, when the fluctuation between the two values was 0% or more and 3% or less, “◯” was evaluated, and when it exceeded 3% and less than 5%, “Δ” was evaluated, and when it was 5% or more, “X” was evaluated.

上記測定で得られた低分子量重合体含有量、水の含有量、及び保存安定性に関する各評価結果を下記表1に示す。   Table 1 below shows the evaluation results regarding the low molecular weight polymer content, water content, and storage stability obtained by the above measurement.

Figure 0005728883
Figure 0005728883

上記表1の結果から、感放射線性樹脂組成物に含まれる低分子量重合体の含有量が、0.02質量%以下である場合には、液中パーティクル、後退接触角及び感度についての保存安定性に優れることが示された。一方、低分子量重合体の含有量が0.02質量%を超えると、各特性についての保存安定性が悪化することも示された。   From the results of Table 1 above, when the content of the low molecular weight polymer contained in the radiation-sensitive resin composition is 0.02% by mass or less, storage stability with respect to particles in liquid, receding contact angle and sensitivity is preserved. It was shown to be excellent in properties. On the other hand, it was also shown that when the content of the low molecular weight polymer exceeds 0.02% by mass, the storage stability for each characteristic deteriorates.

本発明の感放射線性樹脂組成物は半導体デバイス製造用の化学増幅型レジスト、特に液浸露光用のレジストとして好適に用いることができる。
The radiation-sensitive resin composition of the present invention can be suitably used as a chemically amplified resist for manufacturing semiconductor devices, particularly a resist for immersion exposure.

Claims (6)

[A]塩基解離性基を含む構造単位(f)と酸解離性基を含む構造単位(p)とを有する含フッ素重合体、及び
[C]感放射線性酸発生剤
を含有し、
上記構造単位(f)が下記式(1)で表され、
上記[A]含フッ素重合体のうち分子量1,000以下のものの含有量が0.02質量%以下である感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005728883
(式(1)中、Rは水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基であり、この炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基が少なくとも1個のハロゲン原子で置換されていてもよい。Eは(n+1)価の連結基である。Rfはフッ素原子で置換されていてもよい1価の鎖状炭化水素基又は芳香族炭化水素基である。nは1〜3の整数である。nが2又は3の場合、複数のRfは同一でも異なっていてもよい。)
[A] a fluoropolymer having a structural unit (f) containing a base-dissociable group and a structural unit (p) containing an acid-dissociable group, and [C] a radiation-sensitive acid generator,
The structural unit (f) is represented by the following formula (1):
[A] A radiation sensitive resin composition having a molecular weight of 1,000 or less among the fluorine-containing polymer of 0.02% by mass or less.
Figure 0005728883
(In Formula (1), R is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is at least 1; E is an (n + 1) -valent linking group Rf is a monovalent chain hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group that may be substituted with a fluorine atom . N is an integer of 1 to 3. When n is 2 or 3, a plurality of Rf may be the same or different.
上記構造単位(f)の塩基解離性基がフッ素原子を有する請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。   The radiation sensitive resin composition of Claim 1 in which the base dissociable group of the said structural unit (f) has a fluorine atom. 上記塩基解離性基がフッ素化芳香族炭化水素基である請求項2に記載の感放射線性樹脂組成物。   The radiation sensitive resin composition according to claim 2, wherein the base dissociable group is a fluorinated aromatic hydrocarbon group. 上記式(1)が、下記式(1−1)、(1−2)及び(1−3)でそれぞれ表される構造単位群より選ばれる少なくとも1種である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005728883
(式(1−1)中、R及びRfの定義は上記式(1)と同じである。Rは置換基で置換されていてもよい2価の鎖状の有機基又は芳香族炭化水素基である。Xは少なくとも1個のフッ素原子で置換された2価の炭化水素基である。)
Figure 0005728883
(式(1−2)中、R及びRfの定義は上記式(1)と同じである。Rは置換基で置換されていてもよい2価の鎖状の有機基又は芳香族炭化水素基である。)
Figure 0005728883
(式(1−3)中、Rの定義は上記式(1)と同じである。Rは置換基で置換されていてもよい1価の芳香族炭化水素基である。R21はメチレン基、−CH(CH)−、−C(CH−、−CHCH−又は酸素原子である。R22は水素原子又は置換基である。)
The formula (1) is a compound represented by the following formula (1-1), (1-2) and (1-3) in claim 1 is at least one selected from the structural unit group represented respectively, claim 2 or The radiation sensitive resin composition of Claim 3 .
Figure 0005728883
(In formula (1-1), the definitions of R and Rf are the same as those in formula (1) above. Ra is a divalent chain-like organic group or aromatic hydrocarbon which may be substituted with a substituent. X is a divalent hydrocarbon group substituted with at least one fluorine atom.)
Figure 0005728883
(In formula (1-2), the definitions of R and Rf are the same as those in formula (1) above. Ra is a divalent chain-like organic group or aromatic hydrocarbon which may be substituted with a substituent. Group.)
Figure 0005728883
(In formula (1-3), the definition of R is the same as that of the above formula (1). R 0 is a monovalent aromatic hydrocarbon group which may be substituted with a substituent. R 21 is methylene. A group, —CH (CH 3 ) —, —C (CH 3 ) 2 —, —CH 2 CH 2 — or an oxygen atom, and R 22 is a hydrogen atom or a substituent.
上記式(1)で表される構造単位が、上記式(1−1)で表される請求項4に記載の感放射線性樹脂組成物。 The radiation sensitive resin composition according to claim 4 , wherein the structural unit represented by the formula (1) is represented by the formula (1-1). 上記構造単位(p)が、下記式(4)で表される請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005728883
(式(4)中、Rは水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基であり、この炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基が少なくとも1個のハロゲン原子で置換されていてもよい。Yは下記式(Y−1)で表される基である。)
Figure 0005728883
(式(Y−1)中、Rp1は炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の1価の脂肪族環状炭化水素基である。Rp2及びRp3はそれぞれ独立して炭素数1〜4の1価の鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の1価の脂肪族環状炭化水素基であるか、又はRp2及びRp3が互いに結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に炭素数4〜20の2価の脂肪族環状炭化水素基を形成する。)

The radiation sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5 , wherein the structural unit (p) is represented by the following formula (4).
Figure 0005728883
(In Formula (4), R is a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is at least 1; Y may be a group represented by the following formula (Y-1).
Figure 0005728883
(In the formula (Y-1), R p1 is a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. R p2 and R p3 Are each independently a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or R p2 and R p3 are bonded to each other. , Together with the carbon atoms to which each is bonded, a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms is formed.)

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