JP6653330B2 - Pattern forming method, electronic device manufacturing method, and laminate - Google Patents

Pattern forming method, electronic device manufacturing method, and laminate Download PDF

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Description

本発明は、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、及び積層体に関する。
より詳細には、本発明は、IC(Integrated Circuit、集積回路)等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、更にはその他のフォトアプリケーションのリソグラフィー工程に使用することができるパターン形成方法、上記パターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法、及び積層体に関する。
The present invention relates to a pattern forming method, a method for manufacturing an electronic device, and a laminate.
More specifically, the present invention relates to a pattern that can be used in a semiconductor manufacturing process such as an IC (Integrated Circuit), a circuit substrate such as a liquid crystal and a thermal head, and a lithography process in other photo applications. The present invention relates to a forming method, a method for manufacturing an electronic device including the pattern forming method, and a laminate.

従来、ICやLSI(Large Scale Integrated circuit、大規模集積回路)などの半導体デバイスの製造プロセスにおいては、レジスト組成物を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a process of manufacturing a semiconductor device such as an IC or an LSI (Large Scale Integrated circuit), fine processing by lithography using a resist composition is performed.

特許文献1及び2には、レジスト膜上に、添加剤を含む上層膜を設けることが記載されている。   Patent Documents 1 and 2 disclose providing an upper layer film containing an additive on a resist film.

日本国特開2008−65304号公報JP 2008-65304 A 日本国特開2010−160283号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-160283

しかしながら、極微細の残しパターン(たとえば直径30nm以下のドットパターンや線幅30nm以下のラインアンドスペースパターンなど)の形成における解像性については検討の余地がある。特に、極紫外線を用いて極微細の残しパターンを形成する場合は、フレア光の影響を考慮すると遮光部の多いダークマスクを用いることが好適であるため、ネガ型のレジスト組成物を用いるパターン形成方法が考えられるが、極微細の残しパターンの形成においては、パターンの膜減りが発生しやすく、高い解像性を得ることが難しい。   However, there is room for study on the resolution in forming an extremely fine residual pattern (for example, a dot pattern with a diameter of 30 nm or less, a line and space pattern with a line width of 30 nm or less, etc.). In particular, when an extremely fine residual pattern is formed using extreme ultraviolet light, it is preferable to use a dark mask having a large number of light-shielding portions in consideration of the influence of flare light. Although a method is conceivable, in forming an extremely fine residual pattern, it is easy to reduce the film thickness of the pattern, and it is difficult to obtain high resolution.

本発明は、特に極微細の残しパターン(たとえば直径30nm以下のドットパターンや線幅30nm以下のラインアンドスペースパターンなど)の形成において、膜減りが少なく、高い解像力を得ることができるパターン形成方法、上記パターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法、及び上記パターンを形成するための積層体を提供することを目的とする。   The present invention relates to a pattern forming method capable of obtaining a high resolution with a small film loss, particularly in forming an extremely fine residual pattern (for example, a dot pattern having a diameter of 30 nm or less or a line and space pattern having a line width of 30 nm or less). An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electronic device including the pattern forming method, and a laminate for forming the pattern.

本発明者らは、下記の手段により、上記課題を解決できることを見出した。
<1>
(a)感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物により感活性光線性又は感放射線性膜を形成する工程、
(b)上記感活性光線性又は感放射線性膜上に上層膜形成用組成物により上層膜を形成する工程、
(c)上記上層膜が形成された上記感活性光線性又は感放射線性膜を露光する工程、及び
(d)露光された上記感活性光線性又は感放射線性膜を、現像液で現像する工程
を含むパターン形成方法であって、
上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂、及び光酸発生剤を含み、
上記芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂が、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を含有する樹脂であり、
上記上層膜形成用組成物が、活性光線又は放射線により酸を発生しない、分子量5000以下の化合物(Q)を、上記上層膜形成用組成物の全固形分に対して1質量%以上40質量%以下含み、
上記化合物(Q)が、下記X1〜X6、TQ−1〜TQ−18、及びA−1〜A−35から選択される少なくとも一つの化合物であり、
上記上層膜形成用組成物は溶剤を含有し、上記溶剤がアルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、フッ素系溶剤、炭化水素系溶剤、又はこれらを複数混合した有機溶剤であり、上記上層膜形成用組成物に含まれる上記溶剤は水酸基を有する溶剤を含有してもしなくてもよく、上記水酸基を有する溶剤を含有する場合は、全溶剤に対して、上記水酸基を有する溶剤の含有比率が50質量%以下である、パターン形成方法。

X3:トリ−N−オクチルアミン、X4:1−(tert−ブトキシカルボニル)−4−ヒドロキシピペリジン、X5:tert−ブチル1−ピロリジンカルボキシレート、X6:トリイソプロパノールアミン






<2>
上記化合物(Q)の分子量が1500以下である、<1>に記載のパターン形成方法。
<3>
上記化合物(Q)の含有量が、上記上層膜形成用組成物の全固形分に対して30質量%以下である、<1>又は<2>に記載のパターン形成方法。
<4>
上記化合物(Q)の含有量が、上記上層膜形成用組成物の全固形分に対して20質量%以下である、<1>又は<2>に記載のパターン形成方法。
<5>
上記化合物(Q)が、上記TQ−1〜TQ−18、A−22〜A−27、及びA−33から選択される少なくとも一つの化合物である、<1>に記載のパターン形成方法。
<6>
上記有機溶剤の含有量が、上記上層膜形成用組成物に含まれる全溶剤に対して50質量%以上である、<1>〜<5>のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
<7>
上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、架橋剤を含有する、<1>〜<6>のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
<8>
上記現像液が有機溶剤を含有する現像液である、<1>〜<7>のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
<9>
上記有機溶剤を含有する現像液は、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、及び炭化水素系溶剤から選択される少なくとも1種の溶剤を含む、<8>に記載のパターン形成方法。
<10>
上記有機溶剤を含有する現像液がエステル系溶剤を含む、<9>に記載のパターン形成方法。
<11>
上記工程(d)の後に、
(e)現像された上記感活性光線性又は感放射線性膜をリンス液を用いてリンスする工程、
を含み、上記リンス液が炭化水素系溶剤を含む、<1>〜<10>のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
<12>
上記露光が電子線又は極紫外線を用いて行われる<1>〜<11>のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
<13>
<1>〜<12>のいずれか一項に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
<14>
感活性光線性又は感放射線性膜と上層膜とを含む積層体であって、
上記感活性光線性又は感放射線性膜は、芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂、及び光酸発生剤を含み、
上記芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂が、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を含有する樹脂であり、
上記上層膜は、活性光線又は放射線により酸を発生しない、分子量5000以下の化合物(Q)を、上記上層膜の全質量に対して1質量%以上40質量%以下含み、
上記化合物(Q)が、下記TQ−1〜TQ−18、A−22〜A−27、及びA−33から選択される少なくとも一つの化合物である、積層体。



本発明は上記<1>〜<14>に関するものであるが、本明細書には参考のためその他の事項についても記載した。
The present inventors have found that the above problem can be solved by the following means.
<1>
(A) forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition;
(B) a step of forming an upper film on the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with the composition for forming an upper film;
(C) exposing the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film having the upper layer film formed thereon, and (d) developing the exposed actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with a developer. A pattern forming method comprising:
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a resin containing a repeating unit having an aromatic ring, and a photoacid generator,
The resin containing a repeating unit having an aromatic ring is a resin containing a repeating unit having a phenolic hydroxyl group,
The compound for forming the upper layer film, which does not generate an acid by actinic rays or radiation and has a molecular weight of 5,000 or less, comprises 1% by mass or more and 40% by mass based on the total solid content of the composition for forming the upper layer film. Including
The compound (Q) is at least one compound selected from the following X1 to X6, TQ-1 to TQ-18, and A-1 to A-35,
The composition for forming an upper layer film contains a solvent, and the solvent is an alcohol solvent, an ether solvent, an ester solvent, a fluorine solvent, a hydrocarbon solvent, or an organic solvent obtained by mixing a plurality of these solvents. The solvent contained in the film-forming composition may or may not contain a solvent having a hydroxyl group, and when containing a solvent having a hydroxyl group, the content ratio of the solvent having a hydroxyl group to the total solvent. Is 50% by mass or less.

X3: tri-N-octylamine, X4: 1- (tert-butoxycarbonyl) -4-hydroxypiperidine, X5: tert-butyl 1-pyrrolidinecarboxylate, X6: triisopropanolamine






<2>
The pattern forming method according to <1>, wherein the compound (Q) has a molecular weight of 1500 or less.
<3>
The pattern forming method according to <1> or <2>, wherein the content of the compound (Q) is 30% by mass or less based on the total solid content of the composition for forming an upper layer film.
<4>
The pattern forming method according to <1> or <2>, wherein the content of the compound (Q) is 20% by mass or less based on the total solid content of the composition for forming an upper layer film.
<5>
The pattern forming method according to <1>, wherein the compound (Q) is at least one compound selected from the above TQ-1 to TQ-18, A-22 to A-27, and A-33.
<6>
The pattern forming method according to any one of <1> to <5>, wherein the content of the organic solvent is 50% by mass or more based on all solvents contained in the composition for forming an upper layer film.
<7>
The pattern forming method according to any one of <1> to <6>, wherein the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a crosslinking agent.
<8>
The pattern forming method according to any one of <1> to <7>, wherein the developer is a developer containing an organic solvent.
<9>
<8> The pattern forming method according to <8>, wherein the developer containing an organic solvent includes at least one solvent selected from an ester solvent, a ketone solvent, an ether solvent, and a hydrocarbon solvent.
<10>
The pattern forming method according to <9>, wherein the developer containing the organic solvent contains an ester solvent.
<11>
After the above step (d),
(E) rinsing the developed actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with a rinsing liquid,
The pattern forming method according to any one of <1> to <10>, wherein the rinsing liquid contains a hydrocarbon-based solvent.
<12>
The pattern forming method according to any one of <1> to <11>, wherein the exposure is performed using an electron beam or extreme ultraviolet light.
<13>
A method for manufacturing an electronic device, comprising the pattern forming method according to any one of <1> to <12>.
<14>
A laminate comprising an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film and an upper layer film,
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film includes a resin containing a repeating unit having an aromatic ring, and a photoacid generator,
The resin containing a repeating unit having an aromatic ring is a resin containing a repeating unit having a phenolic hydroxyl group,
The upper layer film contains a compound (Q) having a molecular weight of 5,000 or less, which does not generate an acid by actinic rays or radiation, in an amount of 1% by mass to 40% by mass based on the total mass of the upper layer film,
The above compound (Q) is at least one compound selected from the lower Symbol T Q-1~TQ-18, A -22~A-27 and A-33,, laminate.



Although the present invention relates to the above <1> to <14>, other matters are also described in this specification for reference.

[1]
(a)感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物により感活性光線性又は感放射線性膜を形成する工程、
(b)上記感活性光線性又は感放射線性膜上に上層膜形成用組成物により上層膜を形成する工程、
(c)上記上層膜が形成された上記感活性光線性又は感放射線性膜を露光する工程、及び
(d)露光された上記感活性光線性又は感放射線性膜を、現像液で現像する工程
を含むパターン形成方法であって、
上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂を含み、
上記上層膜形成用組成物が、活性光線又は放射線により酸を発生しない、分子量5000以下の化合物(Q)を、上記上層膜形成用組成物の全固形分に対して1質量%以上40質量%以下含む、パターン形成方法。
[2]
上記化合物(Q)の分子量が1500以下である、[1]に記載のパターン形成方法。
[3]
上記化合物(Q)の含有量が、上記上層膜形成用組成物の全固形分に対して30質量%以下である、[1]又は[2]に記載のパターン形成方法。
[4]
上記化合物(Q)の含有量が、上記上層膜形成用組成物の全固形分に対して20質量%以下である、[1]〜[3]のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
[5]
上記上層膜形成用組成物は有機溶剤を含有する、[1]〜[4]のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
[6]
上記有機溶剤の含有量が、上記上層膜形成用組成物に含まれる全溶剤に対して50質量%以上である、[5]に記載のパターン形成方法。
[7]
上記上層膜形成用組成物は溶剤を含有し、上記上層膜形成用組成物に含まれる全溶剤に対して、水酸基を有する溶剤の含有比率が50質量%以下である、[1]〜[6]のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
[8]
上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、架橋剤を含有する、[1]〜[7]のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
[9]
上記現像液が有機溶剤を含有する現像液である、[1]〜[8]のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
[10]
上記有機溶剤を含有する現像液は、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、及び炭化水素系溶剤から選択される少なくとも1種の溶剤を含む、[9]に記載のパターン形成方法。
[11]
上記有機溶剤を含有する現像液がエステル系溶剤を含む、[10]に記載のパターン形成方法。
[12]
上記工程(d)の後に、
(e)現像された上記感活性光線性又は感放射線性膜をリンス液を用いてリンスする工程、
を含み、上記リンス液が炭化水素系溶剤を含む、[1]〜[11]のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
[13]
上記露光が電子線又は極紫外線を用いて行われる[1]〜[12]のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
[14]
[1]〜[13]のいずれか一項に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
[15]
感活性光線性又は感放射線性膜と上層膜とを含む積層体であって、
上記感活性光線性又は感放射線性膜は、芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂を含み、
上記上層膜は、活性光線又は放射線により酸を発生しない、分子量5000以下の化合物(Q)を、上記上層膜の全質量に対して1質量%以上40質量%以下含む、積層体。
[1]
(A) forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition;
(B) a step of forming an upper film on the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with the composition for forming an upper film;
(C) exposing the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film having the upper layer film formed thereon, and (d) developing the exposed actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with a developer. A pattern forming method comprising:
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a resin containing a repeating unit having an aromatic ring,
The compound for forming the upper layer film, which does not generate an acid by actinic rays or radiation and has a molecular weight of 5,000 or less, comprises 1% by mass or more and 40% by mass based on the total solid content of the composition for forming the upper layer film. A pattern forming method including the following.
[2]
The pattern forming method according to [1], wherein the compound (Q) has a molecular weight of 1500 or less.
[3]
The pattern forming method according to [1] or [2], wherein the content of the compound (Q) is 30% by mass or less based on the total solid content of the composition for forming an upper layer film.
[4]
The pattern forming method according to any one of [1] to [3], wherein the content of the compound (Q) is 20% by mass or less based on the total solid content of the composition for forming an upper layer film.
[5]
The pattern forming method according to any one of [1] to [4], wherein the composition for forming an upper layer film contains an organic solvent.
[6]
The pattern forming method according to [5], wherein the content of the organic solvent is 50% by mass or more based on all the solvents contained in the composition for forming an upper layer film.
[7]
The composition for forming an upper layer film contains a solvent, and the content ratio of the solvent having a hydroxyl group to the total solvent contained in the composition for forming an upper layer film is 50% by mass or less, [1] to [6]. ] The pattern formation method as described in any one of the above.
[8]
The pattern forming method according to any one of [1] to [7], wherein the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a crosslinking agent.
[9]
The pattern forming method according to any one of [1] to [8], wherein the developer is a developer containing an organic solvent.
[10]
The pattern forming method according to [9], wherein the developer containing the organic solvent includes at least one solvent selected from an ester solvent, a ketone solvent, an ether solvent, and a hydrocarbon solvent.
[11]
The pattern forming method according to [10], wherein the developer containing an organic solvent contains an ester solvent.
[12]
After the above step (d),
(E) rinsing the developed actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with a rinsing liquid,
The pattern forming method according to any one of [1] to [11], wherein the rinsing liquid contains a hydrocarbon-based solvent.
[13]
The pattern forming method according to any one of [1] to [12], wherein the exposure is performed using an electron beam or extreme ultraviolet light.
[14]
A method for manufacturing an electronic device, comprising the pattern forming method according to any one of [1] to [13].
[15]
A laminate comprising an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film and an upper layer film,
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film contains a resin containing a repeating unit having an aromatic ring,
A laminate, wherein the upper layer film contains a compound (Q) having a molecular weight of 5,000 or less, which does not generate an acid by actinic rays or radiation, in an amount of 1% by mass to 40% by mass based on the total mass of the upper layer film.

本発明によれば、特に極微細(例えば直径が30nm以下のドットやラインアンドスペース)のパターン形成において、膜減りが少なく、高い解像力を得ることができるパターン形成方法、上記パターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法、及び上記パターンを形成するための積層体を提供することができる。   According to the present invention, particularly in the formation of an extremely fine pattern (for example, a dot or a line and space having a diameter of 30 nm or less), a pattern forming method capable of obtaining a high resolution with a small film loss and an electronic device including the pattern forming method A device manufacturing method and a laminate for forming the pattern can be provided.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。
なお、本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないもののみではなく、置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書中における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線等を意味する。本発明において光とは、活性光線又は放射線を意味する。本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、EUV光などによる露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
本明細書では、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH=CH−CO−」又は「CH=C(CH)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」並びに「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。
本明細書中で、分子量は分布を有する場合に重量平均分子量で表す。
本明細書において、樹脂の重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法により測定したポリスチレン換算値である。GPCは、HLC−8120(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSK gel Multipore HXL−M (東ソー(株)製、7.8mmID×30.0cm)を、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた方法に準ずる事ができる。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described.
In addition, in the description of the group (atomic group) in this specification, the notation that does not indicate substituted or unsubstituted includes not only those having no substituent but also those having a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
The term “actinic ray” or “radiation” in the present specification means, for example, an emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by excimer lasers, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, electron beams and the like. In the present invention, light means actinic rays or radiation. Unless otherwise specified, the term “exposure” in the present specification means not only exposure using far-ultraviolet rays such as a mercury lamp and an excimer laser, X-rays, and EUV light, but also drawing using particle beams such as electron beams and ion beams. Is also included in the exposure.
In this specification, "(meth) acrylic monomer" means at least one monomer having the structure of "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO- " I do. Similarly, “(meth) acrylate” and “(meth) acrylic acid” mean “at least one of acrylate and methacrylate” and “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”, respectively.
In this specification, a molecular weight is represented by a weight average molecular weight when it has a distribution.
In the present specification, the weight average molecular weight of the resin is a value in terms of polystyrene measured by a GPC (gel permeation chromatography) method. GPC uses HLC-8120 (manufactured by Tosoh Corporation), and uses TSK gel Multipore HXL-M (manufactured by Tosoh Corporation, 7.8 mm ID × 30.0 cm) as a column and THF (tetrahydrofuran) as an eluent. You can follow the method you used.

<パターン形成方法>
本発明のパターン形成方法は、
(a)感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物により感活性光線性又は感放射線性膜を形成する工程、
(b)上記感活性光線性又は感放射線性膜上に上層膜形成用組成物により上層膜を形成する工程、
(c)上記上層膜が形成された上記感活性光線性又は感放射線性膜を露光する工程、及び
(d)露光された上記感活性光線性又は感放射線性膜を、現像液で現像する工程
を含むパターン形成方法であって、
上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂を含み、
上記上層膜形成用組成物が、活性光線又は放射線により酸を発生しない、分子量5000以下の化合物(Q)を、上記上層膜形成用組成物の全固形分に対して1質量%以上40質量%以下含む、パターン形成方法である。
<Pattern forming method>
The pattern forming method of the present invention comprises:
(A) forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition;
(B) a step of forming an upper film on the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with the composition for forming an upper film;
(C) exposing the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film having the upper layer film formed thereon, and (d) developing the exposed actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with a developer. A pattern forming method comprising:
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a resin containing a repeating unit having an aromatic ring,
The compound for forming the upper layer film, which does not generate an acid by actinic rays or radiation and has a molecular weight of 5,000 or less, comprises 1% by mass or more and 40% by mass based on the total solid content of the composition for forming the upper layer film. A pattern forming method including the following.

<工程(a)>
本発明のパターン形成方法の工程(a)は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物により感活性光線性又は感放射線性膜を形成する工程であり、好ましくは、基板上に感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布することにより感活性光線性又は感放射線性膜を形成する工程である。
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物はレジスト組成物であることが好ましく、感活性光線性又は感放射線性膜はレジスト膜であることが好ましい。
<Step (a)>
Step (a) of the pattern forming method of the present invention is a step of forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and preferably, an actinic ray-sensitive film on a substrate. This is a step of forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film by applying a photosensitive or radiation-sensitive resin composition.
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is preferably a resist composition, and the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is preferably a resist film.

[感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物]
本発明のパターン形成方法において、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布して感活性光線性又は感放射線性膜を形成することが好ましい。
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、有機溶剤を含む現像液を使用する有機溶剤現像用及び/又はアルカリ現像液を使用するアルカリ現像用の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であることが好ましい。ここで、有機溶剤現像用とは、少なくとも、有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程に供される用途を意味する。アルカリ現像用とは、少なくとも、アルカリ現像液を用いて現像する工程に供される用途を意味する。
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は好ましくはレジスト組成物であり、より好ましくは化学増幅型レジスト組成物である。また、本発明における感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物はポジ型レジスト組成物であっても、ネガ型レジスト組成物であってもよいが、ネガ型レジスト組成物であることが好ましい。
本発明における感放射線性又は感活性光線性組成物は、電子線又は極紫外線露光用であることが好ましい。
[Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition]
In the pattern forming method of the present invention, it is preferable that an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is applied on a substrate to form an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film.
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition for organic solvent development using a developer containing an organic solvent and / or alkali development using an alkali developer. It is preferred that Here, “for organic solvent development” means a use provided in a step of developing using at least a developer containing an organic solvent. The term "for alkali development" means at least the use provided in the step of developing using an alkali developer.
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is preferably a resist composition, and more preferably a chemically amplified resist composition. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention may be a positive resist composition or a negative resist composition, but is preferably a negative resist composition.
The radiation-sensitive or actinic ray-sensitive composition of the present invention is preferably used for electron beam or extreme ultraviolet exposure.

<(A)芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂>
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂(「樹脂(A)ともいう」)を含有する。
樹脂(A)は、芳香環基を有する繰り返し単位(a)と、側鎖に珪素原子を有する繰り返し単位(b)とを有することが好ましい。
<(A) Resin containing repeating unit having aromatic ring>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a resin containing a repeating unit having an aromatic ring (also referred to as “resin (A)”).
The resin (A) preferably has a repeating unit (a) having an aromatic ring group and a repeating unit (b) having a silicon atom in a side chain.

〔芳香環基を有する繰り返し単位(a)〕
芳香環基を有する繰り返し単位(a)としては、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を好適に挙げることができる。
本明細書において、フェノール性水酸基とは、芳香環基の水素原子をヒドロキシ基で置換してなる基である。上記芳香環基の芳香環は単環又は多環の芳香環であり、ベンゼン環やナフタレン環等が挙げられる。
[Repeating unit (a) having aromatic ring group]
As the repeating unit (a) having an aromatic ring group, a repeating unit having a phenolic hydroxyl group can be preferably exemplified.
In the present specification, the phenolic hydroxyl group is a group formed by replacing a hydrogen atom of an aromatic ring group with a hydroxy group. The aromatic ring of the aromatic ring group is a monocyclic or polycyclic aromatic ring, such as a benzene ring or a naphthalene ring.

特に、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、後述の架橋剤を含有する場合(例えば、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、アルカリ現像用のネガ型レジスト組成物である場合)には、樹脂(A)は、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。   In particular, when the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a crosslinking agent described below (for example, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is a negative resist composition for alkali development. In the case, the resin (A) preferably has a repeating unit having a phenolic hydroxyl group.

フェノール性水酸基を有する繰り返し単位としては、例えば、下記一般式(I)又は(I−1)で表される繰り返し単位が挙げられる。   Examples of the repeating unit having a phenolic hydroxyl group include a repeating unit represented by the following general formula (I) or (I-1).

式中、
41、R42及びR43は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。但し、R42はArと結合して環を形成していてもよく、その場合のR42は単結合又はアルキレン基を表す。
は、単結合、−COO−、又は−CONR64−を表し、R64は、水素原子又はアルキル基を表す。
は、それぞれ独立して単結合又は2価の連結基を表す。
Arは、(n+1)価の芳香環基を表し、R42と結合して環を形成する場合には(n+2)価の芳香環基を表す。
nは、1〜5の整数を表す。
一般式(I)又は(I−1)の繰り返し単位を高極性化する目的では、nが2以上の整数、又はXが−COO−、又は−CONR64−であることも好ましい。
Where:
R 41 , R 42 and R 43 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group. However, R 42 may combine with Ar 4 to form a ring, in which case R 42 represents a single bond or an alkylene group.
X 4 represents a single bond, —COO—, or —CONR 64 —, and R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
L 4 each independently represents a single bond or a divalent linking group.
Ar 4 represents a (n + 1) -valent aromatic ring group, and when it is bonded to R 42 to form a ring, represents an (n + 2) -valent aromatic ring group.
n represents an integer of 1 to 5.
For the purpose of increasing the polarity of the repeating unit of the general formula (I) or (I-1), it is also preferable that n is an integer of 2 or more, or X 4 is —COO— or —CONR 64 —.

一般式(I)及び(I−1)におけるR41、R42、R43のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基、特に好ましくは炭素数3以下のアルキル基が挙げられる。As the alkyl group of R 41 , R 42 and R 43 in the general formulas (I) and (I-1), preferably an optionally substituted methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n Alkyl groups having 20 or less carbon atoms such as -butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group and dodecyl group, more preferably alkyl groups having 8 or less carbon atoms, and particularly preferably alkyl groups having 8 or less carbon atoms. And 3 or less alkyl groups.

一般式(I)及び(I−1)におけるR41、R42、R43のシクロアルキル基としては、単環型でも、多環型でもよい。好ましくは置換基を有していてもよいシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの炭素数3〜8個で単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
一般式(I)及び(I−1)におけるR41、R42、R43のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が特に好ましい。
一般式(I)及び(I−1)におけるR41、R42、R43のアルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記R41、R42、R43におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
The cycloalkyl group of R 41 , R 42 and R 43 in the general formulas (I) and (I-1) may be a monocyclic type or a polycyclic type. Preferably, a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group which may have a substituent is exemplified.
Examples of the halogen atom of R 41 , R 42 and R 43 in the general formulas (I) and (I-1) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferred.
As the alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group of R 41 , R 42 , and R 43 in the general formulas (I) and (I-1), the same alkyl groups as those described above for R 41 , R 42 , and R 43 are preferable. .

上記各基における好ましい置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等を挙げることができ、置換基の炭素数は8以下が好ましい。   Preferred substituents in each of the above groups include, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom, an alkoxy group, a thioether group, and an acyl group. Groups, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, a cyano group, a nitro group and the like, and the substituent preferably has 8 or less carbon atoms.

Arは、(n+1)価の芳香環基を表す。nが1である場合における2価の芳香環基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基などの炭素数6〜18のアリーレン基、あるいは、例えば、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む芳香環基を好ましい例として挙げることができる。Ar 4 represents an (n + 1) -valent aromatic ring group. The divalent aromatic ring group in the case where n is 1 may have a substituent, for example, a phenylene group, a tolylene group, a naphthylene group, an arylene group having 6 to 18 carbon atoms such as an anthracenylene group, or For example, an aromatic ring group containing a hetero ring such as thiophene, furan, pyrrole, benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazole, and thiazole can be mentioned as a preferable example.

nが2以上の整数である場合における(n+1)価の芳香環基の具体例としては、2価の芳香環基の上記した具体例から、(n−1)個の任意の水素原子を除してなる基を好適に挙げることができる。
(n+1)価の芳香環基は、更に置換基を有していてもよい。
When n is an integer of 2 or more, specific examples of the (n + 1) -valent aromatic ring group include the above-described specific examples of the divalent aromatic ring group obtained by removing (n-1) arbitrary hydrogen atoms. Preferred groups can be mentioned.
The (n + 1) -valent aromatic ring group may further have a substituent.

上述したアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基及び(n+1)価の芳香環基が有し得る置換基としては、例えば、一般式(I)におけるR41、R42、R43で挙げたアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基などのアルコキシ基;フェニル基などのアリール基;等が挙げられる。
により表わされる−CONR64−(R64は、水素原子、アルキル基を表す)におけるR64のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基が挙げられる。
としては、単結合、−COO−、−CONH−が好ましく、単結合、−COO−がより好ましい。
Examples of the substituent which the above-mentioned alkyl group, cycloalkyl group, alkoxycarbonyl group and (n + 1) -valent aromatic ring group may have include, for example, the alkyl groups mentioned for R 41 , R 42 and R 43 in the general formula (I). Groups, methoxy groups, ethoxy groups, hydroxyethoxy groups, propoxy groups, hydroxypropoxy groups, butoxy groups and other alkoxy groups; phenyl groups and other aryl groups;
-CONR 64 represented by X 4 - (R 64 represents a hydrogen atom, an alkyl group) The alkyl group for R 64 in, preferably an optionally substituted methyl group, an ethyl group, a propyl group An isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a hexyl group, a 2-ethylhexyl group, an octyl group, an alkyl group having 20 or less carbon atoms such as a dodecyl group, and more preferably an alkyl group having 8 or less carbon atoms. No.
X 4 is preferably a single bond, —COO—, or —CONH—, more preferably a single bond or —COO—.

としての2価の連結基としては、アルキレン基であることが好ましく、アルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のものが挙げられる。
Arとしては、置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香環基がより好ましく、ベンゼン環基、ナフタレン環基、ビフェニレン環基が特に好ましい。
一般式(I)で表される繰り返し単位は、ヒドロキシスチレン構造を備えていることが好ましい。即ち、Arは、ベンゼン環基であることが好ましい。
The divalent linking group as L 4 is preferably an alkylene group, and the alkylene group is preferably an optionally substituted methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group. And octylene groups having 1 to 8 carbon atoms.
As Ar 4 , an aromatic ring group having 6 to 18 carbon atoms which may have a substituent is more preferable, and a benzene ring group, a naphthalene ring group, and a biphenylene ring group are particularly preferable.
The repeating unit represented by the general formula (I) preferably has a hydroxystyrene structure. That is, Ar 4 is preferably a benzene ring group.

樹脂(A)が有するフェノール性水酸基を有する繰り返し単位としては、好ましくは、下記一般式(p1)で表される繰り返し単位が挙げられる。   The repeating unit having a phenolic hydroxyl group contained in the resin (A) preferably includes a repeating unit represented by the following general formula (p1).

一般式(p1)におけるRは、水素原子、ハロゲン原子又は1〜4個の炭素原子を有する直鎖若しくは分岐のアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。一般式(p1)中のRとしては水素原子が特に好ましい。   R in the general formula (p1) represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A plurality of Rs may be the same or different. As R in the general formula (p1), a hydrogen atom is particularly preferred.

一般式(p1)におけるArは芳香族環を表し、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、フェナントレン環などの炭素数6〜18の置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、又は、例えば、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ベンゾチオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾピロール環、トリアジン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、トリアゾール環、チアジアゾール環、チアゾール環等のヘテロ環を含む芳香環ヘテロ環を挙げることができる。中でも、ベンゼン環が最も好ましい。   Ar in the general formula (p1) represents an aromatic ring, for example, an aromatic hydrocarbon which may have a substituent having 6 to 18 carbon atoms such as a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a fluorene ring and a phenanthrene ring. A hydrogen ring, or, for example, a hetero ring such as a thiophene ring, a furan ring, a pyrrole ring, a benzothiophene ring, a benzofuran ring, a benzopyrrole ring, a triazine ring, an imidazole ring, a benzimidazole ring, a triazole ring, a thiadiazole ring, and a thiazole ring; And aromatic heterocycles. Among them, a benzene ring is most preferable.

一般式(p1)におけるmは、1〜5の整数を表し、好ましくは1である。   M in the general formula (p1) represents an integer of 1 to 5, and is preferably 1.

以下、樹脂(A)が有するフェノール性水酸基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。式中、aは1又は2を表す。   Hereinafter, specific examples of the repeating unit having a phenolic hydroxyl group included in the resin (A) will be shown, but the present invention is not limited thereto. In the formula, a represents 1 or 2.

樹脂(A)は、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位(a)を1種で有していても、2種以上で有していてもよい。   The resin (A) may have one type of the repeating unit (a) having a phenolic hydroxyl group, or may have two or more types of the repeating unit (a).

フェノール性水酸基を有する繰り返し単位(a)の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位に対して、10〜95モル%であることが好ましく、20〜90モル%であることがより好ましく、30〜85モル%であることが更に好ましい。   The content of the repeating unit (a) having a phenolic hydroxyl group is preferably from 10 to 95 mol%, more preferably from 20 to 90 mol%, based on all repeating units of the resin (A). More preferably, it is 30 to 85 mol%.

芳香環基を有する繰り返し単位(a)は、下記一般式(X)で表される繰り返し単位であってもよい。   The repeating unit (a) having an aromatic ring group may be a repeating unit represented by the following general formula (X).

一般式(X)中、
61、R62及びR63は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、又はアルコキシカルボニル基を表す。但し、R63はArと結合して環を形成していてもよく、その場合のR62は単結合又はアルキレン基を表す。
Arは、(n+1)価の芳香環基を表し、R62と結合して環を形成する場合には(n+2)価の芳香環基を表す。
は、それぞれ独立に、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、アルコキシ基又はアシロキシ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、ハロゲン原子、エステル基(−OCOR又は−COOR:Rは炭素数1〜6のアルキル基又はフッ素化アルキル基)、又はカルボキシル基を表す。
nは、0以上の整数を表す。
In the general formula (X),
R 61 , R 62 and R 63 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group. However, R 63 may be bonded to Ar to form a ring, in which case R 62 represents a single bond or an alkylene group.
Ar is, (n + 1) -valent aromatic ring group, in the case of combining with R 62 form a ring (n + 2) -valent aromatic ring group.
R 7 is independently a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group or an acyloxy group, a cyano group, a nitro group, an amino group, a halogen atom, an ester group (—OCOR or -COOR: R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorinated alkyl group), or a carboxyl group.
n represents an integer of 0 or more.

下記一般式(X)は、下記一般式(V)又は下記一般式(VI)で表される繰り返し単位であることも好ましい。   The following general formula (X) is also preferably a repeating unit represented by the following general formula (V) or the following general formula (VI).

式中、nは0〜4の整数を表す。nは0〜6の整数を表す。
は、メチレン基、酸素原子又は硫黄原子である。
は、上記一般式(X)のRと同義である。
Wherein, n 3 is an integer of 0-4. n 4 represents an integer of 0 to 6.
X 4 is a methylene group, an oxygen atom or a sulfur atom.
R 7 has the same meaning as R 7 in the general formula (X).

一般式(X)で表される繰り返し単位の具体例を下記に示すが、これらに限定されない。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (X) are shown below, but are not limited thereto.


樹脂(A)は、一般式(X)で表される繰り返し単位(a)を1種で有していても、2種以上で有していてもよい。   The resin (A) may have one type of the repeating unit (a) represented by the general formula (X), or may have two or more types of the repeating unit (a).

一般式(X)で表される繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位に対して、5〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%であることがより好ましく、5〜30モル%であることが更に好ましい。   The content of the repeating unit represented by the general formula (X) is preferably from 5 to 50 mol%, more preferably from 5 to 40 mol%, based on all the repeating units of the resin (A). And more preferably 5 to 30 mol%.

また、芳香環基を有する繰り返し単位(a)は、後述する極性基が酸の作用により分解し脱離する脱離基で保護された構造を有する繰り返し単位(c)において、芳香環基を有するものであっても良い。   The repeating unit (a) having an aromatic ring group is a repeating unit (c) having a structure in which a polar group to be described later is protected by a leaving group which is decomposed and eliminated by the action of an acid and has an aromatic ring group. It may be something.

樹脂(A)は、芳香環基を有する繰り返し単位(a)を1種で有していても、2種以上で有していてもよい。   The resin (A) may have one type of the repeating unit (a) having an aromatic ring group, or may have two or more types of the repeating unit (a).

芳香環基を有する繰り返し単位(a)の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位に対して、5〜100モル%であることが好ましく、7〜98モル%であることがより好ましく、8〜96モル%であることが更に好ましい。   The content of the repeating unit (a) having an aromatic ring group is preferably from 5 to 100 mol%, more preferably from 7 to 98 mol%, based on all repeating units of the resin (A). More preferably, it is 8 to 96 mol%.

〔側鎖に珪素原子を有する繰り返し単位(b)〕
側鎖に珪素原子を有する繰り返し単位(b)は、側鎖に珪素原子を有すれば特に制限されないが、例えば、珪素原子を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位、珪素原子を有するビニル系繰り返し単位などが挙げられる。
珪素原子を有する繰り返し単位(b)は、極性基が酸の作用により分解し脱離する脱離基で保護された構造(酸分解性基)を有さない繰り返し単位であることが好ましい。
[Repeating unit having silicon atom in side chain (b)]
The repeating unit (b) having a silicon atom in the side chain is not particularly limited as long as it has a silicon atom in the side chain. Examples thereof include a (meth) acrylate-based repeating unit having a silicon atom and a vinyl-based repeating unit having a silicon atom. And the like.
The repeating unit (b) having a silicon atom is preferably a repeating unit having no structure (acid-decomposable group) in which a polar group is protected by a leaving group which is decomposed and eliminated by the action of an acid.

側鎖に珪素原子を有する繰り返し単位(b)は、典型的には、側鎖に珪素原子を有する基を有する繰り返し単位であり、珪素原子を有する基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリフェニルシリル基、トリシクロヘキシルシリル基、トリストリメチルシロキシシリル基、トリストリメチルシリルシリル基、メチルビストリメチルシリルシリル基、メチルビストリメチルシロキシシリル基、ジメチルトリメチルシリルシリル基、ジメチルトリメチルシロキシシリル基、又は下記のような環状若しくは直鎖状ポリシロキサン、又はカゴ型あるいははしご型若しくはランダム型シルセスキオキサン構造などが挙げられる。式中、R、及び、Rは各々独立に、1価の置換基を表す。*は、結合手を表す。The repeating unit (b) having a silicon atom in the side chain is typically a repeating unit having a group having a silicon atom in the side chain. Examples of the group having a silicon atom include a trimethylsilyl group and a triethylsilyl group. , Triphenylsilyl group, tricyclohexylsilyl group, tristrimethylsiloxysilyl group, tristrimethylsilylsilyl group, methylbistrimethylsilylsilyl group, methylbistrimethylsiloxysilyl group, dimethyltrimethylsilylsilyl group, dimethyltrimethylsiloxysilyl group, or as described below A cyclic or linear polysiloxane, or a cage-type, ladder-type, or random-type silsesquioxane structure. In the formula, R and R 1 each independently represent a monovalent substituent. * Represents a bond.

上記の基を有する繰り返し単位は、例えば、上記の基を有するアクリレート又はメタクリレート化合物に由来する繰り返し単位や、上記の基とビニル基とを有する化合物に由来する繰り返し単位を好適に挙げることができる。   Preferred examples of the repeating unit having the above group include a repeating unit derived from an acrylate or methacrylate compound having the above group and a repeating unit derived from a compound having the above group and a vinyl group.

珪素原子を有する繰り返し単位は、シルセスキオキサン構造を有する繰り返し単位であることが好ましく、これにより、超微細(例えば、線幅50nm以下)であり、かつ、断面形状が高アスペクト比(例えば、膜厚/線幅が2以上)のパターンの形成において、非常に優れた倒れ性能を発現することができる。
シルセスキオキサン構造としては、例えば、カゴ型シルセスキオキサン構造、はしご型シルセスキオキサン構造(ラダー型シルセスキオキサン構造)、ランダム型シルセスキオキサン構造などが挙げられる。なかでも、カゴ型シルセスキオキサン構造が好ましい。
ここで、カゴ型シルセスキオキサン構造とは、カゴ状骨格を有するシルセスキオキサン構造である。カゴ型シルセスキオキサン構造は、完全カゴ型シルセスキオキサン構造であっても、不完全カゴ型シルセスキオキサン構造であってもよいが、完全カゴ型シルセスキオキサン構造であることが好ましい。
また、はしご型シルセスキオキサン構造とは、はしご状骨格を有するシルセスキオキサン構造である。
また、ランダム型シルセスキオキサン構造とは、骨格がランダムのシルセスキオキサン構造である。
The repeating unit having a silicon atom is preferably a repeating unit having a silsesquioxane structure, whereby it is ultrafine (for example, a line width of 50 nm or less) and has a high aspect ratio (for example, a line width of 50 nm or less). In the formation of a pattern having a film thickness / line width of 2 or more, extremely excellent falling performance can be exhibited.
Examples of the silsesquioxane structure include a cage-type silsesquioxane structure, a ladder-type silsesquioxane structure (ladder-type silsesquioxane structure), and a random silsesquioxane structure. Among them, a cage silsesquioxane structure is preferable.
Here, the cage silsesquioxane structure is a silsesquioxane structure having a cage-like skeleton. The cage silsesquioxane structure may be a complete cage silsesquioxane structure or an incomplete cage silsesquioxane structure, but may be a complete cage silsesquioxane structure. preferable.
The ladder-type silsesquioxane structure is a silsesquioxane structure having a ladder-like skeleton.
The random silsesquioxane structure is a silsesquioxane structure having a random skeleton.

上記カゴ型シルセスキオキサン構造は、下記式(S)で表されるシロキサン構造であることが好ましい。   The cage silsesquioxane structure is preferably a siloxane structure represented by the following formula (S).

上記式(S)中、Rは、1価の置換基を表す。複数あるRは、同一であっても、異なってもよい。
上記1価の置換基は特に制限されないが、具体例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アミノ基、メルカプト基、ブロック化メルカプト基(例えば、アシル基でブロック(保護)されたメルカプト基)、アシル基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、シリル基、ビニル基、ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基、(メタ)アクリル基含有基及びエポキシ基含有基などが挙げられる。
上記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。
上記ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基のヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子などが挙げられる。
上記ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基の炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又はこれらを組み合わせた基などが挙げられる。
上記脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。上記脂肪族炭化水素基の具体例としては、直鎖状又は分岐状のアルキル基(特に、炭素数1〜30)、直鎖状又は分岐状のアルケニル基(特に、炭素数2〜30)、直鎖状又は分岐状のアルキニル基(特に、炭素数2〜30)などが挙げられる。
上記芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などの炭素数6〜18の芳香族炭化水素基などが挙げられる。
In the above formula (S), R represents a monovalent substituent. A plurality of Rs may be the same or different.
The monovalent substituent is not particularly limited, but specific examples include a halogen atom, a hydroxy group, a nitro group, a carboxy group, an alkoxy group, an amino group, a mercapto group, and a blocked mercapto group (for example, a block with an acyl group ( Protected) mercapto group), acyl group, imide group, phosphino group, phosphinyl group, silyl group, vinyl group, hydrocarbon group optionally having a hetero atom, (meth) acryl group-containing group and epoxy group-containing And the like.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like.
Examples of the hetero atom of the hydrocarbon group which may have a hetero atom include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, and a phosphorus atom.
Examples of the hydrocarbon group of the hydrocarbon group which may have a hetero atom include an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a combination thereof.
The aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched, or cyclic. Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched alkyl group (particularly 1 to 30 carbon atoms), a linear or branched alkenyl group (particularly 2 to 30 carbon atoms), Examples thereof include a linear or branched alkynyl group (particularly, having 2 to 30 carbon atoms).
Examples of the aromatic hydrocarbon group include an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a naphthyl group.

珪素原子を有する繰り返し単位は、下記式(I)で表されるのが好ましい。   The repeating unit having a silicon atom is preferably represented by the following formula (I).

上記式(I)中、Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
2価の連結基としては、アルキレン基、−COO−Rt−基、−O−Rt−基等が挙げられる。式中、Rtは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
Lは、単結合又は−COO−Rt−基が好ましい。Rtは、炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、−CH−基、−(CH−基、−(CH−基がより好ましい。
上記式(I)中、Xは、水素原子又は有機基を表す。
有機基としては、例えば、フッ素原子、水酸基などの置換基を有していてもよいアルキル基が挙げられ、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシメチル基が好ましい。
上記式(I)中、Aは、珪素原子含有基を表す。なかでも、下記式(a)又は(b)で表される基が好ましい。
In the above formula (I), L represents a single bond or a divalent linking group.
Examples of the divalent linking group include an alkylene group, a -COO-Rt- group, a -O-Rt- group, and the like. In the formula, Rt represents an alkylene group or a cycloalkylene group.
L is preferably a single bond or a -COO-Rt- group. Rt is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a —CH 2 — group, a — (CH 2 ) 2 — group, or a — (CH 2 ) 3 — group.
In the above formula (I), X represents a hydrogen atom or an organic group.
Examples of the organic group include an alkyl group which may have a substituent such as a fluorine atom and a hydroxyl group, and a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, and a hydroxymethyl group are preferable.
In the above formula (I), A represents a silicon atom-containing group. Among them, a group represented by the following formula (a) or (b) is preferable.

上記式(a)中、Rは、1価の置換基を表す。複数あるRは、同一であっても、異なってもよい。Rの具体例及び好適な態様は上述した式(S)と同じである。なお、上記式(I)中のAが上記式(a)で表される基である場合、上記式(I)は下記式(I−a)で表される。   In the above formula (a), R represents a monovalent substituent. A plurality of Rs may be the same or different. Specific examples and preferred embodiments of R are the same as those in the above formula (S). In addition, when A in the above formula (I) is a group represented by the above formula (a), the above formula (I) is represented by the following formula (Ia).

上記式(b)中、Rは、ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基を表す。ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基の具体例及び好適な態様は、上述した式(S)中のRと同じである。In the above formula (b), R b represents a hydrocarbon group which may have a hetero atom. Specific examples and preferred embodiments of the hydrocarbon group which may have a hetero atom are the same as those of R in the above formula (S).

樹脂(A)は、珪素原子を有する繰り返し単位を1種で有していても、2種以上で有していてもよい。
珪素原子を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位に対して、1〜30モル%であることが好ましく、1〜20モル%であることがより好ましく、1〜10モル%であることが更に好ましい。
The resin (A) may have one type of repeating unit having a silicon atom, or may have two or more types of repeating units.
The content of the repeating unit having a silicon atom is preferably from 1 to 30 mol%, more preferably from 1 to 20 mol%, and even more preferably from 1 to 10 mol%, based on all repeating units of the resin (A). % Is more preferable.

なお、本願明細書において、珪素原子と、極性基が酸の作用により分解し脱離する脱離基で保護された構造(酸分解性基)とを有する繰り返し単位は、珪素原子を有する繰り返し単位にも、酸分解性基を有する繰り返し単位にも当てはまるものとする。   In the specification of the present application, a repeating unit having a silicon atom and a structure (an acid-decomposable group) in which a polar group is protected by a leaving group which is decomposed and eliminated by the action of an acid is a repeating unit having a silicon atom This also applies to the repeating unit having an acid-decomposable group.

〔極性基が酸の作用により分解し脱離する脱離基で保護された構造を有する繰り返し単位(c)〕
樹脂(A)は、好ましい一実施形態において、極性基が酸の作用により分解し脱離する脱離基で保護された構造を有する繰り返し単位(c)を有する。
極性基が酸の作用により分解し脱離する脱離基で保護された構造(酸分解性基)を有する繰り返し単位(c)における極性基としては、カルボキシル基、アルコール性水酸基、フェノール性水酸基、及び、スルホン酸基等が挙げられる。この中でも、極性基は、カルボキシル基、アルコール性水酸基、又は、フェノール性水酸基であることが好ましく、カルボキシル基、又は、フェノール性水酸基であることが更に好ましい。
なお、樹脂(A)が、酸分解性基を有する繰り返し単位を有すると、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶剤に対する溶解度が減少する。
[A repeating unit (c) having a structure in which a polar group is protected by a leaving group which is decomposed and eliminated by the action of an acid]
In a preferred embodiment, the resin (A) has a repeating unit (c) having a structure in which a polar group is protected by a leaving group which is decomposed and eliminated by the action of an acid.
As the polar group in the repeating unit (c) having a structure (acid-decomposable group) protected by a leaving group in which the polar group is decomposed and eliminated by the action of an acid, a carboxyl group, an alcoholic hydroxyl group, a phenolic hydroxyl group, And a sulfonic acid group. Among these, the polar group is preferably a carboxyl group, an alcoholic hydroxyl group, or a phenolic hydroxyl group, and more preferably a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group.
When the resin (A) has a repeating unit having an acid-decomposable group, the solubility in an alkali developing solution increases due to the action of an acid, and the solubility in an organic solvent decreases.

酸の作用により分解し脱離する脱離基としては、例えば、式(Y1)〜(Y4)で表される基を挙げることができる。
式(Y1):−C(Rx)(Rx)(Rx
式(Y2):−C(=O)O(Rx)(Rx)(Rx
式(Y3):−C(R36)(R37)(OR38
式(Y4):−C(Rn)(H)(Ar)
Examples of the leaving group that is decomposed and eliminated by the action of an acid include groups represented by formulas (Y1) to (Y4).
Formula (Y1): -C (Rx 1 ) (Rx 2 ) (Rx 3 )
Formula (Y2): - C (= O) O (Rx 1) (Rx 2) (Rx 3)
Formula (Y3): - C (R 36) (R 37) (OR 38)
Formula (Y4): -C (Rn) (H) (Ar)

式(Y1)、(Y2)中、Rx〜Rxは、各々独立に、アルキル基(直鎖若しくは分岐)又はシクロアルキル基(単環若しくは多環)を表す。ただし、Rx〜Rxの全てがアルキル基(直鎖若しくは分岐)である場合、Rx〜Rxのうち少なくとも2つはメチル基であることが好ましい。
より好ましくは、Rx〜Rxが各々独立に、直鎖又は分岐のアルキル基を表す繰り返し単位であり、更に好ましくは、Rx〜Rxが各々独立に、直鎖のアルキル基を表す繰り返し単位である。
Rx〜Rxの2つが結合して、単環若しくは多環を形成してもよい。
Rx〜Rxのアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基などの炭素数1〜4のものが好ましい。
Rx〜Rxのシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx〜Rxの2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。炭素数5〜6の単環のシクロアルキル基が特に好ましい。
Rx〜Rxの2つが結合して形成されるシクロアルキル基は、例えば、環を構成するメチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、又は、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基で置き換わっていてもよい。
一般式(Y1)、(Y2)で表される繰り返し単位は、例えば、Rxがメチル基又はエチル基であり、RxとRxとが結合して上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。
In Formulas (Y1) and (Y2), Rx 1 to Rx 3 each independently represent an alkyl group (linear or branched) or a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic). However, if all of Rx 1 to Rx 3 is an alkyl group (linear or branched), it is preferred that at least two of Rx 1 to Rx 3 is a methyl group.
Repeat More preferably, independently is Rx 1 to Rx 3 each a repeating unit represents a linear or branched alkyl group, more preferably, the independently is Rx 1 to Rx 3 each represent a linear alkyl group Is a unit.
Two of Rx 1 to Rx 3 may combine to form a monocyclic or polycyclic ring.
As the alkyl group for Rx 1 to Rx 3 , an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group and a t-butyl group is preferable.
Examples of the cycloalkyl group of Rx 1 to Rx 3 include a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, and a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group. Groups are preferred.
Examples of the cycloalkyl group formed by combining two of Rx 1 to Rx 3 include a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl. Polycyclic cycloalkyl groups such as groups are preferred. A monocyclic cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms is particularly preferred.
The cycloalkyl group formed by combining two of Rx 1 to Rx 3 is, for example, a group in which one of methylene groups constituting a ring has a hetero atom such as an oxygen atom or a hetero atom such as a carbonyl group. It may be replaced.
Repeating unit represented by formula (Y1), (Y2) is, for example, Rx 1 is a methyl group or an ethyl group, by bonding and Rx 2 and Rx 3 form a cycloalkyl radical as defined above Embodiments are preferred.

式(Y3)中、R36〜R38は、各々独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。R37とR38とは、互いに結合して環を形成してもよい。1価の有機基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及び、アルケニル基等が挙げられる。R36は水素原子であることも好ましい。In Formula (Y3), R 36 to R 38 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 37 and R 38 may combine with each other to form a ring. Examples of the monovalent organic group include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an alkenyl group. R 36 is also preferably a hydrogen atom.

好ましい式(Y3)としては下記一般式(Y3−1)で表される構造がより好ましい。   As the preferable formula (Y3), a structure represented by the following general formula (Y3-1) is more preferable.

ここで、L及びLは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はアルキレン基とアリール基とを組み合わせた基を表す。
Mは、単結合又は2価の連結基を表す。
Qは、アルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよいシクロアルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよいアリール基、アミノ基、アンモニウム基、メルカプト基、シアノ基又はアルデヒド基を表す。
及びLうち少なくとも1つは水素原子であり、少なくとも1つはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はアルキレン基とアリール基とを組み合わせた基であることが好ましい。
Q、M、Lの少なくとも2つが結合して環(好ましくは、5員若しくは6員環)を形成してもよい。
パターン倒れ性能の向上にはLが2級又は3級アルキル基であることが好ましく、3級アルキル基がより好ましい。2級アルキル基は、イソプロピル基、シクロヘキシル基やノルボルニル基、3級アルキル基は、tert−ブチル基やアダマンタンを挙げることができる。これらの態様では、Tgや活性化エネルギーが高くなるため、膜強度の担保に加え、かぶりの抑制ができる。
Here, L 1 and L 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a combination of an alkylene group and an aryl group.
M represents a single bond or a divalent linking group.
Q represents an alkyl group, a cycloalkyl group optionally containing a hetero atom, an aryl group optionally containing a hetero atom, an amino group, an ammonium group, a mercapto group, a cyano group or an aldehyde group.
Preferably, at least one of L 1 and L 2 is a hydrogen atom, and at least one is an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group obtained by combining an alkylene group and an aryl group.
At least two members of Q, M and L 1 may combine to form a ring (preferably a 5- or 6-membered ring).
For improving the pattern collapse performance, L 2 is preferably a secondary or tertiary alkyl group, more preferably a tertiary alkyl group. Examples of the secondary alkyl group include an isopropyl group, a cyclohexyl group and norbornyl group, and examples of the tertiary alkyl group include a tert-butyl group and adamantane. In these embodiments, since Tg and activation energy are increased, fog can be suppressed in addition to ensuring film strength.

式(Y4)中、Arは、芳香環基を表す。Rnは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。RnとArとは互いに結合して非芳香族環を形成してもよい。Arはより好ましくはアリール基である。   In the formula (Y4), Ar represents an aromatic ring group. Rn represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group. Rn and Ar may combine with each other to form a non-aromatic ring. Ar is more preferably an aryl group.

樹脂(A)が有する、酸の作用により分解して極性基を生じる基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AI)又は(AII)で表される繰り返し単位が好ましい。   As the repeating unit of the resin (A) having a group which is decomposed by the action of an acid to generate a polar group, a repeating unit represented by the following general formula (AI) or (AII) is preferable.

一般式(AI)において、
Xaは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
Tは、単結合又は2価の連結基を表す。
Yは酸で脱離する基を表す。Yは式(Y1)〜(Y4)であることが好ましい。
In the general formula (AI),
Xa 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent.
T represents a single bond or a divalent linking group.
Y represents a group capable of leaving with an acid. Y is preferably the formulas (Y1) to (Y4).

Xaにより表される、置換基を有していてもよいアルキル基としては、例えば、メチル基又は−CH−R11で表される基が挙げられる。R11は、ハロゲン原子(フッ素原子など)、ヒドロキシル基又は1価の有機基を表し、例えば、炭素数5以下のアルキル基、炭素数5以下のアシル基が挙げられ、好ましくは炭素数3以下のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。Xaは、一態様において、好ましくは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基等である。
Tの2価の連結基としては、アルキレン基、−COO−Rt−基、−O−Rt−基等が挙げられる。式中、Rtは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
Tは、単結合又は−COO−Rt−基が好ましい。Rtは、炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、−CH−基、−(CH−基、−(CH−基がより好ましい。
Represented by xa 1, as the alkyl group which may have a substituent group, include groups represented by methyl group or -CH 2 -R 11. R 11 represents a halogen atom (such as a fluorine atom), a hydroxyl group or a monovalent organic group, and examples thereof include an alkyl group having 5 or less carbon atoms and an acyl group having 5 or less carbon atoms, and preferably 3 or less carbon atoms. And more preferably a methyl group. In one embodiment, Xa 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, a hydroxymethyl group, or the like.
Examples of the divalent linking group of T include an alkylene group, a -COO-Rt- group, a -O-Rt- group, and the like. In the formula, Rt represents an alkylene group or a cycloalkylene group.
T is preferably a single bond or a -COO-Rt- group. Rt is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a —CH 2 — group, a — (CH 2 ) 2 — group, or a — (CH 2 ) 3 — group.

一般式(AII)中、
61、R62及びR63は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、又はアルコキシカルボニル基を表す。但し、R62はArと結合して環を形成していてもよく、その場合のR62は単結合又はアルキレン基を表す。
は、単結合、−COO−、又は−CONR64−を表す。R64は、水素原子又はアルキル基を表す。
は、単結合又はアルキレン基を表す。
Arは、(n+1)価の芳香環基を表し、R62と結合して環を形成する場合には(n+2)価の芳香環基を表す。
は、n≧2の場合には各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、Yの少なくとも1つは、酸の作用により脱離する基を表す。Yとしての酸の作用により脱離する基は、式(Y1)〜(Y4)であることが好ましい。
nは、1〜4の整数を表す。
In the general formula (AII),
R 61 , R 62 and R 63 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group. However, R 62 may be bonded to Ar 6 to form a ring, in which case R 62 represents a single bond or an alkylene group.
X 6 represents a single bond, —COO—, or —CONR 64 —. R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
L 6 represents a single bond or an alkylene group.
Ar 6 represents an (n + 1) -valent aromatic ring group, and when it is bonded to R 62 to form a ring, represents an (n + 2) -valent aromatic ring group.
Y 2 independently represents a hydrogen atom or a group capable of leaving by the action of an acid when n ≧ 2. However, at least one of Y 2 represents a group which is eliminated by the action of an acid. The group capable of leaving by the action of an acid as Y 2 is preferably any of formulas (Y1) to (Y4).
n represents an integer of 1 to 4.

上記各基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基(炭素数1〜4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(炭素数1〜4)、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(炭素数2〜6)などが挙げられ、炭素数8以下が好ましい。   Each of the above groups may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group (1 to 4 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group (1 to 4 carbon atoms), a carboxyl group, and an alkoxy group. Examples thereof include a carbonyl group (2 to 6 carbon atoms), and preferably 8 or less carbon atoms.

一般式(AI)で表される繰り返し単位としては、好ましくは、酸分解性(メタ)アクリル酸3級アルキルエステル系繰り返し単位(Xaが水素原子又はメチル基を表し、かつ、Tが単結合を表す繰り返し単位)である。The repeating unit represented by the general formula (AI) is preferably an acid-decomposable (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester-based repeating unit (Xa 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and T is a single bond Is a repeating unit).

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

一般式(AIII)において、
Arは、芳香環基を表す。
は、n≧2の場合には各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、Yの少なくとも1つは、酸の作用により脱離する基を表す。Yとしての酸の作用により脱離する基は、式(Y1)〜(Y4)であることが好ましい。
nは、1〜4の整数を表す。
In the general formula (AIII),
Ar 3 represents an aromatic ring group.
Y 2 independently represents a hydrogen atom or a group capable of leaving by the action of an acid when n ≧ 2. However, at least one of Y 2 represents a group which is eliminated by the action of an acid. The group capable of leaving by the action of an acid as Y 2 is preferably any of formulas (Y1) to (Y4).
n represents an integer of 1 to 4.

Ar及びArが表す芳香環基は、ベンゼン環基又はナフタレン環基であることが好ましく、ベンゼン環基であることがより好ましい。The aromatic ring group represented by Ar 6 and Ar 3 is preferably a benzene ring group or a naphthalene ring group, and more preferably a benzene ring group.

酸分解性基を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
具体例中、Rxは、水素原子、CH、CF、又はCHOHを表す。Rxa、Rxbは各々炭素数1〜4のアルキル基を表す。Zは、極性基を含む置換基を表し、複数存在する場合は各々独立である。pは0又は正の整数を表す。Zにより表される極性基を含む置換基としては、例えば、水酸基、シアノ基、アミノ基、アルキルアミド基又はスルホンアミド基を有する、直鎖又は分岐のアルキル基、シクロアルキル基が挙げられ、好ましくは、水酸基を有するアルキル基である。分岐状アルキル基としてはイソプロピル基が特に好ましい。
Specific examples of the repeating unit having an acid-decomposable group are shown below, but the present invention is not limited thereto.
In the specific examples, Rx represents a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH. Rxa and Rxb each represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Z represents a substituent containing a polar group, and when there are a plurality of substituents, each is independent. p represents 0 or a positive integer. Examples of the substituent containing a polar group represented by Z include, for example, a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, an alkylamide group or a sulfonamide group, a straight-chain or branched alkyl group, and a cycloalkyl group. Is an alkyl group having a hydroxyl group. An isopropyl group is particularly preferred as the branched alkyl group.

上記酸分解性基を有する繰り返し単位は、1種類であってもよいし、2種以上を併用してもよい。   The repeating unit having an acid-decomposable group may be one type, or two or more types may be used in combination.

樹脂(A)における酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量(複数種類含有する場合はその合計)は、上記樹脂(A)中の全繰り返し単位に対して5モル%以上80モル%以下であることが好ましく、5モル%以上75モル%以下であることがより好ましく、10モル%以上65モル%以下であることが更に好ましい。   The content of the repeating unit having an acid-decomposable group in the resin (A) (when a plurality of types are contained, the total thereof) is from 5 mol% to 80 mol% with respect to all the repeating units in the resin (A). Preferably, it is 5 mol% or more and 75 mol% or less, more preferably 10 mol% or more and 65 mol% or less.

なお、本願明細書において、酸分解性基と芳香環基とを有する繰り返し単位は、酸分解性基を有する繰り返し単位にも、芳香環基を有する繰り返し単位にも、当てはまるものとする。   In the specification of the present application, a repeating unit having an acid-decomposable group and an aromatic ring group applies to a repeating unit having an acid-decomposable group and a repeating unit having an aromatic ring group.

〔ラクトン基又はスルトン基を有する繰り返し単位〕
樹脂(A)は、ラクトン基又はスルトン(環状スルホン酸エステル)基を有する繰り返し単位を含有することが好ましい。ラクトン基又はスルトン基としては、ラクトン構造又はスルトン構造を含有していればいずれの基でも用いることができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造又はスルトン構造を含有する基であり、5〜7員環ラクトン構造又はスルトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。
下記一般式(LC1−1)〜(LC1−17)のいずれかで表されるラクトン構造又は下記一般式(SL1−1)〜(SL1−3)のいずれかで表されるスルトン構造を有する基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造又はスルトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造又はスルトン構造としては一般式(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)で表される基である。
(Repeating unit having a lactone group or a sultone group)
The resin (A) preferably contains a repeating unit having a lactone group or a sultone (cyclic sulfonic acid ester) group. As the lactone group or the sultone group, any group may be used as long as it contains a lactone structure or a sultone structure, but a group containing a 5- to 7-membered lactone structure or a sultone structure is preferable. It is preferable that another ring structure is condensed with a 7-membered lactone structure or a sultone structure to form a bicyclo structure or a spiro structure.
A group having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-17) or a sultone structure represented by any of the following general formulas (SL1-1) to (SL1-3) It is more preferred to have a repeating unit having the formula: Further, a group having a lactone structure or a sultone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures or sultone structures include groups represented by general formulas (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), and (LC1-14). It is.

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

一般式(LC1−1)〜(LC1−17)のいずれかで表されるラクトン構造又は一般式(SL1−1)〜(SL1−3)のいずれかで表されるスルトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、例えば、下記一般式(AI)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。   Having a group having a lactone structure represented by any of formulas (LC1-1) to (LC1-17) or a sultone structure represented by any of formulas (SL1-1) to (SL1-3) Examples of the repeating unit include a repeating unit represented by the following general formula (AI).

一般式(AI)中、Rbは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
Rbのアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。
Rbのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Rbは、水素原子又はメチル基が好ましい。
Abは、単結合、アルキレン基、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又はこれらを組み合わせた2価の基を表す。好ましくは、単結合、−Ab−CO−で表される連結基である。Abは、直鎖、分岐アルキレン基、単環又は多環のシクロアルキレン基であり、好ましくは、メチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。
Vは、一般式(LC1−1)〜(LC1−17)及び(SL1−1)〜(SL1−3)のうちのいずれかで示される基を表す。
In Formula (AI), Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Preferred substituents that the alkyl group of Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
As the halogen atom represented by Rb 0, there can be mentioned a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom. Rb 0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a divalent group obtained by combining these. Represent. Preferably, it is a single bond or a connecting group represented by —Ab 1 —CO 2 —. Ab 1 is a linear or branched alkylene group or a monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group, or a norbornylene group.
V represents a group represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-17) and (SL1-1) to (SL1-3).

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

ラクトン基又はスルトン基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the repeating unit having a lactone group or a sultone group are shown below, but the present invention is not limited thereto.

ラクトン基又はスルトン基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、1〜30モル%が好ましく、より好ましくは5〜25モル%、更に好ましくは5〜20モル%である。   The content of the repeating unit having a lactone group or a sultone group is preferably 1 to 30 mol%, more preferably 5 to 25 mol%, and still more preferably 5 to 20 mol%, based on all repeating units in the resin (A). %.

〔その他の繰り返し単位〕
樹脂(A)は、その他の繰り返し単位として、極性基を有する有機基を含有する繰り返し単位、特に、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位を更に有することができる。
これにより基板密着性、現像液親和性が向上する。極性基で置換された脂環炭化水素構造の脂環炭化水素構造としてはアダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルナン基が好ましい。極性基としては水酸基、シアノ基が好ましい。極性基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
[Other repeating units]
The resin (A) may further have, as other repeating units, a repeating unit containing an organic group having a polar group, particularly a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group.
Thereby, the substrate adhesion and the developer affinity are improved. The alicyclic hydrocarbon structure of the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group is preferably an adamantyl group, a diamantyl group, or a norbornane group. As the polar group, a hydroxyl group and a cyano group are preferable. Specific examples of the repeating unit having a polar group are shown below, but the present invention is not limited thereto.

樹脂(A)が、極性基を有する有機基を含有する繰り返し単位を有する場合、その含有量は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、1〜30モル%が好ましく、より好ましくは5〜25モル%、更に好ましくは5〜20モル%である。   When the resin (A) has a repeating unit containing an organic group having a polar group, the content is preferably 1 to 30 mol%, more preferably 5 to 30 mol%, based on all repeating units in the resin (A). 2525 mol%, more preferably 5-20 mol%.

また、樹脂(A)は、その他の繰り返し単位として、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基(光酸発生基)を有する繰り返し単位を含むこともできる。この場合、この光酸発生基を有する繰り返し単位が、後述する活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)にあたると考えることができる。
このような繰り返し単位としては、例えば、下記一般式(4)で表される繰り返し単位が挙げられる。
In addition, the resin (A) may include, as another repeating unit, a repeating unit having a group that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation (photoacid generating group). In this case, it can be considered that the repeating unit having the photoacid-generating group corresponds to the compound (B) which generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation described below.
Examples of such a repeating unit include a repeating unit represented by the following general formula (4).

41は、水素原子又はメチル基を表す。L41は、単結合又は2価の連結基を表す。L42は、2価の連結基を表す。Wは、活性光線又は放射線の照射により分解して側鎖に酸を発生させる構造部位を表す。R 41 represents a hydrogen atom or a methyl group. L 41 represents a single bond or a divalent linking group. L 42 represents a divalent linking group. W represents a structural site that is decomposed by irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid in a side chain.

以下に、一般式(4)で表される繰り返し単位の具体例を示すが、本発明がこれに限定されるものではない。   Hereinafter, specific examples of the repeating unit represented by the general formula (4) are shown, but the present invention is not limited thereto.

そのほか、一般式(4)で表される繰り返し単位としては、例えば、特開2014−041327号公報の段落[0094]〜[0105]に記載された繰り返し単位が挙げられる。   In addition, examples of the repeating unit represented by the general formula (4) include the repeating units described in paragraphs [0094] to [0105] of JP-A-2014-041327.

樹脂(A)が光酸発生基を有する繰り返し単位を含有する場合、光酸発生基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、1〜40モル%が好ましく、より好ましくは5〜35モル%、更に好ましくは5〜30モル%である。   When the resin (A) contains a repeating unit having a photoacid-generating group, the content of the repeating unit having a photoacid-generating group is preferably from 1 to 40 mol% based on all the repeating units in the resin (A). , More preferably 5 to 35 mol%, and still more preferably 5 to 30 mol%.

樹脂(A)は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種及び開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。
反応溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;酢酸エチルなどのエステル溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤;後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンなどの感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を溶解する溶媒;等が挙げられる。より好ましくは感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。
The resin (A) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a batch polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and polymerization is performed by heating, a solution of the monomer species and an initiator is dropped in a heating solvent over 1 to 10 hours. Drop polymerization method, and the like, and the drop polymerization method is preferable.
Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and diisopropyl ether; ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; ester solvents such as ethyl acetate; amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide; And a solvent that dissolves the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone. More preferably, the polymerization is carried out using the same solvent as that used for the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. Thereby, generation of particles during storage can be suppressed.

重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は5〜50質量%であり、好ましくは10〜45質量%である。
反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、更に好ましくは60〜100℃である。
精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液液抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈殿法や、濾別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。
The polymerization reaction is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon. The polymerization is started using a commercially available radical initiator (such as an azo-based initiator or a peroxide) as the polymerization initiator. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, and a carboxyl group is preferable. Preferred initiators include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and the like. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, the mixture is poured into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 45% by mass.
The reaction temperature is usually from 10C to 150C, preferably from 30C to 120C, more preferably from 60C to 100C.
Purification is carried out by a liquid-liquid extraction method to remove residual monomer or oligomer components by washing with water or combining an appropriate solvent, a purification method in a solution state such as ultrafiltration to extract and remove only those having a specific molecular weight or less, In a solid state such as re-precipitation method of removing residual monomers and the like by coagulating the resin in the poor solvent by dropping the resin solution into the poor solvent, or washing the filtered resin slurry with the poor solvent, etc. Ordinary methods such as a purification method can be applied.

樹脂(A)の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、更に好ましくは3,000〜20,000、最も好ましくは5,000〜15,000である。重量平均分子量を、1,000〜200,000とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、かつ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化したりすることを防ぐことができる。
樹脂(A)の重量平均分子量の特に好ましい別の形態は、GPC法によるポリスチレン換算値で3,000〜9,500である。
分散度(分子量分布)は、通常1〜5であり、好ましくは1〜3、更に好ましくは1.2〜3.0、特に好ましくは1.2〜2.0の範囲のものが使用される。分散度の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、かつレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。
The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably from 1,000 to 200,000, more preferably from 3,000 to 20,000, most preferably from 5,000 to 15, as a value in terms of polystyrene by the GPC method. 000. By setting the weight average molecular weight to 1,000 to 200,000, deterioration of heat resistance and dry etching resistance can be prevented, and developability is deteriorated and viscosity is increased to deteriorate film formability. Can be prevented.
Another particularly preferred weight average molecular weight of the resin (A) is 3,000 to 9,500 in terms of polystyrene by GPC.
The dispersity (molecular weight distribution) is usually 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1.2 to 3.0, and particularly preferably 1.2 to 2.0. . The smaller the degree of dispersion, the better the resolution and the resist shape, the smoother the side walls of the resist pattern, and the better the roughness.

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物において、樹脂(A)の含有量は、全固形分中50〜99.9質量%が好ましく、より好ましくは60〜99.0質量%である。
また、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物において、樹脂(A)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
In the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, the content of the resin (A) is preferably 50 to 99.9% by mass, more preferably 60 to 99.0% by mass based on the total solid content.
In the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, the resin (A) may be used alone or in combination of two or more.

<活性光線又は放射線により酸を発生する化合物(B)>
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、活性光線又は放射線により酸を発生する化合物(「化合物(B)」、「光酸発生剤」、「PAG(Photo Acid Generator)」ともいう)を含有することが好ましい。
光酸発生剤は、低分子化合物の形態であっても良く、重合体の一部に組み込まれた形態であっても良い。また、低分子化合物の形態と重合体の一部に組み込まれた形態を併用しても良い。
光酸発生剤が、低分子化合物の形態である場合、分子量が3000以下であることが好ましく、2000以下であることがより好ましく、1000以下であることが更に好ましい。
光酸発生剤が、重合体の一部に組み込まれた形態である場合、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有し得る樹脂(A)一部に組み込まれても良く、樹脂(A)とは異なる樹脂に組み込まれても良い。
光酸発生剤は低分子化合物の形態であることが好ましい。
光酸発生剤としては、公知のものであれば特に限定されないが、活性光線又は放射線、好ましくは電子線又は極紫外線の照射により、有機酸、例えば、スルホン酸、ビス(アルキルスルホニル)イミド、又はトリス(アルキルスルホニル)メチドの少なくともいずれかを発生する化合物が好ましい。
光酸発生剤としては、より好ましくは下記一般式(ZI)、(ZII)、又は(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。
<Compound (B) that generates an acid by actinic rays or radiation>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a compound that generates an acid by actinic ray or radiation (also referred to as “compound (B)”, “photoacid generator”, or “PAG (Photo Acid Generator)”). It is preferred to contain.
The photoacid generator may be in the form of a low-molecular compound or may be incorporated in a part of the polymer. Further, the form of the low molecular compound and the form incorporated in a part of the polymer may be used in combination.
When the photoacid generator is in the form of a low-molecular compound, the molecular weight is preferably 3,000 or less, more preferably 2,000 or less, and even more preferably 1,000 or less.
When the photoacid generator is in a form incorporated in a part of the polymer, it may be incorporated in a part of the resin (A) that the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition may contain. It may be incorporated in a resin different from A).
The photoacid generator is preferably in the form of a low molecular compound.
The photoacid generator is not particularly limited as long as it is a known one. However, by irradiation with actinic rays or radiation, preferably an electron beam or extreme ultraviolet rays, an organic acid such as sulfonic acid, bis (alkylsulfonyl) imide, or Compounds that generate at least one of tris (alkylsulfonyl) methides are preferred.
More preferred examples of the photoacid generator include compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII).

上記一般式(ZI)において、
201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
は、非求核性アニオン(求核反応を起こす能力が著しく低いアニオン)を表す。
In the general formula (ZI),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represent an organic group.
The organic group as R 201 , R 202 and R 203 generally has 1 to 30, preferably 1 to 20 carbon atoms.
Two of R 201 to R 203 may combine to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. Examples of the group formed by combining two of R 201 to R 203 include an alkylene group (for example, a butylene group and a pentylene group).
Z represents a non-nucleophilic anion (an anion having an extremely low ability to cause a nucleophilic reaction).

非求核性アニオンとしては、例えば、スルホン酸アニオン(脂肪族スルホン酸アニオン、芳香族スルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンなど)、カルボン酸アニオン(脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族カルボン酸アニオン、アラルキルカルボン酸アニオンなど)、スルホニルイミドアニオン、ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン等を挙げられる。   Non-nucleophilic anions include, for example, sulfonic acid anions (aliphatic sulfonic acid anions, aromatic sulfonic acid anions, camphorsulfonic acid anions, etc.), carboxylic acid anions (aliphatic carboxylic acid anions, aromatic carboxylic acid anions, aralkyl Carboxylate anion), sulfonylimide anion, bis (alkylsulfonyl) imide anion, tris (alkylsulfonyl) methide anion and the like.

脂肪族スルホン酸アニオン及び脂肪族カルボン酸アニオンにおける脂肪族部位は、アルキル基であってもシクロアルキル基であってもよく、好ましくは炭素数1〜30の直鎖又は分岐のアルキル基及び炭素数3〜30のシクロアルキル基が挙げられる。   The aliphatic site in the aliphatic sulfonic acid anion and the aliphatic carboxylic acid anion may be an alkyl group or a cycloalkyl group, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and carbon number. And 3 to 30 cycloalkyl groups.

芳香族スルホン酸アニオン及び芳香族カルボン酸アニオンにおける芳香族基としては、好ましくは炭素数6〜14のアリール基、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等を挙げることができる。   The aromatic group in the aromatic sulfonic acid anion and the aromatic carboxylate anion preferably includes an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, for example, a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.

上記で挙げたアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基は、置換基を有していてもよい。この具体例としては、ニトロ基、フッ素原子などのハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜15)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜7)、アシル基(好ましくは炭素数2〜12)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜7)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜15)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1〜15)、アルキルイミノスルホニル基(好ましくは炭素数1〜15)、アリールオキシスルホニル基(好ましくは炭素数6〜20)、アルキルアリールオキシスルホニル基(好ましくは炭素数7〜20)、シクロアルキルアリールオキシスルホニル基(好ましくは炭素数10〜20)、アルキルオキシアルキルオキシ基(好ましくは炭素数5〜20)、シクロアルキルアルキルオキシアルキルオキシ基(好ましくは炭素数8〜20)等を挙げることができる。各基が有するアリール基及び環構造については、置換基として更にアルキル基(好ましくは炭素数1〜15)を挙げることができる。   The above-mentioned alkyl group, cycloalkyl group and aryl group may have a substituent. Specific examples thereof include a halogen atom such as a nitro group and a fluorine atom, a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a cyano group, an alkoxy group (preferably having 1 to 15 carbon atoms), and a cycloalkyl group (preferably having 3 to 15 carbon atoms). ), An aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably having 2 to 7 carbon atoms), an acyl group (preferably having 2 to 12 carbon atoms), an alkoxycarbonyloxy group (preferably having 2 to carbon atoms) 7), an alkylthio group (preferably having 1 to 15 carbon atoms), an alkylsulfonyl group (preferably having 1 to 15 carbon atoms), an alkyliminosulfonyl group (preferably having 1 to 15 carbon atoms), an aryloxysulfonyl group (preferably having 1 to 15 carbon atoms) 6-20), alkylaryloxysulfonyl group (preferably having 7-20 carbon atoms), cycloalkylaryl An oxysulfonyl group (preferably having 10 to 20 carbon atoms), an alkyloxyalkyloxy group (preferably having 5 to 20 carbon atoms), a cycloalkylalkyloxyalkyloxy group (preferably having 8 to 20 carbon atoms), and the like can be given. . As for the aryl group and ring structure of each group, examples of the substituent further include an alkyl group (preferably having 1 to 15 carbon atoms).

アラルキルカルボン酸アニオンにおけるアラルキル基としては、好ましくは炭素数7〜12のアラルキル基、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルブチル基等を挙げることができる。   The aralkyl group in the aralkyl carboxylate anion preferably includes an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, such as benzyl, phenethyl, naphthylmethyl, naphthylethyl, and naphthylbutyl.

スルホニルイミドアニオンとしては、例えば、サッカリンアニオンを挙げることができる。   Examples of the sulfonylimide anion include a saccharin anion.

ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオンにおけるアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。これらのアルキル基の置換基としてはハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルオキシスルホニル基、アリールオキシスルホニル基、シクロアルキルアリールオキシスルホニル基等を挙げることができ、フッ素原子又はフッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。
また、ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオンにおけるアルキル基は、互いに結合して環構造を形成してもよい。これにより、酸強度が増加する。
The alkyl group in the bis (alkylsulfonyl) imide anion and tris (alkylsulfonyl) methide anion is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Examples of the substituent of these alkyl groups include a halogen atom, an alkyl group substituted with a halogen atom, an alkoxy group, an alkylthio group, an alkyloxysulfonyl group, an aryloxysulfonyl group, and a cycloalkylaryloxysulfonyl group. A fluorine atom or an alkyl group substituted with a fluorine atom is preferred.
Further, the alkyl groups in the bis (alkylsulfonyl) imide anion may be bonded to each other to form a ring structure. This increases the acid strength.

その他の非求核性アニオンとしては、例えば、弗素化燐(例えば、PF )、弗素化硼素(例えば、BF )、弗素化アンチモン(例えば、SbF )等を挙げることができる。Other non-nucleophilic anions include, for example, phosphorus fluorinated (eg, PF 6 ), boron fluorinated (eg, BF 4 ), antimony fluorinated (eg, SbF 6 ), and the like. .

非求核性アニオンとしては、スルホン酸の少なくともα位がフッ素原子で置換された脂肪族スルホン酸アニオン、フッ素原子又はフッ素原子を有する基で置換された芳香族スルホン酸アニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたトリス(アルキルスルホニル)メチドアニオンが好ましい。非求核性アニオンとして、より好ましくはパーフロロ脂肪族スルホン酸アニオン(更に好ましくは炭素数4〜8)、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸アニオン、更により好ましくはノナフロロブタンスルホン酸アニオン、パーフロロオクタンスルホン酸アニオン、ペンタフロロベンゼンスルホン酸アニオン、3,5−ビス(トリフロロメチル)ベンゼンスルホン酸アニオンである。   Examples of the non-nucleophilic anion include an aliphatic sulfonic acid anion in which at least the α-position of the sulfonic acid is substituted with a fluorine atom, an aromatic sulfonic acid anion substituted with a fluorine atom or a group having a fluorine atom, and an alkyl group in which the alkyl group is a fluorine atom. And a tris (alkylsulfonyl) methide anion in which the alkyl group is substituted by a fluorine atom. As the non-nucleophilic anion, more preferably a perfluoroaliphatic sulfonic acid anion (more preferably 4 to 8 carbon atoms), a benzenesulfonic acid anion having a fluorine atom, even more preferably a nonafluorobutanesulfonic acid anion, a perfluorooctane Sulfonic acid anion, pentafluorobenzenesulfonic acid anion, and 3,5-bis (trifluoromethyl) benzenesulfonic acid anion.

酸強度の観点からは、発生酸のpKaが−1以下であることが、感度向上のために好ましい。   From the viewpoint of acid strength, the generated acid preferably has a pKa of -1 or less for improving sensitivity.

また、非求核性アニオンとしては、以下の一般式(AN1)で表されるアニオンも好ましい態様として挙げられる。   Further, as the non-nucleophilic anion, an anion represented by the following general formula (AN1) is also mentioned as a preferable embodiment.

式中、
Xfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
、Rは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、又は、アルキル基を表し、複数存在する場合のR、Rは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Lは、二価の連結基を表し、複数存在する場合のLは同一でも異なっていてもよい。
Aは、環状の有機基を表す。
xは1〜20の整数を表し、yは0〜10の整数を表し、zは0〜10の整数を表す。
Where:
Xf independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom.
R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group, and when a plurality of R 1 and R 2 are present, R 1 and R 2 may be the same or different.
L represents a divalent linking group, and when a plurality of L are present, L may be the same or different.
A represents a cyclic organic group.
x represents an integer of 1 to 20, y represents an integer of 0 to 10, and z represents an integer of 0 to 10.

一般式(AN1)について、更に詳細に説明する。
Xfのフッ素原子で置換されたアルキル基におけるアルキル基としては、好ましくは炭素数1〜10であり、より好ましくは炭素数1〜4である。また、Xfのフッ素原子で置換されたアルキル基は、パーフルオロアルキル基であることが好ましい。
Xfとして好ましくは、フッ素原子又は炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基である。Xfの具体的としては、フッ素原子、CF、C、C、C、CHCF、CHCHCF、CH、CHCH、CH、CHCH、CH、CHCHが挙げられ、中でもフッ素原子、CFが好ましい。特に、双方のXfがフッ素原子であることが好ましい。
General formula (AN1) will be described in more detail.
The alkyl group in the alkyl group substituted with a fluorine atom for Xf preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably has 1 to 4 carbon atoms. Further, the alkyl group substituted with a fluorine atom for Xf is preferably a perfluoroalkyl group.
Xf is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specific of Xf, fluorine atom, CF 3, C 2 F 5 , C 3 F 7, C 4 F 9, CH 2 CF 3, CH 2 CH 2 CF 3, CH 2 C 2 F 5, CH 2 CH 2 C 2 F 5, CH 2 C 3 F 7, CH 2 CH 2 C 3 F 7, CH 2 C 4 F 9, CH 2 CH 2 C 4 F 9 . Of these fluorine atom, CF 3 are preferred. In particular, it is preferable that both Xf are fluorine atoms.

、Rのアルキル基は、置換基(好ましくはフッ素原子)を有していてもよく、炭素数1〜4のものが好ましい。更に好ましくは炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基である。R、Rの置換基を有するアルキル基の具体例としては、CF、C、C、C、C11、C13、C15、C17、CHCF、CHCHCF、CH、CHCH、CH、CHCH、CH、CHCHが挙げられ、中でもCFが好ましい。
、Rとしては、好ましくはフッ素原子又はCFである。
The alkyl group of R 1 and R 2 may have a substituent (preferably a fluorine atom), and preferably has 1 to 4 carbon atoms. More preferably, it is a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples of the alkyl group having a substituent of R 1 and R 2 include CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 4 F 9 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , and C 7 F 15. , C 8 F 17, CH 2 CF 3, CH 2 CH 2 CF 3, CH 2 C 2 F 5, CH 2 CH 2 C 2 F 5, CH 2 C 3 F 7, CH 2 CH 2 C 3 F 7, include CH 2 C 4 F 9, CH 2 CH 2 C 4 F 9, inter alia CF 3 are preferred.
R 1 and R 2 are preferably a fluorine atom or CF 3 .

xは1〜10が好ましく、1〜5がより好ましい。
yは0〜4が好ましく、0がより好ましい。
zは0〜5が好ましく、0〜3がより好ましい。
Lの2価の連結基としては特に限定されず、―COO−、−OCO−、−CO−、−O−、−S―、−SO―、―SO−、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基又はこれらの複数が連結した連結基などを挙げることができ、総炭素数12以下の連結基が好ましい。このなかでも―COO−、−OCO−、−CO−、−O−が好ましく、―COO−、−OCO−がより好ましい。
x is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5.
y is preferably 0 to 4, and more preferably 0.
z is preferably from 0 to 5, and more preferably from 0 to 3.
Is not particularly restricted but includes divalent linking group of L, -COO -, - OCO - , - CO -, - O -, - S -, - SO -, - SO 2 -, an alkylene group, a cycloalkylene group, Examples thereof include an alkenylene group and a linking group in which a plurality thereof are linked, and a linking group having a total carbon number of 12 or less is preferable. Among them, -COO-, -OCO-, -CO-, and -O- are preferable, and -COO- and -OCO- are more preferable.

Aの環状の有機基としては、環状構造を有するものであれば特に限定されず、脂環基、アリール基、複素環基(芳香族性を有するものだけでなく、芳香族性を有さないものも含む)等が挙げられる。
脂環基としては、単環でも多環でもよく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。中でも、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基等の炭素数7以上のかさ高い構造を有する脂環基が、露光後加熱工程での膜中拡散性を抑制でき、MEEF(Mask Error Enhancement Factor)向上の観点から好ましい。
アリール基としては、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナンスレン環、アントラセン環が挙げられる。
複素環基としては、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ピリジン環由来のものが挙げられる。中でもフラン環、チオフェン環、ピリジン環由来のものが好ましい。
The cyclic organic group of A is not particularly limited as long as it has a cyclic structure, and is not limited to an alicyclic group, an aryl group, or a heterocyclic group (not only an aromatic group but also an aromatic group). And the like).
The alicyclic group may be monocyclic or polycyclic, and may be a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, or a cyclooctyl group, a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, or a tetracyclododeca. Polycyclic cycloalkyl groups such as a nyl group and an adamantyl group are preferred. Among them, an alicyclic group having a bulky structure having 7 or more carbon atoms such as a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group is present in the film in the post-exposure heating step. Diffusion can be suppressed, which is preferable from the viewpoint of improving MEEF (Mask Error Enhancement Factor).
Examples of the aryl group include a benzene ring, a naphthalene ring, a phenanthrene ring, and an anthracene ring.
Examples of the heterocyclic group include those derived from a furan ring, a thiophene ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, and a pyridine ring. Among them, those derived from a furan ring, a thiophene ring and a pyridine ring are preferred.

また、環状の有機基としては、ラクトン構造も挙げることができ、具体例としては、一般式(LC1−1)〜(LC1−17)で表されるラクトン構造を挙げることができる。   Further, the cyclic organic group may also include a lactone structure, and specific examples thereof include lactone structures represented by general formulas (LC1-1) to (LC1-17).

上記環状の有機基は、置換基を有していてもよく、上記置換基としては、アルキル基(直鎖、分岐、環状のいずれであっても良く、炭素数1〜12が好ましい)、シクロアルキル基(単環、多環、スピロ環のいずれであっても良く、炭素数3〜20が好ましい)、アリール基(炭素数6〜14が好ましい)、ヒドロキシ基、アルコキシ基、エステル基、アミド基、ウレタン基、ウレイド基、チオエーテル基、スルホンアミド基、スルホン酸エステル基等が挙げられる。なお、環状の有機基を構成する炭素(環形成に寄与する炭素)はカルボニル炭素であっても良い。   The cyclic organic group may have a substituent, and the substituent may be an alkyl group (which may be linear, branched, or cyclic, preferably having 1 to 12 carbon atoms), cycloalkyl, Alkyl group (which may be monocyclic, polycyclic or spiro ring, preferably having 3 to 20 carbon atoms), aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), hydroxy group, alkoxy group, ester group, amide Groups, urethane groups, ureido groups, thioether groups, sulfonamide groups, sulfonic acid ester groups, and the like. The carbon constituting the cyclic organic group (carbon contributing to ring formation) may be a carbonyl carbon.

201、R202及びR203の有機基としては、アリール基、アルキル基、シクロアルキル基などが挙げられる。
201、R202及びR203のうち、少なくとも1つがアリール基であることが好ましく、三つ全てがアリール基であることがより好ましい。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基などの他に、インドール残基、ピロール残基などのヘテロアリール基も可能である。R201〜R203のアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基を挙げることができる。アルキル基として、より好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基等を挙げることができる。シクロアルキル基として、より好ましくは、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、シクロへプチル基等を挙げることができる。これらの基は更に置換基を有していてもよい。その置換基としては、ニトロ基、フッ素原子などのハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜15)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜7)、アシル基(好ましくは炭素数2〜12)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜7)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Examples of the organic groups for R 201 , R 202 and R 203 include an aryl group, an alkyl group, and a cycloalkyl group.
At least one of R 201 , R 202 and R 203 is preferably an aryl group, and more preferably all three are aryl groups. As the aryl group, in addition to a phenyl group and a naphthyl group, a heteroaryl group such as an indole residue and a pyrrole residue can be used. As the alkyl group and cycloalkyl group of R 201 to R 203 , preferably, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms can be exemplified. More preferred examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, and an n-butyl group. More preferably, the cycloalkyl group includes a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and the like. These groups may further have a substituent. Examples of the substituent include a nitro group, a halogen atom such as a fluorine atom, a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a cyano group, an alkoxy group (preferably having 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 15 carbon atoms). ), An aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably having 2 to 7 carbon atoms), an acyl group (preferably having 2 to 12 carbon atoms), an alkoxycarbonyloxy group (preferably having 2 to carbon atoms) 7) and the like, but are not limited thereto.

一般式(AN1)で表されるアニオンの好ましい例としては、以下が挙げられる。下記例においてAは環状の有機基を表す。
SO−CF−CH−OCO−A、SO−CF−CHF−CH−OCO−A、SO−CF−COO−A、SO−CF−CF−CH−A、SO−CF−CH(CF)−OCO−A
Preferred examples of the anion represented by the general formula (AN1) include the following. In the following examples, A represents a cyclic organic group.
SO 3 -CF 2 -CH 2 -OCO- A, SO 3 -CF 2 -CHF-CH 2 -OCO-A, SO 3 -CF 2 -COO-A, SO 3 -CF 2 -CF 2 -CH 2 - A, SO 3 -CF 2 -CH ( CF 3) -OCO-A

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

204〜R207のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基としては、化合物(ZI)におけるR201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基として説明したアリール基と同様である。
204〜R207のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としても、化合物(ZI)におけるR201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基が有していてもよいものが挙げられる。
The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 to R 207 are the same as the aryl groups, alkyl groups, and cycloalkyl groups of R 201 to R 203 in compound (ZI).
The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 to R 207 may have a substituent. Examples of the substituent include those which the aryl group, alkyl group and cycloalkyl group of R 201 to R 203 in compound (ZI) may have.

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

本発明においては、光酸発生剤は、露光で発生した酸の非露光部への拡散を抑制し解像性を良好にする観点から、電子線又は極紫外線の照射により、体積130Å以上の大きさの酸(より好ましくはスルホン酸)を発生する化合物であることが好ましく、体積190Å以上の大きさの酸(より好ましくはスルホン酸)を発生する化合物であることがより好ましく、体積270Å以上の大きさの酸(より好ましくはスルホン酸)を発生する化合物であることが更に好ましく、体積400Å以上の大きさの酸(より好ましくはスルホン酸)を発生する化合物であることが特に好ましい。ただし、感度や塗布溶剤溶解性の観点から、上記体積は、2000Å以下であることが好ましく、1500Å以下であることが更に好ましい。上記体積の値は、富士通株式会社製の「WinMOPAC」を用いて求めた。すなわち、まず、各例に係る酸の化学構造を入力し、次に、この構造を初期構造としてMM3法を用いた分子力場計算により、各酸の最安定立体配座を決定し、その後、これら最安定立体配座についてPM3法を用いた分子軌道計算を行うことにより、各酸の「accessible volume」を計算することができる。
本発明においては、活性光線又は放射線の照射により以下に例示する酸を発生する光酸発生剤が好ましい。なお、例の一部には、体積の計算値を付記している(単位Å)。なお、ここで求めた計算値は、アニオン部にプロトンが結合した酸の体積値である。
1Åは1×10−10mである。
In the present invention, photoacid generator, from the viewpoint of providing excellent diffuse inhibitory resolution of the non-exposed portion of the acid generated by exposure, by irradiation of an electron beam or extreme ultraviolet radiation, volume 130 Å 3 or more It is preferably a compound that generates an acid having a size (more preferably, sulfonic acid), more preferably a compound that generates an acid having a volume of 190 3 or more (more preferably, sulfonic acid), and more preferably 270 °. more preferably 3 or more the size of the acid (more preferably sulfonic acid) is a compound which generates an, especially the (more preferably sulfonic acid) acid volume 400 Å 3 or more in size is a compound capable of generating an preferable. However, from the viewpoint of sensitivity and coating solvent solubility, the volume is more preferably preferably at 2000 Å 3 or less, and 1500 Å 3 or less. The value of the volume was determined using “WinMOPAC” manufactured by Fujitsu Limited. That is, first, the chemical structure of the acid according to each example is input, and then the most stable conformation of each acid is determined by molecular force field calculation using the MM3 method with this structure as an initial structure, By performing molecular orbital calculations using the PM3 method for these most stable conformations, the “accessible volume” of each acid can be calculated.
In the present invention, a photoacid generator which generates an acid exemplified below by irradiation with actinic rays or radiation is preferable. In some of the examples, the calculated value of the volume is added (unit 3 3 ). The calculated value obtained here is a volume value of an acid in which a proton is bonded to an anion portion.
1Å is 1 × 10 −10 m.

光酸発生剤としては、特開2014−41328号公報段落[0368]〜[0377]、特開2013−228681号公報段落[0240]〜[0262](対応する米国特許出願公開第2015/004533号明細書の[0339])が援用でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。また、好ましい具体例として以下の化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the photoacid generator include paragraphs [0368] to [0377] of JP-A-2014-41328 and paragraphs [0240] to [0262] of JP-A-2013-228681 (corresponding US Patent Application Publication No. 2015/004533). [0339]) of the specification can be incorporated by reference, and the contents thereof are incorporated herein. In addition, preferred specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

光酸発生剤は、1種類単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
光酸発生剤の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中の含有量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分を基準として、0.1〜50質量%が好ましく、より好ましくは5〜50質量%、更に好ましくは8〜40質量%である。特に、電子線や極紫外線露光の際に高感度化、高解像性を両立するには光酸発生剤の含有率は、更に好ましくは10〜40質量%、最も好ましくは10〜35質量%である。
光酸発生剤は1種類単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
The photoacid generator can be used alone or in combination of two or more.
The content of the photoacid generator in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is preferably from 0.1 to 50% by mass, based on the total solid content of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. , More preferably 5 to 50% by mass, and still more preferably 8 to 40% by mass. In particular, the content of the photoacid generator is more preferably 10 to 40% by mass, and most preferably 10 to 35% by mass, in order to achieve both high sensitivity and high resolution during electron beam or extreme ultraviolet exposure. It is.
The photoacid generators can be used alone or in combination of two or more.

<レジスト溶剤>
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、溶剤(「レジスト溶剤」ともいう)を含んでいることが好ましい。溶剤は、(M1)プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートと、(M2)プロピレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸エステル、酢酸エステル、アルコキシプロピオン酸エステル、鎖状ケトン、環状ケトン、ラクトン、及びアルキレンカーボネートからなる群より選択される少なくとも1つとの少なくとも一方を含んでいることが好ましい。溶剤は、成分(M1)及び(M2)以外の成分を更に含んでいてもよい。
<Resist solvent>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition preferably contains a solvent (also referred to as a “resist solvent”). The solvent is a group consisting of (M1) propylene glycol monoalkyl ether carboxylate and (M2) propylene glycol monoalkyl ether, lactate ester, acetate ester, alkoxypropionate ester, linear ketone, cyclic ketone, lactone, and alkylene carbonate. It is preferable to include at least one of at least one selected from the following. The solvent may further contain components other than the components (M1) and (M2).

本発明者らは、このような溶剤と樹脂(A)とを組み合わせて用いると、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の塗布性が向上すると共に、現像欠陥数の少ないパターンが形成可能となることを見出している。その理由は必ずしも明らかではないが、本発明者らは、これら溶剤は、樹脂(A)の溶解性、沸点、及び粘度のバランスが良いため、組成物膜の膜厚のムラやスピンコート中の析出物の発生などを抑制できることに起因していると考えている。   By using such a solvent in combination with the resin (A), the present inventors can improve the coatability of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and form a pattern with a small number of development defects. It is found that it becomes. Although the reason is not necessarily clear, the present inventors have found that these solvents have a good balance of the solubility, boiling point, and viscosity of the resin (A). It is thought that this is because the generation of precipitates can be suppressed.

成分(M1)としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、及び、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートからなる群より選択される少なくとも1つが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが特に好ましい。   As the component (M1), at least one selected from the group consisting of propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, and propylene glycol monoethyl ether acetate is preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate is particularly preferable.

成分(M2)としては、以下のものが好ましい。
プロピレングリコールモノアルキルエーテルとしては、プロピレングリコールモノメチルエーテル又はプロピレングリコールモノエチルエーテルが好ましい。
乳酸エステルとしては、乳酸エチル、乳酸ブチル、又は乳酸プロピルが好ましい。
酢酸エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、酢酸イソアミル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、又は酢酸3−メトキシブチルが好ましい。
酪酸ブチルも好ましい。
アルコキシプロピオン酸エステルとしては、3−メトキシプロピオン酸メチル(MMP)、又は、3−エトキシプロピオン酸エチル(EEP)が好ましい。
鎖状ケトンとしては、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、又はメチルアミルケトンが好ましい。
環状ケトンとしては、メチルシクロヘキサノン、イソホロン、又はシクロヘキサノンが好ましい。
ラクトンとしては、γ−ブチロラクトンが好ましい。
アルキレンカーボネートとしては、プロピレンカーボネートが好ましい。
The following are preferable as the component (M2).
As the propylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monomethyl ether or propylene glycol monoethyl ether is preferable.
As the lactic acid ester, ethyl lactate, butyl lactate, or propyl lactate is preferable.
As the acetate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, propyl acetate, isoamyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, or 3-methoxybutyl acetate are preferred.
Butyl butyrate is also preferred.
As the alkoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate (MMP) or ethyl 3-ethoxypropionate (EEP) is preferable.
Examples of the chain ketone include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 2-heptanone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutylketone, phenylacetone, methylethylketone, and methylisobutyl. Ketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, or methylamylketone is preferred.
As the cyclic ketone, methylcyclohexanone, isophorone or cyclohexanone is preferable.
As the lactone, γ-butyrolactone is preferred.
As the alkylene carbonate, propylene carbonate is preferred.

成分(M2)としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、γ−ブチロラクトン又はプロピレンカーボネートがより好ましい。   As the component (M2), propylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl amyl ketone, cyclohexanone, butyl acetate, pentyl acetate, γ-butyrolactone or propylene carbonate is more preferable.

上記成分の他、炭素原子数が7以上(7〜14が好ましく、7〜12がより好ましく、7〜10が更に好ましい)、かつヘテロ原子数が2以下のエステル系溶剤を用いることが好ましい。   In addition to the above components, it is preferable to use an ester solvent having 7 or more carbon atoms (preferably 7 to 14, more preferably 7 to 12, and still more preferably 7 to 10), and having 2 or less hetero atoms.

炭素原子数が7以上かつヘテロ原子数が2以下のエステル系溶剤の好ましい例としては、酢酸アミル、酢酸2−メチルブチル、酢酸1−メチルブチル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸ペンチル、プロピオン酸ヘキシル、プロピオン酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、プロピオン酸ヘプチル、ブタン酸ブチルなどが挙げられ、酢酸イソアミルを用いることが特に好ましい。   Preferred examples of the ester solvent having 7 or more carbon atoms and 2 or less hetero atoms include amyl acetate, 2-methylbutyl acetate, 1-methylbutyl acetate, hexyl acetate, pentyl propionate, hexyl propionate, and butyl propionate. , Isobutyl isobutyrate, heptyl propionate, butyl butanoate, etc., and it is particularly preferable to use isoamyl acetate.

成分(M2)としては、引火点(以下、fpともいう)が37℃以上であるものを用いることが好ましい。このような成分(M2)としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル(fp:47℃)、乳酸エチル(fp:53℃)、3−エトキシプロピオン酸エチル(fp:49℃)、メチルアミルケトン(fp:42℃)、シクロヘキサノン(fp:44℃)、酢酸ペンチル(fp:45℃)、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル(fp:45℃)、γ−ブチロラクトン(fp:101℃)又はプロピレンカーボネート(fp:132℃)が好ましい。これらのうち、プロピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸エチル、酢酸ペンチル、又はシクロヘキサノンが更に好ましく、プロピレングリコールモノエチルエーテル又は乳酸エチルが特に好ましい。なお、ここで「引火点」とは、東京化成工業株式会社又はシグマアルドリッチ社の試薬カタログに記載されている値を意味している。   As the component (M2), it is preferable to use one having a flash point (hereinafter, also referred to as fp) of 37 ° C. or higher. As such a component (M2), propylene glycol monomethyl ether (fp: 47 ° C.), ethyl lactate (fp: 53 ° C.), ethyl 3-ethoxypropionate (fp: 49 ° C.), methyl amyl ketone (fp: 42 ° C.) ° C), cyclohexanone (fp: 44 ° C), pentyl acetate (fp: 45 ° C), methyl 2-hydroxyisobutyrate (fp: 45 ° C), γ-butyrolactone (fp: 101 ° C) or propylene carbonate (fp: 132 ° C) Is preferred. Of these, propylene glycol monoethyl ether, ethyl lactate, pentyl acetate, or cyclohexanone is more preferred, and propylene glycol monoethyl ether or ethyl lactate is particularly preferred. Here, “flash point” means a value described in a reagent catalog of Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. or Sigma-Aldrich.

溶剤は、成分(M1)を含んでいることが好ましい。溶剤は、実質的に成分(M1)のみからなるか、又は、成分(M1)と他の成分との混合溶剤であることがより好ましい。後者の場合、溶剤は、成分(M1)と成分(M2)との双方を含んでいることが更に好ましい。   The solvent preferably contains the component (M1). More preferably, the solvent consists essentially of the component (M1) or is a mixed solvent of the component (M1) and other components. In the latter case, the solvent more preferably contains both the component (M1) and the component (M2).

成分(M1)と成分(M2)との質量比は、100:0乃至15:85の範囲内にあることが好ましく、100:0乃至40:60の範囲内にあることがより好ましく、100:0乃至60:40の範囲内にあることが更に好ましい。即ち、溶剤は、成分(M1)のみからなるか、又は、成分(M1)と成分(M2)との双方を含んでおりかつそれらの質量比が以下の通りであることが好ましい。即ち、後者の場合、成分(M2)に対する成分(M1)の質量比は、15/85以上であることが好ましく、40/60以上であることよりが好ましく、60/40以上であることが更に好ましい。このような構成を採用すると、現像欠陥数を更に減少させることが可能となる。   The mass ratio between component (M1) and component (M2) is preferably in the range of 100: 0 to 15:85, more preferably in the range of 100: 0 to 40:60, and 100: More preferably, it is in the range of 0 to 60:40. That is, the solvent is preferably composed of only the component (M1) or contains both the component (M1) and the component (M2), and their mass ratio is as follows. That is, in the latter case, the mass ratio of the component (M1) to the component (M2) is preferably 15/85 or more, more preferably 40/60 or more, and further preferably 60/40 or more. preferable. By adopting such a configuration, it is possible to further reduce the number of development defects.

なお、溶剤が成分(M1)と成分(M2)との双方を含んでいる場合、成分(M2)に対する成分(M1)の質量比は、例えば、99/1以下とする。   When the solvent contains both the component (M1) and the component (M2), the mass ratio of the component (M1) to the component (M2) is, for example, 99/1 or less.

上述した通り、溶剤は、成分(M1)及び(M2)以外の成分を更に含んでいてもよい。この場合、成分(M1)及び(M2)以外の成分の含有量は、溶剤の全量に対して、5〜30質量%の範囲内にあることが好ましい。   As described above, the solvent may further include components other than the components (M1) and (M2). In this case, the content of the components other than the components (M1) and (M2) is preferably in the range of 5 to 30% by mass based on the total amount of the solvent.

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に占める溶剤の含有量は、全成分の固形分濃度が0.5〜30質量%となるように定めることが好ましく、1〜20質量%となるように定めることがより好ましい。こうすると、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の塗布性を更に向上させることができる。   The content of the solvent in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is preferably determined so that the solid content concentration of all components is 0.5 to 30% by mass, and is 1 to 20% by mass. It is more preferable to determine In this case, the coatability of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition can be further improved.

<架橋剤>
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、架橋剤を含有していてもよい。
本明細書において、架橋剤とは、典型的には、酸の作用により樹脂と反応し、架橋構造を形成する化合物のことをいう。
架橋剤としては、分子内に2つ以上の架橋性基を有する化合物が好ましく、メチロール系架橋剤(メチロール基(ヒドロキシメチル基)及びアルコキシメチル基の少なくとも一方を有する架橋剤)、エポキシ系架橋剤(エポキシ基を有する架橋剤)、オキセタン系架橋剤(オキセタニル基を有する架橋剤)、イソシアネート系架橋剤(イソシアネート基を有する架橋剤)などが挙げられ、メチロール系架橋剤、エポキシ系架橋剤が好ましく、メチロール系架橋剤がより好ましく、メチロール基を2つ以上有する架橋剤、アルコキシメチル基を2つ以上有する架橋剤、又はメチロール基を1つ以上有し、かつアルコキシメチル基を1つ以上有する架橋剤であることが更に好ましい。
<Crosslinking agent>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition may contain a crosslinking agent.
In this specification, a crosslinking agent typically refers to a compound that reacts with a resin by the action of an acid to form a crosslinked structure.
As the cross-linking agent, a compound having two or more cross-linkable groups in a molecule is preferable, and a methylol-based cross-linking agent (a cross-linking agent having at least one of a methylol group (hydroxymethyl group) and an alkoxymethyl group), an epoxy-based cross-linking agent (Crosslinking agent having an epoxy group), oxetane-based crosslinking agent (crosslinking agent having an oxetanyl group), isocyanate-based crosslinking agent (crosslinking agent having an isocyanate group) and the like, and a methylol-based crosslinking agent and an epoxy-based crosslinking agent are preferable. , A methylol-based crosslinking agent is more preferred, a crosslinking agent having two or more methylol groups, a crosslinking agent having two or more alkoxymethyl groups, or a crosslinking agent having one or more methylol groups and one or more alkoxymethyl groups More preferably, it is an agent.

架橋剤は低分子化合物であってもよいし、高分子化合物(たとえば高分子化合物に架橋性基が担持された化合物、架橋性基を有する繰り返し単位を有する化合物など)であってもよい。架橋剤が低分子の場合、分子量は100〜1000が好ましく、200〜900が更に好ましく、300〜800が最も好ましい。
架橋剤として、好ましくは、ヒドロキシメチル化又はアルコキシメチル化フェノール化合物、アルコキシメチル化メラミン系化合物、アルコキシメチルグリコールウリル系化合物及びアルコキシメチル化ウレア系化合物が挙げられる。特に好ましい架橋剤としては、分子内にベンゼン環を3〜5個含み、更にヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基を合わせて2個以上有し、分子量が1200以下のフェノール誘導体やアルコキシメチルグリコールウリル誘導体が挙げられる。
アルコキシメチル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基が好ましい。
The crosslinking agent may be a low molecular compound or a high molecular compound (for example, a compound having a crosslinkable group supported on a high molecular compound, a compound having a repeating unit having a crosslinkable group, or the like). When the crosslinking agent has a low molecular weight, the molecular weight is preferably from 100 to 1,000, more preferably from 200 to 900, and most preferably from 300 to 800.
Preferred examples of the crosslinking agent include hydroxymethylated or alkoxymethylated phenol compounds, alkoxymethylated melamine-based compounds, alkoxymethylglycoluril-based compounds, and alkoxymethylated urea-based compounds. Particularly preferred crosslinking agents include phenol derivatives and alkoxymethylglycoluril derivatives having 3 to 5 benzene rings in the molecule, further having 2 or more hydroxymethyl groups or alkoxymethyl groups in total, and having a molecular weight of 1200 or less. No.
As the alkoxymethyl group, a methoxymethyl group and an ethoxymethyl group are preferable.

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

別の好ましい架橋剤の例として、更にアルコキシメチル化メラミン系化合物、アルコキシメチルグリコールウリル系化合物類及びアルコキシメチル化ウレア系化合物のようなN−ヒドロキシメチル基又はN−アルコキシメチル基を有する化合物を挙げることができる。   Examples of other preferred crosslinking agents further include compounds having an N-hydroxymethyl group or an N-alkoxymethyl group such as alkoxymethylated melamine compounds, alkoxymethylglycoluril compounds and alkoxymethylated urea compounds. be able to.

このような化合物としては、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、テトラメトキシメチルグリコールウリル、1,3−ビスメトキシメチル−4,5−ビスメトキシエチレンウレア、ビスメトキシメチルウレア等が挙げられ、EP0,133,216A号、西独特許第3,634,671号、同第3,711,264号、EP0,212,482A号に開示されている。
架橋剤の具体例の中で特に好ましいものを以下に挙げる。
Such compounds include hexamethoxymethylmelamine, hexaethoxymethylmelamine, tetramethoxymethylglycoluril, 1,3-bismethoxymethyl-4,5-bismethoxyethyleneurea, bismethoxymethylurea and the like. No. 3,133,216A, West German Patent Nos. 3,634,671, 3,711,264 and EP0,212,482A.
Particularly preferred examples of the cross-linking agent are shown below.

式中、L〜Lは、各々独立に、水素原子、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
本発明の一形態において、架橋剤は、下記一般式(CI)で表される化合物であることが好ましい。
In the formula, L 1 to L 8 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxymethyl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
In one embodiment of the present invention, the crosslinking agent is preferably a compound represented by the following general formula (CI).

一般式(CI)中、
及びRは、各々独立に、水素原子、又は炭素数5以下の炭化水素基を表す。
及びRは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はアシル基を表す。
及びRは、各々独立に、水素原子、又は炭素数2以上の有機基を表す。R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。
In the general formula (CI),
R 1 and R 6 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 5 or less carbon atoms.
R 2 and R 5 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an acyl group.
R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or an organic group having 2 or more carbon atoms. R 3 and R 4 may combine with each other to form a ring.

本発明の一形態において、R及びRは、好ましくは炭素数5以下の炭化水素基であり、より好ましくは炭素数4以下の炭化水素基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。In one embodiment of the present invention, R 1 and R 6 are preferably a hydrocarbon group having 5 or less carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 4 or less carbon atoms, particularly preferably a methyl group, an ethyl group, A propyl group and an isopropyl group.

及びRにより表されるアルキル基としては、例えば、炭素数1〜6以下のアルキル基が好ましく、シクロアルキル基として、例えば、炭素数3〜12のシクロアルキル基が好ましく、アリール基としては、例えば、炭素数6〜12のアリール基が好ましく、アシル基としては、例えば、アルキル部位の炭素数が1〜6のものが好ましい。
本発明の一形態において、R及びRは、アルキル基であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜6のアルキル基であることがより好ましく、メチル基であることが特に好ましい。
As the alkyl group represented by R 2 and R 5 , for example, an alkyl group having 1 to 6 or less carbon atoms is preferable, and as a cycloalkyl group, for example, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms is preferable, and as an aryl group, Is preferably, for example, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and as the acyl group, for example, one having 1 to 6 carbon atoms in the alkyl moiety is preferable.
In one embodiment of the present invention, R 2 and R 5 are preferably an alkyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group.

及びRにより表される炭素数2以上の有機基としては、例えば、炭素数2以上のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基等が挙げられ、また、R及びRが互いに結合して形成して以下に詳述する環を形成していることが好ましい。Examples of the organic group having 2 or more carbon atoms represented by R 3 and R 4 include an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group having 2 or more carbon atoms, and R 3 and R 4 are bonded to each other. To form a ring which will be described in detail below.

及びRが互いに結合して形成される環としては、例えば、芳香族若しくは非芳香族の炭化水素環、芳香族若しくは非芳香族の複素環、又は、これらの環が2つ以上組み合わされてなる多環縮合環を挙げることができる。Examples of the ring formed by combining R 3 and R 4 with each other include, for example, an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring, an aromatic or non-aromatic heterocyclic ring, or a combination of two or more of these rings. And polycondensed rings.

これらの環は置換基を有していてもよく、このような置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アリール基、アルコキシメチル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、ハロゲン、又はヒドロキシ基等が挙げられる。   These rings may have a substituent, and examples of such a substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, an aryl group, an alkoxymethyl group, an acyl group, and an alkoxycarbonyl group. , A nitro group, a halogen, or a hydroxy group.

以下に、R及びRが互いに結合して形成する環の具体例を挙げる。式中の*は、フェノール核との連結部位を表す。The following are specific examples of the ring formed by combining R 3 and R 4 with each other. * In the formula represents a linking site with the phenol nucleus.

本発明の一形態において、一般式(CI)中のR及びRが結合してベンゼン環を含む多環縮合環を形成していることが好ましく、フルオレン構造を形成していることがより好ましい。
架橋剤は、例えば、一般式(CI)中のR及びRが結合して、下記一般式(I−a)で表されるフルオレン構造を形成していることが好ましい。
In one embodiment of the present invention, R 3 and R 4 in the general formula (CI) preferably combine to form a polycyclic fused ring including a benzene ring, and more preferably form a fluorene structure. preferable.
The cross-linking agent preferably forms, for example, a fluorene structure represented by the following general formula (Ia) by combining R 3 and R 4 in the general formula (CI).

式中、
及びRは、各々独立に、置換基を表す。置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルコキシメチル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、ハロゲン、又はヒドロキシ基等が挙げられる。
n1及びn2は、各々独立に、0〜4の整数を表し、好ましくは0又は1を表す。
*は、フェノール核との連結部位を表す。
Where:
R 7 and R 8 each independently represent a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an alkoxymethyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, a nitro group, a halogen, and a hydroxy group.
n1 and n2 each independently represent an integer of 0 to 4, preferably 0 or 1.
* Represents a linking site with the phenol nucleus.

また、本発明の一形態において、架橋剤は、下記一般式(I−b)で表されることが好ましい。   In one embodiment of the present invention, the crosslinking agent is preferably represented by the following general formula (Ib).

式中、
1b及びR6bは、各々独立に、炭素数5以下のアルキル基を表す。
2b及びR5bは、各々独立に、炭素数6以下のアルキル基又は炭素数3〜12のシクロアルキル基を表す。
Zは、式中の炭素原子と共に環を形成するのに必要な原子群を表す。
Zが式中の炭素原子と共に形成する環については、上述した一般式(CI)の説明において、R及びRが互いに結合して形成する環について説明したものと同様である。
Where:
R 1b and R 6b each independently represent an alkyl group having 5 or less carbon atoms.
R 2b and R 5b each independently represent an alkyl group having 6 or less carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms.
Z represents a group of atoms necessary to form a ring together with the carbon atoms in the formula.
The ring formed by Z together with the carbon atom in the formula is the same as that described for the ring formed by combining R 3 and R 4 with each other in the description of the above general formula (CI).

本発明の一形態において、架橋剤は、分子内に4つ以上の芳香環と、アルコキシメチル基及び/又はヒドロキシメチル基を合計で2つ有する化合物であることが好ましい。   In one embodiment of the present invention, the crosslinking agent is preferably a compound having four or more aromatic rings and two alkoxymethyl groups and / or hydroxymethyl groups in the molecule.

次に、一般式(CI)で表される架橋剤の製造方法について説明する。
一般式(CI)で表される架橋剤の母核となるビスフェノール化合物は、一般に、対応する2分子のフェノール化合物と、対応する1分子のケトンを、酸触媒存在下、脱水縮合反応することにより合成される。
Next, a method for producing the crosslinking agent represented by the general formula (CI) will be described.
The bisphenol compound serving as a core of the crosslinking agent represented by the general formula (CI) is generally obtained by subjecting two corresponding molecules of a phenol compound and one corresponding molecule of a ketone to a dehydration condensation reaction in the presence of an acid catalyst. Synthesized.

得られたビスフェノール体をパラホルムアルデヒドとジメチルアミンで処理して、アミノメチル化することにより、下記一般式(I−C)で表される中間体を得る。続いて、アセチル化、脱アセチル化、アルキル化を経て、目的の酸架橋剤が得られる。   The obtained bisphenol compound is treated with paraformaldehyde and dimethylamine and aminomethylated to obtain an intermediate represented by the following general formula (IC). Subsequently, the desired acid crosslinking agent is obtained through acetylation, deacetylation, and alkylation.

式中、R、R、R及びRは、一般式(CI)中の各基と同義である。In the formula, R 1 , R 3 , R 4 and R 6 have the same meaning as each group in the general formula (CI).

本合成法は、従来の塩基性条件下にてヒドロキシメチル体を経由するような合成方法(たとえば、特開2008−273844号公報)に比べてオリゴマーを生成しづらいため、パーティクル形成抑止効果がある。
以下に、架橋剤の具体例を示す。
In the present synthesis method, an oligomer is less likely to be generated than in a conventional synthesis method via a hydroxymethyl compound under basic conditions (for example, JP-A-2008-273844), and thus has an effect of suppressing particle formation. .
Hereinafter, specific examples of the crosslinking agent will be described.

架橋剤は単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。良好なパターン形状の観点からは、2種以上組み合わせて用いることが好ましい。   The crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of good pattern shape, it is preferable to use two or more kinds in combination.

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が架橋剤を含有する場合、架橋剤の含有量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して0.1〜40質量%であることが好ましく、1〜35質量%であることがより好ましく、5〜30質量%であることが更に好ましい。   When the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a crosslinking agent, the content of the crosslinking agent is 0.1 to 40 mass with respect to the total solid content of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. %, More preferably 1 to 35% by mass, even more preferably 5 to 30% by mass.

(塩基性化合物)
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、塩基性化合物を含有することが好ましい。
塩基性化合物としては、好ましくは、下記一般式(E−1)〜(E−5)で示される構造を有する化合物を挙げることができる。
(Basic compound)
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition preferably contains a basic compound in order to reduce a change in performance over time from exposure to heating.
Preferred examples of the basic compound include compounds having structures represented by the following formulas (E-1) to (E-5).

一般式(E−1)中、R200、R201及びR202は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜20)を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。In the general formula (E-1), R 200 , R 201, and R 202 may be the same or different and include a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 carbon atoms). To 20) or an aryl group (preferably having 6 to 20 carbon atoms), wherein R 201 and R 202 may be bonded to each other to form a ring.

上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基、又は炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。
一般式(E−5)中、R203、R204、R205及びR206は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜20個のアルキル基を表す。
これら一般式(E−1)及び(E−5)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
Regarding the alkyl group, the alkyl group having a substituent is preferably an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyanoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
In the general formula (E-5), R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
The alkyl groups in these general formulas (E-1) and (E-5) are more preferably unsubstituted.

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

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

好ましい塩基性化合物として、更に、フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物を挙げることができる。   Preferable basic compounds further include an amine compound having a phenoxy group and an ammonium salt compound having a phenoxy group.

アミン化合物は、1級、2級、3級のアミン化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアミン化合物が好ましい。アミン化合物は、3級アミン化合物であることがより好ましい。アミン化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。
また、アミン化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、更に好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CHCHO−)若しくはオキシプロピレン基(−CH(CH)CHO−若しくは−CHCHCHO−)が好ましく、更に好ましくはオキシエチレン基である。
As the amine compound, primary, secondary, and tertiary amine compounds can be used, and an amine compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. The amine compound is more preferably a tertiary amine compound. As long as at least one alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) is bonded to a nitrogen atom, the amine compound has, in addition to the alkyl group, a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group ( Preferably, carbon atoms having 6 to 12) may be bonded to the nitrogen atom.
Further, it is preferable that the amine compound has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6 in the molecule. Oxyethylene group (-CH 2 CH 2 O-) or an oxypropylene group (-CH (CH 3) CH 2 O- or -CH 2 CH 2 CH 2 O-) are preferred among the oxyalkylene groups, more preferably oxy It is an ethylene group.

アンモニウム塩化合物は、1級、2級、3級、4級のアンモニウム塩化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアンモニウム塩化合物が好ましい。アンモニウム塩化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。
アンモニウム塩化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、更に好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CHCHO−)若しくはオキシプロピレン基(−CH(CH)CHO−若しくは−CHCHCHO−)が好ましく、更に好ましくはオキシエチレン基である。
アンモニウム塩化合物のアニオンとしては、ハロゲン原子、スルホネート、ボレート、フォスフェート等が挙げられるが、中でもハロゲン原子、スルホネートが好ましい。ハロゲン原子としてはクロライド、ブロマイド、アイオダイドが特に好ましく、スルホネートとしては、炭素数1〜20の有機スルホネートが特に好ましい。有機スルホネートとしては、炭素数1〜20のアルキルスルホネート、アリールスルホネートが挙げられる。アルキルスルホネートのアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては例えばフッ素、塩素、臭素、アルコキシ基、アシル基、アリール基等が挙げられる。アルキルスルホネートとして、具体的にはメタンスルホネート、エタンスルホネート、ブタンスルホネート、ヘキサンスルホネート、オクタンスルホネート、ベンジルスルホネート、トリフルオロメタンスルホネート、ペンタフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等が挙げられる。アリールスルホネートのアリール基としてはベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が挙げられる。ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環は置換基を有していてもよく、置換基としては炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基が好ましい。直鎖若しくは分岐アルキル基、シクロアルキル基として、具体的には、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル等が挙げられる。他の置換基としては炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ、ニトロ、アシル基、アシルオキシ基等が挙げられる。
As the ammonium salt compound, primary, secondary, tertiary, and quaternary ammonium salt compounds can be used, and an ammonium salt compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. As long as at least one alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) is bonded to a nitrogen atom, the ammonium salt compound may be a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group in addition to the alkyl group. (Preferably 6 to 12 carbon atoms) may be bonded to the nitrogen atom.
The ammonium salt compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6 in the molecule. Oxyethylene group (-CH 2 CH 2 O-) or an oxypropylene group (-CH (CH 3) CH 2 O- or -CH 2 CH 2 CH 2 O-) are preferred among the oxyalkylene groups, more preferably oxy It is an ethylene group.
Examples of the anion of the ammonium salt compound include a halogen atom, a sulfonate, a borate, and a phosphate, and among them, a halogen atom and a sulfonate are preferable. As the halogen atom, chloride, bromide and iodide are particularly preferable, and as the sulfonate, an organic sulfonate having 1 to 20 carbon atoms is particularly preferable. Examples of the organic sulfonate include an alkyl sulfonate having 1 to 20 carbon atoms and an aryl sulfonate. The alkyl group of the alkyl sulfonate may have a substituent, and examples of the substituent include fluorine, chlorine, bromine, an alkoxy group, an acyl group, and an aryl group. Specific examples of the alkyl sulfonate include methane sulfonate, ethane sulfonate, butane sulfonate, hexane sulfonate, octane sulfonate, benzyl sulfonate, trifluoromethane sulfonate, pentafluoroethane sulfonate, nonafluorobutane sulfonate, and the like. The aryl group of the arylsulfonate includes a benzene ring, a naphthalene ring and an anthracene ring. The benzene ring, naphthalene ring and anthracene ring may have a substituent, and the substituent is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. Specific examples of the linear or branched alkyl group and the cycloalkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, n-hexyl, cyclohexyl and the like. Examples of the other substituent include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, cyano, nitro, an acyl group, an acyloxy group and the like.

フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物とは、アミン化合物又はアンモニウム塩化合物のアルキル基の窒素原子と反対側の末端にフェノキシ基を有するものである。フェノキシ基は、置換基を有していてもよい。フェノキシ基の置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、アリール基、アラルキル基、アシルオキシ基、アリールオキシ基等が挙げられる。置換基の置換位は、2〜6位のいずれであってもよい。置換基の数は、1〜5の範囲で何れであってもよい。   The amine compound having a phenoxy group and the ammonium salt compound having a phenoxy group are those having a phenoxy group at the terminal opposite to the nitrogen atom of the alkyl group of the amine compound or the ammonium salt compound. The phenoxy group may have a substituent. Examples of the substituent of the phenoxy group include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, a carboxylate group, a sulfonate group, an aryl group, an aralkyl group, an acyloxy group, and an aryloxy group. And the like. The substituent may be substituted at any of positions 2 to 6. The number of substituents may be any number in the range of 1 to 5.

フェノキシ基と窒素原子との間に、少なくとも1つのオキシアルキレン基を有することが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、更に好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CHCHO−)若しくはオキシプロピレン基(−CH(CH)CHO−若しくは−CHCHCHO−)が好ましく、更に好ましくはオキシエチレン基である。It is preferable to have at least one oxyalkylene group between the phenoxy group and the nitrogen atom. The number of oxyalkylene groups is one or more, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6 in the molecule. Oxyethylene group (-CH 2 CH 2 O-) or an oxypropylene group (-CH (CH 3) CH 2 O- or -CH 2 CH 2 CH 2 O-) are preferred among the oxyalkylene groups, more preferably oxy It is an ethylene group.

フェノキシ基を有するアミン化合物は、フェノキシ基を有する1又は2級アミンとハロアルキルエーテルを加熱して反応させた後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を添加した後、酢酸エチル、クロロホルム等の有機溶剤で抽出することにより得ることができる。又は、1又は2級アミンと末端にフェノキシ基を有するハロアルキルエーテルを加熱して反応させた後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を添加した後、酢酸エチル、クロロホルム等の有機溶剤で抽出することにより得ることができる。   The amine compound having a phenoxy group is obtained by heating and reacting a primary or secondary amine having a phenoxy group with a haloalkyl ether, and then adding an aqueous solution of a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or tetraalkylammonium. , Ethyl acetate, chloroform and the like. Or, after heating and reacting a haloalkyl ether having a phenoxy group at the terminal with a primary or secondary amine, sodium hydroxide, potassium hydroxide, after adding an aqueous solution of a strong base such as tetraalkylammonium, ethyl acetate, It can be obtained by extraction with an organic solvent such as chloroform.

(プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物(PA))
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、塩基性化合物として、プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物〔以下、化合物(PA)ともいう〕を更に含んでいてもよい。
(A compound having a proton-accepting functional group and decomposing upon irradiation with actinic rays or radiation to generate a compound whose proton-accepting property has been reduced or eliminated, or has been changed from proton-accepting property to acidic (PA) )
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition has, as a basic compound, a proton acceptor functional group, and is decomposed by irradiation with actinic ray or radiation to lower the proton acceptor property, disappear, or It may further include a compound that generates a compound changed from a proton acceptor property to an acidic one (hereinafter, also referred to as compound (PA)).

プロトンアクセプター性官能基とは、プロトンと静電的に相互作用し得る基或いは電子を有する官能基であって、例えば、環状ポリエーテル等のマクロサイクリック構造を有する官能基や、π共役に寄与しない非共有電子対をもった窒素原子を有する官能基を意味する。π共役に寄与しない非共有電子対を有する窒素原子とは、例えば、下記一般式に示す部分構造を有する窒素原子である。   The proton acceptor functional group is a group having an electron capable of interacting electrostatically with a proton or a functional group having an electron, for example, a functional group having a macrocyclic structure such as a cyclic polyether, or a π conjugate. A functional group having a nitrogen atom with an unshared electron pair that does not contribute. The nitrogen atom having a lone pair that does not contribute to π conjugation is, for example, a nitrogen atom having a partial structure represented by the following general formula.

プロトンアクセプター性官能基の好ましい部分構造として、例えば、クラウンエーテル、アザクラウンエーテル、1〜3級アミン、ピリジン、イミダゾール、ピラジン構造などを挙げることができる。   Preferred partial structures of the proton acceptor functional group include, for example, crown ether, azacrown ether, primary to tertiary amine, pyridine, imidazole, and pyrazine structures.

化合物(PA)は、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する。ここで、プロトンアクセプター性の低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性への変化とは、プロトンアクセプター性官能基にプロトンが付加することに起因するプロトンアクセプター性の変化であり、具体的には、プロトンアクセプター性官能基を有する化合物(PA)とプロトンからプロトン付加体が生成する時、その化学平衡に於ける平衡定数が減少することを意味する。   The compound (PA) is decomposed by irradiation with actinic rays or radiation to generate a compound in which the proton acceptor property has been reduced or eliminated, or the proton acceptor property has been changed to acidic. Here, the decrease in proton acceptor property, disappearance, or change from proton acceptor property to acidic means a change in proton acceptor property due to addition of a proton to the proton acceptor functional group, and specifically, Specifically, it means that when a proton adduct is formed from a compound having a proton acceptor functional group (PA) and a proton, the equilibrium constant in the chemical equilibrium is reduced.

化合物(PA)の具体例としては、例えば、下記化合物を挙げることができる。更に、化合物(PA)の具体例としては、例えば、特開2014−41328号公報の段落0421〜0428、特開2014−134686号公報の段落0108〜0116に記載されたものを援用することができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。   Specific examples of the compound (PA) include, for example, the following compounds. Further, as specific examples of the compound (PA), for example, those described in paragraphs 0421 to 0428 of JP-A-2014-41328 and paragraphs 0108 to 0116 of JP-A-2014-134686 can be referred to. , The contents of which are incorporated herein.

これらの塩基性化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   These basic compounds may be used alone or in a combination of two or more.

塩基性化合物の含有量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の固形分を基準として、0.001〜10質量%が好ましく、より好ましくは0.01〜5質量%である。   The content of the basic compound is preferably from 0.001 to 10% by mass, more preferably from 0.01 to 5% by mass, based on the solid content of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.

光酸発生剤と塩基性化合物の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中の使用割合は、光酸発生剤/塩基性化合物(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。光酸発生剤/塩基性化合物(モル比)は、より好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。   The ratio of the photoacid generator and the basic compound used in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is preferably photoacid generator / basic compound (molar ratio) = 2.5 to 300. That is, the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoints of sensitivity and resolution, and is preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing a decrease in resolution due to the thickening of the pattern over time from exposure to heating. The photoacid generator / basic compound (molar ratio) is more preferably from 5.0 to 200, still more preferably from 7.0 to 150.

塩基性化合物としては、例えば、特開2013−11833号公報の段落0140〜0144に記載の化合物(アミン化合物、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)を用いることができる。   As the basic compound, for example, compounds described in paragraphs 0140 to 0144 of JP2013-11833A (amine compounds, amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, and the like) can be used.

<疎水性樹脂>
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、上記樹脂(A)とは別に、樹脂(A)とは異なる疎水性樹脂を有していてもよい。
疎水性樹脂としては、上層形成用組成物が含有することが好ましい樹脂と同様の樹脂を使用することもできる。
疎水性樹脂は感活性光線性又は感放射線性膜の表面に偏在するように設計されることが好ましいが、界面活性剤とは異なり、必ずしも分子内に親水基を有する必要はなく、極性/非極性物質を均一に混合することに寄与しなくてもよい。
疎水性樹脂を添加することの効果として、水に対する感活性光線性又は感放射線性膜表面の静的/動的な接触角の制御、アウトガスの抑制などを挙げることができる。
<Hydrophobic resin>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition may have a hydrophobic resin different from the resin (A), separately from the resin (A).
As the hydrophobic resin, the same resin as the resin preferably contained in the composition for forming an upper layer can also be used.
The hydrophobic resin is preferably designed so as to be unevenly distributed on the surface of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, but unlike a surfactant, it does not necessarily need to have a hydrophilic group in the molecule, and may be polar / non-polar. It is not necessary to contribute to uniformly mixing the polar substance.
The effects of adding the hydrophobic resin include controlling the static / dynamic contact angle of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film surface to water, suppressing outgassing, and the like.

疎水性樹脂は、膜表層への偏在化の観点から、“フッ素原子”、“珪素原子”、及び、“樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造”のいずれか1種以上を有することが好ましく、2種以上を有することが更に好ましい。また、疎水性樹脂は、炭素数5以上の炭化水素基を含有することが好ましい。これらの基は疎水性樹脂の主鎖中に有していても、側鎖に置換していてもよい。The hydrophobic resin has at least one of “fluorine atom”, “silicon atom”, and “CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin” from the viewpoint of uneven distribution on the film surface layer. And more preferably two or more. Further, the hydrophobic resin preferably contains a hydrocarbon group having 5 or more carbon atoms. These groups may be present in the main chain of the hydrophobic resin or may be substituted on the side chain.

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

疎水性樹脂がフッ素原子を含んでいる場合、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、又は、フッ素原子を有するアリール基を有する樹脂であることが好ましい。
フッ素原子を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜4)は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖又は分岐アルキル基であり、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するシクロアルキル基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された単環又は多環のシクロアルキル基であり、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などのアリール基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられ、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。
フッ素原子又は珪素原子を有する繰り返し単位の例としては、US2012/0251948A1の段落0519に例示されたものを挙げることが出来る。
When the hydrophobic resin contains a fluorine atom, as a partial structure having a fluorine atom, it may be a resin having an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom. preferable.
The alkyl group having a fluorine atom (preferably having 1 to 10 carbon atoms, more preferably having 1 to 4 carbon atoms) is a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and further having a fluorine atom May have a substituent other than the above.
The cycloalkyl group having a fluorine atom is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and may further have a substituent other than a fluorine atom.
Examples of the aryl group having a fluorine atom include those in which at least one hydrogen atom of an aryl group such as a phenyl group and a naphthyl group is substituted with a fluorine atom, and may further have a substituent other than a fluorine atom. .
Examples of the repeating unit having a fluorine atom or a silicon atom include those exemplified in paragraph 0519 of US2012 / 0251948A1.

また、上記したように、疎水性樹脂は、側鎖部分にCH部分構造を含むことも好ましい。
ここで、疎水性樹脂中の側鎖部分が有するCH部分構造には、エチル基、プロピル基等が有するCH部分構造を包含するものである。
一方、疎水性樹脂の主鎖に直接結合しているメチル基(例えば、メタクリル酸構造を有する繰り返し単位のα−メチル基)は、主鎖の影響により疎水性樹脂の表面偏在化への寄与が小さいため、本発明におけるCH部分構造に包含されないものとする。
In addition, as described above, the hydrophobic resin preferably includes a CH 3 partial structure in a side chain portion.
Here, the CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the hydrophobic resin, is intended to encompass CH 3 partial structure an ethyl group, and a propyl group having.
On the other hand, a methyl group directly bonded to the main chain of the hydrophobic resin (for example, an α-methyl group of a repeating unit having a methacrylic acid structure) contributes to uneven distribution of the surface of the hydrophobic resin due to the influence of the main chain. Because of its small size, it is not included in the CH 3 partial structure in the present invention.

疎水性樹脂に関しては、特開2014−010245号公報の[0348]〜[0415]の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。   Regarding the hydrophobic resin, the descriptions of [0348] to [0415] of JP-A-2014-010245 can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.

なお、疎水性樹脂としてはこの他にも特開2011−248019号公報、特開2010−175859号公報、特開2012−032544号公報記載のものも好ましく用いることができる。   In addition, the thing of Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-248019, Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-175859, and Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-032544 can also be used preferably as a hydrophobic resin.

疎水性樹脂として、下記構造の樹脂も用いることができる。   As the hydrophobic resin, a resin having the following structure can also be used.

(界面活性剤)
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、界面活性剤を更に含んでいてもよい。界面活性剤を含有することにより、波長が250nm以下、特には220nm以下の露光光源を使用した場合に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥のより少ないパターンを形成することが可能となる。
界面活性剤としては、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を用いることが特に好ましい。
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、例えば、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0276]に記載の界面活性剤が挙げられる。また、エフトップEF301若しくはEF303(新秋田化成(株)製);フロラードFC430、431若しくは4430(住友スリーエム(株)製);メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120若しくはR08(DIC(株)製);サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105若しくは106(旭硝子(株)製);トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製);GF−300若しくはGF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製);エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、EF352、EF801、EF802若しくはEF601((株)ジェムコ製);PF636、PF656、PF6320若しくはPF6520(OMNOVA社製);又は、FTX−204G、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218D若しくは222D((株)ネオス製)を用いてもよい。なお、ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)も、シリコン系界面活性剤として用いることができる。
(Surfactant)
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition may further contain a surfactant. By containing a surfactant, a wavelength of 250 nm or less, particularly when using an exposure light source of 220 nm or less, with good sensitivity and resolution, it is possible to form a pattern with less adhesion and less development defects. Become.
It is particularly preferable to use a fluorine-based and / or silicon-based surfactant as the surfactant.
As the fluorine-based and / or silicon-based surfactant, for example, the surfactant described in [0276] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425 is exemplified. Also, F-top EF301 or EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.); Florad FC430, 431 or 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Limited); Megafac F171, F173, F176, F189, F113, F110, F177, F120 or R08 (manufactured by DIC Corporation); Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105 or 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.); Troysol S-366 (manufactured by Troy Chemical Corporation); GF-300 or GF-150 (manufactured by Toagosei Chemical Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.); 01 (manufactured by Gemco); PF636, PF656, PF6320 or PF6520 (manufactured by OMNOVA); or FTX-204G, 208G, 218G, 230G, 204D, 208D, 212D, 218D or 222D (manufactured by Neos) May be used. In addition, polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、界面活性剤は、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)又はオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物を用いて合成してもよい。具体的には、このフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を備えた重合体を、界面活性剤として用いてもよい。このフルオロ脂肪族化合物は、例えば、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することができる。
また、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0280]に記載されているフッ素系及び/又はシリコン系以外の界面活性剤を使用してもよい。
The surfactant may be a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also referred to as a telomer method) or an oligomerization method (also referred to as an oligomer method) in addition to the known surfactants described above. They may be synthesized. Specifically, a polymer having a fluoroaliphatic group derived from the fluoroaliphatic compound may be used as the surfactant. This fluoroaliphatic compound can be synthesized, for example, by the method described in JP-A-2002-90991.
Further, surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants described in [0280] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425 may be used.

これら界面活性剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。   One of these surfactants may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が界面活性剤を含んでいる場合、その含有量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分を基準として、好ましくは0〜2質量%、より好ましくは0.0001〜2質量%、更に好ましくは0.0005〜1質量%である。   When the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a surfactant, its content is preferably from 0 to 2 based on the total solid content of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. %, More preferably 0.0001 to 2% by mass, even more preferably 0.0005 to 1% by mass.

(その他の添加剤)
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、溶解阻止化合物、染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、及び/又は現像液に対する溶解性を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、又はカルボキシ基を含んだ脂環族若しくは脂肪族化合物)を更に含んでいてもよい。
(Other additives)
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition comprises a dissolution inhibiting compound, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a light absorber, and / or a compound that promotes solubility in a developer (for example, a compound having a molecular weight of 1,000 or less). A phenolic compound or an alicyclic or aliphatic compound containing a carboxy group).

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、溶解阻止化合物を更に含んでいてもよい。ここで「溶解阻止化合物」とは、酸の作用により分解して有機系現像液中での溶解度が減少する、分子量3000以下の化合物である。   The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition may further contain a dissolution inhibiting compound. Here, the “dissolution inhibiting compound” is a compound having a molecular weight of 3000 or less, which is decomposed by the action of an acid to reduce the solubility in an organic developer.

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

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

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

(G)カルボン酸オニウム塩の組成物中の含量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分に対し、一般的には0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。   (G) The content of the onium carboxylate in the composition is generally from 0.1 to 20% by mass, preferably from 0.5 to 20% by mass, based on the total solid content of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. 10 to 10% by mass, more preferably 1 to 7% by mass.

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて基板上に感活性光線性又は感放射線性膜を形成するためには、各成分を溶剤に溶解して感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を調製し、必要に応じてフィルター濾過した後、基板上に塗布することが好ましい。フィルターとしては、ポアサイズ0.1μm以下、より好ましくは0.05μm以下、更に好ましくは0.03μm以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。   In order to form an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film on a substrate using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, each component is dissolved in a solvent to form an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin. It is preferable to prepare the composition, filter it if necessary, and then apply it on a substrate. The filter is preferably made of polytetrafluoroethylene, polyethylene or nylon having a pore size of 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, and still more preferably 0.03 μm or less.

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン、二酸化シリコン被覆)上に、スピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布されることが好ましい。その後、乾燥し、感活性光線性又は感放射線性膜を形成することが好ましい。必要により、感活性光線性又は感放射線性膜の下層に、各種下地膜(無機膜、有機膜、反射防止膜)を形成してもよい。また、上層膜の形成前に感活性光線性又は感放射線性膜を乾燥することが好ましい。これにより、不要な残留溶剤の除去された膜を均一に形成することができる。   The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is applied onto a substrate (eg, silicon or silicon dioxide coating) used in the production of precision integrated circuit devices by an appropriate application method such as a spinner or a coater. Is preferred. Then, it is preferable to dry and form an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. If necessary, various base films (inorganic film, organic film, antireflection film) may be formed below the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. Further, it is preferable to dry the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film before forming the upper layer film. As a result, a film from which unnecessary residual solvents have been removed can be formed uniformly.

乾燥方法としては、加熱(プリベーク)して乾燥する方法が一般的に用いられる。加熱は通常の露光・現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行ってもよい。加熱温度は特に限定されないが、50℃〜160℃が好ましく、より好ましくは、60℃〜140℃である。加熱時間は30〜1000秒が好ましく、60〜800秒がより好ましく、60〜600秒が更に好ましい。   As a drying method, a method of drying by heating (prebaking) is generally used. Heating can be carried out by means provided in a usual exposure / developing machine, and may be carried out using a hot plate or the like. The heating temperature is not particularly limited, but is preferably from 50 ° C to 160 ° C, and more preferably from 60 ° C to 140 ° C. The heating time is preferably from 30 to 1000 seconds, more preferably from 60 to 800 seconds, even more preferably from 60 to 600 seconds.

感活性光線性又は感放射線性膜の膜厚は、一般的には200nm以下であり、好ましくは10〜100nmである。
膜厚の範囲としてより好ましくは、15nm〜45nmの範囲である。膜厚が15nm以上であれば、十分なエッチング耐性が得られる。膜厚の範囲として更に好ましくは、15nm〜40nmである。膜厚がこの範囲にあると、エッチング耐性とより優れた解像性能とを同時に満足させることができる。
The thickness of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is generally 200 nm or less, and preferably 10 to 100 nm.
The film thickness is more preferably in the range of 15 nm to 45 nm. If the film thickness is 15 nm or more, sufficient etching resistance can be obtained. The film thickness is more preferably 15 nm to 40 nm. When the film thickness is in this range, etching resistance and better resolution performance can be satisfied simultaneously.

<工程(b)>
本発明のパターン形成方法の工程(b)は、感活性光線性又は感放射線性膜上に上層膜形成用組成物により上層膜を形成する工程である。
工程(b)では、工程(a)で形成した感活性光線性又は感放射線性膜上に、上層膜形成用組成物(「トップコート組成物」ともいう)を塗布し、その後、必要に応じて加熱(プリベーク(PB;Prebake))することにより、上層膜(「トップコート」ともいう)を形成することが好ましい。
<Step (b)>
Step (b) of the pattern forming method of the present invention is a step of forming an upper layer film on the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film using the composition for forming an upper layer film.
In the step (b), a composition for forming an upper layer film (also referred to as a “top coat composition”) is applied on the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film formed in the step (a), and then, if necessary. It is preferable to form an upper layer film (also referred to as “top coat”) by heating (prebaking (PB)).

[上層膜形成用組成物]
本発明のパターン形成方法に用いられる上層膜形成用組成物について説明する。
上層膜形成用組成物は、活性光線又は放射線により酸を発生しない、分子量5000以下の化合物(Q)(「化合物(Q)」ともいう)を、上記上層膜形成用組成物の全固形分に対して1質量%以上40質量%以下含む。本発明により極微細な残しパターンにおいても解像性が良好になる理由についての詳細は明らかになっていないが、上層膜形成用組成物により形成された上層膜を感活性光線性又は感放射線性膜の上に設けることで、上層膜中の化合物(Q)と露光部に発生した酸とが相互作用することにより酸の拡散が抑制され、極微細な残しパターンにおいても解像性が良好になるためであると考えられる。
[Composition for forming upper layer film]
The composition for forming an upper layer film used in the pattern forming method of the present invention will be described.
The composition for forming an upper layer film is prepared by adding a compound (Q) having a molecular weight of 5,000 or less (also referred to as “compound (Q)”) that does not generate an acid by actinic rays or radiation to the total solid content of the composition for forming an upper layer film. 1% by mass to 40% by mass. Although the details of the reason why the resolution is improved even in an extremely fine residual pattern according to the present invention have not been clarified, the upper layer film formed by the composition for forming an upper layer film may be actinic ray-sensitive or radiation-sensitive. By disposing on the film, the compound (Q) in the upper layer film interacts with the acid generated in the exposed portion, thereby suppressing the diffusion of the acid and improving the resolution even in an extremely fine residual pattern. It is thought to be.

(活性光線又は放射線により酸を発生しない、分子量5000以下の化合物(Q))
化合物(Q)の分子量は、1500以下であることが好ましく、1000以下であることがより好ましい。
化合物(Q)は、非ポリマー性の化合物であって、一定の分子量を有する化合物(実質的に分子量分布を有さない化合物)であることが好ましい。
化合物(Q)は加熱プロセスにおいて揮発しにくい化合物であることが好ましく、101325Paにおける沸点が250℃以上であることが好ましく、300℃以上であることがより好ましい。
また、化合物(Q)は、101325Pa、20℃において固体であることが好ましい。
化合物(Q)の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
(Compound (Q) having a molecular weight of 5,000 or less that does not generate an acid by actinic rays or radiation)
The molecular weight of the compound (Q) is preferably 1500 or less, more preferably 1000 or less.
The compound (Q) is a non-polymeric compound, and is preferably a compound having a certain molecular weight (a compound having substantially no molecular weight distribution).
The compound (Q) is preferably a compound that hardly volatilizes in the heating process, and preferably has a boiling point at 101325 Pa of 250 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher.
Compound (Q) is preferably solid at 101325 Pa and 20 ° C.
Specific examples of the compound (Q) are shown below, but it should not be construed that the invention is limited thereto.

X3:トリ−N−オクチルアミン、X4:1−(tert−ブトキシカルボニル)−4−ヒドロキシピペリジン、X5:tert−ブチル1−ピロリジンカルボキシレート、X6:トリイソプロパノールアミン X3: tri-N-octylamine, X4: 1- (tert-butoxycarbonyl) -4-hydroxypiperidine, X5: tert-butyl 1-pyrrolidinecarboxylate, X6: triisopropanolamine


化合物(Q)の含有量は、上層膜形成用組成物の全固形分に対して30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。   The content of the compound (Q) is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, based on the total solid content of the composition for forming an upper layer film.

本発明のパターン形成方法に用いられる上層膜形成用組成物は、感活性光線性又は感放射線性膜上に均一に形成するために、更に、樹脂、及び溶剤を含有する組成物であることが好ましい。   The composition for forming an upper layer film used in the pattern forming method of the present invention may be a composition further containing a resin and a solvent in order to uniformly form the composition on an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. preferable.

(樹脂)
上層膜形成用組成物は樹脂を含有することが好ましい。上層膜形成用組成物が含有することができる樹脂としては、特に限定されないが、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含まれ得る疎水性樹脂と同様のものを使用することができる。
疎水性樹脂に関しては、特開2013−61647号公報の[0017]〜[0023](対応する米国公開特許公報2013/244438号の[0017]〜[0023])、特開2014−56194号公報の[0016]〜[0165]、及び特開2015−152773号公報の[0014]〜[0077]の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
本発明において、上層膜形成用組成物は、芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂を含むことが、EUV光に含まれるOOB(Out of Band)光を吸収し、解像性の向上に繋がる点で好ましい。
(resin)
The composition for forming an upper layer film preferably contains a resin. The resin that can be contained in the composition for forming an upper layer film is not particularly limited, and the same resin as the hydrophobic resin that can be contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition can be used.
Regarding the hydrophobic resin, JP-A Nos. 2013-61647, [0017] to [0023] (corresponding U.S. Patent Publication No. 2013/244438, [0017] to [0023]), and JP-A-2014-56194. [0016] to [0165] and the descriptions of [0014] to [0077] in JP-A-2015-152773 can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
In the present invention, when the composition for forming an upper layer film contains a resin containing a repeating unit having an aromatic ring, it absorbs OOB (Out of Band) light contained in EUV light and leads to improvement in resolution. It is preferred in that respect.

樹脂の重量平均分子量は好ましくは1,000〜200,000であり、更に好ましくは3,000〜50,000であり、最も好ましくは5,000〜30,000である。樹脂の配合量は、上層膜形成用組成物の全固形分中、95質量%以下が好ましく、40〜90質量%がより好ましく、50〜80質量%が更に好ましい。   The weight average molecular weight of the resin is preferably from 1,000 to 200,000, more preferably from 3,000 to 50,000, and most preferably from 5,000 to 30,000. The compounding amount of the resin is preferably 95% by mass or less, more preferably 40 to 90% by mass, and still more preferably 50 to 80% by mass in the total solid content of the composition for forming an upper layer film.

[樹脂(X)]
また、上層膜形成用組成物は以下に記載する樹脂(X)を含有することも好ましい。樹脂(X)は露光時に光が上層膜を通して感活性光線性又は感放射線性膜に到達するため、使用する露光光源に対して透明であることが好ましい。
[Resin (X)]
It is also preferable that the composition for forming an upper layer film contains the resin (X) described below. The resin (X) is preferably transparent with respect to the exposure light source to be used, since light reaches the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film through the upper layer film at the time of exposure.

本発明の一形態において、樹脂(X)は、フッ素原子の含有率が20質量%以下であることが好ましい。具体的には、樹脂(X)中のフッ素原子の含有率が、樹脂(X)の重量平均分子量に対し、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、理想的には実質的に0質量%である。   In one embodiment of the present invention, the resin (X) preferably has a fluorine atom content of 20% by mass or less. Specifically, the content of fluorine atoms in the resin (X) is preferably not more than 20% by mass, more preferably not more than 10% by mass, and ideally substantially not more than the weight average molecular weight of the resin (X). 0% by mass.

また、本発明の他の形態において、樹脂(X)は、側鎖部分にCH部分構造を有する樹脂であることが好ましい。
ここで、樹脂(X)中の側鎖部分が有するCH部分構造(以下、単に「側鎖CH部分構造」ともいう)は、エチル基、プロピル基等が有するCH部分構造を包含するものである。
In another embodiment of the present invention, the resin (X) is preferably a resin having a CH 3 partial structure in a side chain portion.
Here, the CH 3 partial structure of the side chain portion in the resin (X) (hereinafter, also simply referred to as “side chain CH 3 partial structure”) includes the CH 3 partial structure of an ethyl group, a propyl group, and the like. Things.

一方、樹脂(X)の主鎖に直接結合しているメチル基(例えば、メタクリル酸構造を有する繰り返し単位のα−メチル基)は、本発明におけるCH部分構造に包含されないものとする。On the other hand, a methyl group (for example, an α-methyl group of a repeating unit having a methacrylic acid structure) directly bonded to the main chain of the resin (X) is not included in the CH 3 partial structure in the present invention.

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

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

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

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

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

樹脂(X)は、側鎖部分にCH部分構造を有する繰り返し単位を有する樹脂であることが好ましく、このような繰り返し単位として、下記一般式(II)で表される繰り返し単位、及び、下記一般式(III)で表される繰り返し単位のうち少なくとも一種の繰り返し単位(x)を有していることがより好ましい。特に、露光光源としてKrF、EUV、電子ビーム(EB)を用いる場合、樹脂(X)は一般式(III)で表される繰り返し単位を好適に含み得る。The resin (X) is preferably a resin having a repeating unit having a CH 3 partial structure in a side chain portion. As such a repeating unit, a repeating unit represented by the following general formula (II), More preferably, it has at least one kind of repeating unit (x) among the repeating units represented by the general formula (III). In particular, when KrF, EUV, or electron beam (EB) is used as the exposure light source, the resin (X) may preferably contain a repeating unit represented by the general formula (III).

以下、一般式(II)で表される繰り返し単位について詳細に説明する。   Hereinafter, the repeating unit represented by the general formula (II) will be described in detail.

上記一般式(II)中、Xb1は水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、Rは1つ以上のCH部分構造を有する、酸に対して安定な有機基を表す。ここで、酸に対して安定な有機基は、より具体的には、後述する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含有される酸分解性樹脂において説明する“酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基”を有さない有機基であることが好ましい。In the general formula (II), X b1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom, and R 2 represents an acid-stable organic group having at least one CH 3 partial structure. Here, the acid-stable organic group is more specifically, “decomposed by the action of acid” described in the acid-decomposable resin contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition described below. It is preferable that the organic group does not have a group that produces an alkali-soluble group.

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

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

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

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

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

に於ける、1つ以上のCH部分構造を有するアルキル基としては、炭素数3〜20の分岐のアルキル基が好ましい。好ましいアルキル基としては、具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、3−ペンチル基、2−メチル−3−ブチル基、3−ヘキシル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、イソオクチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基等が挙げられる。より好ましくは、イソブチル基、t−ブチル基、2−メチル−3−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基である。As the alkyl group having one or more CH 3 partial structures in R 2 , a branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms is preferable. Preferable examples of the alkyl group include isopropyl, isobutyl, 3-pentyl, 2-methyl-3-butyl, 3-hexyl, 2-methyl-3-pentyl, and 3-methyl-4. -Hexyl group, 3,5-dimethyl-4-pentyl group, isooctyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl Group, 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group and the like. More preferably, an isobutyl group, a t-butyl group, a 2-methyl-3-butyl group, a 2-methyl-3-pentyl group, a 3-methyl-4-hexyl group, a 3,5-dimethyl-4-pentyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group is there.

に於ける、1つ以上のCH部分構造を有するシクロアルキル基は、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。好ましいシクロアルキル基としては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、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、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、ノルボルニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基である。Rとしては、1つ以上のCH部分構造を有するシクロアルキル基が好ましい。1つ以上のCH部分構造を有する多環式シクロアルキル基がより好ましく、2つ以上のCH部分構造を有する多環式シクロアルキル基が更に好ましく、3つ以上のCH部分構造を有する多環式シクロアルキル基が特に好ましい。なかでも、3つ以上のアルキル基で置換された多環式シクロアルキル基が好ましい。The cycloalkyl group having one or more CH 3 partial structures in R 2 may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The number of carbon atoms is preferably from 6 to 30, particularly preferably from 7 to 25. Preferred cycloalkyl groups include an adamantyl group, a noradamantyl group, a decalin residue, a tricyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, Examples thereof include a cyclodecanyl group and a cyclododecanyl group. More preferably, an adamantyl group, a norbornyl group, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a tetracyclododecanyl group, and a tricyclodecanyl group can be exemplified. More preferred are a norbornyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. As R 2 , a cycloalkyl group having one or more CH 3 partial structures is preferable. More preferably a polycyclic cycloalkyl group having one or more CH 3 partial structure, having a polycyclic more preferably a cycloalkyl group, three or more CH 3 partial structure having two or more CH 3 partial structure Polycyclic cycloalkyl groups are particularly preferred. Among them, a polycyclic cycloalkyl group substituted with three or more alkyl groups is preferable.

に於ける、1つ以上のCH部分構造を有するアルケニル基としては、炭素数1〜20の直鎖又は分岐のアルケニル基が好ましく、分岐のアルケニル基がより好ましい。As the alkenyl group having one or more CH 3 partial structures in R 2 , a linear or branched alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, and a branched alkenyl group is more preferable.

に於ける、1つ以上のCH部分構造を有するアリール基としては、炭素数6〜20のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基を挙げることができ、好ましくはフェニル基である。As the aryl group having one or more CH 3 partial structures in R 2 , an aryl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group. is there.

に於ける、1つ以上のCH部分構造を有するアラルキル基としては、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。The aralkyl group having one or more CH 3 partial structures in R 2 is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.

に於ける、2つ以上のCH部分構造を有する炭化水素基としては、具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、3−ペンチル基、2−メチル−3−ブチル基、3−ヘキシル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、イソオクチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、4−イソプロピルシクロヘキシル基、4−tブチルシクロヘキシル基、イソボルニル基などが挙げられる。より好ましくは、イソブチル基、t−ブチル基、2−メチル−3−ブチル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,5−ジtert−ブチルシクロヘキシル基、4−イソプロピルシクロヘキシル基、4−tブチルシクロヘキシル基、イソボルニル基である。Specific examples of the hydrocarbon group having two or more CH 3 partial structures in R 2 include isopropyl, isobutyl, t-butyl, 3-pentyl, 2-methyl-3-butyl Group, 3-hexyl group, 2,3-dimethyl-2-butyl group, 2-methyl-3-pentyl group, 3-methyl-4-hexyl group, 3,5-dimethyl-4-pentyl group, isooctyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group, Examples thereof include a 3,5-dimethylcyclohexyl group, a 4-isopropylcyclohexyl group, a 4-tbutylcyclohexyl group, and an isobornyl group. More preferably, an isobutyl group, a t-butyl group, a 2-methyl-3-butyl group, a 2,3-dimethyl-2-butyl group, a 2-methyl-3-pentyl group, a 3-methyl-4-hexyl group, 3,5-dimethyl-4-pentyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5 , 7-tetramethyl-4-heptyl group, 3,5-dimethylcyclohexyl group, 3,5-ditert-butylcyclohexyl group, 4-isopropylcyclohexyl group, 4-tbutylcyclohexyl group, and isobornyl group.

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

一般式(II)で表される繰り返し単位は、酸に安定な(非酸分解性の)繰り返し単位であることが好ましく、具体的には、酸の作用により分解して、極性基を生じる基を有さない繰り返し単位であることが好ましい。   The repeating unit represented by the general formula (II) is preferably an acid-stable (non-acid-decomposable) repeating unit, and specifically, a group which is decomposed by the action of an acid to generate a polar group Is preferably a repeating unit having no.

以下、一般式(III)で表される繰り返し単位について詳細に説明する。   Hereinafter, the repeating unit represented by the general formula (III) will be described in detail.

上記一般式(III)中、Xb2は水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、Rは1つ以上のCH部分構造を有する、酸に対して安定な有機基を表し、nは1から5の整数を表す。In the general formula (III), X b2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom, and R 3 represents an acid-stable organic group having one or more CH 3 partial structures; n represents an integer of 1 to 5.

b2のアルキル基は、炭素数1〜4のものが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基等が挙げられるが、水素原子である事が好ましい。The alkyl group of Xb2 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxymethyl group, and a trifluoromethyl group, and a hydrogen atom is preferable.

b2は、水素原子であることが好ましい。X b2 is preferably a hydrogen atom.

は、酸に対して安定な有機基であるため、より具体的には、後述する酸分解性樹脂において説明する“酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基”を有さない有機基であることが好ましい。R 3 is an acid-stable organic group, and more specifically, does not have a “group that is decomposed by the action of an acid to generate an alkali-soluble group” described in the acid-decomposable resin described below. It is preferably an organic group.

としては、1つ以上のCH部分構造を有する、アルキル基が挙げられる。R 3 includes an alkyl group having one or more CH 3 partial structures.

としての1つ以上のCH部分構造を有する酸に安定な有機基は、CH部分構造を1個以上10個以下有することが好ましく、1個以上8個以下有することがより好ましく、1個以上4個以下有することが更に好ましい。The acid-stable organic group having one or more CH 3 partial structures as R 3 preferably has 1 to 10 CH 3 partial structures, more preferably 1 to 8 CH 3 partial structures, It is more preferable to have one or more and four or less.

に於ける、1つ以上のCH部分構造を有するアルキル基としては、炭素数3〜20の分岐のアルキル基が好ましい。好ましいアルキル基としては、具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、3−ペンチル基、2−メチル−3−ブチル基、3−ヘキシル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、イソオクチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基等が挙げられる。より好ましくは、イソブチル基、t−ブチル基、2−メチル−3−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基である。As the alkyl group having one or more CH 3 partial structures in R 3 , a branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms is preferable. Preferable examples of the alkyl group include isopropyl, isobutyl, 3-pentyl, 2-methyl-3-butyl, 3-hexyl, 2-methyl-3-pentyl, and 3-methyl-4. -Hexyl group, 3,5-dimethyl-4-pentyl group, isooctyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl Group, 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group and the like. More preferably, an isobutyl group, a t-butyl group, a 2-methyl-3-butyl group, a 2-methyl-3-pentyl group, a 3-methyl-4-hexyl group, a 3,5-dimethyl-4-pentyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group is there.

に於ける、2つ以上のCH部分構造を有するアルキル基としては、具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、3−ペンチル基、2,3−ジメチルブチル基、2−メチル−3−ブチル基、3−ヘキシル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、イソオクチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基、などが挙げられる。より好ましくは、炭素数5〜20であることがより好ましく、イソプロピル基、t−ブチル基、2−メチル−3−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基、2,6−ジメチルヘプチル基である。Specific examples of the alkyl group having two or more CH 3 partial structures in R 3 include an isopropyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a 3-pentyl group, a 2,3-dimethylbutyl group, 2-methyl-3-butyl group, 3-hexyl group, 2-methyl-3-pentyl group, 3-methyl-4-hexyl group, 3,5-dimethyl-4-pentyl group, isooctyl group, 2,4,4 4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group, and the like. . More preferably, it has 5 to 20 carbon atoms, isopropyl group, t-butyl group, 2-methyl-3-butyl group, 2-methyl-3-pentyl group, 3-methyl-4-hexyl group 3,5-dimethyl-4-pentyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3, 5,7-tetramethyl-4-heptyl group and 2,6-dimethylheptyl group.

nは1から5の整数を表し、1〜3の整数を表すことがより好ましく、1又は2を表すことが更に好ましい。   n represents an integer of 1 to 5, more preferably represents an integer of 1 to 3, and further preferably represents 1 or 2.

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

一般式(III)で表される繰り返し単位は、酸に安定な(非酸分解性の)繰り返し単位であることが好ましく、具体的には、酸の作用により分解して、極性基を生じる基を有さない繰り返し単位であることが好ましい。   The repeating unit represented by the general formula (III) is preferably an acid-stable (non-acid-decomposable) repeating unit, and specifically, a group which is decomposed by the action of an acid to generate a polar group Is preferably a repeating unit having no.

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

また、本発明の他の形態において、樹脂(X)は、少なくとも一つのフッ素原子及び/又は少なくとも一つの珪素原子を含有するモノマーに由来する繰り返し単位を含有する樹脂であることが好ましく、少なくとも一つのフッ素原子及び/又は少なくとも一つの珪素原子を含有するモノマーに由来する繰り返し単位を含有する、水不溶性樹脂であることが更に好ましい。少なくとも一つのフッ素原子及び/又は少なくとも一つの珪素原子を含有するモノマーに由来する繰り返し単位を含有することで、有機溶剤現像液に対する良好な溶解性が得られ、本発明の効果が十分に得られる。   In another embodiment of the present invention, the resin (X) is preferably a resin containing a repeating unit derived from a monomer containing at least one fluorine atom and / or at least one silicon atom. It is further preferred that the resin is a water-insoluble resin containing a repeating unit derived from a monomer containing two fluorine atoms and / or at least one silicon atom. By containing a repeating unit derived from a monomer containing at least one fluorine atom and / or at least one silicon atom, good solubility in an organic solvent developer can be obtained, and the effect of the present invention can be sufficiently obtained. .

樹脂(X)におけるフッ素原子又は珪素原子は、樹脂の主鎖中に有していても、側鎖に置換していてもよい。   The fluorine atom or silicon atom in the resin (X) may be present in the main chain of the resin or may be substituted on the side chain.

樹脂(X)は、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、又は、フッ素原子を有するアリール基を有する樹脂であることが好ましい。   The resin (X) is preferably a resin having a fluorine atom-containing alkyl group, a fluorine atom-containing cycloalkyl group, or a fluorine atom-containing aryl group as a fluorine atom-containing partial structure.

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

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

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

フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、又は、フッ素原子を有するアリール基の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the alkyl group having a fluorine atom, the cycloalkyl group having a fluorine atom, or the aryl group having a fluorine atom are shown below, but the present invention is not limited thereto.

一般式(F2)〜(F3)中、
57〜R64は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R57〜R61及びR62〜R64の内、少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。R57〜R61は、全てがフッ素原子であることが好ましい。R62及びR63は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)が好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることが更に好ましい。R62とR63は、互いに連結して環を形成してもよい。
In the general formulas (F2) to (F3),
R 57 to R 64 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. However, at least one of R 57 to R 61 and R 62 to R 64 represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted by a fluorine atom (preferably having 1 to 4 carbon atoms). It is preferable that all of R 57 to R 61 are fluorine atoms. R 62 and R 63 are preferably an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms) in which at least one hydrogen atom has been substituted with a fluorine atom, and more preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 62 and R 63 may be linked to each other to form a ring.

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

一般式(F3)で表される基の具体例としては、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ノナフルオロブチル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基、2,2,3,3−テトラフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロヘキシル基などが挙げられる。ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基が好ましく、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基が更に好ましい。   Specific examples of the group represented by the general formula (F3) include a trifluoroethyl group, a pentafluoropropyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluorobutyl group, a hexafluoroisopropyl group, a heptafluoroisopropyl group, and a hexafluoro (2 -Methyl) isopropyl group, nonafluorobutyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluorohexyl group, nonafluoro-t-butyl group, perfluoroisopentyl group, perfluorooctyl group, perfluoro (trimethyl) hexyl group, 2,2 , 3,3-tetrafluorocyclobutyl group, perfluorocyclohexyl group and the like. A hexafluoroisopropyl group, a heptafluoroisopropyl group, a hexafluoro (2-methyl) isopropyl group, an octafluoroisobutyl group, a nonafluoro-t-butyl group, and a perfluoroisopentyl group are preferable, and a hexafluoroisopropyl group and a heptafluoroisopropyl group are preferable. More preferred.

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

樹脂(X)とし、下記一般式(C−I)〜(C−V)で示される繰り返し単位の群から選択される少なくとも1種を有する樹脂が挙げられる。   Examples of the resin (X) include a resin having at least one selected from the group of repeating units represented by the following general formulas (CI) to (CV).

一般式(C−I)〜(C−V)中、
〜Rは、各々独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、又は炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のフッ素化アルキル基を表す。
In the general formulas (C-I) to (C-V),
R 1 to R 3 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represents a group.

〜Wは、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する有機基を表す。W 1 to W 2 represent an organic group having at least one of a fluorine atom and a silicon atom.

〜Rは、各々独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、又は炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のフッ素化アルキル基を表す。ただし、R〜Rの少なくとも1つはフッ素原子を表す。RとR若しくはRとRは環を形成していてもよい。R 4 to R 7 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represents a group. However, at least one of R 4 to R 7 represents a fluorine atom. R 4 and R 5 or R 6 and R 7 may form a ring.

は、水素原子、又は炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のアルキル基を表す。R 8 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

は、炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、又は炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のフッ素化アルキル基を表す。R 9 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a fluorinated linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

〜Lは、単結合又は2価の連結基を表し、上記L〜Lと同様のものである。L 1 to L 2 represent a single bond or a divalent linking group, and are the same as L 3 to L 5 described above.

Qは、単環又は多環の環状脂肪族基を表す。すなわち、結合した2つの炭素原子(C−C)を含み、脂環式構造を形成するための原子団を表す。   Q represents a monocyclic or polycyclic aliphatic group. That is, it represents an atomic group containing two bonded carbon atoms (C-C) and forming an alicyclic structure.

30及びR31は、各々独立に、水素又はフッ素原子を表す。R 30 and R 31 each independently represent a hydrogen or a fluorine atom.

32及びR33は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、フッ素化アルキル基又はフッ素化シクロアルキル基を表す。R 32 and R 33 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, a fluorinated alkyl group or a fluorinated cycloalkyl group.

但し、一般式(C−V)で表される繰り返し単位は、R30、R31、R32及びR33の内の少なくとも1つに、少なくとも1つのフッ素原子を有する。However, the repeating unit represented by the general formula (CV) has at least one fluorine atom in at least one of R 30 , R 31 , R 32, and R 33 .

樹脂(X)は、一般式(C−I)で表される繰り返し単位を有することが好ましく、下記一般式(C−Ia)〜(C−Id)で表される繰り返し単位を有することが更に好ましい。   The resin (X) preferably has a repeating unit represented by the general formula (C-I), and further has a repeating unit represented by the following general formulas (C-Ia) to (C-Id). preferable.

一般式(C−Ia)〜(C−Id)に於いて、
10及びR11は、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のアルキル基、又は炭素数1〜4個の、直鎖若しくは分岐のフッ素化アルキル基を表す。
In the general formulas (C-Ia) to (C-Id),
R 10 and R 11 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

〜Wは、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを1つ以上有する有機基を表す。W 3 to W 6 represent an organic group having at least one of a fluorine atom and a silicon atom.

〜Wが、フッ素原子を有する有機基であるとき、炭素数1〜20のフッ素化された、直鎖、分岐アルキル基若しくはシクロアルキル基、又は、炭素数1〜20のフッ素化された直鎖、分岐、又は環状のアルキルエーテル基であることが好ましい。When W 1 to W 6 are an organic group having a fluorine atom, a fluorinated linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a fluorinated group having 1 to 20 carbon atoms It is preferably a linear, branched, or cyclic alkyl ether group.

〜Wのフッ素化アルキル基としては、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基などが挙げられる。Examples of the fluorinated alkyl group of W 1 to W 6 include a trifluoroethyl group, a pentafluoropropyl group, a hexafluoroisopropyl group, a hexafluoro (2-methyl) isopropyl group, a heptafluorobutyl group, a heptafluoroisopropyl group, and an octafluoro group. Examples include an isobutyl group, a nonafluorohexyl group, a nonafluoro-t-butyl group, a perfluoroisopentyl group, a perfluorooctyl group, a perfluoro (trimethyl) hexyl group, and the like.

〜Wが、珪素原子を有する有機基であるとき、アルキルシリル構造、又は環状シロキサン構造であることが好ましい。具体的には、上記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基などが挙げられる。When W 1 to W 6 are an organic group having a silicon atom, it is preferably an alkylsilyl structure or a cyclic siloxane structure. Specific examples include groups represented by the above general formulas (CS-1) to (CS-3).

以下、一般式(C−I)で表される繰り返し単位の具体例を示す。Xは、水素原子、−CH、−F、又は、−CFを表す。Hereinafter, specific examples of the repeating unit represented by the general formula (CI) are shown. X is a hydrogen atom, -CH 3, -F, or represents a -CF 3.

樹脂(X)は、有機溶剤現像液に対する溶解性を調整するために、下記一般式(Ia)で表される繰り返し単位を有していてもよい。   The resin (X) may have a repeating unit represented by the following general formula (Ia) in order to adjust solubility in an organic solvent developer.

一般式(Ia)に於いて、
Rfは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
In the general formula (Ia),
Rf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom has been replaced by a fluorine atom.

は、アルキル基を表す。R 1 represents an alkyl group.

は、水素原子又はアルキル基を表す。R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

一般式(Ia)に於ける、Rfの少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基は、炭素数1〜3であることが好ましく、トリフルオロメチル基がより好ましい。   In formula (Ia), the alkyl group in which at least one hydrogen atom of Rf is substituted with a fluorine atom preferably has 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a trifluoromethyl group.

のアルキル基は、炭素数3〜10の直鎖若しくは分岐状のアルキル基が好ましく、炭素数3〜10の分岐状のアルキル基がより好ましい。The alkyl group for R 1 is preferably a straight-chain or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and more preferably a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms.

は、炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐状のアルキル基が好ましく、炭素数3〜10の直鎖若しくは分岐状のアルキル基がより好ましい。R 2 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms.

以下、一般式(Ia)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, specific examples of the repeating unit represented by the general formula (Ia) will be described, but the present invention is not limited thereto.

樹脂(X)は、更に、下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有していても良い。   The resin (X) may further have a repeating unit represented by the following general formula (III).

一般式(III)に於いて、
は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する基を表す。
In the general formula (III),
R 4 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, a trialkylsilyl group, or a group having a cyclic siloxane structure.

は、単結合又は2価の連結基を表す。L 6 represents a single bond or a divalent linking group.

一般式(III)に於ける、Rのアルキル基は、炭素数3〜20の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましい。In formula (III), the alkyl group of R 4 is preferably a straight-chain or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.

シクロアルキル基は、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。   The cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.

アルケニル基は、炭素数3〜20のアルケニル基が好ましい。   The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.

シクロアルケニル基は、炭素数3〜20のシクロアルケニル基が好ましい。   The cycloalkenyl group is preferably a cycloalkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.

トリアルキルシリル基は、炭素数3〜20のトリアルキルシリル基が好ましい。   The trialkylsilyl group is preferably a trialkylsilyl group having 3 to 20 carbon atoms.

環状シロキサン構造を有する基は、炭素数3〜20の環状シロキサン構造を有する基が好ましい。   The group having a cyclic siloxane structure is preferably a group having a cyclic siloxane structure having 3 to 20 carbon atoms.

の2価の連結基は、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜5)、オキシ基が好ましい。The divalent linking group for L 6 is preferably an alkylene group (preferably having 1 to 5 carbon atoms) or an oxy group.

樹脂(X)は、ラクトン基、エステル基、酸無水物や後述する酸分解性樹脂における酸分解性基と同様の基を有していても良い。樹脂(X)は更に下記一般式(VIII)で表される繰り返し単位を有してもよい。   The resin (X) may have a lactone group, an ester group, an acid anhydride or a group similar to an acid-decomposable group in an acid-decomposable resin described below. The resin (X) may further have a repeating unit represented by the following general formula (VIII).

樹脂(X)としては、アルカリ可溶性基を有するモノマーに由来する繰り返し単位(d)を含有することが好ましい。これにより、塗布溶剤に対する溶解性を制御できる。アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。   The resin (X) preferably contains a repeating unit (d) derived from a monomer having an alkali-soluble group. Thereby, the solubility in the coating solvent can be controlled. Examples of the alkali-soluble group include phenolic hydroxyl group, carboxylic acid group, fluorinated alcohol group, sulfonic acid group, sulfonamide group, sulfonylimide group, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene group, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) Imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene group And the like.

アルカリ可溶性基を有するモノマーとしては、酸解離指数pKaが4以上のモノマーが好ましく、更に好ましくはpKaが4〜13のモノマーであり、最も好ましくはpKaが8〜13のモノマーである。pKaが4以上のモノマーを含有することで、ネガ型及びポジ型の現像時の膨潤が抑制され、有機溶剤現像液に対する良好な現像性のみならず、弱塩基性のアルカリ現像液を使用した場合においても良好な現像性が得られる。   The monomer having an alkali-soluble group is preferably a monomer having an acid dissociation index pKa of 4 or more, more preferably a monomer having a pKa of 4 to 13, and most preferably a monomer having a pKa of 8 to 13. By containing a monomer having a pKa of 4 or more, swelling during negative-type and positive-type development is suppressed, and not only good developability with an organic solvent developer but also use of a weakly basic alkali developer , Good developability is obtained.

酸解離定数pKaは、化学便覧(II)(改訂4版、1993年、日本化学会編、丸善株式会社)に記載のものであり、アルカリ可溶性基を含むモノマーのpKaの値は、例えば、無限希釈溶媒を用いて25℃で測定することができる。   The acid dissociation constant pKa is described in Chemical Handbook (II) (Revised 4th edition, 1993, edited by The Chemical Society of Japan, Maruzen Co., Ltd.). The pKa value of a monomer containing an alkali-soluble group is, for example, infinity It can be measured at 25 ° C. using a diluting solvent.

pKaが4以上のモノマーは、特に限定されず、たとえば、フェノール性水酸基、スルホンアミド基、−COCHCO−、フルオロアルコール基、カルボン酸基等の酸基(アルカリ可溶性基)を有するモノマーなどが挙げられる。特に、フルオロアルコール基を含むモノマーが好ましい。フルオロアルコール基は少なくとも1つの水酸基が置換したフルオロアルキル基であり、炭素数1〜10個のものが好ましく、炭素数1〜5個のものが更に好ましい。フルオロアルコール基の具体例としては、例えば、−CFOH、−CHCFOH、−CHCFCFOH、−C(CFOH、−CFCF(CF)OH、−CHC(CFOH、等を挙げることができる。フルオロアルコール基として特に好ましいのはヘキサフルオロイソプロパノール基である。pKa is 4 or more monomers is not particularly limited, for example, phenolic hydroxyl group, sulfonamide group, -COCH 2 CO-, fluoroalcohol group, a monomer having an acid group such as a carboxylic acid group (alkali-soluble group) No. Particularly, a monomer containing a fluoroalcohol group is preferable. The fluoroalcohol group is a fluoroalkyl group substituted by at least one hydroxyl group, preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably has 1 to 5 carbon atoms. Specific examples of the fluoro alcohol group, for example, -CF 2 OH, -CH 2 CF 2 OH, -CH 2 CF 2 CF 2 OH, -C (CF 3) 2 OH, -CF 2 CF (CF 3) OH , -CH 2 C (CF 3) 2 OH, and the like. Particularly preferred as the fluoroalcohol group is a hexafluoroisopropanol group.

樹脂(X)中のアルカリ可溶性基を有するモノマーに由来する繰り返し単位の総量は、好ましくは、樹脂(X)を構成する全繰り返し単位に対して、0〜90モル%、より好ましくは0〜80モル%、更により好ましくは0〜70モル%である。   The total amount of the repeating units derived from the monomer having an alkali-soluble group in the resin (X) is preferably 0 to 90 mol%, more preferably 0 to 80 mol%, based on all the repeating units constituting the resin (X). Mol%, even more preferably 0-70 mol%.

アルカリ可溶性基を有するモノマーは、酸基を1つだけ含んでいても2つ以上含んでいてもよい。このモノマーに由来する繰り返し単位は、繰り返し単位1つあたり2つ以上の酸基を有していることが好ましく、酸基を2〜5個有することがより好ましく、酸基を2〜3個有することが特に好ましい。   The monomer having an alkali-soluble group may contain only one acid group or two or more acid groups. The repeating unit derived from this monomer preferably has two or more acid groups per repeating unit, more preferably has 2 to 5 acid groups, and has 2 to 3 acid groups. Is particularly preferred.

アルカリ可溶性基を有するモノマーに由来する繰り返し単位の、好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。   Preferred specific examples of the repeating unit derived from a monomer having an alkali-soluble group are shown below, but are not limited thereto.

樹脂(X)は、下記の(X−1)〜(X−8)から選ばれるいずれかの樹脂であることが好ましい。   The resin (X) is preferably any resin selected from the following (X-1) to (X-8).

(X−1)フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する繰り返し単位(a)を有する樹脂、より好ましくは繰り返し単位(a)のみを有する樹脂。   (X-1) A resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), more preferably a resin having only a repeating unit (a).

(X−2)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)を有する樹脂、より好ましくは繰り返し単位(b)のみを有する樹脂。   (X-2) A resin having a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, more preferably a resin having only a repeating unit (b).

(X−3)フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する繰り返し単位(a)と、分岐状のアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、分岐状のアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数4〜20)を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂、より好ましくは繰り返し単位(a)及び繰り返し単位(c)の共重合樹脂。   (X-3) a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), a branched alkyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms) and a cycloalkyl group (preferably having 4 carbon atoms) To 20), a repeating unit (c) having a branched alkenyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), a cycloalkenyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms). And more preferably a copolymer resin of the repeating unit (a) and the repeating unit (c).

(X−4)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)と、分岐状のアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、分岐状のアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数4〜20)を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂、より好ましくは繰り返し単位(b)及び繰り返し単位(c)の共重合樹脂。   (X-4) a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, a branched alkyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), Resin having a repeating unit (c) having a branched alkenyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), a cycloalkenyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms) And more preferably a copolymer resin of a repeating unit (b) and a repeating unit (c).

(X−5)フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する繰り返し単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)とを有する樹脂、より好ましくは繰り返し単位(a)及び繰り返し単位(b)の共重合樹脂。   (X-5) a resin having a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms) and a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, more preferably a repeating unit A copolymer resin of the unit (a) and the repeating unit (b).

(X−6)フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する繰り返し単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)と、分岐状のアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、分岐状のアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数4〜20)を有する繰り返し単位(c)とを有する樹脂、より好ましくは繰り返し単位(a)、繰り返し単位(b)及び繰り返し単位(c)の共重合樹脂。   (X-6) a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), a repeating unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, and a branched alkyl group (preferably Represents 4 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group (preferably 4 to 20 carbon atoms), a branched alkenyl group (preferably 4 to 20 carbon atoms), a cycloalkenyl group (preferably 4 to 20 carbon atoms), or aryl A resin having a repeating unit (c) having a group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), more preferably a copolymer resin of a repeating unit (a), a repeating unit (b) and a repeating unit (c).

樹脂(X−3)、(X−4)、(X−6)における、分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、分岐状のアルケニル基、シクロアルケニル基、又はアリール基を有する繰り返し単位(c)としては、親疎水性、相互作用性などを考慮し、適当な官能基を導入することができる。   The repeating unit (c) having a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl group, or an aryl group in the resins (X-3), (X-4), and (X-6). For example, an appropriate functional group can be introduced in consideration of hydrophilicity / hydrophobicity, interaction, and the like.

(X−7)上記(X−1)〜(X−6)をそれぞれ構成する繰り返し単位に、更にアルカリ可溶性基(d)を有する繰り返し単位(好ましくは、pKaが4以上のアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位)を有する樹脂。   (X-7) A repeating unit having an alkali-soluble group (d) (preferably having an alkali-soluble group having a pKa of 4 or more) in the repeating units constituting (X-1) to (X-6). Having a repeating unit).

(X−8)フルオロアルコール基を有するアルカリ可溶性基(d)を有する繰り返し単位のみを有する樹脂。   (X-8) A resin having only a repeating unit having an alkali-soluble group (d) having a fluoroalcohol group.

樹脂(X−3)、(X−4)、(X−6)、(X−7)において、フルオロアルキル基を有する繰り返し単位(a)及び/又はトリアルキルシリル基、又は環状シロキサン構造を有する繰り返し単位(b)は、10〜99モル%であることが好ましく、20〜80モル%であることがより好ましい。   In the resin (X-3), (X-4), (X-6), or (X-7), the resin has a repeating unit (a) having a fluoroalkyl group and / or a trialkylsilyl group, or a cyclic siloxane structure. The content of the repeating unit (b) is preferably from 10 to 99 mol%, more preferably from 20 to 80 mol%.

また、樹脂(X−7)におけるアルカリ可溶性基(d)を有することで、有機溶剤現像液を用いた際の剥離容易性のみならず、その他の剥離液、例えば、アルカリ性の水溶液を剥離液として用いた場合の剥離容易性が向上する。   Further, by having an alkali-soluble group (d) in the resin (X-7), not only the ease of peeling when using an organic solvent developer but also other peeling liquids such as an alkaline aqueous solution as a peeling liquid The ease of peeling when used is improved.

樹脂(X)は、常温(25℃)において、固体であることが好ましい。更に、ガラス転移温度(Tg)が50〜200℃であることが好ましく、80〜160℃がより好ましい。   The resin (X) is preferably solid at room temperature (25 ° C.). Further, the glass transition temperature (Tg) is preferably from 50 to 200C, more preferably from 80 to 160C.

25℃において固体であるとは、融点が25℃以上であることをいう。   Being solid at 25 ° C. means that the melting point is 25 ° C. or higher.

ガラス転移温度(Tg)は、走査カロリメトリー(Differential Scanning Calorimeter)により測定することができ、例えば、試料を一度昇温、冷却後、再度5℃/分にて昇温したときの比容積が変化した値を解析することにより測定することができる。   The glass transition temperature (Tg) can be measured by Differential Scanning Calorimeter. For example, the specific volume changes when the sample is once heated, cooled, and then heated again at 5 ° C./min. It can be measured by analyzing the values.

樹脂(X)は、有機溶剤現像液(好ましくはエステル系溶剤を含む現像液)に対して可溶であることが好ましい。本発明のパターン形成方法が、アルカリ現像液を用いて現像する工程を更に含む場合には、アルカリ現像液を用いて現像剥離できるといった観点からは、樹脂(X)はアルカリ現像液に対しても可溶であることが好ましい。   The resin (X) is preferably soluble in an organic solvent developer (preferably a developer containing an ester solvent). When the pattern forming method of the present invention further includes a step of developing using an alkali developer, the resin (X) can be used with respect to the alkali developer from the viewpoint that development and peeling can be performed using an alkali developer. Preferably, it is soluble.

樹脂(X)が珪素原子を有する場合、珪素原子の含有量は、樹脂(X)の分子量に対し、2〜50質量%であることが好ましく、2〜30質量%であることがより好ましい。また、珪素原子を含む繰り返し単位が、樹脂(X)中10〜100質量%であることが好ましく、20〜100質量%であることがより好ましい。   When the resin (X) has a silicon atom, the content of the silicon atom is preferably from 2 to 50% by mass, more preferably from 2 to 30% by mass, based on the molecular weight of the resin (X). The content of the repeating unit containing a silicon atom in the resin (X) is preferably from 10 to 100% by mass, and more preferably from 20 to 100% by mass.

珪素原子の含有量及び珪素原子を含む繰り返し単位の含有量を上記範囲とすることで、有機溶剤現像液を用いた際の上層膜の剥離容易性、更には、感活性光線性又は感放射線性膜との非相溶性をいずれも向上させることができる。   By setting the content of the silicon atom and the content of the repeating unit containing the silicon atom in the above range, the ease of peeling off the upper layer film when using an organic solvent developer, furthermore, actinic ray-sensitive or radiation-sensitive Any incompatibility with the membrane can be improved.

フッ素原子の含有量及びフッ素原子を含む繰り返し単位の含有量を上記範囲とすることで、有機溶剤現像液を用いた際の上層膜の剥離容易性、更には、感活性光線性又は感放射線性膜との非相溶性をいずれも向上させることができる。   By setting the content of the fluorine atom and the content of the repeating unit containing a fluorine atom to the above ranges, the ease of peeling off the upper layer film when using an organic solvent developer, furthermore, actinic ray-sensitive or radiation-sensitive. Any incompatibility with the membrane can be improved.

樹脂(X)の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜100,000で、より好ましくは1,000〜50,000、更により好ましくは2,000〜15,000、特に好ましくは3,000〜15,000である。   The weight average molecular weight of the resin (X) in terms of standard polystyrene is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, still more preferably 2,000 to 15,000, and particularly preferably. Is 3,000 to 15,000.

樹脂(X)は、残存モノマー量が0〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0〜5質量%、0〜1質量%が更により好ましい。また、分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は、1〜5が好ましく、より好ましくは1〜3、更により好ましくは1〜1.5の範囲である。   The resin (X) preferably has a residual monomer amount of 0 to 10% by mass, more preferably 0 to 5% by mass, and still more preferably 0 to 1% by mass. The molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as the degree of dispersion) is preferably from 1 to 5, more preferably from 1 to 3, and even more preferably from 1 to 1.5.

樹脂(X)は、各種市販品を利用することもできるし、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種及び開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、更には後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。   Various commercially available resins can be used as the resin (X), and the resin (X) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a batch polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and polymerization is performed by heating, a solution of the monomer species and an initiator is dropped in a heating solvent over 1 to 10 hours. Drop polymerization method, and the like, and the drop polymerization method is preferable. As the reaction solvent, for example, ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether and the like, methyl ethyl ketone, ketones such as methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, dimethylformamide, amide solvents such as dimethylacetamide, Further, a solvent that dissolves the composition of the present invention, such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone described below, may be used.

重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。必要に応じて連鎖移動剤を使用することもできる。反応の濃度は、通常5〜50質量%であり、好ましくは20〜50質量%、より好ましくは30〜50質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、更に好ましくは60〜100℃である。   The polymerization reaction is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon. The polymerization is started using a commercially available radical initiator (such as an azo-based initiator or a peroxide) as the polymerization initiator. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, and a carboxyl group is preferable. Preferred initiators include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate) and the like. If necessary, a chain transfer agent can be used. The concentration of the reaction is usually 5 to 50% by mass, preferably 20 to 50% by mass, more preferably 30 to 50% by mass. The reaction temperature is usually from 10C to 150C, preferably from 30C to 120C, more preferably from 60C to 100C.

反応終了後、室温まで放冷し、精製する。精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。たとえば、上記樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒(貧溶媒)を、この反応溶液の10倍以下の体積量、好ましくは10〜5倍の体積量で、接触させることにより樹脂を固体として析出させる。   After completion of the reaction, the mixture is allowed to cool to room temperature and purified. Purification is a liquid-liquid extraction method that removes residual monomer and oligomer components by washing with water or combining an appropriate solvent, a purification method in a solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only those having a specific molecular weight or less, Purification in solid state, such as re-precipitation method to remove residual monomers etc. by coagulating resin in poor solvent by dropping resin solution into poor solvent or washing filtered resin slurry with poor solvent An ordinary method such as a method can be applied. For example, by contacting a solvent in which the resin is hardly soluble or insoluble (poor solvent) in a volume of 10 times or less, preferably 10 to 5 times the volume of the reaction solution, the resin is precipitated as a solid.

ポリマー溶液からの沈殿又は再沈殿操作の際に用いる溶媒(沈殿又は再沈殿溶媒)としては、このポリマーの貧溶媒であればよく、ポリマーの種類に応じて、例えば、炭化水素(ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素)、ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化脂肪族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素など)、ニトロ化合物(ニトロメタン、ニトロエタンなど)、ニトリル(アセトニトリル、ベンゾニトリルなど)、エーテル(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタンなどの鎖状エーテル;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトンなど)、エステル(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、カーボネート(ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなど)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなど)、カルボン酸(酢酸など)、水、これらの溶媒を含む混合溶媒等の中から適宜選択して使用できる。これらの中でも、沈殿又は再沈殿溶媒として、少なくともアルコール(特に、メタノールなど)又は水を含む溶媒が好ましい。このような少なくとも炭化水素を含む溶媒において、アルコール(特に、メタノールなど)と他の溶媒(例えば、酢酸エチルなどのエステル、テトラヒドロフランなどのエーテル類等)との比率は、例えば前者/後者(体積比;25℃)=10/90〜99/1、好ましくは前者/後者(体積比;25℃)=30/70〜98/2、更に好ましくは前者/後者(体積比;25℃)=50/50〜97/3程度である。   The solvent (precipitation or reprecipitation solvent) used in the precipitation or reprecipitation operation from the polymer solution may be a poor solvent for this polymer, and depending on the type of the polymer, for example, a hydrocarbon (pentane, hexane, Aliphatic hydrocarbons such as heptane and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; and halogenated hydrocarbons (such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride) Halogenated aliphatic hydrocarbons; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and dichlorobenzene, etc., nitro compounds (nitromethane, nitroethane, etc.), nitriles (acetonitrile, benzonitrile, etc.), ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane) Chain d Ter; cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone, etc.), esters (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonates (dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), alcohols ( Methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, etc.), carboxylic acid (acetic acid, etc.), water, a mixed solvent containing these solvents, and the like. Among them, a solvent containing at least an alcohol (particularly methanol or the like) or water is preferable as the precipitation or reprecipitation solvent. In such a solvent containing at least hydrocarbon, the ratio of alcohol (particularly, methanol, etc.) to another solvent (eg, esters such as ethyl acetate, ethers such as tetrahydrofuran, etc.) is, for example, the former / the latter (volume ratio). ; 25 ° C) = 10/90 to 99/1, preferably the former / latter (volume ratio; 25 ° C) = 30/70 to 98/2, more preferably the former / latter (volume ratio; 25 ° C) = 50 /. It is about 50 to 97/3.

沈殿又は再沈殿溶媒の使用量は、効率や収率等を考慮して適宜選択できるが、一般には、ポリマー溶液100質量部に対して、100〜10000質量部、好ましくは200〜2000質量部、更に好ましくは300〜1000質量部である。   The amount of the precipitation or reprecipitation solvent can be appropriately selected in consideration of efficiency, yield, and the like, but is generally 100 to 10,000 parts by mass, preferably 200 to 2,000 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polymer solution. More preferably, it is 300 to 1000 parts by mass.

ポリマー溶液を沈殿又は再沈殿溶媒(貧溶媒)中に供給する際のノズルの口径は、好ましくは4mmφ以下(例えば0.2〜4mmφ)である。また、ポリマー溶液の貧溶媒中への供給速度(滴下速度)は、線速度として、例えば0.1〜10m/秒、好ましくは0.3〜5m/秒程度である。   The nozzle diameter when supplying the polymer solution into the precipitation or reprecipitation solvent (poor solvent) is preferably 4 mmφ or less (for example, 0.2 to 4 mmφ). The feeding speed (dropping speed) of the polymer solution into the poor solvent is, for example, about 0.1 to 10 m / sec, preferably about 0.3 to 5 m / sec as a linear velocity.

沈殿又は再沈殿操作は攪拌下で行うのが好ましい。攪拌に用いる攪拌翼として、例えば、デスクタービン、ファンタービン(パドルを含む)、湾曲羽根タービン、矢羽根タービン、ファウドラー型、ブルマージン型、角度付き羽根ファンタービン、プロペラ、多段型、アンカー型(又は馬蹄型)、ゲート型、二重リボン、スクリューなどを使用できる。攪拌は、ポリマー溶液の供給終了後も、更に10分以上、特に20分以上行うのが好ましい。攪拌時間が少ない場合には、ポリマー粒子中のモノマー含有量を充分低減できない場合が生じる。また、攪拌翼の代わりにラインミキサーを用いてポリマー溶液と貧溶媒とを混合攪拌することもできる。   The precipitation or reprecipitation operation is preferably performed under stirring. As a stirring blade used for stirring, for example, a desk turbine, a fan turbine (including a paddle), a curved blade turbine, an arrow blade turbine, a faudler type, a bull margin type, an angled blade fan turbine, a propeller, a multistage type, an anchor type (or Horseshoe type), gate type, double ribbon, screw, etc. can be used. The stirring is preferably performed for 10 minutes or more, especially for 20 minutes or more after the supply of the polymer solution is completed. If the stirring time is short, the monomer content in the polymer particles may not be sufficiently reduced. Alternatively, the polymer solution and the poor solvent can be mixed and stirred using a line mixer instead of the stirring blade.

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

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

なお、一度、樹脂を析出させて、分離した後に、再び溶媒に溶解させ、この樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒と接触させてもよい。   In addition, once the resin is precipitated and separated, the resin may be dissolved again in a solvent and brought into contact with a solvent in which the resin is hardly soluble or insoluble.

即ち、上記ラジカル重合反応終了後、ポリマーが難溶あるいは不溶の溶媒を接触させ、樹脂を析出させ(工程a)、樹脂を溶液から分離し(工程b)、改めて溶媒に溶解させ樹脂溶液Aを調製(工程c)、その後、樹脂溶液Aに、樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒を、樹脂溶液Aの10倍未満の体積量(好ましくは5倍以下の体積量)で、接触させることにより樹脂固体を析出させ(工程d)、析出した樹脂を分離する(工程e)ことを含む方法でもよい。   That is, after the completion of the radical polymerization reaction, a solvent in which the polymer is hardly soluble or insoluble is brought into contact to precipitate the resin (step a), the resin is separated from the solution (step b), and the resin solution A is dissolved again in the solvent to form the resin solution A. Preparation (step c), and then contacting the resin solution A with a solvent in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume of less than 10 times (preferably 5 times or less) the volume of the resin solution A, A method including depositing a solid (step d) and separating the deposited resin (step e) may be used.

樹脂溶液Aの調製に際し使用する溶媒は、重合反応に際しモノマーを溶解させる溶媒と同様の溶媒を使用することができ、重合反応に際し使用した溶媒と同一であっても異なっていてもよい。   The solvent used for preparing the resin solution A can be the same as the solvent that dissolves the monomer in the polymerization reaction, and may be the same or different from the solvent used in the polymerization reaction.

樹脂(X)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。   The resin (X) may be used alone or in combination of two or more.

トップコート組成物が複数の樹脂(X)を含む場合、フッ素原子及び/又は珪素原子を有する樹脂(XA)を少なくとも1種含むことが好ましい。フッ素原子及び/又は珪素原子を有する樹脂(XA)を少なくとも1種、及び、フッ素原子及び/又は珪素原子の含有率が樹脂(XA)より小さい樹脂(XB)をトップコート組成物が含むことがより好ましい。これにより、トップコート膜を形成した際に、樹脂(XA)がトップコート膜の表面に偏在するため、現像特性などの性能を改良させることができる。   When the topcoat composition contains a plurality of resins (X), it is preferable that the topcoat composition contains at least one resin (XA) having a fluorine atom and / or a silicon atom. The topcoat composition may include at least one resin (XA) having a fluorine atom and / or a silicon atom, and a resin (XB) having a lower content of fluorine atoms and / or silicon atoms than the resin (XA). More preferred. Thereby, when the top coat film is formed, the resin (XA) is unevenly distributed on the surface of the top coat film, so that performance such as development characteristics can be improved.

樹脂(XA)の含有量は、トップコート組成物に含まれる全固形分を基準として、0.01〜30質量%が好ましく、0.1〜10質量%がより好ましく、0.1〜8質量%が更に好ましく、0.1〜5質量%が特に好ましい。樹脂(XB)の含有量は、トップコート組成物に含まれる全固形分を基準として、50.0〜99.9質量%が好ましく、60〜99.9質量%がより好ましく、70〜99.9質量%が更に好ましく、80〜99.9質量%が特に好ましい。   The content of the resin (XA) is preferably 0.01 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.1 to 8% by mass based on the total solid content contained in the top coat composition. % Is more preferable, and 0.1 to 5% by mass is particularly preferable. The content of the resin (XB) is preferably 50.0 to 99.9% by mass, more preferably 60 to 99.9% by mass, and more preferably 70 to 99.9% by mass, based on the total solid content contained in the top coat composition. 9 mass% is more preferable, and 80 to 99.9 mass% is particularly preferable.

樹脂(XA)に含有されるフッ素原子及び珪素原子の含有量の好ましい範囲は、樹脂(X)がフッ素原子を有する場合及び樹脂(X)が珪素原子を有する場合の好ましい範囲と同様である。   The preferred ranges of the content of fluorine atoms and silicon atoms contained in the resin (XA) are the same as the preferred ranges when the resin (X) has a fluorine atom and when the resin (X) has a silicon atom.

樹脂(XB)としては、フッ素原子及び珪素原子を実質的に含有しない形態が好ましく、この場合、具体的には、フッ素原子を有する繰り返し単位及び珪素原子を有する繰り返し単位の合計の含有量が、樹脂(XB)中の全繰り返し単位に対して0〜20モル%が好ましく、0〜10モル%がより好ましく、0〜5モル%が更に好ましく、0〜3モル%が特に好ましく、理想的には0モル%、すなわち、フッ素原子及び珪素原子を含有しない。   As the resin (XB), a form substantially not containing a fluorine atom and a silicon atom is preferable. In this case, specifically, the total content of the repeating unit having a fluorine atom and the repeating unit having a silicon atom is, It is preferably from 0 to 20 mol%, more preferably from 0 to 10 mol%, even more preferably from 0 to 5 mol%, particularly preferably from 0 to 3 mol%, ideally based on all repeating units in the resin (XB). Has 0 mol%, that is, contains no fluorine atom and no silicon atom.

トップコート組成物全体中の樹脂(X)の配合量は、全固形分中、50〜99.9質量%が好ましく、60〜99.0質量%がより好ましい。   The amount of the resin (X) in the entire topcoat composition is preferably 50 to 99.9% by mass, more preferably 60 to 99.0% by mass, based on the total solid content.

<トップコート溶剤>
上層膜形成用組成物は溶剤を含有することができる。本明細書では、上層膜形成用組成物が含有する溶剤をトップコート溶剤とも呼ぶ。
感活性光線性又は感放射線性膜を溶解せずに良好なパターンを形成するために、トップコート溶剤は、感活性光線性又は感放射線性膜を溶解しない溶剤であることが好ましく、有機系現像液とは異なる溶剤であることがより好ましい。
上層膜を均一に塗布する観点から、上層膜形成用組成物は固形分濃度が0.01〜20質量%であることが好ましく、0.1〜15質量%であることがより好ましく、1〜10質量%であることが更に好ましい。
<Topcoat solvent>
The composition for forming an upper layer film may contain a solvent. In this specification, the solvent contained in the composition for forming an upper layer film is also referred to as a topcoat solvent.
In order to form a good pattern without dissolving the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, the top coat solvent is preferably a solvent that does not dissolve the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, and is preferably used in organic development. More preferably, the solvent is different from the liquid.
From the viewpoint of uniformly coating the upper layer film, the upper layer film forming composition preferably has a solid content concentration of 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 15% by mass, More preferably, it is 10% by mass.

トップコートの溶剤は本願の現像液、リンス液も使用できる。
トップコート溶剤としては、上層膜形成用組成物に含まれる樹脂を溶解し、感活性光線性又は感放射線性膜を溶解しない限りは特に制限はない。
上層膜形成用組成物は有機溶剤を含有することが好ましい。
上層膜形成用組成物中の有機溶剤の含有量が、上層膜形成用組成物に含まれる全溶剤に対して50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが更に好ましい。
有機溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、フッ素系溶剤、炭化水素系溶剤などが好適に挙げられる。トップコート溶剤の粘度としては、5cP(センチポアズ)以下が好ましく、3cP以下がより好ましく、2cP以下が更に好ましく、1cP以下が特に好ましい。なお、センチポアズからパスカル秒へは、次式で換算できる。
1000cP=1Pa・s。
As the solvent for the top coat, the developing solution and the rinsing solution of the present application can be used.
The topcoat solvent is not particularly limited as long as the resin contained in the composition for forming an upper layer film is dissolved and the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is not dissolved.
The composition for forming an upper layer film preferably contains an organic solvent.
The content of the organic solvent in the composition for forming an upper layer film is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, based on all solvents contained in the composition for forming an upper layer film, More preferably, it is 90% by mass or more.
Preferred examples of the organic solvent include alcohol solvents, ether solvents, ester solvents, fluorine solvents, and hydrocarbon solvents. The viscosity of the topcoat solvent is preferably 5 cP (centipoise) or less, more preferably 3 cP or less, still more preferably 2 cP or less, and particularly preferably 1 cP or less. Note that the following formula can be used to convert centipoise to Pascal second.
1000 cP = 1 Pa · s.

アルコール系溶剤としては、塗布性の観点から、1価のアルコールが好ましく、更に好ましくは、炭素数4〜8の1価アルコールである。炭素数4〜8の1価アルコールとしては、直鎖状、分岐状、環状のアルコールを用いることができるが、直鎖状又は分岐状のアルコールが好ましい。このようなアルコール系溶剤としては、例えば、1−ブタノール、2−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、4−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、イソブチルアルコール、tert―ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノールなどのアルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどのグリコール;エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノールなどのグリコールエーテル;等を用いることができ、なかでも、アルコール、グリコールエーテルが好ましく、1−ブタノール、1−ヘキサノール、1−ペンタノール、3−メチル−1−ブタノール、4−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルがより好ましい。
また、アルコール系溶剤としては非フッ素系のアルコール系溶剤を用いることが好ましく、これにより、感活性光線性又は感放射線性膜に対する非溶解性が更に向上し、上層膜形成用組成物を感活性光線性又は感放射線性膜上に塗布した際に、感活性光線性又は感放射線性膜を溶解することなく、より均一に、上層膜を形成できる。
As the alcohol-based solvent, a monohydric alcohol is preferable from the viewpoint of applicability, and more preferably a monohydric alcohol having 4 to 8 carbon atoms. As the monohydric alcohol having 4 to 8 carbon atoms, a linear, branched or cyclic alcohol can be used, but a linear or branched alcohol is preferable. Such alcohol solvents include, for example, 1-butanol, 2-butanol, 3-methyl-1-butanol, 4-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, isobutyl alcohol, tert- Butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4 Alcohols such as octanol; glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether Glycol ethers such as triethylene glycol monoethyl ether and methoxymethyl butanol; and the like, among which alcohols and glycol ethers are preferable, and 1-butanol, 1-hexanol, 1-pentanol, and 3-methyl-1 are preferable. -Butanol, 4-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, propylene glycol monomethyl ether are more preferred.
Further, it is preferable to use a non-fluorine-based alcohol-based solvent as the alcohol-based solvent, whereby the insolubility in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is further improved, and the composition for forming the upper layer film is activated. When applied on a light-sensitive or radiation-sensitive film, the upper layer film can be formed more uniformly without dissolving the actinic-light-sensitive or radiation-sensitive film.

フッ素系溶剤としては、例えば、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−1−ブタノール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノール、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−デカフルオロ−1−ヘキサノール、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−1,5−ペンタンジオール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1,6−ヘキサンジオール、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロ−1,8−オクタンジオール、2−フルオロアニソール、2,3−ジフルオロアニソール、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン、パーフルオロ−2−ペンタノン、パーフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフラン、パーフルオロテトラヒドロフラン、パーフルオロトリブチルアミン、パーフルオロテトラペンチルアミン等が挙げられ、この中でも、フッ化アルコール又はフッ化炭化水素系溶剤を好適に用いることができる。
炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、アニソールなどの芳香族炭化水素系溶剤;n−ヘプタン、n−ノナン、n−オクタン、n−デカン、2−メチルヘプタン、3−メチルヘプタン、3,3−ジメチルヘキサン、2,3,4−トリメチルペンタン、ウンデカンなどの脂肪族炭化水素系溶剤;等が挙げられる。
エーテル系溶剤としては、上記グリコールエーテル系溶剤の他、例えば、ジオキサン、テトラヒドロフラン、イソアミルエーテル等が挙げられる。エーテル系溶剤のなかでも、分岐構造を有するエーテル系溶剤が好ましい。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル(酢酸n−ブチル)、酢酸ペンチル、酢酸ヘキシル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ブチル(プロピオン酸n−ブチル)、酪酸ブチル、酪酸イソブチル、ブタン酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、イソ酪酸イソブチル、プロピオン酸ブチル等が挙げられる。エステル系溶剤のなかでも、分岐構造を有するエステル系溶剤が好ましい。
Examples of the fluorinated solvent include 2,2,3,3,4,4-hexafluoro-1-butanol, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1-pentanol 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-decafluoro-1-hexanol, 2,2,3,3,4,4-hexafluoro-1,5-pentanediol, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1,6-hexanediol, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7- Dodecafluoro-1,8-octanediol, 2-fluoroanisole, 2,3-difluoroanisole, perfluorohexane, perfluoroheptane, perfluoro-2-pentanone, perfluoro-2-butyltetrahydrofuran, perfluorotetrahydrofuran, perflu B tributylamine, include perfluoro tetrapentyl amine or the like, and among this, can be preferably used a fluorinated alcohol or fluorinated hydrocarbon solvent.
Examples of the hydrocarbon solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, and anisole; n-heptane, n-nonane, n-octane, n-decane, 2-methylheptane, 3-methylheptane, 3 And aliphatic hydrocarbon solvents such as 2,3-dimethylhexane, 2,3,4-trimethylpentane and undecane; and the like.
Examples of the ether-based solvent include, in addition to the glycol ether-based solvent, dioxane, tetrahydrofuran, isoamyl ether, and the like. Among the ether solvents, an ether solvent having a branched structure is preferable.
Examples of the ester solvent include methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate (n-butyl acetate), pentyl acetate, hexyl acetate, isoamyl acetate, butyl propionate (n-butyl propionate), butyl butyrate, and butyric acid. Isobutyl, butyl butanoate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3 -Methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, methyl 2-hydroxyisobutyrate, 2- Dorokishiiso butyric acid methyl, isobutyl isobutyrate, and butyl propionate. Among the ester solvents, an ester solvent having a branched structure is preferable.

トップコート溶剤は一種単独で又は複数を混合して用いてもよい。
上記以外の溶剤を混合する場合、その混合比は、上層膜形成用組成物の全溶剤量に対して、通常0〜30質量%、好ましくは0〜20質量%、更に好ましくは0〜10質量%である。上記以外の溶剤を混合することで、感活性光線性又は感放射線性膜に対する溶解性、上層膜形成用組成物中の樹脂の溶解性、感活性光線性又は感放射線性膜からの溶出特性、などを適宜調整することができる。
The topcoat solvent may be used alone or in combination of two or more.
When a solvent other than the above is mixed, the mixing ratio is usually from 0 to 30% by mass, preferably from 0 to 20% by mass, more preferably from 0 to 10% by mass, based on the total amount of the solvent in the composition for forming an upper layer film. %. By mixing a solvent other than the above, the solubility in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, the solubility of the resin in the composition for forming the upper layer film, the elution characteristics from the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, Can be appropriately adjusted.

上層膜形成用組成物に含まれる全溶剤に対し、水酸基を有する溶剤の含有量が50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。上層膜形成用組成物中の水酸基を有する溶剤の含有量を50質量%以下にすると、感活性光線性又は感放射線性組成物中の樹脂が上層膜形成用組成物中のトップコート溶剤に溶解されることを防止することができ、解像性を向上させることができる。   The content of the solvent having a hydroxyl group is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and preferably 30% by mass or less, based on the total solvent contained in the composition for forming an upper layer film. Is more preferred. When the content of the solvent having a hydroxyl group in the composition for forming an upper layer film is 50% by mass or less, the resin in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition dissolves in the top coat solvent in the composition for forming an upper layer film. Can be prevented, and the resolution can be improved.

上層膜形成用組成物は、樹脂、及びトップコート溶剤の他に、更に、下記(A1)〜(A4)のいずれかで示される化合物を含有してもよい。
(A1)塩基性化合物又は塩基発生剤
(A2)エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される結合又は基を含有する化合物
(A3)イオン性化合物
(A4)ラジカルトラップ基を有する化合物
The composition for forming an upper layer film may further contain a compound represented by any of the following (A1) to (A4) in addition to the resin and the topcoat solvent.
(A1) Basic compound or base generator (A2) Compound containing a bond or group selected from the group consisting of ether bond, thioether bond, hydroxyl group, thiol group, carbonyl bond and ester bond (A3) Ionic compound (A4) Compound having a radical trap group

<(A1)塩基性化合物又は塩基発生剤>
上層膜形成用組成物は、更に、塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくともいずれか(以下、これらをまとめて「化合物(A1)」と呼ぶ場合がある)を含有することが好ましい。
<(A1) Basic compound or base generator>
The composition for forming an upper layer film preferably further contains at least one of a basic compound and a base generator (hereinafter, these may be collectively referred to as “compound (A1)”).

(塩基性化合物)
上層膜形成用組成物が含有できる塩基性化合物としては、有機塩基性化合物であることが好ましく、含窒素塩基性化合物であることがより好ましい。例えば、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有してもよい塩基性化合物として記載したものを使用でき、具体的には、式(E−1)〜(E−5)で示される構造を有する化合物が好適に挙げられる。
また、例えば、以下の(1)〜(7)に分類される化合物を用いることができる。
(Basic compound)
The basic compound that can be contained in the composition for forming an upper layer film is preferably an organic basic compound, and more preferably a nitrogen-containing basic compound. For example, those described as the basic compound which may be contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition can be used, and specifically, represented by formulas (E-1) to (E-5). Compounds having a structure are preferred.
Further, for example, compounds classified into the following (1) to (7) can be used.

(1)一般式(BS−1)により表される化合物   (1) Compound represented by general formula (BS-1)

一般式(BS−1)中、
Rは、各々独立に、水素原子又は有機基を表す。但し、3つのRのうち少なくとも1つは有機基である。この有機基は、直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基、単環若しくは多環のシクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基である。
In the general formula (BS-1),
R each independently represents a hydrogen atom or an organic group. However, at least one of the three Rs is an organic group. This organic group is a linear or branched alkyl group, a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group.

Rとしてのアルキル基の炭素数は、特に限定されないが、通常1〜20であり、好ましくは1〜12である。
Rとしてのシクロアルキル基の炭素数は、特に限定されないが、通常3〜20であり、好ましくは5〜15である。
The number of carbon atoms of the alkyl group as R is not particularly limited, but is usually 1 to 20, and preferably 1 to 12.
The number of carbon atoms of the cycloalkyl group as R is not particularly limited, but is usually 3 to 20, and preferably 5 to 15.

Rとしてのアリール基の炭素数は、特に限定されないが、通常6〜20であり、好ましくは6〜10である。具体的には、フェニル基及びナフチル基等が挙げられる。
Rとしてのアラルキル基の炭素数は、特に限定されないが、通常7〜20であり、好ましくは7〜11である。具体的には、ベンジル基等が挙げられる。
The carbon number of the aryl group as R is not particularly limited, but is usually 6 to 20, and preferably 6 to 10. Specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.
Although the carbon number of the aralkyl group as R is not particularly limited, it is usually 7 to 20, preferably 7 to 11. Specific examples include a benzyl group.

Rとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、水素原子が置換基により置換されていてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基及びアルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。   In the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group as R, a hydrogen atom may be substituted by a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylcarbonyloxy group, and an alkyloxycarbonyl group.

なお、一般式(BS−1)により表される化合物では、Rのうち少なくとも2つが有機基であることが好ましい。   In the compound represented by the formula (BS-1), it is preferable that at least two of Rs are organic groups.

一般式(BS−1)により表される化合物の具体例としては、トリ−n−ブチルアミン、トリ−イソプロピルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−デシルアミン、トリイソデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ジデシルアミン、メチルオクタデシルアミン、ジメチルウンデシルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン、メチルジオクタデシルアミン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン、及び2,4,6−トリ(t−ブチル)アニリンが挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the general formula (BS-1) include tri-n-butylamine, tri-isopropylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-octylamine, tri-n-decylamine, Isodecylamine, dicyclohexylmethylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, didecylamine, methyloctadecylamine, dimethylundecylamine, N, N-dimethyldodecylamine, methyldioctadecylamine, N, N -Dibutylaniline, N, N-dihexylaniline, 2,6-diisopropylaniline, and 2,4,6-tri (t-butyl) aniline.

また、一般式(BS−1)により表される好ましい塩基性化合物として、少なくとも1つのRがヒドロキシ基で置換されたアルキル基であるものが挙げられる。具体的には、例えば、トリエタノールアミン及びN,N−ジヒドロキシエチルアニリンが挙げられる。   Further, as a preferable basic compound represented by the general formula (BS-1), a compound in which at least one R is an alkyl group substituted with a hydroxy group can be mentioned. Specific examples include triethanolamine and N, N-dihydroxyethylaniline.

なお、Rとしてのアルキル基は、アルキル鎖中に酸素原子を有していてもよい。即ち、オキシアルキレン鎖が形成されていてもよい。オキシアルキレン鎖としては、−CHCHO−が好ましい。具体的には、例えば、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン、及び、US6040112号明細書のカラム3の60行目以降に例示されている化合物が挙げられる。In addition, the alkyl group as R may have an oxygen atom in the alkyl chain. That is, an oxyalkylene chain may be formed. The oxyalkylene chain, -CH 2 CH 2 O- are preferable. Specifically, for example, tris (methoxyethoxyethyl) amine and the compounds exemplified in column 3, line 60 and subsequent rows of US Pat. No. 6,040,112 can be mentioned.

一般式(BS−1)で表される塩基性化合物としては、例えば、以下のものが挙げられる。   Examples of the basic compound represented by Formula (BS-1) include the following.



(2)含窒素複素環構造を有する化合物
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有し得る塩基性化合物として説明したものと同様である。
(2) Compound Having a Nitrogen-Containing Heterocyclic Structure This is the same as the basic compound that can be contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.

(4)アンモニウム塩
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有し得る塩基性化合物として説明したものと同様である。
(4) Ammonium salt The same as described for the basic compound that the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition may contain.

(5)プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物(PA)
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有し得る塩基性化合物として説明したものと同様である。
(5) a compound having a proton acceptor functional group and decomposing by irradiation with actinic rays or radiation to generate a compound having a reduced or eliminated proton acceptor property or changed from a proton acceptor property to an acidic one ( PA)
It is the same as that described as the basic compound that the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition can contain.

上層膜形成用組成物において、化合物(PA)の組成物全体中の配合率は、全固形分中0.1〜10質量%が好ましく、より好ましくは1〜8質量%である。   In the composition for forming an upper layer film, the compounding ratio of the compound (PA) in the entire composition is preferably from 0.1 to 10% by mass, more preferably from 1 to 8% by mass, based on the total solid content.

(6)グアニジン化合物
上層膜形成用組成物は、塩基性化合物として、下記式で表される構造を有するグアニジン化合物を含んでいてもよい。
(6) Guanidine compound The composition for forming an upper layer film may contain a guanidine compound having a structure represented by the following formula as a basic compound.

グアニジン化合物は3つの窒素によって共役酸のプラスの電荷が分散安定化されるため、強い塩基性を示す。
グアニジン化合物の塩基性としては、共役酸のpKaが6.0以上であることが好ましく、7.0〜20.0であることが酸との中和反応性が高く、ラフネス特性に優れるため好ましく、8.0〜16.0であることがより好ましい。
The guanidine compound exhibits strong basicity because the positive charge of the conjugate acid is dispersed and stabilized by the three nitrogens.
As the basicity of the guanidine compound, it is preferable that the pKa of the conjugate acid is 6.0 or more, and it is preferably 7.0 to 20.0 because the neutralization reactivity with the acid is high and the roughness property is excellent. , 8.0 to 16.0.

このような強い塩基性のため、酸の拡散性を抑制し、優れたパターン形状の形成に寄与することができる。   Due to such strong basicity, acid diffusibility can be suppressed, and it can contribute to the formation of an excellent pattern shape.

本発明において、logPとは、n−オクタノール/水分配係数(P)の対数値であり、広範囲の化合物に対し、その親水性/疎水性を特徴づけることのできる有効なパラメータである。一般的には実験によらず計算によって分配係数は求められ、本発明においては、CSChemDrawUltraVer.8.0softwarepackage(Crippen’sfragmentationmethod)により計算された値を示す。   In the present invention, logP is a logarithmic value of the n-octanol / water partition coefficient (P), and is an effective parameter that can characterize the hydrophilicity / hydrophobicity of a wide range of compounds. Generally, the distribution coefficient is obtained by calculation without experiment, and in the present invention, CSChemDrawUltraVer. 8.0 indicates a value calculated by softwarepackage (Crippen's sfragmentationmethod).

また、グアニジン化合物のlogPが10以下であることが好ましい。上記値以下であることにより感活性光線性又は感放射線性膜中に均一に含有させることができる。   Further, it is preferable that log P of the guanidine compound is 10 or less. When the content is equal to or less than the above value, it can be uniformly contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film.

本発明におけるグアニジン化合物のlogPは2〜10の範囲であることが好ましく、3〜8の範囲であることがより好ましく、4〜8の範囲であることが更に好ましい。   The log P of the guanidine compound in the present invention is preferably in the range of 2 to 10, more preferably in the range of 3 to 8, and even more preferably in the range of 4 to 8.

また、本発明におけるグアニジン化合物はグアニジン構造以外に窒素原子を有さないことが好ましい。   The guanidine compound in the present invention preferably has no nitrogen atom other than the guanidine structure.

グアニジン化合物の具体例としては、特開2013−83966号公報の段落[0765]〜[0768]に記載の化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the guanidine compound include, but are not limited to, the compounds described in paragraphs [0765] to [0768] of JP-A-2013-83966.

(7)窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物
上層膜形成用組成物は、窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物を含有することができる。窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物は、酸の作用により脱離する基が脱離した後は、塩基性を有することが好ましい。
(7) Low-molecular compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid The composition for forming an upper layer film comprises a low-molecular compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid. Can be contained. The low molecular weight compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid preferably has basicity after the group capable of leaving by the action of an acid is removed.

酸の作用により脱離する基としては特に限定されないが、アセタール基、カルボネート基、カルバメート基、3級エステル基、3級水酸基、ヘミアミナールエーテル基が好ましく、カルバメート基、ヘミアミナールエーテル基であることが特に好ましい。   The group which is eliminated by the action of an acid is not particularly limited, but is preferably an acetal group, a carbonate group, a carbamate group, a tertiary ester group, a tertiary hydroxyl group, or a hemiaminal ether group, and is preferably a carbamate group or a hemiaminal ether group. It is particularly preferred that there is.

酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物の分子量は、100〜1000が好ましく、100〜700がより好ましく、100〜500が特に好ましい。   The molecular weight of the low molecular compound having a group capable of leaving by the action of an acid is preferably from 100 to 1,000, more preferably from 100 to 700, and particularly preferably from 100 to 500.

窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物としては、酸の作用により脱離する基を窒素原子上に有するアミン誘導体が好ましい。   As the low molecular weight compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid, an amine derivative having a group capable of leaving by the action of an acid on a nitrogen atom is preferable.

窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物は、窒素原子上に保護基を有するカルバメート基を有しても良い。カルバメート基を構成する保護基としては、下記一般式(d−1)で表すことができる。   The low molecular weight compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid may have a carbamate group having a protecting group on the nitrogen atom. The protecting group constituting the carbamate group can be represented by the following general formula (d-1).

一般式(d−1)において、
R’は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖状又は分岐状アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はアルコキシアルキル基を表す。R’は相互に結合して環を形成していても良い。
In the general formula (d-1),
R ′ each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkoxyalkyl group. R's may be mutually bonded to form a ring.

R’として好ましくは、直鎖状、又は分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基である。より好ましくは、直鎖状、又は分岐状のアルキル基、シクロアルキル基である。   R 'is preferably a linear or branched alkyl group, cycloalkyl group, or aryl group. More preferably, it is a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group.

窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物は、塩基性化合物と一般式(d−1)で表される構造を任意に組み合わせることで構成することも出来る。   The low molecular weight compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid can also be constituted by arbitrarily combining a basic compound and the structure represented by the general formula (d-1).

窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物は、下記一般式(J)で表される構造を有するものであることが特に好ましい。   It is particularly preferable that the low molecular compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid has a structure represented by the following general formula (J).

なお、窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物は、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物であるかぎり、上記の塩基性化合物に相当するものであってもよい。
一般式(J)
Note that a low molecular compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid is equivalent to the above basic compound as long as it is a low molecular compound having a group capable of leaving by the action of an acid. There may be.
General formula (J)

一般式(J)において、Raは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。また、n=2のとき、2つのRaは同じでも異なっていてもよく、2つのRaは相互に結合して、2価の複素環式炭化水素基(好ましくは炭素数20以下)若しくはその誘導体を形成していてもよい。   In the general formula (J), Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. When n = 2, the two Ras may be the same or different, and the two Ras are mutually bonded to form a divalent heterocyclic hydrocarbon group (preferably having 20 or less carbon atoms) or a derivative thereof. May be formed.

Rbは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシアルキル基を示す。但し、−C(Rb)(Rb)(Rb)において、1つ以上のRbが水素原子のとき、残りのRbの少なくとも1つはシクロプロピル基、1−アルコキシアルキル基又はアリール基である。   Rb independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkoxyalkyl group. However, when one or more Rb in -C (Rb) (Rb) (Rb) is a hydrogen atom, at least one of the remaining Rb is a cyclopropyl group, a 1-alkoxyalkyl group or an aryl group.

少なくとも2つのRbが結合して脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。   At least two Rb may combine to form an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic hydrocarbon group, or a derivative thereof.

nは0〜2の整数を表し、mは1〜3の整数を表し、n+m=3である。   n represents an integer of 0 to 2, m represents an integer of 1 to 3, and n + m = 3.

一般式(J)において、Ra及びRbが示すアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基は、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基、アルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい。Rbが示すアルコキシアルキル基についても同様である。   In the general formula (J), the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group represented by Ra and Rb are a functional group such as a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a pyrrolidino group, a piperidino group, a morpholino group, and an oxo group. , An alkoxy group or a halogen atom. The same applies to the alkoxyalkyl group represented by Rb.

本発明における特に好ましい窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物の具体例としては、例えば、特開2013−83966号公報の段落[0786]〜[0788]に記載の化合物が挙げられるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the low molecular weight compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid according to the invention are described in, for example, paragraphs [0786] to [0788] of JP-A-2013-83966. However, the present invention is not limited thereto.

一般式(J)で表される化合物は、特開2007−298569号公報、特開2009−199021号公報などに基づき合成することができる。
本発明において、窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物は、一種単独でも又は2種以上を混合しても使用することができる。
The compound represented by the general formula (J) can be synthesized based on JP-A-2007-298569, JP-A-2009-199021, and the like.
In the present invention, the low molecular compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid can be used alone or in combination of two or more.

その他、使用可能なものとして、特開2002−363146号公報の実施例で合成されている化合物、及び特開2007−298569号公報の段落0108に記載の化合物等が挙げられる。
塩基性化合物として、感光性の塩基性化合物を用いてもよい。感光性の塩基性化合物としては、例えば、特表2003−524799号公報、及び、J.Photopolym.Sci&Tech.Vol.8,P.543−553(1995)等に記載の化合物を用いることができる。
塩基性化合物として、いわゆる光崩壊性塩基と呼ばれる化合物を使用してもよい。光崩壊性塩基としては、例えば、カルボン酸のオニウム塩、α位がフッ素化されていないスルホン酸のオニウム塩を挙げることができる。光崩壊性塩基の具体例は、WO2014/133048A1の段落0145、特開2008−158339及び特許399146を挙げることができる。
Other usable compounds include the compounds synthesized in the examples of JP-A-2002-363146 and the compounds described in paragraph 0108 of JP-A-2007-298569.
As the basic compound, a photosensitive basic compound may be used. Examples of the photosensitive basic compound include, for example, JP-T-2003-524799 and J.P. Photopolym. Sci & Tech. Vol. 8, p. 543-553 (1995) and the like.
As the basic compound, a compound called a so-called photodegradable base may be used. Examples of the photodisintegrable base include an onium salt of a carboxylic acid and an onium salt of a sulfonic acid in which the α-position is not fluorinated. Specific examples of the photodisintegrable base include paragraph 0145 of WO2014 / 133048A1, JP-A-2008-158339 and Patent 399146.

〔塩基性化合物の含有量〕
上層膜形成用組成物における塩基性化合物の含有量は、上層膜形成用組成物の固形分を基準として、0.01〜20質量%が好ましく、0.1〜10質量%がより好ましく、1〜5質量%が更に好ましい。
(Content of basic compound)
The content of the basic compound in the composition for forming an upper layer film is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 1 to 10% by mass, based on the solid content of the composition for forming an upper layer film. -5% by mass is more preferred.

(塩基発生剤)
上層膜形成用組成物が含有できる塩基発生剤(好ましくは光塩基発生剤)としては、例えば、特開平4−151156号、同4−162040号、同5−197148号、同5−5995号、同6−194834号、同8−146608号、同10−83079号、及び欧州特許622682号に記載の化合物が挙げられる。
また、特開2010−243773号公報に記載の化合物も適宜用いられる。
光塩基発生剤としては、具体的には、例えば、2−ニトロベンジルカルバメート、2,5−ジニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、N−シクロヘキシル−4−メチルフェニルスルホンアミド及び1,1−ジメチル−2−フェニルエチル−N−イソプロピルカーバメートが好適に挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(Base generator)
Examples of the base generator (preferably a photo base generator) that can be contained in the composition for forming an upper layer film include, for example, JP-A-4-151156, JP-A-4-162040, JP-A-5-197148, JP-A-5-59995, Compounds described in JP-A-6-194834, JP-A-8-146608, JP-A-10-83079, and EP 622682 are exemplified.
Further, the compounds described in JP-A-2010-243773 can be used as appropriate.
Specific examples of the photobase generator include 2-nitrobenzyl carbamate, 2,5-dinitrobenzylcyclohexyl carbamate, N-cyclohexyl-4-methylphenylsulfonamide, and 1,1-dimethyl-2-phenylethyl Preferred is -N-isopropyl carbamate, but is not limited thereto.

〔塩基発生剤の含有量〕
上層膜形成用組成物における塩基発生剤の含有量は、上層膜形成用組成物の固形分を基準として、0.01〜20質量%が好ましく、0.1〜10質量%がより好ましく、1〜5質量%が更に好ましい。
(Content of base generator)
The content of the base generator in the composition for forming an upper layer film is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 1 to 10% by mass, based on the solid content of the composition for forming an upper layer film. -5% by mass is more preferred.

<(A2)エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される結合又は基を含有する化合物>
エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される基又は結合を少なくとも一つ含む化合物(以下、化合物(A2)とも呼ぶ)について、以下に説明する。
<(A2) Compound containing bond or group selected from the group consisting of ether bond, thioether bond, hydroxyl group, thiol group, carbonyl bond and ester bond>
A compound containing at least one group or bond selected from the group consisting of an ether bond, a thioether bond, a hydroxyl group, a thiol group, a carbonyl bond, and an ester bond (hereinafter, also referred to as compound (A2)) is described below.

上記の通り、化合物(A2)は、エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される基又は結合を少なくとも一つ含む化合物である。これら基又は結合に含まれる酸素原子又は硫黄原子は、非共有電子対を有するため、感活性光線性又は感放射線性膜から拡散してきた酸との相互作用により、酸をトラップすることができる。   As described above, the compound (A2) is a compound containing at least one group or bond selected from the group consisting of an ether bond, a thioether bond, a hydroxyl group, a thiol group, a carbonyl bond, and an ester bond. Since the oxygen atom or sulfur atom contained in these groups or bonds has an unshared electron pair, the acid can be trapped by the interaction with the acid diffused from the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film.

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

本発明の一形態において、化合物(A2)は、分子量が3000以下であることが好ましく、2500以下であることがより好ましく、2000以下であることが更に好ましく、1500以下であることが特に好ましい。   In one embodiment of the present invention, the compound (A2) preferably has a molecular weight of 3,000 or less, more preferably 2,500 or less, further preferably 2,000 or less, and particularly preferably 1500 or less.

また、本発明の一形態において、化合物(A2)に含まれる炭素原子数は、8個以上であることが好ましく、9個以上であることがより好ましく、10個以上であることが更に好ましい。
また、本発明の一形態において、化合物(A2)に含まれる炭素原子数は、30個以下であることが好ましく、20個以下であることがより好ましく、15個以下であることが更に好ましい。
In one embodiment of the present invention, the number of carbon atoms contained in the compound (A2) is preferably 8 or more, more preferably 9 or more, and still more preferably 10 or more.
In one embodiment of the present invention, the number of carbon atoms contained in the compound (A2) is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and still more preferably 15 or less.

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

また、本発明の一形態において、化合物(A2)は、エーテル結合を有する化合物であることが好ましく、エーテル結合を2つ以上有することが好ましく、3つ以上有することがより好ましく、4つ以上有することが更に好ましい。
本発明の一形態において、化合物(A2)は、下記一般式(1)で表されるオキシアルキレン構造を含有する繰り返し単位を含有することが更に好ましい。
In one embodiment of the present invention, the compound (A2) is preferably a compound having an ether bond, preferably has two or more ether bonds, more preferably has three or more ether bonds, and more preferably has four or more ether bonds. Is more preferred.
In one embodiment of the present invention, the compound (A2) further preferably contains a repeating unit having an oxyalkylene structure represented by the following general formula (1).

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

一般式(1)中のR11により表されるアルキレン基の炭素数は特に制限されないが、1〜15であることが好ましく、1〜5であることがより好ましく、2又は3であることが更に好ましく、2であることが特に好ましい。このアルキレン基が置換基を有する場合、置換基は特に制限されないが、例えばアルキル基(好ましくは炭素数1〜10)であることが好ましい。
nは、2〜20の整数であることが好ましく、そのなかでも、DOF(depth of focus)がより大きくなる理由から、10以下であることがより好ましい。
nの平均値は、DOFがより大きくなる理由から、20以下であることが好ましく、2〜10であることがより好ましく、2〜8であることが更に好ましく、4〜6であることが特に好ましい。ここで、「nの平均値」とは、化合物(A2)の重量平均分子量をGPCによって測定し、得られた重量平均分子量と一般式が整合するように決定されるnの値を意味する。nが整数でない場合は、四捨五入した値とする。
複数あるR11は同一であっても異なってもよい。
The carbon number of the alkylene group represented by R 11 in the general formula (1) is not particularly limited, but is preferably 1 to 15, more preferably 1 to 5, and preferably 2 or 3. More preferably, it is particularly preferably 2. When the alkylene group has a substituent, the substituent is not particularly limited, but is preferably, for example, an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms).
n is preferably an integer of 2 to 20, and among them, it is more preferably 10 or less because DOF (depth of focus) becomes larger.
The average value of n is preferably 20 or less, more preferably 2 to 10, more preferably 2 to 8, and particularly preferably 4 to 6, because the DOF becomes larger. preferable. Here, the “average value of n” means a value of n determined by measuring the weight average molecular weight of the compound (A2) by GPC so that the obtained weight average molecular weight matches the general formula. If n is not an integer, the value is rounded off.
A plurality of R 11 may be the same or different.

また、上記一般式(1)で表される部分構造を有する化合物は、DOFがより大きくなる理由から、下記一般式(1−1)で表される化合物であることが好ましい。   Further, the compound having a partial structure represented by the above general formula (1) is preferably a compound represented by the following general formula (1-1) because DOF becomes larger.

式中、
11の定義、具体例及び好適な態様は、上述した一般式(1)中のR11と同じである。
12及びR13は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。アルキル基の炭素数は特に制限されないが、1〜15であることが好ましい。R12及びR13は、互いに結合して環を形成してもよい。
mは、1以上の整数を表す。mは、1〜20の整数であることが好ましく、そのなかでも、DOFがより大きくなる理由から、10以下であることがより好ましい。
mの平均値は、DOFがより大きくなる理由から、20以下であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜8であることが更に好ましく、4〜6であることが特に好ましい。ここで、「mの平均値」は、上述した「nの平均値」と同義である。
mが2以上である場合、複数あるR11は同一であっても異なってもよい。
Where:
Definition of R 11, specific examples and preferred embodiment is the same as R 11 in general formula (1).
R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. The carbon number of the alkyl group is not particularly limited, but is preferably 1 to 15. R 12 and R 13 may combine with each other to form a ring.
m represents an integer of 1 or more. m is preferably an integer of 1 to 20, and among them, it is more preferably 10 or less because the DOF becomes larger.
The average value of m is preferably 20 or less, more preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, further preferably 4 to 6, for the reason that the DOF becomes larger. preferable. Here, the “average value of m” is synonymous with the “average value of n” described above.
When m is 2 or more, a plurality of R 11 may be the same or different.

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

化合物(A2)は、市販品を使用してもよく、公知の方法によって合成してもよい。   As the compound (A2), a commercially available product may be used, or may be synthesized by a known method.

以下に、化合物(A2)の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Hereinafter, specific examples of the compound (A2) will be given, but the present invention is not limited thereto.

化合物(A2)の含有率は、上層膜中の全固形分を基準として、0.1〜30質量%が好ましく、1〜25質量%がより好ましく、2〜20質量%が更に好ましく、3〜18質量%が特に好ましい。   The content of the compound (A2) is preferably from 0.1 to 30% by mass, more preferably from 1 to 25% by mass, still more preferably from 2 to 20% by mass, based on the total solid content in the upper layer film. 18% by weight is particularly preferred.

<(A3)イオン性化合物>
上層膜形成用組成物は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含有される酸発生剤に対して相対的に弱酸となるイオン性化合物を含有できる。イオン性化合物としてはオニウム塩が好ましい。活性光線性又は放射線の照射により酸発生剤から生じた酸が未反応の弱酸アニオンを有するオニウム塩と衝突すると、塩交換により弱酸を放出して強酸アニオンを有するオニウム塩を生じる。この過程で強酸がより触媒能の低い弱酸に交換されるため、見かけ上、酸が失活して酸拡散の制御を行うことができる。
<(A3) Ionic compound>
The composition for forming the upper layer film may contain an ionic compound which becomes a weak acid relatively to the acid generator contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. Onium salts are preferred as the ionic compound. When an acid generated from an acid generator upon irradiation with actinic rays or radiation collides with an unreacted onium salt having a weak acid anion, a weak acid is released by salt exchange to produce an onium salt having a strong acid anion. In this process, the strong acid is exchanged for a weak acid having a lower catalytic ability, so that the acid is apparently deactivated and the acid diffusion can be controlled.

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

式中、R51は置換基を有していてもよい炭化水素基であり、Z2cは置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基(ただし、Sに隣接する炭素にはフッ素原子は置換されていないものとする)であり、R52は有機基であり、Yは直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキレン基又はアリーレン基であり、Rfはフッ素原子を含む炭化水素基であり、Mは各々独立に、スルホニウム又はヨードニウムカチオンである。In the formula, R 51 is a hydrocarbon group which may have a substituent, and Z 2c is a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent (provided that carbon atoms adjacent to S , A fluorine atom is not substituted), R 52 is an organic group, Y 3 is a linear, branched or cyclic alkylene group or an arylene group, and Rf is a fluorine atom. And each M + is independently a sulfonium or iodonium cation.

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

一般式(d1−1)で表される化合物のアニオン部の好ましい例としては、特開2012−242799号公報の段落〔0198〕に例示された構造を挙げることが出来る。
一般式(d1−2)で表される化合物のアニオン部の好ましい例としては、特開2012−242799号公報の段落〔0201〕に例示された構造を挙げることが出来る。
一般式(d1−3)で表される化合物のアニオン部の好ましい例としては、特開2012−242799号公報の段落〔0209〕及び〔0210〕に例示された構造を挙げることが出来る。
Preferred examples of the anion portion of the compound represented by the general formula (d1-1) include a structure exemplified in paragraph [0198] of JP-A-2012-242799.
Preferred examples of the anion portion of the compound represented by the general formula (d1-2) include a structure exemplified in paragraph [0201] of JP-A-2012-242799.
Preferred examples of the anion part of the compound represented by the general formula (d1-3) include the structures exemplified in paragraphs [0209] and [0210] of JP-A-2012-242799.

酸発生剤に対して相対的に弱酸となるオニウム塩は、(C)カチオン部位とアニオン部位を同一分子内に有し、かつ、上記カチオン部位とアニオン部位が共有結合により連結している化合物(以下、「化合物(CA)」ともいう。)であってもよい。
化合物(CA)としては、下記一般式(C−1)〜(C−3)のいずれかで表される化合物であることが好ましい。
The onium salt which becomes a relatively weak acid with respect to the acid generator is (C) a compound having a cation site and an anion site in the same molecule, and wherein the cation site and the anion site are linked by a covalent bond ( Hereinafter, it may be referred to as “compound (CA)”).
The compound (CA) is preferably a compound represented by any of the following formulas (C-1) to (C-3).

一般式(C−1)〜(C−3)中、
、R、Rは、炭素数1以上の置換基を表す。
は、カチオン部位とアニオン部位を連結する2価の連結基又は単結合を表す。
−Xは、−COO、−SO 、−SO 、−N−Rから選択されるアニオン部位を表す。Rは、隣接するN原子との連結部位に、カルボニル基:−C(=O)−、スルホニル基:−S(=O)−、スルフィニル基:−S(=O)−を有する1価の置換基を表す。
、R、R、R、Lは互いに結合して環構造を形成してもよい。また、(C−3)において、R〜Rのうち2つを合わせて、N原子と2重結合を形成してもよい。
In the general formulas (C-1) to (C-3),
R 1 , R 2 and R 3 represent a substituent having 1 or more carbon atoms.
L 1 represents a divalent linking group or a single bond linking the cation site and the anion site.
-X - is, -COO -, -SO 3 - represents an anion portion selected from -R 4 -, -SO 2 -, -N. R 4 has a carbonyl group: —C (= O) —, a sulfonyl group: —S (= O) 2 —, and a sulfinyl group: —S (= O) — at a linking site with an adjacent N atom. Represents a valent substituent.
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and L 1 may combine with each other to form a ring structure. In (C-3), two of R 1 to R 3 may be combined to form a double bond with an N atom.

〜Rにおける炭素数1以上の置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルオキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、シクロアルキルアミノカルボニル基、アリールアミノカルボニル基などが挙げられる。好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基である。Examples of the substituent having 1 or more carbon atoms in R 1 to R 3 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkyloxycarbonyl group, a cycloalkyloxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylaminocarbonyl group, and a cycloalkylamino. Examples include a carbonyl group and an arylaminocarbonyl group. Preferably, they are an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.

2価の連結基としてのLは、直鎖若しくは分岐鎖状アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、及びこれらの2種以上を組み合わせてなる基等が挙げられる。Lは、より好ましくは、アルキレン基、アリーレン基、エーテル結合、エステル結合、及びこれらの2種以上を組み合わせてなる基である。
一般式(C−1)で表される化合物の好ましい例としては、特開2013−6827号公報の段落〔0037〕〜〔0039〕及び特開2013−8020号公報の段落〔0027〕〜〔0029〕に例示された化合物を挙げることが出来る。
一般式(C−2)で表される化合物の好ましい例としては、特開2012−189977号公報の段落〔0012〕〜〔0013〕に例示された化合物を挙げることが出来る。
一般式(C−3)で表される化合物の好ましい例としては、特開2012−252124号公報の段落〔0029〕〜〔0031〕に例示された化合物を挙げることが出来る。
L 1 as a divalent linking group includes a linear or branched alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, a urea bond, and a mixture of these two types. Examples include groups obtained by combining the above. L 1 is more preferably an alkylene group, an arylene group, an ether bond, an ester bond, or a group formed by combining two or more of these.
Preferred examples of the compound represented by the general formula (C-1) include paragraphs [0037] to [0039] of JP-A-2013-6827 and paragraphs [0027] to [0029] of JP-A-2013-8020. ] Can be mentioned.
Preferred examples of the compound represented by the general formula (C-2) include the compounds exemplified in paragraphs [0012] to [0013] of JP-A-2012-189977.
Preferred examples of the compound represented by the general formula (C-3) include the compounds exemplified in paragraphs [0029] to [0031] of JP-A-2012-252124.

〔オニウム塩の含有量〕
上層膜形成用組成物におけるオニウム塩の含有量は、上層膜形成用組成物の固形分を基準として、0.5質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましく、2.5質量%以上が更に好ましい。
一方、オニウム塩の含有量の上限は、上層膜形成用組成物の固形分を基準として、25質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下が更に好ましく、8質量%以下が特に好ましい。
(Content of onium salt)
The content of the onium salt in the composition for forming an upper layer film is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and more preferably 2.5% by mass or more based on the solid content of the composition for forming an upper layer film. Is more preferred.
On the other hand, the upper limit of the onium salt content is preferably 25% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, still more preferably 10% by mass or less, and more preferably 8% by mass, based on the solid content of the composition for forming an upper layer film. The following are particularly preferred.

<(A4)ラジカルトラップ基を有する化合物>
(A4)ラジカルトラップ基を有する化合物を化合物(A4)ともいう。
ラジカルトラップ基は、活性ラジカルを捕捉し、ラジカル反応を停止させる基である。このようなラジカルトラップ基としては、例えば、活性ラジカルと反応し、安定フリーラジカルへと変換される基、及び、安定フリーラジカルを有する基が挙げられる。塩基性を有さないラジカルトラップ基としては、具体的には、例えば、ヒンダードフェノール基、ヒドロキノン基、N−オキシルフリーラジカル基、ニトロソ基、及び、ニトロン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基が好適に挙げられる。
<(A4) Compound having a radical trap group>
(A4) The compound having a radical trap group is also referred to as compound (A4).
The radical trap group is a group that traps an active radical and stops a radical reaction. Examples of such a radical trapping group include a group that reacts with an active radical and is converted into a stable free radical, and a group having a stable free radical. Specific examples of the non-basic radical trap group include, for example, at least one member selected from the group consisting of a hindered phenol group, a hydroquinone group, an N-oxyl free radical group, a nitroso group, and a nitrone group. The group of is preferably mentioned.

化合物(A4)が有するラジカルトラップ基の数としては特に限定はないが、化合物(A4)が上記高分子化合物以外の化合物である場合、ラジカルトラップ基は1分子中1〜10個が好ましく、1〜5個がより好ましく、1〜3個が更に好ましい。   The number of radical trap groups in the compound (A4) is not particularly limited. When the compound (A4) is a compound other than the above-mentioned polymer compound, the number of radical trap groups is preferably 1 to 10 in one molecule, and preferably 1 to 10. -5 are more preferable, and 1-3 are still more preferable.

一方、化合物(A4)が繰り返し単位を有する高分子化合物である場合、ラジカルトラップ基を有する繰り返し単位が1〜5個のラジカルトラップ基を有することが好ましく、1〜3個のラジカルトラップ基を有することがより好ましい。また上記高分子化合物中のラジカルトラップ基を有する繰り返し単位の組成比は、1〜100モル%であることが好ましく、10〜100モル%がより好ましく、30〜100モル%が更に好ましい。   On the other hand, when the compound (A4) is a polymer compound having a repeating unit, the repeating unit having a radical trapping group preferably has 1 to 5 radical trapping groups, and has 1 to 3 radical trapping groups. Is more preferable. Further, the composition ratio of the repeating unit having a radical trap group in the polymer compound is preferably 1 to 100 mol%, more preferably 10 to 100 mol%, and further preferably 30 to 100 mol%.

ラジカルトラップ基を有する化合物としては、本発明の効果がより優れるという理由から、窒素酸素結合を有する化合物が好ましく、本発明の効果が更に優れるという理由から、下記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物がより好ましい。   As the compound having a radical trapping group, a compound having a nitrogen-oxygen bond is preferable because the effects of the present invention are more excellent, and the compounds represented by the following general formulas (1) to (3) because the effects of the present invention are more excellent. A compound represented by any of the above is more preferred.

なお、下記一般式(1)で表される化合物が、N−オキシルフリーラジカル基を有する化合物に相当し、下記一般式(2)で表される化合物が、ニトロソ基を有する化合物に相当し、下記一般式(3)で表される化合物が、ニトロン基を有する化合物に相当する。   In addition, the compound represented by the following general formula (1) corresponds to a compound having an N-oxyl free radical group, the compound represented by the following general formula (2) corresponds to a compound having a nitroso group, The compound represented by the following general formula (3) corresponds to a compound having a nitrone group.

一般式(1)〜(3)中、R〜Rは、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。式(1)においてR及びRが結合して環を形成していてもよく、式(3)においてR〜Rの少なくとも二つが結合して環を形成していてもよい。
〜Rが表すアルキル基、シクロアルキル基、及び、アリール基、R及びRが結合して形成していてもよい環、並びに、R〜Rの少なくとも二つが結合して形成していてもよい環は、置換基を有していてもよい。
In the general formulas (1) to (3), R 1 to R 6 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. In Formula (1), R 1 and R 2 may combine to form a ring, and in Formula (3), at least two of R 4 to R 6 may combine to form a ring.
An alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group represented by R 1 to R 6 , a ring which may be formed by bonding R 1 and R 2, and at least two of R 4 to R 6 bonded to each other; The ring which may be formed may have a substituent.

なお、一般式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物は、樹脂の形態であってもよく、この場合、R〜Rの少なくとも一つが、樹脂の主鎖又は側鎖へ結合していてもよい。In addition, the compound represented by any of the general formulas (1) to (3) may be in the form of a resin. In this case, at least one of R 1 to R 6 has a main chain or a side chain of the resin. May be bonded to

以下に、ラジカルトラップ基を有する化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, specific examples of the compound having a radical trap group are shown, but the present invention is not limited thereto.

また、上述したように、化合物(A4)は、繰り返し単位を有する高分子化合物であってもよい。高分子化合物である化合物(A4)が有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。   Further, as described above, the compound (A4) may be a polymer compound having a repeating unit. Specific examples of the repeating unit of the polymer compound (A4) are shown below, but the invention is not limited thereto.

ラジカルトラップ基を有する化合物(低分子化合物)の分子量は特に限定されず、分子量100〜5000であることが好ましく、100〜2000であることがより好ましく、100〜1000であることが更に好ましい。
また、ラジカルトラップ基を有する化合物が、繰り返し単位を有する高分子化合物である場合、その重量平均分子量は、5000〜20000が好ましく、5000〜10000がより好ましい。
The molecular weight of the compound having a radical trap group (low molecular weight compound) is not particularly limited, but is preferably 100 to 5,000, more preferably 100 to 2,000, even more preferably 100 to 1,000.
When the compound having a radical trapping group is a polymer compound having a repeating unit, the weight average molecular weight is preferably from 5,000 to 20,000, more preferably from 5,000 to 10,000.

ラジカルトラップ基を有する化合物としては、市販品の化合物を使用してもよいし、公知の方法で合成した化合物を使用してもよい。なお、化合物Aは、市販のラジカルトラップ基を有する低分子化合物と、エポキシ基、ハロゲン化アルキル基、酸ハライド基、カルボキシル基、イソシアネート基などの反応性基を有する高分子化合物との反応によって合成してもよい。   As the compound having a radical trap group, a commercially available compound may be used, or a compound synthesized by a known method may be used. Compound A is synthesized by reacting a commercially available low molecular weight compound having a radical trap group with a high molecular weight compound having a reactive group such as an epoxy group, a halogenated alkyl group, an acid halide group, a carboxyl group, and an isocyanate group. May be.

ラジカルトラップ基を有する化合物の含有量は、上層膜形成用組成物の全固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%であり、好ましくは0.01〜5質量%である。   The content of the compound having a radical trap group is usually from 0.001 to 10% by mass, and preferably from 0.01 to 5% by mass, based on the total solid content of the composition for forming an upper layer film.

上層膜形成用組成物は、(A1)〜(A4)で表される化合物のうち、1種の化合物を複数含んでも良い。例えば、互いに区別される2種以上の化合物(A1)を含んでも良い。
また、上層膜形成用組成物は、(A1)〜(A4)で表される化合物を2種以上含んでも良い。例えば、化合物(A1)及び化合物(A2)の両方を含有しても良い。
上層膜形成用組成物が、(A1)〜(A4)で表される化合物を複数含む場合、それら化合物の含有量の合計は、本発明の上層膜形成用組成物の全固形分を基準として、通常、0.001〜20質量%であり、好ましくは0.01〜10質量%であり、より好ましくは1〜8質量%である。
The composition for forming an upper layer film may include a plurality of one compound among the compounds represented by (A1) to (A4). For example, it may contain two or more compounds (A1) that are distinguished from each other.
Further, the composition for forming an upper layer film may contain two or more compounds represented by (A1) to (A4). For example, both the compound (A1) and the compound (A2) may be contained.
When the composition for forming an upper layer film contains a plurality of compounds represented by (A1) to (A4), the total content of these compounds is based on the total solid content of the composition for forming an upper layer film of the present invention. Usually, it is 0.001 to 20% by mass, preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 1 to 8% by mass.

<界面活性剤>
上層膜形成用組成物は、更に界面活性剤を含有していてもよい。
界面活性剤としては特に制限はなく、上層膜形成用組成物を均一に成膜することができ、かつ、上層膜形成用組成物の溶剤に溶解することができれば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤のいずれも用いることができる。
界面活性剤の添加量は、好ましくは0.001〜20質量%であり、更に好ましくは、0.01〜10質量%である。
界面活性剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
<Surfactant>
The composition for forming an upper layer film may further contain a surfactant.
There is no particular limitation on the surfactant, as long as the composition for forming the upper layer film can be uniformly formed and can be dissolved in the solvent of the composition for forming the upper layer film, an anionic surfactant, a cation Both a nonionic surfactant and a nonionic surfactant can be used.
The amount of the surfactant added is preferably 0.001 to 20% by mass, and more preferably 0.01 to 10% by mass.
One type of surfactant may be used alone, or two or more types may be used in combination.

界面活性剤としては、例えば、アルキルカチオン系界面活性剤、アミド型4級カチオン系界面活性剤、エステル型4級カチオン系界面活性剤、アミンオキサイド系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤、アルコキシレート系界面活性剤、脂肪酸エステル系界面活性剤、アミド系界面活性剤、アルコール系界面活性剤、エチレンジアミン系界面活性剤、並びに、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)から選択されるものを好適に用いることができる。
界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類;ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類;ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレートなどのソルビタン脂肪酸エステル類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレートなどの界面活性剤;下記に挙げる市販の界面活性剤;等が挙げられる。
使用できる市販の界面活性剤としては、例えば、エフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431、4430(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)、GF−300、GF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、352、EF801、EF802、EF601((株)ジェムコ製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNOVA社製)、FTX−204D、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218、222D((株)ネオス製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
Examples of the surfactant include an alkyl cation surfactant, an amide quaternary cation surfactant, an ester quaternary cation surfactant, an amine oxide surfactant, a betaine surfactant, and an alkoxylate. Surfactants, fatty acid ester surfactants, amide surfactants, alcohol surfactants, ethylenediamine surfactants, and fluorine and / or silicon surfactants (fluorine surfactants, silicon Surfactants and surfactants having both a fluorine atom and a silicon atom) can be suitably used.
Specific examples of the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octyl phenol ether, polyoxyethylene Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as nonylphenol ether; polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers; sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene Nso sorbitan mono palmitate - DOO, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, surfactants such as polyoxyethylene sorbitan tristearate; commercial surfactants listed below; and the like.
Commercially available surfactants that can be used include, for example, F-Top EF301 and EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florado FC430, 431 and 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), and Megafac F171, F173, and F176. , F189, F113, F110, F177, F120, R08 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troysol S -366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), GF-300, GF-150 (manufactured by Toagosei Chemical Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), F-Top EF121, EF122A, EF122B, RF122C , EF125M, EF135M, EF351, 352, EF801, E 802, EF601 (manufactured by Gemco), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNOVA), FTX-204D, 208G, 218G, 230G, 204D, 208D, 212D, 218, 222D (manufactured by Neos) And the like, and a fluorine-based surfactant or a silicon-based surfactant. Further, polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as the silicon-based surfactant.

上層膜形成用組成物には架橋剤を含有してもよい。架橋剤としては、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含んでもよい架橋剤として記載したものと同様のものが挙げられる。   The composition for forming an upper layer film may contain a crosslinking agent. Examples of the cross-linking agent include those similar to those described as the cross-linking agent which may be contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.

<上層膜形成用組成物の調製方法>
上層膜形成用組成物は、各成分を溶剤に溶解し、フィルター濾過することが好ましい。フィルターとしては、ポアサイズ0.1μm以下、より好ましくは0.05μm以下、更に好ましくは0.03μm以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。なお、フィルターは、複数種類を直列又は並列に接続して用いてもよい。また、組成物を複数回濾過してもよく、複数回濾過する工程が循環濾過工程であっても良い。更に、フィルター濾過の前後で、組成物に対して脱気処理などを行ってもよい。本発明の上層膜形成用組成物は、金属等の不純物を含まないことが好ましい。これら材料に含まれる金属成分の含有量としては、10ppm以下が好ましく、5ppm以下がより好ましく、1ppm以下が更に好ましく、実質的に含まないこと(測定装置の検出限界以下であること)が特に好ましい。
<Preparation method of composition for forming upper layer film>
It is preferable that each component of the composition for forming an upper layer film is dissolved in a solvent, and the solution is filtered. The filter is preferably made of polytetrafluoroethylene, polyethylene or nylon having a pore size of 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, and still more preferably 0.03 μm or less. Note that a plurality of types of filters may be connected in series or in parallel. Further, the composition may be filtered a plurality of times, and the step of filtering the composition a plurality of times may be a circulation filtration step. Further, the composition may be subjected to a degassing treatment before and after the filtration. The composition for forming an upper layer film of the present invention preferably does not contain impurities such as metals. The content of the metal component contained in these materials is preferably 10 ppm or less, more preferably 5 ppm or less, still more preferably 1 ppm or less, and it is particularly preferred that they are substantially not contained (below the detection limit of the measuring device). .

工程(c)の露光を液浸露光とする場合、上層膜は、感活性光線性又は感放射線性膜と液浸液との間に配置され、感活性光線性又は感放射線性膜を直接、液浸液に接触させない層としても機能する。この場合、上層膜(上層膜形成用組成物)が有することが好ましい特性としては、感活性光線性又は感放射線性膜への塗布適性、放射線、特に193nmに対する透明性、液浸液(好ましくは水)に対する難溶性である。また、上層膜は、感活性光線性又は感放射線性膜と混合せず、更に感活性光線性又は感放射線性膜の表面に均一に塗布できることが好ましい。
なお、上層膜形成用組成物を、感活性光線性又は感放射線性膜の表面に、感活性光線性又は感放射線性膜を溶解せずに均一に塗布するために、上層膜形成用組成物は、感活性光線性又は感放射線性膜を溶解しない溶剤を含有することが好ましい。感活性光線性又は感放射線性膜を溶解しない溶剤としては、現像液とは異なる成分の溶剤を用いることが更に好ましい。
When the exposure in step (c) is immersion exposure, the upper layer film is disposed between the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film and the immersion liquid, and the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is directly It also functions as a layer that does not come into contact with the immersion liquid. In this case, it is preferable that the upper layer film (composition for forming the upper layer film) has properties such as suitability for application to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, transparency to radiation, particularly to 193 nm, and immersion liquid (preferably Water). Further, it is preferable that the upper layer film is not mixed with the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film and can be uniformly applied to the surface of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film.
In order to uniformly apply the composition for forming an upper layer film to the surface of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film without dissolving the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, the composition for forming an upper layer film is used. Preferably contains a solvent that does not dissolve the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. As the solvent that does not dissolve the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, it is more preferable to use a solvent having a component different from that of the developer.

上層膜形成用組成物の塗布方法は、特に限定されず、従来公知のスピンコート法、スプレー法、ローラーコート法、浸漬法などを用いることができる。   The method for applying the composition for forming an upper layer film is not particularly limited, and a conventionally known spin coating method, spray method, roller coating method, dipping method, or the like can be used.

上層膜の膜厚は特に制限されないが、露光光源に対する透明性の観点から、通常5nm〜100nm、好ましくは10nm〜80nm、より好ましくは10nm〜60nm、更に好ましくは10nm〜50nmの厚みで形成される。
感活性光線性又は感放射線性膜上に、上層膜形成用組成物を塗布し、その後、加熱(プリベーク(PB;Prebake))することにより、感活性光線性又は感放射線性膜膜上に上層膜を形成することが好ましい。これにより、上層膜中の架橋剤の拡散を促進し、より膜減りを低減させることができる。プリベークの温度は特に限定されないが、80℃〜160℃が好ましく、より好ましくは、100℃〜140℃である。
上層膜の屈折率は、解像性の観点から、感活性光線性又は感放射線性膜の屈折率に近いことが好ましい。
The thickness of the upper layer film is not particularly limited, but is usually 5 nm to 100 nm, preferably 10 nm to 80 nm, more preferably 10 nm to 60 nm, and still more preferably 10 nm to 50 nm, from the viewpoint of transparency to an exposure light source. .
The composition for forming an upper layer film is applied on the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, and then heated (prebaked (PB: Prebake)) to form an upper layer on the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. Preferably, a film is formed. Thereby, the diffusion of the cross-linking agent in the upper layer film is promoted, and the film loss can be further reduced. The temperature of the prebaking is not particularly limited, but is preferably from 80C to 160C, more preferably from 100C to 140C.
The refractive index of the upper layer film is preferably close to the refractive index of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film from the viewpoint of resolution.

上層膜を剥離する際は、現像液(アルカリ現像液及び/又は有機系現像液)を使用してもよいし、別途剥離剤を使用してもよい。剥離剤としては、感活性光線性又は感放射線性膜への浸透が小さい溶剤が好ましい。上層膜の剥離が感活性光線性又は感放射線性膜の現像と同時にできるという点では、上層膜は、有機系現像液により剥離できることが好ましい。剥離に用いる有機系現像液としては、感活性光線性又は感放射線性膜の低露光部を溶解除去できるものであれば特に制限されない。   When peeling the upper layer film, a developer (alkali developer and / or organic developer) may be used, or a separate peeling agent may be used. As the release agent, a solvent having low penetration into the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is preferable. From the viewpoint that the upper layer film can be peeled off simultaneously with the development of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, the upper layer film is preferably peelable with an organic developer. The organic developer used for peeling is not particularly limited as long as it can dissolve and remove the low-exposed portion of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film.

有機系現像液で剥離するという観点からは、上層膜は有機系現像液に対する溶解速度が1〜300nm/secが好ましく、10〜100nm/secがより好ましい。
ここで、上層膜の有機系現像液に対する溶解速度とは、上層膜を成膜した後に現像液に暴露した際の膜厚減少速度であり、本発明においては23℃の酢酸ブチルに浸漬させた際の速度とする。
上層膜の有機系現像液に対する溶解速度を1/sec秒以上、好ましくは10nm/sec以上とすることによって、感活性光線性又は感放射線性膜を現像した後の現像欠陥発生が低減する効果がある。また、300nm/sec以下、好ましくは100nm/secとすることによって、おそらくは、液浸露光時の露光ムラが低減した影響で、感活性光線性又は感放射線性膜を現像した後のパターンのラインエッジラフネスがより良好になるという効果がある。
上層膜はその他の公知の現像液、例えば、アルカリ水溶液などを用いて除去してもよい。使用できるアルカリ水溶液として具体的には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液が挙げられる。
From the viewpoint of peeling with an organic developer, the dissolution rate of the upper layer film in the organic developer is preferably from 1 to 300 nm / sec, more preferably from 10 to 100 nm / sec.
Here, the dissolution rate of the upper layer film in the organic developer is the rate of decrease in the film thickness when the upper layer film is exposed to the developer after the film is formed. In the present invention, the film was immersed in butyl acetate at 23 ° C. Speed.
By setting the dissolution rate of the upper layer film in the organic developer to 1 / sec second or more, preferably 10 nm / sec or more, the effect of reducing the occurrence of development defects after developing the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is reduced. is there. The line edge of the pattern after developing the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film may be set to 300 nm / sec or less, preferably 100 nm / sec, possibly due to reduced exposure unevenness during immersion exposure. There is an effect that the roughness becomes better.
The upper layer film may be removed using another known developer, for example, an alkaline aqueous solution. Specific examples of the alkaline aqueous solution that can be used include an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.

工程(a)と工程(b)の間には、感活性光線性又は感放射線性膜上のプリウェット溶剤を塗布する工程を有してもよい。これにより、上層膜形成用組成物の塗布性が改善し、省液化を達成できる。
プリウェット溶剤は、感活性光線性又は感放射線性膜に対する溶解性が小さいものであれば特に限定されないが、アルコール系溶剤、フッ素系溶剤、エーテル系溶剤、炭化水素系溶剤、エステル系溶剤の中から選ばれる一種以上の化合物を含有する上層膜用のプリウェット溶剤を用いることができる。
アルコール系溶剤としては、塗布性の観点から、1価のアルコールが好ましく、更に好ましくは、炭素数4〜8の1価アルコールである。炭素数4〜8の1価アルコールとしては、直鎖状、分岐状、環状のアルコールを用いることができるが、直鎖状又は分岐状のアルコールが好ましい。このようなアルコール系溶剤としては、例えば、1−ブタノール、2−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、4−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、イソブチルアルコール、tert―ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノールなどのアルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどのグリコール;エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノールなどのグリコールエーテル;等を用いることができ、なかでも、アルコール、グリコールエーテルが好ましく、1−ブタノール、1−ヘキサノール、1−ペンタノール、3−メチル−1−ブタノール、4−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルがより好ましい。
エーテル系溶剤としてはジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ブチルメチルエーテル、ブチルエチルエーテル、ブチルプロピルエーテル、ジブ チルエーテル、ジイソブチルエーテル、tert−ブチル−メチルエーテル、tert− ブチルエチルエーテル、tert−ブチルプロピルエーテル、ジ−tert−ブチルエー テル、ジペンチルエーテル、ジイソアミルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シ クロヘキシルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル、シクロヘキシルエチルエ ーテル、シクロペンチルプロピルエーテル、シクロペンチル−2−プロピルエーテル、シ クロヘキシルプロピルエーテル、シクロヘキシル−2−プロピルエーテル、シクロペンチ ルブチルエーテル、シクロペンチル−tert−ブチルエーテル、シクロヘキシルブチル エーテル、シクロヘキシル−tert−ブチルエーテル等が挙げられる。
フッ素系溶剤としては、例えば、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−1−ブタノール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノール、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−デカフルオロ−1−ヘキサノール、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−1,5−ペンタンジオール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1,6−ヘキサンジオール、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロ−1,8−オクタンジオール、2−フルオロアニソール、2,3−ジフルオロアニソール、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン、パーフルオロ−2−ペンタノン、パーフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフラン、パーフルオロテトラヒドロフラン、パーフルオロトリブチルアミン、パーフルオロテトラペンチルアミン等が挙げられ、この中でも、フッ化アルコール又はフッ化炭化水素系溶剤を好適に用いることができる。
炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、アニソールなどの芳香族炭化水素系溶剤;n−ヘプタン、n−ノナン、n−オクタン、n−デカン、2−メチルヘプタン、3−メチルヘプタン、3,3−ジメチルヘキサン、2,3,4−トリメチルペンタンなどの脂肪族炭化水素系溶剤;等が挙げられる。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル(酢酸n−ブチル)、酢酸ペンチル、酢酸ヘキシル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ブチル(プロピオン酸n−ブチル)、酪酸ブチル、酪酸イソブチル、ブタン酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルー3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、イソ酪酸イソブチル、プロピオン酸ブチル等が挙げられる。
Between step (a) and step (b), a step of applying a pre-wet solvent on the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film may be included. Thereby, the coatability of the composition for forming an upper layer film is improved, and liquid saving can be achieved.
The pre-wet solvent is not particularly limited as long as it has low solubility in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, but is not limited to alcohol-based solvents, fluorine-based solvents, ether-based solvents, hydrocarbon-based solvents, and ester-based solvents. A pre-wet solvent for the upper layer film containing at least one compound selected from the group consisting of:
As the alcohol-based solvent, a monohydric alcohol is preferable from the viewpoint of applicability, and more preferably a monohydric alcohol having 4 to 8 carbon atoms. As the monohydric alcohol having 4 to 8 carbon atoms, a linear, branched or cyclic alcohol can be used, but a linear or branched alcohol is preferable. Such alcohol solvents include, for example, 1-butanol, 2-butanol, 3-methyl-1-butanol, 4-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, isobutyl alcohol, tert- Butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4 Alcohols such as octanol; glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether Glycol ethers such as triethylene glycol monoethyl ether and methoxymethyl butanol; and the like, among which alcohols and glycol ethers are preferable, and 1-butanol, 1-hexanol, 1-pentanol, and 3-methyl-1 are preferable. -Butanol, 4-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, propylene glycol monomethyl ether are more preferred.
Examples of ether solvents include dipropyl ether, diisopropyl ether, butyl methyl ether, butyl ethyl ether, butyl propyl ether, dibutyl ether, diisobutyl ether, tert-butyl-methyl ether, tert-butyl ethyl ether, tert-butyl propyl ether, -Tert-butyl ether, dipentyl ether, diisoamyl ether, cyclopentyl methyl ether, cyclohexyl methyl ether, cyclopentyl ethyl ether, cyclohexyl ethyl ether, cyclopentyl propyl ether, cyclopentyl-2-propyl ether, cyclohexyl propyl ether, cyclohexyl -2-propyl ether, cyclopentyl butyl ether, cyclopentyl-tert- Butyl ether, cyclohexyl butyl ether, cyclohexyl-tert-butyl ether and the like.
Examples of the fluorinated solvent include 2,2,3,3,4,4-hexafluoro-1-butanol, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1-pentanol 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-decafluoro-1-hexanol, 2,2,3,3,4,4-hexafluoro-1,5-pentanediol, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1,6-hexanediol, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7- Dodecafluoro-1,8-octanediol, 2-fluoroanisole, 2,3-difluoroanisole, perfluorohexane, perfluoroheptane, perfluoro-2-pentanone, perfluoro-2-butyltetrahydrofuran, perfluorotetrahydrofuran, perflu B tributylamine, include perfluoro tetrapentyl amine or the like, and among this, can be preferably used a fluorinated alcohol or fluorinated hydrocarbon solvent.
Examples of the hydrocarbon solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, and anisole; n-heptane, n-nonane, n-octane, n-decane, 2-methylheptane, 3-methylheptane, 3 And aliphatic hydrocarbon solvents such as 2,3-dimethylhexane and 2,3,4-trimethylpentane.
Examples of the ester solvent include methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate (n-butyl acetate), pentyl acetate, hexyl acetate, isoamyl acetate, butyl propionate (n-butyl propionate), butyl butyrate, and butyric acid. Isobutyl, butyl butanoate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3- Methoxy butyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, methyl 2-hydroxyisobutyrate, 2- Dorokishiiso butyric acid methyl, isobutyl isobutyrate, and butyl propionate.

これらの溶剤は一種単独で又は複数を混合して用いてもよい。上記以外の溶剤を混合することで、感活性光線性又は感放射線性膜に対する溶解性、上層膜形成用組成物中の樹脂の溶解性、感活性光線性又は感放射線性膜からの溶出特性、などを適宜調整することができる。   These solvents may be used alone or in combination of two or more. By mixing a solvent other than the above, the solubility in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, the solubility of the resin in the composition for forming the upper layer film, the elution characteristics from the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, Can be appropriately adjusted.

<工程(c)>
本発明のパターン形成方法の工程(c)は感活性光線性又は感放射線性膜を露光する工程であり、例えば次の方法により行うことができる。
上記のようにして形成した上層膜を有する感活性光線性又は感放射線性膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射する。なお、電子線の照射では、マスクを介さない描画(直描)が一般的である。
活性光線又は放射線としては特に限定されないが、例えばKrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、極紫外線(EUV光、Extreme Ultra Violet)、電子線(EB、Electron Beam)等であり、極紫外線又は電子線が特に好ましい。露光は液浸露光であってもよい。
<Step (c)>
Step (c) of the pattern forming method of the present invention is a step of exposing the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, and can be performed, for example, by the following method.
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film having the upper layer film formed as described above is irradiated with actinic ray or radiation through a predetermined mask. In electron beam irradiation, drawing (direct drawing) without using a mask is generally performed.
The actinic ray or radiation is not particularly limited. Examples thereof include a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, extreme ultraviolet (EUV light, Extreme Ultra Violet), and an electron beam (EB, Electron Beam). preferable. The exposure may be immersion exposure.

<露光後ベーク(PEB:Post Exposure Bake)>
本発明のパターン形成方法においては、露光後、現像を行う前にベーク(加熱)を行うことが好ましい。ベークにより露光部の反応が促進され、感度やパターン形状がより良好となる。
加熱温度は良好なパターンが得られる限り特に限定されるものではなく、通常40℃〜160℃である。PEBを行う回数は1回でも複数回であってもよい。
加熱時間は30〜1000秒が好ましく、60〜800秒がより好ましく、60〜600秒が更に好ましい。
加熱は通常の露光・現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行ってもよい。
<Post exposure bake (PEB: Post Exposure Bake)>
In the pattern forming method of the present invention, it is preferable to perform baking (heating) after exposure and before development. The baking promotes the reaction in the exposed part, and the sensitivity and pattern shape are further improved.
The heating temperature is not particularly limited as long as a good pattern is obtained, and is usually 40 ° C to 160 ° C. The number of times of performing the PEB may be one or more.
The heating time is preferably from 30 to 1000 seconds, more preferably from 60 to 800 seconds, even more preferably from 60 to 600 seconds.
Heating can be carried out by means provided in a usual exposure / developing machine, and may be carried out using a hot plate or the like.

<工程(d)>
本発明のパターン形成方法の工程(d)は、露光された感活性光線性又は感放射線性膜を、有機溶剤を含有する現像液で現像する工程である。
<Step (d)>
Step (d) of the pattern forming method of the present invention is a step of developing the exposed actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with a developer containing an organic solvent.

<現像液>
上記現像工程(d)で用いられる現像液は、アルカリ現像液又は有機溶剤を含有する現像液であることが好ましい。有機溶剤を含有する現像液は、有機系現像液ということもできる。
<Developer>
The developer used in the developing step (d) is preferably an alkali developer or a developer containing an organic solvent. The developer containing an organic solvent can also be referred to as an organic developer.

(アルカリ現像液)
アルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドドキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリアミルアンモニウムヒドロキシド、ジブチルジペンチルアンモニウムヒドロキシド等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、ジメチルビス(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
アルカリ現像液としては、特に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38質量%の水溶液が望ましい。
(Alkali developer)
Examples of the alkaline developer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, inorganic alkalis such as ammonia water, ethylamine, primary amines such as n-propylamine, diethylamine, Secondary amines such as di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and tetrapropylammonium Hydoxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, ethyl Tetraalkylammonium hydroxide such as methylammonium hydroxide, butyltrimethylammonium hydroxide, methyltriamylammonium hydroxide, dibutyldipentylammonium hydroxide, dimethylbis (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, trimethylphenylammonium hydroxide, trimethyl Quaternary ammonium salts such as benzylammonium hydroxide and triethylbenzylammonium hydroxide, and alkaline aqueous solutions such as cyclic amines such as pyrrole and pyrhelidine can be used.
Further, an appropriate amount of an alcohol or a surfactant may be added to the above alkaline aqueous solution.
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkaline developer is usually from 10.0 to 15.0.
As the alkali developer, an aqueous solution of 2.38% by mass of tetramethylammonium hydroxide is particularly desirable.

(有機系現像液)
次に、有機系現像液に含まれる有機溶剤について説明する。
有機溶剤の蒸気圧(混合溶剤である場合は全体としての蒸気圧)は、20℃に於いて、5kPa以下が好ましく、3kPa以下が更に好ましく、2kPa以下が特に好ましい。有機溶剤の蒸気圧を5kPa以下にすることにより、現像液の基板上あるいは現像カップ内での蒸発が抑制され、ウエハ面内の温度均一性が向上し、結果としてウエハ面内の寸法均一性が良化する。
有機系現像液に用いられる有機溶剤としては、種々の有機溶剤が広く使用されるが、たとえば、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤、炭化水素系溶剤等の溶剤を用いることができる。
(Organic developer)
Next, the organic solvent contained in the organic developer will be described.
The vapor pressure of the organic solvent (in the case of a mixed solvent, the overall vapor pressure) at 20 ° C. is preferably 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and particularly preferably 2 kPa or less. By reducing the vapor pressure of the organic solvent to 5 kPa or less, evaporation of the developing solution on the substrate or in the developing cup is suppressed, the temperature uniformity on the wafer surface is improved, and as a result, the dimensional uniformity on the wafer surface is improved. Improve.
As the organic solvent used in the organic developer, various organic solvents are widely used, and examples thereof include an ester solvent, a ketone solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, an ether solvent, and a hydrocarbon solvent. Solvent can be used.

エステル系溶剤とは分子内にエステル結合を有する溶剤のことであり、ケトン系溶剤とは分子内にケトン基を有する溶剤のことであり、アルコール系溶剤とは分子内にアルコール性水酸基を有する溶剤のことであり、アミド系溶剤とは分子内にアミド基を有する溶剤のことであり、エーテル系溶剤とは分子内にエーテル結合を有する溶剤のことである。これらの中には、1分子内に上記官能基を複数種有する溶剤も存在するが、その場合は、その溶剤の有する官能基を含むいずれの溶剤種にも相当するものとする。例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルは、上記分類中の、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤いずれにも相当するものとする。また、炭化水素系溶剤とは置換基を有さない炭化水素溶剤のことである。
特に、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、及び炭化水素系溶剤から選択される少なくとも1種の溶剤を含有する有機系現像液であることが好ましく、エステル系溶剤を含有する有機系現像液であることがより好ましい。
An ester solvent is a solvent having an ester bond in the molecule, a ketone solvent is a solvent having a ketone group in the molecule, and an alcohol solvent is a solvent having an alcoholic hydroxyl group in the molecule. The amide-based solvent is a solvent having an amide group in the molecule, and the ether-based solvent is a solvent having an ether bond in the molecule. Among these, there are also solvents having a plurality of the above-mentioned functional groups in one molecule. In such a case, the solvent corresponds to any solvent containing the functional group of the solvent. For example, diethylene glycol monomethyl ether corresponds to both alcohol solvents and ether solvents in the above classification. The hydrocarbon solvent is a hydrocarbon solvent having no substituent.
In particular, an organic developer containing at least one solvent selected from an ester solvent, a ketone solvent, an ether solvent, and a hydrocarbon solvent is preferable, and an organic developer containing an ester solvent is preferred. More preferably, it is a liquid.

エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル(酢酸ペンチル)、酢酸イソアミル(酢酸イソペンチル、酢酸3−メチルブチル)、酢酸2−メチルブチル、酢酸1−メチルブチル、酢酸ヘキシル、酢酸ヘプチル、酢酸オクチル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、酪酸ブチル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA;別名1−メトキシ−2−アセトキシプロパン)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2−メトキシブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、4−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−エチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸ペンチル、プロピオン酸ヘキシル、プロピオン酸ヘプチル、ブタン酸ブチル、ブタン酸イソブチル、ブタン酸ペンチル、ブタン酸ヘキシル、イソブタン酸イソブチル、ペンタン酸プロピル、ペンタン酸イソプロピル、ペンタン酸ブチル、ペンタン酸ペンチル、ヘキサン酸エチル、ヘキサン酸プロピル、ヘキサン酸ブチル、ヘキサン酸イソブチル、ヘプタン酸メチル、ヘプタン酸エチル、ヘプタン酸プロピル、酢酸シクロヘキシル、酢酸シクロヘプチル、酢酸2−エチルヘキシル、プロピオン酸シクロペンチル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート等を挙げることができる。これらの中でも、酢酸ブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸2−メチルブチル、酢酸1−メチルブチル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸ペンチル、プロピオン酸ヘキシル、プロピオン酸ヘプチル、ブタン酸ブチルが好ましく用いられ、酢酸イソアミルが特に好ましく用いられる。   Examples of the ester solvent include methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, pentyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate (pentyl acetate), isoamyl acetate (isopentyl acetate, 3-methylbutyl acetate), acetic acid 2 -Methylbutyl, 1-methylbutyl acetate, hexyl acetate, heptyl acetate, octyl acetate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, butyl butyrate, methyl 2-hydroxyisobutyrate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA; also known as 1-methoxy-2- Acetoxypropane), ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl -Tel acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4- Methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3-methoxybutyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4-ethoxybutyl acetate, 4-pu Poxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl acetate, 2-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-4-methoxypentyl Acetate, 4-methyl-4-methoxypentyl acetate, propylene glycol diacetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate, methyl pyruvate , Ethyl pyruvate, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, isopropyl propionate, propionic acid Pentyl, hexyl propionate, heptyl propionate, butyl butanoate, isobutyl butanoate, pentyl butanoate, hexyl butanoate, isobutyl isobutanoate, propyl pentanoate, isopropyl pentanoate, butyl pentanoate, pentyl pentanoate, ethyl hexanoate, Propyl hexanoate, butyl hexanoate, isobutyl hexanoate, methyl heptanoate, ethyl heptanoate, propyl heptanoate, cyclohexyl acetate, cycloheptyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, cyclopentyl propionate, methyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxy Ethyl propionate, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, propyl-3-methoxypropione Mention may be made of a door or the like. Among these, butyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, 2-methylbutyl acetate, 1-methylbutyl acetate, hexyl acetate, pentyl propionate, hexyl propionate, heptyl propionate, butyl butanoate are preferably used, and isoamyl acetate is particularly preferred. It is preferably used.

ケトン系溶剤としては、例えば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン等を挙げることができ、中でも2−ヘプタノンが好ましい。   Examples of ketone solvents include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 2-heptanone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, Phenylacetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetenyl alcohol, acetylcarboninol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, propylene carbonate, γ-butyrolactone, etc. Heptanone is preferred.

アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、tert―ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、1−デカノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、3−メチル−3−ペンタノール、シクロペンタノール、2,3−ジメチル−2−ブタノール、3,3−ジメチル−2−ブタノール、2−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−3−ペンタノール、3−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−3−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、4−メチル−3−ペンタノール、シクロヘキサノール、5−メチル−2−ヘキサノール、4−メチル−2−ヘキサノール、4,5−ジチル−2−ヘキサール、6−メチル−2−ヘプタノール、7−メチル−2−オクタノール、8−メチル−2−ノナール、9−メチル−2−デカノール、3−メトキシ−1−ブタノール等のアルコール(1価のアルコール)や、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME;別名1−メトキシ−2−プロパノール)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等の水酸基を含有するグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。これらの中でもグリコールエーテル系溶剤を用いることが好ましい。   Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, 1-butanol, 2-butanol, 3-methyl-1-butanol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, -Hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1-decanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, 3-methyl-3-pen Tanol, cyclopentanol, 2,3-dimethyl-2-butanol, 3,3-dimethyl-2-butanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pentanol, 3-methyl-2- Pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 4-methyl-2 Pentanol, 4-methyl-3-pentanol, cyclohexanol, 5-methyl-2-hexanol, 4-methyl-2-hexanol, 4,5-dityl-2-hexal, 6-methyl-2-heptanol, 7 Alcohols (monohydric alcohols) such as -methyl-2-octanol, 8-methyl-2-nonal, 9-methyl-2-decanol and 3-methoxy-1-butanol, and ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and the like Glycol-based solvents, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME; also known as 1-methoxy-2-propanol), diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, methoxymethyl butanol, and ethylene. Glycol ether solvents having a hydroxyl group such as glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, and propylene glycol monophenyl ether; Can be mentioned. Among these, it is preferable to use a glycol ether-based solvent.

エーテル系溶剤としては、例えば、上記水酸基を含有するグリコールエーテル系溶剤の他、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジ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エチルエーテル等の水酸基を含有しないグリコールエーテル系溶剤、アニソール、フェネトール等の芳香族エーテル溶剤、ジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、パーフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフラン、パーフルオロテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等が挙げられる。好ましくは、グリコールエーテル系溶剤、又はアニソールなどの芳香族エーテル溶剤を用いる。   Examples of the ether-based solvent include, in addition to the glycol ether-based solvent containing a hydroxyl group, glycol ether-based solvents not containing a hydroxyl group such as propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol diethyl ether, anisole, phenetole, and the like. Aromatic ether solvents, dioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, perfluoro-2-butyltetrahydrofuran, perfluorotetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like. Preferably, a glycol ether solvent or an aromatic ether solvent such as anisole is used.

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

炭化水素系溶剤としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、ウンデカン、ヘキサデカン、2,2,4−トリメチルペンタン、2,2,3−トリメチルヘキサン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶剤、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、1−メチルプロピルベンゼン、2−メチルプロピルベンゼン、ジメチルベンゼン、ジエチルベンゼン、エチルメチルベンゼン、トリメチルベンゼン、エチルジメチルベンゼン、ジプロピルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶剤、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、ヘキサデセンなどの不飽和炭化水素系溶剤が挙げられる。
不飽和炭化水素溶剤が有する二重結合、三重結合は複数でもよく、炭化水素鎖のどの位置に有しても良い。二重結合を有することによるCis、trans体が混合しても良い。
なお、炭化水素系溶剤は、同じ炭素数で異なる構造の化合物の混合物であってもよい。例えば、脂肪族炭化水素系溶媒としてデカンを使用した場合、同じ炭素数で異なる構造の化合物である2−メチルノナン、2,2−ジメチルオクタン、4−エチルオクタン、イソデカンなどが脂肪族炭化水素系溶媒に含まれていてもよい。
また、上記同じ炭素数で異なる構造の化合物は、1種のみが含まれていてもよいし、上記のように複数種含まれていてもよい。
Examples of the hydrocarbon solvent include pentane, hexane, octane, nonane, decane, dodecane, undecane, hexadecane, 2,2,4-trimethylpentane, 2,2,3-trimethylhexane, perfluorohexane, and perfluoroheptane Aliphatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, ethylbenzene, propylbenzene, 1-methylpropylbenzene, 2-methylpropylbenzene, dimethylbenzene, diethylbenzene, ethylmethylbenzene, trimethylbenzene, ethyldimethylbenzene, dipropylbenzene, etc. And unsaturated hydrocarbon solvents such as octene, nonene, decene, undecene, dodecene, and hexadecene.
The unsaturated hydrocarbon solvent may have a plurality of double bonds and triple bonds, and may have it at any position in the hydrocarbon chain. Cis and trans forms having a double bond may be mixed.
The hydrocarbon-based solvent may be a mixture of compounds having the same carbon number and different structures. For example, when decane is used as an aliphatic hydrocarbon solvent, compounds having the same carbon number and different structures, such as 2-methylnonane, 2,2-dimethyloctane, 4-ethyloctane, and isodecane, are used as aliphatic hydrocarbon solvents. May be included.
The compounds having the same carbon number and different structures may contain only one kind or a plurality of kinds as described above.

有機系現像液に含まれる有機溶剤は、上記露光工程においてEUV光及びEBを用いる場合において、感活性光線性又は感放射線性膜の膨潤を抑制できるという点から、炭素原子数が7以上(7〜14が好ましく、7〜12がより好ましく、7〜10が更に好ましい)、かつヘテロ原子数が2以下のエステル系溶剤を用いることが好ましい。
上記エステル系溶剤のヘテロ原子は、炭素原子及び水素原子以外の原子であって、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等が挙げられる。ヘテロ原子数は、2以下が好ましい。
The organic solvent contained in the organic developer has a carbon atom number of 7 or more (7 to 7) in that when the EUV light and EB are used in the exposure step, the swelling of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film can be suppressed. To 14, more preferably 7 to 12, and even more preferably 7 to 10), and it is preferable to use an ester solvent having 2 or less heteroatoms.
The hetero atom of the ester solvent is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, and examples thereof include an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom. The number of hetero atoms is preferably 2 or less.

炭素原子数が7以上かつヘテロ原子数が2以下のエステル系溶剤の好ましい例としては、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸2−メチルブチル、酢酸1−メチルブチル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸ペンチル、プロピオン酸ヘキシル、プロピオン酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、プロピオン酸ヘプチル、ブタン酸ブチルなどが挙げられ、酢酸イソアミルを用いることが特に好ましい。   Preferred examples of the ester solvent having 7 or more carbon atoms and 2 or less hetero atoms are amyl acetate, isoamyl acetate, 2-methylbutyl acetate, 1-methylbutyl acetate, hexyl acetate, pentyl propionate, hexyl propionate, Examples thereof include butyl propionate, isobutyl isobutyrate, heptyl propionate, and butyl butanoate. It is particularly preferable to use isoamyl acetate.

有機系現像液に含まれる有機溶剤は、上記露光工程においてEUV光及びEBを用いる場合において、炭素原子数が7以上かつヘテロ原子数が2以下のエステル系溶剤に代えて、上記エステル系溶剤及び上記炭化水素系溶剤の混合溶剤、又は、上記ケトン系溶剤及び上記炭化水素溶剤の混合溶剤を用いてもよい。この場合においても、感活性光線性又は感放射線性膜の膨潤の抑制に効果的である。
エステル系溶剤と炭化水素系溶剤とを組み合わせて用いる場合には、エステル系溶剤として酢酸イソアミルを用いることが好ましい。また、炭化水素系溶剤としては、感活性光線性又は感放射線性膜の溶解性を調製するという観点から、飽和炭化水素溶剤(例えば、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、ウンデカン、ヘキサデカンなど)を用いることが好ましい。
ケトン系溶剤と炭化水素系溶剤とを組み合わせて用いる場合には、ケトン系溶剤として2−ヘプタノンを用いることが好ましい。また、炭化水素系溶剤としては、感活性光線性又は感放射線性膜の溶解性を調製するという観点から、飽和炭化水素溶剤(例えば、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、ウンデカン、ヘキサデカンなど)を用いることが好ましい。
上記の混合溶剤を用いる場合において、炭化水素系溶剤の含有量は、感活性光線性又は感放射線性膜の溶剤溶解性に依存するため、特に限定されず、適宜調製して必要量を決定すればよい。
When the EUV light and EB are used in the exposure step, the organic solvent contained in the organic developer is replaced with the ester solvent having 7 or more carbon atoms and 2 or less hetero atoms, You may use the mixed solvent of the said hydrocarbon solvent, or the mixed solvent of the said ketone solvent and the said hydrocarbon solvent. Also in this case, it is effective in suppressing swelling of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film.
When an ester solvent and a hydrocarbon solvent are used in combination, it is preferable to use isoamyl acetate as the ester solvent. As the hydrocarbon solvent, a saturated hydrocarbon solvent (for example, octane, nonane, decane, dodecane, undecane, hexadecane, etc.) is used from the viewpoint of adjusting the solubility of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. Is preferred.
When a ketone-based solvent and a hydrocarbon-based solvent are used in combination, it is preferable to use 2-heptanone as the ketone-based solvent. As the hydrocarbon solvent, a saturated hydrocarbon solvent (for example, octane, nonane, decane, dodecane, undecane, hexadecane, etc.) is used from the viewpoint of adjusting the solubility of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. Is preferred.
In the case of using the above-mentioned mixed solvent, the content of the hydrocarbon-based solvent depends on the solvent solubility of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, and is not particularly limited. I just need.

上記の有機溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。但し、本発明の効果を十二分に奏するためには、現像液全体としての含水率が10質量%未満であることが好ましく、実質的に水分を含有しないことがより好ましい。現像液における有機溶剤(複数混合の場合は合計)の濃度は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは50〜100質量%、更に好ましくは85〜100質量%、更により好ましくは90〜100質量%、特に好ましくは95〜100質量%である。最も好ましくは、実質的に有機溶剤のみからなる場合である。なお、実質的に有機溶剤のみからなる場合とは、微量の界面活性剤、酸化防止剤、安定剤、消泡剤などを含有する場合を含むものとする。   A plurality of the above organic solvents may be mixed, or a mixture of a solvent other than the above and water may be used. However, in order to sufficiently exhibit the effects of the present invention, the water content of the entire developer is preferably less than 10% by mass, and more preferably substantially no water content. The concentration of the organic solvent (total in the case of a mixture of a plurality) in the developer is preferably 50% by mass or more, more preferably 50 to 100% by mass, still more preferably 85 to 100% by mass, and still more preferably 90 to 100% by mass. %, Particularly preferably 95 to 100% by mass. Most preferably, it consists essentially of only an organic solvent. In addition, the case of substantially consisting only of an organic solvent includes the case of containing a trace amount of a surfactant, an antioxidant, a stabilizer, an antifoaming agent, and the like.

現像液は、酸化防止剤を含有することも好ましい。これにより、経時的な酸化剤の発生を抑制でき、酸化剤の含有量をより低下できる。酸化防止剤としては、公知のものが使用できるが、半導体用途に用いる場合、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤が好ましく用いられる。   The developer also preferably contains an antioxidant. Thereby, generation of the oxidizing agent over time can be suppressed, and the content of the oxidizing agent can be further reduced. As the antioxidant, known ones can be used, but when used for semiconductor applications, amine-based antioxidants and phenol-based antioxidants are preferably used.

酸化防止剤の含有量は、特に限定されないが、現像液の全質量に対して、0.0001〜1質量%が好ましく、0.0001〜0.1質量%がより好ましく、0.0001〜0.01質量%が更に好ましい。0.0001質量%以上であるとより優れた酸化防止効果が得られ、1質量%以下であることで、現像残渣を抑制できる傾向にある。   Although the content of the antioxidant is not particularly limited, it is preferably 0.0001 to 1% by mass, more preferably 0.0001 to 0.1% by mass, and 0.0001 to 0% by mass based on the total mass of the developer. 0.01% by mass is more preferred. When the content is 0.0001% by mass or more, a more excellent antioxidant effect is obtained, and when the content is 1% by mass or less, development residues tend to be suppressed.

現像液は、塩基性化合物を含有していてもよく、具体的には感活性光線性又は感放射線性樹成物が含有してもよい塩基性化合物と同様のものが挙げられる。   The developer may contain a basic compound, and specific examples thereof include those similar to the basic compound that the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition may contain.

現像液は、界面活性剤を含有してもよい。現像液が界面活性剤を含有することにより、感活性光線性又は感放射線性膜に対する濡れ性が向上して、現像がより効果的に進行する。
界面活性剤としては、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有し得る界面活性剤と同様のものを用いることができる。
現像液が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量は、現像液の全質量に対して、0.001〜5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.005〜2質量%であり、更に好ましくは0.01〜0.5質量%である。
The developer may contain a surfactant. When the developer contains a surfactant, the wettability to the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is improved, and the development proceeds more effectively.
As the surfactant, those similar to the surfactant which the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition can contain can be used.
When the developer contains a surfactant, the content of the surfactant is preferably 0.001 to 5% by mass, more preferably 0.005 to 2% by mass, based on the total mass of the developer. %, More preferably 0.01 to 0.5% by mass.

現像方法としては、たとえば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)などを適用することができる。
また、現像を行う工程の後に、他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。
現像時間は特に制限はなく、通常は10〜300秒であり、好ましくは20〜120秒である。
現像液の温度は0〜50℃が好ましく、15〜35℃がより好ましい。
As a developing method, for example, a method of dipping a substrate in a bath filled with a developing solution for a certain period of time (dip method), a method of raising the developing solution on the substrate surface by surface tension and stopping for a certain period of time (paddle) Method), a method of spraying a developing solution onto a substrate surface (spray method), and a method of continuously discharging a developing solution while scanning a developing solution discharge nozzle at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed (dynamic dispense method). Etc. can be applied.
Further, after the step of performing development, a step of stopping development while replacing the solvent with another solvent may be performed.
The development time is not particularly limited and is usually 10 to 300 seconds, preferably 20 to 120 seconds.
The temperature of the developer is preferably from 0 to 50 ° C, more preferably from 15 to 35 ° C.

現像工程で用いられる現像液としては、有機溶剤を含有する現像液を用いた現像と、アルカリ現像液による現像を両方行ってもよい(いわゆる二重現像を行ってもよい)。   As the developer used in the development step, both development using a developer containing an organic solvent and development using an alkali developer may be performed (so-called double development may be performed).

<工程(e)>
本発明のパターン形成方法は、工程(d)の後に、現像された感活性光線性又は感放射線性膜をリンス液を用いてリンス(洗浄)する工程(e)を有することが好ましい。
<Step (e)>
The pattern forming method of the present invention preferably has a step (e) of rinsing (washing) the developed actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film using a rinsing liquid after the step (d).

<リンス液>
アルカリ現像の後に行うリンス処理におけるリンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
また、現像処理又はリンス処理の後に、パターン上に付着している現像液又はリンス液を超臨界流体により除去する処理を行うことができる。
<Rinse liquid>
As the rinsing liquid in the rinsing treatment performed after the alkali development, pure water is used, and an appropriate amount of a surfactant may be added.
Further, after the development process or the rinsing process, a process of removing the developing solution or the rinsing solution attached to the pattern with a supercritical fluid can be performed.

有機溶剤現像の後に行うリンス処理におけるリンス液としては、有機溶剤を含有するリンス液(有機系リンス液)を用いることが好ましい。   It is preferable to use a rinsing liquid containing an organic solvent (organic rinsing liquid) as the rinsing liquid in the rinsing treatment performed after the organic solvent development.

リンス液の蒸気圧(混合溶剤である場合は全体としての蒸気圧)は、20℃に於いて0.05kPa以上、5kPa以下が好ましく、0.1kPa以上、5kPa以下が更に好ましく、0.12kPa以上、3kPa以下が最も好ましい。リンス液の蒸気圧を0.05kPa以上、5kPa以下にすることにより、ウエハ面内の温度均一性が向上し、更にはリンス液の浸透に起因した膨潤が抑制され、ウエハ面内の寸法均一性が良化する。   The vapor pressure of the rinsing liquid (in the case of a mixed solvent, the vapor pressure as a whole) at 20 ° C. is preferably 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, more preferably 0.1 kPa or more and 5 kPa or less, and 0.12 kPa or more. And 3 kPa or less is most preferable. By making the vapor pressure of the rinsing liquid 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, the temperature uniformity in the wafer surface is improved, and the swelling due to the penetration of the rinsing liquid is suppressed, and the dimensional uniformity in the wafer surface is reduced. Is improved.

(有機溶剤)
上記有機系リンス液に含まれる有機溶剤としては、種々の有機溶剤が用いられるが、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種の有機溶剤を用いることが好ましい。特に、リンス液が炭化水素系溶剤を含むことが好ましい。
これらの有機溶剤の具体例は、現像液で説明した有機溶剤と同様である。
(Organic solvent)
As the organic solvent contained in the organic rinsing liquid, various organic solvents are used, and are selected from the group consisting of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents. It is preferable to use at least one organic solvent selected. In particular, the rinsing liquid preferably contains a hydrocarbon solvent.
Specific examples of these organic solvents are the same as the organic solvents described for the developer.

有機系リンス液に含まれる有機溶剤としては、上記露光工程においてEUV光又はEBを用いる場合において、上記の有機溶剤の中でも炭化水素系溶剤を用いることが好ましく、脂肪族炭化水素系溶剤を用いることがより好ましい。リンス液に用いられる脂肪族炭化水素系溶剤としては、その効果がより向上するという観点から、炭素数5以上の脂肪族炭化水素系溶剤(例えば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン、ヘキサデカン等)が好ましく、炭素原子数が8以上の脂肪族炭化水素系溶剤が好ましく、炭素原子数が10以上の脂肪族炭化水素系溶剤がより好ましい。
なお、上記脂肪族炭化水素系溶剤の炭素原子数の上限値は特に限定されないが、例えば、16以下が挙げられ、14以下が好ましく、12以下がより好ましい。
上記脂肪側炭化水素系溶剤の中でも、特に好ましくは、デカン、ウンデカン、ドデカンであり、最も好ましくはウンデカンである。
このようにリンス液に含まれる有機溶剤として炭化水素系溶剤(特に脂肪族炭化水素系溶剤)を用いることで、現像後にわずかに感活性光線性又は感放射線性膜に染み込んでいた現像液が洗い流されて、膨潤がより抑制され、パターン倒れが抑制されるという効果が一層発揮される。
また、炭化水素系溶剤としては、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、ヘキサデセンなどの不飽和炭化水素系溶剤も挙げられる。
不飽和炭化水素溶剤が有する二重結合、三重結合は複数でもよく、炭化水素鎖のどの位置に有しても良い。二重結合を有することによるCis、trans体が混合しても良い。
なお、炭化水素系溶剤は、同じ炭素数で異なる構造の化合物の混合物であってもよい。例えば、脂肪族炭化水素系溶媒としてデカンを使用した場合、同じ炭素数で異なる構造の化合物である2−メチルノナン、2,2−ジメチルオクタン、4−エチルオクタン、イソデカンなどが脂肪族炭化水素系溶媒に含まれていてもよい。
また、上記同じ炭素数で異なる構造の化合物は、1種のみが含まれていてもよいし、上記のように複数種含まれていてもよい。
As the organic solvent contained in the organic rinsing liquid, when EUV light or EB is used in the exposure step, it is preferable to use a hydrocarbon solvent among the above organic solvents, and to use an aliphatic hydrocarbon solvent. Is more preferred. As the aliphatic hydrocarbon solvent used for the rinsing liquid, from the viewpoint that the effect is further improved, an aliphatic hydrocarbon solvent having 5 or more carbon atoms (for example, pentane, hexane, octane, decane, undecane, dodecane, Hexadecane, etc.) are preferred, aliphatic hydrocarbon solvents having 8 or more carbon atoms are preferred, and aliphatic hydrocarbon solvents having 10 or more carbon atoms are more preferred.
The upper limit of the number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon solvent is not particularly limited, but is, for example, 16 or less, preferably 14 or less, and more preferably 12 or less.
Among the above-mentioned fatty hydrocarbon solvents, decane, undecane and dodecane are particularly preferred, and undecane is most preferred.
By using a hydrocarbon-based solvent (especially an aliphatic hydrocarbon-based solvent) as the organic solvent contained in the rinsing liquid, the developer slightly permeated into the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film after development is washed away. As a result, the effect of further suppressing swelling and suppressing pattern collapse is further exhibited.
In addition, examples of the hydrocarbon-based solvent include unsaturated hydrocarbon-based solvents such as octene, nonene, decene, undecene, dodecene, and hexadecene.
The unsaturated hydrocarbon solvent may have a plurality of double bonds and triple bonds, and may have it at any position in the hydrocarbon chain. Cis and trans forms having a double bond may be mixed.
The hydrocarbon-based solvent may be a mixture of compounds having the same carbon number and different structures. For example, when decane is used as an aliphatic hydrocarbon solvent, compounds having the same carbon number and different structures, such as 2-methylnonane, 2,2-dimethyloctane, 4-ethyloctane, and isodecane, are used as aliphatic hydrocarbon solvents. May be included.
The compounds having the same carbon number and different structures may contain only one kind or a plurality of kinds as described above.

有機溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の有機溶剤と混合し使用してもよい。上記溶剤は水と混合してもよいが、リンス液中の含水率は通常60質量%以下であり、好ましくは30質量%以下、更に好ましくは10質量%以下、最も好ましくは5質量%以下である。含水率を60質量%以下にすることで、良好なリンス特性を得ることができる。   A plurality of organic solvents may be mixed, or a mixture of organic solvents other than those described above may be used. The solvent may be mixed with water, but the water content in the rinsing liquid is usually 60% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and most preferably 5% by mass or less. is there. By setting the water content to 60% by mass or less, good rinsing characteristics can be obtained.

リンス液は、界面活性剤を含有することが好ましい。これにより、感活性光線性又は感放射線性膜に対する濡れ性が向上して、洗浄効果がより向上する傾向にある。
界面活性剤としては、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に用いられる界面活性剤と同様のものを用いることができる。
界面活性剤の含有量は、リンス液の全質量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、更に好ましくは0.01〜0.5質量%である。
The rinsing liquid preferably contains a surfactant. Thereby, the wettability to the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is improved, and the cleaning effect tends to be further improved.
As the surfactant, those similar to the surfactant used in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition can be used.
The content of the surfactant is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass based on the total mass of the rinsing liquid. .

リンス液は、酸化防止剤を含有することが好ましい。これにより、経時的な酸化剤の発生を抑制でき、酸化剤の含有量をより低下できる。酸化防止剤の具体例及び含有量については、上記の現像液で述べた通りである。   The rinse liquid preferably contains an antioxidant. Thereby, generation of the oxidizing agent over time can be suppressed, and the content of the oxidizing agent can be further reduced. Specific examples and contents of the antioxidant are as described in the developer.

リンス工程においては、現像を行ったウエハを、上記のリンス液を用いて洗浄する。洗浄処理の方法は特に限定されないが、例えば、一定速度で回転している基板上にリンス液を吐出しつづける方法(回転塗布法)、リンス液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、及び、基板表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)が挙げられる。この中でも、回転塗布法で洗浄処理を行った後、基板を2000rpm〜4000rpmの回転数で回転させ、リンス液を基板上から除去することが好ましい。   In the rinsing step, the developed wafer is washed using the above-mentioned rinsing liquid. The method of the cleaning treatment is not particularly limited. For example, a method of continuously discharging a rinsing liquid onto a substrate rotating at a constant speed (rotation coating method), or immersing the substrate in a bath filled with the rinsing liquid for a predetermined time A method (dip method) and a method of spraying a rinsing liquid on the substrate surface (spray method) are exemplified. Among these, it is preferable to remove the rinsing liquid from the substrate by rotating the substrate at a rotation speed of 2000 rpm to 4000 rpm after performing the cleaning treatment by the spin coating method.

一般的に、現像液及びリンス液は、使用後に配管を通して廃液タンクに収容される。その際、リンス液として炭化水素系溶剤を使用する場合には、現像液中に溶解したレジストが析出し、ウエハ背面や、配管側面などに付着することを防ぐために、再度、レジストが溶解する溶剤を配管に通す方法がある。配管に通す方法としては、リンス液での洗浄後に基板の背面や側面などをレジストが溶解する溶剤で洗浄して流す方法や、レジストに接触させずにレジストが溶解する溶剤を、配管を通るように流す方法が挙げられる。   Generally, the developing solution and the rinsing solution are stored in a waste liquid tank through a pipe after use. In this case, when a hydrocarbon solvent is used as the rinsing liquid, in order to prevent the resist dissolved in the developing solution from depositing and adhering to the back surface of the wafer or the side surface of the pipe, the solvent in which the resist is dissolved again is used. Through a pipe. As a method of passing through a pipe, a method in which the back and side surfaces of the substrate are washed and rinsed with a solvent that dissolves the resist after washing with a rinsing liquid, or a solvent in which the resist dissolves without contacting the resist can be passed through the pipe. Method.

本発明における感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、及び、本発明のパターン形成方法において使用される各種材料(例えば、レジスト溶剤、現像液、リンス液、反射防止膜形成用組成物、上層膜形成用組成物など)は、金属、ハロゲンを含む金属塩、酸、アルカリ(アルカリ現像液中のアルカリを除く)等の不純物を含まないことが好ましい。これら材料に含まれる不純物の含有量としては、1ppm以下が好ましく、1ppb以下がより好ましく、100ppt以下が更に好ましく、10ppt以下が特に好ましく、実質的に含まないこと(測定装置の検出限界以下であること)が最も好ましい。
各種材料から金属等の不純物を除去する方法としては、例えば、フィルターを用いた濾過を挙げることができる。フィルター孔径としては、ポアサイズ10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましく、3nm以下が更に好ましい。フィルターの材質としては、ポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のフィルターが好ましい。フィルターは、これらの材質とイオン交換メディアを組み合わせた複合材料であってもよい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルター濾過工程では、複数種類のフィルターを直列又は並列に接続して用いてもよい。複数種類のフィルターを使用する場合は、孔径及び/又は材質が異なるフィルターを組み合わせて使用しても良い。また、各種材料を複数回濾過してもよく、複数回濾過する工程が循環濾過工程であっても良い。
また、各種材料に含まれる金属等の不純物を低減する方法としては、各種材料を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、各種材料を構成する原料に対してフィルター濾過を行う、装置内をテフロン(登録商標)でライニングする等してコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法を挙げることができる。各種材料を構成する原料に対して行うフィルター濾過における好ましい条件は、上記した条件と同様である。
フィルター濾過の他、吸着材による不純物の除去を行っても良く、フィルター濾過と吸着材を組み合わせて使用しても良い。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができ、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材を使用することができる。
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention and various materials used in the pattern forming method of the present invention (for example, a resist solvent, a developing solution, a rinsing solution, a composition for forming an antireflection film, an upper layer) The film-forming composition) preferably does not contain impurities such as a metal, a metal salt containing a halogen, an acid, and an alkali (excluding an alkali in an alkali developer). The content of impurities contained in these materials is preferably 1 ppm or less, more preferably 1 ppb or less, still more preferably 100 ppt or less, particularly preferably 10 ppt or less, and substantially free of them (below the detection limit of the measuring device). Is most preferred.
Examples of a method for removing impurities such as metals from various materials include filtration using a filter. The pore size of the filter is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and even more preferably 3 nm or less. As a material of the filter, a filter made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon is preferable. The filter may be a composite material combining these materials and an ion exchange medium. The filter may be one that has been washed in advance with an organic solvent. In the filter filtration step, a plurality of types of filters may be connected in series or in parallel. When a plurality of types of filters are used, filters having different pore sizes and / or materials may be used in combination. Further, various materials may be filtered a plurality of times, and the step of filtering a plurality of times may be a circulation filtration step.
Further, as a method for reducing impurities such as metals contained in various materials, a material having a low metal content is selected as a material constituting various materials, and a filter filtration is performed on the materials constituting various materials. A method in which the inside is lined with Teflon (registered trademark) or the like and distillation is performed under the condition where contamination is suppressed as much as possible. Preferred conditions for filter filtration performed on raw materials constituting various materials are the same as those described above.
In addition to filter filtration, impurities may be removed by an adsorbent, or a combination of filter filtration and an adsorbent may be used. As the adsorbent, a known adsorbent can be used. For example, an inorganic adsorbent such as silica gel and zeolite, and an organic adsorbent such as activated carbon can be used.

<収容容器>
現像液及びリンス液が有機溶剤の場合、現像液及びリンス液に使用し得る有機溶剤(有機系処理液)としては、収容部を有する、化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液の収容容器に保存されたものを使用することが好ましい。この収容容器としては、例えば、収容部の、有機系処理液に接触する内壁が、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及び、ポリエチレン−ポリプロピレン樹脂とは異なる樹脂、又は、防錆・金属溶出防止処理が施された金属から形成された、化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液の収容容器であることが好ましい。この収容容器の上記収容部に、化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液として使用される予定の有機溶剤を収容し、化学増幅型レジスト膜のパターニング時において、上記収容部から排出したものを使用することができる。
<Container>
When the developing solution and the rinsing solution are organic solvents, the organic solvent (organic processing solution) that can be used for the developing solution and the rinsing solution is a storage of an organic processing solution for patterning a chemically amplified resist film having a storage section. It is preferable to use one stored in a container. As the storage container, for example, the inner wall of the storage portion that is in contact with the organic treatment liquid is made of a resin different from polyethylene resin, polypropylene resin, or polyethylene-polypropylene resin, or is subjected to rust prevention and metal elution prevention treatment. It is preferable that the container is a container for an organic treatment liquid for patterning a chemically amplified resist film formed from the metal thus formed. An organic solvent to be used as an organic treatment liquid for patterning a chemically amplified resist film is stored in the storage section of the storage container, and is discharged from the storage section during patterning of the chemically amplified resist film. Can be used.

上記の収容容器が、更に、上記の収容部を密閉するためのシール部を有している場合、このシール部も、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及び、ポリエチレン−ポリプロピレン樹脂とは異なる樹脂、又は、防錆・金属溶出防止処理が施された金属から形成されることが好ましい。
ここで、シール部とは、収容部と外気とを遮断可能な部材を意味し、パッキンやOリングなどを好適に挙げることができる。
When the storage container further has a seal portion for sealing the storage portion, the seal portion is also a polyethylene resin, a polypropylene resin, and a resin different from the polyethylene-polypropylene resin, or It is preferably formed from a metal that has been subjected to rust prevention and metal elution prevention treatment.
Here, the seal portion means a member capable of shutting off the housing portion and the outside air, and preferably includes a packing, an O-ring, and the like.

ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及び、ポリエチレン−ポリプロピレン樹脂とは異なる樹脂は、パーフルオロ樹脂であることが好ましい。   The resin different from the polyethylene resin, the polypropylene resin, and the polyethylene-polypropylene resin is preferably a perfluoro resin.

パーフルオロ樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)、四フッ化エチレン−エチレン共重合体樹脂(ETFE)、三フッ化塩化エチレン−エチレン共重合樹脂(ECTFE)、フッ化ビニリデン樹脂(PVDF)、三フッ化塩化エチレン共重合樹脂(PCTFE)、フッ化ビニル樹脂(PVF)等を挙げることができる。
特に好ましいパーフルオロ樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂を挙げることができる。
As the perfluoro resin, tetrafluoroethylene resin (PTFE), ethylene tetrafluoride / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), ethylene tetrafluoride-propylene hexafluoride copolymer resin (FEP), tetrafluoride Ethylene-ethylene copolymer resin (ETFE), ethylene trifluoride ethylene-ethylene copolymer resin (ECTFE), vinylidene fluoride resin (PVDF), ethylene trifluoride ethylene copolymer resin (PCTFE), vinyl fluoride resin ( PVF) and the like.
Particularly preferred perfluoro resins include ethylene tetrafluoride resin, ethylene tetrafluoride / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, and ethylene tetrafluoride-propylene hexafluoride copolymer resin.

防錆・金属溶出防止処理が施された金属における金属としては、炭素鋼、合金鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、マンガン鋼等を挙げることができる。
防錆・金属溶出防止処理としては、皮膜技術を適用することが好ましい。
皮膜技術には、金属被覆(各種メッキ),無機被覆(各種化成処理,ガラス,コンクリート,セラミックスなど)及び有機被覆(さび止め油,塗料,ゴム,プラスチックス)の3種に大別されている。
好ましい皮膜技術としては、錆止め油、錆止め剤、腐食抑制剤、キレート化合物、可剥性プラスチック、ライニング剤による表面処理が挙げられる。
中でも、各種のクロム酸塩、亜硝酸塩、ケイ酸塩、燐酸塩、オレイン酸、ダイマー酸、ナフテン酸等のカルボン酸、カルボン酸金属石鹸、スルホン酸塩、アミン塩、エステル(高級脂肪酸のグリセリンエステルや燐酸エステル)などの腐食抑制剤、エチレンジアンテトラ酢酸、グルコン酸、ニトリロトリ酢酸、ヒドロキシエチルエチオレンジアミン三作酸、ジエチレントリアミン五作酸などのキレート化合物及びフッ素樹脂ライニングが好ましい。特に好ましいのは、燐酸塩処理とフッ素樹脂ライニングである。
また、直接的な被覆処理と比較して、直接、錆を防ぐわけではないが、被覆処理による防錆期間の延長につながる処理方法として、防錆処理にかかる前の段階である「前処理」を採用することも好ましい。
このような前処理の具体例としては、金属表面に存在する塩化物や硫酸塩などの種々の腐食因子を、洗浄や研磨によって除去する処理を好適に挙げることができる。
Examples of the metal which has been subjected to the rust prevention / metal elution prevention treatment include carbon steel, alloy steel, nickel chromium steel, nickel chromium molybdenum steel, chromium steel, chromium molybdenum steel, and manganese steel.
As the rust prevention / metal elution prevention treatment, it is preferable to apply a coating technique.
The coating technology is roughly divided into three types: metal coating (various plating), inorganic coating (various chemical treatment, glass, concrete, ceramics, etc.) and organic coating (rust preventive oil, paint, rubber, plastics). .
Preferred coating techniques include surface treatment with rust inhibitor oil, rust inhibitors, corrosion inhibitors, chelating compounds, strippable plastics, and lining agents.
Among them, various chromates, nitrites, silicates, phosphates, carboxylic acids such as oleic acid, dimer acid, naphthenic acid, carboxylic acid metal soaps, sulfonates, amine salts, esters (glycerin esters of higher fatty acids) And phosphoric acid esters), chelating compounds such as ethylenediantetraacetic acid, gluconic acid, nitrilotriacetic acid, hydroxyethylethylenediamine triic acid, and diethylenetriaminepentaic acid, and fluororesin linings are preferred. Particularly preferred are phosphating and fluororesin lining.
Also, compared to direct coating treatment, it does not directly prevent rust, but as a treatment method that extends the rust prevention period due to coating treatment, it is a stage before rust prevention treatment, "pre-treatment" It is also preferable to employ
As a specific example of such a pretreatment, a treatment for removing various corrosion factors such as chlorides and sulfates present on the metal surface by washing or polishing can be preferably mentioned.

収容容器としては具体的に以下を挙げることができる。
・Entegris社製 FluoroPurePFA複合ドラム(接液内面;PFA樹脂ライニング)
・JFE社製 鋼製ドラム缶(接液内面;燐酸亜鉛皮膜)
Specific examples of the storage container include the following.
-FluoroPure PFA composite drum manufactured by Entegris (inner surface of liquid: PFA resin lining)
・ Steel drum by JFE (in contact with liquid; zinc phosphate coating)

また、本発明において用いることができる収容容器としては、特開平11−021393号公報[0013]〜[0030]、及び特開平10−45961号公報[0012]〜[0024]に記載の容器も挙げることができる。   In addition, examples of the storage container that can be used in the present invention include the containers described in JP-A-11-021393 [0013] to [0030] and JP-A-10-45961 [0012] to [0024]. be able to.

本発明における有機系処理液は、静電気の帯電、引き続き生じる静電気放電に伴う薬液配管や各種パーツ(フィルター、O−リング、チューブなど)の故障を防止する為、導電性の化合物を添加しても良い。導電性の化合物としては特に制限されないが、例えば、メタノールが挙げられる。添加量は特に制限されないが、好ましい現像特性を維持する観点で、10質量%以下が好ましく、更に好ましくは、5質量%以下である。薬液配管の部材に関しては、SUS(ステンレス鋼)、或いは帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン、又はフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、パーフロオロアルコキシ樹脂など)で被膜された各種配管を用いることができる。フィルターやO−リングに関しても同様に、帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン、又はフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、パーフロオロアルコキシ樹脂など)を用いることができる。   The organic processing solution of the present invention may be added with a conductive compound in order to prevent failure of chemical solution piping and various parts (filters, O-rings, tubes, etc.) due to static electricity charging and subsequent electrostatic discharge. good. The conductive compound is not particularly limited, but includes, for example, methanol. The amount of addition is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, from the viewpoint of maintaining preferable development characteristics. Regarding the member of the chemical solution piping, various types of piping coated with SUS (stainless steel) or polyethylene, polypropylene or fluororesin (polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, etc.) subjected to antistatic treatment may be used. it can. Similarly, for the filter and the O-ring, polyethylene, polypropylene, or a fluororesin (polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, or the like) subjected to an antistatic treatment can be used.

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

[電子デバイスの製造方法]
本発明は、上記した本発明のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法にも関する。
本発明の電子デバイスの製造方法により製造される電子デバイスは、電気電子機器(家電、OA(Office Appliance)・メディア関連機器、光学用機器及び通信機器等)の製造に、好適に搭載されるものである。
[Electronic device manufacturing method]
The present invention also relates to a method for manufacturing an electronic device, including the pattern forming method of the present invention described above.
An electronic device manufactured by the method for manufacturing an electronic device according to the present invention is suitably mounted in the manufacture of electrical and electronic equipment (home appliances, office equipment (OA) / media-related equipment, optical equipment, communication equipment, and the like). It is.

[積層体]
本発明は、感活性光線性又は感放射線性膜と上層膜とを含む積層体であって、感活性光線性又は感放射線性膜は、芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂を含み、上層膜は、活性光線又は放射線により酸を発生しない、分子量5000以下の化合物(Q)を、上層膜の全質量に対して1質量%以上40質量%以下含む、積層体にも関する。
本発明の積層体は好ましくは基板上に感活性光線性又は感放射線性膜と、前述の上層膜とをこの順に有する積層体であり、半導体デバイスなどに含まれるパターン形成用のレジスト材料として好適に用いることができる。
[Laminate]
The present invention is a laminate comprising an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film and an upper layer film, wherein the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film contains a resin containing a repeating unit having an aromatic ring, and the upper layer The film also relates to a laminate including a compound (Q) having a molecular weight of 5,000 or less, which does not generate an acid by actinic rays or radiation, in an amount of 1% by mass to 40% by mass based on the total mass of the upper layer film.
The laminate of the present invention is preferably a laminate having an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film on a substrate and the above-mentioned upper layer film in this order, and is suitable as a resist material for pattern formation included in a semiconductor device or the like. Can be used.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

樹脂(A)としては、下記樹脂を使用した。
下記繰り返し単位の組成比はモル比である。Mwは重量平均分子量であり、Mw/Mnは分散度であり、Mnは数平均分子量である。
The following resin was used as the resin (A).
The composition ratio of the following repeating units is a molar ratio. Mw is the weight average molecular weight, Mw / Mn is the degree of dispersion, and Mn is the number average molecular weight.

光酸発生剤としては、以下のものを用いた。   The following were used as the photoacid generator.


P−5

P-5

酸拡散制御剤としては、以下のものを用いた。   The following were used as the acid diffusion controller.

架橋剤としては、以下のものを用いた。   The following were used as the crosslinking agent.



疎水性樹脂としては、以下のものを用いた。   The following were used as the hydrophobic resin.

塩基性化合物としては、以下のものを用いた。   The following were used as basic compounds.

レジスト溶剤としては、以下のものを用いた。
C−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
C−2:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
C−3:乳酸エチル(EL)
C−4:シクロヘキサノン
The following were used as the resist solvent.
C-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
C-2: Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
C-3: Ethyl lactate (EL)
C-4: cyclohexanone

上層膜用の樹脂としては、下記樹脂を使用した。以下に、樹脂の構造、各繰り返し単位の組成比(モル比;左から順に対応)、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を示す。   The following resin was used as the resin for the upper layer film. The structure of the resin, the composition ratio of each repeating unit (molar ratio, corresponding to the order from the left), the weight average molecular weight (Mw), and the degree of dispersion (Mw / Mn) are shown below.

T−1: ポリアクリル酸 ジュリマーAC−10L(日本純薬(株)製)
T−2: ポリ(N−ビニルピロリドン) Luviskol K90 (BASFジャパン(株)製)
T−3: (ビニルアルコール60/酢酸ビニル40)共重合体 SMR−8M (信越化学工業(株)製)
T−4: プルラン PI−20 ((株)林原製)
T-1: Polyacrylic acid Jurimer AC-10L (manufactured by Nippon Pure Chemical Industries, Ltd.)
T-2: Poly (N-vinylpyrrolidone) Luviskol K90 (manufactured by BASF Japan Ltd.)
T-3: (vinyl alcohol 60 / vinyl acetate 40) copolymer SMR-8M (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
T-4: Pullulan PI-20 (manufactured by Hayashibara)

添加剤としては、化合物(Q)として前述したのものを用いた。   As the additive, those described above as the compound (Q) were used.

トップコート溶剤としては下記のものを使用した。
Y1:4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)
Y2:デカン
Y3:ジイソアミルエーテル
Y4:1−ブタノール
Y5:イソブチルイソブチレート
Y6:イソブチルアルコール
Y7:水
The following were used as the topcoat solvent.
Y1: 4-methyl-2-pentanol (MIBC)
Y2: Decane Y3: Diisoamyl ether Y4: 1-butanol Y5: Isobutyl isobutyrate Y6: Isobutyl alcohol Y7: Water

<実施例1〜14、比較例1〜4>
[レジスト組成物の調製]
表2に示す成分を、溶剤(混合比は質量比)に溶解させ、それぞれについて固形分濃度1.5質量%の溶液を調製し、更に0.03μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターで濾過することで、レジスト組成物を調製した。
<Examples 1 to 14, Comparative Examples 1 to 4>
[Preparation of resist composition]
The components shown in Table 2 are dissolved in a solvent (mixing ratio is mass ratio), and a solution having a solid content concentration of 1.5% by mass is prepared for each, and the solution is further filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.03 μm. And a resist composition was prepared.

[上層膜形成用組成物の調製]
下記表3に成分を溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度2.0質量%の溶液を調製し、0.04μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターで濾過して上層膜形成用組成物を調製した。
[Preparation of composition for forming upper layer film]
The components shown in Table 3 below were dissolved in a solvent, and a solution having a solid content concentration of 2.0% by mass was prepared for each. The solution was filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.04 μm to prepare a composition for forming an upper layer film.

〔レジスト膜の形成〕
HMDS(ヘキサメチルジシラザン)処理を行った4インチのシリコンウエハ上に、下記表4に示すレジスト組成物を塗布し、120℃で60秒間に亘ってベーク(PB:Prebake)を行い、膜厚が40nmのレジスト膜を形成した。なお、1インチは25.4mmである。
[Formation of resist film]
A resist composition shown in Table 4 below was applied on a 4-inch silicon wafer that had been subjected to HMDS (hexamethyldisilazane) treatment, and baked (PB: Prebake) at 120 ° C. for 60 seconds to obtain a film thickness. Formed a resist film having a thickness of 40 nm. One inch is 25.4 mm.

〔上層膜の形成〕
レジスト膜上に下記表4に示す上層膜形成用組成物を塗布し、膜厚が30nmの上層膜を形成した。
(Formation of upper layer film)
The composition for forming an upper layer film shown in Table 4 below was applied on the resist film to form an upper layer film having a thickness of 30 nm.

〔EUV露光〕
上記で作成したウエハに、NA(レンズ開口数、Numerical Aperture)0.3、Annular照明でEUV露光を行った。具体的には、ネガ現像後にドットパターンを得るため、ピッチ100nm、直径20nmのホールパターンが含まれたダークマスクを介して、露光量を変えてEUV露光を行った。ただし、現像液としてSG−4を用いて現像を行う実施例、比較例に関してはピッチ100nm、直径20nmのドットパターンが含まれたブライトマスクを介して、露光量を変えてEUV露光を行った。
[EUV exposure]
The wafer prepared as described above was subjected to EUV exposure using NA (lens numerical aperture, Numerical Aperture) 0.3 and Annular illumination. Specifically, in order to obtain a dot pattern after the negative development, EUV exposure was performed by changing the exposure amount through a dark mask including a hole pattern having a pitch of 100 nm and a diameter of 20 nm. However, in Examples and Comparative Examples in which development was performed using SG-4 as a developing solution, EUV exposure was performed by changing the exposure amount through a bright mask including a dot pattern having a pitch of 100 nm and a diameter of 20 nm.

〔露光後ベーク(PEB:Post Exposure Bake)〕
照射後、EUV露光装置から取り出したら、ただちに、下記表4に示す温度の条件で60秒間ベークした。
[Bake after exposure (PEB: Post Exposure Bake)]
After the irradiation, after being taken out of the EUV exposure apparatus, it was immediately baked for 60 seconds under the temperature conditions shown in Table 4 below.

〔現像〕
その後、シャワー型現像装置(ACTES(株)製ADE3000S)を用いて、50回転(rpm)でウエハを回転しながら表4に記載の現像液(23℃)を、200mL/分の流量で、所定時間スプレー吐出して現像を行った。
〔developing〕
Thereafter, using a shower type developing device (ADE3000S manufactured by ACTES Corp.), the developer (23 ° C.) shown in Table 4 was supplied at a flow rate of 200 mL / min while rotating the wafer at 50 rotations (rpm). Development was performed by spraying for a time.

〔リンス〕
その後、50回転(rpm)でウエハを回転しながら下記表4に記載のリンス液(23℃)を、200mL/分の流量で、所定時間スプレー吐出してリンス処理を行った。最後に、2500回転(rpm)で120秒間高速回転してウエハを乾燥させた。
〔rinse〕
Thereafter, a rinsing treatment was performed by spraying a rinsing liquid (23 ° C.) shown in Table 4 below at a flow rate of 200 mL / min for a predetermined time while rotating the wafer at 50 rotations (rpm). Finally, the wafer was rotated at a high speed of 2500 rotations (rpm) for 120 seconds to dry the wafer.

(レジストパターンの評価 EUV解像性)
走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9380II)を用いて、得られたレジストパターンのドット径を測定し、所望のドットパターンが倒れや剥がれが発生することなく分離解像している最小寸法を算出した。結果を下記表4に「EUV解像性」として示す。
(Evaluation of resist pattern EUV resolution)
Using a scanning electron microscope (S-9380II, manufactured by Hitachi, Ltd.), the dot diameter of the obtained resist pattern is measured, and the desired dot pattern is separated and resolved without occurrence of collapse or peeling. The minimum dimensions were calculated. The results are shown in Table 4 below as “EUV resolution”.

〔EB露光〕
上層膜が形成されたレジスト膜に対して、電子線照射装置((株)JEOL製 JBX6000;加速電圧50keV、Spot Beam方式)を用いて、2.5nm刻みで線幅20nm〜40nmのラインパターン(長さ方向0.5mm、描画本数50本)を、照射量を変えて露光した。
[EB exposure]
Using an electron beam irradiation apparatus (JBX6000 manufactured by JEOL; acceleration voltage 50 keV, Spot Beam method), a line pattern having a line width of 20 nm to 40 nm in 2.5 nm steps is formed on the resist film on which the upper layer film is formed. (0.5 mm in the length direction, 50 drawing lines) were exposed while changing the irradiation amount.

照射後、直ちにホットプレート上において、下記表4に示す温度の条件で60秒間ベーク(PEB:Post Exposure Bake)した。   Immediately after the irradiation, the substrate was baked (PEB: Post Exposure Bake) for 60 seconds on a hot plate under the conditions shown in Table 4 below.

続いて、シャワー型現像装置(ACTES(株)製ADE3000S)を用いて、50回転(rpm)でウエハを回転しながら、表4に記載の現像液(23℃)を、200mL/minの流量で、5秒間スプレー吐出して、ウエハ上に現像液を液盛りした。ついで、ウエハの回転を止め、60秒間ウエハを静置して現像を行った。   Subsequently, the developer (23 ° C.) shown in Table 4 was supplied at a flow rate of 200 mL / min while rotating the wafer at 50 rotations (rpm) using a shower-type developing device (ADE3000S manufactured by ACTES Corporation). The developer was sprayed on the wafer for 5 seconds to pour the developer on the wafer. Next, the rotation of the wafer was stopped, and the wafer was left standing for 60 seconds to perform development.

その後、50回転(rpm)でウエハを回転しながら下記表4に記載のリンス液(23℃)を用い、200mL/minの流量で、30秒間スプレー吐出してリンス処理を行うことにより、等間隔にラインパターンが並んだラインアンドスペース(L/S)のレジストパターンを得た。   Then, the wafer is rotated at 50 revolutions (rpm) using a rinsing liquid (23 ° C.) shown in Table 4 below at a flow rate of 200 mL / min and spray-discharged for 30 seconds to perform a rinsing process, so that the intervals are equal. Then, a line-and-space (L / S) resist pattern in which line patterns were lined up was obtained.

(レジストパターンの評価 EB解像性)
ラインとスペースの比率が1:1で分離解像する最小の線幅を解像力(nm)とした。結果を下記表4に「EB解像性」として示す。
(Evaluation of resist pattern EB resolution)
The minimum line width for separating and resolving at a line-to-space ratio of 1: 1 was defined as the resolving power (nm). The results are shown in Table 4 below as “EB resolution”.

<現像液>
現像液としては、以下のものを用いた。
SG−1:メチルアミルケトン
SG−2:酢酸イソアミル
SG−3:酢酸ブチル
SG−4:2.38質量%テトラブチルアンモニウム水溶液
SG−5:ジイソブチルケトン
<Developer>
The following were used as the developer.
SG-1: methyl amyl ketone SG-2: isoamyl acetate SG-3: butyl acetate SG-4: 2.38 mass% aqueous solution of tetrabutylammonium SG-5: diisobutyl ketone

<リンス液>
リンス液としては、以下のものを用いた。
RI−1:ウンデカン
RI−2:イソデカン
RI−3:デカン
RI−4:4−メチル−2−ペンタノール
RI−5:純水
RI−6:ウンデカン/ジイソブチルケトン=30/70
<Rinse liquid>
The following was used as the rinsing liquid.
RI-1: undecane RI-2: isodecane RI-3: decane RI-4: 4-methyl-2-pentanol RI-5: pure water RI-6: undecane / diisobutyl ketone = 30/70

<実施例15〜74、比較例5〜20>
[レジスト組成物の調製]
表5及び表6に示す成分を、溶剤(混合比は質量比)に溶解させ、それぞれについて固形分濃度1.5質量%の溶液を調製し、更に0.03μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターで濾過することで、レジスト組成物を調製した。
<Examples 15 to 74, Comparative Examples 5 to 20>
[Preparation of resist composition]
The components shown in Tables 5 and 6 were dissolved in a solvent (mixing ratio is mass ratio), and a solution having a solid content concentration of 1.5% by mass was prepared for each. Thus, a resist composition was prepared.

[上層膜形成用組成物の調製]
下記表7に示す成分を溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度2.0質量%の溶液を調製し、0.04μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターで濾過して上層膜形成用組成物を調製した。
[Preparation of composition for forming upper layer film]
The components shown in Table 7 below were dissolved in a solvent, and a solution having a solid content of 2.0% by mass was prepared for each, and the solution was filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.04 μm to prepare a composition for forming an upper layer film. .

(レジスト膜の形成)
表8〜表11に記載したレジスト組成物を、スピンコータを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施した6インチシリコン基板上に均一に塗布した。次いで、ホットプレートを用いて、110℃で90秒間に亘ってベークした。これにより、膜厚が30nmのレジスト膜を形成した。
(Formation of resist film)
The resist compositions described in Tables 8 to 11 were uniformly applied to a 6-inch silicon substrate that had been subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater. Next, baking was performed at 110 ° C. for 90 seconds using a hot plate. Thus, a resist film having a thickness of 30 nm was formed.

〔上層膜の形成〕
レジスト膜上に下記表8〜表11に示す上層膜形成用組成物を塗布し、膜厚が30nmの上層膜を形成した。
(Formation of upper layer film)
Compositions for forming an upper layer film shown in Tables 8 to 11 below were applied on the resist film to form an upper layer film having a thickness of 30 nm.

〔EB露光〕
上層膜が形成されたレジスト膜に対して、電子線照射装置((株)JEOL製 JBX6000;加速電圧50keV、Spot Beam方式)を用いて、2.5nm刻みで線幅20nm〜40nmのラインパターン(長さ方向0.5mm、描画本数50本)を、照射量を変えて露光した。
[EB exposure]
Using an electron beam irradiation apparatus (JBX6000 manufactured by JEOL; acceleration voltage 50 keV, Spot Beam method), a line pattern having a line width of 20 nm to 40 nm in 2.5 nm steps is formed on the resist film on which the upper layer film is formed. (0.5 mm in the length direction, 50 drawing lines) were exposed while changing the irradiation amount.

照射後、直ちにホットプレート上において、表8〜11に示す温度の条件で60秒間に亘ってベーク(Post Exposure Bake;PEB)した。   Immediately after the irradiation, it was baked (Post Exposure Bake; PEB) on a hot plate at the temperature conditions shown in Tables 8 to 11 for 60 seconds.

続いて、シャワー型現像装置(ACTES(株)製ADE3000S)を用いて、50回転(rpm)でウエハを回転しながら、2.38%TMAH(Tetramethylammonium hydroxide)現像液(23℃)を、200mL/minの流量で、5秒間スプレー吐出して、ウエハ上に現像液を液盛りした。ついで、ウエハの回転を止め、60秒間ウエハを静置して現像を行った。   Subsequently, while rotating the wafer at 50 rotations (rpm) using a shower-type developing device (ADE3000S manufactured by ACTES Corporation), a 2.38% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) developing solution (23 ° C.) was added at 200 mL / The developer was sprayed on the wafer at a flow rate of min for 5 seconds. Then, the rotation of the wafer was stopped, and the wafer was left standing for 60 seconds to perform development.

その後、50回転(rpm)でウエハを回転しながらリンス液(23℃)として純水を用い、200mL/minの流量で、30秒間スプレー吐出してリンス処理を行うことにより、等間隔にラインパターンが並んだラインアンドスペース(L/S)のレジストパターンを得た。   Then, the wafer is rotated at 50 revolutions (rpm) while using pure water as a rinsing liquid (23 ° C.) and spraying at a flow rate of 200 mL / min for 30 seconds to perform a rinsing process, thereby forming line patterns at regular intervals. Were obtained as a line and space (L / S) resist pattern.

<評価>
〔解像力〕
ラインとスペースの比率が1:1で分離解像する最小の線幅を解像力(nm)とした。結果を表8〜表11に「EB解像性」として示す。
<Evaluation>
(Resolution)
The minimum line width for separating and resolving at a line-to-space ratio of 1: 1 was defined as the resolving power (nm). The results are shown in Tables 8 to 11 as "EB resolution".

実施例15以降、比較例5以降に関しては露光、PEB後、MIBC/デカン=90/10(質量比)の溶剤を用いて上層膜を剥離した後、現像を行なった。   After the exposure and PEB in Examples 15 and Comparative Examples 5 and thereafter, the upper layer film was peeled off using a solvent of MIBC / decane = 90/10 (mass ratio), and then developed.

〔EUV露光〕
上記で作成した上層膜が形成されたレジスト膜を有するウエハに、NA(レンズ開口数、Numerical Aperture)0.3、Annular照明でEUV露光を行った。具体的には、ネガ現像後にドットパターンを得るため、ピッチ100nm、直径20nmのホールパターンが含まれたダークマスクを介して、露光量を変えてEUV露光を行った。ただし、TMAH現像を行う実施例、比較例に関してはピッチ100nm、直径20nmのドットパターンが含まれたブライトマスクを介して、露光量を変えてEUV露光を行った。
[EUV exposure]
EUV exposure was performed on a wafer having a resist film on which an upper layer film was formed as described above, using NA (lens numerical aperture, Numerical Aperture) 0.3 and Annular illumination. Specifically, in order to obtain a dot pattern after the negative development, EUV exposure was performed by changing the exposure amount through a dark mask including a hole pattern having a pitch of 100 nm and a diameter of 20 nm. However, in Examples and Comparative Examples in which TMAH development was performed, EUV exposure was performed by changing the exposure amount through a bright mask including a dot pattern having a pitch of 100 nm and a diameter of 20 nm.

〔露光後ベーク(PEB:Post Exposure Bake)〕
照射後、EUV露光装置から取り出したら、ただちに、下記表4に示す温度の条件で60秒間ベークした。
[Bake after exposure (PEB: Post Exposure Bake)]
After the irradiation, after being taken out of the EUV exposure apparatus, it was immediately baked for 60 seconds under the temperature conditions shown in Table 4 below.

〔現像〕
その後、シャワー型現像装置(ACTES(株)製ADE3000S)を用いて、50回転(rpm)でウエハを回転しながら2.38%TMAH現像液(23℃)を、200mL/分の流量で、所定時間スプレー吐出して現像を行った。
〔developing〕
Then, while rotating the wafer at 50 rotations (rpm) using a shower type developing device (ADE3000S manufactured by ACTES Corporation), a 2.38% TMAH developing solution (23 ° C.) was supplied at a flow rate of 200 mL / min. Development was performed by spraying for a time.

〔リンス〕
その後、50回転(rpm)でウエハを回転しながらリンス液(23℃)として純水を、200mL/分の流量で、所定時間スプレー吐出してリンス処理を行った。最後に、2500回転(rpm)で120秒間高速回転してウエハを乾燥させた。
〔rinse〕
Thereafter, while rotating the wafer at 50 rotations (rpm), a rinse treatment was performed by spraying pure water as a rinse liquid (23 ° C.) at a flow rate of 200 mL / min for a predetermined time. Finally, the wafer was rotated at a high speed of 2500 rotations (rpm) for 120 seconds to dry the wafer.

<評価>
〔解像力〕
走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9380II)を用いて、得られたレジストパターンのドット径を測定し、所望のドットパターンが倒れや剥がれが発生することなく分離解像している最小寸法を算出した。表8〜表11に「EUV解像性」として示す。
<Evaluation>
(Resolution)
Using a scanning electron microscope (S-9380II, manufactured by Hitachi, Ltd.), the dot diameter of the obtained resist pattern is measured, and the desired dot pattern is separated and resolved without occurrence of collapse or peeling. The minimum dimensions were calculated. The results are shown in Tables 8 to 11 as “EUV resolution”.

以上より、本発明の実施例のパターン形成方法及び積層体は、比較例に対して、ラインアンドスペース、ドットの解像性が良好な結果を示した。   As described above, the pattern forming method and the laminate according to the examples of the present invention showed better results in line and space and dot resolution than the comparative example.

本発明のパターン形成方法、及び積層体は、以下に記載のようなマルチビーム露光によっても上記実施例と同様の効果が得られる。
複数の電子線を同時に照射することにより効率を上げるマルチビーム方式(以下、「電子線マルチビーム露光」などともいう。)がある(例えば、非特許文献2、3を参照)。
非特許文献2:Elmar Platzgummer, Stefan Cernusca, Christof Klein, Jan Klikovits, Samuel Kvasnica, Hans Loeschner, “eMET − 50 keV electron Mask Exposure Tool Development based on proven multi−beam projection technology”, Proc. SPIE Vol. 7823, 782308 (2010).
非特許文献3:Christof Klein, Hans Loeschner,
Elmar Platzgummer, “Performance of the Proof−of−Concept Multi−Beam Mask Writer”, Proc. SPIE Vol. 8880, 88801E (2013).
The pattern forming method and the laminate of the present invention can provide the same effects as those of the above-described embodiment even by the multi-beam exposure as described below.
There is a multi-beam system (hereinafter, also referred to as “electron beam multi-beam exposure”) that increases efficiency by simultaneously irradiating a plurality of electron beams (for example, see Non-Patent Documents 2 and 3).
Non-Patent Document 2: Elmar Platzgummer, Stefan Cernusca, Christof Klein, Jan Klikovits, Samuel Kvasnica, Hans Loeschner, "eMET - 50 keV electron Mask Exposure Tool Development based on proven multi-beam projection technology", Proc. SPIE Vol. 7823, 782308 (2010).
Non-Patent Document 3: Christof Klein, Hans Loschner,
Elmar Platzgummer, "Performance of the Proof-of-Concept Multi-Beam Mask Writer", Proc. SPIE Vol. 8880, 88801E (2013).

実施例29〜42、実施例59〜74は有機溶剤を用いて現像及びリンスを行い、ネガ型パターンを形成しても同様の効果が得られる。   In Examples 29 to 42 and Examples 59 to 74, the same effects can be obtained by performing development and rinsing using an organic solvent to form a negative pattern.

本発明によれば、特に極微細(例えば直径が30nm以下のドットやラインアンドスペース)のパターン形成において、膜減りが少なく、高い解像力を得ることができるパターン形成方法、上記パターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法、及び上記パターンを形成するための積層体を提供することができる。   According to the present invention, particularly in the formation of an extremely fine pattern (for example, a dot or a line and space having a diameter of 30 nm or less), a pattern forming method capable of obtaining a high resolution with a small film loss and an electronic device including the pattern forming method A device manufacturing method and a laminate for forming the pattern can be provided.

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2015年9月30日出願の日本特許出願(特願2015−195492)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
This application is based on a Japanese patent application filed on Sep. 30, 2015 (Japanese Patent Application No. 2015-195492), the contents of which are incorporated herein by reference.

Claims (14)

(a)感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物により感活性光線性又は感放射線性膜を形成する工程、
(b)前記感活性光線性又は感放射線性膜上に上層膜形成用組成物により上層膜を形成する工程、
(c)前記上層膜が形成された前記感活性光線性又は感放射線性膜を露光する工程、及び
(d)露光された前記感活性光線性又は感放射線性膜を、現像液で現像する工程
を含むパターン形成方法であって、
前記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂、及び光酸発生剤を含み、
前記芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂が、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を含有する樹脂であり、
前記上層膜形成用組成物が、活性光線又は放射線により酸を発生しない、分子量5000以下の化合物(Q)を、前記上層膜形成用組成物の全固形分に対して1質量%以上40質量%以下含み、
前記化合物(Q)が、下記X1〜X6、TQ−1〜TQ−18、及びA−1〜A−35から選択される少なくとも一つの化合物であり、
前記上層膜形成用組成物は溶剤を含有し、前記溶剤がアルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、フッ素系溶剤、炭化水素系溶剤、又はこれらを複数混合した有機溶剤であり、前記上層膜形成用組成物に含まれる前記溶剤は水酸基を有する溶剤を含有してもしなくてもよく、前記水酸基を有する溶剤を含有する場合は、全溶剤に対して、前記水酸基を有する溶剤の含有比率が50質量%以下である、パターン形成方法。

X3:トリ−N−オクチルアミン、X4:1−(tert−ブトキシカルボニル)−4−ヒドロキシピペリジン、X5:tert−ブチル1−ピロリジンカルボキシレート、X6:トリイソプロパノールアミン





(A) forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition;
(B) forming an upper layer film on the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film using the composition for forming an upper layer film;
(C) exposing the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film on which the upper layer film is formed; and (d) developing the exposed actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with a developer. A pattern forming method comprising:
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a resin containing a repeating unit having an aromatic ring, and a photoacid generator,
The resin containing a repeating unit having an aromatic ring is a resin containing a repeating unit having a phenolic hydroxyl group,
The compound for forming the upper layer film, which does not generate an acid by actinic rays or radiation and has a molecular weight of 5,000 or less, is used in an amount of 1% by mass to 40% by mass based on the total solid content of the composition for forming the upper layer film. Including
The compound (Q) is at least one compound selected from the following X1 to X6, TQ-1 to TQ-18, and A-1 to A-35;
The composition for forming an upper layer film contains a solvent, and the solvent is an alcohol solvent, an ether solvent, an ester solvent, a fluorine solvent, a hydrocarbon solvent, or an organic solvent obtained by mixing a plurality of these solvents. The solvent contained in the film-forming composition may or may not contain a solvent having a hydroxyl group, and when the solvent containing a hydroxyl group is contained, the content ratio of the solvent having a hydroxyl group to the total solvent. Is 50% by mass or less.

X3: tri-N-octylamine, X4: 1- (tert-butoxycarbonyl) -4-hydroxypiperidine, X5: tert-butyl 1-pyrrolidinecarboxylate, X6: triisopropanolamine





前記化合物(Q)の分子量が1500以下である、請求項1に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the compound (Q) has a molecular weight of 1500 or less. 前記化合物(Q)の含有量が、前記上層膜形成用組成物の全固形分に対して30質量%以下である、請求項1又は2に記載のパターン形成方法。   3. The pattern forming method according to claim 1, wherein the content of the compound (Q) is 30% by mass or less based on the total solid content of the composition for forming an upper layer film. 4. 前記化合物(Q)の含有量が、前記上層膜形成用組成物の全固形分に対して20質量%以下である、請求項1又は2に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1 or 2, wherein the content of the compound (Q) is 20% by mass or less based on the total solid content of the composition for forming an upper layer film. 前記化合物(Q)が、前記TQ−1〜TQ−18、A−22〜A−27、及びA−33から選択される少なくとも一つの化合物である、請求項1に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 1, wherein the compound (Q) is at least one compound selected from the TQ-1 to TQ-18, A-22 to A-27, and A-33. 前記有機溶剤の含有量が、前記上層膜形成用組成物に含まれる全溶剤に対して50質量%以上である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the organic solvent is 50% by mass or more based on all solvents contained in the composition for forming an upper layer film. 前記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、架橋剤を含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to any one of claims 1 to 6, wherein the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a crosslinking agent. 前記現像液が有機溶剤を含有する現像液である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to any one of claims 1 to 7, wherein the developer is a developer containing an organic solvent. 前記有機溶剤を含有する現像液は、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、及び炭化水素系溶剤から選択される少なくとも1種の溶剤を含む、請求項8に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 8, wherein the developer containing the organic solvent includes at least one solvent selected from an ester solvent, a ketone solvent, an ether solvent, and a hydrocarbon solvent. 前記有機溶剤を含有する現像液がエステル系溶剤を含む、請求項9に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 9, wherein the developer containing the organic solvent contains an ester solvent. 前記工程(d)の後に、
(e)現像された前記感活性光線性又は感放射線性膜をリンス液を用いてリンスする工程、
を含み、前記リンス液が炭化水素系溶剤を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
After the step (d),
(E) rinsing the developed actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with a rinsing liquid,
The pattern forming method according to claim 1, wherein the rinsing liquid includes a hydrocarbon-based solvent.
前記露光が電子線又は極紫外線を用いて行われる請求項1〜11のいずれか一項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the exposure is performed using an electron beam or extreme ultraviolet light. 請求項1〜12のいずれか一項に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。   An electronic device manufacturing method, comprising the pattern forming method according to claim 1. 感活性光線性又は感放射線性膜と上層膜とを含む積層体であって、
前記感活性光線性又は感放射線性膜は、芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂、及び光酸発生剤を含み、
前記芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂が、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を含有する樹脂であり、
前記上層膜は、活性光線又は放射線により酸を発生しない、分子量5000以下の化合物(Q)を、前記上層膜の全質量に対して1質量%以上40質量%以下含み、
前記化合物(Q)が、下記TQ−1〜TQ−18、A−22〜A−27、及びA−33から選択される少なくとも一つの化合物である、積層体。


A laminate comprising an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film and an upper layer film,
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film contains a resin containing a repeating unit having an aromatic ring, and a photoacid generator,
The resin containing a repeating unit having an aromatic ring is a resin containing a repeating unit having a phenolic hydroxyl group,
The upper layer film contains a compound (Q) having a molecular weight of 5,000 or less, which does not generate an acid by actinic rays or radiation, from 1% by mass to 40% by mass based on the total mass of the upper layer film,
The compound (Q) is at least one compound selected from the lower Symbol T Q-1~TQ-18, A -22~A-27 and A-33,, laminate.


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