KR102588117B1 - Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, pattern formation method, and electronic device manufacturing method - Google Patents

Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, pattern formation method, and electronic device manufacturing method Download PDF

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히데아키 츠바키
타카미츠 토미가
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Abstract

호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도가 50℃ 이하인 모노머를 유래로 하는, 비산분해성의 반복 단위와, 산분해성기를 갖는 반복 단위를 포함하는 수지, 및 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물을 포함하는, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물, 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 의하여 형성되는 레지스트막, 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 사용한 패턴 형성 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법이다.

Figure 112021018467957-pct00088

환 Q1은 4~6원환이다. 단, 환 Q1은 다른 환과 축합환을 형성하고 있어도 된다.
환 Q1은 환원으로서 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고, S+와 직결하는 환원의 원자는 탄소 원자이다. RP1~RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다. RP1~RP5 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다. Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.A resin containing a non-acid-decomposable repeating unit derived from a monomer with a glass transition temperature of 50°C or lower when converted into a homopolymer and a repeating unit having an acid-decomposable group, and a compound represented by general formula (P-1) an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, a resist film formed by the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, a pattern forming method using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and electronic This is a method of manufacturing a device.
Figure 112021018467957-pct00088

Ring Q 1 is a 4- to 6-membered ring. However, ring Q 1 may form a condensed ring with another ring.
Ring Q 1 has at least two carbon atoms as a reduction, and the reduction atom directly connected to S + is a carbon atom. R P1 to R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group. At least two of R P1 to R P5 may combine to form a ring. Z - represents a non-nucleophilic anion.

Description

감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물, 레지스트막, 패턴 형성 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, pattern formation method, and electronic device manufacturing method

본 발명은, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물, 레지스트막, 패턴 형성 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, a resist film, a pattern formation method, and a manufacturing method of an electronic device.

KrF 엑시머 레이저(248nm)용 레지스트 이후, 광흡수에 의한 감도 저하를 보완하기 위하여 레지스트의 화상 형성 방법으로서 화학 증폭이라는 화상 형성 방법이 이용되고 있다. 예를 들면, 포지티브형의 화학 증폭의 화상 형성 방법으로서는, 엑시머 레이저, 전자선, 및 극자외광 등의 노광에 의하여, 노광부의 광산발생제가 분해되어 산을 생성시키고, 노광 후의 베이크(PEB: PostExposureBake)로 그 발생산을 반응 촉매로서 이용하여 알칼리 불용성의 기를 알칼리 가용성의 기로 변화시켜, 알칼리 현상액에 의하여 노광부를 제거하는 화상 형성 방법을 들 수 있다.Since resist for KrF excimer laser (248 nm), an image forming method called chemical amplification has been used as an image forming method for resist to compensate for the decrease in sensitivity due to light absorption. For example, in the image forming method of positive chemical amplification, the photoacid generator in the exposed area is decomposed to produce acid by exposure to excimer laser, electron beam, extreme ultraviolet light, etc., and then the photoacid generator is decomposed to generate acid, and the photoacid generator is decomposed to produce acid in the post-exposure bake (PEB: PostExposureBake). An example is an image forming method in which the generated acid is used as a reaction catalyst to change alkali-insoluble groups into alkali-soluble groups, and the exposed portion is removed using an alkaline developer.

한편, 요즘에는 노광 광원의 파장을 이용한 미세화는 한계를 맞이하고 있고, 특히 이온 주입 프로세스 공정 용도 및 NAND 메모리(NOT AND 메모리)에 있어서는, 대용량화를 목적으로 하여 메모리층의 3차원화가 주류가 되고 있다. 메모리층의 3차원화에는 세로 방향으로의 가공단수의 증가가 필요해지기 때문에, 레지스트막에는, 종래의 나노 치수로부터 미크론 치수로의 후막화(厚膜化)가 요구되고 있다.Meanwhile, these days, miniaturization using the wavelength of the exposure light source is facing limitations, and especially for ion implantation process applications and NAND memory (NOT AND memory), three-dimensionalization of the memory layer is becoming mainstream for the purpose of increasing capacity. . Since three-dimensionalization of the memory layer requires an increase in the number of processing steps in the vertical direction, the resist film is required to be thickened from the conventional nano size to the micron size.

예를 들면, 특허문헌 1 및 2에는, 후막 포토레지스트층을 형성하기 위하여 이용되는 후막용 화학 증폭형 포지티브형 포토레지스트 조성물이 기재되어 있다.For example, Patent Documents 1 and 2 describe a chemically amplified positive photoresist composition for thick films used to form a thick film photoresist layer.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2007-206425호Patent Document 1: Japanese Patent Publication No. 2007-206425 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2008-191218호Patent Document 2: Japanese Patent Publication No. 2008-191218

그러나, 특허문헌 1 또는 2에 기재된 레지스트 조성물로부터 리소그래피에 의하여 형성되는 후막의 패턴을 마스크로 하여 피에칭물의 에칭을 실시한 결과, 패턴의 내부에 보이드(공극)가 산견(散見)되었다. 보이드로서는, 크기가 50nm 이상인 보이드("큰 보이드"라고도 부름)와, 크기가 50nm 미만인 보이드("작은 보이드"라고도 부름)의 2종류의 보이드가 있었다.However, as a result of etching the object to be etched using a thick film pattern formed by lithography from the resist composition described in Patent Document 1 or 2 as a mask, voids were discovered inside the pattern. There were two types of voids: voids with a size of 50 nm or more (also called "large voids") and voids with a size of less than 50 nm (also called "small voids").

따라서, 본 발명은, 에칭 시에, 패턴의 내부에 큰 보이드 및 작은 보이드가 발생하기 어려운 패턴을 형성할 수 있는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물, 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 의하여 형성되는 레지스트막, 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 사용한 패턴 형성 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.Therefore, the present invention provides an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition capable of forming a pattern in which large voids and small voids are unlikely to occur inside the pattern during etching, and the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin. The object is to provide a resist film formed from the composition, a pattern formation method using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and a manufacturing method of an electronic device.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 특정 수지와, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 특정 구조의 화합물(특정 구조의 광산발생제)을 함유하는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 의하면, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 찾아내, 본 발명을 완성시켰다.As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have developed an actinic ray-sensitive product containing a specific resin and a compound with a specific structure (acid generator with a specific structure) that generates an acid upon irradiation of actinic rays or radiation. Alternatively, a radiation-sensitive resin composition was found to be able to solve the above problems, and the present invention was completed.

즉, 본 발명자들은, 이하의 구성에 의하여 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 찾아냈다.That is, the present inventors have found that the above object can be achieved by the following configuration.

<1><1>

수지 (A)와, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물을 함유하는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물로서,An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (A) and a compound that generates acid upon irradiation of actinic rays or radiation,

상기 수지 (A)는, 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도가 50℃ 이하인 모노머를 유래로 하는 반복 단위 (a1)과, 산분해성기를 갖는 반복 단위 (a2)를 포함하고,The resin (A) includes a repeating unit (a1) derived from a monomer having a glass transition temperature of 50° C. or lower when converted into a homopolymer, and a repeating unit (a2) having an acid-decomposable group,

상기 반복 단위 (a1)은, 비산분해성의 반복 단위이며,The repeating unit (a1) is a non-acid decomposable repeating unit,

상기 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물은, 하기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물을 포함하는, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, wherein the compound that generates acid upon irradiation of actinic rays or radiation includes a compound represented by the following general formula (P-1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021018467957-pct00001
Figure 112021018467957-pct00001

상기 일반식 (P-1) 중,In the general formula (P-1),

Q1은 S+를 포함하는 환을 나타낸다.Q 1 represents a ring containing S + .

환 Q1은 4원환, 5원환 또는 6원환이다. 단, 환 Q1은 다른 환과 축합환을 형성하고 있어도 된다.Ring Q 1 is a 4-membered ring, a 5-membered ring, or a 6-membered ring. However, ring Q 1 may form a condensed ring with another ring.

환 Q1은 환원으로서 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고, S+와 직결하는 환원의 원자는 탄소 원자이다.Ring Q 1 has at least two carbon atoms as a reduction, and the reduction atom directly connected to S + is a carbon atom.

RP1~RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다. RP1~RP5 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.R P1 to R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group. At least two of R P1 to R P5 may combine to form a ring.

Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.Z - represents a non-nucleophilic anion.

<2><2>

상기 Q1이 비방향족환인 <1>에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to <1>, wherein Q 1 is a non-aromatic ring.

<3><3>

상기 Q1이 환원으로서 S+ 이외의 헤테로 원자를 갖는 <1> 또는 <2>에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to <1> or <2>, wherein Q 1 has a hetero atom other than S + as a reduction.

<4><4>

상기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물이, 하기 일반식 (P-2)로 나타나는 화합물인 <1> 또는 <2>에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to <1> or <2>, wherein the compound represented by the general formula (P-1) is a compound represented by the following general formula (P-2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112021018467957-pct00002
Figure 112021018467957-pct00002

상기 일반식 (P-2) 중,In the general formula (P-2),

RP1~RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다. RP1~RP5 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.R P1 to R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group. At least two of R P1 to R P5 may combine to form a ring.

RP6~RP9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.R P6 to R P9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

m1 및 m2는 각각 독립적으로 1 또는 2를 나타낸다.m1 and m2 each independently represent 1 or 2.

RP6~RP9는 각각 복수 존재하는 경우는, 동일해도 되고 달라도 된다.When there are multiple R P6 to R P9 , they may be the same or different.

m1이 2를 나타내는 경우, 2개의 RP6끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.When m1 represents 2, two R P6 may combine to form a ring.

m2가 2를 나타내는 경우, 2개의 RP8끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.When m2 represents 2, two R P8s may combine to form a ring.

M1은 헤테로 원자 또는 -CRP10RP11-을 나타낸다. RP10 및 RP11은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.M 1 represents a heteroatom or -CR P10 R P11 -. R P10 and R P11 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.Z - represents a non-nucleophilic anion.

<5><5>

상기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물이, 하기 일반식 (P-3)으로 나타나는 화합물인 <1> 또는 <2>에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to <1> or <2>, wherein the compound represented by the general formula (P-1) is a compound represented by the following general formula (P-3).

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112021018467957-pct00003
Figure 112021018467957-pct00003

상기 일반식 (P-3) 중,In the general formula (P-3),

RP1, RP2, RP4, 및 RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다.R P1 , R P2 , R P4 , and R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group.

RP6~RP9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.R P6 to R P9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

m1 및 m2는 각각 독립적으로 1 또는 2를 나타낸다.m1 and m2 each independently represent 1 or 2.

RP6~RP9는 각각 복수 존재하는 경우는, 동일해도 되고 달라도 된다.When there are multiple R P6 to R P9 , they may be the same or different.

m1이 2를 나타내는 경우, 2개의 RP6끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.When m1 represents 2, two R P6 may combine to form a ring.

m2가 2를 나타내는 경우, 2개의 RP8끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.When m2 represents 2, two R P8s may combine to form a ring.

M1은 헤테로 원자 또는 -CRP10RP11-을 나타낸다. RP10 및 RP11은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.M 1 represents a heteroatom or -CR P10 R P11 -. R P10 and R P11 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

RP12는 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.R P12 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

RP1, RP2, RP4, RP5, 및 RP12 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.At least two of R P1 , R P2 , R P4 , R P5 , and R P12 may combine to form a ring.

Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.Z - represents a non-nucleophilic anion.

<6><6>

상기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물이, 하기 일반식 (P-4) 또는 (P-5)로 나타나는 화합물인 <1> 내지 <5> 중 어느 하나에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.The actinic ray sensitive or radiation sensitive compound according to any one of <1> to <5>, wherein the compound represented by the general formula (P-1) is a compound represented by the following general formula (P-4) or (P-5). Sex resin composition.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112021018467957-pct00004
Figure 112021018467957-pct00004

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112021018467957-pct00005
Figure 112021018467957-pct00005

상기 일반식 (P-4) 및 (P-5) 중,In the general formulas (P-4) and (P-5),

RP1, RP2, RP4, 및 RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다.R P1 , R P2 , R P4 , and R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group.

RP6~RP9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.R P6 to R P9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

복수 존재하는 RP6~RP9는 각각 동일해도 되고 달라도 된다.R P6 to R P9 that exist in plural may be the same or different.

2개의 RP6끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.Two R P6s may combine to form a ring.

2개의 RP8끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.Two R P8s may combine to form a ring.

M1은 헤테로 원자 또는 -CRP10RP11-을 나타낸다. RP10 및 RP11은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.M 1 represents a heteroatom or -CR P10 R P11 -. R P10 and R P11 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

RP12는 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.R P12 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

RP1, RP2, RP4, RP5, 및 RP12 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.At least two of R P1 , R P2 , R P4 , R P5 , and R P12 may combine to form a ring.

Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.Z - represents a non-nucleophilic anion.

상기 일반식 (P-5) 중, RP13은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.In the general formula (P-5), R P13 represents a hydrogen atom or a substituent.

<7><7>

고형분 농도가 10질량% 이상인 <1> 내지 <6> 중 어느 하나에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of <1> to <6>, wherein the solid content concentration is 10% by mass or more.

<8><8>

상기 Z-가, 하기 일반식 (Z1)~(Z4) 중 어느 하나로 나타나는 음이온인 <1> 내지 <7> 중 어느 하나에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of <1> to <7>, wherein Z - is an anion represented by any of the following general formulas (Z1) to (Z4).

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112021018467957-pct00006
Figure 112021018467957-pct00006

일반식 (Z1) 중, RZ1은 알킬기를 나타낸다.In general formula (Z1), R Z1 represents an alkyl group.

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112021018467957-pct00007
Figure 112021018467957-pct00007

일반식 (Z2) 중,In general formula (Z2),

Xf는, 각각 독립적으로, 불소 원자, 또는 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기를 나타낸다. 복수 존재하는 Xf는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. Multiple Xfs may be the same or different.

RZ2 및 RZ3은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 또는 알킬기를 나타낸다. 복수 존재하는 경우의 RZ2 및 RZ3은, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.R Z2 and R Z3 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. When there are multiple R Z2 and R Z3 , each may be the same or different.

LZ1은 2가의 연결기를 나타내며, 복수 존재하는 경우의 LZ1은 동일해도 되고 달라도 된다.L Z1 represents a divalent linking group, and when two or more L Z1s exist, they may be the same or different.

AZ1은 환상 구조를 포함하는 유기기를 나타낸다.A Z1 represents an organic group containing a cyclic structure.

x는 1~20의 정수를 나타내고, y는 0~10의 정수를 나타낸다. z는 0~10의 정수를 나타낸다.x represents an integer from 1 to 20, and y represents an integer from 0 to 10. z represents an integer from 0 to 10.

[화학식 8][Formula 8]

Figure 112021018467957-pct00008
Figure 112021018467957-pct00008

일반식 (Z3) 및 (Z4) 중, Rb3~Rb7은 각각 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. Rb3과 Rb4가 결합하여 환 구조를 형성해도 된다. Rb5와 Rb6이 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.In general formulas (Z3) and (Z4), Rb 3 to Rb 7 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. Rb 3 and Rb 4 may combine to form a ring structure. Rb 5 and Rb 6 may combine to form a ring structure.

<9><9>

상기 수지 (A)가 방향족환을 갖는 반복 단위를 갖는 <1> 내지 <8> 중 어느 하나에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of <1> to <8>, wherein the resin (A) has a repeating unit having an aromatic ring.

<10><10>

<1> 내지 <9> 중 어느 하나에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 의하여 형성된 레지스트막.A resist film formed using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of <1> to <9>.

<11><11>

(i) 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 의하여 기판 상에 막두께가 1μm 이상인 감활성광선성 또는 감방사선성막을 형성하는 공정,(i) A process of forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with a film thickness of 1 μm or more on a substrate using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition,

(ii) 상기 감활성광선성 또는 감방사선성막에, 파장 200~300nm의 활성광선 또는 방사선을 조사하는 공정, 및(ii) a process of irradiating actinic rays or radiation with a wavelength of 200 to 300 nm to the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, and

(iii) 상기 활성광선 또는 방사선이 조사된 감활성광선성 또는 감방사선성막을, 현상액을 사용하여 현상하는 공정을 갖는 패턴 형성 방법으로서,(iii) A pattern forming method comprising the step of developing the actinic ray or radiation sensitive film irradiated with actinic ray or radiation using a developer,

상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물이, 수지 (A)와, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물을 함유하는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물이며,The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (A) and a compound that generates an acid upon irradiation of actinic rays or radiation,

상기 수지 (A)는, 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도가 50℃ 이하인 모노머를 유래로 하는 반복 단위 (a1)과, 산분해성기를 갖는 반복 단위 (a2)를 포함하고,The resin (A) includes a repeating unit (a1) derived from a monomer having a glass transition temperature of 50° C. or lower when converted into a homopolymer, and a repeating unit (a2) having an acid-decomposable group,

상기 반복 단위 (a1)은, 비산분해성의 반복 단위이며,The repeating unit (a1) is a non-acid decomposable repeating unit,

상기 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물은, 하기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물을 포함하는, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물인, 패턴 형성 방법.The pattern forming method wherein the compound that generates acid upon irradiation of actinic rays or radiation is an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a compound represented by the following general formula (P-1).

[화학식 9][Formula 9]

Figure 112021018467957-pct00009
Figure 112021018467957-pct00009

상기 일반식 (P-1) 중,In the general formula (P-1),

Q1은 S+를 포함하는 환을 나타낸다.Q 1 represents a ring containing S + .

환 Q1은 4원환, 5원환 또는 6원환이다. 단, 환 Q1은 다른 환과 축합환을 형성하고 있어도 된다.Ring Q 1 is a 4-membered ring, a 5-membered ring, or a 6-membered ring. However, ring Q 1 may form a condensed ring with another ring.

환 Q1은 환원으로서 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고, S+와 직결하는 환원의 원자는 탄소 원자이다.Ring Q 1 has at least two carbon atoms as a reduction, and the reduction atom directly connected to S + is a carbon atom.

RP1~RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다. RP1~RP5 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.R P1 to R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group. At least two of R P1 to R P5 may combine to form a ring.

Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.Z - represents a non-nucleophilic anion.

<12><12>

<11>에 기재된 패턴 형성 방법을 포함하는 전자 디바이스의 제조 방법.A method of manufacturing an electronic device comprising the pattern forming method according to <11>.

본 발명에 의하면, 에칭 시에, 패턴의 내부에 큰 보이드 및 작은 보이드가 발생하기 어려운 패턴을 형성할 수 있는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물, 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 의하여 형성되는 레지스트막, 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 사용한 패턴 형성 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition capable of forming a pattern in which large voids and small voids are unlikely to occur inside the pattern during etching, and the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. A resist film formed by this method, a pattern formation method using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and a manufacturing method of an electronic device can be provided.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 한정되지 않는다.The description of the structural requirements described below may be based on representative embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.

본 명세서 중에 있어서의 "활성광선" 또는 "방사선"이란, 예를 들면 수은등의 휘선 스펙트럼, 엑시머 레이저로 대표되는 원자외선, 극자외선(EUV: Extreme Ultraviolet), X선, 연(軟)X선, 및 전자선(EB: Electron Beam) 등을 의미한다. 본 명세서 중에 있어서의 "광"이란, 활성광선 또는 방사선을 의미한다. 본 명세서 중에 있어서의 "노광"이란, 특별히 설명하지 않는 한, 수은등의 휘선 스펙트럼, 엑시머 레이저로 대표되는 원자외선, 극자외선(EUV), 및 X선 등에 의한 노광뿐만 아니라, 전자선, 및 이온빔 등의 입자선에 의한 묘화도 포함한다.“Active rays” or “radiation” in this specification include, for example, the bright line spectrum of a mercury lamp, deep ultraviolet rays represented by excimer lasers, extreme ultraviolet (EUV) rays, X-rays, soft X-rays, and electron beam (EB). “Light” in this specification means actinic rays or radiation. In this specification, unless otherwise specified, “exposure” refers not only to exposure by the bright line spectrum of a mercury lamp, deep ultraviolet rays represented by excimer lasers, extreme ultraviolet rays (EUV), and X-rays, but also exposure by electron beams, ion beams, etc. It also includes drawing using particle beams.

본 명세서에 있어서, "~"란 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용된다.In this specification, "~" is used to mean that the numerical values written before and after it are included as the lower limit and the upper limit.

본 명세서에 있어서, (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중 적어도 1종을 나타낸다. 또 (메트)아크릴산은 아크릴산 및 메타크릴산 중 적어도 1종을 나타낸다.In this specification, (meth)acrylate represents at least one type of acrylate and methacrylate. Moreover, (meth)acrylic acid represents at least one type of acrylic acid and methacrylic acid.

본 명세서에 있어서, 수지의 중량 평균 분자량(Mw), 수평균 분자량(Mn), 및 분산도(분자량 분포라고도 함)(Mw/Mn)는, GPC(Gel Permeation Chromatography) 장치(도소 주식회사제 HLC-8120GPC)에 의한 GPC 측정(용제: 테트라하이드로퓨란, 유량(샘플 주입량): 10μL, 칼럼: 도소 주식회사제 TSK gel Multipore HXL-M, 칼럼 온도: 40℃, 유속: 1.0mL/분, 검출기: 시차 굴절률 검출기(Refractive Index Detector))에 의한 폴리스타이렌 환산값으로서 정의된다.In this specification, the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersion (also referred to as molecular weight distribution) (Mw/Mn) of the resin are measured using a GPC (Gel Permeation Chromatography) device (HLC- manufactured by Tosoh Corporation). 8120GPC) (solvent: tetrahydrofuran, flow rate (sample injection volume): 10 μL, column: TSK gel Multipore HXL-M manufactured by Tosoh Corporation, column temperature: 40°C, flow rate: 1.0 mL/min, detector: differential refractive index. It is defined as a polystyrene conversion value using a Refractive Index Detector.

본 명세서 중에 있어서의 기(원자단)의 표기에 대하여, 치환 및 무치환을 기재하지 않은 표기는, 치환기를 갖지 않는 기와 함께 치환기를 갖는 기도 포함한다. 예를 들면, "알킬기"란, 치환기를 갖지 않는 알킬기(무치환 알킬기)뿐만 아니라, 치환기를 갖는 알킬기(치환 알킬기)도 포함한다. 또, 본 명세서 중에 있어서의 "유기기"란, 적어도 하나의 탄소 원자를 포함하는 기를 말한다.Regarding the notation of groups (atomic groups) in this specification, notations that do not describe substitution or unsubstitution include groups that have a substituent as well as groups that do not have a substituent. For example, “alkyl group” includes not only an alkyl group without a substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group with a substituent (substituted alkyl group). In addition, "organic group" in this specification refers to a group containing at least one carbon atom.

또, 본 명세서에 있어서, "치환기를 갖고 있어도 된다"고 할 때의 치환기의 종류, 치환기의 위치, 및 치환기의 수는 특별히 한정되지 않는다. 치환기의 수는 예를 들면, 1개, 2개, 3개, 또는 그 이상이어도 된다. 치환기의 예로서는 수소 원자를 제외한 1가의 비금속 원자단을 들 수 있으며, 예를 들면 이하의 치환기 T로부터 선택할 수 있다.In addition, in this specification, when “may have a substituent”, the type of substituent, the position of the substituent, and the number of substituents are not particularly limited. The number of substituents may be, for example, 1, 2, 3, or more. Examples of substituents include monovalent non-metallic atom groups excluding hydrogen atoms, and can be selected from the following substituents T, for example.

(치환기 T)(substituent T)

치환기 T로서는, 예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자 및 아이오딘 원자 등의 할로젠 원자; 메톡시기, 에톡시기 및 tert-뷰톡시기 등의 알콕시기; 페녹시기 및 p-톨릴옥시기 등의 아릴옥시기; 메톡시카보닐기, 뷰톡시카보닐기 및 페녹시카보닐기 등의 알콕시카보닐기; 아세톡시기, 프로피온일옥시기 및 벤조일옥시기 등의 아실옥시기; 아세틸기, 벤조일기, 아이소뷰티릴기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기 및 메톡살일기 등의 아실기; 메틸설판일기 및 tert-뷰틸설판일기 등의 알킬설판일기; 페닐설판일기 및 p-톨릴설판일기 등의 아릴설판일기; 알킬기; 사이클로알킬기; 아릴기; 헤테로아릴기; 수산기; 카복시기; 폼일기; 설포기; 사이아노기; 알킬아미노카보닐기; 아릴아미노카보닐기; 설폰아마이드기; 실릴기; 아미노기; 모노알킬아미노기; 다이알킬아미노기; 아릴아미노기 및 이들의 조합을 들 수 있다.Examples of the substituent T include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, and iodine atom; Alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, and tert-butoxy group; Aryloxy groups such as phenoxy group and p-tolyloxy group; Alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group, butoxycarbonyl group, and phenoxycarbonyl group; Acyloxy groups such as acetoxy group, propionyloxy group, and benzoyloxy group; Acyl groups such as acetyl group, benzoyl group, isobutyryl group, acryloyl group, methacryloyl group, and methoxyl group; alkylsulfanyl groups such as methylsulfanyl group and tert-butylsulfanyl group; Arylsulfanyl groups such as phenylsulfanyl group and p-tolylsulfanyl group; Alkyl group; Cycloalkyl group; Aryl group; heteroaryl group; hydroxyl group; carboxylic acid; form diary; tongue group; Cyano group; Alkylaminocarbonyl group; Arylaminocarbonyl group; sulfonamide group; silyl group; amino group; monoalkylamino group; dialkylamino group; Arylamino groups and combinations thereof may be included.

〔감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물〕[Active ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition]

본 발명의 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물(이후, 간단히 "본 발명의 조성물"이라고도 함)은, 수지 (A)와, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물을 함유하는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물로서, 상기 수지 (A)는, 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도가 50℃ 이하인 모노머를 유래로 하는 반복 단위 (a1)과, 산분해성기를 갖는 반복 단위 (a2)를 포함하고, 상기 반복 단위 (a1)은 비산분해성의 반복 단위이며, 상기 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물은, 하기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물을 포함하는, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물이다.The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention (hereinafter also simply referred to as “the composition of the present invention”) contains a resin (A) and a compound that generates an acid upon irradiation of actinic rays or radiation. An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, wherein the resin (A) includes a repeating unit (a1) derived from a monomer having a glass transition temperature of 50° C. or lower when converted into a homopolymer, and a repeating unit having an acid-decomposable group. (a2), the repeating unit (a1) is a non-acid-decomposable repeating unit, and the compound that generates acid upon irradiation of actinic rays or radiation includes a compound represented by the following general formula (P-1) It is an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.

[화학식 10][Formula 10]

Figure 112021018467957-pct00010
Figure 112021018467957-pct00010

상기 일반식 (P-1) 중,In the general formula (P-1),

Q1은 S+를 포함하는 환을 나타낸다.Q 1 represents a ring containing S + .

환 Q1은 4원환, 5원환 또는 6원환이다. 단, 환 Q1은 다른 환과 축합환을 형성하고 있어도 된다.Ring Q 1 is a 4-membered ring, a 5-membered ring, or a 6-membered ring. However, ring Q 1 may form a condensed ring with another ring.

환 Q1은 환원으로서 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고, S+와 직결하는 환원의 원자는 탄소 원자이다.Ring Q 1 has at least two carbon atoms as a reduction, and the reduction atom directly connected to S + is a carbon atom.

RP1~RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다. RP1~RP5 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.R P1 to R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group. At least two of R P1 to R P5 may combine to form a ring.

Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.Z - represents a non-nucleophilic anion.

본 발명의 조성물은, 이른바 레지스트 조성물이며, 포지티브형의 레지스트 조성물이어도 되고, 네거티브형의 레지스트 조성물이어도 된다. 또, 알칼리 현상용 레지스트 조성물이어도 되고, 유기 용제 현상용 레지스트 조성물이어도 된다. 그중에서도, 포지티브형의 레지스트 조성물이며, 알칼리 현상용 레지스트 조성물인 것이 바람직하다.The composition of the present invention is a so-called resist composition, and may be a positive resist composition or a negative resist composition. Moreover, the resist composition for alkaline development may be sufficient, or the resist composition for organic solvent development may be used. Among them, it is preferable that it is a positive resist composition and that it is a resist composition for alkaline development.

본 발명의 조성물은, 전형적으로는, 화학 증폭형의 레지스트 조성물이다.The composition of the present invention is typically a chemically amplified resist composition.

본 발명의 조성물은, 가교제(산의 작용에 의하여 수지 (A)를 가교하는 화합물)를 포함하고 있어도 되고 포함하지 않아도 되지만, 가교제를 포함하지 않는 것이 바람직하다.The composition of the present invention may or may not contain a crosslinking agent (a compound that crosslinks the resin (A) by the action of an acid), but it is preferable that it does not contain a crosslinking agent.

본 발명의 조성물에 의하여, 에칭 시에, 패턴의 내부에 큰 보이드 및 작은 보이드가 발생하기 어려운 패턴을 형성할 수 있는 이유에 대해서는 상세하게는 명확하지 않지만, 이하와 같이 추정하고 있다.The reason why the composition of the present invention can form a pattern in which large voids and small voids are unlikely to occur inside the pattern during etching is not clear in detail, but is assumed as follows.

산분해성 수지와 광산발생제를 포함하는 레지스트 조성물을 사용하여 레지스트막을 형성하고, 노광 및 알칼리 현상을 거쳐 얻어진 패턴(레지스트 패턴)에는, 통상 광산발생제가 잔존하고 있다. 그리고 이 패턴을 마스크로 하여 피에칭물을 에칭(전형적으로는 플라즈마 에칭)할 때에 행해지는 진공 흡인 등의 공정에 있어서, 패턴 내부에 잔존하는 광산발생제의 분해물에 기인하여 큰 보이드 및 작은 보이드가 발생하는 것을 알 수 있었다.A resist film is formed using a resist composition containing an acid-decomposable resin and a photoacid generator, and the photoacid generator usually remains in the pattern (resist pattern) obtained through exposure and alkali development. And in processes such as vacuum suction performed when etching an object to be etched (typically plasma etching) using this pattern as a mask, large voids and small voids are formed due to the decomposition product of the photoacid generator remaining inside the pattern. knew what was happening.

본 발명자들은, 산분해성 수지로서, 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도가 50℃ 이하인 모노머를 유래로 하는 반복 단위(반복 단위 (a1))를 갖는 수지(수지 (A))를 이용함으로써, 패턴의 가소성을 향상시키는 것을 검토했다. 이로써, 광산발생제의 분해물이 휘발에 의하여 패턴 내부로부터 제거되기 쉽게 할 수 있어, 큰 보이드를 저감시킬 수 있었다.The present inventors used a resin (resin (A)) having a repeating unit (repeating unit (a1)) derived from a monomer whose glass transition temperature when converted into a homopolymer is 50° C. or lower as an acid-decomposable resin (resin (A)), thereby forming a pattern. We examined improving the plasticity of . As a result, the decomposition product of the photoacid generator could be easily removed from the inside of the pattern by volatilization, and large voids could be reduced.

그러나, 수지 (A)를 이용한 경우여도, 작은 보이드의 저감에 대해서는 개선의 여지가 있었다.However, even when resin (A) was used, there was room for improvement in reducing small voids.

따라서, 본 발명자들은, 예의 검토하여, 노광에 의하여 분해한 광산발생제의 양이온이 고휘발성이면, 에칭 전에 휘발하기 때문에, 패턴 내부에 잔존하지 않아, 에칭 시에 보이드의 발생이 억제된다고 생각했다. 그리고, 수지 (A)와, 일반식 (P-1)로 나타나는 광산발생제를 병용함으로써, 큰 보이드뿐만 아니라, 작은 보이드에 대해서도 큰폭으로 저감시킬 수 있는 것을 알아냈다. 특히, 본 발명에 의하면, 크기가 20nm 미만인 극소의 보이드도 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.Accordingly, the present inventors studied carefully and thought that if the cation of the photoacid generator decomposed by exposure is highly volatile, it volatilizes before etching and does not remain inside the pattern, thereby suppressing the generation of voids during etching. And, it was found that not only large voids but also small voids can be significantly reduced by using the resin (A) together with a photoacid generator represented by general formula (P-1). In particular, it was found that according to the present invention, even extremely small voids with a size of less than 20 nm can be reduced.

또, 본 발명에 있어서의 산분해성 수지(수지 (A))에 있어서, 반복 단위 (a1)은 비산분해성의 반복 단위이다. 이것은, 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도가 50℃ 이하인 모노머를 유래로 하는 반복 단위가, 산분해성의 반복 단위(예를 들면, 아크릴산 tert-뷰틸에서 유래하는 반복 단위)인 경우는, 본 발명의 효과를 발휘할 수 없는 것에 근거한 것이다. 즉, 에칭 시의 환경하에서는 패턴 내부에 잔존하는 광산발생제가 분해되어 산이 발생하고, 잔존하고 있는 산분해성의 반복 단위의 탈보호 반응이 진행한다. 예를 들면, 아크릴산 tert-뷰틸에서 유래하는 반복 단위는, 탈보호 반응을 거쳐, 아크릴산에서 유래하는 반복 단위가 된다. 여기에서, 아크릴산은, 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도가 50℃보다 높은 모노머이기 때문에, 패턴의 가소성을 향상시킬 수 없게 되어, 보이드 저감 효과가 얻어지지 않게 된다고 생각된다.In addition, in the acid-decomposable resin (resin (A)) in the present invention, the repeating unit (a1) is a non-acid-decomposable repeating unit. This means that, in cases where the repeating unit derived from a monomer with a glass transition temperature of 50°C or lower when used as a homopolymer is an acid-decomposable repeating unit (for example, a repeating unit derived from tert-butyl acrylate), the present invention It is based on the inability to exert its effect. That is, under the etching environment, the photoacid generator remaining inside the pattern is decomposed to generate acid, and a deprotection reaction of the remaining acid-decomposable repeating unit proceeds. For example, a repeating unit derived from tert-butyl acrylic acid undergoes a deprotection reaction to become a repeating unit derived from acrylic acid. Here, since acrylic acid is a monomer whose glass transition temperature when used as a homopolymer is higher than 50°C, it is thought that the plasticity of the pattern cannot be improved and the void reduction effect is not obtained.

<수지 (A)><Resin (A)>

본 발명의 조성물에 포함되는 수지 (A)는, 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도(Tg)가 50℃ 이하인 모노머를 유래로 하는 반복 단위 (a1)과, 산분해성기를 갖는 반복 단위 (a2)를 포함하고, 상기 반복 단위 (a1)은 비산분해성의 반복 단위이다.Resin (A) contained in the composition of the present invention includes a repeating unit (a1) derived from a monomer having a glass transition temperature (Tg) of 50° C. or lower when converted into a homopolymer, and a repeating unit (a2) having an acid-decomposable group. It includes, and the repeating unit (a1) is a non-acid-decomposable repeating unit.

수지 (A)는, 산분해성기를 갖는 반복 단위를 함유하는 점에서, 산의 작용에 의하여 분해되어 극성이 증대하는 수지(산분해성 수지)이다. 즉, 후술하는 본 발명의 패턴 형성 방법에 있어서, 전형적으로는, 현상액으로서 알칼리 현상액을 채용한 경우에는, 포지티브형 패턴이 적합하게 형성되고, 현상액으로서 유기계 현상액을 채용한 경우에는, 네거티브형 패턴이 적합하게 형성된다.Resin (A) is a resin (acid-decomposable resin) that decomposes under the action of acid and increases polarity because it contains a repeating unit having an acid-decomposable group. That is, in the pattern forming method of the present invention described later, typically, when an alkaline developer is used as the developer, a positive pattern is suitably formed, and when an organic developer is used as the developer, a negative pattern is formed. Formed appropriately.

(반복 단위 (a1))(repetition unit (a1))

반복 단위 (a1)은, 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도가 50℃ 이하인 모노머("모노머 a1"이라고도 함)를 유래로 하는 반복 단위이다.The repeating unit (a1) is a repeating unit derived from a monomer (also referred to as “monomer a1”) having a glass transition temperature of 50°C or lower when converted into a homopolymer.

또, 반복 단위 (a1)은 비산분해성의 반복 단위이다. 따라서, 반복 단위 (a1)은 산분해성기를 갖지 않는다.Additionally, the repeating unit (a1) is a non-acid-decomposable repeating unit. Therefore, the repeating unit (a1) does not have an acid-decomposable group.

(호모 폴리머의 유리 전이 온도의 측정 방법)(Method for measuring glass transition temperature of homopolymer)

호모 폴리머의 유리 전이 온도는, 카탈로그값 또는 문헌값이 있는 경우는 그 값을 취하고, 없는 경우에는, 시차 주사 열량 측정(DSC: Differential scanning calorimetry)법에 의하여 측정한다. Tg의 측정에 제공하는 호모 폴리머의 중량 평균 분자량(Mw)은 18000으로 하고, 분산도(Mw/Mn)는 1.7로 한다. DSC 장치로서는, 티·에이·인스트루먼트·재팬(주)제 열분석 DSC 시차 주사 열량계 Q1000형을 이용하여, 승온 속도는 10℃/min로 측정한다.The glass transition temperature of the homopolymer is taken from a catalog or literature value if available, and if not, measured by differential scanning calorimetry (DSC). The weight average molecular weight (Mw) of the homopolymer used for the measurement of Tg is set to 18000, and the dispersion degree (Mw/Mn) is set to 1.7. As the DSC device, a thermal analysis DSC differential scanning calorimeter type Q1000 manufactured by TA Instrument Japan Co., Ltd. was used, and the temperature increase rate was measured at 10°C/min.

또한, Tg의 측정에 제공하는 호모 폴리머는, 대응하는 모노머를 이용하여 공지의 방법으로 합성하면 되고, 예를 들면 일반적인 적하 중합법 등으로 합성할 수 있다. 이하에 일례를 나타낸다.In addition, the homopolymer used for measuring Tg can be synthesized by a known method using the corresponding monomer, for example, by a general dropping polymerization method. An example is shown below.

프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트(PGMEA) 54질량부를 질소 기류하, 80℃로 가열했다. 이 액을 교반하면서, 대응하는 모노머 21질량%, 2,2'-아조비스아이소뷰티르산 다이메틸 0.35질량%를 포함하는 PGMEA 용액 125질량부를 6시간 동안 적하했다. 적하 종료 후, 80℃에서 추가로 2시간 교반했다. 반응액을 방랭 후, 다량의 메탄올/물(질량비 9:1)로 재침전, 여과하고, 얻어진 고체를 건조함으로써 호모 폴리머(Mw: 18000, Mw/Mn: 1.7)를 얻었다. 얻어진 호모 폴리머를 DSC 측정에 제공했다. DSC 장치 및 승온 속도는 상술한 바와 같이 했다.54 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was heated to 80°C under a nitrogen stream. While stirring this solution, 125 parts by mass of a PGMEA solution containing 21 mass% of the corresponding monomer and 0.35 mass% of dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate was added dropwise over 6 hours. After the dropwise addition was completed, the mixture was stirred at 80°C for an additional 2 hours. After the reaction solution was left to cool, it was reprecipitated with a large amount of methanol/water (mass ratio 9:1), filtered, and the obtained solid was dried to obtain a homopolymer (Mw: 18000, Mw/Mn: 1.7). The obtained homopolymer was subjected to DSC measurement. The DSC device and temperature increase rate were as described above.

모노머 a1은, 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도(Tg)가 50℃ 이하이면 특별히 한정되지 않으며, 패턴 내부의 보이드 저감의 관점에서, 호모 폴리머로 했을 때의 Tg가 30℃ 이하인 것이 바람직하다. 모노머 a1을 호모 폴리머로 했을 때의 Tg의 하한은 특별히 한정되지 않으며, -80℃ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 -70℃ 이상이며, 더 바람직하게는 -60℃ 이상이고, 특히 바람직하게는 -50℃ 이상이다.The monomer a1 is not particularly limited as long as the glass transition temperature (Tg) when used as a homopolymer is 50°C or lower, and from the viewpoint of reducing voids inside the pattern, it is preferable that the Tg when used as a homopolymer is 30°C or lower. The lower limit of Tg when monomer a1 is used as a homopolymer is not particularly limited, and is preferably -80°C or higher, more preferably -70°C or higher, further preferably -60°C or higher, and particularly preferably -50℃ or higher.

반복 단위 (a1)로서는, 막중에 잔존하는 저분자 화합물을 계 외로 휘발시키기 쉽게 할 수 있는 점에서, 쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 탄소수가 2 이상인 비산분해성 알킬기를 갖는 반복 단위인 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서 "비산분해성"이란, 광산발생제가 발생하는 산에 의하여, 탈리/분해 반응이 일어나지 않는 성질을 갖는 것을 의미한다.The repeating unit (a1) is preferably a repeating unit having a non-acid-decomposable alkyl group of 2 or more carbon atoms, which may contain a heteroatom in the chain, because the low molecular weight compound remaining in the film can be easily volatilized to the outside of the system. . As used herein, “non-acid decomposable” means that the photoacid generator has the property of not causing a desorption/decomposition reaction due to the acid generated.

즉, "비산분해성 알킬기"란, 보다 구체적으로는, 광산발생제가 발생하는 산의 작용에 의하여 수지 (A)로부터 탈리하지 않는 알킬기, 또는 광산발생제가 발생하는 산의 작용에 의하여 분해되지 않는 알킬기를 들 수 있다.That is, the term "non-acid decomposable alkyl group" refers, more specifically, to an alkyl group that is not decomposed from the resin (A) by the action of the acid generated by the photo acid generator, or an alkyl group that is not decomposed by the action of the acid generated by the photo acid generator. I can hear it.

비산분해성 알킬기는 직쇄상 및 분기쇄상 중 어느 것이어도 된다.The non-acid-decomposable alkyl group may be either linear or branched.

이하, 쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 탄소수가 2 이상인 비산분해성 알킬기를 갖는 반복 단위에 대하여 설명한다.Hereinafter, a repeating unit having a non-acid-decomposable alkyl group having 2 or more carbon atoms, which may contain a hetero atom in the chain, will be described.

쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 탄소수가 2 이상인 비산분해성 알킬기로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 탄소수가 2~20인 알킬기, 및 쇄 중에 헤테로 원자를 함유하는 탄소수 2~20의 알킬기를 들 수 있다.The non-acid-decomposable alkyl group having 2 or more carbon atoms that may contain a hetero atom in the chain is not particularly limited, but examples include an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms and an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms that contains a hetero atom in the chain. I can hear it.

쇄 중에 헤테로 원자를 함유하는 탄소수 2~20의 알킬기로서는, 예를 들면 1개 또는 2개 이상의 -CH2-가, -O-, -S-, -CO-, -NR6-, 또는 이들을 2 이상 조합한 2가의 유기기로 치환된 알킬기를 들 수 있다. 상기 R6은, 수소 원자, 또는 탄소수가 1~6인 알킬기를 나타낸다.Examples of the alkyl group having 2 to 20 carbon atoms containing a hetero atom in the chain include, for example, one or two or more -CH 2 -, -O-, -S-, -CO-, -NR 6 -, or 2 of these. Examples of alkyl groups substituted with the above-mentioned divalent organic groups include. Said R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 탄소수가 2 이상인 비산분해성 알킬기로서는, 구체적으로는, 에틸기, 프로필기, 뷰틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 라우릴기, 스테아릴기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, 1-에틸펜틸기 및 2-에틸헥실기, 및 이들 중 1개 또는 2개 이상의 -CH2-가 -O- 또는 -O-CO-로 치환된 1가의 알킬기를 들 수 있다.Non-acid-decomposable alkyl groups having two or more carbon atoms that may contain heteroatoms in the chain specifically include ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, uryl group, stearyl group, isobutyl group, sec-butyl group, 1-ethylpentyl group and 2-ethylhexyl group, and one or two or more of them -CH 2 - is -O- or -O-CO A monovalent alkyl group substituted with - can be mentioned.

쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 탄소수가 2 이상인 비산분해성 알킬기의 탄소수로서는, 2 이상 16 이하인 것이 바람직하고, 2 이상 10 이하인 것이 보다 바람직하며, 2 이상 8 이하인 것이 더 바람직하다.The carbon number of the non-acid-decomposable alkyl group having 2 or more carbon atoms, which may contain a hetero atom in the chain, is preferably 2 to 16, more preferably 2 to 10, and even more preferably 2 to 8.

또한, 탄소수가 2 이상인 비산분해성 알킬기는, 치환기(예를 들면 치환기 T)를 갖고 있어도 된다.Additionally, the non-acid-decomposable alkyl group having 2 or more carbon atoms may have a substituent (for example, a substituent T).

반복 단위 (a1)은, 하기 일반식 (1-2)로 나타나는 반복 단위인 것이 바람직하다.The repeating unit (a1) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (1-2).

[화학식 11][Formula 11]

Figure 112021018467957-pct00011
Figure 112021018467957-pct00011

일반식 (1-2) 중, R1은, 수소 원자, 할로젠 원자, 알킬기, 또는 사이클로알킬기를 나타낸다. R2는, 쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 탄소수가 2 이상인 비산분해성 알킬기를 나타낸다.In general formula (1-2), R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. R 2 represents a non-acid-decomposable alkyl group having 2 or more carbon atoms, which may contain a hetero atom in the chain.

R1로 나타나는 할로젠 원자로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자 및 아이오딘 원자 등을 들 수 있다.The halogen atom represented by R 1 is not particularly limited, and examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

R1로 나타나는 알킬기로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 탄소수 1~10의 알킬기를 들 수 있으며, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 및 tert-뷰틸기 등을 들 수 있다. 그중에서도, 탄소수 1~3의 알킬기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.The alkyl group represented by R 1 is not particularly limited, and examples include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, and specific examples include methyl group, ethyl group, and tert-butyl group. Among them, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a methyl group is more preferable.

R1로 나타나는 사이클로알킬기로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 탄소수 5~10의 사이클로알킬기를 들 수 있으며, 보다 구체적으로는 사이클로헥실기 등을 들 수 있다.The cycloalkyl group represented by R 1 is not particularly limited, and examples include cycloalkyl groups having 5 to 10 carbon atoms, and more specifically, cyclohexyl groups.

R1로서는, 그중에서도, 수소 원자 또는 메틸기가 바람직하다.As R 1 , a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable.

R2로 나타나는 쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 탄소수가 2 이상인 비산분해성 알킬기의 정의 및 적합 양태는, 상술한 바와 같다.The definition and suitable embodiments of the non-acid-decomposable alkyl group having 2 or more carbon atoms, which may contain a hetero atom in the chain represented by R 2 , are as described above.

또, 반복 단위 (a1)은, 막중에 잔존하는 저분자 화합물을 계 외로 휘발시키기 쉽게 할 수 있는 점에서, 쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 알킬기, 또는 환원에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 사이클로알킬기를 갖는 반복 단위여도 된다.In addition, the repeating unit (a1) is a non-acid-decomposable alkyl group having a carboxyl group or hydroxyl group, which may contain a hetero atom in the chain, or a reduction-resistant alkyl group, since the low molecular weight compound remaining in the film can easily be volatilized to the outside of the system. It may be a repeating unit having a non-acid-decomposable cycloalkyl group having a carboxyl group or a hydroxyl group, which may contain a hetero atom.

이하, 쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 알킬기, 또는 환원에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 사이클로알킬기를 갖는 반복 단위에 대하여 설명한다.Hereinafter, a repeating unit having a non-acid-decomposable alkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group, which may contain a hetero atom in the chain, or a non-acid-decomposable cycloalkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group, which may contain a hetero atom in the chain, is explained. do.

비산분해성 알킬기로서는, 직쇄상 및 분기쇄상 중 어느 것이어도 된다.The non-acid-decomposable alkyl group may be either linear or branched.

비산분해성 알킬기의 탄소수는, 2 이상이 바람직하고, 호모 폴리머의 Tg가 50℃ 이하라는 관점에서, 상기 비산분해성 알킬기의 탄소수의 상한은, 예를 들면 20 이하인 것이 바람직하다.The number of carbon atoms of the non-acid decomposable alkyl group is preferably 2 or more, and from the viewpoint that the Tg of the homopolymer is 50° C. or less, the upper limit of the number of carbon atoms of the non-acid decomposable alkyl group is preferably, for example, 20 or less.

쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 비산분해성 알킬기로서는, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 탄소수가 2~20인 알킬기, 및 쇄 중에 헤테로 원자를 함유하는 탄소수 2~20의 알킬기를 들 수 있다. 또한, 상기 알킬기 중의 수소 원자 중 적어도 하나는, 카복시기 또는 수산기로 치환되어 있다.The non-acid-decomposable alkyl group that may contain a hetero atom in the chain is not particularly limited, and examples include an alkyl group with 2 to 20 carbon atoms and an alkyl group with 2 to 20 carbon atoms that contains a hetero atom in the chain. Additionally, at least one of the hydrogen atoms in the alkyl group is substituted with a carboxy group or a hydroxyl group.

쇄 중에 헤테로 원자를 함유하는 탄소수 2~20의 알킬기로서는, 예를 들면 1개 또는 2개 이상의 -CH2-가, -O-, -S-, -CO-, -NR6-, 또는 이들을 2 이상 조합한 2가의 유기기로 치환된 알킬기를 들 수 있다. 상기 R6은, 수소 원자, 또는 탄소수가 1~6인 알킬기를 나타낸다.Examples of the alkyl group having 2 to 20 carbon atoms containing a hetero atom in the chain include, for example, one or two or more -CH 2 -, -O-, -S-, -CO-, -NR 6 -, or 2 of these. Examples of alkyl groups substituted with the above-mentioned divalent organic groups include. Said R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 비산분해성 알킬기의 탄소수로서는, 패턴 내부의 보이드 억제라는 관점에서, 2~16이 바람직하고, 2~10이 보다 바람직하며, 2~8이 더 바람직하다.The number of carbon atoms of the non-acid-decomposable alkyl group, which may contain a hetero atom in the chain, is preferably 2 to 16, more preferably 2 to 10, and even more preferably 2 to 8 from the viewpoint of suppressing voids inside the pattern.

또한, 비산분해성 알킬기는, 치환기(예를 들면 치환기 T)를 갖고 있어도 된다.Additionally, the non-acid-decomposable alkyl group may have a substituent (for example, substituent T).

쇄 중에 헤테로 원자를 함유하는, 카복시기를 갖는 비산분해성 알킬기를 갖는 반복 단위의 구체예로서는 예를 들면 하기 구조의 반복 단위를 들 수 있다.Specific examples of the repeating unit having a non-acid-decomposable alkyl group having a carboxyl group and containing a hetero atom in the chain include, for example, a repeating unit having the following structure.

[화학식 12][Formula 12]

Figure 112021018467957-pct00012
Figure 112021018467957-pct00012

비산분해성 사이클로알킬기의 탄소수는, 5 이상이 바람직하며, 호모 폴리머의 Tg가 50℃ 이하라고 하는 관점에서, 상기 비산분해성 사이클로알킬기의 탄소수의 상한은, 예를 들면 20 이하인 것이 바람직하고, 16 이하인 것이 보다 바람직하며, 10 이하인 것이 더 바람직하다.The carbon number of the non-acid decomposable cycloalkyl group is preferably 5 or more, and from the viewpoint that the Tg of the homopolymer is 50° C. or less, the upper limit of the carbon number of the non-acid decomposable cycloalkyl group is, for example, preferably 20 or less, and 16 or less. It is more preferable that it is 10 or less.

환원에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 비산분해성 사이클로알킬기로서는, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 탄소수가 5~20인 사이클로알킬기(보다 구체적으로는 사이클로헥실기), 및 환원에 헤테로 원자를 함유하는 탄소수 5~20의 사이클로알킬기를 들 수 있다. 또한, 상기 사이클로알킬기 중의 수소 원자 중 적어도 하나는, 카복시기 또는 수산기로 치환되어 있다.The non-acid-decomposable cycloalkyl group that may contain a hetero atom in the reduction is not particularly limited, and examples include cycloalkyl groups having 5 to 20 carbon atoms (more specifically, cyclohexyl groups) and those containing a hetero atom in the reduction. A cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms is included. Additionally, at least one of the hydrogen atoms in the cycloalkyl group is substituted with a carboxy group or a hydroxyl group.

환원에 헤테로 원자를 함유하는 탄소수 5~20의 사이클로알킬기로서는, 예를 들면 1개 또는 2개 이상의 -CH2-가, -O-, -S-, -CO-, -NR6-, 또는 이들을 2 이상 조합한 2가의 유기기로 치환된 사이클로알킬기를 들 수 있다. 상기 R6은, 수소 원자, 또는 탄소수가 1~6인 알킬기를 나타낸다.Examples of the cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms containing a hetero atom include, for example, one or two or more -CH 2 -, -O-, -S-, -CO-, -NR 6 -, or these. Examples include cycloalkyl groups substituted with a divalent organic group in combination of two or more. Said R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

또한, 비산분해성 사이클로알킬기는, 치환기(예를 들면 치환기 T)를 갖고 있어도 된다.Additionally, the non-acid-decomposable cycloalkyl group may have a substituent (for example, substituent T).

쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 알킬기, 또는 환원에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 사이클로알킬기를 갖는 반복 단위로서는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 그중에서도, 하기 일반식 (1-3)으로 나타나는 반복 단위가 바람직하다.As repeating units having a non-acid-decomposable alkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group, which may contain a hetero atom in the chain, or a non-acid-decomposable cycloalkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group, which may contain a hetero atom in the chain, the repeating units of the present invention include: Since the effect is more excellent, the repeating unit represented by the following general formula (1-3) is especially preferable.

[화학식 13][Formula 13]

Figure 112021018467957-pct00013
Figure 112021018467957-pct00013

일반식 (1-3) 중, R3은, 수소 원자, 할로젠 원자, 알킬기, 또는 사이클로알킬기를 나타낸다. R4는, 쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 알킬기, 또는 환원에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 사이클로알킬기를 나타낸다.In general formula (1-3), R 3 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. R 4 represents a non-acid-decomposable alkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group that may contain a hetero atom in the chain, or a non-acid-decomposable cycloalkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group that may contain a hetero atom in the chain.

일반식 (1-3) 중, R3은, 상술한 R1과 동일한 의미이며, 바람직한 양태도 동일하다.In general formula (1-3), R 3 has the same meaning as R 1 described above, and the preferred embodiments are also the same.

R4로 나타나는 쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 알킬기, 또는 환원에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 사이클로알킬기의 정의 및 적합 양태는, 상술한 바와 같다.Definition and suitable embodiments of a non-acid-decomposable alkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group, which may contain a heteroatom in the chain represented by R 4 , or a non-acid-decomposable cycloalkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group, which may contain a hetero atom during reduction is the same as described above.

그중에서도, R4로서는, 환원에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 또는 수산기를 갖는 비산분해성 사이클로알킬기가 바람직하다.Among them, as R 4 , a non-acid-decomposable cycloalkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group, which may contain a hetero atom for reduction, is preferable.

모노머 a1로서는, 예를 들면 에틸아크릴레이트(-22℃), n-프로필아크릴레이트(-37℃), 아이소프로필아크릴레이트(-5℃), n-뷰틸아크릴레이트(-55℃), n-뷰틸메타크릴레이트(20℃), n-헥실아크릴레이트(-57℃), n-헥실메타크릴레이트(-5℃), n-옥틸메타크릴레이트(-20℃), 2-에틸헥실아크릴레이트(-70℃), 아이소노닐아크릴레이트(-82℃), 라우릴메타크릴레이트(-65℃), 2-하이드록시에틸아크릴레이트(-15℃), 2-하이드록시프로필메타크릴레이트(26℃), 석신산 1-[2-(메타크릴로일옥시)에틸](9℃), 2-에틸헥실메타크릴레이트(-10℃), sec-뷰틸아크릴레이트(-26℃), 메톡시폴리에틸렌글라이콜모노메타크릴레이트(n=2)(-20℃), 헥사데실아크릴레이트(35℃) 등을 들 수 있다. 또한, 괄호 내는, 호모 폴리머로 했을 때의 Tg(℃)를 나타낸다.As monomer a1, for example, ethyl acrylate (-22°C), n-propyl acrylate (-37°C), isopropyl acrylate (-5°C), n-butylacrylate (-55°C), n- Butyl methacrylate (20℃), n-hexyl acrylate (-57℃), n-hexyl methacrylate (-5℃), n-octyl methacrylate (-20℃), 2-ethylhexyl acrylate (-70℃), isononyl acrylate (-82℃), lauryl methacrylate (-65℃), 2-hydroxyethyl acrylate (-15℃), 2-hydroxypropyl methacrylate ( 26°C), 1-[2-(methacryloyloxy)ethyl] succinic acid (9°C), 2-ethylhexyl methacrylate (-10°C), sec-butylacrylate (-26°C), Thoxypolyethylene glycol monomethacrylate (n=2) (-20°C), hexadecyl acrylate (35°C), etc. can be mentioned. In addition, in parentheses, Tg (°C) when used as a homopolymer is indicated.

또한, 메톡시폴리에틸렌글라이콜모노메타크릴레이트(n=2)는 하기 구조의 화합물이다.Additionally, methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (n=2) is a compound with the following structure.

[화학식 14][Formula 14]

Figure 112021018467957-pct00014
Figure 112021018467957-pct00014

수지 (A)는, 반복 단위 (a1)을, 1종만으로 포함해도 되고, 2종 이상 포함해도 된다.Resin (A) may contain only one type of repeating unit (a1), or may contain two or more types.

수지 (A)에 있어서, 반복 단위 (a1)의 함유량(반복 단위 (a1)이 복수 존재하는 경우는 그 합계)은, 수지 (A)의 전체 반복 단위에 대하여, 5몰% 이상이 바람직하고, 10몰% 이상이 보다 바람직하며, 50몰% 이하가 바람직하고, 40몰% 이하가 보다 바람직하며, 30몰% 이하가 더 바람직하다. 그중에서도, 수지 (A) 중에 있어서의 반복 단위 (a1)의 함유량(반복 단위 (a1)이 복수 존재하는 경우는 그 합계)은, 수지 (A)의 전체 반복 단위에 대하여 5~50몰%가 바람직하고, 5~40몰%가 보다 바람직하며, 5~30몰%가 더 바람직하다.In the resin (A), the content of the repeating unit (a1) (if there are multiple repeating units (a1), the total) is preferably 5 mol% or more, based on all repeating units of the resin (A), 10 mol% or more is more preferable, 50 mol% or less is preferable, 40 mol% or less is more preferable, and 30 mol% or less is more preferable. Among them, the content of the repeating unit (a1) in the resin (A) (if there are multiple repeating units (a1), the total) is preferably 5 to 50 mol% relative to all repeating units of the resin (A). And, 5 to 40 mol% is more preferable, and 5 to 30 mol% is more preferable.

(반복 단위 (a2))(repetition unit (a2))

수지 (A)는 산분해성기를 갖는 반복 단위 (a2)를 갖는다.Resin (A) has a repeating unit (a2) having an acid-decomposable group.

수지 (A)는, 산분해성기를 갖는 반복 단위 (a2)를 1종 단독으로 갖고 있어도 되고, 2종 이상을 병용하여 갖고 있어도 된다.Resin (A) may have one type of repeating unit (a2) having an acid-decomposable group, or may have two or more types in combination.

수지 (A)에 있어서, 반복 단위 (a2)의 함유량(반복 단위 (a2)가 복수 존재하는 경우는 그 합계)은, 수지 (A)의 전체 반복 단위에 대하여 20몰% 이하인 것이 바람직하고, 패턴 내부의 보이드 억제 및 내(耐)에칭성이 보다 우수한 점에서, 15몰% 이하가 보다 바람직하다. 또한, 반복 단위 (a2)의 함유량의 하한은, 수지 (A)의 전체 반복 단위에 대하여, 예를 들면 3몰% 이상이며, 5몰% 이상이 바람직하다.In the resin (A), the content of the repeating unit (a2) (if there are multiple repeating units (a2), the total) is preferably 20 mol% or less based on the total repeating units of the resin (A), and the pattern Since internal void suppression and etching resistance are more excellent, 15 mol% or less is more preferable. In addition, the lower limit of the content of the repeating unit (a2) is, for example, 3 mol% or more, preferably 5 mol% or more, relative to all repeating units of the resin (A).

산분해성기로서는, 극성기가 산의 작용에 의하여 분해되어 탈리하는 기(탈리기)로 보호된 구조를 갖는 것이 바람직하다.As the acid-decomposable group, it is preferable that the polar group has a structure protected by a group (leaving group) that decomposes and leaves by the action of acid.

극성기로서는, 카복시기, 페놀성 수산기, 불소화 알코올기, 설포기, 설폰아마이드기, 설폰일이미드기, (알킬설폰일)(알킬카보닐)메틸렌기, (알킬설폰일)(알킬카보닐)이미드기, 비스(알킬카보닐)메틸렌기, 비스(알킬카보닐)이미드기, 비스(알킬설폰일)메틸렌기, 비스(알킬설폰일)이미드기, 트리스(알킬카보닐)메틸렌기, 및 트리스(알킬설폰일)메틸렌기 등의 산성기(2.38질량% 테트라메틸암모늄하이드록사이드 수용액 중에서 해리하는 기), 및 알코올성 수산기 등을 들 수 있다.As polar groups, carboxy group, phenolic hydroxyl group, fluorinated alcohol group, sulfo group, sulfonamide group, sulfonyl imide group, (alkyl sulfonyl) (alkyl carbonyl) methylene group, (alkyl sulfonyl) (alkyl carbonyl) imide group, bis(alkylcarbonyl)methylene group, bis(alkylcarbonyl)imide group, bis(alkylsulfonyl)methylene group, bis(alkylsulfonyl)imide group, tris(alkylcarbonyl)methylene group, and tris Acidic groups such as (alkylsulfonyl)methylene groups (groups that dissociate in a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide), and alcoholic hydroxyl groups are included.

또한, 알코올성 수산기란, 탄화 수소기에 결합한 수산기이며, 방향환 상에 직접 결합한 수산기(페놀성 수산기) 이외의 수산기를 말하고, 수산기로서 α위가 불소 원자 등의 전자 구인성기로 치환된 지방족 알코올(예를 들면, 헥사플루오로아이소프로판올기 등)은 제외한다. 알코올성 수산기로서는, pKa(산해리 상수)가 12 이상 20 이하의 수산기인 것이 바람직하다.In addition, an alcoholic hydroxyl group is a hydroxyl group bonded to a hydrocarbon group, and refers to a hydroxyl group other than a hydroxyl group (phenolic hydroxyl group) bonded directly to an aromatic ring, and an aliphatic alcohol (e.g. For example, hexafluoroisopropanol group, etc.) are excluded. The alcoholic hydroxyl group is preferably a hydroxyl group with a pKa (acid dissociation constant) of 12 or more and 20 or less.

바람직한 극성기로서는, 카복시기, 페놀성 수산기, 불소화 알코올기(바람직하게는 헥사플루오로아이소프로판올기), 및 설포기를 들 수 있다.Preferred polar groups include carboxyl groups, phenolic hydroxyl groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol groups), and sulfo groups.

산분해성기로서 바람직한 기는, 이들 기의 수소 원자를 산의 작용에 의하여 탈리하는 기(탈리기)로 치환한 기이다.Groups preferred as acid-decomposable groups are groups in which the hydrogen atom of these groups is replaced with a group that is desorbed by the action of an acid (leaving group).

산의 작용에 의하여 탈리하는 기(탈리기)로서는, 예를 들면 -C(R36)(R37)(R38), -C(R36)(R37)(OR39), 및 -C(R01)(R02)(OR39) 등을 들 수 있다.Examples of the group (leaving group) that leaves by the action of an acid include -C(R 36 )(R 37 )(R 38 ), -C(R 36 )(R 37 )(OR 39 ), and -C (R 01 )(R 02 )(OR 39 ) and the like.

식 중, R36~R39는, 각각 독립적으로, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 아랄킬기 또는 알켄일기를 나타낸다. R36과 R37은, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.In the formula, R 36 to R 39 each independently represent an alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, or alkenyl group. R 36 and R 37 may be combined with each other to form a ring.

R01 및 R02는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 아랄킬기 또는 알켄일기를 나타낸다.R 01 and R 02 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group.

R36~R39, R01 및 R02의 알킬기는, 탄소수 1~8의 알킬기가 바람직하고, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, 헥실기, 및 옥틸기 등을 들 수 있다.The alkyl group of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group, and jade group. Til group, etc. are mentioned.

R36~R39, R01 및 R02의 사이클로알킬기는, 단환이어도 되고, 다환이어도 된다.The cycloalkyl groups of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 may be monocyclic or polycyclic.

단환의 사이클로알킬기로서는, 탄소수 3~8의 사이클로알킬기가 바람직하고, 예를 들면 사이클로프로필기, 사이클로뷰틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 및 사이클로옥틸기 등을 들 수 있다. 다환의 사이클로알킬기로서는, 탄소수 6~20의 사이클로알킬기가 바람직하고, 예를 들면 아다만틸기, 노보닐기, 아이소보닐기, 캄판일기, 다이사이클로펜틸기, α-피넬기, 트라이사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데실기, 및 안드로스탄일기 등을 들 수 있다. 또한, 사이클로알킬기 중 적어도 하나의 탄소 원자가 산소 원자 등의 헤테로 원자에 의하여 치환되어 있어도 된다.As the monocyclic cycloalkyl group, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms is preferable, and examples include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, and cyclooctyl group. The polycyclic cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms, for example, adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, campanyl group, dicyclopentyl group, α-pinel group, tricyclodecanyl group, tetra Cyclododecyl group, and androstanyl group, etc. can be mentioned. Additionally, at least one carbon atom in the cycloalkyl group may be substituted with a hetero atom such as an oxygen atom.

R36~R39, R01 및 R02의 아릴기는, 탄소수 6~10의 아릴기가 바람직하고, 예를 들면 페닐기, 나프틸기, 및 안트릴기 등을 들 수 있다.The aryl groups of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 are preferably aryl groups having 6 to 10 carbon atoms, and examples include phenyl groups, naphthyl groups, and anthryl groups.

R36~R39, R01 및 R02의 아랄킬기는, 탄소수 7~12의 아랄킬기가 바람직하고, 예를 들면 벤질기, 펜에틸기, 및 나프틸메틸기 등을 들 수 있다.The aralkyl groups of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 are preferably aralkyl groups having 7 to 12 carbon atoms, and examples include benzyl group, phenethyl group, and naphthylmethyl group.

R36~R39, R01 및 R02의 알켄일기는, 탄소수 2~8의 알켄일기가 바람직하고, 예를 들면 바이닐기, 알릴기, 뷰텐일기, 및 사이클로헥센일기 등을 들 수 있다.The alkenyl group of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 is preferably an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and examples include vinyl group, allyl group, butenyl group, and cyclohexenyl group.

R36과 R37이 서로 결합하여 형성되는 환으로서는, 사이클로알킬기(단환 또는 다환)인 것이 바람직하다. 사이클로알킬기로서는, 사이클로펜틸기, 및 사이클로헥실기 등의 단환의 사이클로알킬기, 또는 노보닐기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 다환의 사이클로알킬기가 바람직하다.The ring formed by combining R 36 and R 37 is preferably a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic). As the cycloalkyl group, monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, or polycyclic cycloalkyl groups such as norbornyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group are preferable.

산분해성기로서, 큐밀에스터기, 엔올에스터기, 아세탈에스터기, 또는 제3급 알킬에스터기 등이 바람직하고, 아세탈에스터기, 또는 제3급 알킬에스터기가 보다 바람직하다.As the acid-decomposable group, a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, or a tertiary alkyl ester group is preferable, and an acetal ester group or a tertiary alkyl ester group is more preferable.

·-COO-기가 산의 작용에 의하여 분해되어 탈리하는 탈리기로 보호된 구조(산분해성기)를 갖는 반복 단위·-COO- group is a repeating unit with a structure (acid-decomposable group) protected by a leaving group that is decomposed and released by the action of acid.

수지 (A)는, 산분해성기를 갖는 반복 단위로서, 하기 일반식 (AI)로 나타나는 반복 단위를 갖는 것이 바람직하다.Resin (A) preferably has a repeating unit represented by the following general formula (AI) as a repeating unit having an acid-decomposable group.

[화학식 15][Formula 15]

Figure 112021018467957-pct00015
Figure 112021018467957-pct00015

일반식 (AI)에 있어서,In the general formula (AI),

Xa1은, 수소 원자, 할로젠 원자, 또는 1가의 유기기를 나타낸다.Xa 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.

T는, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.T represents a single bond or a divalent linking group.

Rx1~Rx3은, 각각 독립적으로, 알킬기 또는 사이클로알킬기를 나타낸다.Rx 1 to Rx 3 each independently represent an alkyl group or a cycloalkyl group.

Rx1~Rx3 중 어느 2개가 결합하여 환 구조를 형성해도 되고, 형성하지 않아도 된다.Any two of Rx 1 to Rx 3 may be combined to form a ring structure, or do not need to be formed.

T의 2가의 연결기로서는, 알킬렌기, 아릴렌기, -COO-Rt-, 및 -O-Rt- 등을 들 수 있다. 식 중, Rt는, 알킬렌기, 사이클로알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타낸다.Examples of the divalent linking group for T include alkylene group, arylene group, -COO-Rt-, and -O-Rt-. In the formula, Rt represents an alkylene group, cycloalkylene group, or arylene group.

T는, 단결합 또는 -COO-Rt-가 바람직하다. Rt는, 탄소수 1~5의 쇄상 알킬렌기가 바람직하고, -CH2-, -(CH2)2-, 또는 -(CH2)3-이 보다 바람직하다. T는, 단결합인 것이 보다 바람직하다.T is preferably a single bond or -COO-Rt-. Rt is preferably a chain alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and is more preferably -CH 2 -, -(CH 2 ) 2 -, or -(CH 2 ) 3 -. It is more preferable that T is a single bond.

Xa1은, 수소 원자 또는 알킬기인 것이 바람직하다.Xa 1 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group.

Xa1의 알킬기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는, 예를 들면 수산기, 및 할로젠 원자(바람직하게는, 불소 원자)를 들 수 있다.The alkyl group of Xa 1 may have a substituent, and examples of the substituent include a hydroxyl group and a halogen atom (preferably a fluorine atom).

Xa1의 알킬기는, 탄소수 1~4가 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 하이드록시메틸기 및 트라이플루오로메틸기 등을 들 수 있다. Xa1의 알킬기는, 메틸기인 것이 바람직하다.The alkyl group for Xa 1 preferably has 1 to 4 carbon atoms and includes methyl group, ethyl group, propyl group, hydroxymethyl group and trifluoromethyl group. The alkyl group of Xa 1 is preferably a methyl group.

Rx1, Rx2 및 Rx3의 알킬기로서는, 직쇄상이어도 되고, 분기쇄상이어도 되며, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, 또는 t-뷰틸기 등이 바람직하다. 알킬기의 탄소수로서는, 1~10이 바람직하고, 1~5가 보다 바람직하며, 1~3이 더 바람직하다. Rx1, Rx2 및 Rx3의 알킬기는, 탄소 간 결합의 일부가 이중 결합이어도 된다.The alkyl group of Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 may be straight chain or branched and may be methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, or t-butyl group, etc. This is desirable. As carbon number of an alkyl group, 1-10 are preferable, 1-5 are more preferable, and 1-3 are still more preferable. In the alkyl groups of Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 , some of the bonds between carbons may be double bonds.

Rx1, Rx2 및 Rx3의 사이클로알킬기로서는, 사이클로펜틸기, 및 사이클로헥실기 등의 단환의 사이클로알킬기, 또는 노보닐기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 다환의 사이클로알킬기가 바람직하다.The cycloalkyl groups of Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 include monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, or polycyclic groups such as norbornyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group. A cycloalkyl group in the ring is preferred.

Rx1, Rx2 및 Rx3 중 2개가 결합하여 형성되는 환 구조로서는, 사이클로펜틸환, 사이클로헥실환, 사이클로헵틸환, 및 사이클로옥테인환 등의 단환의 사이클로알케인환, 또는 노보네인환, 테트라사이클로데케인환, 테트라사이클로도데케인환, 및 아다만테인환 등의 다환의 사이클로알킬환이 바람직하다. 그중에서도, 사이클로펜틸환, 사이클로헥실환, 또는 아다만테인환이 보다 바람직하다. Rx1, Rx2 및 Rx3 중 2개가 결합하여 형성되는 환 구조로서는, 하기에 나타내는 구조도 바람직하다.The ring structure formed by combining two of Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 includes monocyclic cycloalkane rings such as cyclopentyl ring, cyclohexyl ring, cycloheptyl ring, and cyclooctane ring, or norbornene ring, Polycyclic cycloalkyl rings such as tetracyclodecane ring, tetracyclododecane ring, and adamantane ring are preferable. Among them, a cyclopentyl ring, a cyclohexyl ring, or an adamantane ring is more preferable. As the ring structure formed by combining two of Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 , the structure shown below is also preferable.

[화학식 16][Formula 16]

Figure 112021018467957-pct00016
Figure 112021018467957-pct00016

이하에 일반식 (AI)로 나타나는 반복 단위에 상당하는 모노머의 구체예를 들지만, 본 발명은, 이들 구체예에 한정되지 않는다. 하기의 구체예는, 일반식 (AI)에 있어서의 Xa1이 메틸기인 경우에 상당하지만, Xa1은, 수소 원자, 할로젠 원자, 또는 1가의 유기기로 임의로 치환할 수 있다.Specific examples of monomers corresponding to the repeating unit represented by general formula (AI) are given below, but the present invention is not limited to these specific examples. The following specific examples correspond to the case where Xa 1 in the general formula (AI) is a methyl group, but Xa 1 may be optionally substituted with a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.

[화학식 17][Formula 17]

Figure 112021018467957-pct00017
Figure 112021018467957-pct00017

수지 (A)는, 산분해성기를 갖는 반복 단위로서, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 [0336]~[0369]에 기재된 반복 단위를 갖는 것도 바람직하다.The resin (A) preferably also has a repeating unit described in paragraphs [0336] to [0369] of U.S. Patent Application Publication No. 2016/0070167A1 as a repeating unit having an acid-decomposable group.

또, 수지 (A)는, 산분해성기를 갖는 반복 단위로서, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 [0363]~[0364]에 기재된 산의 작용에 의하여 분해되어 알코올성 수산기를 발생하는 기를 포함하는 반복 단위를 갖고 있어도 된다.In addition, the resin (A) is a repeating unit having an acid-decomposable group, and includes a group that is decomposed by the action of an acid and generates an alcoholic hydroxyl group as described in paragraphs [0363] to [0364] of U.S. Patent Application Publication No. 2016/0070167A1. It may have a repeating unit.

·페놀성 수산기가 산의 작용에 의하여 분해되어 탈리하는 탈리기로 보호된 구조(산분해성기)를 갖는 반복 단위·Repeating unit with a structure (acid-decomposable group) where the phenolic hydroxyl group is protected by a leaving group that is decomposed and released by the action of acid

수지 (A)는, 산분해성기를 갖는 반복 단위로서, 페놀성 수산기가 산의 작용에 의하여 분해되어 탈리하는 탈리기로 보호된 구조를 갖는 반복 단위를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서, 페놀성 수산기란, 방향족 탄화 수소기의 수소 원자를 하이드록실기로 치환하여 이루어지는 기이다. 방향족 탄화 수소기의 방향환은 단환 또는 다환의 방향환이며, 벤젠환 및 나프탈렌환 등을 들 수 있다.The resin (A) preferably has a repeating unit having an acid-decomposable group and a structure in which the phenolic hydroxyl group is protected by a leaving group that is decomposed and released by the action of an acid. In addition, in this specification, a phenolic hydroxyl group is a group formed by replacing the hydrogen atom of an aromatic hydrocarbon group with a hydroxyl group. The aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group is a monocyclic or polycyclic aromatic ring, and includes a benzene ring and a naphthalene ring.

산의 작용에 의하여 분해되어 탈리하는 탈리기로서는, 예를 들면 식 (Y1)~(Y4)로 나타나는 기를 들 수 있다.Examples of the leaving group that decomposes and leaves by the action of an acid include groups represented by formulas (Y1) to (Y4).

식 (Y1): -C(Rx1)(Rx2)(Rx3)Equation (Y1): -C(Rx 1 )(Rx 2 )(Rx 3 )

식 (Y2): -C(=O)OC(Rx1)(Rx2)(Rx3)Formula (Y2): -C(=O)OC(Rx 1 )(Rx 2 )(Rx 3 )

식 (Y3): -C(R36)(R37)(OR38)Formula (Y3): -C(R 36 )(R 37 )(OR 38 )

식 (Y4): -C(Rn)(H)(Ar)Formula (Y4): -C(Rn)(H)(Ar)

식 (Y1), (Y2) 중, Rx1~Rx3은, 각각 독립적으로, 알킬기(직쇄상 혹은 분기쇄상) 또는 사이클로알킬기(단환 혹은 다환)를 나타낸다. 단, Rx1~Rx3의 전부가 알킬기(직쇄상 혹은 분기쇄상)인 경우, Rx1~Rx3 중 적어도 2개는 메틸기인 것이 바람직하다.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, when all of Rx 1 to Rx 3 are alkyl groups (linear or branched), it is preferable that at least two of Rx 1 to Rx 3 are methyl groups.

그중에서도, Rx1~Rx3은, 각각 독립적으로, 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기를 나타내는 반복 단위인 것이 보다 바람직하며, Rx1~Rx3이, 각각 독립적으로, 직쇄상의 알킬기를 나타내는 반복 단위인 것이 더 바람직하다.Among them, it is more preferable that Rx 1 to Rx 3 are each independently repeating units representing a linear or branched alkyl group, and Rx 1 to Rx 3 are each independently repeating units representing a linear alkyl group. It is more desirable.

Rx1~Rx3 중 2개가 결합하여, 단환 혹은 다환을 형성해도 된다.Two of Rx 1 to Rx 3 may be combined to form a monocyclic or polycyclic ring.

Rx1~Rx3의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, 및 t-뷰틸기 등의 탄소수 1~4의 알킬기가 바람직하다.The alkyl group for Rx 1 to Rx 3 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, and t-butyl.

Rx1~Rx3의 사이클로알킬기로서는, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기 등의 단환의 사이클로알킬기, 또는 노보닐기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 다환의 사이클로알킬기가 바람직하다.The cycloalkyl groups of Rx 1 to Rx 3 include monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, or polycyclic cycloalkyl groups such as norbornyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group. desirable.

Rx1~Rx3 중 2개가 결합하여 형성되는 사이클로알킬기로서는, 사이클로펜틸기, 및 사이클로헥실기 등의 단환의 사이클로알킬기, 또는 노보닐기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 다환의 사이클로알킬기가 바람직하다. 그중에서도, 탄소수 5~6의 단환의 사이클로알킬기가 보다 바람직하다.Cycloalkyl groups formed by combining two of Rx 1 to Rx 3 include monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, or norbornyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group. Polycyclic cycloalkyl groups such as these are preferred. Among them, a monocyclic cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms is more preferable.

Rx1~Rx3 중 2개가 결합하여 형성되는 사이클로알킬기는, 예를 들면 환을 구성하는 메틸렌기의 하나가, 산소 원자 등의 헤테로 원자, 또는 카보닐기 등의 헤테로 원자를 갖는 기로 치환되어 있어도 된다.In the cycloalkyl group formed by combining two of Rx 1 to Rx 3 , for example, one of the methylene groups constituting the ring may be substituted with a hetero atom such as an oxygen atom or a group having a hetero atom such as a carbonyl group. .

식 (Y1) 및 (Y2)로 나타나는 기는, 예를 들면 Rx1이 메틸기 또는 에틸기이며, Rx2와 Rx3이 결합하여 상술한 사이클로알킬기를 형성하고 있는 양태가 바람직하다.For the groups represented by formulas (Y1) and (Y2), for example, Rx 1 is a methyl group or an ethyl group, and Rx 2 and Rx 3 are preferably combined to form the above-mentioned cycloalkyl group.

식 (Y3) 중, R36~R38은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 1가의 유기기를 나타낸다. R37과 R38은, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다. 1가의 유기기로서는, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 아랄킬기, 및 알켄일기 등을 들 수 있다. R36은, 수소 원자인 것이 바람직하다.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 be combined with each other to form a ring. Examples of the monovalent organic group include an alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, and alkenyl group. R 36 is preferably a hydrogen atom.

식 (Y4) 중, Ar은, 방향족 탄화 수소기를 나타낸다. Rn은, 알킬기, 사이클로알킬기, 또는 아릴기를 나타낸다. Rn과 Ar은 서로 결합하여 비방향족환을 형성해도 된다. Ar은 보다 바람직하게는 아릴기이다.In formula (Y4), Ar represents an aromatic hydrocarbon group. Rn represents an alkyl group, cycloalkyl group, or aryl group. Rn and Ar may combine with each other to form a non-aromatic ring. Ar is more preferably an aryl group.

페놀성 수산기가 산의 작용에 의하여 분해되어 탈리하는 탈리기로 보호된 구조(산분해성기)를 갖는 반복 단위로서는, 페놀성 수산기에 있어서의 수소 원자가 식 (Y1)~(Y4)로 나타나는 기에 의하여 보호된 구조를 갖는 것이 바람직하다.As a repeating unit having a structure (acid-decomposable group) protected by a leaving group in which the phenolic hydroxyl group decomposes and desorbs under the action of acid, the hydrogen atom in the phenolic hydroxyl group is protected by a group represented by formulas (Y1) to (Y4). It is desirable to have a structured structure.

페놀성 수산기가 산의 작용에 의하여 분해되어 탈리하는 탈리기로 보호된 구조(산분해성기)를 갖는 반복 단위로서는, 하기 일반식 (AII)로 나타나는 반복 단위가 바람직하다.As a repeating unit having a structure (acid-decomposable group) in which the phenolic hydroxyl group is protected by a leaving group that is decomposed and released by the action of an acid, a repeating unit represented by the following general formula (AII) is preferable.

[화학식 18][Formula 18]

Figure 112021018467957-pct00018
Figure 112021018467957-pct00018

일반식 (AII) 중,In general formula (AII),

R61, R62 및 R63은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 할로젠 원자, 사이아노기, 또는 알콕시카보닐기를 나타낸다. 단, R62는 Ar6과 결합하여 환을 형성하고 있어도 되고, 그 경우의 R62는 단결합 또는 알킬렌기를 나타낸다.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 combined with Ar 6 to form a ring, in which case R 62 represents a single bond or an alkylene group.

X6은, 단결합, -COO-, 또는 -CONR64-를 나타낸다. R64는, 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.X 6 represents a single bond, -COO-, or -CONR 64 -. R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

L6은, 단결합 또는 알킬렌기를 나타낸다.L 6 represents a single bond or an alkylene group.

Ar6은, (n+1)가의 방향족 탄화 수소기를 나타내고, R62와 결합하여 환을 형성하는 경우에는 (n+2)가의 방향족 탄화 수소기를 나타낸다.Ar 6 represents a (n+1) valent aromatic hydrocarbon group, and when combined with R 62 to form a ring, it represents a (n+2) valent aromatic hydrocarbon group.

Y2는, n≥2의 경우에는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 산의 작용에 의하여 탈리하는 기를 나타낸다. 단, Y2의 적어도 하나는, 산의 작용에 의하여 탈리하는 기를 나타낸다. Y2로서의 산의 작용에 의하여 탈리하는 기는, 식 (Y1)~(Y4)인 것이 바람직하다.When n≥2 , Y 2 each independently represents a hydrogen atom or a group that is released by the action of an acid. However, at least one of Y 2 represents a group that is eliminated by the action of an acid. The group desorbed by the action of acid as Y 2 preferably has formulas (Y1) to (Y4).

n은, 1~4의 정수를 나타낸다.n represents an integer of 1 to 4.

상기 각 기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는, 예를 들면 알킬기(탄소수 1~4), 할로젠 원자, 수산기, 알콕시기(탄소수 1~4), 카복실기, 및 알콕시카보닐기(탄소수 2~6) 등을 들 수 있으며, 탄소수 8 이하의 것이 바람직하다.Each of the above groups may have a substituent. 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 alkoxycarbonyl group (2 to 6 carbon atoms). ), etc., and those with 8 or less carbon atoms are preferable.

[화학식 19][Formula 19]

Figure 112021018467957-pct00019
Figure 112021018467957-pct00019

[화학식 20][Formula 20]

Figure 112021018467957-pct00020
Figure 112021018467957-pct00020

(그 외의 반복 단위)(Other repeat units)

수지 (A)는, 상술한 반복 단위 이외에, 그 외의 반복 단위를 함유해도 된다. 이하에, 수지 (A)가 함유할 수 있는 그 외의 반복 단위에 대하여 상세히 설명한다.Resin (A) may contain other repeating units in addition to the above-mentioned repeating units. Below, other repeating units that the resin (A) may contain are explained in detail.

(카복시기를 갖는 반복 단위 (a3))(Repeating unit (a3) with a carboxyl group)

수지 (A)는 상기 반복 단위 (a1) 및 반복 단위 (a2)에 더하여, 카복시기를 갖는 반복 단위 (a3)을 더 갖고 있어도 된다.Resin (A) may further have a repeating unit (a3) having a carboxyl group in addition to the repeating unit (a1) and (a2) described above.

수지 (A)는, 반복 단위 (a3)을 함유함으로써, 알칼리 현상 시의 용해 속도가 보다 우수하다.Resin (A) contains the repeating unit (a3), and thus has a superior dissolution rate during alkali development.

반복 단위 (a3)으로서는, 예를 들면 하기에 나타내는 (메트)아크릴산 유래의 반복 단위를 들 수 있다.Examples of the repeating unit (a3) include repeating units derived from (meth)acrylic acid shown below.

[화학식 21][Formula 21]

Figure 112021018467957-pct00021
Figure 112021018467957-pct00021

수지 (A)는, 반복 단위 (a3)을, 1종 단독으로 갖고 있어도 되고, 2종 이상을 병용하여 갖고 있어도 된다.Resin (A) may have the repeating unit (a3) individually or in combination of two or more types.

수지 (A)에 있어서, 반복 단위 (a3)의 함유량은, 수지 (A) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 1~10몰%가 바람직하고, 2~8몰%가 보다 바람직하다.In the resin (A), the content of the repeating unit (a3) is preferably 1 to 10 mol%, more preferably 2 to 8 mol%, relative to all repeating units in the resin (A).

(페놀성 수산기를 갖는 반복 단위 (a4))(Repeating unit (a4) having a phenolic hydroxyl group)

수지 (A)는 상기 반복 단위 (a1) 및 반복 단위 (a2)에 더하여, 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위 (a4)를 더 갖고 있어도 된다.Resin (A) may further have a repeating unit (a4) having a phenolic hydroxyl group in addition to the repeating unit (a1) and (a2) described above.

수지 (A)는, 반복 단위 (a4)를 함유함으로써, 알칼리 현상 시의 용해 속도가 보다 우수하며, 또한 내에칭성이 우수하다.By containing the repeating unit (a4), the resin (A) has a higher dissolution rate during alkali development and is also excellent in etching resistance.

페놀성 수산기를 갖는 반복 단위로서는, 특별히 한정되지 않지만, 하이드록시스타이렌 반복 단위, 또는 하이드록시스타이렌(메트)아크릴레이트 반복 단위를 들 수 있다. 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위로서는, 하기 일반식 (I)로 나타나는 반복 단위가 바람직하다.The repeating unit having a phenolic hydroxyl group is not particularly limited, but includes a hydroxystyrene repeating unit or a hydroxystyrene (meth)acrylate repeating unit. As the repeating unit having a phenolic hydroxyl group, a repeating unit represented by the following general formula (I) is preferable.

[화학식 22][Formula 22]

Figure 112021018467957-pct00022
Figure 112021018467957-pct00022

식 중,During the ceremony,

R41, R42 및 R43은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 할로젠 원자, 사이아노기 또는 알콕시카보닐기를 나타낸다. 단, R42는 Ar4와 결합하여 환을 형성하고 있어도 되고, 그 경우의 R42는 단결합 또는 알킬렌기를 나타낸다.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 be combined with Ar 4 to form a ring, in which case R 42 represents a single bond or an alkylene group.

X4는, 단결합, -COO-, 또는 -CONR64-를 나타내고, R64는, 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.X 4 represents a single bond, -COO-, or -CONR 64 -, and R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

L4는, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.L 4 represents a single bond or a divalent linking group.

Ar4는, (n+1)가의 방향족 탄화 수소기를 나타내고, R42와 결합하여 환을 형성하는 경우에는 (n+2)가의 방향족 탄화 수소기를 나타낸다.Ar 4 represents a (n+1) valent aromatic hydrocarbon group, and when combined with R 42 to form a ring, it represents a (n+2) valent aromatic hydrocarbon group.

n은, 1~5의 정수를 나타낸다.n represents an integer of 1 to 5.

일반식 (I)로 나타나는 반복 단위를 고극성화시킬 목적으로는, n이 2 이상인 정수, 또는 X4가 -COO-, 또는 -CONR64-인 것도 바람직하다.For the purpose of making the repeating unit represented by general formula (I) highly polar, it is also preferable that n is an integer of 2 or more, or that X 4 is -COO- or -CONR 64 -.

일반식 (I)에 있어서의 R41, R42, 및 R43으로 나타나는 알킬기로서는, 치환기를 갖고 있어도 되는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, 헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 및 도데실기 등의 탄소수 20 이하의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 8 이하의 알킬기가 보다 바람직하며, 탄소수 3 이하의 알킬기가 더 바람직하다.The alkyl groups represented by R 41 , R 42 , and R 43 in general formula (I) include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, and hexyl group which may have a substituent. , 2-ethylhexyl group, octyl group, and dodecyl group, alkyl groups with 20 or less carbon atoms are preferable, alkyl groups with 8 or less carbon atoms are more preferable, and alkyl groups with 3 or less carbon atoms are still more preferable.

일반식 (I)에 있어서의 R41, R42, 및 R43으로 나타나는 사이클로알킬기로서는, 단환이어도 되고, 다환이어도 된다. 치환기를 갖고 있어도 되는, 사이클로프로필기, 사이클로펜틸기, 및 사이클로헥실기 등의 탄소수 3~8개이며 단환인 사이클로알킬기가 바람직하다.The cycloalkyl group represented by R 41 , R 42 , and R 43 in general formula (I) may be monocyclic or polycyclic. Monocyclic cycloalkyl groups having 3 to 8 carbon atoms, such as cyclopropyl group, cyclopentyl group, and cyclohexyl group, which may have a substituent, are preferable.

일반식 (I)에 있어서의 R41, R42, 및 R43으로 나타나는 할로젠 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자 및 아이오딘 원자 등을 들 수 있으며, 불소 원자가 바람직하다.The halogen atom represented by R 41 , R 42 , and R 43 in the general formula (I) includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.

일반식 (I)에 있어서의 R41, R42, 및 R43으로 나타나는 알콕시카보닐기에 포함되는 알킬기로서는, 상기 R41, R42, 및 R43에 있어서의 알킬기와 동일한 것이 바람직하다.The alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group represented by R 41 , R 42 , and R 43 in general formula (I) is preferably the same as the alkyl group represented by R 41 , R 42 , and R 43 above.

상기 각 기에 있어서의 바람직한 치환기로서는, 예를 들면 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 아미노기, 아마이드기, 유레이도기, 유레테인기, 하이드록실기, 카복실기, 할로젠 원자, 알콕시기, 싸이오에터기, 아실기, 아실옥시기, 알콕시카보닐기, 사이아노기, 및 나이트로기 등을 들 수 있으며, 치환기의 탄소수는 8 이하가 바람직하다.Preferred substituents for each of the above groups include, for example, an alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, amino group, amide group, ureido group, urethane group, hydroxyl group, carboxyl group, halogen atom, alkoxy group, thioether group, Examples include an acyl group, acyloxy group, alkoxycarbonyl group, cyano group, and nitro group, and the number of carbon atoms of the substituent is preferably 8 or less.

Ar4는, (n+1)가의 방향족 탄화 수소기를 나타낸다. n이 1인 경우에 있어서의 2가의 방향족 탄화 수소기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 예를 들면 페닐렌기, 톨릴렌기, 나프틸렌기, 및 안트라센일렌기 등의 탄소수 6~18의 아릴렌기, 또는 예를 들면 싸이오펜, 퓨란, 피롤, 벤조싸이오펜, 벤조퓨란, 벤조피롤, 트라이아진, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 트라이아졸, 싸이아다이아졸, 및 싸이아졸 등의 헤테로환을 포함하는 방향족 탄화 수소기가 바람직하다.Ar 4 represents an (n+1) valent aromatic hydrocarbon group. When n is 1, the divalent aromatic hydrocarbon group may have a substituent, for example, an arylene group with 6 to 18 carbon atoms such as a phenylene group, tolylene group, naphthylene group, and anthracenylene group, or, for example, For example, aromatic hydrocarbons containing heterocycles such as thiophene, furan, pyrrole, benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazole, and thiazole. Gi is preferable.

n이 2 이상의 정수인 경우에 있어서의 (n+1)가의 방향족 탄화 수소기의 구체예로서는, 2가의 방향족 탄화 수소기의 상술한 구체예로부터, (n-1)개의 임의의 수소 원자를 제거하여 이루어지는 기를 적합하게 들 수 있다.A specific example of the (n+1) valent aromatic hydrocarbon group when n is an integer of 2 or more is a group obtained by removing (n-1) arbitrary hydrogen atoms from the above-mentioned specific examples of the divalent aromatic hydrocarbon group. You can lift the flag appropriately.

(n+1)가의 방향족 탄화 수소기는, 치환기를 더 갖고 있어도 된다.The (n+1) valent aromatic hydrocarbon group may further have a substituent.

상술한 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시카보닐기 및 (n+1)가의 방향족 탄화 수소기가 가질 수 있는 치환기로서는, 예를 들면 일반식 (I)에 있어서의 R41, R42, 및 R43으로 든 알킬기; 메톡시기, 에톡시기, 하이드록시에톡시기, 프로폭시기, 하이드록시프로폭시기, 및 뷰톡시기 등의 알콕시기; 페닐기 등의 아릴기 등을 들 수 있다.Substituents that the above-mentioned alkyl group, cycloalkyl group, alkoxycarbonyl group, and (n+1)-valent aromatic hydrocarbon group may have include, for example, the alkyl groups represented by R 41 , R 42 , and R 43 in general formula (I). ; Alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, hydroxyethoxy group, propoxy group, hydroxypropoxy group, and butoxy group; Aryl groups such as phenyl groups can be mentioned.

X4에 의하여 나타나는 -CONR64-(R64는, 수소 원자 또는 알킬기를 나타냄)에 있어서의 R64의 알킬기로서는, 치환기를 갖고 있어도 되는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, 헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 및 도데실기 등의 탄소수 20 이하의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 8 이하의 알킬기가 보다 바람직하다.The alkyl group for R 64 in -CONR 64 - (R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group) represented by Alkyl groups with 20 or less carbon atoms, such as ethyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, and dodecyl group, are preferable, and alkyl groups with 8 or less carbon atoms are more preferable.

X4로서는, 단결합, -COO-, 또는 -CONH-가 바람직하고, 단결합, 또는 -COO-가 보다 바람직하다.As X 4 , a single bond, -COO-, or -CONH- is preferable, and a single bond or -COO- is more preferable.

L4로서의 2가의 연결기로서는, 알킬렌기인 것이 바람직하고, 알킬렌기로서는, 치환기를 갖고 있어도 되는, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 뷰틸렌기, 헥실렌기, 및 옥틸렌기 등의 탄소수 1~8의 알킬렌기가 바람직하다.The divalent linking group as L 4 is preferably an alkylene group, and the alkylene group is a methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group, and octylene group, which may have a substituent, and has 1 to 8 carbon atoms. An alkylene group is preferred.

Ar4로서는, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6~18의 방향족 탄화 수소기가 바람직하고, 벤젠환기, 나프탈렌환기, 또는 바이페닐렌환기가 보다 바람직하다. 그중에서도, 일반식 (I)로 나타나는 반복 단위는, 하이드록시스타이렌에서 유래하는 반복 단위인 것이 바람직하다. 즉, Ar4는, 벤젠환기인 것이 바람직하다.As Ar 4 , an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms which may have a substituent is preferable, and a benzene ring group, a naphthalene ring group, or a biphenylene ring group is more preferable. Among them, it is preferable that the repeating unit represented by general formula (I) is a repeating unit derived from hydroxystyrene. That is, Ar 4 is preferably a benzene ring group.

이하, 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위의 구체예를 나타내지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것이 아니다. 식 중, a는 1 또는 2를 나타낸다.Hereinafter, specific examples of repeating units having a phenolic hydroxyl group will be shown, but the present invention is not limited to this. In the formula, a represents 1 or 2.

[화학식 23][Formula 23]

Figure 112021018467957-pct00023
Figure 112021018467957-pct00023

수지 (A)는, 반복 단위 (a4)를 1종 단독으로 갖고 있어도 되고, 2종 이상을 병용하여 갖고 있어도 된다.Resin (A) may have one type of repeating unit (a4) or may have two or more types in combination.

수지 (A)에 있어서, 반복 단위 (a4)의 함유량은, 수지 (A) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 40몰% 이상이 바람직하고, 50몰% 이상이 보다 바람직하며, 60몰% 이상이 더 바람직하다. 또, 반복 단위 (a4)의 함유량은, 수지 (A) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 85몰% 이하가 바람직하고, 80몰% 이하가 보다 바람직하다.In the resin (A), the content of the repeating unit (a4) is preferably 40 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, and further 60 mol% or more, relative to all repeating units in the resin (A). desirable. Moreover, the content of the repeating unit (a4) is preferably 85 mol% or less, and more preferably 80 mol% or less, relative to all repeating units in the resin (A).

(반복 단위 (a5))(repetition unit (a5))

수지 (A)는, 락톤 구조, 설톤 구조, 및 카보네이트 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 반복 단위 (a5)를 갖고 있어도 된다.Resin (A) may have a repeating unit (a5) having at least one selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure.

락톤 구조 또는 설톤 구조로서는, 락톤 구조 또는 설톤 구조를 갖고 있으면 되고, 5~7원환 락톤 구조 또는 5~7원환 설톤 구조가 바람직하다. 그중에서도, 바이사이클로 구조 혹은 스파이로 구조를 형성하는 형태로 5~7원환 락톤 구조에 다른 환 구조가 축환되어 있는 것, 또는 바이사이클로 구조 혹은 스파이로 구조를 형성하는 형태로 5~7원환 설톤 구조에 다른 환 구조가 축환되어 있는 것이 보다 바람직하다.The lactone structure or sultone structure may have a lactone structure or a sultone structure, and a 5- to 7-membered ring lactone structure or a 5- to 7-membered ring sultone structure is preferable. Among them, those in which another ring structure is condensed to a 5- to 7-membered ring lactone structure in the form of a bicyclo or spiro structure, or a 5- to 7-membered ring sultone structure in the form of a bicyclo or spiro structure. It is more preferable that the other ring structure is fused.

수지 (A)는, 하기 일반식 (LC1-1)~(LC1-21) 중 어느 하나로 나타나는 락톤 구조, 또는 하기 일반식 (SL1-1)~(SL1-3) 중 어느 하나로 나타나는 설톤 구조를 갖는 반복 단위를 갖는 것이 더 바람직하다. 또, 락톤 구조 또는 설톤 구조가 주쇄에 직접 결합되어 있어도 된다. 바람직한 구조로서는, 일반식 (LC1-1), 일반식 (LC1-4), 일반식 (LC1-5), 일반식 (LC1-8), 일반식 (LC1-16), 혹은 일반식 (LC1-21)로 나타나는 락톤 구조, 또는 일반식 (SL1-1)로 나타나는 설톤 구조를 들 수 있다.Resin (A) has a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-21), or a sultone structure represented by any of the following general formulas (SL1-1) to (SL1-3). It is more desirable to have repeating units. Additionally, the lactone structure or sultone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred structures include general formula (LC1-1), general formula (LC1-4), general formula (LC1-5), general formula (LC1-8), general formula (LC1-16), or general formula (LC1- A lactone structure represented by 21) or a sultone structure represented by the general formula (SL1-1) can be mentioned.

[화학식 24][Formula 24]

Figure 112021018467957-pct00024
Figure 112021018467957-pct00024

락톤 구조 부분 또는 설톤 구조 부분은, 치환기 (Rb2)를 갖고 있어도 되고, 갖고 있지 않아도 된다. 바람직한 치환기 (Rb2)로서는, 탄소수 1~8의 알킬기, 탄소수 4~7의 사이클로알킬기, 탄소수 1~8의 알콕시기, 탄소수 2~8의 알콕시카보닐기, 카복시기, 할로젠 원자, 수산기, 사이아노기, 및 산분해성기 등을 들 수 있으며, 탄소수 1~4의 알킬기, 사이아노기, 또는 산분해성기가 바람직하다. n2는, 0~4의 정수를 나타낸다. n2가 2 이상일 때, 복수 존재하는 치환기 (Rb2)는, 동일해도 되고 달라도 된다. 또, 복수 존재하는 치환기 (Rb2)끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.The lactone structure moiety or sultone structure moiety may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group with 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group with 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group with 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group with 2 to 8 carbon atoms, a carboxyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, Examples include an ano group and an acid-decomposable group, with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, or an acid-decomposable group being preferred. n 2 represents an integer of 0 to 4. When n 2 is 2 or more, the plurality of substituents (Rb 2 ) may be the same or different. Additionally, multiple substituents (Rb 2 ) may combine to form a ring.

락톤 구조 또는 설톤 구조를 갖는 반복 단위로서는, 하기 일반식 (III)으로 나타나는 반복 단위가 바람직하다.As the repeating unit having a lactone structure or sultone structure, a repeating unit represented by the following general formula (III) is preferable.

[화학식 25][Formula 25]

Figure 112021018467957-pct00025
Figure 112021018467957-pct00025

상기 일반식 (III) 중,In the above general formula (III),

A는, 에스터 결합(-COO-로 나타나는 기) 또는 아마이드 결합(-CONH-로 나타나는 기)을 나타낸다.A represents an ester bond (a group represented by -COO-) or an amide bond (a group represented by -CONH-).

n은, -R0-Z-로 나타나는 구조의 반복수이며, 0~5의 정수를 나타내고, 0 또는 1인 것이 바람직하며, 0인 것이 보다 바람직하다. n이 0인 경우, -R0-Z-는 존재하지 않고, 단결합이 된다.n is the repeating number of the structure represented by -R 0 -Z-, represents an integer of 0 to 5, is preferably 0 or 1, and is more preferably 0. When n is 0, -R 0 -Z- does not exist and becomes a single bond.

R0은, 알킬렌기, 사이클로알킬렌기, 또는 그 조합을 나타낸다. R0이 복수 개 존재하는 경우, R0은, 각각 독립적으로, 알킬렌기, 사이클로알킬렌기, 또는 그 조합을 나타낸다.R 0 represents an alkylene group, a cycloalkylene group, or a combination thereof. When a plurality of R 0 exists, each R 0 independently represents an alkylene group, a cycloalkylene group, or a combination thereof.

Z는, 단결합, 에터 결합, 에스터 결합, 아마이드 결합, 유레테인 결합 또는 유레아 결합을 나타낸다. Z가 복수 개 존재하는 경우에는, Z는, 각각 독립적으로, 단결합, 에터 결합, 에스터 결합, 아마이드 결합, 유레테인 결합 또는 유레아 결합을 나타낸다.Z represents a single bond, ether bond, ester bond, amide bond, urethane bond, or urea bond. When two or more Zs exist, each Z independently represents a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, or a urea bond.

R8은, 락톤 구조 또는 설톤 구조를 갖는 1가의 유기기를 나타낸다.R 8 represents a monovalent organic group having a lactone structure or sultone structure.

R7은, 수소 원자, 할로젠 원자 또는 1가의 유기기(바람직하게는 메틸기)를 나타낸다.R 7 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group (preferably a methyl group).

R0의 알킬렌기 또는 사이클로알킬렌기는 치환기를 가져도 된다.The alkylene group or cycloalkylene group of R 0 may have a substituent.

Z로서는, 에터 결합, 또는 에스터 결합이 바람직하고, 에스터 결합이 보다 바람직하다.As Z, an ether bond or an ester bond is preferable, and an ester bond is more preferable.

수지 (A)는, 카보네이트 구조를 갖는 반복 단위를 갖고 있어도 된다. 카보네이트 구조는, 환상 탄산 에스터 구조인 것이 바람직하다.Resin (A) may have a repeating unit having a carbonate structure. The carbonate structure is preferably a cyclic carbonate ester structure.

환상 탄산 에스터 구조를 갖는 반복 단위는, 하기 일반식 (A-1)로 나타나는 반복 단위인 것이 바람직하다.The repeating unit having a cyclic carbonic acid ester structure is preferably a repeating unit represented by the following general formula (A-1).

[화학식 26][Formula 26]

Figure 112021018467957-pct00026
Figure 112021018467957-pct00026

일반식 (A-1) 중, RA 1은, 수소 원자, 할로젠 원자 또는 1가의 유기기(바람직하게는 메틸기)를 나타낸다.In general formula (A-1), R A 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group (preferably a methyl group).

n은 0 이상의 정수를 나타낸다.n represents an integer greater than or equal to 0.

RA 2는, 치환기를 나타낸다. n이 2 이상인 경우, RA 2는, 각각 독립적으로, 치환기를 나타낸다.R A 2 represents a substituent. When n is 2 or more, R A 2 each independently represents a substituent.

A는, 단결합, 또는 2가의 연결기를 나타낸다.A represents a single bond or a divalent linking group.

Z는, 식 중의 -O-C(=O)-O-로 나타나는 기와 함께 단환 구조 또는 다환 구조를 형성하는 원자단을 나타낸다.Z represents an atomic group that forms a monocyclic structure or polycyclic structure together with the group represented by -O-C(=O)-O- in the formula.

수지 (A)는, 락톤 구조, 설톤 구조, 및 카보네이트 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 반복 단위로서, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 [0370]~[0414]에 기재된 반복 단위를 갖는 것도 바람직하다.Resin (A) is a repeating unit having at least one selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure, and the repeating unit described in paragraphs [0370] to [0414] of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1. It is also desirable to have units.

수지 (A)는, 락톤 구조, 설톤 구조, 및 카보네이트 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 반복 단위를, 1종 단독으로 갖고 있어도 되고, 2종 이상을 병용하여 갖고 있어도 된다.Resin (A) may have one type of repeating unit having at least one type selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure, or may have two or more types in combination.

이하에 일반식 (III)으로 나타나는 반복 단위에 상당하는 모노머의 구체예, 및 일반식 (A-1)로 나타나는 반복 단위에 상당하는 모노머의 구체예를 들지만, 본 발명은, 이들 구체예에 한정되지 않는다. 하기의 구체예는, 일반식 (III)에 있어서의 R7 및 일반식 (A-1)에 있어서의 RA 1이 메틸기인 경우에 상당하지만, R7 및 RA 1은, 수소 원자, 할로젠 원자, 또는 1가의 유기기로 임의로 치환할 수 있다.Specific examples of monomers corresponding to the repeating unit represented by General Formula (III) and specific examples of monomers corresponding to the repeating unit represented by General Formula (A-1) are given below, but the present invention is limited to these specific examples. It doesn't work. The following specific examples correspond to the case where R 7 in general formula (III) and R A 1 in general formula (A-1) are methyl groups, but R 7 and R A 1 are hydrogen atoms, It may be optionally substituted with a rosene atom or a monovalent organic group.

[화학식 27][Formula 27]

Figure 112021018467957-pct00027
Figure 112021018467957-pct00027

상기 모노머 외에, 하기에 나타내는 모노머도 수지 (A)의 원료로서 적합하게 이용된다.In addition to the above monomers, the monomers shown below are also suitably used as raw materials for the resin (A).

[화학식 28][Formula 28]

Figure 112021018467957-pct00028
Figure 112021018467957-pct00028

수지 (A)에 포함되는 락톤 구조, 설톤 구조, 및 카보네이트 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 반복 단위의 함유량(락톤 구조, 설톤 구조, 및 카보네이트 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 반복 단위가 복수 존재하는 경우는 그 합계)은, 수지 (A) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 5~30몰%가 바람직하고, 10~30몰%가 보다 바람직하며, 20~30몰%가 더 바람직하다.Content of a repeating unit containing at least one type selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure contained in the resin (A) (at least one type selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure) When there are a plurality of repeating units having, the total) is preferably 5 to 30 mol%, more preferably 10 to 30 mol%, and 20 to 30 mol% relative to all repeating units in the resin (A). is more preferable.

수지 (A)는, 상기의 반복 구조 단위 이외에, 드라이 에칭 내성, 표준 현상액 적성, 기판 밀착성, 레지스트 프로파일, 또는 레지스트의 일반적인 필요한 특성인 해상력, 내열성, 감도 등을 조절할 목적으로 다양한 반복 구조 단위를 더 갖고 있어도 된다.In addition to the above repeating structural units, the resin (A) further contains various repeating structural units for the purpose of adjusting dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, or general necessary properties of resist such as resolution, heat resistance, sensitivity, etc. You can have it.

이와 같은 반복 구조 단위로서는, 소정의 단량체에 상당하는 반복 구조 단위를 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.Such repeating structural units include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to predetermined monomers.

소정의 단량체로서는, 예를 들면 아크릴산 에스터류, 메타크릴산 에스터류, 아크릴아마이드류, 메타크릴아마이드류, 알릴 화합물, 바이닐에터류, 및 바이닐에스터류 등으로부터 선택되는 부가 중합성 불포화 결합을 1개 갖는 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the predetermined monomer include one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, and vinyl esters. Compounds having these, etc. can be mentioned.

그 외에도, 상기 다양한 반복 구조 단위에 상당하는 단량체와 공중합 가능한 부가 중합성의 불포화 화합물을 이용해도 된다.In addition, addition polymerizable unsaturated compounds copolymerizable with monomers corresponding to the various repeating structural units described above may be used.

수지 (A)에 있어서, 각 반복 구조 단위의 함유 몰비는, 다양한 성능을 조절하기 위하여 적절히 설정된다.In the resin (A), the molar ratio contained in each repeating structural unit is appropriately set in order to control various performances.

수지 (A)는, 반복 단위의 전부가 (메트)아크릴레이트계 반복 단위로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 반복 단위의 전부가 메타크릴레이트계 반복 단위인 것, 반복 단위의 전부가 아크릴레이트계 반복 단위인 것, 반복 단위의 전부가 메타크릴레이트계 반복 단위와 아크릴레이트계 반복 단위에 의한 것 중 어느 것이어도 이용할 수 있지만, 아크릴레이트계 반복 단위가 수지 (A)의 전체 반복 단위에 대하여 50몰% 이하인 것이 바람직하다.In the resin (A), all of the repeating units may be composed of (meth)acrylate-based repeating units. In this case, all of the repeating units are methacrylate-based repeating units, all of the repeating units are acrylate-based repeating units, and all of the repeating units are made up of methacrylate-based repeating units and acrylate-based repeating units. Any of these can be used, but it is preferable that the acrylate-based repeating units are 50 mol% or less relative to the total repeating units of the resin (A).

(방향족환을 갖는 반복 단위)(Repeating unit with aromatic ring)

수지 (A)는, 방향족환을 갖는 반복 단위를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 수지 (A) 중의 반복 단위 중 적어도 어느 1종이, 방향족환을 갖는 반복 단위인 것이 바람직하다.Resin (A) preferably has a repeating unit having an aromatic ring. That is, it is preferable that at least one type of repeating unit in the resin (A) is a repeating unit having an aromatic ring.

수지 (A)에 있어서, 방향족환을 갖는 반복 단위의 함유량은, 내에칭성이 보다 우수한 점에서, 수지 (A) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 예를 들면 40몰% 이상이며, 55몰% 이상이 바람직하고, 60몰% 이상이 보다 바람직하다. 또, 그 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 97몰% 이하이며, 85몰% 이하가 바람직하고, 80몰% 이하가 보다 바람직하다.In the resin (A), the content of the repeating unit having an aromatic ring is, for example, 40 mol% or more, and 55 mol% or more, relative to all repeating units in the resin (A), because it has better etching resistance. This is preferable, and 60 mol% or more is more preferable. The upper limit is not particularly limited, but is, for example, 97 mol% or less, preferably 85 mol% or less, and more preferably 80 mol% or less.

(수지 (A)의 중합 방법)(Method for polymerization of resin (A))

수지 (A)는, 통상의 방법(예를 들면 라디칼 중합)에 따라 합성할 수 있다. 일반적인 합성 방법으로서는, 예를 들면 (1) 모노머종 및 개시제를 용제에 용해시키고, 가열함으로써 중합을 행하는 일괄 중합법, (2) 모노머종과 개시제를 함유하는 용액을 1~10시간 동안 적하함으로써 가열 용제에 첨가하는 적하 중합법 등을 들 수 있으며, 그중에서도 (2)의 적하 중합법이 바람직하다.Resin (A) can be synthesized according to a normal method (for example, radical polymerization). Common synthetic methods include, for example, (1) batch polymerization in which monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and polymerized by heating; (2) heating by dropping a solution containing a monomer species and initiator over 1 to 10 hours; Examples include a dropping polymerization method of adding to a solvent, and among them, the dropping polymerization method (2) is preferable.

중합 시의 반응 용제로서는, 예를 들면 테트라하이드로퓨란, 1,4-다이옥세인, 및 다이아이소프로필에터 등의 에터류, 메틸에틸케톤, 및 메틸아이소뷰틸케톤 등의 케톤류, 아세트산 에틸 등의 에스터 용제, 다이메틸폼아마이드, 및 다이메틸아세트아마이드 등의 아마이드류, 및 후술하는 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트(PGMEA), 프로필렌글라이콜모노메틸에터(PGME)와, 사이클로헥산온 등의 본 발명의 조성물을 용해하는 용제를 들 수 있다. 중합 시의 반응 용제로서는, 그중에서도, 본 발명의 조성물에 이용되는 용제와 동일한 용제를 이용하는 것이 바람직하다. 이로써 보존 시의 파티클의 발생을 억제할 수 있다.Examples of reaction solvents during polymerization include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and esters such as ethyl acetate. Solvents, amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), and cyclohexanone described later. A solvent that dissolves the composition of the present invention may be mentioned. As the reaction solvent during polymerization, it is particularly preferable to use the same solvent as the solvent used in the composition of the present invention. This can suppress the generation of particles during storage.

중합 반응은, 질소 및 아르곤 등의 불활성 가스의 분위기하에서 행해지는 것이 바람직하다. 중합 반응에는, 중합 개시제로서 시판 중인 라디칼 개시제(예를 들면, 아조계 개시제, 및 퍼옥사이드 등)를 이용하는 것이 바람직하다. 라디칼 개시제로서는 아조계 개시제가 바람직하고, 에스터기, 사이아노기, 또는 카복실기를 갖는 아조계 개시제가 보다 바람직하다. 이와 같은 아조계 개시제로서는, 예를 들면 아조비스아이소뷰티로나이트릴, 아조비스다이메틸발레로나이트릴, 및 다이메틸 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트) 등을 들 수 있다.The polymerization reaction is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon. In the polymerization reaction, it is preferable to use a commercially available radical initiator (for example, an azo-based initiator, peroxide, etc.) as a polymerization initiator. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is more preferable. Examples of such azo-based initiators include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, and dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropionate). .

중합 반응에는, 상술한 바와 같이 중합 개시제를 임의로 첨가해도 된다. 중합 개시제의 계 내로의 첨가 방법은 특별히 한정되지 않으며, 일괄로 첨가하는 양태여도 되고, 분할하여 복수 회로 나누어 첨가하는 양태여도 된다. 중합 반응 시에, 반응액의 고형분 농도는, 통상 5~60질량%이며, 10~50질량%가 바람직하다. 반응 온도는, 통상 10~150℃이며, 30~120℃가 바람직하고, 60~100℃가 보다 바람직하다. 반응 종료 후, 용제에 투입하여 분체 또는 고형분을 회수하는 방법 등의 방법에 의하여, 중합체를 회수한다.In the polymerization reaction, a polymerization initiator may be optionally added as described above. The method of adding the polymerization initiator into the system is not particularly limited, and may be added all at once, or may be divided into multiple additions. During the polymerization reaction, the solid content concentration of the reaction solution is usually 5 to 60% by mass, and is preferably 10 to 50% by mass. The reaction temperature is usually 10 to 150°C, preferably 30 to 120°C, and more preferably 60 to 100°C. After completion of the reaction, the polymer is recovered by a method such as adding it to a solvent to recover powder or solid content.

수지 (A)의 중량 평균 분자량은, 1,000~200,000이 바람직하고, 2,000~30,000이 보다 바람직하며, 3,000~25,000이 더 바람직하다. 분산도(Mw/Mn)는, 통상 1.0~3.0이며, 1.0~2.6이 바람직하고, 1.0~2.0이 보다 바람직하며, 1.1~2.0이 더 바람직하다.The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 30,000, and still more preferably 3,000 to 25,000. The dispersion degree (Mw/Mn) is usually 1.0 to 3.0, preferably 1.0 to 2.6, more preferably 1.0 to 2.0, and further preferably 1.1 to 2.0.

수지 (A)는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.Resin (A) may be used individually or in combination of two or more types.

본 발명의 조성물 중, 수지 (A)의 함유량은, 전고형분에 대하여, 일반적으로 20질량% 이상인 경우가 많으며, 40질량% 이상이 바람직하고, 60질량% 이상이 보다 바람직하며, 80질량% 이상이 더 바람직하다. 상한은 특별히 제한되지 않지만, 99.5질량% 이하가 바람직하고, 99질량% 이하가 보다 바람직하며, 98질량% 이하가 더 바람직하다.In the composition of the present invention, the content of resin (A) is generally 20% by mass or more, preferably 40% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and 80% by mass or more, based on the total solid content. This is more preferable. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 99.5 mass% or less, more preferably 99 mass% or less, and even more preferably 98 mass% or less.

(고형분 농도)(solids concentration)

본 발명의 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물은, 고형분 농도가 10질량% 이상인 것이 바람직하다. 이 결과로서, 예를 들면 막두께가 1μm 이상(바람직하게는 10μm 이상)인 후막의 패턴을 형성하는 것이 용이해진다. 또한, 고형분 농도란, 본 발명의 조성물의 총 질량에 대한, 용제를 제외한 다른 레지스트 성분(레지스트막을 구성할 수 있는 성분)의 질량의 질량 백분율을 의도한다.The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably has a solid content concentration of 10% by mass or more. As a result, it becomes easy to form a thick film pattern with a film thickness of, for example, 1 μm or more (preferably 10 μm or more). In addition, the solid content concentration refers to the mass percentage of the mass of other resist components (components that can constitute a resist film) excluding the solvent relative to the total mass of the composition of the present invention.

<활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물(광산발생제)><Compounds that generate acids by irradiation of actinic rays or radiation (acid generators)>

〔일반식 (P-1)로 나타나는 화합물〕[Compound represented by general formula (P-1)]

본 발명의 조성물은, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물로서, 하기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물을 포함한다.The composition of the present invention is a compound that generates acid upon irradiation of actinic rays or radiation, and includes a compound represented by the following general formula (P-1).

[화학식 29][Formula 29]

Figure 112021018467957-pct00029
Figure 112021018467957-pct00029

상기 일반식 (P-1) 중,In the general formula (P-1),

Q1은 S+를 포함하는 환을 나타낸다.Q 1 represents a ring containing S + .

환 Q1은 4원환, 5원환 또는 6원환이다. 단, 환 Q1은 다른 환과 축합환을 형성하고 있어도 된다.Ring Q 1 is a 4-membered ring, a 5-membered ring, or a 6-membered ring. However, ring Q 1 may form a condensed ring with another ring.

환 Q1은 환원으로서 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고, S+와 직결하는 환원의 원자는 탄소 원자이다.Ring Q 1 has at least two carbon atoms as a reduction, and the reduction atom directly connected to S + is a carbon atom.

RP1~RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다. RP1~RP5 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.R P1 to R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group. At least two of R P1 to R P5 may combine to form a ring.

Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.Z - represents a non-nucleophilic anion.

상기 일반식 (P-1) 중, Q1은 S+를 포함하는 환을 나타낸다. Q1이 나타내는 환은 지환(비방향족환)이어도 되고 방향족환이어도 되지만, 비방향족환인 것이 바람직하다.In the general formula (P-1), Q 1 represents a ring containing S + . The ring represented by Q 1 may be an alicyclic ring (non-aromatic ring) or an aromatic ring, but it is preferable that it is a non-aromatic ring.

Q1이 나타내는 환은 4원환, 5원환 또는 6원환이며, 6원환인 것이 바람직하다.The ring represented by Q 1 is a 4-membered ring, a 5-membered ring, or a 6-membered ring, and is preferably a 6-membered ring.

Q1이 나타내는 환은 다른 환과 축합환을 형성하고 있어도 된다. 다른 환으로서는 지환(비방향족환)이어도 되고 방향족환이어도 되지만, 비방향족환인 것이 바람직하다. 다른 환은 4원환, 5원환 또는 6원환인 것이 바람직하고, 6원환인 것이 보다 바람직하다.The ring represented by Q 1 may form a condensed ring with another ring. The other ring may be an alicyclic ring (non-aromatic ring) or an aromatic ring, but it is preferable that it is a non-aromatic ring. The other ring is preferably a 4-membered ring, a 5-membered ring, or a 6-membered ring, and more preferably a 6-membered ring.

환 Q1은 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 알킬기(바람직하게는 탄소수 1~6), 전자 구인성기(예를 들면 아실기, 설포네이트기) 등을 들 수 있다.Ring Q 1 may have a substituent. The substituent is not particularly limited, but examples include an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), an electron withdrawing group (eg, an acyl group, a sulfonate group), and the like.

환 Q1은 환원으로서 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고, S+와 직결하는 환원의 원자는 탄소 원자이다.Ring Q 1 has at least two carbon atoms as a reduction, and the reduction atom directly connected to S + is a carbon atom.

환 Q1이 환원으로서 S+ 이외의 헤테로 원자를 갖는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 헤테로 원자는, 3가 이상의 헤테로 원자(예를 들면 질소 원자)인 경우는, 수소 원자 또는 치환기가 결합한 헤테로 원자를 포함하는 것이다.It is preferable that ring Q 1 has a hetero atom other than S + as a ring. The hetero atom referred to herein, in the case of a trivalent or higher hetero atom (for example, a nitrogen atom), includes a hydrogen atom or a hetero atom to which a substituent is bonded.

S+ 이외의 헤테로 원자로서는, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자 등을 들 수 있으며, 산소 원자 또는 질소 원자가 바람직하다.Hetero atoms other than S + include oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, etc., and oxygen atom or nitrogen atom is preferable.

상기 일반식 (P-1) 중, RP1~RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다.In the general formula (P-1), R P1 to R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group.

RP1~RP5로서의 할로젠 원자는, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자 또는 아이오딘 원자인 것이 바람직하고, 불소 원자인 것이 보다 바람직하다.The halogen atom as R P1 to R P5 is preferably a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and more preferably a fluorine atom.

RP1~RP5로서의 알킬기는, 직쇄상이어도 되고 분기쇄상이어도 된다. 상기 알킬기의 탄소수는 1~10이 바람직하고, 1~6이 보다 바람직하다. 상기 알킬기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, t-뷰틸기 등을 들 수 있다. 상기 알킬기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 할로젠 원자를 들 수 있다.The alkyl groups as R P1 to R P5 may be linear or branched. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 6. Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, and t-butyl group. The alkyl group may have a substituent, and the substituent is not particularly limited, and examples include a halogen atom.

RP1~RP5로서의 아릴기의 탄소수는 6~10이 바람직하다. 상기 아릴기로서는, 예를 들면 페닐기 등을 들 수 있다. 상기 아릴기는 치환기를 갖고 있어도 된다.The aryl group as R P1 to R P5 preferably has 6 to 10 carbon atoms. Examples of the aryl group include a phenyl group. The aryl group may have a substituent.

RP1~RP5로서의 헤테로아릴기는, 특별히 한정되지 않지만, 환원에 헤테로 원자로서 황 원자, 질소 원자 및 산소 원자 중 적어도 하나를 포함하는 방향족 복소환기인 것이 바람직하다. 상기 헤테로아릴기는 치환기를 갖고 있어도 된다.The heteroaryl group as R P1 to R P5 is not particularly limited, but is preferably an aromatic heterocyclic group containing at least one of a sulfur atom, a nitrogen atom, and an oxygen atom as a hetero atom for reduction. The heteroaryl group may have a substituent.

RP1~RP5로서의 알콕시기는, 직쇄상이어도 되고 분기쇄상이어도 된다. 상기 알콕시기의 탄소수는 1~10이 바람직하고, 1~6이 보다 바람직하다. 상기 알콕시기로서는, 예를 들면 메톡시기, 에톡시기 및 tert-뷰톡시기 등을 들 수 있다. 상기 알콕시기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 알콕시기(예를 들면 탄소수 1~6의 알콕시기) 또는 사이클로알킬기(예를 들면 탄소수 5~10의 사이클로알킬기)를 들 수 있다.The alkoxy groups as R P1 to R P5 may be linear or branched. The number of carbon atoms of the alkoxy group is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 6. Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, and tert-butoxy group. The alkoxy group may have a substituent, and the substituent is not particularly limited, but examples include an alkoxy group (for example, an alkoxy group with 1 to 6 carbon atoms) or a cycloalkyl group (for example, a cycloalkyl group with 5 to 10 carbon atoms). You can.

RP1~RP5 중 적어도 하나는 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 또는 알콕시기를 나타내는 것이 바람직하고, 수산기, 알킬기, 또는 알콕시기를 나타내는 것이 보다 바람직하며, 알콕시기를 나타내는 것이 더 바람직하다.At least one of R P1 to R P5 preferably represents a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, or an alkoxy group, more preferably represents a hydroxyl group, an alkyl group, or an alkoxy group, and still more preferably represents an alkoxy group.

RP1~RP5 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다. 환을 형성하는 경우는, RP1~RP5 중 인접하는 2개가 결합하여 환을 형성하는 것이 바람직하다. 형성되는 환은, 지방족환이어도 되고 방향족환이어도 된다. 또, 형성되는 환은 탄화 수소환이어도 되고, 헤테로환이어도 된다.At least two of R P1 to R P5 may combine to form a ring. When forming a ring, it is preferable that two adjacent R P1 to R P5 combine to form a ring. The ring formed may be an aliphatic ring or an aromatic ring. Moreover, the ring formed may be a hydrocarbon ring or a hetero ring.

상기 일반식 (P-1) 중, Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.In the general formula (P-1), Z - represents a non-nucleophilic anion.

Z-는 특별히 한정되지 않지만, 하기 일반식 (Z1)~(Z4) 중 어느 하나로 나타나는 음이온인 것이 바람직하다.Z - is not particularly limited, but is preferably an anion represented by any of the following general formulas (Z1) to (Z4).

[화학식 30][Formula 30]

Figure 112021018467957-pct00030
Figure 112021018467957-pct00030

일반식 (Z1) 중, RZ1은 알킬기를 나타낸다.In general formula (Z1), R Z1 represents an alkyl group.

[화학식 31][Formula 31]

Figure 112021018467957-pct00031
Figure 112021018467957-pct00031

일반식 (Z2) 중,In general formula (Z2),

Xf는, 각각 독립적으로, 불소 원자, 또는 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기를 나타낸다. 복수 존재하는 Xf는, 각각 동일해도 되고, 달라도 된다.Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. Multiple Xfs may be the same or different.

RZ2 및 RZ3은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 또는 알킬기를 나타낸다. 복수 존재하는 경우의 RZ2 및 RZ3은, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.R Z2 and R Z3 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. When there are multiple R Z2 and R Z3 , each may be the same or different.

LZ1은 2가의 연결기를 나타내며, 복수 존재하는 경우의 LZ1은 동일해도 되고 달라도 된다.L Z1 represents a divalent linking group, and when two or more L Z1s exist, they may be the same or different.

AZ1은 환상 구조를 포함하는 유기기를 나타낸다.A Z1 represents an organic group containing a cyclic structure.

x는 1~20의 정수를 나타내고, y는 0~10의 정수를 나타낸다. z는 0~10의 정수를 나타낸다.x represents an integer from 1 to 20, and y represents an integer from 0 to 10. z represents an integer from 0 to 10.

[화학식 32][Formula 32]

Figure 112021018467957-pct00032
Figure 112021018467957-pct00032

일반식 (Z3) 및 (Z4) 중, Rb3~Rb7은 각각 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. Rb3과 Rb4가 결합하여 환 구조를 형성해도 된다. Rb5와 Rb6이 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.In general formulas (Z3) and (Z4), Rb 3 to Rb 7 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. Rb 3 and Rb 4 may combine to form a ring structure. Rb 5 and Rb 6 may combine to form a ring structure.

일반식 (Z1) 중, RZ1은 알킬기를 나타내며, 직쇄상이어도 되고 분기쇄상이어도 된다. 상기 알킬기의 탄소수는 1~10이 바람직하고, 1~6이 보다 바람직하다. 상기 알킬기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, t-뷰틸기 등을 들 수 있다. 상기 알킬기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 할로젠 원자를 들 수 있으며, 불소 원자인 것이 바람직하다.In general formula (Z1), R Z1 represents an alkyl group and may be linear or branched. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 6. Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, and t-butyl group. The alkyl group may have a substituent, and the substituent is not particularly limited. Examples of the alkyl group include a halogen atom, and a fluorine atom is preferred.

일반식 (Z2) 중, Xf는, 각각 독립적으로, 불소 원자, 또는 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기를 나타낸다. 복수 존재하는 Xf는, 각각 동일해도 되고, 달라도 된다. 이 알킬기의 탄소수는, 1~10이 바람직하고, 1~4가 보다 바람직하다. 또, 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기로서는, 퍼플루오로알킬기가 바람직하다.In general formula (Z2), Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. Multiple Xfs may be the same or different. The number of carbon atoms of this alkyl group is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 4. Moreover, as the alkyl group substituted with at least one fluorine atom, a perfluoroalkyl group is preferable.

Xf는, 불소 원자 또는 탄소수 1~4의 퍼플루오로알킬기인 것이 바람직하고, 불소 원자 또는 CF3인 것이 보다 바람직하다. 특히, 쌍방의 Xf가 불소 원자인 것이 더 바람직하다.Xf is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom or CF 3 . In particular, it is more preferable that both Xf are fluorine atoms.

RZ2 및 RZ3은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 또는 알킬기를 나타낸다.R Z2 and R Z3 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group.

RZ2 및 RZ3으로 나타나는 알킬기는, 직쇄상이어도 되고 분기쇄상이어도 된다. 상기 알킬기의 탄소수는 1~10이 바람직하고, 1~6이 보다 바람직하며, 1~4가 더 바람직하다. 상기 알킬기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, t-뷰틸기 등을 들 수 있다. 상기 알킬기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 할로젠 원자를 들 수 있으며, 불소 원자인 것이 바람직하다. 알킬기가 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기를 나타내는 경우의 바람직한 범위는 상기 Xf에 있어서 설명한 것과 동일하다.The alkyl groups represented by R Z2 and R Z3 may be linear or branched. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and still more preferably 1 to 4. Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, and t-butyl group. The alkyl group may have a substituent, and the substituent is not particularly limited. Examples of the alkyl group include a halogen atom, and a fluorine atom is preferred. The preferred range when the alkyl group represents an alkyl group substituted with at least one fluorine atom is the same as that described for Xf above.

LZ1은 2가의 연결기를 나타낸다.L Z1 represents a divalent linking group.

2가의 연결기로서는, 예를 들면 -COO-(-C(=O)-O-), -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -S-, -SO-, -SO2-, 알킬렌기(바람직하게는 탄소수 1~6), 사이클로알킬렌기(바람직하게는 탄소수 3~15), 알켄일렌기(바람직하게는 탄소수 2~6) 및 이들 복수를 조합한 2가의 연결기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -SO2-, -COO-알킬렌기-, -OCO-알킬렌기-, -CONH-알킬렌기- 또는 -NHCO-알킬렌기-가 바람직하고, -COO-, -OCO-, -CONH-, -SO2-, -COO-알킬렌기- 또는 -OCO-알킬렌기-가 보다 바람직하다.As a divalent linking group, for example -COO-(-C(=O)-O-), -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -S-, -SO- , -SO 2 -, an alkylene group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), a cycloalkylene group (preferably having 3 to 15 carbon atoms), an alkenylene group (preferably having 2 to 6 carbon atoms), and 2 combining a plurality of these. A linking group, etc. can be mentioned. Among these, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -SO 2 -, -COO-alkylene group-, -OCO-alkylene group-, -CONH-alkyl A lene group- or -NHCO-alkylene group- is preferable, and -COO-, -OCO-, -CONH-, -SO 2 -, -COO-alkylene group-, or -OCO-alkylene group- are more preferable.

AZ1은, 환상 구조를 포함하는 유기기를 나타낸다. 이들 중에서도, 환상의 유기기인 것이 바람직하다.A Z1 represents an organic group containing a cyclic structure. Among these, a cyclic organic group is preferable.

환상의 유기기로서는, 예를 들면 지환기, 아릴기, 및 복소환기를 들 수 있다.Examples of cyclic organic groups include alicyclic groups, aryl groups, and heterocyclic groups.

지환기는, 단환식이어도 되고, 다환식이어도 된다. 단환식의 지환기로서는, 예를 들면 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 및 사이클로옥틸기 등의 단환의 사이클로알킬기를 들 수 있다. 다환식의 지환기로서는, 예를 들면 노보닐기, 트라이사이클로데칸일기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 다환의 사이클로알킬기를 들 수 있다. 그중에서도, 노보닐기, 트라이사이클로데칸일기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 탄소수 7 이상의 벌키 구조를 갖는 지환기가 바람직하다.The alicyclic group may be monocyclic or polycyclic. Examples of the monocyclic alicyclic group include monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, and cyclooctyl group. Examples of the polycyclic alicyclic group include polycyclic cycloalkyl groups such as norbornyl group, tricyclodecanyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group. Among them, alicyclic groups having a bulky structure of 7 or more carbon atoms, such as norbornyl group, tricyclodecanyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group, are preferable.

아릴기는, 단환식이어도 되고, 다환식이어도 된다. 이 아릴기로서는, 예를 들면 페닐기, 나프틸기, 페난트릴기 및 안트릴기를 들 수 있다.The aryl group may be monocyclic or polycyclic. Examples of this aryl group include phenyl group, naphthyl group, phenanthryl group, and anthryl group.

복소환기는, 단환식이어도 되고, 다환식이어도 된다. 다환식 쪽이 보다 산의 확산을 억제 가능하다. 또, 복소환기는, 방향족성을 갖고 있어도 되고, 방향족성을 갖고 있지 않아도 된다. 방향족성을 갖고 있는 복소환으로서는, 예를 들면 퓨란환, 싸이오펜환, 벤조퓨란환, 벤조싸이오펜환, 다이벤조퓨란환, 다이벤조싸이오펜환, 및 피리딘환을 들 수 있다. 방향족성을 갖고 있지 않은 복소환으로서는, 예를 들면 테트라하이드로피란환, 락톤환, 설톤환 및 데카하이드로아이소퀴놀린환을 들 수 있다. 락톤환 및 설톤환의 예로서는, 상술한 수지에 있어서 예시한 락톤 구조 및 설톤 구조를 들 수 있다. 복소환기에 있어서의 복소환으로서는, 퓨란환, 싸이오펜환, 피리딘환, 또는 데카하이드로아이소퀴놀린환이 특히 바람직하다.The heterocyclic group may be monocyclic or polycyclic. The polycyclic type is more capable of suppressing acid diffusion. Additionally, the heterocyclic group may have aromaticity or may not have aromaticity. Examples of heterocyclic rings having aromaticity include furan rings, thiophene rings, benzofuran rings, benzothiophene rings, dibenzofuran rings, dibenzothiophene rings, and pyridine rings. Examples of heterocycles that do not have aromaticity include tetrahydropyran rings, lactone rings, sultone rings, and decahydroisoquinoline rings. Examples of the lactone ring and sultone ring include the lactone structure and sultone structure exemplified in the above-mentioned resin. As the heterocyclic ring in the heterocyclic group, a furan ring, a thiophene ring, a pyridine ring, or a decahydroisoquinoline ring is particularly preferable.

상기 환상의 유기기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 이 치환기로서는, 예를 들면 알킬기(직쇄상 및 분기쇄상 중 어느 것이어도 되고, 탄소수 1~12가 바람직함), 사이클로알킬기(단환, 다환, 및 스파이로환 중 어느 것이어도 되고, 탄소수 3~20이 바람직함), 아릴기(탄소수 6~14가 바람직함), 수산기, 알콕시기, 에스터기, 아마이드기, 유레테인기, 유레이도기, 싸이오에터기, 설폰아마이드기, 및 설폰산 에스터기를 들 수 있다. 또한, 환상의 유기기를 구성하는 탄소(환 형성에 기여하는 탄소)는 카보닐 탄소여도 된다.The cyclic organic group may have a substituent. Examples of this substituent include an alkyl group (which may be linear or branched, preferably having 1 to 12 carbon atoms), a cycloalkyl group (which may be either monocyclic, polycyclic, or spirocyclic, and having 3 to 20 carbon atoms). preferred), aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), hydroxyl group, alkoxy group, ester group, amide group, urethane group, ureido group, thioether group, sulfonamide group, and sulfonic acid ester group. there is. Additionally, the carbon constituting the cyclic organic group (carbon contributing to ring formation) may be carbonyl carbon.

일반식 (Z2)로 나타나는 음이온으로서는, SO3 --CF2-CH2-OCO-(LZ1)q'-AZ1, SO3 --CF2-CHF-CH2-OCO-(LZ1)q'-AZ1, SO3 --CF2-COO-(LZ1)q'-AZ1, SO3 --CF2-CF2-CH2-CH2-(LZ1)z-AZ1, SO3 --CF2-CH(CF3)-OCO-(LZ1)q'-AZ1이 바람직하다. 여기에서, LZ1, z 및 AZ1은, 각각 일반식 (Z2)에 있어서의 것과 동일하다. q'는, 0~10의 정수를 나타낸다.As an anion represented by general formula (Z2), SO 3 - -CF 2 -CH 2 -OCO-(L Z1 )q'-A Z1 , SO 3 - -CF 2 -CHF-CH 2 -OCO-(L Z1 ) q'-A Z1 , SO 3 - -CF 2 -COO-(L Z1 )q'-A Z1 , SO 3 - -CF 2 -CF 2 -CH 2 -CH 2 -(L Z1 )zA Z1 , SO 3 - -CF 2 -CH(CF 3 )-OCO-(L Z1 )q'-A Z1 is preferred. Here, L Z1 , z and A Z1 are each the same as those in general formula (Z2). q' represents an integer from 0 to 10.

일반식 (Z3) 및 (Z4) 중, Rb3~Rb7은 각각 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. 상기 알킬기는 직쇄상 및 분기쇄상 중 어느 것이어도 되고, 탄소수 1~12가 바람직하다. 상기 사이클로알킬기는 단환, 다환, 및 스파이로환 중 어느 것이어도 되고, 탄소수 3~20이 바람직하다. 상기 아릴기는 탄소수 6~14가 바람직하다.In general formulas (Z3) and (Z4), Rb 3 to Rb 7 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. The alkyl group may be either linear or branched, and preferably has 1 to 12 carbon atoms. The cycloalkyl group may be monocyclic, polycyclic, or spirocyclic, and preferably has 3 to 20 carbon atoms. The aryl group preferably has 6 to 14 carbon atoms.

Rb3과 Rb4가 결합하여 환 구조를 형성해도 된다. Rb5와 Rb6이 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.Rb 3 and Rb 4 may combine to form a ring structure. Rb 5 and Rb 6 may combine to form a ring structure.

Z-의 구체예를 이하에 나타내지만 이들에 한정되지 않는다.Specific examples of Z - are shown below, but are not limited to these.

[화학식 33][Formula 33]

Figure 112021018467957-pct00033
Figure 112021018467957-pct00033

[화학식 34][Formula 34]

Figure 112021018467957-pct00034
Figure 112021018467957-pct00034

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물은, 하기 일반식 (P-2)로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다.The compound represented by general formula (P-1) is preferably a compound represented by the following general formula (P-2).

[화학식 35][Formula 35]

Figure 112021018467957-pct00035
Figure 112021018467957-pct00035

상기 일반식 (P-2) 중,In the general formula (P-2),

RP1~RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다. RP1~RP5 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.R P1 to R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group. At least two of R P1 to R P5 may combine to form a ring.

RP6~RP9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.R P6 to R P9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

m1 및 m2는 각각 독립적으로 1 또는 2를 나타낸다.m1 and m2 each independently represent 1 or 2.

RP6~RP9는 각각 복수 존재하는 경우는, 동일해도 되고 달라도 된다.When there are multiple R P6 to R P9 , they may be the same or different.

m1이 2를 나타내는 경우, 2개의 RP6끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.When m1 represents 2, two R P6 may combine to form a ring.

m2가 2를 나타내는 경우, 2개의 RP8끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.When m2 represents 2, two R P8s may combine to form a ring.

M1은 헤테로 원자 또는 -CRP10RP11-을 나타낸다. RP10 및 RP11은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.M 1 represents a heteroatom or -CR P10 R P11 -. R P10 and R P11 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.Z - represents a non-nucleophilic anion.

상기 일반식 (P-2) 중, RP1~RP5, Z-는 각각 상기 일반식 (P-1) 중의 RP1~RP5, Z-와 동일한 의미이며, 바람직한 범위도 동일하다.In the general formula (P-2), R P1 to R P5 and Z - have the same meaning as R P1 to R P5 and Z - in the general formula (P-1), respectively, and their preferred ranges are the same.

상기 일반식 (P-2) 중, RP6~RP9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 알킬기(바람직하게는 탄소수 1~6)를 들 수 있다.In the general formula (P-2), R P6 to R P9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. The substituent is not particularly limited, but examples include an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms).

m1 및 m2는 각각 독립적으로 1 또는 2를 나타내고, 2를 나타내는 것이 바람직하다.m1 and m2 each independently represent 1 or 2, and preferably represent 2.

RP6~RP9는 각각 복수 존재하는 경우는, 동일해도 되고 달라도 된다.When there are multiple R P6 to R P9 , they may be the same or different.

m1이 2를 나타내는 경우, 2개의 RP6끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다. 형성되는 환은, 지환(비방향족환)이어도 되고 방향족환이어도 되지만, 비방향족환인 것이 바람직하다. 형성되는 환은 4원환, 5원환 또는 6원환인 것이 바람직하고, 6원환인 것이 보다 바람직하다.When m1 represents 2, two R P6 may combine to form a ring. The ring formed may be an alicyclic ring (non-aromatic ring) or an aromatic ring, but it is preferable that it is a non-aromatic ring. The ring formed is preferably a 4-membered ring, 5-membered ring, or 6-membered ring, and more preferably a 6-membered ring.

m2가 2를 나타내는 경우, 2개의 RP8끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다. 형성되는 환은, 지환(비방향족환)이어도 되고 방향족환이어도 되지만, 비방향족환인 것이 바람직하다. 형성되는 환은 4원환, 5원환 또는 6원환인 것이 바람직하고, 6원환인 것이 보다 바람직하다.When m2 represents 2, two R P8s may combine to form a ring. The ring formed may be an alicyclic ring (non-aromatic ring) or an aromatic ring, but it is preferable that it is a non-aromatic ring. The ring formed is preferably a 4-membered ring, 5-membered ring, or 6-membered ring, and more preferably a 6-membered ring.

상기 일반식 (P-2) 중, M1은 헤테로 원자 또는 -CRP10RP11-을 나타낸다. RP10 및 RP11은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. M1은 헤테로 원자를 나타내는 것이 바람직하다.In the general formula (P-2), M 1 represents a heteroatom or -CR P10 R P11 -. R P10 and R P11 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. M 1 preferably represents a hetero atom.

M1이 헤테로 원자를 나타내는 경우, 헤테로 원자로서는 산소 원자, 질소 원자, 또는 황 원자가 바람직하고, 산소 원자 또는 질소 원자가 보다 바람직하다. 헤테로 원자가 치환기를 가질 수 있는 경우는 치환기를 갖고 있어도 된다. 예를 들면, 헤테로 원자가 질소 원자인 경우는, 치환기로서, 질소 원자의 염기성을 저하시키는 기가 바람직하고, 아실기, 설포네이트기 등의 전자 구인성기를 들 수 있다. 아실기로서는 탄소수 1~10의 아실기가 바람직하고, 탄소수 1~5의 아실기가 보다 바람직하다. 설포네이트기로서는 탄소수 1~10의 설포네이트기가 바람직하고, 탄소수 1~5의 설포네이트기가 보다 바람직하다.When M 1 represents a hetero atom, the hetero atom is preferably an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom, and an oxygen atom or a nitrogen atom is more preferable. If the hetero atom can have a substituent, it may have a substituent. For example, when the hetero atom is a nitrogen atom, the substituent is preferably a group that reduces the basicity of the nitrogen atom, and examples include electron-withdrawing groups such as an acyl group and a sulfonate group. As an acyl group, an acyl group with 1 to 10 carbon atoms is preferable, and an acyl group with 1 to 5 carbon atoms is more preferable. As the sulfonate group, a sulfonate group with 1 to 10 carbon atoms is preferable, and a sulfonate group with 1 to 5 carbon atoms is more preferable.

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물은, 하기 일반식 (P-3)으로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다.The compound represented by general formula (P-1) is preferably a compound represented by the following general formula (P-3).

[화학식 36][Formula 36]

Figure 112021018467957-pct00036
Figure 112021018467957-pct00036

상기 일반식 (P-3) 중,In the general formula (P-3),

RP1, RP2, RP4, 및 RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다.R P1 , R P2 , R P4 , and R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group.

RP6~RP9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.R P6 to R P9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

m1 및 m2는 각각 독립적으로 1 또는 2를 나타낸다.m1 and m2 each independently represent 1 or 2.

RP6~RP9는 각각 복수 존재하는 경우는, 동일해도 되고 달라도 된다.When there are multiple R P6 to R P9 , they may be the same or different.

m1이 2를 나타내는 경우, 2개의 RP6끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.When m1 represents 2, two R P6 may combine to form a ring.

m2가 2를 나타내는 경우, 2개의 RP8끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.When m2 represents 2, two R P8s may combine to form a ring.

M1은 헤테로 원자 또는 -CRP10RP11-을 나타낸다. RP10 및 RP11은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.M 1 represents a heteroatom or -CR P10 R P11 -. R P10 and R P11 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

RP12는 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.R P12 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

RP1, RP2, RP4, RP5, 및 RP12 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.At least two of R P1 , R P2 , R P4 , R P5 , and R P12 may combine to form a ring.

Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.Z - represents a non-nucleophilic anion.

상기 일반식 (P-3) 중, RP1, RP2, RP4, RP5, Z-는 각각 상기 일반식 (P-1) 중의 RP1, RP2, RP4, RP5, Z-와 동일한 의미이며, 바람직한 범위도 동일하다.In the general formula (P-3), R P1 , R P2 , R P4 , R P5 , Z - are respectively R P1 , R P2 , R P4 , R P5 , Z - in the general formula (P-1) The meaning is the same, and the preferred range is also the same.

상기 일반식 (P-3) 중, RP6~RP9, m1, m2, M1은 각각 상기 일반식 (P-2) 중의 RP6~RP9, m1, m2, M1과 동일한 의미이며, 바람직한 범위도 동일하다.In the general formula (P-3), R P6 to R P9 , m1, m2, M 1 each have the same meaning as R P6 to R P9 , m1, m2, M 1 in the general formula (P-2), The preferred range is also the same.

상기 일반식 (P-3) 중, RP12는 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.In the general formula (P-3), R P12 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

RP12가 알킬기를 나타내는 경우의 알킬기로서는, 직쇄상이어도 되고 분기쇄상이어도 되며, 직쇄상인 것이 바람직하다. RP12가 알킬기를 나타내는 경우의 알킬기의 탄소수는 1~10이 바람직하고, 1~6이 보다 바람직하다. 상기 알킬기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기 및 tert-뷰틸기 등을 들 수 있다. 상기 알킬기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 알콕시기(예를 들면 탄소수 1~6의 알콕시기) 또는 사이클로알킬기(예를 들면 탄소수 5~10의 사이클로알킬기)를 들 수 있다.When R P12 represents an alkyl group, the alkyl group may be linear or branched, and is preferably linear. When R P12 represents an alkyl group, the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 6. Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, and tert-butyl group. The alkyl group may have a substituent, and the substituent is not particularly limited, but examples include an alkoxy group (for example, an alkoxy group with 1 to 6 carbon atoms) or a cycloalkyl group (for example, a cycloalkyl group with 5 to 10 carbon atoms). You can.

RP1, RP2, RP4, RP5, 및 RP12 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다. 환을 형성하는 경우는, RP1, RP2, RP4, RP5, 및 RP12 중 인접하는 2개가 결합하여 환을 형성하는 것이 바람직하다. 형성되는 환은, 지방족환이어도 되고 방향족환이어도 된다. 또, 형성되는 환은 탄화 수소환이어도 되고, 헤테로환이어도 된다.At least two of R P1 , R P2 , R P4 , R P5 , and R P12 may combine to form a ring. When forming a ring, it is preferable that two adjacent ones of R P1 , R P2 , R P4 , R P5 , and R P12 combine to form a ring. The ring formed may be an aliphatic ring or an aromatic ring. Moreover, the ring formed may be a hydrocarbon ring or a hetero ring.

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물은, 하기 일반식 (P-4) 또는 (P-5)로 나타나는 화합물인 것이 특히 바람직하다.The compound represented by general formula (P-1) is particularly preferably a compound represented by the following general formula (P-4) or (P-5).

[화학식 37][Formula 37]

Figure 112021018467957-pct00037
Figure 112021018467957-pct00037

[화학식 38][Formula 38]

Figure 112021018467957-pct00038
Figure 112021018467957-pct00038

상기 일반식 (P-4) 및 (P-5) 중,In the general formulas (P-4) and (P-5),

RP1, RP2, RP4, 및 RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다.R P1 , R P2 , R P4 , and R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group.

RP6~RP9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.R P6 to R P9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

복수 존재하는 RP6~RP9는 각각 동일해도 되고 달라도 된다.R P6 to R P9 that exist in plural may be the same or different.

2개의 RP6끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.Two R P6s may combine to form a ring.

2개의 RP8끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.Two R P8s may combine to form a ring.

M1은 헤테로 원자 또는 -CRP10RP11-을 나타낸다. RP10 및 RP11은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.M 1 represents a heteroatom or -CR P10 R P11 -. R P10 and R P11 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

RP12는 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.R P12 represents a hydrogen atom or a substituent.

RP1, RP2, RP4, RP5, 및 RP12 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.At least two of R P1 , R P2 , R P4 , R P5 , and R P12 may combine to form a ring.

Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.Z - represents a non-nucleophilic anion.

상기 일반식 (P-5) 중, RP13은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.In the general formula (P-5), R P13 represents a hydrogen atom or a substituent.

상기 일반식 (P-4) 및 (P-5) 중, RP1, RP2, RP4, RP5, Z-는 각각 상기 일반식 (P-1) 중의 RP1, RP2, RP4, RP5, Z-와 동일한 의미이며, 바람직한 범위도 동일하다.In the general formulas (P-4) and (P-5), R P1 , R P2 , R P4 , R P5 , Z - are respectively R P1 , R P2 , R P4 in the general formula (P-1), R has the same meaning as P5 and Z - , and the preferred range is also the same.

상기 일반식 (P-4) 및 (P-5) 중, RP6~RP9는 각각 상기 일반식 (P-2) 중의 RP6~RP9와 동일한 의미이며, 바람직한 범위도 동일하다.In the general formulas (P-4) and (P-5), R P6 to R P9 each have the same meaning as R P6 to R P9 in the general formula (P-2), and their preferred ranges are also the same.

상기 일반식 (P-4) 및 (P-5) 중, RP12는 상기 일반식 (P-3) 중의 RP12와 동일한 의미이며, 바람직한 범위도 동일하다.In the general formulas (P-4) and (P-5), R P12 has the same meaning as R P12 in the general formula (P-3), and the preferred range is also the same.

상기 일반식 (P-5) 중, RP13은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.In the general formula (P-5), R P13 represents a hydrogen atom or a substituent.

RP13이 치환기를 나타내는 경우, 치환기로서는 특별히 한정되지 않지만, 질소 원자의 염기성을 저하시키는 기가 바람직하고, 예를 들면 아실기, 설포네이트기 등의 전자 구인성기를 들 수 있다. 아실기로서는 탄소수 1~10의 아실기가 바람직하고, 탄소수 1~5의 아실기가 보다 바람직하다. 설포네이트기로서는 탄소수 1~10의 설포네이트기가 바람직하고, 탄소수 1~5의 설포네이트기가 보다 바람직하다.When R P13 represents a substituent, the substituent is not particularly limited, but a group that reduces the basicity of the nitrogen atom is preferable, and examples include electron-withdrawing groups such as an acyl group and a sulfonate group. As an acyl group, an acyl group with 1 to 10 carbon atoms is preferable, and an acyl group with 1 to 5 carbon atoms is more preferable. As the sulfonate group, a sulfonate group with 1 to 10 carbon atoms is preferable, and a sulfonate group with 1 to 5 carbon atoms is more preferable.

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 이들에 한정되지 않는다.Specific examples of the compound represented by general formula (P-1) are shown below, but are not limited to these.

[화학식 39][Formula 39]

Figure 112021018467957-pct00039
Figure 112021018467957-pct00039

[화학식 40][Formula 40]

Figure 112021018467957-pct00040
Figure 112021018467957-pct00040

[화학식 41][Formula 41]

Figure 112021018467957-pct00041
Figure 112021018467957-pct00041

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물은 공지의 방법(예를 들면 일본 공개특허공보 2014-199389호에 기재된 방법)으로 합성할 수 있다.The compound represented by general formula (P-1) can be synthesized by a known method (for example, the method described in Japanese Patent Application Publication No. 2014-199389).

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물의 분자량은 3,000 이하가 바람직하고, 2,000 이하가 보다 바람직하며, 1,000 이하가 더 바람직하다.The molecular weight of the compound represented by general formula (P-1) is preferably 3,000 or less, more preferably 2,000 or less, and still more preferably 1,000 or less.

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.The compound represented by general formula (P-1) may be used individually, or two or more types may be used in combination.

본 발명의 조성물 중, 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물의 함유량(복수 종 존재하는 경우는 그 합계)은, 조성물의 전고형분을 기준으로 하여, 0.1~35질량%가 바람직하고, 0.5~25질량%가 보다 바람직하며, 1~20질량%가 더 바람직하고, 1~15질량%가 특히 바람직하다.In the composition of the present invention, the content of the compound represented by general formula (P-1) (sum if multiple types exist) is preferably 0.1 to 35% by mass, based on the total solid content of the composition, and is preferably 0.5 to 0.5% by mass. 25 mass% is more preferable, 1-20 mass% is more preferable, and 1-15 mass% is especially preferable.

〔일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제〕[Photoacid generators other than compounds represented by general formula (P-1)]

본 발명의 조성물은, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물로서, 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물에 더하여, 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제를 더 포함하고 있어도 된다.The composition of the present invention is a compound that generates an acid upon irradiation of actinic light or radiation, and in addition to the compound represented by the general formula (P-1), a photoacid generator other than the compound represented by the general formula (P-1) is used. You may include more.

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제로서는, 예를 들면 설포늄염 화합물, 아이오도늄염 화합물, 다이아조늄염 화합물, 포스포늄염 화합물, 이미드설포네이트 화합물, 옥심설포네이트 화합물, 다이아조다이설폰 화합물, 다이설폰 화합물, 및 o-나이트로벤질설포네이트 화합물을 들 수 있다.Examples of photo acid generators other than compounds represented by general formula (P-1) include sulfonium salt compounds, iodonium salt compounds, diazonium salt compounds, phosphonium salt compounds, imide sulfonate compounds, oxime sulfonate compounds, Examples include diazodisulfone compounds, disulfone compounds, and o-nitrobenzylsulfonate compounds.

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제로서는, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 공지의 화합물을, 단독 또는 그들의 혼합물로서 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 [0125]~[0319], 미국 특허출원 공개공보 2015/0004544A1호의 단락 [0086]~[0094], 및 미국 특허출원 공개공보 2016/0237190A1호의 단락 [0323]~[0402]에 개시된 공지의 화합물을 적합하게 사용할 수 있다.As photoacid generators other than the compounds represented by the general formula (P-1), known compounds that generate acids when irradiated with actinic light or radiation can be appropriately selected and used individually or as a mixture thereof. For example, paragraphs [0125] to [0319] of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1, paragraphs [0086] to [0094] of US Patent Application Publication No. 2015/0004544A1, and US Patent Application Publication No. 2016/0237190A1. Known compounds disclosed in paragraphs [0323] to [0402] can be suitably used.

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제로서는, 예를 들면 하기 일반식 (ZI), 일반식 (ZII) 또는 일반식 (ZIII)으로 나타나는 화합물이 바람직하다.As photoacid generators other than compounds represented by general formula (P-1), for example, compounds represented by the following general formula (ZI), general formula (ZII), or general formula (ZIII) are preferable.

[화학식 42][Formula 42]

Figure 112021018467957-pct00042
Figure 112021018467957-pct00042

상기 일반식 (ZI)에 있어서,In the general formula (ZI),

R201, R202 및 R203은, 각각 독립적으로, 유기기를 나타낸다.R 201 , R 202 and R 203 each independently represent an organic group.

R201, R202 및 R203으로서의 유기기의 탄소수는, 일반적으로 1~30이며, 바람직하게는 1~20이다.The carbon number of the organic groups as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1 to 30, preferably 1 to 20.

또, R201~R203 중 2개가 결합하여 환 구조를 형성해도 되고, 환 내에 산소 원자, 황 원자, 에스터 결합, 아마이드 결합, 또는 카보닐기를 포함하고 있어도 된다. R201~R203 중 2개가 결합하여 형성되는 기로서는, 알킬렌기(예를 들면, 뷰틸렌기, 펜틸렌기) 및 -CH2-CH2-O-CH2-CH2-를 들 수 있다.Additionally, two of R 201 to R 203 may be combined 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. Groups formed by combining two of R 201 to R 203 include alkylene groups (for example, butylene groups and pentylene groups) and -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -.

Z-는, 음이온(비구핵성 음이온이 바람직함)을 나타낸다.Z - represents an anion (preferably a non-nucleophilic anion).

일반식 (ZI)에 있어서의 양이온의 적합한 양태로서는, 후술하는 화합물 (ZI-1), 화합물 (ZI-2), 일반식 (ZI-3)으로 나타나는 화합물(화합물 (ZI-3)) 및 일반식 (ZI-4)로 나타나는 화합물(화합물 (ZI-4))에 있어서의 대응하는 기를 들 수 있다.Suitable embodiments of the cation in general formula (ZI) include compound (ZI-1), compound (ZI-2), compound (compound (ZI-3)) described later, and general formula (ZI-3). The corresponding group in the compound represented by the formula (ZI-4) (compound (ZI-4)) can be mentioned.

또한, 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제는, 일반식 (ZI)로 나타나는 구조를 복수 갖는 화합물이어도 된다. 예를 들면, 일반식 (ZI)로 나타나는 화합물의 R201~R203 중 적어도 하나와, 일반식 (ZI)로 나타나는 또 하나의 화합물의 R201~R203 중 적어도 하나가, 단결합 또는 연결기를 개재하여 결합한 구조를 갖는 화합물이어도 된다.In addition, the photoacid generator other than the compound represented by general formula (P-1) may be a compound having a plurality of structures represented by general formula (ZI). For example, at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by general formula (ZI) and at least one of R 201 to R 203 of another compound represented by general formula (ZI) represent a single bond or a linking group. It may be a compound having an intervening bond structure.

먼저, 화합물 (ZI-1)에 대하여 설명한다.First, compound (ZI-1) will be described.

화합물 (ZI-1)은, 상기 일반식 (ZI)의 R201~R203 중 적어도 하나가 아릴기인, 아릴설포늄 화합물, 즉 아릴설포늄을 양이온으로 하는 화합물이다.Compound (ZI-1) is an arylsulfonium compound in which at least one of R 201 to R 203 in the general formula (ZI) is an aryl group, that is, a compound with arylsulfonium as a cation.

아릴설포늄 화합물은, R201~R203의 전부가 아릴기여도 되고, R201~R203의 일부가 아릴기이며, 나머지가 알킬기 또는 사이클로알킬기여도 된다.In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, some of R 201 to R 203 may be an aryl group, and the remainder may be an alkyl group or cycloalkyl group.

아릴설포늄 화합물로서는, 예를 들면 트라이아릴설포늄 화합물, 다이아릴알킬설포늄 화합물, 아릴다이알킬설포늄 화합물, 다이아릴사이클로알킬설포늄 화합물, 및 아릴다이사이클로알킬설포늄 화합물을 들 수 있다.Examples of arylsulfonium compounds include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, and aryldicycloalkylsulfonium compounds.

아릴설포늄 화합물에 포함되는 아릴기로서는, 페닐기, 또는 나프틸기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다. 아릴기는, 산소 원자, 질소 원자, 또는 황 원자 등을 갖는 복소환 구조를 갖는 아릴기여도 된다. 복소환 구조로서는, 피롤 잔기, 퓨란 잔기, 싸이오펜 잔기, 인돌 잔기, 벤조퓨란 잔기, 및 벤조싸이오펜 잔기 등을 들 수 있다. 아릴설포늄 화합물이 2개 이상인 아릴기를 갖는 경우에, 2개 이상 있는 아릴기는 동일해도 되고 달라도 된다.As an aryl group contained in an arylsulfonium compound, a phenyl group or a naphthyl group is preferable, and a phenyl group is more preferable. The aryl group may be an aryl group having a heterocyclic structure containing an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom. Examples of heterocyclic structures include pyrrole residues, furan residues, thiophene residues, indole residues, benzofuran residues, and benzothiophene residues. When an arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.

아릴설포늄 화합물이 필요에 따라 갖고 있는 알킬기 또는 사이클로알킬기는, 탄소수 1~15의 직쇄상 알킬기, 탄소수 3~15의 분기쇄상 알킬기, 또는 탄소수 3~15의 사이클로알킬기가 바람직하고, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, t-뷰틸기, 사이클로프로필기, 사이클로뷰틸기, 및 사이클로헥실기 등을 들 수 있다.The alkyl group or cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as needed is preferably a linear alkyl group with 1 to 15 carbon atoms, a branched alkyl group with 3 to 15 carbon atoms, or a cycloalkyl group with 3 to 15 carbon atoms, for example, a methyl group. , ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, and cyclohexyl group.

R201~R203의 아릴기, 알킬기, 및 사이클로알킬기는, 각각 독립적으로, 알킬기(예를 들면 탄소수 1~15), 사이클로알킬기(예를 들면 탄소수 3~15), 아릴기(예를 들면 탄소수 6~14), 알콕시기(예를 들면 탄소수 1~15), 할로젠 원자, 수산기, 또는 페닐싸이오기를 치환기로서 가져도 된다.The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 are each independently an alkyl group (e.g., having 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (e.g., having 3 to 15 carbon atoms), or an aryl group (e.g., having 1 to 15 carbon atoms). 6 to 14), an alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be used as a substituent.

다음으로, 화합물 (ZI-2)에 대하여 설명한다.Next, compound (ZI-2) will be described.

화합물 (ZI-2)는, 식 (ZI)에 있어서의 R201~R203이, 각각 독립적으로, 방향환을 갖지 않는 유기기를 나타내는 화합물이다. 여기에서 방향환이란, 헤테로 원자를 포함하는 방향족환도 포함한다.Compound (ZI-2) is a compound in which R 201 to R 203 in the formula (ZI) each independently represent an organic group without an aromatic ring. Here, the aromatic ring also includes an aromatic ring containing a hetero atom.

R201~R203으로서의 방향환을 갖지 않는 유기기는, 일반적으로 탄소수 1~30이며, 탄소수 1~20이 바람직하다.The organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, and preferably has 1 to 20 carbon atoms.

R201~R203은, 각각 독립적으로, 바람직하게는 알킬기, 사이클로알킬기, 알릴기, 또는 바이닐기이며, 보다 바람직하게는 직쇄상 또는 분기쇄상의 2-옥소알킬기, 2-옥소사이클로알킬기, 또는 알콕시카보닐메틸기, 더 바람직하게는 직쇄상 또는 분기쇄상의 2-옥소알킬기이다.R 201 to R 203 are each independently, preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, and more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group, or an alkoxy group. A carbonylmethyl group, more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group.

R201~R203의 알킬기 및 사이클로알킬기로서는, 바람직하게는, 탄소수 1~10의 직쇄상 알킬기 또는 탄소수 3~10의 분기쇄상 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 뷰틸기, 및 펜틸기), 및 탄소수 3~10의 사이클로알킬기(예를 들면 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 및 노보닐기)를 들 수 있다.The alkyl group and cycloalkyl group for R 201 to R 203 are preferably a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, and phene group). tyl group), and cycloalkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, and norbornyl group).

R201~R203은, 할로젠 원자, 알콕시기(예를 들면 탄소수 1~5), 수산기, 사이아노기, 또는 나이트로기에 의하여 추가로 치환되어 있어도 된다.R 201 to R 203 may be further substituted by a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

다음으로, 화합물 (ZI-3)에 대하여 설명한다.Next, compound (ZI-3) will be described.

[화학식 43][Formula 43]

Figure 112021018467957-pct00043
Figure 112021018467957-pct00043

일반식 (ZI-3) 중, M은, 알킬기, 사이클로알킬기, 또는 아릴기를 나타내고, 환 구조를 가질 때, 상기 환 구조는, 산소 원자, 황 원자, 에스터 결합, 아마이드 결합, 및 탄소-탄소 이중 결합 중 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다. R6c 및 R7c는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 할로젠 원자, 사이아노기 또는 아릴기를 나타낸다. R6c와 R7c가 결합하여 환을 형성해도 된다. Rx 및 Ry는, 각각 독립적으로, 알킬기, 사이클로알킬기, 또는 알켄일기를 나타낸다. Rx 및 Ry가 결합하여 환을 형성해도 된다. 또, M, R6c 및 R7c로부터 선택되는 적어도 2개가 결합하여 환 구조를 형성해도 되고, 상기 환 구조에 탄소-탄소 이중 결합을 포함하고 있어도 된다. Z-는, 음이온을 나타낸다.In general formula (ZI-3), M represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group, and when it has a ring structure, the ring structure includes an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, and a carbon-carbon double. It may contain at least one type of bond. R 6c and R 7c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an aryl group. R 6c and R 7c may combine to form a ring. R x and R y each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, or an alkenyl group. R x and R y may combine to form a ring. Additionally, at least two selected from M, R 6c and R 7c may be combined to form a ring structure, and the ring structure may contain a carbon-carbon double bond. Z - represents an anion.

일반식 (ZI-3) 중, M으로 나타나는 알킬기 및 사이클로알킬기로서는, 탄소수 1~15(바람직하게는 탄소수 1~10)의 직쇄상 알킬기, 탄소수 3~15(바람직하게는 탄소수 3~10)의 분기쇄상 알킬기, 또는 탄소수 3~15(바람직하게는 탄소수 1~10)의 사이클로알킬기가 바람직하고, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, t-뷰틸기, 사이클로프로필기, 사이클로뷰틸기, 및 사이클로헥실기, 및 노보닐기 등을 들 수 있다.In general formula (ZI-3), the alkyl group and cycloalkyl group represented by M include a straight-chain alkyl group with 1 to 15 carbon atoms (preferably 1 to 10 carbon atoms), and a linear alkyl group with 3 to 15 carbon atoms (preferably 3 to 10 carbon atoms). A branched alkyl group or a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms (preferably 1 to 10 carbon atoms) is preferable, and specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, and t-butyl group. , cyclopropyl group, cyclobutyl group, and cyclohexyl group, and norbornyl group.

M으로 나타나는 아릴기로서는, 페닐기, 또는 나프틸기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다. 아릴기는, 산소 원자 또는 황 원자 등을 갖는 복소환 구조를 갖는 아릴기여도 된다. 복소환 구조로서는, 퓨란환, 싸이오펜환, 벤조퓨란환, 및 벤조싸이오펜환 등을 들 수 있다.As the aryl group represented by M, a phenyl group or a naphthyl group is preferable, and a phenyl group is more preferable. The aryl group may be an aryl group having a heterocyclic structure containing an oxygen atom or a sulfur atom. Examples of the heterocyclic ring structure include a furan ring, a thiophene ring, a benzofuran ring, and a benzothiophene ring.

상기 M은, 치환기(예를 들면, 치환기 T)를 더 갖고 있어도 된다. 이 양태로서, 예를 들면 M으로서 벤질기 등을 들 수 있다.Said M may further have a substituent (for example, substituent T). In this embodiment, for example, M may include a benzyl group.

또한, M이 환 구조를 갖는 경우, 상기 환 구조는, 산소 원자, 황 원자, 에스터 결합, 아마이드 결합, 및 탄소-탄소 이중 결합 중 적어도 1종을 포함하고 있어도 된다.Additionally, when M has a ring structure, the ring structure may contain at least one of an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, and a carbon-carbon double bond.

R6c 및 R7c로 나타나는 알킬기, 사이클로알킬기, 및 아릴기로서는, 상술한 M과 동일한 것을 들 수 있으며, 그 바람직한 양태도 동일하다. 또, R6c와 R7c는, 결합하여 환을 형성해도 된다.The alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group represented by R 6c and R 7c include the same as M described above, and their preferred embodiments are also the same. Additionally, R 6c and R 7c may combine to form a ring.

R6c 및 R7c로 나타나는 할로젠 원자로서는, 예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 및 아이오딘 원자를 들 수 있다.Examples of the halogen atom represented by R 6c and R 7c include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

Rx 및 Ry로 나타나는 알킬기, 및 사이클로알킬기로서는, 상술한 M과 동일한 것을 들 수 있으며, 그 바람직한 양태도 동일하다.Examples of the alkyl group and cycloalkyl group represented by R x and R y include the same ones as M described above, and their preferred embodiments are also the same.

Rx 및 Ry로 나타나는 알켄일기로서는, 알릴기 또는 바이닐기가 바람직하다.As the alkenyl group represented by R x and R y , an allyl group or a vinyl group is preferable.

상기 Rx 및 Ry는, 치환기(예를 들면, 치환기 T)를 더 갖고 있어도 된다. 이 양태로서, 예를 들면 Rx 및 Ry로서 2-옥소알킬기 또는 알콕시카보닐알킬기 등을 들 수 있다.Said R x and R y may further have a substituent (for example, substituent T). In this embodiment, for example, R x and R y include a 2-oxoalkyl group or an alkoxycarbonylalkyl group.

Rx 및 Ry로 나타나는 2-옥소알킬기로서는, 예를 들면 탄소수 1~15(바람직하게는 탄소수 1~10)인 것을 들 수 있으며, 구체적으로는, 2-옥소프로필기, 및 2-옥소뷰틸기 등을 들 수 있다.Examples of the 2-oxoalkyl group represented by R Til group, etc. are mentioned.

Rx 및 Ry로 나타나는 알콕시카보닐알킬기로서는, 예를 들면 탄소수 1~15(바람직하게는 탄소수 1~10)인 것을 들 수 있다. 또, Rx와 Ry는, 결합하여 환을 형성해도 된다.Examples of the alkoxycarbonylalkyl group represented by R x and R y include those having 1 to 15 carbon atoms (preferably 1 to 10 carbon atoms). Additionally, R x and R y may combine to form a ring.

Rx와 Ry가 서로 연결하여 형성되는 환 구조는, 산소 원자, 황 원자, 에스터 결합, 아마이드 결합, 또는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하고 있어도 된다.The ring structure formed by linking R x and R y may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbon-carbon double bond.

일반식 (ZI-3) 중, M과 R6c가 결합하여 환 구조를 형성해도 되고, 형성되는 환 구조는, 탄소-탄소 이중 결합을 포함하고 있어도 된다.In general formula (ZI-3), M and R 6c may combine to form a ring structure, and the ring structure formed may contain a carbon-carbon double bond.

상기 화합물 (ZI-3)은, 그중에서도, 화합물 (ZI-3A)인 것이 바람직하다.The above compound (ZI-3) is particularly preferably compound (ZI-3A).

화합물 (ZI-3A)는, 하기 일반식 (ZI-3A)로 나타나며, 페나실설포늄염 구조를 갖는 화합물이다.Compound (ZI-3A) is represented by the following general formula (ZI-3A) and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

[화학식 44][Formula 44]

Figure 112021018467957-pct00044
Figure 112021018467957-pct00044

일반식 (ZI-3A) 중,In the general formula (ZI-3A),

R1c~R5c는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 사이클로알킬카보닐 옥시기, 할로젠 원자, 수산기, 나이트로기, 알킬싸이오기 또는 아릴싸이오기를 나타낸다.R 1c to R 5c are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyloxy group, a cycloalkylcarbonyloxy group, a halogen atom, or a hydroxyl group. , represents a nitro group, an alkylthio group, or an arylthio group.

R6c 및 R7c로서는, 상술한 일반식 (ZI-3) 중의 R6c 및 R7c와 동일한 의미이며, 그 바람직한 양태도 동일하다.R 6c and R 7c have the same meaning as R 6c and R 7c in the general formula (ZI-3) described above, and their preferred embodiments are also the same.

Rx 및 Ry로서는, 상술한 일반식 (ZI-3) 중의 Rx 및 Ry와 동일한 의미이며, 그 바람직한 양태도 동일하다.R x and R y have the same meaning as R x and R y in the general formula (ZI-3) described above, and their preferred embodiments are also the same.

R1c~R5c 중 어느 2개 이상, Rx와 Ry는, 각각 결합하여 환 구조를 형성해도 되고, 이 환 구조는, 각각 독립적으로 산소 원자, 황 원자, 에스터 결합, 아마이드 결합, 또는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하고 있어도 된다. 또, R5c 및 R6c, R5c 및 Rx는, 각각 결합하여 환 구조를 형성해도 되고, 이 환 구조는, 각각 독립적으로 탄소-탄소 이중 결합을 포함하고 있어도 된다. 또, R6c와 R7c는, 각각 결합하여 환 구조를 형성해도 된다. Any two or more of R 1c to R 5c , R -May contain a carbon double bond. Additionally, R 5c and R 6c , R 5c and R x may each combine to form a ring structure, and this ring structure may each independently contain a carbon-carbon double bond. Additionally, R 6c and R 7c may each be combined to form a ring structure.

상기 환 구조로서는, 방향족 또는 비방향족의 탄화 수소환, 방향족 또는 비방향족의 복소환, 및 이들 환이 2개 이상 조합되어 이루어지는 다환 축합환을 들 수 있다. 환 구조로서는, 3~10원환을 들 수 있으며, 4~8원환이 바람직하고, 5 또는 6원환이 보다 바람직하다.Examples of the ring structure include aromatic or non-aromatic hydrocarbon rings, aromatic or non-aromatic heterocycles, and polycyclic condensed rings formed by combining two or more of these rings. Examples of the ring structure include a 3- to 10-membered ring, a 4- to 8-membered ring is preferable, and a 5- or 6-membered ring is more preferable.

R1c~R5c 중 어느 2개 이상, R6c와 R7c, 및 Rx와 Ry가 결합하여 형성되는 기로서는, 뷰틸렌기, 및 펜틸렌기 등을 들 수 있다.Groups formed by combining any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c , and R x and R y include butylene groups and pentylene groups.

R5c와 R6c, 및 R5c와 Rx가 결합하여 형성되는 기로서는, 단결합 또는 알킬렌기가 바람직하다. 알킬렌기로서는, 메틸렌기, 및 에틸렌기 등을 들 수 있다.As the group formed by combining R 5c and R 6c and R 5c and R x , a single bond or an alkylene group is preferable. Examples of the alkylene group include methylene group and ethylene group.

Zc-는, 음이온을 나타낸다.Zc - represents an anion.

다음으로, 화합물 (ZI-4)에 대하여 설명한다.Next, compound (ZI-4) will be described.

화합물 (ZI-4)는, 하기 일반식 (ZI-4)로 나타난다.Compound (ZI-4) is represented by the following general formula (ZI-4).

[화학식 45][Formula 45]

Figure 112021018467957-pct00045
Figure 112021018467957-pct00045

일반식 (ZI-4) 중,In the general formula (ZI-4),

l은 0~2의 정수를 나타낸다.l represents an integer from 0 to 2.

r은 0~8의 정수를 나타낸다.r represents an integer from 0 to 8.

R13은, 수소 원자, 불소 원자, 수산기, 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 또는 단환 혹은 다환의 사이클로알킬 골격을 갖는 기를 나타낸다. 이들 기는 치환기를 가져도 된다.R 13 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, or a group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl skeleton. These groups may have a substituent.

R14는, 복수 존재하는 경우는 각각 독립적으로, 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 알킬설폰일기, 사이클로알킬설폰일기, 알킬카보닐기, 알콕시카보닐기, 또는 단환 혹은 다환의 사이클로알킬 골격을 갖는 알콕시기를 나타낸다. 이들 기는 치환기를 가져도 된다.When present in plural, R 14 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkylsulfonyl group, a cycloalkylsulfonyl group, an alkylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, or an alkoxy group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl skeleton. indicates. These groups may have a substituent.

R15는, 각각 독립적으로, 알킬기, 사이클로알킬기, 또는 나프틸기를 나타낸다. 이들 기는 치환기를 가져도 된다. 2개의 R15가 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.R 15 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or a naphthyl group. These groups may have a substituent. Two R 15 may be bonded to each other to form a ring.

2개의 R15가 서로 결합하여 환을 형성할 때, 환 골격 내에, 산소 원자, 또는 질소 원자 등의 헤테로 원자를 포함해도 된다. 일 양태에 있어서, 2개의 R15가 알킬렌기이며, 서로 결합하여 환 구조를 형성하는 것이 바람직하다.When two R 15 are bonded to each other to form a ring, hetero atoms such as an oxygen atom or a nitrogen atom may be included in the ring skeleton. In one aspect, two R 15 are alkylene groups, and it is preferable that they combine with each other to form a ring structure.

Z-는, 음이온을 나타낸다.Z - represents an anion.

일반식 (ZI-4)에 있어서, R13, R14 및 R15의 알킬기는, 직쇄상 또는 분기쇄상이다. 알킬기의 탄소수는, 1~10이 바람직하다. 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-뷰틸기, 또는 t-뷰틸기 등이 보다 바람직하다.In general formula (ZI-4), the alkyl groups of R 13 , R 14 and R 15 are linear or branched. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 10. As the alkyl group, methyl group, ethyl group, n-butyl group, or t-butyl group are more preferable.

다음으로, 일반식 (ZII), 및 (ZIII)에 대하여 설명한다.Next, the general formulas (ZII) and (ZIII) will be explained.

일반식 (ZII), 및 (ZIII) 중, R204~R207은, 각각 독립적으로, 아릴기, 알킬기 또는 사이클로알킬기를 나타낸다.In general formulas (ZII) and (ZIII), R 204 to R 207 each independently represent an aryl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group.

R204~R207의 아릴기로서는 페닐기, 또는 나프틸기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다. R204~R207의 아릴기는, 산소 원자, 질소 원자, 또는 황 원자 등을 갖는 복소환 구조를 갖는 아릴기여도 된다. 복소환 구조를 갖는 아릴기의 골격으로서는, 예를 들면 피롤, 퓨란, 싸이오펜, 인돌, 벤조퓨란, 및 벤조싸이오펜 등을 들 수 있다.As the aryl group for R 204 to R 207 , a phenyl group or a naphthyl group is preferable, and a phenyl group is more preferable. The aryl group of R 204 to R 207 may be an aryl group having a heterocyclic structure containing an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom. Examples of the skeleton of an aryl group having a heterocyclic structure include pyrrole, furan, thiophene, indole, benzofuran, and benzothiophene.

R204~R207의 알킬기 및 사이클로알킬기로서는, 탄소수 1~10의 직쇄상 알킬기 또는 탄소수 3~10의 분기쇄상 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 뷰틸기, 및 펜틸기), 또는 탄소수 3~10의 사이클로알킬기(예를 들면 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 및 노보닐기)가 바람직하다.The alkyl group and cycloalkyl group of R 204 to R 207 include a straight-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, and pentyl group), or Cycloalkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, and norbornyl group) are preferred.

R204~R207의 아릴기, 알킬기, 및 사이클로알킬기는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 된다. R204~R207의 아릴기, 알킬기, 및 사이클로알킬기가 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 예를 들면 알킬기(예를 들면 탄소수 1~15), 사이클로알킬기(예를 들면 탄소수 3~15), 아릴기(예를 들면 탄소수 6~15), 알콕시기(예를 들면 탄소수 1~15), 할로젠 원자, 수산기, 및 페닐싸이오기 등을 들 수 있다.The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 to R 207 may each independently have a substituent. Examples of substituents that the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 to R 207 may have include an alkyl group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, having 3 to 15 carbon atoms), and an aryl group ( Examples include carbon atoms (6 to 15 carbon atoms), alkoxy groups (for example, carbon atoms (1 to 15 carbon atoms)), halogen atoms, hydroxyl groups, and phenylthio groups.

Z-는, 음이온을 나타낸다.Z - represents an anion.

일반식 (ZI)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZII)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3A)에 있어서의 Zc-, 및 일반식 (ZI-4)에 있어서의 Z-로서는, 하기 일반식 (3)으로 나타나는 음이온이 바람직하다.Z - in general formula (ZI), Z - in general formula (ZII), Z - in general formula (ZI-3), Zc - in general formula (ZI-3A), and general As Z - in the formula (ZI-4), an anion represented by the following general formula (3) is preferable.

[화학식 46][Formula 46]

Figure 112021018467957-pct00046
Figure 112021018467957-pct00046

일반식 (3) 중,In general formula (3),

o는, 1~3의 정수를 나타낸다. p는, 0~10의 정수를 나타낸다. q는, 0~10의 정수를 나타낸다.o represents an integer of 1 to 3. p represents an integer from 0 to 10. q represents an integer of 0 to 10.

Xf는, 불소 원자, 또는 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기를 나타낸다. 이 알킬기의 탄소수는, 1~10이 바람직하고, 1~4가 보다 바람직하다. 또, 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기로서는, 퍼플루오로알킬기가 바람직하다.Xf represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. The number of carbon atoms of this alkyl group is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 4. Moreover, as the alkyl group substituted with at least one fluorine atom, a perfluoroalkyl group is preferable.

Xf는, 불소 원자 또는 탄소수 1~4의 퍼플루오로알킬기인 것이 바람직하고, 불소 원자 또는 CF3인 것이 보다 바람직하다. 특히, 쌍방의 Xf가 불소 원자인 것이 더 바람직하다.Xf is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom or CF 3 . In particular, it is more preferable that both Xf are fluorine atoms.

R4 및 R5는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 알킬기, 또는 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기를 나타낸다. R4 및 R5가 복수 존재하는 경우, R4 및 R5는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. When two or more R 4 and R 5 exist, R 4 and R 5 may be the same or different, respectively.

R4 및 R5로 나타나는 알킬기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 탄소수 1~4가 바람직하다. R4 및 R5는, 바람직하게는 수소 원자이다.The alkyl group represented by R 4 and R 5 may have a substituent and preferably has 1 to 4 carbon atoms. R 4 and R 5 are preferably hydrogen atoms.

적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기의 구체예 및 적합한 양태는 일반식 (3) 중의 Xf의 구체예 및 적합한 양태와 동일하다.Specific examples and suitable aspects of the alkyl group substituted with at least one fluorine atom are the same as those of Xf in General Formula (3).

L은, 2가의 연결기를 나타낸다. L이 복수 존재하는 경우, L은, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.L represents a divalent linking group. When there are multiple Ls, the Ls may be the same or different.

2가의 연결기로서는, 예를 들면 -COO-(-C(=O)-O-), -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -S-, -SO-, -SO2-, 알킬렌기(바람직하게는 탄소수 1~6), 사이클로알킬렌기(바람직하게는 탄소수 3~15), 알켄일렌기(바람직하게는 탄소수 2~6) 및 이들 복수를 조합한 2가의 연결기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -SO2-, -COO-알킬렌기-, -OCO-알킬렌기-, -CONH-알킬렌기- 또는 -NHCO-알킬렌기-가 바람직하고, -COO-, -OCO-, -CONH-, -SO2-, -COO-알킬렌기- 또는 -OCO-알킬렌기-가 보다 바람직하다.As a divalent linking group, for example -COO-(-C(=O)-O-), -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -S-, -SO- , -SO 2 -, an alkylene group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), a cycloalkylene group (preferably having 3 to 15 carbon atoms), an alkenylene group (preferably having 2 to 6 carbon atoms), and 2 combining a plurality of these. A linking group, etc. can be mentioned. Among these, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -SO 2 -, -COO-alkylene group-, -OCO-alkylene group-, -CONH-alkyl A lene group- or -NHCO-alkylene group- is preferable, and -COO-, -OCO-, -CONH-, -SO 2 -, -COO-alkylene group-, or -OCO-alkylene group- are more preferable.

W는, 환상 구조를 포함하는 유기기를 나타낸다. 이들 중에서도, 환상의 유기기인 것이 바람직하다.W represents an organic group containing a cyclic structure. Among these, a cyclic organic group is preferable.

환상의 유기기로서는, 예를 들면 지환기, 아릴기, 및 복소환기를 들 수 있다.Examples of cyclic organic groups include alicyclic groups, aryl groups, and heterocyclic groups.

지환기는, 단환식이어도 되고, 다환식이어도 된다. 단환식의 지환기로서는, 예를 들면 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 및 사이클로옥틸기 등의 단환의 사이클로알킬기를 들 수 있다. 다환식의 지환기로서는, 예를 들면 노보닐기, 트라이사이클로데칸일기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 다환의 사이클로알킬기를 들 수 있다. 그중에서도, 노보닐기, 트라이사이클로데칸일기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 탄소수 7 이상의 벌키 구조를 갖는 지환기가 바람직하다.The alicyclic group may be monocyclic or polycyclic. Examples of the monocyclic alicyclic group include monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, and cyclooctyl group. Examples of the polycyclic alicyclic group include polycyclic cycloalkyl groups such as norbornyl group, tricyclodecanyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group. Among them, alicyclic groups having a bulky structure of 7 or more carbon atoms, such as norbornyl group, tricyclodecanyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group, are preferable.

아릴기는, 단환식이어도 되고, 다환식이어도 된다. 이 아릴기로서는, 예를 들면 페닐기, 나프틸기, 페난트릴기 및 안트릴기를 들 수 있다.The aryl group may be monocyclic or polycyclic. Examples of this aryl group include phenyl group, naphthyl group, phenanthryl group, and anthryl group.

복소환기는, 단환식이어도 되고, 다환식이어도 된다. 다환식 쪽이 보다 산의 확산을 억제 가능하다. 또, 복소환기는, 방향족성을 갖고 있어도 되고, 방향족성을 갖고 있지 않아도 된다. 방향족성을 갖고 있는 복소환으로서는, 예를 들면 퓨란환, 싸이오펜환, 벤조퓨란환, 벤조싸이오펜환, 다이벤조퓨란환, 다이벤조싸이오펜환, 및 피리딘환을 들 수 있다. 방향족성을 갖고 있지 않은 복소환으로서는, 예를 들면 테트라하이드로피란환, 락톤환, 설톤환 및 데카하이드로아이소퀴놀린환을 들 수 있다. 락톤환 및 설톤환의 예로서는, 상술한 수지에 있어서 예시한 락톤 구조 및 설톤 구조를 들 수 있다. 복소환기에 있어서의 복소환으로서는, 퓨란환, 싸이오펜환, 피리딘환, 또는 데카하이드로아이소퀴놀린환이 특히 바람직하다.The heterocyclic group may be monocyclic or polycyclic. The polycyclic type is more capable of suppressing acid diffusion. Additionally, the heterocyclic group may have aromaticity or may not have aromaticity. Examples of heterocyclic rings having aromaticity include furan rings, thiophene rings, benzofuran rings, benzothiophene rings, dibenzofuran rings, dibenzothiophene rings, and pyridine rings. Examples of heterocycles that do not have aromaticity include tetrahydropyran rings, lactone rings, sultone rings, and decahydroisoquinoline rings. Examples of the lactone ring and sultone ring include the lactone structure and sultone structure exemplified in the above-mentioned resin. As the heterocyclic ring in the heterocyclic group, a furan ring, a thiophene ring, a pyridine ring, or a decahydroisoquinoline ring is particularly preferable.

상기 환상의 유기기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 이 치환기로서는, 예를 들면 알킬기(직쇄상 및 분기쇄상 중 어느 것이어도 되고, 탄소수 1~12가 바람직함), 사이클로알킬기(단환, 다환, 및 스파이로환 중 어느 것이어도 되고, 탄소수 3~20이 바람직함), 아릴기(탄소수 6~14가 바람직함), 수산기, 알콕시기, 에스터기, 아마이드기, 유레테인기, 유레이도기, 싸이오에터기, 설폰아마이드기, 및 설폰산 에스터기를 들 수 있다. 또한, 환상의 유기기를 구성하는 탄소(환 형성에 기여하는 탄소)는 카보닐 탄소여도 된다.The cyclic organic group may have a substituent. Examples of this substituent include an alkyl group (which may be linear or branched, preferably having 1 to 12 carbon atoms), a cycloalkyl group (which may be either monocyclic, polycyclic, or spirocyclic, and having 3 to 20 carbon atoms). preferred), aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), hydroxyl group, alkoxy group, ester group, amide group, urethane group, ureido group, thioether group, sulfonamide group, and sulfonic acid ester group. there is. Additionally, the carbon constituting the cyclic organic group (carbon contributing to ring formation) may be carbonyl carbon.

일반식 (3)으로 나타나는 음이온으로서는, SO3 --CF2-CH2-OCO-(L)q'-W, SO3 --CF2-CHF-CH2-OCO-(L)q'-W, SO3 --CF2-COO-(L)q'-W, SO3 --CF2-CF2-CH2-CH2-(L)q-W, SO3 --CF2-CH(CF3)-OCO-(L)q'-W가 바람직하다. 여기에서, L, q 및 W는, 일반식 (3)과 동일하다. q'는, 0~10의 정수를 나타낸다.As an anion represented by general formula (3), SO 3 - -CF 2 -CH 2 -OCO-(L)q'-W, SO 3 - -CF 2 -CHF-CH 2 -OCO-(L)q'- W, SO 3 - -CF 2 -COO-(L)q'-W, SO 3 - -CF 2 -CF 2 -CH 2 -CH 2 -(L)qW, SO 3 - -CF 2 -CH(CF 3 )-OCO-(L)q'-W is preferred. Here, L, q and W are the same as general formula (3). q' represents an integer from 0 to 10.

일 양태에 있어서, 일반식 (ZI)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZII)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3A)에 있어서의 Zc-, 및 일반식 (ZI-4)에 있어서의 Z-로서는, 하기의 일반식 (4)로 나타나는 음이온도 바람직하다.In one aspect, Z - in general formula (ZI), Z - in general formula (ZII), Z - in general formula (ZI-3), and As Zc - and Z - in general formula (ZI-4), an anion represented by general formula (4) below is also preferable.

[화학식 47][Formula 47]

Figure 112021018467957-pct00047
Figure 112021018467957-pct00047

일반식 (4) 중,In general formula (4),

XB1 및 XB2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 불소 원자를 갖지 않는 1가의 유기기를 나타낸다. XB1 및 XB2는, 수소 원자인 것이 바람직하다.X B1 and X B2 each independently represent a monovalent organic group having no hydrogen atom or fluorine atom. X B1 and X B2 are preferably hydrogen atoms.

XB3 및 XB4는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 1가의 유기기를 나타낸다. XB3 및 XB4 중 적어도 일방이 불소 원자 또는 불소 원자를 갖는 1가의 유기기인 것이 바람직하고, XB3 및 XB4의 양방이 불소 원자 또는 불소 원자를 갖는 1가의 유기기인 것이 보다 바람직하다. XB3 및 XB4의 양방이, 불소 원자로 치환된 알킬기인 것이 더 바람직하다.X B3 and X B4 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. It is preferable that at least one of X B3 and X B4 is a fluorine atom or a monovalent organic group having a fluorine atom, and it is more preferable that both X B3 and It is more preferable that both X B3 and X B4 are alkyl groups substituted with fluorine atoms.

L, q 및 W는, 일반식 (3)과 동일하다.L, q and W are the same as general formula (3).

일반식 (ZI)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZII)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3A)에 있어서의 Zc-, 및 일반식 (ZI-4)에 있어서의 Z-는, 벤젠설폰산 음이온이어도 되고, 분기쇄상 알킬기 또는 사이클로알킬기에 의하여 치환된 벤젠설폰산 음이온인 것이 바람직하다.Z - in general formula (ZI), Z - in general formula (ZII), Z - in general formula (ZI-3), Zc - in general formula (ZI-3A), and general Z - in the formula (ZI-4) may be a benzenesulfonic acid anion, but is preferably a benzenesulfonic acid anion substituted by a branched alkyl group or a cycloalkyl group.

일반식 (ZI)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZII)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3A)에 있어서의 Zc-, 및 일반식 (ZI-4)에 있어서의 Z-로서는, 하기의 일반식 (SA1)로 나타나는 방향족 설폰산 음이온도 바람직하다.Z - in general formula (ZI), Z - in general formula (ZII), Z - in general formula (ZI-3), Zc - in general formula (ZI-3A), and general As Z - in the formula (ZI-4), an aromatic sulfonic acid anion represented by the general formula (SA1) below is also preferable.

[화학식 48][Formula 48]

Figure 112021018467957-pct00048
Figure 112021018467957-pct00048

식 (SA1) 중,In equation (SA1),

Ar은, 아릴기를 나타내고, 설폰산 음이온 및 -(D-B)기 이외의 치환기를 더 갖고 있어도 된다. 더 가져도 되는 치환기로서는, 불소 원자 및 수산기 등을 들 수 있다.Ar represents an aryl group and may further have a substituent other than a sulfonic acid anion and -(D-B) group. Examples of the substituent that may be further included include a fluorine atom and a hydroxyl group.

n은, 0 이상의 정수를 나타낸다. n으로서는, 1~4가 바람직하고, 2~3이 보다 바람직하며, 3이 더 바람직하다.n represents an integer of 0 or more. As n, 1 to 4 are preferable, 2 to 3 are more preferable, and 3 is more preferable.

D는, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. 2가의 연결기로서는, 에터기, 싸이오에터기, 카보닐기, 설폭사이드기, 설폰기, 설폰산 에스터기, 에스터기, 및 이들의 2종 이상의 조합으로 이루어지는 기 등을 들 수 있다.D represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include ether group, thioether group, carbonyl group, sulfoxide group, sulfone group, sulfonic acid ester group, ester group, and groups consisting of a combination of two or more of these groups.

B는, 탄화 수소기를 나타낸다.B represents a hydrocarbon group.

바람직하게는, D는 단결합이며, B는 지방족 탄화 수소 구조이다. B는, 아이소프로필기 또는 사이클로헥실기가 보다 바람직하다.Preferably, D is a single bond and B is an aliphatic hydrocarbon structure. As for B, an isopropyl group or a cyclohexyl group is more preferable.

일반식 (ZI)에 있어서의 설포늄 양이온, 및 일반식 (ZII)에 있어서의 아이오도늄 양이온의 바람직한 예를 이하에 나타낸다.Preferred examples of the sulfonium cation in general formula (ZI) and the iodonium cation in general formula (ZII) are shown below.

[화학식 49][Formula 49]

Figure 112021018467957-pct00049
Figure 112021018467957-pct00049

일반식 (ZI), 일반식 (ZII)에 있어서의 음이온 Z-, 일반식 (ZI-3)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3A)에 있어서의 Zc-, 및 일반식 (ZI-4)에 있어서의 Z-의 바람직한 예는, 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물에 있어서의 Z-와 동일하다.Anion Z - in general formula (ZI), general formula (ZII), Z - in general formula (ZI-3), Zc - in general formula (ZI-3A), and general formula (ZI- Preferred examples of Z - in 4) are the same as Z - in the compound represented by general formula (P-1).

상기의 양이온 및 음이온을 임의로 조합하여 광산발생제로서 사용할 수 있다.The above cations and anions can be arbitrarily combined and used as a photoacid generator.

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제는, 저분자 화합물의 형태여도 되고, 중합체의 일부에 도입된 형태여도 된다. 또, 저분자 화합물의 형태와 중합체의 일부에 도입된 형태를 병용해도 된다.Photoacid generators other than the compounds represented by general formula (P-1) may be in the form of low-molecular-weight compounds or may be in the form introduced into a part of the polymer. Additionally, a form of a low molecular compound and a form introduced into a part of a polymer may be used in combination.

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제는, 저분자 화합물의 형태인 것이 바람직하다.It is preferable that the photoacid generator other than the compound represented by general formula (P-1) is in the form of a low molecular weight compound.

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제가, 저분자 화합물의 형태인 경우, 분자량은 3,000 이하가 바람직하고, 2,000 이하가 보다 바람직하며, 1,000 이하가 더 바람직하다.When the photo acid generator other than the compound represented by general formula (P-1) is in the form of a low molecular weight compound, the molecular weight is preferably 3,000 or less, more preferably 2,000 or less, and even more preferably 1,000 or less.

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제가, 중합체의 일부에 도입된 형태인 경우, 상술한 수지 (A)의 일부에 도입되어도 되고, 수지 (A)와는 다른 수지에 도입되어도 된다.When a photoacid generator other than the compound represented by general formula (P-1) is introduced into a part of the polymer, it may be introduced into a part of the above-mentioned resin (A), or may be introduced into a resin different from resin (A). .

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.Photoacid generators other than the compound represented by general formula (P-1) may be used individually or in combination of two or more types.

본 발명의 조성물이 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제를 함유하는 경우, 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제의 함유량(복수 종 존재하는 경우는 그 합계)은, 조성물의 전고형분을 기준으로 하여, 0.1~35질량%가 바람직하고, 0.5~25질량%가 보다 바람직하며, 1~20질량%가 더 바람직하고, 1~15질량%가 특히 바람직하다.When the composition of the present invention contains a photoacid generator other than the compound represented by the general formula (P-1), the content of the photoacid generator other than the compound represented by the general formula (P-1) (if multiple types are present, Total) is preferably 0.1 to 35% by mass, more preferably 0.5 to 25% by mass, more preferably 1 to 20% by mass, and especially preferably 1 to 15% by mass, based on the total solid content of the composition. do.

일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제로서, 상기 일반식 (ZI-3) 또는 (ZI-4)로 나타나는 화합물을 함유하는 경우, 조성물 중에 포함되는 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물 이외의 광산발생제의 함유량(복수 종 존재하는 경우는 그 합계)은, 조성물의 전고형분을 기준으로 하여, 1~35질량%가 바람직하고, 1~30질량%가 보다 바람직하다.As a photoacid generator other than the compound represented by the general formula (P-1), when it contains a compound represented by the general formula (ZI-3) or (ZI-4), the general formula (P-1) contained in the composition is The content of photoacid generators other than the compounds represented by (the total when multiple types exist) is preferably 1 to 35% by mass, and more preferably 1 to 30% by mass, based on the total solid content of the composition.

<산확산 제어제><Acid diffusion control agent>

본 발명의 조성물은, 산확산 제어제를 함유하는 것이 바람직하다. 산확산 제어제는, 노광 시에 광산발생제 등으로부터 발생하는 산을 트랩하고, 여분의 발생산에 의한, 미노광부에 있어서의 산분해성 수지의 반응을 억제하는 ?처로서 작용한다. 예를 들면, 염기성 화합물 (DA), 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 염기성이 저하 또는 소실되는 염기성 화합물 (DB), 산발생제에 대하여 상대적으로 약산이 되는 오늄염 (DC), 질소 원자를 갖고, 산의 작용에 의하여 탈리하는 기를 갖는 저분자 화합물 (DD), 또는 양이온부에 질소 원자를 갖는 오늄염 화합물 (DE) 등을 산확산 제어제로서 사용할 수 있다. 본 발명의 조성물에 있어서는, 공지의 산확산 제어제를 적절히 사용할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 [0627]~[0664], 미국 특허출원 공개공보 2015/0004544A1호의 단락 [0095]~[0187], 미국 특허출원 공개공보 2016/0237190A1호의 단락 [0403]~[0423], 및 미국 특허출원 공개공보 2016/0274458A1호의 단락 [0259]~[0328]에 개시된 공지의 화합물을 산확산 제어제로서 적합하게 사용할 수 있다.The composition of the present invention preferably contains an acid diffusion control agent. The acid diffusion control agent acts as a quencher that traps acid generated from the acid-acid generator or the like during exposure and suppresses the reaction of the acid-decomposable resin in the unexposed area due to the excess acid generated. For example, basic compounds (DA), basic compounds whose basicity decreases or disappears upon irradiation of actinic light or radiation (DB), onium salts (DC) which are relatively weak acids to acid generators, and which have a nitrogen atom. , a low-molecular-weight compound (DD) having a group that is released by the action of an acid, or an onium salt compound (DE) having a nitrogen atom in the cation portion, etc. can be used as an acid diffusion control agent. In the composition of the present invention, known acid diffusion control agents can be appropriately used. For example, paragraphs [0627] to [0664] of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1, paragraphs [0095] to [0187] of US Patent Application Publication No. 2015/0004544A1, and paragraphs of US Patent Application Publication No. 2016/0237190A1. Known compounds disclosed in paragraphs [0403] to [0423] and paragraphs [0259] to [0328] of US Patent Application Publication No. 2016/0274458A1 can be suitably used as an acid diffusion controller.

염기성 화합물 (DA)로서는, 하기 식 (A)~(E)로 나타나는 구조를 갖는 화합물이 바람직하다.As the basic compound (DA), a compound having a structure represented by the following formulas (A) to (E) is preferable.

[화학식 50][Formula 50]

Figure 112021018467957-pct00050
Figure 112021018467957-pct00050

일반식 (A) 및 (E) 중,Among general formulas (A) and (E),

R200, R201 및 R202는, 동일해도 되고 달라도 되며, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기(바람직하게는 탄소수 1~20), 사이클로알킬기(바람직하게는 탄소수 3~20) 또는 아릴기(탄소수 6~20)를 나타낸다. R201과 R202는, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different, and each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms), or an aryl group (carbon number 6~20). R 201 and R 202 may be combined with each other to form a ring.

R203, R204, R205 및 R206은, 동일해도 되고 달라도 되며, 각각 독립적으로, 탄소수 1~20의 알킬기를 나타낸다.R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different, and each independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

일반식 (A) 및 (E) 중의 알킬기는, 치환기를 갖고 있어도 되고 무치환이어도 된다.The alkyl groups in general formulas (A) and (E) may have a substituent or may be unsubstituted.

상기 알킬기에 대하여, 치환기를 갖는 알킬기로서는, 탄소수 1~20의 아미노알킬기, 탄소수 1~20의 하이드록시알킬기, 또는 탄소수 1~20의 사이아노알킬기가 바람직하다.Regarding the above alkyl group, the alkyl group having a substituent is preferably an aminoalkyl group with 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group with 1 to 20 carbon atoms, or a cyanoalkyl group with 1 to 20 carbon atoms.

일반식 (A) 및 (E) 중의 알킬기는, 무치환인 것이 보다 바람직하다.The alkyl groups in general formulas (A) and (E) are more preferably unsubstituted.

염기성 화합물 (DA)로서는, 구아니딘, 아미노피롤리딘, 피라졸, 피라졸린, 피페라진, 아미노모폴린, 아미노알킬모폴린, 또는 피페리딘 등이 바람직하고, 이미다졸 구조, 다이아자바이사이클로 구조, 오늄하이드록사이드 구조, 오늄카복실레이트 구조, 트라이알킬아민 구조, 아닐린 구조 혹은 피리딘 구조를 갖는 화합물, 수산기 및/혹은 에터 결합을 갖는 알킬아민 유도체, 또는 수산기 및/혹은 에터 결합을 갖는 아닐린 유도체 등이 보다 바람직하다.The basic compound (DA) is preferably guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, or piperidine, and has an imidazole structure, a diazabicyclo structure, Compounds having an onium hydroxide structure, an onium carboxylate structure, a trialkylamine structure, an aniline structure, or a pyridine structure, alkylamine derivatives having a hydroxyl group and/or an ether bond, or aniline derivatives having a hydroxyl group and/or an ether bond, etc. It is more desirable.

활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 염기성이 저하 또는 소실되는 염기성 화합물 (DB)(이하, "화합물 (DB)"라고도 함)는, 프로톤 억셉터성 관능기를 가지며, 또한, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 분해되고, 프로톤 억셉터성이 저하, 소실, 또는 프로톤 억셉터성으로부터 산성으로 변화하는 화합물이다.A basic compound (DB) (hereinafter also referred to as “compound (DB)”) whose basicity decreases or disappears when irradiated with actinic rays or radiation has a proton acceptor functional group and is irradiated with actinic rays or radiation. It is a compound that decomposes and its proton acceptor property decreases, disappears, or changes from proton acceptor property to acidic.

프로톤 억셉터성 관능기란, 프로톤과 정전적으로 상호 작용할 수 있는 기 또는 전자를 갖는 관능기이며, 예를 들면 환상 폴리에터 등의 매크로 사이클릭 구조를 갖는 관능기, 또는 π 공액에 기여하지 않는 비공유 전자쌍을 가진 질소 원자를 갖는 관능기를 의미한다. π 공액에 기여하지 않는 비공유 전자쌍을 갖는 질소 원자란, 예를 들면 하기 식에 나타내는 부분 구조를 갖는 질소 원자이다.A proton acceptor functional group is a functional group that has a group or electron that can electrostatically interact with a proton, for example, a functional group that has a macrocyclic structure such as a cyclic polyether, or a lone pair that does not contribute to π conjugation. It refers to a functional group having a nitrogen atom. A nitrogen atom having a lone pair that does not contribute to π conjugation is, for example, a nitrogen atom having a partial structure shown in the following formula.

[화학식 51][Formula 51]

프로톤 억셉터성 관능기의 바람직한 부분 구조로서, 예를 들면 크라운 에터 구조, 아자크라운 에터 구조, 1~3급 아민 구조, 피리딘 구조, 이미다졸 구조, 및 피라진 구조 등을 들 수 있다.Preferred partial structures of the proton acceptor functional group include, for example, crown ether structure, azacrown ether structure, primary to tertiary amine structure, pyridine structure, imidazole structure, and pyrazine structure.

화합물 (DB)는, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 분해되어 프로톤 억셉터성이 저하 혹은 소실되거나, 또는 프로톤 억셉터성으로부터 산성으로 변화한 화합물을 발생한다. 여기에서 프로톤 억셉터성의 저하 혹은 소실, 또는 프로톤 억셉터성으로부터 산성으로의 변화란, 프로톤 억셉터성 관능기에 프로톤이 부가하는 것에 기인하는 프로톤 억셉터성의 변화이며, 구체적으로는, 프로톤 억셉터성 관능기를 갖는 화합물 (DB)와 프로톤으로부터 프로톤 부가체가 생성될 때, 그 화학 평형에 있어서의 평형 상수가 감소하는 것을 의미한다.Compound (DB) is decomposed by irradiation of actinic light or radiation, and the proton acceptor property decreases or disappears, or a compound that changes from proton acceptor property to acidic is generated. Here, the decrease or loss of proton acceptor property, or the change from proton acceptor property to acidity, refers to a change in proton acceptor property due to the addition of a proton to a proton acceptor functional group, and specifically, the proton acceptor property. This means that when a proton adduct is generated from a compound having a functional group (DB) and a proton, the equilibrium constant in the chemical equilibrium decreases.

프로톤 억셉터성은, pH 측정을 행함으로써 확인할 수 있다.Proton acceptor property can be confirmed by measuring pH.

활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 화합물 (DB)가 분해되어 발생하는 화합물의 산해리 상수 pKa는, pKa<-1을 충족시키는 것이 바람직하고, -13<pKa<-1을 충족시키는 것이 보다 바람직하며, -13<pKa<-3을 충족시키는 것이 더 바람직하다.The acid dissociation constant pKa of the compound generated when the compound (DB) is decomposed by irradiation of actinic light or radiation preferably satisfies pKa<-1, and more preferably satisfies -13<pKa<-1, It is more preferable to satisfy -13<pKa<-3.

산해리 상수 pKa란, 수용액 중에서의 산해리 상수 pKa를 나타내고, 예를 들면 화학 편람(II)(개정 4판, 1993년, 일본 화학회 편, 마루젠 주식회사)에 정의된다. 산해리 상수 pKa의 값이 낮을수록 산강도가 큰 것을 나타낸다. 수용액 중에서의 산해리 상수 pKa는, 구체적으로는, 무한 희석 수용액을 사용하여, 25℃에서의 산해리 상수를 측정함으로써 실측할 수 있다. 혹은, 하기 소프트웨어 패키지 1을 이용하여, 하메트의 치환기 상수 및 공지 문헌값의 데이터베이스에 근거한 값을, 계산에 의하여 구할 수도 있다. 본 명세서 중에 기재한 pKa의 값은, 모두 이 소프트웨어 패키지를 이용하여 계산에 의하여 구한 값을 나타낸다.The acid dissociation constant pKa refers to the acid dissociation constant pKa in an aqueous solution, and is defined, for example, in the Chemical Manual (II) (Revised 4th edition, 1993, Japan Chemical Society edition, Maruzen Co., Ltd.). The lower the value of the acid dissociation constant pKa, the greater the acid strength. The acid dissociation constant pKa in an aqueous solution can be specifically measured by measuring the acid dissociation constant at 25°C using an infinitely diluted aqueous solution. Alternatively, using software package 1 below, values based on Hammett's substituent constants and a database of known literature values can be obtained by calculation. All pKa values described in this specification represent values obtained by calculation using this software package.

소프트웨어 패키지 1: Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V8.14 for Solaris(1994-2007 ACD/Labs).Software Package 1: Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V8.14 for Solaris (1994-2007 ACD/Labs).

본 발명의 조성물에서는, 광산발생제에 대하여 상대적으로 약산이 되는 오늄염 (DC)를 산확산 제어제로서 사용할 수 있다.In the composition of the present invention, onium salt (DC), which is a relatively weak acid compared to the photoacid generator, can be used as an acid diffusion controller.

광산발생제와, 광산발생제로부터 발생한 산에 대하여 상대적으로 약산인 산을 발생하는 오늄염을 혼합하여 이용한 경우, 활성광선성 또는 방사선의 조사에 의하여 광산발생제로부터 발생한 산이 미반응의 약산 음이온을 갖는 오늄염과 충돌하면, 염 교환에 의하여 약산을 방출하여 강산 음이온을 갖는 오늄염을 발생시킨다. 이 과정에서 강산이 보다 촉매능이 낮은 약산으로 교환되기 때문에, 외관상, 산이 실활하여 산확산의 제어를 행할 수 있다.When a mixture of a photoacid generator and an onium salt that generates an acid that is a relatively weak acid relative to the acid generated from the photoacid generator is used, the acid generated from the photoacid generator by irradiation with actinic rays or radiation produces unreacted weak acid anions. When it collides with an onium salt with a strong acid anion, a weak acid is released through salt exchange to generate an onium salt with a strong acid anion. In this process, the strong acid is exchanged for a weak acid with a lower catalytic ability, so the acid appears to be deactivated and acid diffusion can be controlled.

광산발생제에 대하여 상대적으로 약산이 되는 오늄염으로서는, 하기 일반식 (d1-1)~(d1-3)으로 나타나는 화합물이 바람직하다.As onium salts that are relatively weak acids to photoacid generators, compounds represented by the following general formulas (d1-1) to (d1-3) are preferable.

[화학식 52][Formula 52]

Figure 112021018467957-pct00052
Figure 112021018467957-pct00052

식 중, R51은 탄화 수소기를 나타내고, Z2c는 탄화 수소기를 나타내며, R52는 유기기를 나타내고, Y3은 알킬렌기, 사이클로알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타내며, Rf는 불소 원자를 포함하는 탄화 수소기를 나타내고, M+는 각각 독립적으로, 암모늄 양이온, 설포늄 양이온 또는 아이오도늄 양이온을 나타낸다.In the formula, R 51 represents a hydrocarbon group, Z 2c represents a hydrocarbon group, R 52 represents an organic group, Y 3 represents an alkylene group, a cycloalkylene group or an arylene group, and Rf is a hydrocarbon containing a fluorine atom. group, and M + each independently represents an ammonium cation, a sulfonium cation, or an iodonium cation.

R51이 나타내는 탄화 수소기는 치환기를 갖고 있어도 된다.The hydrocarbon group represented by R 51 may have a substituent.

Z2c가 나타내는 탄화 수소기의 탄소수는 1~30인 것이 바람직하다.The number of carbon atoms of the hydrocarbon group represented by Z 2c is preferably 1 to 30.

Z2c가 나타내는 탄화 수소기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 단, Z2c가 나타내는 탄화 수소기는, S에 인접하는 탄소 원자에는 불소 원자는 치환되어 있지 않은 것이 바람직하다.The hydrocarbon group represented by Z 2c may have a substituent. However, it is preferable that the hydrocarbon group represented by Z 2c does not have a fluorine atom substituted on the carbon atom adjacent to S.

Y3이 알킬렌기를 나타내는 경우, 직쇄상이어도 되고 분기쇄상이어도 된다.When Y 3 represents an alkylene group, it may be linear or branched.

M+으로서 나타나는 설포늄 양이온 또는 아이오도늄 양이온의 바람직한 예로서는, 일반식 (ZI)로 예시한 설포늄 양이온 및 일반식 (ZII)로 예시한 아이오도늄 양이온을 들 수 있다.Preferred examples of the sulfonium cation or iodonium cation represented as M + include the sulfonium cation exemplified by the general formula (ZI) and the iodonium cation exemplified by the general formula (ZII).

광산발생제에 대하여 상대적으로 약산이 되는 오늄염 (DC)는, 양이온 부위와 음이온 부위를 동일 분자 내에 가지며, 또한 양이온 부위와 음이온 부위가 공유 결합에 의하여 연결되어 있는 화합물(이하, "화합물 (DCA)"라고도 함)이어도 된다.Onium salt (DC), which is a relatively weak acid relative to photoacid generators, is a compound (hereinafter referred to as "compound (DCA) )" can also be used.

화합물 (DCA)로서는, 하기 일반식 (C-1)~(C-3) 중 어느 하나로 나타나는 화합물이 바람직하다.As the compound (DCA), a compound represented by any of the following general formulas (C-1) to (C-3) is preferable.

[화학식 53][Formula 53]

Figure 112021018467957-pct00053
Figure 112021018467957-pct00053

일반식 (C-1)~(C-3) 중,In general formulas (C-1) to (C-3),

R1, R2, 및 R3은, 각각 독립적으로 탄소수 1 이상의 치환기를 나타낸다.R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a substituent having 1 or more carbon atoms.

L1은, 양이온 부위와 음이온 부위를 연결하는 2가의 연결기 또는 단결합을 나타낸다.L 1 represents a divalent linking group or single bond connecting the cation site and the anion site.

-X-는, -COO-, -SO3 -, -SO2 -, 및 -N--R4로부터 선택되는 음이온 부위를 나타낸다. R4는, 인접하는 N 원자와의 연결 부위에, 카보닐기(-C(=O)-), 설폰일기(-S(=O)2-), 및 설핀일기(-S(=O)-) 중 적어도 하나를 갖는 1가의 치환기를 나타낸다.-X - represents an anion moiety selected from -COO - , -SO 3 - , -SO 2 - , and -N - -R 4 . R 4 is, at the connection site with the adjacent N atom, a carbonyl group (-C(=O)-), a sulfonyl group (-S(=O) 2 -), and a sulfinyl group (-S(=O)- ) represents a monovalent substituent having at least one of

R1, R2, R3, R4, 및 L1은, 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다. 또, 일반식 (C-3)에 있어서, R1~R3 중 2개를 합하여 하나의 2가의 치환기를 나타내고, N 원자와 이중 결합에 의하여 결합되어 있어도 된다.R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and L 1 may be combined with each other to form a ring structure. Moreover, in general formula (C-3), two of R 1 to R 3 together represent one divalent substituent, and may be bonded to the N atom by a double bond.

R1~R3에 있어서의 탄소수 1 이상의 치환기로서는, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 알킬옥시카보닐기, 사이클로알킬옥시카보닐기, 아릴옥시카보닐기, 알킬아미노카보닐기, 사이클로알킬아미노카보닐기, 및 아릴아미노카보닐기 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 알킬기, 사이클로알킬기, 또는 아릴기이다.Substituents having 1 or more carbon atoms for R 1 to R 3 include alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, alkyloxycarbonyl group, cycloalkyloxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, alkylaminocarbonyl group, cycloalkylaminocarbonyl group, and Arylaminocarbonyl group, etc. can be mentioned. Preferably, it is an alkyl group, cycloalkyl group, or aryl group.

2가의 연결기로서의 L1은, 직쇄상 혹은 분기쇄상 알킬렌기, 사이클로알킬렌기, 아릴렌기, 카보닐기, 에터 결합, 에스터 결합, 아마이드 결합, 유레테인 결합, 유레아 결합, 및 이들의 2종 이상을 조합하여 이루어지는 기 등을 들 수 있다. L1은, 바람직하게는, 알킬렌기, 아릴렌기, 에터 결합, 에스터 결합, 또는 이들의 2종 이상을 조합하여 이루어지는 기이다.L 1 as a divalent linking group is 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 two or more types thereof. Groups formed by combination, etc. can be mentioned. L 1 is preferably an alkylene group, an arylene group, an ether bond, an ester bond, or a group formed by combining two or more types thereof.

질소 원자를 갖고, 산의 작용에 의하여 탈리하는 기를 갖는 저분자 화합물 (DD)(이하, "화합물 (DD)"라고도 함)는, 산의 작용에 의하여 탈리하는 기를 질소 원자 상에 갖는 아민 유도체인 것이 바람직하다.The low-molecular-weight compound (DD) (hereinafter also referred to as “compound (DD)”), which has a nitrogen atom and a group that is released by the action of an acid, is an amine derivative that has a group on the nitrogen atom that is released by the action of an acid. desirable.

산의 작용에 의하여 탈리하는 기로서는, 아세탈기, 카보네이트기, 카바메이트기, 3급 에스터기, 3급 수산기, 또는 헤미아미날에터기가 바람직하고, 카바메이트기, 또는 헤미아미날에터기가 보다 바람직하다.As the group that is released by the action of an acid, an acetal group, a carbonate group, a carbamate group, a tertiary ester group, a tertiary hydroxyl group, or a hemiaminal ether group is preferable, and a carbamate group or a hemiaminal ether group is preferable. It is more desirable.

화합물 (DD)의 분자량은, 100~1000이 바람직하고, 100~700이 보다 바람직하며, 100~500이 더 바람직하다.The molecular weight of the compound (DD) is preferably 100 to 1000, more preferably 100 to 700, and still more preferably 100 to 500.

화합물 (DD)는, 질소 원자 상에 보호기를 갖는 카바메이트기를 가져도 된다. 카바메이트기를 구성하는 보호기로서는, 하기 일반식 (d-1)로 나타난다.Compound (DD) may have a carbamate group having a protecting group on the nitrogen atom. The protecting group constituting the carbamate group is represented by the following general formula (d-1).

[화학식 54][Formula 54]

Figure 112021018467957-pct00054
Figure 112021018467957-pct00054

일반식 (d-1)에 있어서,In general formula (d-1),

Rb는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기(바람직하게는 탄소수 1~10), 사이클로알킬기(바람직하게는 탄소수 3~30), 아릴기(바람직하게는 탄소수 3~30), 아랄킬기(바람직하게는 탄소수 1~10), 또는 알콕시알킬기(바람직하게는 탄소수 1~10)를 나타낸다. Rb는 서로 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.R b is each independently a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 30 carbon atoms), an aryl group (preferably having 3 to 30 carbon atoms), or an aralkyl group (preferably having 3 to 30 carbon atoms). Typically, it represents a carbon number (1 to 10 carbon atoms) or an alkoxyalkyl group (preferably a carbon number of 1 to 10). R b may be bonded to each other to form a ring.

Rb가 나타내는 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 및 아랄킬기는, 각각 독립적으로 하이드록실기, 사이아노기, 아미노기, 피롤리디노기, 피페리디노기, 모폴리노기, 옥소기 등의 관능기, 알콕시기, 또는 할로젠 원자로 치환되어 있어도 된다. Rb가 나타내는 알콕시알킬기에 대해서도 동일하다.The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group represented by R b are each independently a functional group such as hydroxyl group, cyano group, amino group, pyrrolidino group, piperidino group, morpholino group, and oxo group, and alkoxy group. It may be substituted with a group or a halogen atom. The same applies to the alkoxyalkyl group represented by R b .

Rb로서는, 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬기, 사이클로알킬기, 또는 아릴기가 바람직하고, 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬기, 또는 사이클로알킬기가 보다 바람직하다.As R b , a linear or branched alkyl group, cycloalkyl group, or aryl group is preferable, and a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group is more preferable.

2개의 Rb가 서로 연결하여 형성하는 환으로서는, 지환식 탄화 수소, 방향족 탄화 수소, 복소환식 탄화 수소 및 그 유도체 등을 들 수 있다.Examples of the ring formed by linking two R b to each other include alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, heterocyclic hydrocarbons, and derivatives thereof.

일반식 (d-1)로 나타나는 기의 구체적인 구조로서는, 미국 특허공보 US2012/0135348A1호의 단락 [0466]에 개시된 구조를 들 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.Specific structures of the group represented by general formula (d-1) include, but are not limited to, the structure disclosed in paragraph [0466] of US Patent Publication US2012/0135348A1.

화합물 (DD)는, 하기 일반식 (6)으로 나타나는 구조를 갖는 것이 바람직하다.Compound (DD) preferably has a structure represented by the following general formula (6).

[화학식 55][Formula 55]

Figure 112021018467957-pct00055
Figure 112021018467957-pct00055

일반식 (6)에 있어서,In general formula (6),

l은 0~2의 정수를 나타내고, m은 1~3의 정수를 나타내며, l+m=3을 충족시킨다.l represents an integer from 0 to 2, m represents an integer from 1 to 3, and satisfies l+m=3.

Ra는, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타낸다. l이 2일 때, 2개의 Ra는 동일해도 되고 달라도 되며, 2개의 Ra는 서로 연결하여 식 중의 질소 원자와 함께 복소환을 형성하고 있어도 된다. 이 복소환에는 식 중의 질소 원자 이외의 헤테로 원자를 포함하고 있어도 된다.R a represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. When l is 2, the two R a 's may be the same or different, and the two R a 's may be connected to each other to form a heterocycle with the nitrogen atom in the formula. This heterocycle may contain heteroatoms other than the nitrogen atom in the formula.

Rb는, 상기 일반식 (d-1)에 있어서의 Rb와 동일한 의미이며, 바람직한 예도 동일하다.R b has the same meaning as R b in the above general formula (d-1), and preferred examples are also the same.

일반식 (6)에 있어서, Ra로서의 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 및 아랄킬기는, 각각 독립적으로 Rb로서의 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 및 아랄킬기가 치환되어 있어도 되는 기로서 상술한 기와 동일한 기로 치환되어 있어도 된다.In the general formula (6), the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group as R a are each independently groups that may be substituted by the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group as R b , and are described above. It may be substituted with the same group as the group.

상기 Ra의 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 및 아랄킬기(이들 기는, 상기 기로 치환되어 있어도 됨)의 구체예로서는, Rb에 대하여 상술한 구체예와 동일한 기를 들 수 있다.Specific examples of the alkyl group , cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group (these groups may be substituted with the above groups) for R a include the same groups as the specific examples described above for R b .

본 발명에 있어서의 특히 바람직한 화합물 (DD)의 구체예로서는, 미국 특허출원 공개공보 2012/0135348A1호의 단락 [0475]에 개시된 화합물을 들 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.Specific examples of the particularly preferable compound (DD) in the present invention include, but are not limited to, the compounds disclosed in paragraph [0475] of US Patent Application Publication No. 2012/0135348A1.

양이온부에 질소 원자를 갖는 오늄염 화합물 (DE)(이하, "화합물 (DE)"라고도 함)는, 양이온부에 질소 원자를 포함하는 염기성 부위를 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 염기성 부위는, 아미노기인 것이 바람직하고, 지방족 아미노기인 것이 보다 바람직하다. 염기성 부위 중의 질소 원자에 인접하는 원자의 전부가, 수소 원자 또는 탄소 원자인 것이 더 바람직하다. 또, 염기성 향상의 관점에서, 질소 원자에 대하여, 전자 구인성의 관능기(카보닐기, 설폰일기, 사이아노기, 및 할로젠 원자 등)가 직결되어 있지 않는 것이 바람직하다.The onium salt compound (DE) having a nitrogen atom in the cation portion (hereinafter also referred to as “compound (DE)”) is preferably a compound having a basic site containing a nitrogen atom in the cation portion. The basic moiety is preferably an amino group, and more preferably an aliphatic amino group. It is more preferable that all atoms adjacent to the nitrogen atom in the basic site are hydrogen atoms or carbon atoms. Also, from the viewpoint of improving basicity, it is preferable that no electron-withdrawing functional group (carbonyl group, sulfonyl group, cyano group, halogen atom, etc.) is directly connected to the nitrogen atom.

화합물 (DE)의 바람직한 구체예로서는, 미국 특허출원 공개공보 2015/0309408A1호의 단락 [0203]에 개시된 화합물을 들 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.Preferred specific examples of the compound (DE) include, but are not limited to, the compounds disclosed in paragraph [0203] of US Patent Application Publication No. 2015/0309408A1.

산확산 제어제의 바람직한 예를 이하에 나타낸다.Preferred examples of acid diffusion control agents are shown below.

[화학식 56][Formula 56]

Figure 112021018467957-pct00056
Figure 112021018467957-pct00056

[화학식 57][Formula 57]

Figure 112021018467957-pct00057
Figure 112021018467957-pct00057

본 발명의 조성물에 있어서, 산확산 제어제는 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.In the composition of the present invention, one type of acid diffusion controller may be used alone, or two or more types may be used in combination.

산확산 제어제의 본 발명의 조성물 중의 함유량(복수 종 존재하는 경우는 그 합계)은, 조성물의 전고형분을 기준으로 하여, 0.05~10질량%가 바람직하고, 0.05~5질량%가 보다 바람직하다.The content of the acid diffusion controller in the composition of the present invention (sum if multiple types are present) is preferably 0.05 to 10% by mass, more preferably 0.05 to 5% by mass, based on the total solid content of the composition. .

<소수성 수지><Hydrophobic resin>

본 발명의 조성물은, 소수성 수지를 함유하고 있어도 된다. 또한, 소수성 수지는, 수지 (A)와는 다른 수지인 것이 바람직하다.The composition of the present invention may contain a hydrophobic resin. Moreover, it is preferable that the hydrophobic resin is a resin different from resin (A).

본 발명의 조성물이, 소수성 수지를 함유함으로써, 감활성광선성 또는 감방사선성막의 표면에 있어서의 정적(靜的)/동적인 접촉각을 제어할 수 있다. 이로써, 현상 특성의 개선, 아웃 가스의 억제, 액침 노광에 있어서의 액침액 추종성의 향상, 및 액침 결함의 저감 등이 가능해진다.By containing a hydrophobic resin, the composition of the present invention can control the static/dynamic contact angle on the surface of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. This makes it possible to improve development characteristics, suppress outgassing, improve immersion liquid followability in liquid immersion exposure, and reduce liquid immersion defects.

소수성 수지는, 레지스트막의 표면에 편재하도록 설계되는 것이 바람직하지만, 계면활성제와는 달리, 반드시 분자 내에 친수기를 가질 필요는 없고, 극성/비극성 물질을 균일하게 혼합하는 것에 기여하지 않아도 된다.The hydrophobic resin is preferably designed to be distributed on the surface of the resist film, but unlike the surfactant, it does not necessarily have to have a hydrophilic group in the molecule and does not have to contribute to uniform mixing of polar/non-polar substances.

소수성 수지는, 막표층으로의 편재화의 관점에서, "불소 원자", "규소 원자", 및 "수지의 측쇄 부분에 함유된 CH3 부분 구조"로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 반복 단위를 갖는 수지인 것이 바람직하다. 소수성 수지가, 불소 원자 및/또는 규소 원자를 포함하는 경우, 소수성 수지에 있어서의 상기 불소 원자 및/또는 규소 원자는, 수지의 주쇄 중에 포함되어 있어도 되고, 측쇄 중에 포함되어 있어도 된다.The hydrophobic resin is a repeat having at least one type selected from the group consisting of "fluorine atom", "silicon atom", and "CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin" from the viewpoint of localization to the membrane surface layer. It is preferable that it is a resin having a unit. 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 the main chain of the resin or may be contained in the side chain.

소수성 수지가 불소 원자를 포함하는 경우, 불소 원자를 갖는 부분 구조로서, 불소 원자를 갖는 알킬기, 불소 원자를 갖는 사이클로알킬기, 또는 불소 원자를 갖는 아릴기를 갖는 수지인 것이 바람직하다.When the hydrophobic resin contains a fluorine atom, the partial structure having a fluorine atom is preferably 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.

소수성 수지는, 하기 (x)~(z)의 군으로부터 선택되는 기를 적어도 1개를 갖는 것이 바람직하다.The hydrophobic resin preferably has at least one group selected from the group (x) to (z) below.

(x) 산기(x) perinatal period

(y) 알칼리 현상액의 작용에 의하여 분해되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증대하는 기(이하, 극성 변환기라고도 함)(y) A group that is decomposed by the action of an alkaline developer and increases its solubility in the alkaline developer (hereinafter also referred to as a polarity converter)

(z) 산의 작용에 의하여 분해되는 기(z) Group decomposed by the action of acid

산기 (x)로서는, 페놀성 수산기, 카복실산기, 불소화 알코올기, 설폰산기, 설폰아마이드기, 설폰일이미드기, (알킬설폰일)(알킬카보닐)메틸렌기, (알킬설폰일)(알킬카보닐)이미드기, 비스(알킬카보닐)메틸렌기, 비스(알킬카보닐)이미드기, 비스(알킬설폰일)메틸렌기, 비스(알킬설폰일)이미드기, 트리스(알킬카보닐)메틸렌기, 및 트리스(알킬설폰일)메틸렌기 등을 들 수 있다. 산기로서는, 불소화 알코올기(바람직하게는 헥사플루오로아이소프로판올기), 설폰이미드기, 또는 비스(알킬카보닐)메틸렌기가 바람직하다.Examples of the acid group (x) include phenolic hydroxyl group, carboxylic acid group, fluorinated alcohol group, sulfonic acid group, sulfonamide group, sulfonylimide group, (alkyl sulfonyl) (alkyl carbonyl) methylene group, (alkyl sulfonyl) (alkyl) Carbonyl)imide group, bis(alkylcarbonyl)methylene group, bis(alkylcarbonyl)imide group, bis(alkylsulfonyl)methylene group, bis(alkylsulfonyl)imide group, tris(alkylcarbonyl)methylene group , and tris(alkylsulfonyl)methylene group. As the acid group, a fluorinated alcohol group (preferably a hexafluoroisopropanol group), a sulfonimide group, or a bis(alkylcarbonyl)methylene group is preferable.

알칼리 현상액의 작용에 의하여 분해되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증대하는 기 (y)로서는, 예를 들면 락톤기, 카복실산 에스터기(-COO-), 산무수물기(-C(O)OC(O)-), 산이미드기(-NHCONH-), 카복실산 싸이오에스터기(-COS-), 탄산 에스터기(-OC(O)O-), 황산 에스터기(-OSO2O-), 및 설폰산 에스터기(-SO2O-) 등을 들 수 있으며, 락톤기 또는 카복실산 에스터기(-COO-)가 바람직하다. 이들 기를 포함한 반복 단위로서는, 예를 들면 수지의 주쇄에 이들 기가 직접 결합되어 있는 반복 단위이며, 예를 들면 아크릴산 에스터 및 메타크릴산 에스터에 의한 반복 단위 등을 들 수 있다. 이 반복 단위는, 이들 기가 연결기를 개재하여 수지의 주쇄에 결합되어 있어도 된다. 또는, 이 반복 단위는, 이들 기를 갖는 중합 개시제 또는 연쇄 이동제를 중합 시에 사용하여, 수지의 말단에 도입되어 있어도 된다. 락톤기를 갖는 반복 단위로서는, 예를 들면 앞서 수지 (A)의 항에서 설명한 락톤 구조를 갖는 반복 단위와 동일한 것을 들 수 있다.Examples of the group (y) that decomposes under the action of an alkaline developer and increases its solubility in the alkaline developer include lactone group, carboxylic acid ester group (-COO-), and acid anhydride group (-C(O)OC(O) -), acid imide group (-NHCONH-), carboxylic acid thioester group (-COS-), carbonic acid ester group (-OC(O)O-), sulfuric acid ester group (-OSO 2 O-), and sulfonic acid ester. group (-SO 2 O-), etc., and lactone group or carboxylic acid ester group (-COO-) is preferable. Examples of repeating units containing these groups include repeating units in which these groups are directly bonded to the main chain of the resin, and examples include repeating units made of acrylic acid ester and methacrylic acid ester. In this repeating unit, these groups may be bonded to the main chain of the resin through a linking group. Alternatively, this repeating unit may be introduced into the terminal of the resin by using a polymerization initiator or chain transfer agent having these groups during polymerization. Examples of the repeating unit having a lactone group include those identical to the repeating unit having the lactone structure described above in the section on Resin (A).

알칼리 현상액의 작용에 의하여 분해되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증대하는 기 (y)를 갖는 반복 단위의 함유량은, 소수성 수지 중의 전체 반복 단위에 대하여, 1~100몰%가 바람직하고, 3~98몰%가 보다 바람직하며, 5~95몰%가 더 바람직하다.The content of the repeating unit having the group (y), which is decomposed by the action of the alkaline developer and increases its solubility in the alkaline developer, is preferably 1 to 100 mol%, and 3 to 98 mol%, based on the total repeating units in the hydrophobic resin. % is more preferable, and 5 to 95 mol% is more preferable.

소수성 수지에 있어서의, 산의 작용에 의하여 분해되는 기 (z)를 갖는 반복 단위는, 수지 (A)로 든 산분해성기를 갖는 반복 단위와 동일한 것을 들 수 있다. 산의 작용에 의하여 분해되는 기 (z)를 갖는 반복 단위는, 불소 원자 및 규소 원자 중 적어도 어느 하나를 갖고 있어도 된다. 산의 작용에 의하여 분해되는 기 (z)를 갖는 반복 단위의 함유량은, 소수성 수지 중의 전체 반복 단위에 대하여, 1~80몰%가 바람직하고, 10~80몰%가 보다 바람직하며, 20~60몰%가 더 바람직하다. 소수성 수지는, 상술한 반복 단위와는 다른 반복 단위를 더 갖고 있어도 된다.In the hydrophobic resin, the repeating unit having a group (z) decomposed by the action of acid may be the same as the repeating unit having an acid-decomposable group in the resin (A). The repeating unit having the group (z) decomposed by the action of an acid may have at least one of a fluorine atom and a silicon atom. The content of the repeating unit having the group (z) decomposed by the action of acid is preferably 1 to 80 mol%, more preferably 10 to 80 mol%, and 20 to 60 mol%, relative to all repeating units in the hydrophobic resin. Mol% is more preferred. The hydrophobic resin may further have repeating units different from the above-mentioned repeating units.

불소 원자를 포함하는 반복 단위는, 소수성 수지 중의 전체 반복 단위에 대하여, 10~100몰%가 바람직하고, 30~100몰%가 보다 바람직하다. 또, 규소 원자를 포함하는 반복 단위는, 소수성 수지 중의 전체 반복 단위에 대하여, 10~100몰%가 바람직하고, 20~100몰%가 보다 바람직하다.The repeating unit containing a fluorine atom is preferably 10 to 100 mol%, and more preferably 30 to 100 mol%, relative to all repeating units in the hydrophobic resin. Moreover, the repeating unit containing a silicon atom is preferably 10 to 100 mol%, and more preferably 20 to 100 mol%, relative to all repeating units in the hydrophobic resin.

한편, 특히 소수성 수지가 측쇄 부분에 CH3 부분 구조를 포함하는 경우에 있어서는, 소수성 수지가, 불소 원자 및 규소 원자를 실질적으로 포함하지 않는 형태도 바람직하다. 또, 소수성 수지는, 탄소 원자, 산소 원자, 수소 원자, 질소 원자 및 황 원자로부터 선택되는 원자에 의해서만 구성된 반복 단위만으로 실질적으로 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, especially when the hydrophobic resin contains a CH 3 partial structure in the side chain portion, a form in which the hydrophobic resin substantially does not contain fluorine atoms and silicon atoms is also preferable. Moreover, it is preferable that the hydrophobic resin is substantially composed only of repeating units composed only of atoms selected from carbon atoms, oxygen atoms, hydrogen atoms, nitrogen atoms, and sulfur atoms.

소수성 수지의 표준 폴리스타이렌 환산의 중량 평균 분자량은, 1,000~100,000이 바람직하고, 1,000~50,000이 보다 바람직하다.The weight average molecular weight of the hydrophobic resin in terms of standard polystyrene is preferably 1,000 to 100,000, and more preferably 1,000 to 50,000.

소수성 수지에 포함되는 잔존 모노머 및/또는 올리고머 성분의 합계 함유량은, 0.01~5질량%가 바람직하고, 0.01~3질량%가 보다 바람직하다. 또, 분산도(Mw/Mn)는, 1~5의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1~3의 범위이다.The total content of the remaining monomer and/or oligomer components contained in the hydrophobic resin is preferably 0.01 to 5% by mass, and more preferably 0.01 to 3% by mass. Moreover, the dispersion degree (Mw/Mn) is preferably in the range of 1 to 5, and more preferably in the range of 1 to 3.

소수성 수지로서는, 공지의 수지를, 단독 또는 그들의 혼합물로서 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 2015/0168830A1호의 단락 [0451]~[0704], 및 미국 특허출원 공개공보 2016/0274458A1호의 단락 [0340]~[0356]에 개시된 공지의 수지를 소수성 수지로서 적합하게 사용할 수 있다. 또, 미국 특허출원 공개공보 2016/0237190A1호의 단락 [0177]~[0258]에 개시된 반복 단위도, 소수성 수지를 구성하는 반복 단위로서 바람직하다.As the hydrophobic resin, known resins can be appropriately selected and used alone or as a mixture thereof. For example, known resins disclosed in paragraphs [0451] to [0704] of US Patent Application Publication No. 2015/0168830A1 and paragraphs [0340] to [0356] of US Patent Application Publication No. 2016/0274458A1 are suitable as hydrophobic resins. It can be used easily. Additionally, the repeating units disclosed in paragraphs [0177] to [0258] of US Patent Application Publication No. 2016/0237190A1 are also preferable as repeating units constituting the hydrophobic resin.

소수성 수지를 구성하는 반복 단위에 상당하는 모노머의 바람직한 예를 이하에 나타낸다.Preferred examples of monomers corresponding to the repeating units constituting the hydrophobic resin are shown below.

[화학식 58][Formula 58]

Figure 112021018467957-pct00058
Figure 112021018467957-pct00058

[화학식 59][Formula 59]

Figure 112021018467957-pct00059
Figure 112021018467957-pct00059

소수성 수지는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 표면 에너지가 다른 2종 이상의 소수성 수지를 혼합하여 사용하는 것이, 액침 노광에 있어서의 액침액 추종성과 현상 특성의 양립의 관점에서 바람직하다. 소수성 수지의 조성물 중의 함유량은, 본 발명의 조성물 중의 전고형분에 대하여, 0.01~10질량%가 바람직하고, 0.05~8질량%가 보다 바람직하다.Hydrophobic resin may be used individually or in combination of two or more types. It is preferable to use a mixture of two or more types of hydrophobic resins with different surface energies from the viewpoint of both immersion liquid followability and development characteristics in liquid immersion exposure. The content of the hydrophobic resin in the composition is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.05 to 8% by mass, based on the total solid content in the composition of the present invention.

<용제><Solvent>

본 발명의 조성물은, 용제를 함유하는 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물에 있어서는, 공지의 레지스트 용제를 적절히 사용할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 [0665]~[0670], 미국 특허출원 공개공보 2015/0004544A1호의 단락 [0210]~[0235], 미국 특허출원 공개공보 2016/0237190A1호의 단락 [0424]~[0426], 및 미국 특허출원 공개공보 2016/0274458A1호의 단락 [0357]~[0366]에 개시된 공지의 용제를 적합하게 사용할 수 있다. 조성물을 조제할 때에 사용할 수 있는 용제로서는, 예를 들면 알킬렌글라이콜모노알킬에터카복실레이트, 알킬렌글라이콜모노알킬에터, 락트산 알킬에스터, 알콕시프로피온산 알킬, 환상 락톤(바람직하게는 탄소수 4~10), 환을 가져도 되는 모노케톤 화합물(바람직하게는 탄소수 4~10), 알킬렌카보네이트, 알콕시아세트산 알킬, 및 피루브산 알킬 등의 유기 용제를 들 수 있다.The composition of the present invention preferably contains a solvent. In the composition of the present invention, known resist solvents can be appropriately used. For example, paragraphs [0665] to [0670] of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1, paragraphs [0210] to [0235] of US Patent Application Publication No. 2015/0004544A1, and paragraphs of US Patent Application Publication No. 2016/0237190A1. Known solvents disclosed in paragraphs [0424] to [0426], and paragraphs [0357] to [0366] of US Patent Application Publication No. 2016/0274458A1 can be suitably used. Solvents that can be used when preparing the composition include, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactic acid ester, alkoxypropionic acid alkyl, and cyclic lactone (preferably cyclic lactone with 4 carbon atoms). to 10), monoketone compounds that may have a ring (preferably having 4 to 10 carbon atoms), alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetate, and alkyl pyruvate.

유기 용제로서, 구조 내에 수산기를 갖는 용제와, 수산기를 갖지 않는 용제를 혼합한 혼합 용제를 사용해도 된다. 수산기를 갖는 용제, 및 수산기를 갖지 않는 용제로서는, 상술한 예시 화합물을 적절히 선택할 수 있지만, 수산기를 포함하는 용제로서는, 알킬렌글라이콜모노알킬에터, 또는 락트산 알킬 등이 바람직하고, 프로필렌글라이콜모노메틸에터(PGME), 프로필렌글라이콜모노에틸에터(PGEE), 2-하이드록시아이소뷰티르산 메틸, 또는 락트산 에틸이 보다 바람직하다. 또, 수산기를 갖지 않는 용제로서는, 알킬렌글라이콜모노알킬에터아세테이트, 알킬알콕시프로피오네이트, 환을 갖고 있어도 되는 모노케톤 화합물, 환상 락톤, 또는 아세트산 알킬 등이 바람직하고, 이들 중에서도, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트(PGMEA), 에틸에톡시프로피오네이트, 2-헵탄온, γ-뷰티로락톤, 사이클로헥산온, 사이클로펜탄온 또는 아세트산 뷰틸이 보다 바람직하며, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트, γ-뷰티로락톤, 에틸에톡시프로피오네이트, 사이클로헥산온, 사이클로펜탄온 또는 2-헵탄온이 더 바람직하다. 수산기를 갖지 않는 용제로서는, 프로필렌카보네이트도 바람직하다. 수산기를 갖는 용제와 수산기를 갖지 않는 용제의 혼합비(질량비)는, 1/99~99/1이며, 10/90~90/10이 바람직하고, 20/80~60/40이 보다 바람직하다. 수산기를 갖지 않는 용제를 50질량% 이상 함유하는 혼합 용제가, 도포 균일성의 점에서 바람직하다. 용제는, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트를 함유하는 것이 바람직하고, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 단독 용제여도 되며, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트를 함유하는 2종류 이상의 혼합 용제여도 된다.As an organic solvent, a mixed solvent may be used in which a solvent having a hydroxyl group in the structure and a solvent not having a hydroxyl group are mixed. As the solvent having a hydroxyl group and the solvent not having a hydroxyl group, the above-mentioned exemplary compounds can be appropriately selected. As the solvent containing a hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate, etc. are preferable, and propylene glycol Colmonomethyl ether (PGME), propylene glycol monoethyl ether (PGEE), methyl 2-hydroxyisobutyrate, or ethyl lactate are more preferred. Moreover, as a solvent without a hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether acetate, alkylalkoxypropionate, monoketone compounds which may have a ring, cyclic lactone, or alkyl acetate are preferable, and among these, propylene glycol. Lycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, cyclopentanone or butyl acetate are more preferred, and propylene glycol monomethyl Etheracetate, γ-butyrolactone, ethyl ethoxypropionate, cyclohexanone, cyclopentanone or 2-heptanone are more preferred. As a solvent without a hydroxyl group, propylene carbonate is also preferable. The mixing ratio (mass ratio) of the solvent having a hydroxyl group and the solvent not having a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, and more preferably 20/80 to 60/40. A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent without a hydroxyl group is preferable from the viewpoint of application uniformity. The solvent preferably contains propylene glycol monomethyl ether acetate, and may be a sole solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate, or a mixed solvent of two or more types containing propylene glycol monomethyl ether acetate. It's okay.

<계면활성제><Surfactant>

본 발명의 조성물은, 계면활성제를 함유하는 것이 바람직하다. 계면활성제를 함유하는 경우, 불소계 및/또는 실리콘계 계면활성제(구체적으로는, 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 또는 불소 원자와 규소 원자의 양방을 갖는 계면활성제)가 바람직하다.The composition of the present invention preferably contains a surfactant. When containing a surfactant, a fluorine-based and/or silicon-based surfactant (specifically, a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, or a surfactant having both a fluorine atom and a silicon atom) is preferable.

본 발명의 조성물이 계면활성제를 함유함으로써, 250nm 이하, 특히 220nm 이하의 노광 광원을 사용한 경우에, 양호한 감도 및 해상도로, 밀착성 및 현상 결함이 적은 패턴을 얻을 수 있다. 불소계 및/또는 실리콘계 계면활성제로서, 미국 특허출원 공개공보 제2008/0248425호의 단락 [0276]에 기재된 계면활성제를 들 수 있다. 또, 미국 특허출원 공개공보 제2008/0248425호의 단락 [0280]에 기재된, 불소계 및/또는 실리콘계 계면활성제 이외의 다른 계면활성제를 사용할 수도 있다.Because the composition of the present invention contains a surfactant, when an exposure light source of 250 nm or less, especially 220 nm or less, is used, a pattern with good sensitivity and resolution and less adhesion and development defects can be obtained. As fluorine-based and/or silicone-based surfactants, the surfactants described in paragraph [0276] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425 can be mentioned. Additionally, other surfactants other than the fluorine-based and/or silicone-based surfactants described in paragraph [0280] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425 can also be used.

이들 계면활성제는 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 본 발명의 조성물이 계면활성제를 함유하는 경우, 계면활성제의 함유량은, 조성물의 전고형분에 대하여, 0.0001~2질량%가 바람직하고, 0.0005~1질량%가 보다 바람직하다. 한편, 계면활성제의 함유량이, 조성물의 전고형분에 대하여 10ppm(parts per million) 이상으로 함으로써, 소수성 수지의 표면 편재성이 상승한다. 그로써, 감활성광선성 또는 감방사선성막의 표면을 보다 소수적으로 할 수 있어, 액침 노광시의 물 추종성이 향상된다.These surfactants may be used individually, or two or more types may be used in combination. When the composition of the present invention contains a surfactant, the content of the surfactant is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.0005 to 1% by mass, based on the total solid content of the composition. On the other hand, by setting the surfactant content to 10 ppm (parts per million) or more based on the total solid content of the composition, the surface localization of the hydrophobic resin increases. As a result, the surface of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film can be made more hydrophobic, and water followability during liquid immersion exposure is improved.

<수지 (J)><Suzy (J)>

본 발명의 조성물은 페놀성 수산기를 갖는 알칼리 가용성 수지 (J)("수지 (J)"라고도 함)를 함유해도 된다. 수지 (J)는, 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위를 함유하는 것이 바람직하다. 이 경우, 전형적으로는, 네거티브형 패턴이 적합하게 형성된다. 수지 (J)는, 상술한 산분해성기를 함유하고 있어도 된다.The composition of the present invention may contain an alkali-soluble resin (J) (also referred to as “resin (J)”) having a phenolic hydroxyl group. The resin (J) preferably contains a repeating unit having a phenolic hydroxyl group. In this case, typically a negative pattern is suitably formed. Resin (J) may contain the acid-decomposable group described above.

수지 (J)가 함유하는 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위로서는 특별히 한정되지 않지만, 하기 일반식 (II)로 나타나는 반복 단위인 것이 바람직하다.The repeating unit containing the phenolic hydroxyl group contained in the resin (J) is not particularly limited, but is preferably a repeating unit represented by the following general formula (II).

[화학식 60][Formula 60]

Figure 112021018467957-pct00060
Figure 112021018467957-pct00060

일반식 (II) 중,In general formula (II),

R2는, 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기(바람직하게는 메틸기), 또는 할로젠 원자(바람직하게는 불소 원자)를 나타낸다.R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group (preferably a methyl group) which may have a substituent, or a halogen atom (preferably a fluorine atom).

B'는, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.B' represents a single bond or a divalent linking group.

Ar'은, 방향환기를 나타낸다.Ar' represents an aromatic ring group.

m은 1 이상의 정수를 나타낸다. 수지 (J)는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 본 발명의 조성물의 전고형분 중의 수지 (J)의 함유량은, 일반적으로 30질량% 이상이며, 40질량% 이상이 바람직하고, 50질량% 이상이 보다 바람직하다. 상한은 특별히 제한되지 않지만, 99질량% 이하가 바람직하고, 90질량% 이하가 보다 바람직하며, 85질량% 이하가 더 바람직하다. 수지 (J)로서는, 미국 특허출원 공개공보 2016/0282720A1호의 단락 [0142]~[0347]에 개시된 수지를 적합하게 이용할 수 있다.m represents an integer of 1 or more. Resin (J) may be used individually or in combination of two or more types. The content of resin (J) in the total solid content of the composition of the present invention is generally 30% by mass or more, preferably 40% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 99% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and even more preferably 85% by mass or less. As the resin (J), the resin disclosed in paragraphs [0142] to [0347] of US Patent Application Publication No. 2016/0282720A1 can be suitably used.

(그 외의 첨가제)(Other additives)

본 발명의 조성물은, 산증식제, 염료, 가소제, 광증감제, 광흡수제, 알칼리 가용성 수지, 용해 저지제, 또는 용해 촉진제 등을 더 함유해도 된다. 가소제로서는, 예를 들면 폴리알킬렌글라이콜(옥시알킬렌 단위 중의 탄소수로서는, 2~6이 바람직하고, 2~3이 보다 바람직하며, 평균 부가수로서는, 2~10이 바람직하고, 2~6이 보다 바람직함)을 들 수 있다. 가소제로서 구체적으로는, 예를 들면 하기의 것을 들 수 있다.The composition of the present invention may further contain an acid increasing agent, dye, plasticizer, photosensitizer, light absorber, alkali-soluble resin, dissolution inhibitor, or dissolution accelerator. As a plasticizer, for example, polyalkylene glycol (the number of carbon atoms in the oxyalkylene unit is preferably 2 to 6, more preferably 2 to 3, and the average number of additions is preferably 2 to 10, and 2 to 6 more preferable). Specific examples of plasticizers include the following.

[화학식 61][Formula 61]

Figure 112021018467957-pct00061
Figure 112021018467957-pct00061

이들 가소제는 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 본 발명의 조성물이 가소제를 함유하는 경우, 가소제의 함유량은, 조성물의 전고형분에 대하여, 0.01~20질량%가 바람직하고, 1~15질량%가 보다 바람직하다.These plasticizers may be used individually, or two or more types may be used in combination. When the composition of the present invention contains a plasticizer, the content of the plasticizer is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 1 to 15% by mass, based on the total solid content of the composition.

<조제 방법><Preparation method>

본 발명의 조성물의 고형분 농도는, 10질량% 이상인 것이 바람직하고, 그 상한은, 통상 50질량% 정도인 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물의 고형분 농도로서는, 그중에서도, 25~50질량%가 보다 바람직하며, 30~50질량%가 더 바람직하다. 고형분 농도란, 조성물의 총 질량에 대한, 용제를 제외한 다른 레지스트 성분의 질량의 질량 백분율이다.The solid content concentration of the composition of the present invention is preferably 10% by mass or more, and the upper limit is usually about 50% by mass. As a solid content concentration of the composition of this invention, 25-50 mass % is especially preferable, and 30-50 mass % is still more preferable. Solid content concentration is the mass percentage of the mass of other resist components excluding the solvent relative to the total mass of the composition.

또한, 본 발명의 조성물로 이루어지는 감활성광선성 또는 감방사선성막(레지스트막)의 막두께는, 1μm 이상인 것이 바람직하고, 가공단수를 늘리고, 이온 주입 내성을 향상시키는 등의 목적으로부터, 3μm 이상이 바람직하며, 5μm 이상이 보다 바람직하고, 10μm 이상이 더 바람직하다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 100μm 이하이다. 또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 조성물로부터 패턴을 형성할 수 있다. 형성되는 패턴의 막두께는, 1μm 이상인 것이 바람직하고, 가공단수를 늘리고, 이온 주입 내성을 향상시키는 등의 목적으로부터, 3μm 이상이 바람직하며, 5μm 이상이 보다 바람직하고, 10μm 이상이 더 바람직하다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 100μm 이하이다.In addition, the film thickness of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film (resist film) made of the composition of the present invention is preferably 1 μm or more, and for purposes such as increasing the number of processing stages and improving ion implantation resistance, it is 3 μm or more. It is preferable, 5 μm or more is more preferable, and 10 μm or more is more preferable. The upper limit is not particularly limited, but is, for example, 100 μm or less. Additionally, as described later, patterns can be formed from the composition of the present invention. The film thickness of the formed pattern is preferably 1 μm or more, and for purposes such as increasing the number of processing stages and improving ion implantation resistance, it is preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and still more preferably 10 μm or more. The upper limit is not particularly limited, but is, for example, 100 μm or less.

본 발명의 조성물은, 상기의 성분을 소정의 유기 용제, 바람직하게는 상기 혼합 용제에 용해하고, 이것을 필터 여과한 후, 소정의 지지체(기판) 상에 도포하여 이용한다. 필터 여과에 이용하는 필터의 포어 사이즈는 0.1μm 이하가 바람직하고, 0.05μm 이하가 보다 바람직하며, 0.03μm 이하가 더 바람직하다. 또, 본 발명의 조성물의 고형분 농도가 높은 경우(예를 들면, 25질량% 이상)는, 필터 여과에 이용하는 필터의 포어 사이즈는 3μm 이하가 바람직하고, 0.5μm 이하가 보다 바람직하며, 0.3μm 이하가 더 바람직하다. 이 필터는, 폴리테트라플루오로에틸렌제, 폴리에틸렌제, 또는 나일론제의 것이 바람직하다. 필터 여과에 있어서는, 예를 들면 일본 특허출원 공개공보 제2002-062667호(일본 공개특허공보 2002-062667)에 개시되는 바와 같이, 순환적인 여과를 행해도 되고, 복수 종류의 필터를 직렬 또는 병렬로 접속하여 여과를 행해도 된다. 또, 조성물을 복수 회 여과해도 된다. 또한, 필터 여과의 전후로, 조성물에 대하여 탈기 처리 등을 행해도 된다.The composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined organic solvent, preferably the mixed solvent, filtering the solution, and then applying it onto a predetermined support (substrate). The pore size of the filter used for filter filtration is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, and even more preferably 0.03 μm or less. Moreover, when the solid content concentration of the composition of the present invention is high (for example, 25% by mass or more), the pore size of the filter used for filter filtration is preferably 3 μm or less, more preferably 0.5 μm or less, and 0.3 μm or less. is more preferable. This filter is preferably made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon. In filter filtration, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2002-062667, circular filtration may be performed, or multiple types of filters may be connected in series or parallel. You may connect and perform filtration. Additionally, the composition may be filtered multiple times. Additionally, before or after filter filtration, the composition may be subjected to degassing treatment or the like.

본 발명의 조성물은, 점도가 100~500mPa·s인 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물의 점도는, 도포성이 보다 우수한 점에서, 100~300mPa·s가 보다 바람직하다. 또한, 점도는, E형 점도계에 의하여 측정할 수 있다.The composition of the present invention preferably has a viscosity of 100 to 500 mPa·s. The viscosity of the composition of the present invention is more preferably 100 to 300 mPa·s because of its superior applicability. Additionally, viscosity can be measured using an E-type viscometer.

<용도><Use>

본 발명의 조성물은, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 반응하여 성질이 변화하는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명의 조성물은, IC(Integrated Circuit) 등의 반도체 제조 공정, 액정 혹은 서멀 헤드 등의 회로 기판의 제조, 임프린트용 몰드 구조체의 제작, 그 외의 포토패브리케이션 공정, 또는 평판 인쇄판, 혹은 산경화성 조성물의 제조에 사용되는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 있어서 형성되는 패턴은, 에칭 공정, 이온 임플랜테이션 공정, 범프 전극 형성 공정, 재배선 형성 공정, 및 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 등에 있어서 사용할 수 있다.The composition of the present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition whose properties change in response to irradiation of actinic rays or radiation. More specifically, the composition of the present invention can be used in semiconductor manufacturing processes such as ICs (Integrated Circuits), manufacturing of circuit boards such as liquid crystal or thermal heads, manufacturing of mold structures for imprinting, other photofabrication processes, or flat printing plates. , or relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition used in the production of an acid-curable composition. The pattern formed in the present invention can be used in an etching process, an ion implantation process, a bump electrode formation process, a rewiring formation process, and MEMS (Micro Electro Mechanical Systems).

〔패턴 형성 방법〕〔Pattern formation method〕

본 발명은 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 사용한 패턴 형성 방법에도 관한 것이다. 이하, 본 발명의 패턴 형성 방법에 대하여 설명한다. 또, 패턴 형성 방법의 설명과 함께, 본 발명의 감활성광선성 또는 감방사선성막에 대해서도 설명한다.The present invention also relates to a pattern formation method using the above actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. Hereinafter, the pattern forming method of the present invention will be described. In addition, along with explanation of the pattern formation method, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film of the present invention will also be explained.

본 발명의 패턴 형성 방법은,The pattern forming method of the present invention,

(i) 상술한 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 의하여 레지스트막(감활성광선성 또는 감방사선성막)을 지지체 상에 형성하는 공정(레지스트막 형성 공정),(i) a step of forming a resist film (actinic ray sensitive or radiation sensitive film) on a support using the above-described actinic ray sensitive or radiation sensitive resin composition (resist film forming step),

(ii) 상기 레지스트막을 노광하는(활성광선 또는 방사선을 조사하는) 공정(노광 공정), 및(ii) a process of exposing the resist film (irradiating actinic light or radiation) (exposure process), and

(iii) 상기 노광된 레지스트막을, 현상액을 사용하여 현상하는 공정(현상 공정)을 갖는다.(iii) A step of developing the exposed resist film using a developing solution (development step).

본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 (i)~(iii)의 공정을 포함하고 있으면 특별히 한정되지 않으며, 하기의 공정을 더 갖고 있어도 된다. 본 발명의 패턴 형성 방법은, (ii) 노광 공정에 있어서의 노광 방법이, 액침 노광이어도 된다. 본 발명의 패턴 형성 방법은, (ii) 노광 공정 전에, (iv) 전가열(PB: PreBake) 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 패턴 형성 방법은, (ii) 노광 공정 후이며, 또한 (iii) 현상 공정 전에, (v) 노광 후 가열(PEB: Post Exposure Bake) 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 패턴 형성 방법은, (ii) 노광 공정을, 복수 회 포함하고 있어도 된다. 본 발명의 패턴 형성 방법은, (iv) 전가열 공정을, 복수 회 포함하고 있어도 된다. 본 발명의 패턴 형성 방법은, (v) 노광 후 가열 공정을, 복수 회 포함하고 있어도 된다.The pattern forming method of the present invention is not particularly limited as long as it includes the steps (i) to (iii) above, and may further include the following steps. In the pattern forming method of the present invention, the exposure method in the exposure step (ii) may be liquid immersion exposure. The pattern forming method of the present invention preferably includes (iv) a pre-heating (PB: PreBake) process before (ii) the exposure process. The pattern forming method of the present invention preferably includes a (v) post exposure baking (PEB) process (ii) after the exposure process and (iii) before the development process. The pattern formation method of the present invention may include the (ii) exposure step multiple times. The pattern forming method of the present invention may include the (iv) preheating step multiple times. The pattern forming method of the present invention may include (v) the post-exposure heating step multiple times.

본 발명의 패턴 형성 방법에 있어서, 상술한 (i) 레지스트막 형성 공정, (ii) 노광 공정, 및 (iii) 현상 공정은, 일반적으로 알려져 있는 방법에 의하여 행할 수 있다. 본 발명의 패턴 형성 방법에 있어서, (i) 레지스트막 형성 공정에서 기판 상에 형성되는 감활성광선성 또는 감방사선성막의 막두께는, 상술과 같이, 1μm 이상인 것이 바람직하고, 3μm 이상이 보다 바람직하며, 5μm 이상이 더 바람직하고, 10μm 이상이 특히 바람직하다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 100μm 이하이다. 또, 필요에 따라, 레지스트막과 지지체의 사이에 레지스트 하층막(예를 들면, SOG(Spin On Glass), SOC(Spin On Carbon), 및 반사 방지막)을 형성해도 된다. 레지스트 하층막을 구성하는 재료로서는, 공지의 유기계 또는 무기계의 재료를 적절히 이용할 수 있다. 레지스트막의 상층에, 보호막(톱 코트)을 형성해도 된다. 보호막으로서는, 공지의 재료를 적절히 이용할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 제2007/0178407호, 미국 특허출원 공개공보 제2008/0085466호, 미국 특허출원 공개공보 제2007/0275326호, 미국 특허출원 공개공보 제2016/0299432호, 미국 특허출원 공개공보 제2013/0244438호, 국제 특허출원 공개공보 제2016/157988A호에 개시된 보호막 형성용 조성물을 적합하게 사용할 수 있다. 보호막 형성용 조성물로서는, 상술한 산확산 제어제를 함유하는 것이 바람직하다. 상술한 소수성 수지를 함유하는 레지스트막의 상층에 보호막을 형성해도 된다.In the pattern formation method of the present invention, the above-described (i) resist film formation process, (ii) exposure process, and (iii) development process can be performed by generally known methods. In the pattern formation method of the present invention, the film thickness of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film formed on the substrate in the (i) resist film formation step is preferably 1 μm or more, and more preferably 3 μm or more, as described above. 5μm or more is more preferable, and 10μm or more is especially preferable. The upper limit is not particularly limited, but is, for example, 100 μm or less. Additionally, if necessary, a resist underlayer film (for example, SOG (Spin On Glass), SOC (Spin On Carbon), and anti-reflection film) may be formed between the resist film and the support. As the material constituting the resist underlayer film, known organic or inorganic materials can be appropriately used. A protective film (top coat) may be formed on the upper layer of the resist film. As the protective film, known materials can be appropriately used. For example, US Patent Application Publication No. 2007/0178407, US Patent Application Publication No. 2008/0085466, US Patent Application Publication No. 2007/0275326, US Patent Application Publication No. 2016/0299432, US Patents The composition for forming a protective film disclosed in Application Publication No. 2013/0244438 and International Patent Application Publication No. 2016/157988A can be suitably used. The composition for forming a protective film preferably contains the acid diffusion control agent described above. A protective film may be formed on the upper layer of the resist film containing the above-mentioned hydrophobic resin.

지지체는, 특별히 한정되는 것이 아니며, IC 등의 반도체의 제조 공정, 또는 액정 혹은 서멀 헤드 등의 회로 기판의 제조 공정 외에, 그 외의 포토패브리케이션의 리소그래피 공정 등에서 일반적으로 사용되는 기판을 이용할 수 있다. 지지체의 구체예로서는, 실리콘, SiO2, 및 SiN 등의 무기 기판 등을 들 수 있다.The support is not particularly limited, and a substrate commonly used in the manufacturing process of semiconductors such as ICs, the manufacturing process of circuit boards such as liquid crystal or thermal heads, and other lithography processes of photofabrication can be used. Specific examples of the support include inorganic substrates such as silicon, SiO 2 , and SiN.

가열 온도는, (iv) 전가열 공정 및 (v) 노광 후 가열 공정 중 어느 것에 있어서도, 70~150℃가 바람직하고, 70~130℃가 보다 바람직하며, 80~130℃가 더 바람직하고, 80~120℃가 가장 바람직하다. 가열 시간은, (iv) 전가열 공정 및 (v) 노광 후 가열 공정 중 어느 것에 있어서도, 30~300초가 바람직하고, 30~180초가 보다 바람직하며, 30~90초가 더 바람직하다. 가열은, 노광 장치 및 현상 장치에 구비되어 있는 수단으로 행할 수 있으며, 핫플레이트 등을 이용하여 행해도 된다.The heating temperature is preferably 70 to 150°C, more preferably 70 to 130°C, more preferably 80 to 130°C, in either the (iv) pre-heating process and (v) the post-exposure heating process. ~120°C is most preferred. The heating time is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, and further preferably 30 to 90 seconds in any of the (iv) pre-heating process and (v) post-exposure heating process. Heating can be performed by means provided in the exposure apparatus and the developing apparatus, and may be performed using a hot plate or the like.

노광 공정에 사용되는 광원 파장에 제한은 없지만, 예를 들면 적외광, 가시광, 자외광, 원자외광, 극자외광(EUV), X선, 및 전자선 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 원자외광이 바람직하며, 그 파장은 1~300nm가 바람직하고, 100~300nm가 보다 바람직하며, 200~300nm가 더 바람직하다. 구체적으로는, KrF 엑시머 레이저(248nm), ArF 엑시머 레이저(193nm), F2 엑시머 레이저(157nm), X선, EUV(13nm), 및 전자선 등이며, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저, EUV 또는 전자선이 바람직하고, KrF 엑시머 레이저가 보다 바람직하다.There is no limitation on the light source wavelength used in the exposure process, but examples include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultraviolet light (EUV), X-rays, and electron beams. Among these, far ultraviolet light is preferable, and its wavelength is preferably 1 to 300 nm, more preferably 100 to 300 nm, and even more preferably 200 to 300 nm. Specifically, they are KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, EUV (13 nm), and electron beam, and KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV or electron beam. This is preferable, and the KrF excimer laser is more preferable.

(iii) 현상 공정에 있어서는, 알칼리 현상액이어도 되고, 유기 용제를 함유하는 현상액(이하, 유기계 현상액이라고도 함)이어도 된다.(iii) In the development step, an alkaline developer may be used, or a developer containing an organic solvent (hereinafter also referred to as an organic developer) may be used.

알칼리 현상액으로서는, 통상 테트라메틸암모늄하이드록사이드로 대표되는 4급 암모늄염이 이용되지만, 이외에도 무기 알칼리, 1~3급 아민, 알코올 아민, 및 환상 아민 등의 알칼리 수용액도 사용 가능하다. 또한, 상기 알칼리 현상액은, 알코올류, 및/또는 계면활성제를 적당량 함유하고 있어도 된다. 알칼리 현상액의 알칼리 농도는, 통상 0.1~20질량%이다. 알칼리 현상액의 pH는, 통상 10~15이다. 알칼리 현상액을 사용하여 현상을 행하는 시간은, 통상 10~300초이다. 알칼리 현상액의 알칼리 농도, pH, 및 현상 시간은, 형성하는 패턴에 따라, 적절히 조정할 수 있다.As an alkaline developer, a quaternary ammonium salt represented by tetramethylammonium hydroxide is usually used, but alkaline aqueous solutions such as inorganic alkalis, primary to tertiary amines, alcohol amines, and cyclic amines can also be used. Additionally, the alkaline developer may contain an appropriate amount of alcohol and/or surfactant. The alkali concentration of the alkaline developer is usually 0.1 to 20 mass%. The pH of the alkaline developer is usually 10 to 15. The development time using an alkaline developer is usually 10 to 300 seconds. The alkaline concentration, pH, and development time of the alkaline developer can be adjusted appropriately depending on the pattern to be formed.

유기계 현상액은, 케톤계 용제, 에스터계 용제, 알코올계 용제, 아마이드계 용제, 에터계 용제, 및 탄화 수소계 용제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유기 용제를 함유하는 현상액인 것이 바람직하다.The organic developer is preferably a developer containing at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone-based solvents, ester-based solvents, alcohol-based solvents, amide-based solvents, ether-based solvents, and hydrocarbon-based solvents.

케톤계 용제로서는, 예를 들면 1-옥탄온, 2-옥탄온, 1-노난온, 2-노난온, 아세톤, 2-헵탄온(메틸아밀케톤), 4-헵탄온, 1-헥산온, 2-헥산온, 다이아이소뷰틸케톤, 사이클로헥산온, 메틸사이클로헥산온, 페닐아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸아이소뷰틸케톤, 아세틸아세톤, 아세톤일아세톤, 아이오논, 다이아세톤일알코올, 아세틸카비놀, 아세토페논, 메틸나프틸케톤, 아이소포론, 및 프로필렌카보네이트 등을 들 수 있다.Examples of ketone solvents include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 2-heptanone (methyl amyl ketone), 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone, acetonyl acetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetyl carbinol, Acetophenone, methylnaphthyl ketone, isophorone, and propylene carbonate can be mentioned.

에스터계 용제로서는, 예를 들면 아세트산 메틸, 아세트산 뷰틸, 아세트산 에틸, 아세트산 아이소프로필, 아세트산 펜틸, 아세트산 아이소펜틸, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트, 에틸렌글라이콜모노에틸에터아세테이트, 다이에틸렌글라이콜모노뷰틸에터아세테이트, 다이에틸렌글라이콜모노에틸에터아세테이트, 에틸-3-에톡시프로피오네이트, 3-메톡시뷰틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시뷰틸아세테이트, 폼산 메틸, 폼산 에틸, 폼산 뷰틸, 폼산 프로필, 락트산 에틸, 락트산 뷰틸, 락트산 프로필, 뷰탄산 뷰틸, 2-하이드록시아이소뷰티르산 메틸, 아이소뷰티르산 아이소뷰틸, 및 프로피온산 뷰틸 등을 들 수 있다.Examples of ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, pentyl acetate, isopentyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, and 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, butyl butanoate, methyl 2-hydroxyisobutyrate, isobutyl isobutyrate, and butyl propionate.

알코올계 용제, 아마이드계 용제, 에터계 용제, 및 탄화 수소계 용제로서는, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 [0715]~[0718]에 개시된 용제를 사용할 수 있다.As the alcohol-based solvent, amide-based solvent, ether-based solvent, and hydrocarbon-based solvent, the solvents disclosed in paragraphs [0715] to [0718] of U.S. Patent Application Publication No. 2016/0070167A1 can be used.

상기의 용제는, 복수 혼합해도 되고, 상기 이외의 용제 또는 물과 혼합해도 된다. 현상액 전체로서의 함수율은, 50질량% 미만이 바람직하고, 20질량% 미만이 보다 바람직하며, 10질량% 미만이 더 바람직하고, 실질적으로 수분을 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다. 유기계 현상액에 대한 유기 용제의 함유량은, 현상액의 전체량에 대하여, 50~100질량%가 바람직하고, 80~100질량%가 보다 바람직하며, 90~100질량%가 더 바람직하고, 95~100질량%가 특히 바람직하다.The above solvent may be mixed in plural quantities, or may be mixed with solvents other than the above or water. The moisture content of the entire developing solution is preferably less than 50% by mass, more preferably less than 20% by mass, more preferably less than 10% by mass, and it is especially preferable that it contains substantially no moisture. The content of the organic solvent in the organic developer is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, more preferably 90 to 100% by mass, and 95 to 100% by mass, relative to the total amount of the developer. % is particularly preferred.

유기계 현상액은, 필요에 따라 공지의 계면활성제를 적당량 함유하고 있어도 된다.The organic developer may contain an appropriate amount of a known surfactant as needed.

계면활성제의 함유량은 현상액의 전체량에 대하여, 통상 0.001~5질량%이며, 0.005~2질량%가 바람직하고, 0.01~0.5질량%가 보다 바람직하다.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, relative to the total amount of the developer.

유기계 현상액은, 상술한 산확산 제어제를 함유하고 있어도 된다.The organic developer may contain the acid diffusion control agent described above.

현상 방법으로서는, 예를 들면 현상액이 채워진 조(槽) 내에 기판을 일정 시간 침지하는 방법(딥법), 기판 표면에 현상액을 표면 장력에 의하여 융기시켜 일정 시간 정치하는 방법(퍼들법), 기판 표면에 현상액을 분무하는 방법(스프레이법), 또는 일정 속도로 회전하고 있는 기판 상에 일정 속도로 현상액 토출 노즐을 스캔하면서 현상액을 계속해서 토출하는 방법(다이나믹 디스펜스법) 등을 들 수 있다.Development methods include, for example, a method of immersing a substrate in a tank filled with a developing solution for a certain period of time (dip method), a method of raising the developer on the surface of the substrate by surface tension and allowing it to stand for a certain period of time (puddle method), Examples include a method of spraying the developer (spray method), or a method of continuously discharging the developer while scanning the developer discharge nozzle at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method).

알칼리 수용액을 사용하여 현상을 행하는 공정(알칼리 현상 공정), 및 유기 용제를 함유하는 현상액을 사용하여 현상하는 공정(유기 용제 현상 공정)을 조합해도 된다. 이로써, 중간적인 노광 강도의 영역만을 용해시키지 않고 패턴 형성을 행할 수 있으므로, 보다 미세한 패턴을 형성할 수 있다.You may combine the process of developing using an aqueous alkaline solution (alkaline developing process) and the process of developing using a developing solution containing an organic solvent (organic solvent developing process). As a result, pattern formation can be performed without dissolving only areas of intermediate exposure intensity, and thus a finer pattern can be formed.

(iii) 현상 공정 후에, 린스액을 사용하여 세정하는 공정(린스 공정)을 포함하는 것이 바람직하다.(iii) After the development process, it is preferable to include a process of washing using a rinse solution (rinsing process).

알칼리 현상액을 사용한 현상 공정 후의 린스 공정에 사용하는 린스액은, 예를 들면 순수를 사용할 수 있다. 순수는, 계면활성제를 적당량 함유하고 있어도 된다. 이 경우, 현상 공정 또는 린스 공정 후에, 패턴 상에 부착되어 있는 현상액 또는 린스액을 초임계 유체에 의하여 제거하는 처리를 추가해도 된다. 또한, 린스 처리 또는 초임계 유체에 의한 처리 후, 패턴 중에 잔존하는 수분을 제거하기 위하여 가열 처리를 행해도 된다.The rinse liquid used in the rinse process after the development process using an alkaline developer can be, for example, pure water. Pure water may contain an appropriate amount of surfactant. In this case, after the developing process or rinsing process, a process of removing the developing solution or rinsing solution adhering to the pattern using a supercritical fluid may be added. Additionally, after rinsing or treatment with supercritical fluid, heat treatment may be performed to remove moisture remaining in the pattern.

유기 용제를 함유하는 현상액을 사용한 현상 공정 후의 린스 공정에 사용하는 린스액은, 패턴을 용해하지 않는 것이면 특별히 제한은 없으며, 일반적인 유기 용제를 함유하는 용액을 사용할 수 있다. 린스액으로서는, 탄화 수소계 용제, 케톤계 용제, 에스터계 용제, 알코올계 용제, 아마이드계 용제, 및 에터계 용제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유기 용제를 함유하는 린스액을 사용하는 것이 바람직하다. 탄화 수소계 용제, 케톤계 용제, 에스터계 용제, 알코올계 용제, 아마이드계 용제, 및 에터계 용제의 구체예로서는, 유기 용제를 함유하는 현상액에 있어서 설명한 것과 동일한 것을 들 수 있다. 이 경우의 린스 공정에 사용하는 린스액으로서는, 1가 알코올을 함유하는 린스액이 보다 바람직하다.The rinse solution used in the rinse step after the development step using a developer containing an organic solvent is not particularly limited as long as it does not dissolve the pattern, and a solution containing a general organic solvent can be used. As the rinse liquid, it is recommended to use a rinse liquid containing at least one organic solvent selected from the group consisting of hydrocarbon-based solvents, ketone-based solvents, ester-based solvents, alcohol-based solvents, amide-based solvents, and ether-based solvents. desirable. Specific examples of hydrocarbon-based solvents, ketone-based solvents, ester-based solvents, alcohol-based solvents, amide-based solvents, and ether-based solvents include those similar to those described for the developer containing an organic solvent. As a rinse liquid used in the rinse step in this case, a rinse liquid containing a monohydric alcohol is more preferable.

린스 공정에서 사용되는 1가 알코올로서는, 직쇄상, 분기쇄상, 또는 환상의 1가 알코올을 들 수 있다. 구체적으로는, 1-뷰탄올, 2-뷰탄올, 3-메틸-1-뷰탄올, tert-뷰틸알코올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 1-헥산올, 4-메틸-2-펜탄올, 1-헵탄올, 1-옥탄올, 2-헥산올, 사이클로펜탄올, 2-헵탄올, 2-옥탄올, 3-헥산올, 3-헵탄올, 3-옥탄올, 4-옥탄올, 및 메틸아이소뷰틸카비놀을 들 수 있다. 탄소수 5 이상의 1가 알코올로서는, 1-헥산올, 2-헥산올, 4-메틸-2-펜탄올, 1-펜탄올, 3-메틸-1-뷰탄올, 및 메틸아이소뷰틸카비놀 등을 들 수 있다.Monohydric alcohols used in the rinse process include linear, branched, or cyclic monohydric alcohols. Specifically, 1-butanol, 2-butanol, 3-methyl-1-butanol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 4-methyl-2-pentane. Ol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, cyclopentanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol , and methylisobutylcarbinol. Examples of monohydric alcohols having 5 or more carbon atoms include 1-hexanol, 2-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-pentanol, 3-methyl-1-butanol, and methylisobutylcarbinol. You can.

각 성분은, 복수 혼합해도 되고, 상기 이외의 유기 용제와 혼합하여 사용해도 된다. 린스액 중의 함수율은, 10질량% 이하가 바람직하고, 5질량% 이하가 보다 바람직하며, 3질량% 이하가 더 바람직하다. 함수율을 10질량% 이하로 함으로써, 양호한 현상 특성이 얻어진다.Each component may be mixed in plural quantities or may be used by mixing with organic solvents other than those mentioned above. The moisture content in the rinse liquid is preferably 10 mass% or less, more preferably 5 mass% or less, and even more preferably 3 mass% or less. By setting the moisture content to 10% by mass or less, good developing characteristics are obtained.

린스액은, 계면활성제를 적당량 함유하고 있어도 된다. 린스 공정에 있어서는, 유기계 현상액을 사용하는 현상을 행한 기판을, 유기 용제를 함유하는 린스액을 사용하여 세정 처리한다. 세정 처리의 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 일정 속도로 회전하고 있는 기판 상에 린스액을 계속해서 토출하는 방법(회전 도포법), 린스액이 채워진 조 내에 기판을 일정 시간 침지하는 방법(딥법), 또는 기판 표면에 린스액을 분무하는 방법(스프레이법) 등을 들 수 있다. 그중에서도, 회전 도포법으로 세정 처리를 행하고, 세정 후에 기판을 2,000~4,000rpm(revolution per minute)의 회전수로 회전시켜, 린스액을 기판 상으로부터 제거하는 것이 바람직하다. 또, 린스 공정 후에 가열 공정(Post Bake)을 포함하는 것도 바람직하다. 이 가열 공정에 의하여 패턴 간 및 패턴 내부에 잔류한 현상액 및 린스액이 제거된다. 린스 공정 후의 가열 공정에 있어서, 가열 온도는 통상 40~160℃이며, 70~120℃가 바람직하고, 70~95℃가 보다 바람직하며, 가열 시간은 통상 10초~3분이며, 30초~90초가 바람직하다.The rinse liquid may contain an appropriate amount of surfactant. In the rinsing process, a substrate that has been developed using an organic developer is washed using a rinsing solution containing an organic solvent. The method of cleaning treatment is not particularly limited, but examples include a method of continuously discharging a rinse solution onto a substrate rotating at a constant speed (rotation application method), a method of immersing the substrate in a tank filled with a rinse solution for a certain period of time ( Dip method), or a method of spraying a rinse solution on the surface of the substrate (spray method). Among them, it is preferable to perform cleaning treatment by a spin coating method, and to rotate the substrate at a rotation speed of 2,000 to 4,000 rpm (revolution per minute) after cleaning to remove the rinse liquid from the substrate. Additionally, it is also desirable to include a heating process (Post Bake) after the rinsing process. Through this heating process, the developer and rinse solution remaining between and inside the patterns are removed. In the heating process after the rinsing process, the heating temperature is usually 40 to 160°C, preferably 70 to 120°C, more preferably 70 to 95°C, and the heating time is usually 10 seconds to 3 minutes, 30 seconds to 90°C. Seconds are preferred.

본 발명의 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물, 및 본 발명의 패턴 형성 방법에 있어서 사용되는 각종 재료(예를 들면, 레지스트 용제, 현상액, 린스액, 반사 방지막 형성용 조성물, 또는 톱 코트 형성용 조성물 등)는, 금속 성분, 이성체, 및 잔존 모노머 등의 불순물을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 상기의 각종 재료에 포함되는 이들 불순물의 함유량으로서는, 1ppm 이하가 바람직하고, 100ppt(parts per trillion) 이하가 보다 바람직하며, 10ppt 이하가 더 바람직하고, 실질적으로 포함하지 않는 것(측정 장치의 검출 한계 이하인 것)이 특히 바람직하다.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 (e.g., resist solvent, developer, rinse solution, composition for forming an anti-reflective film, or top coat forming composition, etc.) preferably does not contain impurities such as metal components, isomers, and residual monomers. The content of these impurities contained in the above-mentioned various materials is preferably 1 ppm or less, more preferably 100 ppt (parts per trillion) or less, more preferably 10 ppt or less, and substantially no content (detection limit of the measuring device). The following) are particularly preferable.

상기 각종 재료로부터 금속 등의 불순물을 제거하는 방법으로서는, 예를 들면 필터를 이용한 여과를 들 수 있다. 필터 구멍 직경으로서는, 포어 사이즈 10nm 이하가 바람직하고, 5nm 이하가 보다 바람직하며, 3nm 이하가 더 바람직하다. 필터의 재질로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌제, 폴리에틸렌제, 또는 나일론제의 필터가 바람직하다. 필터는, 유기 용제로 미리 세정한 것을 이용해도 된다. 필터 여과 공정에서는, 복수 종류의 필터를 직렬 또는 병렬로 접속시켜 이용해도 된다. 복수 종류의 필터를 사용하는 경우는, 구멍 직경 및/또는 재질이 다른 필터를 조합하여 사용해도 된다. 또, 각종 재료를 복수 회 여과해도 되고, 복수 회 여과하는 공정이 순환 여과 공정이어도 된다. 필터로서는, 일본 특허출원 공개공보 제2016-201426호(일본 공개특허공보 2016-201426)에 개시되는 바와 같은 용출물이 저감된 것이 바람직하다. 필터 여과 외에, 흡착재에 의한 불순물의 제거를 행해도 되고, 필터 여과와 흡착재를 조합하여 사용해도 된다. 흡착재로서는, 공지의 흡착재를 이용할 수 있으며, 예를 들면 실리카젤 혹은 제올라이트 등의 무기계 흡착재, 또는 활성탄 등의 유기계 흡착재를 사용할 수 있다. 금속 흡착제로서는, 예를 들면 일본 특허출원 공개공보 제2016-206500호(일본 공개특허공보 2016-206500)에 개시되는 것을 들 수 있다. 또, 상기 각종 재료에 포함되는 금속 등의 불순물을 저감시키는 방법으로서는, 각종 재료를 구성하는 원료로서 금속 함유량이 적은 원료를 선택하거나, 각종 재료를 구성하는 원료에 대하여 필터 여과를 행하거나, 또는 장치 내를 테플론(등록상표)으로 라이닝하거나 하여 컨태미네이션을 가능한 한 억제한 조건하에서 증류를 행하는 등의 방법을 들 수 있다. 각종 재료를 구성하는 원료에 대하여 행하는 필터 여과에 있어서의 바람직한 조건은, 상술한 조건과 동일하다.A method of removing impurities such as metals from the various materials mentioned above includes, for example, filtration using a filter. As for the filter pore diameter, the pore size is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and even more preferably 3 nm or less. As the material of the filter, a filter made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon is preferable. The filter may be one that has been previously washed with an organic solvent. In the filter filtration process, multiple types of filters may be connected in series or parallel and used. When using multiple types of filters, filters with different pore diameters and/or materials may be used in combination. Additionally, various materials may be filtered multiple times, and the process of filtering multiple times may be a circular filtration process. As a filter, one with reduced eluate as disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2016-201426 (Japanese Patent Application Publication No. 2016-201426) is preferable. In addition to filter filtration, impurities may be removed using 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 or zeolite, or an organic adsorbent such as activated carbon. Examples of the metal adsorbent include those disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2016-206500 (Japanese Patent Application Publication No. 2016-206500). In addition, methods for reducing impurities such as metals contained in the various materials include selecting raw materials with a low metal content as raw materials constituting the various materials, performing filter filtration on the raw materials constituting the various materials, or using a device. Methods include lining the inside with Teflon (registered trademark) and performing distillation under conditions that suppress contamination as much as possible. Preferred conditions for filter filtration of raw materials constituting various materials are the same as the conditions described above.

상기의 각종 재료는, 불순물의 혼입을 방지하기 위하여, 미국 특허출원 공개공보 제2015/0227049호, 일본 특허출원 공개공보 제2015-123351호(일본 공개특허공보 2015-123351) 등에 기재된 용기에 보존되는 것이 바람직하다.In order to prevent the mixing of impurities, the various materials described above are stored in containers described in U.S. Patent Application Publication No. 2015/0227049, Japanese Patent Application Publication No. 2015-123351 (Japanese Patent Application Publication No. 2015-123351), etc. It is desirable.

본 발명의 패턴 형성 방법에 의하여 형성되는 패턴에, 패턴의 표면 거칠어짐을 개선하는 방법을 적용해도 된다. 패턴의 표면 거칠어짐을 개선하는 방법으로서는, 예를 들면 미국 특허출원 공개공보 제2015/0104957호에 개시된, 수소를 함유하는 가스의 플라즈마에 의하여 패턴을 처리하는 방법을 들 수 있다. 그 외에도, 일본 특허출원 공개공보 제2004-235468호(일본 공개특허공보 2004-235468), 미국 특허출원 공개공보 제2010/0020297호, Proc. of SPIE Vol. 8328 83280N-1 "EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement"에 기재되는 것 같은 공지의 방법을 적용해도 된다. 또, 상기 방법에 의하여 형성된 패턴은, 예를 들면 일본 특허출원 공개공보 제1991-270227호(일본 공개특허공보 평3-270227) 및 미국 특허출원 공개공보 제2013/0209941호에 개시된 스페이서 프로세스의 심재(Core)로서 사용할 수 있다.A method for improving the surface roughness of the pattern may be applied to the pattern formed by the pattern forming method of the present invention. As a method of improving the surface roughness of the pattern, for example, a method of processing the pattern using plasma of a hydrogen-containing gas disclosed in US Patent Application Publication No. 2015/0104957 is included. In addition, Japanese Patent Application Publication No. 2004-235468 (Japanese Patent Application Publication No. 2004-235468), US Patent Application Publication No. 2010/0020297, Proc. of SPIE Vol. Known methods such as those described in 8328 83280N-1 “EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement” may be applied. In addition, the pattern formed by the above method is, for example, the core material of the spacer process disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 1991-270227 (Japanese Patent Application Publication No. 3-270227) and US Patent Application Publication No. 2013/0209941. It can be used as (Core).

〔전자 디바이스의 제조 방법〕[Method for manufacturing electronic devices]

또, 본 발명은, 상술한 패턴 형성 방법을 포함하는, 전자 디바이스의 제조 방법에도 관한 것이다. 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에 의하여 제조된 전자 디바이스는, 전기 전자 기기(예를 들면, 가전, OA(Office Automation) 관련 기기, 미디어 관련 기기, 광학용 기기, 및 통신 기기 등)에, 적합하게 탑재된다.Moreover, the present invention also relates to a manufacturing method of an electronic device, including the pattern formation method described above. The electronic device manufactured by the electronic device manufacturing method of the present invention is suitable for electrical and electronic devices (e.g., home appliances, OA (Office Automation) related devices, media related devices, optical devices, and communication devices, etc.) It is mounted properly.

실시예Example

이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 및 처리 절차 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되어서는 안된다.The present invention will be described in more detail below based on examples. Materials, usage amounts, ratios, processing details, processing procedures, etc. shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should not be construed as limited by the examples shown below.

<수지><Suzy>

사용한 수지에 대하여, 반복 단위의 구조 및 그 함유량(몰비율), 중량 평균 분자량(Mw), 및 분산도(Mw/Mn)를 나타낸다. 또한, 수지의 중량 평균 분자량(Mw) 및 분산도(Mw/Mn)는 GPC(캐리어: 테트라하이드로퓨란(THF))에 의하여 측정했다(폴리스타이렌 환산량임). 또, 반복 단위의 함유량은, 13C-NMR(nuclear magnetic resonance)에 의하여 측정했다.For the resin used, the structure of the repeating unit and its content (molar ratio), weight average molecular weight (Mw), and dispersion degree (Mw/Mn) are shown. In addition, the weight average molecular weight (Mw) and dispersion (Mw/Mn) of the resin were measured by GPC (carrier: tetrahydrofuran (THF)) (converted to polystyrene). In addition, the content of repeating units was measured by 13 C-NMR (nuclear magnetic resonance).

[화학식 62][Formula 62]

Figure 112021018467957-pct00062
Figure 112021018467957-pct00062

[화학식 63][Formula 63]

Figure 112021018467957-pct00063
Figure 112021018467957-pct00063

[화학식 64][Formula 64]

Figure 112021018467957-pct00064
Figure 112021018467957-pct00064

[화학식 65][Formula 65]

Figure 112021018467957-pct00065
Figure 112021018467957-pct00065

각 수지에 대하여, 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도가 50℃ 이하인 모노머(모노머 a1)를 유래로 하는 반복 단위 (a1)의 함유량(몰%), 모노머 a1의 종류, 모노머 a1을 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도(Tg), 산분해성기를 갖는 반복 단위 (a2)에 대응하는 모노머의 종류, 반복 단위 (a2)의 함유량, 카복시기를 갖는 반복 단위 (a3)에 대응하는 모노머의 종류, 반복 단위 (a3)의 함유량, 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위 (a4)에 대응하는 모노머의 종류, 반복 단위 (a4)의 함유량, 그 외의 반복 단위에 대응하는 모노머의 종류, 및 그 외의 반복 단위의 함유량을 표 1에 기재했다. 각 반복 단위의 함유량은, 수지에 포함되는 전체 반복 단위에 대한 몰비율이다.For each resin, the content (mol%) of repeating unit (a1) derived from a monomer (monomer a1) with a glass transition temperature of 50°C or lower when converted into a homopolymer, the type of monomer a1, and the conversion of monomer a1 into a homopolymer. glass transition temperature (Tg), type of monomer corresponding to the repeating unit (a2) having an acid-decomposable group, content of the repeating unit (a2), type of monomer corresponding to the repeating unit (a3) having a carboxyl group, repetition Content of unit (a3), type of monomer corresponding to repeating unit (a4) having a phenolic hydroxyl group, content of repeating unit (a4), type of monomer corresponding to other repeating units, and content of other repeating units. is listed in Table 1. The content of each repeating unit is the molar ratio with respect to all repeating units contained in the resin.

(호모 폴리머의 유리 전이 온도의 측정 방법)(Method for measuring glass transition temperature of homopolymer)

호모 폴리머의 유리 전이 온도는, 카탈로그값 또는 문헌값이 있는 경우는 그 값을 취하고, 없는 경우에는, 시차 주사 열량 측정(DSC: Differential scanning calorimetry)법에 의하여 측정했다. Tg의 측정에 제공하는 호모 폴리머의 중량 평균 분자량(Mw)은 18000으로 하고, 분산도(Mw/Mn)는 1.7로 했다. DSC 장치로서는, 티·에이·인스트루먼트·재팬(주)제 열분석 DSC 시차 주사 열량계 Q1000형을 이용하고, 승온 속도는 10℃/min으로 측정했다. 또한, Tg의 측정에 제공하는 호모 폴리머는, 대응하는 모노머를 이용하여 하기의 절차에 의하여 합성했다. 또한, 호모 폴리머의 합성은 일반적인 적하 중합법에 의하여 행한다. 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트(PGMEA) 54질량부를 질소 기류하, 80℃로 가열했다. 이 액을 교반하면서, 대응하는 모노머 21질량%, 2,2'-아조비스아이소뷰티르산 다이메틸 0.35질량%를 포함하는 PGMEA 용액 125질량부를 6시간 동안 적하했다. 적하 종료 후, 80℃에서 추가로 2시간 교반했다. 반응액을 방랭 후, 다량의 메탄올/물(질량비 9:1)로 재침전, 여과하고, 얻어진 고체를 건조함으로써 호모 폴리머(Mw: 18000, Mw/Mn: 1.7)를 얻었다. 얻어진 호모 폴리머를 DSC 측정에 제공했다. DSC 장치 및 승온 속도는 상술한 바와 같이 했다.The glass transition temperature of the homopolymer was taken from a catalog or literature value if available, and if not available, it was measured by differential scanning calorimetry (DSC). The weight average molecular weight (Mw) of the homopolymer used for the measurement of Tg was set to 18000, and the dispersion degree (Mw/Mn) was set to 1.7. As the DSC device, a thermal analysis DSC differential scanning calorimeter type Q1000 manufactured by TA Instrument Japan Co., Ltd. was used, and the temperature increase rate was measured at 10°C/min. In addition, the homopolymer used for measurement of Tg was synthesized by the following procedure using the corresponding monomer. In addition, the synthesis of homopolymers is performed by a general drop polymerization method. 54 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was heated to 80°C under a nitrogen stream. While stirring this solution, 125 parts by mass of a PGMEA solution containing 21 mass% of the corresponding monomer and 0.35 mass% of dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate was added dropwise over 6 hours. After the dropwise addition was completed, the mixture was stirred at 80°C for an additional 2 hours. After the reaction solution was left to cool, it was reprecipitated with a large amount of methanol/water (mass ratio 9:1), filtered, and the obtained solid was dried to obtain a homopolymer (Mw: 18000, Mw/Mn: 1.7). The obtained homopolymer was subjected to DSC measurement. The DSC device and temperature increase rate were as described above.

[표 1][Table 1]

또한, 수지 AX-1 및 AX-2에 포함되는 그 외의 반복 단위에 대응하는 모노머 (ME-1)을 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도는 54℃였다.In addition, the glass transition temperature when the monomer (ME-1) corresponding to the other repeating units contained in resins AX-1 and AX-2 was used as a homopolymer was 54°C.

[화학식 66][Formula 66]

Figure 112021018467957-pct00067
Figure 112021018467957-pct00067

[화학식 67][Formula 67]

Figure 112021018467957-pct00068
Figure 112021018467957-pct00068

<산발생제><Acid generator>

사용한 광산발생제의 구조를 이하에 나타낸다.The structure of the photoacid generator used is shown below.

[화학식 68][Formula 68]

Figure 112021018467957-pct00069
Figure 112021018467957-pct00069

[화학식 69][Formula 69]

Figure 112021018467957-pct00070
Figure 112021018467957-pct00070

[화학식 70][Formula 70]

Figure 112021018467957-pct00071
Figure 112021018467957-pct00071

[화학식 71][Formula 71]

Figure 112021018467957-pct00072
Figure 112021018467957-pct00072

<산확산 제어제><Acid diffusion control agent>

사용한 산확산 제어제를 이하에 나타낸다.The acid diffusion control agent used is shown below.

[화학식 72][Formula 72]

Figure 112021018467957-pct00073
Figure 112021018467957-pct00073

<계면활성제><Surfactant>

사용한 계면활성제를 이하에 나타낸다.The surfactants used are shown below.

[화학식 73][Formula 73]

Figure 112021018467957-pct00074
Figure 112021018467957-pct00074

(E-2): 메가팍 R-41(DIC 주식회사제)(E-2): Megapak R-41 (manufactured by DIC Corporation)

<그 외의 첨가제><Other additives>

사용한 그 외의 첨가제를 이하에 나타낸다.Other additives used are shown below.

[화학식 74][Formula 74]

Figure 112021018467957-pct00075
Figure 112021018467957-pct00075

[화학식 75][Formula 75]

Figure 112021018467957-pct00076
Figure 112021018467957-pct00076

<용제><Solvent>

사용한 용제를 이하에 나타낸다.The solvents used are shown below.

S-1: 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트(PGMEA)S-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)

S-2: 프로필렌글라이콜모노메틸에터(PGME)S-2: Propylene glycol monomethyl ether (PGME)

S-3: 락트산 에틸(EL)S-3: Ethyl lactate (EL)

S-4: 3-에톡시프로피온산 에틸(EEP)S-4: ethyl 3-ethoxypropionate (EEP)

S-5: 2-헵탄온(MAK)S-5: 2-heptanone (MAK)

S-6: 3-메톡시프로피온산 메틸(MMP)S-6: Methyl 3-methoxypropionate (MMP)

S-7: 아세트산 3-메톡시뷰틸S-7: 3-methoxybutyl acetate

<감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물의 조제><Preparation of actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition>

표 2에 나타낸 각 성분을, 표 2에 기재한 고형분 농도(질량%)가 되도록 혼합하여 용액을 얻었다. 이어서, 얻어진 용액을, 3μm의 포어 사이즈를 갖는 폴리에틸렌 필터로 여과함으로써, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물(레지스트 조성물) res-1~res-21, res-1X~res-4X를 조제했다. 또한, 레지스트 조성물에 있어서, 고형분이란, 용제 이외의 모든 성분을 의미한다.Each component shown in Table 2 was mixed to obtain the solid content concentration (mass %) shown in Table 2 to obtain a solution. Next, the obtained solution was filtered through a polyethylene filter with a pore size of 3 μm to prepare actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin compositions (resist compositions) res-1 to res-21 and res-1X to res-4X. . In addition, in a resist composition, solid content means all components other than the solvent.

표 2에 있어서, 용제 이외의 각 성분의 함유량(질량%)은, 전고형분에 대한 함유 비율을 의미한다. 또, 표 2에는 사용한 용제의 전체 용제에 대한 함유 비율(질량%)을 기재했다.In Table 2, the content (% by mass) of each component other than the solvent means the content ratio with respect to the total solid content. In addition, Table 2 lists the content ratio (% by mass) of the solvents used relative to all solvents.

[표 2][Table 2]

〔패턴 형성 및 각종 평가〕〔Pattern formation and various evaluations〕

<패턴 형성><Pattern formation>

도쿄 일렉트론제 스핀 코터 ACT-8을 이용하여, 헥사메틸다이실라제인 처리를 실시한 Si 기판(Advanced Materials Technology사제) 상에, 반사 방지층을 마련하지 않고, 상기에서 조제한 레지스트 조성물을 기판이 정지한 상태에서 적하했다. 적하한 후, 기판을 회전시켜, 그 회전수를, 3초간 500rpm으로 유지하고, 그 후 2초간 100rpm으로 유지하며, 추가로 3초간 500rpm으로 유지하고, 다시 2초간 100rpm으로 유지한 후, 막두께 설정 회전수(1200rpm)로 높여 60초간 유지했다. 그 후, 핫플레이트 상에서 130℃에서 60초간 가열 건조를 행하여, 막두께 11μm의 포지티브형 레지스트막을 형성했다. 이 레지스트막에 대하여, 축소 투영 노광 및 현상 후에 형성되는 패턴의 스페이스폭이 5μm, 피치폭이 25μm가 되는 것 같은, 라인 앤드 스페이스 패턴을 갖는 마스크를 통하여, KrF 엑시머 레이저 스캐너(ASML제, PAS5500/850C 파장 248nm)를 이용하여, NA=0.60, σ=0.75의 노광 조건으로 패턴 노광했다. 조사 후에 120℃, 60초 베이크하고, 2.38질량% 테트라메틸암모늄하이드로 옥사이드(TMAH) 수용액을 사용하여 60초간 침지한 후, 30초간, 순수로 린스하여 건조하고, 스페이스폭이 5μm, 피치폭이 25μm인 고립 스페이스 패턴을 형성했다. 상기 패턴 노광은, 축소 투영 노광 후의 스페이스폭이 5μm, 피치폭이 25μm가 되는 것 같은, 라인 앤드 스페이스 패턴을 갖는 마스크를 통한 노광이며, 노광량은, 스페이스폭이 5μm, 피치폭이 25μm인 고립 스페이스 패턴을 형성하는 최적 노광량(감도)(mJ/cm2)으로 했다. 상기 감도의 결정에 있어서, 패턴의 스페이스폭의 측정은 주사형 전자 현미경(SEM)(주식회사 히타치 하이테크놀로지즈제 9380II)를 이용했다. 상기 절차에 의하여, 기판 상에 패턴을 형성했다.Using spin coater ACT-8 manufactured by Tokyo Electron, the resist composition prepared above was applied on a Si substrate (manufactured by Advanced Materials Technology) treated with hexamethyldisilazane, without providing an anti-reflection layer, while the substrate was stationary. Dropped. After dropping, the substrate is rotated and the rotation speed is maintained at 500 rpm for 3 seconds, then maintained at 100 rpm for 2 seconds, maintained at 500 rpm for an additional 3 seconds, and maintained at 100 rpm for another 2 seconds, and then the film thickness The set rotation speed was increased to 1200 rpm and maintained for 60 seconds. After that, heat drying was performed on a hot plate at 130°C for 60 seconds to form a positive resist film with a film thickness of 11 μm. Against this resist film, a KrF excimer laser scanner (manufactured by ASML, PAS5500/ The pattern was exposed using 850C (wavelength: 248 nm) under exposure conditions of NA = 0.60 and σ = 0.75. After irradiation, bake at 120°C for 60 seconds, immerse in a 2.38% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution for 60 seconds, rinse with pure water for 30 seconds and dry, with a space width of 5 μm and a pitch width of 25 μm. formed an isolated space pattern. The pattern exposure is exposure through a mask having a line and space pattern with a space width of 5 μm and a pitch width of 25 μm after reduced projection exposure, and the exposure amount is an isolated space with a space width of 5 μm and a pitch width of 25 μm. The optimal exposure amount (sensitivity) (mJ/cm 2 ) to form a pattern was set. In determining the sensitivity, a scanning electron microscope (SEM) (9380II manufactured by Hitachi High Technologies Co., Ltd.) was used to measure the space width of the pattern. By the above procedure, a pattern was formed on the substrate.

<성능 평가><Performance evaluation>

도쿄 일렉트론제 스핀 코터 ACT-8을 이용하여, 헥사메틸다이실라제인 처리를 실시한 Si 기판(Advanced Materials Technology사제) 상에, 반사 방지층을 마련하지 않고, 상기에서 조제한 레지스트 조성물을 기판이 정지한 상태에서 적하했다. 적하한 후, 기판을 회전시켜, 그 회전수를, 3초간 500rpm으로 유지하고, 그 후 2초간 100rpm으로 유지하며, 추가로 3초간 500rpm으로 유지하고, 다시 2초간 100rpm으로 유지한 후, 막두께 설정 회전수(1200rpm)로 높여 60초간 유지했다. 그 후, 핫플레이트 상에서 130℃에서 60초간 가열 건조를 행하여, 막두께 11μm의 포지티브형 레지스트막을 형성했다. 레지스트막을 갖는 기판(웨이퍼)을, 드라이 에칭 장치(주식회사 히타치 하이테크놀로지즈제, U-621)에 세팅하고, CF4, Ar, N2 혼합 가스(가스비, 1:10:10)로, 가스 압력 4Pa, 플라즈마 파워 1600W, 기판 바이어스 1200W의 조건으로 30초간의 에칭 처리와, O2, CF4 혼합 가스(가스비, 20:1)로, 가스 압력 2Pa, 플라즈마 파워 800W, 기판 바이어스 0W의 조건으로 60초간의 에칭 처리를 계속하여 행하여, 각각 6회 반복 에칭 처리를 행했다. 에칭 처리 후의 웨이퍼를 파단시키고, 주사형 전자 현미경(SEM)(주식회사 히타치 하이테크놀로지즈제, S-4800)으로 레지스트 단면을 배율 10000으로 관찰했다. 관찰된 레지스트막 중의 보이드(공극)를 카운트하고, 큰 보이드(크기 50nm 이상의 보이드) 및 작은 보이드(크기 50nm 미만의 보이드)의 각각에 대하여, 이하의 기준으로 판정했다.Using spin coater ACT-8 manufactured by Tokyo Electron, the resist composition prepared above was applied on a Si substrate (manufactured by Advanced Materials Technology) treated with hexamethyldisilazane, without providing an anti-reflection layer, while the substrate was stationary. Dropped. After dropping, the substrate is rotated and the rotation speed is maintained at 500 rpm for 3 seconds, then maintained at 100 rpm for 2 seconds, maintained at 500 rpm for an additional 3 seconds, and maintained at 100 rpm for another 2 seconds, and then the film thickness The set rotation speed was increased to 1200 rpm and maintained for 60 seconds. After that, heat drying was performed on a hot plate at 130°C for 60 seconds to form a positive resist film with a film thickness of 11 μm. A substrate (wafer) with a resist film was set in a dry etching device (U-621, manufactured by Hitachi High Technologies Co., Ltd.), and a mixture of CF 4 , Ar, and N 2 (gas ratio, 1:10:10) was used at a gas pressure of 4 Pa. , etching process for 30 seconds under the conditions of plasma power of 1600W and substrate bias of 1200W, and etching process for 60 seconds with O 2 and CF 4 mixed gas (gas ratio, 20:1) under the conditions of gas pressure of 2Pa, plasma power of 800W, and substrate bias of 0W. The etching process was continued, and the etching process was repeated six times each. The wafer after the etching treatment was fractured, and the resist cross section was observed at a magnification of 10000 using a scanning electron microscope (SEM) (S-4800, manufactured by Hitachi High Technologies Co., Ltd.). Voids (voids) in the observed resist film were counted, and each of the large voids (voids with a size of 50 nm or more) and small voids (with a size of less than 50 nm) was judged based on the following criteria.

[큰 보이드의 수][Number of large voids]

A: 0개(전혀 관찰되지 않음)A: 0 (not observed at all)

B: 10개 미만B: Less than 10

C: 10개 이상C: 10 or more

[작은 보이드의 수][Number of small voids]

X: 0개(전혀 관찰되지 않음)X: 0 (not observed at all)

Y: 10개 미만Y: less than 10

Z: 10개 이상Z: 10 or more

[표 3][Table 3]

표 3의 결과로부터, 실시예의 레지스트 조성물은, 레지스트막에 있어서 큰 보이드의 발생을 억제할 수 있으며, 또한 작은 보이드도 저감시킬 수 있었다. 특히 실시예에서는, 크기가 20nm 미만인 극소의 보이드도 전혀 관찰되지 않거나, 또는 관찰되어도 10개 미만이었다. 따라서, 실시예의 레지스트 조성물에 의하면, 에칭 시에, 패턴의 내부에 큰 보이드 및 작은 보이드가 발생하기 어려운 패턴을 형성할 수 있는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물, 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 의하여 형성되는 레지스트막, 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 사용한 패턴 형성 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법을 제공할 수 있다.From the results in Table 3, the resist compositions of the examples were able to suppress the generation of large voids in the resist film and also reduce small voids. In particular, in the examples, even the smallest voids less than 20 nm in size were not observed at all, or if observed, they were less than 10. Therefore, according to the resist composition of the example, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition can form a pattern in which large voids and small voids are unlikely to occur inside the pattern during etching, and the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. A resist film formed from a radiation-sensitive resin composition, a pattern formation method using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and a method of manufacturing an electronic device can be provided.

Claims (14)

수지 (A)와, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물을 함유하는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물로서,
상기 수지 (A)는, 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도가 50℃ 이하인 모노머를 유래로 하는 반복 단위 (a1)과, 산분해성기를 갖는 반복 단위 (a2)를 포함하고,
상기 반복 단위 (a1)은, 비산분해성의 반복 단위이며,
상기 반복 단위 (a1)은, 하기 일반식 (1-2)로 나타나는 반복 단위 또는 하기 일반식 (1-3)으로 나타나는 반복 단위이고,
상기 수지 (A)는, 방향족환을 갖는 반복 단위를 갖고,
상기 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물은, 하기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물을 포함하는, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.

일반식 (1-2) 중, R1은, 수소 원자, 할로젠 원자, 알킬기, 또는 사이클로알킬기를 나타낸다. R2는, 에틸기, 프로필기, 뷰틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 라우릴기, 스테아릴기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, 1-에틸펜틸기, 및 2-에틸헥실기 중에서 선택되는 기를 나타낸다.

일반식 (1-3) 중, R3은, 수소 원자, 할로젠 원자, 알킬기, 또는 사이클로알킬기를 나타낸다. R4는, 쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기를 갖는 비산분해성 알킬기, 또는 환원에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 사이클로알킬기를 나타낸다.
[화학식 1]
Figure 112023095104053-pct00079

상기 일반식 (P-1) 중,
Q1은 S+를 포함하는 환을 나타낸다.
환 Q1은 4원환, 5원환 또는 6원환이다. 단, 환 Q1은 다른 환과 축합환을 형성하고 있어도 된다.
환 Q1은 환원으로서 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고, S+와 직결하는 환원의 원자는 탄소 원자이다.
RP1~RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다. RP1~RP5 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.
Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (A) and a compound that generates acid upon irradiation of actinic rays or radiation,
The resin (A) includes a repeating unit (a1) derived from a monomer having a glass transition temperature of 50° C. or lower when converted into a homopolymer, and a repeating unit (a2) having an acid-decomposable group,
The repeating unit (a1) is a non-acid decomposable repeating unit,
The repeating unit (a1) is a repeating unit represented by the following general formula (1-2) or a repeating unit represented by the following general formula (1-3),
The resin (A) has a repeating unit having an aromatic ring,
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, wherein the compound that generates acid upon irradiation of actinic rays or radiation includes a compound represented by the following general formula (P-1).

In general formula (1-2), R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. R 2 is ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, lauryl, stearyl, isobutyl, sec-butyl, 1-ethyl. It represents a group selected from pentyl group and 2-ethylhexyl group.

In general formula (1-3), R 3 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. R 4 represents a non-acid-decomposable alkyl group having a carboxy group that may contain a hetero atom in the chain, or a non-acid-decomposable cycloalkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group that may contain a hetero atom in the chain.
[Formula 1]
Figure 112023095104053-pct00079

In the general formula (P-1),
Q 1 represents a ring containing S + .
Ring Q 1 is a 4-membered ring, a 5-membered ring, or a 6-membered ring. However, ring Q 1 may form a condensed ring with another ring.
Ring Q 1 has at least two carbon atoms as a reduction, and the reduction atom directly connected to S + is a carbon atom.
R P1 to R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group. At least two of R P1 to R P5 may combine to form a ring.
Z - represents a non-nucleophilic anion.
청구항 1에 있어서,
상기 Q1이 비방향족환인 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.
In claim 1,
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition wherein Q 1 is a non-aromatic ring.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 Q1이 환원으로서 S+ 이외의 헤테로 원자를 갖는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.
In claim 1 or claim 2,
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition wherein Q 1 has a hetero atom other than S + as a reduction.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물이, 하기 일반식 (P-2)로 나타나는 화합물인 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.
[화학식 2]
Figure 112021018467957-pct00080

상기 일반식 (P-2) 중,
RP1~RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다. RP1~RP5 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.
RP6~RP9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
m1 및 m2는 각각 독립적으로 1 또는 2를 나타낸다.
RP6~RP9는 각각 복수 존재하는 경우는, 동일해도 되고 달라도 된다.
m1이 2를 나타내는 경우, 2개의 RP6끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.
m2가 2를 나타내는 경우, 2개의 RP8끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.
M1은 헤테로 원자 또는 -CRP10RP11-을 나타낸다. RP10 및 RP11은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.
In claim 1 or claim 2,
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition wherein the compound represented by the general formula (P-1) is a compound represented by the following general formula (P-2).
[Formula 2]
Figure 112021018467957-pct00080

In the general formula (P-2),
R P1 to R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group. At least two of R P1 to R P5 may combine to form a ring.
R P6 to R P9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
m1 and m2 each independently represent 1 or 2.
When there are multiple R P6 to R P9 , they may be the same or different.
When m1 represents 2, two R P6 may combine to form a ring.
When m2 represents 2, two R P8s may combine to form a ring.
M 1 represents a heteroatom or -CR P10 R P11 -. R P10 and R P11 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
Z - represents a non-nucleophilic anion.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물이, 하기 일반식 (P-3)으로 나타나는 화합물인 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.
[화학식 3]
Figure 112021018467957-pct00081

상기 일반식 (P-3) 중,
RP1, RP2, RP4, 및 RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다.
RP6~RP9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
m1 및 m2는 각각 독립적으로 1 또는 2를 나타낸다.
RP6~RP9는 각각 복수 존재하는 경우는, 동일해도 되고 달라도 된다.
m1이 2를 나타내는 경우, 2개의 RP6끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.
m2가 2를 나타내는 경우, 2개의 RP8끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.
M1은 헤테로 원자 또는 -CRP10RP11-을 나타낸다. RP10 및 RP11은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
RP12는 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.
RP1, RP2, RP4, RP5, 및 RP12 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.
Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.
In claim 1 or claim 2,
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition wherein the compound represented by the general formula (P-1) is a compound represented by the following general formula (P-3).
[Formula 3]
Figure 112021018467957-pct00081

In the general formula (P-3),
R P1 , R P2 , R P4 , and R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group.
R P6 to R P9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
m1 and m2 each independently represent 1 or 2.
When there are multiple R P6 to R P9 , they may be the same or different.
When m1 represents 2, two R P6 may combine to form a ring.
When m2 represents 2, two R P8s may combine to form a ring.
M 1 represents a heteroatom or -CR P10 R P11 -. R P10 and R P11 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
R P12 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
At least two of R P1 , R P2 , R P4 , R P5 , and R P12 may combine to form a ring.
Z - represents a non-nucleophilic anion.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물이, 하기 일반식 (P-4) 또는 (P-5)로 나타나는 화합물인 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.
[화학식 4]
Figure 112023038115872-pct00082

[화학식 5]
Figure 112023038115872-pct00083

상기 일반식 (P-4) 및 (P-5) 중,
RP1, RP2, RP4, 및 RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다.
RP6~RP9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
복수 존재하는 RP6~RP9는 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
2개의 RP6끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.
2개의 RP8끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.
RP12는 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.
RP1, RP2, RP4, RP5, 및 RP12 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.
Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.
상기 일반식 (P-5) 중, RP13은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
In claim 1 or claim 2,
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition wherein the compound represented by the general formula (P-1) is a compound represented by the following general formula (P-4) or (P-5).
[Formula 4]
Figure 112023038115872-pct00082

[Formula 5]
Figure 112023038115872-pct00083

In the general formulas (P-4) and (P-5),
R P1 , R P2 , R P4 , and R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group.
R P6 to R P9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
R P6 to R P9 that exist in plural may be the same or different.
Two R P6s may combine to form a ring.
Two R P8s may combine to form a ring.
R P12 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
At least two of R P1 , R P2 , R P4 , R P5 , and R P12 may combine to form a ring.
Z - represents a non-nucleophilic anion.
In the general formula (P-5), R P13 represents a hydrogen atom or a substituent.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
고형분 농도가 10질량% 이상인 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.
In claim 1 or claim 2,
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition having a solid content concentration of 10% by mass or more.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 Z-가, 하기 일반식 (Z1)~(Z4) 중 어느 하나로 나타나는 음이온인 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.
[화학식 6]
Figure 112021018587422-pct00084

일반식 (Z1) 중, RZ1은 알킬기를 나타낸다.
[화학식 7]
Figure 112021018587422-pct00085

일반식 (Z2) 중,
Xf는, 각각 독립적으로, 불소 원자, 또는 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기를 나타낸다. 복수 존재하는 Xf는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
RZ2 및 RZ3은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 또는 알킬기를 나타낸다. 복수 존재하는 경우의 RZ2 및 RZ3은, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
LZ1은 2가의 연결기를 나타내며, 복수 존재하는 경우의 LZ1은 동일해도 되고 달라도 된다.
AZ1은 환상 구조를 포함하는 유기기를 나타낸다.
x는 1~20의 정수를 나타내고, y는 0~10의 정수를 나타낸다. z는 0~10의 정수를 나타낸다.
[화학식 8]
Figure 112021018587422-pct00086

일반식 (Z3) 및 (Z4) 중, Rb3~Rb7은 각각 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. Rb3과 Rb4가 결합하여 환 구조를 형성해도 된다. Rb5와 Rb6이 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
In claim 1 or claim 2,
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition wherein Z - is an anion represented by any of the following general formulas (Z1) to (Z4).
[Formula 6]
Figure 112021018587422-pct00084

In general formula (Z1), R Z1 represents an alkyl group.
[Formula 7]
Figure 112021018587422-pct00085

In general formula (Z2),
Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. Multiple Xfs may be the same or different.
R Z2 and R Z3 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. When there are multiple R Z2 and R Z3 , each may be the same or different.
L Z1 represents a divalent linking group, and when two or more L Z1s exist, they may be the same or different.
A Z1 represents an organic group containing a cyclic structure.
x represents an integer from 1 to 20, and y represents an integer from 0 to 10. z represents an integer from 0 to 10.
[Formula 8]
Figure 112021018587422-pct00086

In general formulas (Z3) and (Z4), Rb 3 to Rb 7 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. Rb 3 and Rb 4 may combine to form a ring structure. Rb 5 and Rb 6 may combine to form a ring structure.
삭제delete 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 의하여 형성된 레지스트막.A resist film formed by the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 1 or 2. (i) 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 의하여 기판 상에 막두께가 1μm 이상인 감활성광선성 또는 감방사선성막을 형성하는 공정,
(ii) 상기 감활성광선성 또는 감방사선성막에, 파장 200~300nm의 활성광선 또는 방사선을 조사하는 공정, 및
(iii) 상기 활성광선 또는 방사선이 조사된 감활성광선성 또는 감방사선성막을, 현상액을 사용하여 현상하는 공정을 갖는 패턴 형성 방법으로서,
상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물이, 수지 (A)와, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물을 함유하는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물이며,
상기 수지 (A)는, 호모 폴리머로 했을 때의 유리 전이 온도가 50℃ 이하인 모노머를 유래로 하는 반복 단위 (a1)과, 산분해성기를 갖는 반복 단위 (a2)를 포함하고,
상기 반복 단위 (a1)은, 비산분해성의 반복 단위이며,
상기 반복 단위 (a1)은, 하기 일반식 (1-2)로 나타나는 반복 단위 또는 하기 일반식 (1-3)으로 나타나는 반복 단위이고,
상기 수지 (A)는, 방향족환을 갖는 반복 단위를 갖고,
상기 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물은, 하기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물을 포함하는, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물인, 패턴 형성 방법.

일반식 (1-2) 중, R1은, 수소 원자, 할로젠 원자, 알킬기, 또는 사이클로알킬기를 나타낸다. R2는, 에틸기, 프로필기, 뷰틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 라우릴기, 스테아릴기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, 1-에틸펜틸기, 및 2-에틸헥실기 중에서 선택되는 기를 나타낸다.

일반식 (1-3) 중, R3은, 수소 원자, 할로젠 원자, 알킬기, 또는 사이클로알킬기를 나타낸다. R4는, 쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기를 갖는 비산분해성 알킬기, 또는 환원에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 사이클로알킬기를 나타낸다.
[화학식 9]
Figure 112023095104053-pct00087

상기 일반식 (P-1) 중,
Q1은 S+를 포함하는 환을 나타낸다.
환 Q1은 4원환, 5원환 또는 6원환이다. 단, 환 Q1은 다른 환과 축합환을 형성하고 있어도 된다.
환 Q1은 환원으로서 적어도 2개의 탄소 원자를 갖고, S+와 직결하는 환원의 원자는 탄소 원자이다.
RP1~RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다. RP1~RP5 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.
Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.
(i) A process of forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with a film thickness of 1 μm or more on a substrate using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition,
(ii) a process of irradiating actinic rays or radiation with a wavelength of 200 to 300 nm to the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film, and
(iii) A pattern forming method comprising the step of developing the actinic ray or radiation sensitive film irradiated with actinic ray or radiation using a developer,
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (A) and a compound that generates an acid upon irradiation of actinic rays or radiation,
The resin (A) includes a repeating unit (a1) derived from a monomer having a glass transition temperature of 50° C. or lower when converted into a homopolymer, and a repeating unit (a2) having an acid-decomposable group,
The repeating unit (a1) is a non-acid decomposable repeating unit,
The repeating unit (a1) is a repeating unit represented by the following general formula (1-2) or a repeating unit represented by the following general formula (1-3),
The resin (A) has a repeating unit having an aromatic ring,
The pattern forming method wherein the compound that generates acid upon irradiation of actinic rays or radiation is an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a compound represented by the following general formula (P-1).

In general formula (1-2), R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. R 2 is ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, lauryl, stearyl, isobutyl, sec-butyl, 1-ethyl. It represents a group selected from pentyl group and 2-ethylhexyl group.

In general formula (1-3), R 3 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. R 4 represents a non-acid-decomposable alkyl group having a carboxy group that may contain a hetero atom in the chain, or a non-acid-decomposable cycloalkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group that may contain a hetero atom in the chain.
[Formula 9]
Figure 112023095104053-pct00087

In the general formula (P-1),
Q 1 represents a ring containing S + .
Ring Q 1 is a 4-membered ring, a 5-membered ring, or a 6-membered ring. However, ring Q 1 may form a condensed ring with another ring.
Ring Q 1 has at least two carbon atoms as a reduction, and the reduction atom directly connected to S + is a carbon atom.
R P1 to R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group. At least two of R P1 to R P5 may combine to form a ring.
Z - represents a non-nucleophilic anion.
청구항 11에 기재된 패턴 형성 방법을 포함하는 전자 디바이스의 제조 방법.A method of manufacturing an electronic device comprising the pattern forming method according to claim 11. 삭제delete 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 반복 단위 (a1)은, 하기 일반식 (1-2)로 나타나는 반복 단위 또는 하기 일반식 (1-3)으로 나타나는 반복 단위이고,
상기 일반식 (P-1)로 나타나는 화합물이, 하기 일반식 (P-4) 또는 (P-5)로 나타나는 화합물인 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.

일반식 (1-2) 중, R1은, 수소 원자, 할로젠 원자, 알킬기, 또는 사이클로알킬기를 나타낸다. R2는, 에틸기, 프로필기, 뷰틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 라우릴기, 스테아릴기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, 1-에틸펜틸기, 2-에틸헥실기, 및 이들 중 1개 또는 2개 이상의 -CH2-가 -O- 또는 -O-CO-로 치환된 1가의 알킬기 중에서 선택되는 기를 나타낸다.

일반식 (1-3) 중, R3은, 수소 원자, 할로젠 원자, 알킬기, 또는 사이클로알킬기를 나타낸다. R4는, 쇄 중에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 알킬기, 또는 환원에 헤테로 원자를 포함하고 있어도 되는, 카복시기 혹은 수산기를 갖는 비산분해성 사이클로알킬기를 나타낸다.


상기 일반식 (P-4) 및 (P-5) 중,
RP1, RP2, RP4, 및 RP5는 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기, 할로젠 원자, 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 또는 알콕시기를 나타낸다.
RP6~RP9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
복수 존재하는 RP6~RP9는 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
2개의 RP6끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.
2개의 RP8끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.
RP12는 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.
RP1, RP2, RP4, RP5, 및 RP12 중 적어도 2개가 결합하여 환을 형성해도 된다.
Z-는, 비구핵성 음이온을 나타낸다.
상기 일반식 (P-5) 중, RP13은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
In claim 1 or claim 2,
The repeating unit (a1) is a repeating unit represented by the following general formula (1-2) or a repeating unit represented by the following general formula (1-3),
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition wherein the compound represented by the general formula (P-1) is a compound represented by the following general formula (P-4) or (P-5).

In general formula (1-2), R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. R 2 is ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, lauryl, stearyl, isobutyl, sec-butyl, 1-ethyl. It represents a group selected from a pentyl group, a 2-ethylhexyl group, and a monovalent alkyl group in which one or two or more of them -CH 2 - is substituted with -O- or -O-CO-.

In general formula (1-3), R 3 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. R 4 represents a non-acid-decomposable alkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group that may contain a hetero atom in the chain, or a non-acid-decomposable cycloalkyl group having a carboxy group or a hydroxyl group that may contain a hetero atom in the chain.


In the general formulas (P-4) and (P-5),
R P1 , R P2 , R P4 , and R P5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxy group.
R P6 to R P9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
R P6 to R P9 that exist in plural may be the same or different.
Two R P6s may combine to form a ring.
Two R P8s may combine to form a ring.
R P12 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
At least two of R P1 , R P2 , R P4 , R P5 , and R P12 may combine to form a ring.
Z - represents a non-nucleophilic anion.
In the general formula (P-5), R P13 represents a hydrogen atom or a substituent.
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