JP2010126581A - Polymer and radiation-sensitive resin composition - Google Patents

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幸生 西村
Yasuhiko Matsuda
恭彦 松田
Kaori Sakai
香織 酒井
Makoto Sugiura
誠 杉浦
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation-sensitive resin and a radiation-sensitive resin composition satisfying excellent resolution, small LWR (Line Width Roughness), good PEB (Post Exposure Bake) temperature dependency, excellent pattern collapse resistance and low defectiveness, that is, excellent in non-defectiveness. <P>SOLUTION: The resin is a copolymer resin (A) of a (meth)acrylic ester of an alcohol having a heterocycle in which a norbornane ring and a lactone ring are condensed and a (meth)acrylic ester of an alcohol having a cyclopentane ring. The radiation-sensitive resin composition includes the resin and a radiation-sensitive acid generator (B). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、その他のフォトリソグラフィー工程に使用される感放射線性樹脂組成物およびこの感放射線性樹脂組成物に樹脂成分として使用できる重合体に関する。更に詳しくは、波長220nm以下の遠紫外線などの露光光源、例えば、ArFエキシマレーザーや電子線などを光源とするフォトリソグラフィー工程に好適な感放射線性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition used in a semiconductor manufacturing process such as IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and other photolithography processes, and used as a resin component in this radiation-sensitive resin composition. It is related with the polymer which can be performed. More specifically, the present invention relates to a radiation-sensitive resin composition suitable for a photolithography process using an exposure light source such as far ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or less, for example, an ArF excimer laser or an electron beam as a light source.

化学増幅型感放射線性樹脂組成物は、KrFエキシマレーザーやArFエキシマレーザーに代表される遠紫外光等の放射線照射により露光部に酸を生成させ、この酸の作用により、レジスト膜の露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度を変化させ、基板上にレジストパターンを形成させる樹脂組成物である。   The chemically amplified radiation-sensitive resin composition generates an acid in an exposed portion by irradiation with radiation such as far ultraviolet light typified by a KrF excimer laser or an ArF excimer laser. It is a resin composition that forms a resist pattern on a substrate by changing the dissolution rate of an unexposed portion in a developing solution.

KrFエキシマレーザーを光源として用いる場合、248nm領域での吸収が小さい、ポリヒドロキシスチレン(以下、「PHS」ということがある)を基本骨格とする樹脂を主成分とした化学増幅型感放射線性樹脂組成物を使用することにより、高感度、高解像度、且つ良好なパターン形成の実現が可能となっている。
一方、更なる微細加工へ向け、更に短波長の光源として、例えば、ArFエキシマレーザー(波長193nm)が用いられている。上記した芳香族基を有するPHSのような化合物は、ArFエキシマレーザーの波長にあたる193nm領域に大きな吸収を示すため、光源としてArFエキシマレーザーを用いた場合には好適に使用することができないという問題があった。このため、193nm領域に大きな吸収を有さない脂環式炭化水素骨格を有する樹脂を含有する感放射線性樹脂組成物が、ArFエキシマレーザーを用いたリソグラフィー材料として用いられている。
When a KrF excimer laser is used as a light source, a chemically amplified radiation-sensitive resin composition mainly composed of a resin having a basic skeleton of polyhydroxystyrene (hereinafter sometimes referred to as “PHS”) having a small absorption in the 248 nm region. By using an object, it is possible to realize high sensitivity, high resolution, and good pattern formation.
On the other hand, for further fine processing, for example, an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) is used as a light source having a shorter wavelength. A compound such as PHS having an aromatic group described above exhibits a large absorption in the 193 nm region corresponding to the wavelength of ArF excimer laser, and therefore cannot be suitably used when an ArF excimer laser is used as a light source. there were. For this reason, a radiation sensitive resin composition containing a resin having an alicyclic hydrocarbon skeleton that does not have a large absorption in the 193 nm region is used as a lithography material using an ArF excimer laser.

更に、上記脂環式炭化水素骨格を有する樹脂に、例えば、ラクトン骨格を有する繰り返し単位を含有することで、レジストとしての性能、具体的には、解像性能が飛躍的に向上することが見出されている(例えば、特許文献1〜14参照)。
例えば、特許文献1および2には、メバロニックラクトン骨格やγブチロラクトン骨格を有する繰り返し単位を含有する樹脂を用いた感放射線性樹脂組成物が記載され、また、特許文献3〜14には、脂環式ラクトン骨格を有する繰り返し単位を含有する樹脂を用いた感放射線性樹脂組成物が記載されている。
Furthermore, it has been found that the resin performance, specifically, the resolution performance is dramatically improved by including, for example, a repeating unit having a lactone skeleton in the resin having the alicyclic hydrocarbon skeleton. (For example, see Patent Documents 1 to 14).
For example, Patent Documents 1 and 2 describe a radiation-sensitive resin composition using a resin containing a repeating unit having a mevalonic lactone skeleton or a γ-butyrolactone skeleton, and Patent Documents 3 to 14 include A radiation-sensitive resin composition using a resin containing a repeating unit having an alicyclic lactone skeleton is described.

しかしながら、線幅90nm以下の更なる微細化に対応するためには、上記特許文献で示されているような単純に解像性能を向上させただけの感放射線性樹脂組成物では、現在のレジストにおける多様な要求性能を満足させることが困難となってきている。今後、更なる微細化が進むことで、解像性能だけでなく、現在実用化が進められている液浸露光工程においても好適に用いられ、例えば、低ラインウィデュスラフネス(Line Width Roughness、以下、「LWR」ということがある)、低欠陥性、低ポスト・エクスポージャー・ベーク(以下、「PEB」ということがある)温度依存性、パターン倒れ耐性等の多様な要求性能を満たす材料の開発が求められている。   However, in order to cope with further miniaturization with a line width of 90 nm or less, the present resist is not suitable for the radiation-sensitive resin composition simply improved in resolution performance as shown in the above-mentioned patent document. It has become difficult to satisfy various required performances in In the future, as further miniaturization progresses, it is suitably used not only in resolution performance but also in an immersion exposure process that is currently in practical use. For example, low line width roughness (Line Width Roughness, below) , "LWR"), low defect, low post-exposure bake (hereinafter sometimes referred to as "PEB") temperature dependence, development of materials that meet various requirements such as pattern collapse resistance It has been demanded.

なお、欠陥性とは、フォトリソグラフィー工程における欠陥の生じ易さを示すものである。フォトリソグラフィー工程における欠陥とは、例えば、ウォーターマーク欠陥、ブロッブ欠陥、バブル欠陥等を挙げることができる。デバイス製造において、これらの欠陥が大量に発生した場合には、デイバスの歩留まりに大きな影響を与えることとなる。
上記ウォーターマーク欠陥とは、レジストパターン上に液浸液の液滴痕が残る欠陥のことであり、また、上記ブロッブ欠陥とは、現像液に一度溶けた樹脂がリンスのショックで析出し、基板に再付着した欠陥のことである。更に、上記バブル欠陥とは、液浸露光時、液浸液が泡をかむことで光路が変化し、所望のパターンが得られない欠陥のことである。
In addition, defectability shows the ease of producing the defect in a photolithography process. Examples of the defect in the photolithography process include a watermark defect, a blob defect, a bubble defect, and the like. If a large number of these defects occur in device manufacturing, the device yield will be greatly affected.
The watermark defect is a defect in which a droplet trace of the immersion liquid remains on the resist pattern, and the blob defect is a resin once dissolved in the developer deposited by a rinse shock, and the substrate It is a defect reattached to the surface. Further, the bubble defect is a defect in which a desired pattern cannot be obtained due to a change in optical path caused by the immersion liquid biting bubbles during immersion exposure.

特開平9−73173号公報JP-A-9-73173 米国特許第6388101号明細書US Pat. No. 6,388,101 特開2000−159758号公報JP 2000-159758 A 特開2001−109154号公報JP 2001-109154 A 特開2004−101642号公報JP 2004-101642 A 特開2003−113174号公報JP 2003-113174 A 特開2003−147023号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-147023 特開2002−308866号公報JP 2002-308866 A 特開2002−371114号公報JP 2002-371114 A 特開2003−64134号公報JP 2003-64134 A 特開2003−270787号公報JP 2003-270787 A 特開2000−26446号公報JP 2000-26446 A 特開2000−122294号公報JP 2000-122294 A 特許第3952946号公報Japanese Patent No. 3952946

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、解像性能に優れるだけでなく、LWRが小さく、PEB温度依存性が良好で、パターン倒れ耐性に優れ、且つ、低欠陥性、即ち欠陥性にも優れた化学増幅型レジストとして有用な感放射線性樹脂組成物およびこの感放射線性樹脂組成物に樹脂成分として使用できる重合体の提供を目的とする。   The present invention has been made in order to cope with such problems, and not only has excellent resolution performance, but also has a low LWR, good PEB temperature dependency, excellent pattern collapse resistance, and low defectivity. That is, an object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition useful as a chemically amplified resist having excellent defects and a polymer that can be used as a resin component in the radiation-sensitive resin composition.

本発明者らは鋭意検討した結果、少なくとも特定の化学構造を有する2種類の繰り返し単位を含む重合体を樹脂成分として感放射線性樹脂組成物に用いることによって、上記課題を解決することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明の重合体は、下記式(1)で表される繰り返し単位(A1)および下記式(2)で表される繰り返し単位(A2)を含み、重量平均分子量が1000〜100000であることを特徴とする。

Figure 2010126581
式1において、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は炭素数1〜12のアルキレン基または脂環式アルキレン基を表し、mは1〜3の整数を表す。R3は炭素数1〜4のアルキル基を表し、nは1〜5の整数を表す。
また、上記重合体が更に下記式(3−1)で表される繰り返し単位および下記式(3−2)で表される繰り返し単位から選ばれた少なくとも1つの繰り返し単位(A3)を含むことを特徴とする。
Figure 2010126581
式(3−1)および式(3−2)において、R4は互い独立して、水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表し、R5は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R6は相互に独立に炭素数1〜4のアルキル基を表す。 As a result of intensive studies, the present inventors can solve the above problems by using a polymer containing at least two types of repeating units having a specific chemical structure as a resin component in a radiation-sensitive resin composition. As a result, the present invention has been completed. That is, the polymer of the present invention includes a repeating unit (A1) represented by the following formula (1) and a repeating unit (A2) represented by the following formula (2), and has a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000. It is characterized by.
Figure 2010126581
In Formula 1, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or an alicyclic alkylene group, and m represents an integer of 1 to 3. R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 5.
The polymer further contains at least one repeating unit (A3) selected from the repeating unit represented by the following formula (3-1) and the repeating unit represented by the following formula (3-2). Features.
Figure 2010126581
In Formula (3-1) and Formula (3-2), R 4 independently represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and R 5 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. And R 6 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、上記重合体を含む樹脂(A)と、感放射線性酸発生剤(B)とを含有する感放射線性樹脂組成物であることを特徴とする。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention is a radiation-sensitive resin composition containing a resin (A) containing the polymer and a radiation-sensitive acid generator (B).

本発明の感放射線性樹脂組成物は、少なくとも特定の化学構造を有する2種類の繰り返し単位を含む重合体を樹脂成分として用いるので、解像性能に優れるだけでなく、LWRが小さく、PEB温度依存性が良好で、パターン倒れ耐性に優れ、且つ、低欠陥性、即ち、欠陥性にも優れた化学増幅型レジストとして好適に用いることができる。特に、本発明の感放射線性樹脂組成物は、ArFエキシマレーザーを光源とするリソグラフィー工程に用いられ、線幅90nm以下の微細パターンの形成において、また、液浸露光工程においても、化学増幅型レジストとしての優れた諸性能を示すことができる。   Since the radiation-sensitive resin composition of the present invention uses a polymer containing at least two types of repeating units having a specific chemical structure as a resin component, it not only has excellent resolution performance, but also has a low LWR and a PEB temperature dependency. Therefore, it can be suitably used as a chemically amplified resist having good properties, excellent resistance to pattern collapse, and low defects, that is, excellent defects. In particular, the radiation-sensitive resin composition of the present invention is used in a lithography process using an ArF excimer laser as a light source, and is used in the formation of a fine pattern having a line width of 90 nm or less, and also in a liquid immersion exposure process. The various performances as can be shown.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に属することが理解されるべきである。
本発明の感放射線性樹脂組成物は、上記式(1)で表される繰り返し単位(A1)および上記式(2)で表される繰り返し単位(A2)を含む重合体である樹脂(A)と、感放射線性酸発生剤(B)とを含有する。また、窒素含有化合物(以下、「窒素含有化合物(C)」ともいう)、各種添加剤(以下、「添加剤(D)ともいう」)、溶剤(以下、「溶剤(E)」ともいう)等を更に含有したものであってもよい。以下、各成分について説明する。
The radiation-sensitive resin composition of the present invention is not limited to the following embodiment, and can be applied to the following embodiment based on ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. However, it should be understood that modifications, improvements, and the like as appropriate belong to the scope of the present invention.
The radiation sensitive resin composition of the present invention is a resin (A) that is a polymer containing the repeating unit (A1) represented by the above formula (1) and the repeating unit (A2) represented by the above formula (2). And a radiation sensitive acid generator (B). Further, a nitrogen-containing compound (hereinafter also referred to as “nitrogen-containing compound (C)”), various additives (hereinafter also referred to as “additive (D)”), a solvent (hereinafter also referred to as “solvent (E)”). Etc. may further be contained. Hereinafter, each component will be described.

樹脂(A):
樹脂(A)は上記式(1)で表される繰り返し単位(A1)および上記式(2)で表される繰り返し単位(A2)を含む重合体である。
式(1)におけるR2で表される炭素数1〜12のアルキレン基は、直鎖状アルキレン基または分岐状アルキレン基であることが好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基等を挙げることができる。
また、脂環式アルキレン基としては、単環式または架橋環式のいずれでもよく、例えば、1,4−シクロへキシレン基、1,3−シクロへキシレン基、1,2−シクロヘキシレン基、2,3−ビシクロ[2.2.1]ヘプチレン基、2.5−ビシクロ[2.2.1]ヘプチレン基、2,6−ビシクロ[2.2.1]ヘプチレン基、1,3−アダマンチレン基等を挙げることができる。
これらの中で、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基が好ましい。
Resin (A):
The resin (A) is a polymer containing the repeating unit (A1) represented by the above formula (1) and the repeating unit (A2) represented by the above formula (2).
The alkylene group having 1 to 12 carbon atoms represented by R 2 in the formula (1) is preferably a linear alkylene group or a branched alkylene group, such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, or isopropylene. Group, n-butylene group, isobutylene group and the like.
The alicyclic alkylene group may be either monocyclic or bridged cyclic, such as 1,4-cyclohexylene group, 1,3-cyclohexylene group, 1,2-cyclohexylene group, 2,3-bicyclo [2.2.1] heptylene group, 2.5-bicyclo [2.2.1] heptylene group, 2,6-bicyclo [2.2.1] heptylene group, 1,3-adaman Examples include a tylene group.
Among these, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and an isopropylene group are preferable.

繰り返し単位(A1)を与える単量体の好ましいものとしては、下記式(1−1)〜(1−5)で表される単量体を挙げることができる。なお、下記式(1−1)〜(1−5)中、R1は、上記式(1)と同様に、互いに独立して、水素原子またはメチル基を示す。

Figure 2010126581
上記(1−1)〜(1−5)で表される単量体は、単独でも混合物でも使用できる。 Preferable monomers that give the repeating unit (A1) include monomers represented by the following formulas (1-1) to (1-5). In the following formulas (1-1) to (1-5), R 1 is independently of each other a hydrogen atom or a methyl group, as in the above formula (1).
Figure 2010126581
The monomers represented by the above (1-1) to (1-5) can be used alone or as a mixture.

また、上記式(2)におけるR3で表される炭素数1〜4のアルキル基は、直鎖状アルキル基または分岐状アルキル基であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。 Moreover, it is preferable that the C1-C4 alkyl group represented by R < 3 > in the said Formula (2) is a linear alkyl group or a branched alkyl group, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group , Isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group and the like.

繰り返し単位(A2)を与える単量体の好ましいものとしては、nが1〜8であることが好ましく、例えば、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−イソプロピル−1−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸1−イソプロピル−1−シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロヘプチルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロヘプチルエステル、(メタ)アクリル酸1−イソプロピル−1−シクロヘプチルエステル、(メタ)アクリル酸1−メチル−1−シクロオクチルエステル、(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロオクチルエステル、(メタ)アクリル酸1−イソプロピル−1−シクロオクチルエステル等を挙げることができる。
上記単量体は、単独でも混合物でも使用できる。
As a preferable thing of the monomer which gives a repeating unit (A2), it is preferable that n is 1-8, for example, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 1- Ethyl-1-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 1-isopropyl-1-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid 1-ethyl-1-cyclohexyl ester, ( (Meth) acrylic acid 1-isopropyl-1-cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cycloheptyl ester, (meth) acrylic acid 1-ethyl-1-cycloheptyl ester, (meth) acrylic acid 1- Isopropyl-1-cycloheptyl ester, 1-methyl (meth) acrylate 1-cyclooctyl ester, and (meth) acrylic acid 1-ethyl-1-cyclooctyl ester, (meth) acrylic acid 1-isopropyl-1-cyclooctyl ester.
The above monomers can be used alone or in a mixture.

本発明の重合体は、上記式(3−1)で表される繰り返し単位および上記式(3−2)で表される繰り返し単位から選ばれた少なくとも1つの繰り返し単位(A3)を有することができる。
上記式(3−1)におけるR5で表される炭素数1〜4のアルキル基は、直鎖状アルキル基または分岐状アルキル基であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。
上記式(3−2)におけるR6は、相互に独立に炭素数1〜4のアルキル基を表し、そのアルキル基は、直鎖状アルキル基または分岐状アルキル基であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。
The polymer of the present invention has at least one repeating unit (A3) selected from the repeating unit represented by the above formula (3-1) and the repeating unit represented by the above formula (3-2). it can.
The alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 5 in the above formula (3-1) is preferably a linear alkyl group or a branched alkyl group, such as a methyl group, an ethyl group, or a propyl group. , Isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group and the like.
R 6 in the above formula (3-2) independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the alkyl group is preferably a linear alkyl group or a branched alkyl group. Examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, and a t-butyl group.

繰り返し単位(3A)を与える単量体の好ましいものとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2−メチルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−n−プロピルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−イソプロピルアダマンチル−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(アダマンタン−1−イル)−1−エチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1−(アダマンタン−1−イル)−1−メチルプロピルエステル、(メタ)アクリル酸1−(アダマンタン−1−イル)−1−エチルプロピルエステル等を挙げることができる。
上記単量体は、単独でも混合物でも使用できる。
Preferred examples of the monomer that gives the repeating unit (3A) include (meth) acrylic acid 2-methyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-ethyladamantyl-2-yl ester, (meth) ) Acrylic acid 2-n-propyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-isopropyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 1- (adamantan-1-yl) -1-methylethyl ester (Meth) acrylic acid 1- (adamantan-1-yl) -1-ethyl ethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (adamantan-1-yl) -1-methylpropyl ester, (meth) acrylic acid 1- (Adamantane-1-yl) -1-ethylpropyl ester and the like can be mentioned.
The above monomers can be used alone or in a mixture.

重合体は、これまでに説明した繰り返し単位(A1)〜繰り返し単位(A3)以外の繰り返し単位(以下、「他の繰り返し単位」ということがある)を更に1種以上有していてもよい。
この他の繰り返し単位は、下記式(4−1)〜(4−6)で表される繰り返し単位(以下、「他の繰り返し単位(A4)」ということがある)、下記式(5)で表される繰り返し単位(以下、「他の繰り返し単位(A5)」ということがある)、下記式(6)で表される繰り返し単位(以下、「他の繰り返し単位(A6)」ということがある)、下記式(A7)で表される繰り返し単位(以下、「他の繰り返し単位(A7)」ということがある)を好適例として挙げることができる。
本願発明は、他の繰り返し単位(A4)〜他の繰り返し単位(A7)からなる群から選択される少なくとも1種の繰り返し単位を有することによって、繰返し単位(A1)、(A2)の特性を十分に活かすことができる。
The polymer may further have one or more types of repeating units other than the repeating units (A1) to (A3) described above (hereinafter sometimes referred to as “other repeating units”).
The other repeating units are repeating units represented by the following formulas (4-1) to (4-6) (hereinafter sometimes referred to as “other repeating units (A4)”), and the following formula (5). A repeating unit represented by the following formula (6) (hereinafter, referred to as “other repeating unit (A6)”). ), A repeating unit represented by the following formula (A7) (hereinafter, also referred to as “other repeating unit (A7)”) can be given as a preferred example.
The present invention has sufficient characteristics of the repeating units (A1) and (A2) by having at least one repeating unit selected from the group consisting of other repeating units (A4) to other repeating units (A7). You can make use of it.

他の繰り返し単位(A4)は下記式(4−1)〜(4−6)で表される。

Figure 2010126581
上記式(4−1)〜(4−6)の各式において、R7は互いに独立して、水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表し、R8は水素原子、または置換基を有してもよい炭素数1〜4のアルキル基を表し、R9は水素原子、またはメトキシ基を表す。また、Aは単結合またはメチレン基を表し、Bは酸素原子またはメチレン基を表す。lは1〜3の整数であり、mは0または1である。 Other repeating units (A4) are represented by the following formulas (4-1) to (4-6).
Figure 2010126581
In the formulas (4-1) to (4-6), R 7 independently represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and R 8 represents a hydrogen atom or a substituent. Represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 9 represents a hydrogen atom or a methoxy group. A represents a single bond or a methylene group, and B represents an oxygen atom or a methylene group. l is an integer of 1 to 3, and m is 0 or 1.

他の繰り返し単位(A4)を与える単量体の中で好ましいものとしては、(メタ)アクリル酸−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−9−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[5.2.1.03,8]デカ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−10−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[5.2.1.03,8]ノナ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−6−オキソ−7−オキサ−ビシクロ[3.2.1]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−メトキシカルボニル−6−オキソ−7−オキサ−ビシクロ[3.2.1]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−7−オキソ−8−オキサ−ビシクロ[3.3.1]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−メトキシカルボニル−7−オキソ−8−オキサ−ビシクロ[3.3.1]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−メチル−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−エチル−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−プロピル−2−オキソテトラヒドロピラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−オキソテトラヒドロフラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5,5−ジメチル−2−オキソテトラヒドロフラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−3,3−ジメチル−2−オキソテトラヒドロフラン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4,4−ジメチル−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5,5−ジメチル−2−オキソテトラヒドロフラン−3−イルエステル、(メタ)アクリル酸−5−オキソテトラヒドロフラン−2−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸−3,3−ジメチル−5−オキソテトラヒドロフラン−2−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸−4,4−ジメチル−5−オキソテトラヒドロフラン−2−イルメチルエステルを挙げることができる。 Among the monomers giving other repeating units (A4), (meth) acrylic acid-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nona-2 is preferable. -Yl ester, (meth) acrylic acid-9-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] non-2-yl ester, (meth) acrylic acid-5 -Oxo-4-oxa-tricyclo [5.2.1.0 3,8 ] dec-2-yl ester, (meth) acrylic acid-10-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [5. 2.1.0 3,8 ] non-2-yl ester, (meth) acrylic acid-6-oxo-7-oxa-bicyclo [3.2.1] oct-2-yl ester, (meth) acrylic acid -4-methoxycarbonyl-6-oxo-7- Xa-bicyclo [3.2.1] oct-2-yl ester, (meth) acrylic acid-7-oxo-8-oxa-bicyclo [3.3.1] oct-2-yl ester, (meth) acrylic Acid-4-methoxycarbonyl-7-oxo-8-oxa-bicyclo [3.3.1] oct-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth) Acrylic acid-4-methyl-2-oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-4-ethyl-2-oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-4-propyl-2 -Oxotetrahydropyran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-2-oxotetrahydrofuran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-5,5 -Dimethyl-2-oxotetrahydrofuran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-3,3-dimethyl-2-oxotetrahydrofuran-4-yl ester, (meth) acrylic acid-2-oxotetrahydrofuran-3-yl ester , (Meth) acrylic acid-4,4-dimethyl-2-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid-5,5-dimethyl-2-oxotetrahydrofuran-3-yl ester, (meth) acrylic acid -5-oxotetrahydrofuran-2-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid-3,3-dimethyl-5-oxotetrahydrofuran-2-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid-4,4-dimethyl-5-oxo Mention may be made of tetrahydrofuran-2-ylmethyl ester.

他の繰り返し単位(A5)は下記式(5)で表される。

Figure 2010126581
上記式(5)において、R10は水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表し、R11は炭素数7〜20の多環型脂環式炭化水素基を表す。この炭素数7〜20の多環型脂環式炭化水素基は、炭素数1〜4のアルキル基、ヒドロキシル基、シアノ基、および炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基からなる群より選択される少なくとも一種で置換されていても、置換されていなくてもよい。
炭素数7〜20の多環型脂環式炭化水素基としては、例えば、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン等のシクロアルカン類に由来する脂環族環からなる炭化水素基を挙げることができる。 Another repeating unit (A5) is represented by the following formula (5).
Figure 2010126581
In the above formula (5), R 10 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and R 11 represents a polycyclic alicyclic hydrocarbon group having 7 to 20 carbon atoms. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group having 7 to 20 carbon atoms is selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, a cyano group, and a hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms. It may be substituted with at least one kind or may not be substituted.
Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group having 7 to 20 carbon atoms include bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, and tricyclo [5.2.1.0 2 ]. , 6 ] decane, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . And hydrocarbon groups composed of alicyclic rings derived from cycloalkanes such as 0 2,7 ] dodecane and tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane.

これらのシクロアルカン由来の脂環族環は、置換基を有していてもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基の1種以上あるいは1個以上で置換してもよい。これらは例えば、以下のような具体例で表されるが、これらのアルキル基によって置換されたものに限定されるものではなく、ヒドロキシル基、シアノ基、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、カルボキシル基、酸素で置換されたものであってもよい。また、これらの他の繰り返し単位(5)は1種または2種以上を含有することができる。
他の繰り返し単位(5)を与える単量体の中で、好ましいものとしては、(メタ)アクリル酸−ビシクロ[2.2.1]ヘプチルエステル、(メタ)アクリル酸−シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸−ビシクロ[4.4.0]デカニルエステル、(メタ)アクリル酸−ビシクロ[2.2.2]オクチルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニルエステル、(メタ)アクリル酸−テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカニルエステル等を挙げることができる。
These cycloalkane-derived alicyclic rings may have a substituent, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group. , 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like, or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 4 carbon atoms may be substituted with one or more. These are represented by the following specific examples, but are not limited to those substituted by these alkyl groups, but are hydroxyl groups, cyano groups, hydroxyalkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, carboxyls The group may be substituted with oxygen. Moreover, these other repeating units (5) can contain 1 type (s) or 2 or more types.
Among the monomers that give other repeating units (5), (meth) acrylic acid-bicyclo [2.2.1] heptyl ester, (meth) acrylic acid-cyclohexyl ester, (meth) are preferable. Acrylic acid-bicyclo [4.4.0] decanyl ester, (meth) acrylic acid-bicyclo [2.2.2] octyl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] Decanyl ester, (meth) acrylic acid-tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecanyl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decanyl ester, and the like.

他の繰り返し単位(A6)は下記式(6)で表される。

Figure 2010126581
上記式(6)において、R12は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基を表し、R13は、2価の鎖状または環状の炭化水素基を表す。 Another repeating unit (A6) is represented by the following formula (6).
Figure 2010126581
In the above formula (6), R 12 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group, and R 13 represents a divalent chain or cyclic hydrocarbon group. To express.

上記式(6)で表される他の繰り返し単位(A6)のR13は、上記したように2価の鎖状または環状の炭化水素基であり、例えば、アルキレングリコール基、アルキレンエステル基であってもよい。好ましいR13としては、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基もしくは1,2−プロピレン基などのプロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、インサレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、または、2−プロピリデン基等の飽和鎖状炭化水素基;1,3−シクロブチレン基などのシクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基などのシクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基などのシクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基などのシクロオクチレン基等の炭素数3〜10のシクロアルキレン基などの単環式炭化水素環基;1,4−ノルボルニレン基もしくは2,5−ノルボルニレン基などのノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基、2,6−アダマンチレン基などのアダマンチレン基等の2〜4環式炭素数4〜30の炭化水素環基などの架橋環式炭化水素環基等を挙げることができる。 R 13 of the other repeating unit (A6) represented by the above formula (6) is a divalent chain or cyclic hydrocarbon group as described above, such as an alkylene glycol group or an alkylene ester group. May be. Preferred R 13 is a methylene group, an ethylene group, a propylene group such as a 1,3-propylene group or a 1,2-propylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, a heptamethylene group, an octamethylene group, Nonamethylene group, Decamemethylene group, Undecamethylene group, Dodecamethylene group, Tridecamethylene group, Tetradecamethylene group, Pentadecamethylene group, Hexadecamethylene group, Heptadecamethylene group, Octadecamethylene group, Nonadecamethylene group, Insalen group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1-methyl-1,4-butylene group, 2-methyl- 1,4-butylene group, methylidene group, ethylidene group, propylidene group, or 2-propylidene group A saturated chain hydrocarbon group such as an ethylene group; a cyclobutylene group such as a 1,3-cyclobutylene group; a cyclopentylene group such as a 1,3-cyclopentylene group; a cyclohexylene such as a 1,4-cyclohexylene group A monocyclic hydrocarbon ring group such as a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms such as a cyclooctylene group such as a 1,5-cyclooctylene group; a 1,4-norbornylene group or a 2,5-norbornylene group Such as norbornylene group, 1,5-adamantylene group, adamantylene group such as 2,6-adamantylene group, etc., bridged cyclic hydrocarbon ring such as 2-4 cyclic hydrocarbon ring group having 4-30 carbon atoms Examples include groups.

他の繰り返し単位(A6)を与える単量体の中で好ましいものとしては、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−3−プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−5−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2−{[5−(1',1',1'−トリフルオロ−2'−トリフルオロメチル−2'−ヒドロキシ)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル}エステル、(メタ)アクリル酸4−{[9−(1',1',1'−トリフルオロ−2'−トリフルオロメチル−2'−ヒドロキシ)プロピル]テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル}エステル等を挙げることができる。 Among the monomers giving other repeating units (A6), (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-3-propyl) ester is preferable. (Meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trimethyl) Fluoromethyl-2-hydroxy-5-pentyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester, (meth) acrylic acid 2 -{[5- (1 ', 1', 1'-trifluoro-2'-trifluoromethyl-2'-hydroxy) propyl] bicyclo [2.2.1] heptyl} ester, (meth) Acrylic acid 4 - {[9- (1 ', 1', 1'-trifluoro-2'-trifluoromethyl-2'-hydroxy) propyl] tetracyclo [6.2.1.1 3, 6. 0 2,7 ] dodecyl} ester and the like.

他の繰り返し単位(A7)は下記式(7)で表される。

Figure 2010126581
上記式(7)において、R14は水素原子またはメチル基を表し、Y1は単結合または炭素数1〜3の2価の有機基を表し、Y2は互いに独立して、単結合または炭素数1〜3の2価の有機基を表し、R15は互いに独立して、水素原子、水酸基、シアノ基、または−COOR16基を表す。但し、R16は水素原子、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数3〜20の脂環式のアルキル基を表す。上記式(7)においては、3つのR15のうち少なくとも1つは水素原子でなく、且つY1が単結合のときは、3つのY2のうち少なくとも1つは炭素数1〜3の2価の有機基であることが好ましい。 Another repeating unit (A7) is represented by the following formula (7).
Figure 2010126581
In the above formula (7), R 14 represents a hydrogen atom or a methyl group, Y 1 represents a single bond or a divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms, and Y 2 independently of each other represents a single bond or carbon. represents a divalent organic group having 1 to 3, R 15 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group or a -COOR 16 group,. R 16 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic alkyl group having 3 to 20 carbon atoms. In the above formula (7), when at least one of the three R 15 is not a hydrogen atom and Y 1 is a single bond, at least one of the three Y 2 is 2 having 1 to 3 carbon atoms. A valent organic group is preferred.

式(7)で表される他の繰り返し単位(A7)において、Y1は単結合または炭素数1〜3の2価の有機基を示し、Y2は互いに独立して、単結合または炭素数1〜3の2価の有機基を示すが、Y1およびY2で表される炭素数1〜3の2価の有機基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基を挙げることができる。 In another repeating unit (A7) represented by the formula (7), Y 1 represents a single bond or a divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms, and Y 2 independently of each other represents a single bond or a carbon number. A divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms is shown, and examples of the divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms represented by Y 1 and Y 2 include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group.

式(7)のR15における−COOR16基のR16は、水素原子、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数3〜20の脂環式のアルキル基を表しており、このR16における、上記炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基を挙げることができる。
また、R16の炭素数3〜20の脂環式のアルキル基としては、−Cn2n-1(nは3〜20の整数)で表されるシクロアルキル基、多環型脂環式アルキル基等を挙げることができる。上記シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。また、多環型脂環式アルキル基としては、例えば、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、テトラシクロ[6.2.13,6.02,7]ドデカニル基、アダマンチル基等を挙げることができる。また、上記シクロアルキル基、および上記多環型脂環式アルキル基は、直鎖状、分岐状または環状のアルキル基が置換基として1種以上置換してもよく、この置換基は複数であってもよい。
R 16 of the —COOR 16 group in R 15 of the formula (7) is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic alkyl group having 3 to 20 carbon atoms. In the R 16 , the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms includes methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2 -Methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group can be mentioned.
Examples of the alicyclic alkyl group having 3 to 20 carbon atoms R 16, -C n H 2n- 1 cycloalkyl group (n is an integer of 3 to 20) represented by the polycyclic alicyclic An alkyl group etc. can be mentioned. Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic alicyclic alkyl group include a bicyclo [2.2.1] heptyl group, a tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, and a tetracyclo [6.2.1 3]. , 6 . 0 2,7 ] dodecanyl group, adamantyl group and the like. In the cycloalkyl group and the polycyclic alicyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkyl group may be substituted as one or more types as a substituent, and there may be a plurality of such substituents. May be.

他の繰り返し単位(A7)を与える単量体の中で好ましいものとしては、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシアダマンタン−1−イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシ−7−メチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−5,7−ジメチルアダマンタン−1−イルメチルエステル等を挙げることができる。   Among the monomers that give other repeating units (A7), (meth) acrylic acid 3-hydroxyadamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dihydroxyadamantan-1-yl Ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxyadamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dihydroxyadamantan-1-ylmethyl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5-methyladamantane- 1-yl ester, (meth) acrylic acid 3,5-dihydroxy-7-methyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5,7-dimethyladamantan-1-yl ester, (meth) 3-hydroxy-5,7-dimethyladamantan-1-ylmethylacrylate Mention may be made of the ether and the like.

また、本発明の感放射線性樹脂組成物に含有される樹脂(A)として使用される重合体は、上記式(1)〜(3)で示される繰り返し単位(A1)〜(A3)、および式(4)〜(7)で示される他の繰り返し単位(A4)〜(A7)以外の繰り返し単位(以下、「更に他の繰り返し単位」ということがある)を更に有していてもよい。
このような更に他の繰り返し単位としては、例えば、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸アダマンチルメチル等の有橋式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸カルボキシノルボルニル、(メタ)アクリル酸カルボキシトリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸カルボキシテトラシクロウンデカニル等の不飽和カルボン酸の有橋式炭化水素骨格を有するカルボキシル基含有エステル類;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−メチルプロピル、(メタ)アクリル酸1−メチルプロピル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸シクロプロピル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−メトキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−シクロペンチルオキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2−シクロヘキシルオキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2−(4−メトキシシクロヘキシル)オキシカルボニルエチル等の有橋式炭化水素骨格をもたない(メタ)アクリル酸エステル類;α−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸n−プロピル、α−ヒドロキシメチルアクリル酸n−ブチル等のα−ヒドロキシメチルアクリル酸エステル類;(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、クロトンニトリル、マレインニトリル、フマロニトリル、メサコンニトリル、シトラコンニトリル、イタコンニトリル等の不飽和ニトリル化合物;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、クロトンアミド、マレインアミド、フマルアミド、メサコンアミド、シトラコンアミド、イタコンアミド等の不飽和アミド化合物;N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニル−ε−カプロラクタム、N−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の他の含窒素ビニル化合物;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和カルボン酸(無水物)類;(メタ)アクリル酸2−カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸2−カルボキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−カルボキシブチル、(メタ)アクリル酸4−カルボキシシクロヘキシル等の不飽和カルボン酸の有橋式炭化水素骨格をもたないカルボキシル基含有エステル類;1,2−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニルジメチロールジ(メタ)アクリレート等の有橋式炭化水素骨格を有する多官能性単量体;メチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ビス(2−ヒドロキシプロピル)ベンゼンジ(メタ)アクリレート、1,3−ビス(2−ヒドロキシプロピル)ベンゼンジ(メタ)アクリレート等の有橋式炭化水素骨格をもたない多官能性単量体等の多官能性単量体の重合性不飽和結合が開裂した単位を挙げることができる。
Moreover, the polymer used as resin (A) contained in the radiation sensitive resin composition of this invention is the repeating unit (A1)-(A3) shown by said Formula (1)-(3), and It may further have a repeating unit other than the other repeating units (A4) to (A7) represented by the formulas (4) to (7) (hereinafter sometimes referred to as “other repeating units”).
Examples of such other repeating units include (meth) acrylic acid esters having a bridged hydrocarbon skeleton such as dicyclopentenyl (meth) acrylate and adamantylmethyl (meth) acrylate; Carboxyl group-containing esters having a bridged hydrocarbon skeleton of an unsaturated carboxylic acid such as carboxynorbornyl acrylate, carboxytricyclodecanyl (meth) acrylate, carboxytetracycloundecanyl (meth) acrylate; Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, 2-methylpropyl (meth) acrylate, 1-methyl (meth) acrylate Propyl, t-butyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth ) 2-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclopropyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 4-methoxycyclohexyl (meth) acrylate, It also has a bridged hydrocarbon skeleton such as 2-cyclopentyloxycarbonylethyl (meth) acrylate, 2-cyclohexyloxycarbonylethyl (meth) acrylate, 2- (4-methoxycyclohexyl) oxycarbonylethyl (meth) acrylate, etc. (Meth) acrylic esters; α-hydroxy such as methyl α-hydroxymethyl acrylate, ethyl α-hydroxymethyl acrylate, n-propyl α-hydroxymethyl acrylate, n-butyl α-hydroxymethyl acrylate, etc. Methyla Unsaturated nitrile compounds such as (meth) acrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, crotonnitrile, maleinonitrile, fumaronitrile, mesacononitrile, citracononitrile, itaconnitrile; (meth) acrylamide, N, N-dimethyl ( Unsaturated amide compounds such as (meth) acrylamide, crotonamide, maleamide, fumaramide, mesaconamide, citraconamide, itaconamide; N- (meth) acryloylmorpholine, N-vinyl-ε-caprolactam, N-vinylpyrrolidone, vinylpyridine, Other nitrogen-containing vinyl compounds such as vinylimidazole; (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, itaconic anhydride, citraconic acid, citraconic anhydride Unsaturated carboxylic acids (anhydrides) such as mesaconic acid; 2-carboxyethyl (meth) acrylate, 2-carboxypropyl (meth) acrylate, 3-carboxypropyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 4 -Carboxy group-containing esters having no bridged hydrocarbon skeleton of unsaturated carboxylic acid such as carboxybutyl, 4-carboxycyclohexyl (meth) acrylate; 1,2-adamantanediol di (meth) acrylate, 1, A polyfunctional monomer having a bridged hydrocarbon skeleton such as 3-adamantanediol di (meth) acrylate, 1,4-adamantanediol di (meth) acrylate, tricyclodecanyldimethylol di (meth) acrylate; Methylene glycol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acryl Propylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol di (meth) acrylate, 1,8-octanediol di (meth) ) Acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 1,4-bis (2-hydroxypropyl) benzenedi (meth) acrylate, 1,3-bis (2-hydroxypropyl) benzenedi (meth) acrylate, etc. Examples thereof include a unit in which a polymerizable unsaturated bond of a polyfunctional monomer such as a polyfunctional monomer having no bridged hydrocarbon skeleton is cleaved.

本発明の重合体において、繰り返し単位(A1)の含有率は、全繰り返し単位に対して、10〜85モル%であることが好ましく、20〜80モル%であることが更に好ましく、30〜70モル%であることが特に好ましい。このように構成することによって、この重合体を樹脂成分として用いるレジストとしての現像性、欠陥性、LWR、PEB温度依存性等を向上させることができる。例えば、繰り返し単位(A1)の含有率が10モル%未満では、レジストとしての現像性、欠陥性が劣化するおそれがあり、85モル%をこえると、レジストとしての解像性、LWR、PEB温度依存性が劣化するおそれがある。   In the polymer of the present invention, the content of the repeating unit (A1) is preferably 10 to 85 mol%, more preferably 20 to 80 mol%, more preferably 30 to 70, based on all repeating units. It is particularly preferred that it is mol%. By comprising in this way, the developability as a resist which uses this polymer as a resin component, defect property, LWR, PEB temperature dependency, etc. can be improved. For example, if the content of the repeating unit (A1) is less than 10 mol%, the developability and defectability as a resist may be deteriorated, and if it exceeds 85 mol%, the resolution as a resist, LWR, PEB temperature Dependency may be degraded.

また、繰り返し単位(A2)の含有率は、全繰り返し単位に対して、10〜85モル%であることが好ましく、20〜80モル%であることが更に好ましく、30〜70モル%であることが特に好ましい。このように構成することによって、レジストとしての現像性、欠陥性、LWR、PEB温度依存性等を向上させることができる。例えば、繰り返し単位(A2)の含有率が10モル%未満では、レジストとしての解像性、LWR、PEB温度依存性が劣化するおそれがあり、一方85モル%をこえると、レジストとしての現像性、欠陥性が劣化するおそれがある。   Moreover, it is preferable that it is 10-85 mol% with respect to all the repeating units, and, as for the content rate of a repeating unit (A2), it is still more preferable that it is 20-80 mol%, and it is 30-70 mol%. Is particularly preferred. By comprising in this way, the developability as a resist, defect property, LWR, PEB temperature dependency, etc. can be improved. For example, when the content of the repeating unit (A2) is less than 10 mol%, the resolution as a resist, LWR, and PEB temperature dependency may be deteriorated. On the other hand, when the content exceeds 85 mol%, the developability as a resist. , Defect may be deteriorated.

また、繰り返し単位(A3)の含有率は、全繰り返し単位に対して、5〜70モル%であることが好ましく、5〜60モル%であることが更に好ましく、10〜50モル%であることが特に好ましい。このように構成することによって、レジストとしてのパターン倒れ耐性、解像性、LWR、PEB温度依存性等を向上させることができる。例えば、繰り返し単位(A3)の含有率が5モル%未満では、レジストとしてのパターン倒れ耐性が劣化するおそれがあり、一方70モル%をこえると、レジストとしての解像性、LWR、PEB温度依存性が劣化するおそれがある。   Moreover, it is preferable that it is 5-70 mol% with respect to all the repeating units, and, as for the content rate of a repeating unit (A3), it is still more preferable that it is 5-60 mol%, and it is 10-50 mol%. Is particularly preferred. By configuring in this way, resistance to pattern collapse as a resist, resolution, LWR, PEB temperature dependency, and the like can be improved. For example, if the content of the repeating unit (A3) is less than 5 mol%, the resistance to pattern collapse as a resist may be deteriorated. On the other hand, if it exceeds 70 mol%, the resolution as a resist depends on LWR and PEB temperatures. May deteriorate.

また、上記他の繰り返し単位(A4)〜(A7)、および上記更に他の繰り返し単位は、任意の構成成分であるが、例えば、上記他の繰り返し単位(A4)の含有率は、全繰り返し単位に対して、30モル%以下であることが好ましく、25モル%以下であることが更に好ましい。例えば、他の繰り返し単位(A4)の含有率が30モル%をこえると、レジストとしての欠陥性が悪化するおそれがある。
また、他の繰り返し単位(A5)の含有率は、全繰り返し単位に対して、30モル%以下であることが好ましく、25モル%以下であることが更に好ましい。例えば、他の繰り返し単位(A5)の含有率が30モル%をこえると、レジスト被膜がアルカリ現像液により膨潤しやすくなったり、レジストとしての現像性が低下したりするおそれがある。
また、他の繰り返し単位(A6)の含有率は、全繰り返し単位に対して、30モル%以下であることが好ましく、25モル%以下であることが更に好ましい。例えば、他の繰り返し単位(A6)の含有率が30モル%をこえると、レジストパターンのトップロスが生じパターン形状が悪化するおそれがある。
また、他の繰り返し単位(A7)の含有率は、全繰り返し単位に対して、30モル%以下であることが好ましく、25モル%以下であることが更に好ましい。例えば、他の繰り返し単位(A7)の含有率が30モル%をこえると、レジスト被膜がアルカリ現像液により膨潤しやすくなったり、レジストとしての現像性が低下したりするおそれがある。
上記「更に他の繰り返し単位」の含有率は、全繰り返し単位に対して、50モル%以下であることが好ましく、40モル%以下であることが更に好ましい。
The other repeating units (A4) to (A7) and the further other repeating units are optional constituents. For example, the content of the other repeating units (A4) may be all repeating units. Is preferably 30 mol% or less, and more preferably 25 mol% or less. For example, if the content of other repeating units (A4) exceeds 30 mol%, the defect as a resist may be deteriorated.
Moreover, it is preferable that it is 30 mol% or less with respect to all the repeating units, and, as for the content rate of another repeating unit (A5), it is still more preferable that it is 25 mol% or less. For example, if the content of other repeating units (A5) exceeds 30 mol%, the resist film may be easily swollen by an alkali developer, or the developability as a resist may be reduced.
Moreover, it is preferable that it is 30 mol% or less with respect to all the repeating units, and, as for the content rate of another repeating unit (A6), it is still more preferable that it is 25 mol% or less. For example, if the content of other repeating units (A6) exceeds 30 mol%, the top loss of the resist pattern may occur and the pattern shape may deteriorate.
Moreover, it is preferable that it is 30 mol% or less with respect to all the repeating units, and, as for the content rate of another repeating unit (A7), it is still more preferable that it is 25 mol% or less. For example, if the content of other repeating units (A7) exceeds 30 mol%, the resist film may be easily swollen by an alkali developer, or the developability as a resist may be reduced.
The content of the “further repeating unit” is preferably 50 mol% or less, and more preferably 40 mol% or less, based on all repeating units.

次に、これまでに説明した重合体の製造方法について説明する。
重合体は、ラジカル重合等の常法に従って合成することができるが、例えば、各単量体とラジカル開始剤とを含有する反応溶液を、反応溶媒もしくは単量体を含有する反応溶液に滴下して重合反応させたり、各単量体を含有する反応溶液とラジカル開始剤を含有する反応溶液とを、各々別々に反応溶媒もしくは単量体を含有する反応溶液に滴下して重合反応させたり、更に、各単量体も各々別々に調製された反応溶液とラジカル開始剤を含有する反応溶液とを、各々別々に反応溶媒もしくは単量体を含有する反応溶液に滴下して重合反応させる方法が好ましい。
Next, the manufacturing method of the polymer demonstrated until now is demonstrated.
The polymer can be synthesized according to a conventional method such as radical polymerization. For example, a reaction solution containing each monomer and a radical initiator is dropped into a reaction solvent or a reaction solution containing a monomer. The reaction solution containing each monomer and the reaction solution containing a radical initiator are dropped separately into the reaction solution containing the reaction solvent or the monomer, respectively, and the polymerization reaction is performed, Further, there is a method in which a reaction solution prepared separately for each monomer and a reaction solution containing a radical initiator are separately dropped into a reaction solution containing a reaction solvent or a monomer to cause a polymerization reaction. preferable.

上記各反応における反応温度は、使用する開始剤の種類によって適宜設定できるが、例えば、30℃〜180℃が一般的である。なお、上記各反応における反応温度は、40℃〜160℃であることが好ましく、50℃〜140℃であることが更に好ましい。滴下に要する時間は、反応温度、開始剤の種類、反応させる単量体によって様々に設定できるが、30分〜8時間であることが好ましく、45分〜6時間であることが更に好ましく、1時間〜5時間であることが特に好ましい。また、滴下時間を含む全反応時間は、上記同様に様々に設定できるが、30分〜8時間であることが好ましく、45分〜7時間であることが更に好ましく、1時間〜6時間であることが特に好ましい。単量体を含有する溶液に滴下する場合、滴下する溶液中のモノマーの含有割合は、重合に用いられる全単量体量に対して30モル%以上が好ましく、50モル%以上であることが更に好ましく、70モル%以上であることが特に好ましい。   The reaction temperature in each of the above reactions can be appropriately set depending on the type of initiator to be used. In addition, it is preferable that the reaction temperature in said each reaction is 40 to 160 degreeC, and it is still more preferable that it is 50 to 140 degreeC. The time required for dropping can be variously set depending on the reaction temperature, the type of initiator, and the monomer to be reacted, but it is preferably 30 minutes to 8 hours, more preferably 45 minutes to 6 hours. It is particularly preferred that the time is 5 hours. The total reaction time including the dropping time can be variously set as described above, but is preferably 30 minutes to 8 hours, more preferably 45 minutes to 7 hours, and 1 hour to 6 hours. It is particularly preferred. When dripping into the solution containing the monomer, the content ratio of the monomer in the dripped solution is preferably 30 mol% or more, more preferably 50 mol% or more based on the total amount of monomers used for the polymerization. More preferably, it is particularly preferably 70 mol% or more.

重合に使用されるラジカル開始剤としては、2,2'−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1'−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2'−アゾビス(2−メチル−N−フェニルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス(2−メチル−N−2−プロペニルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス{2−メチル−N−[1,1―ビス(ヒドロキシメチル)2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、ジメチル−2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4'−アゾビス(4−シアノバレリックアシッド)、2,2'−アゾビス(2−(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル)等を挙げることができる。これら開始剤は単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   As radical initiators used for polymerization, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-cyclopropylpropionitrile), 2,2 '-Azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1'-azobis (cyclohexane-1 -Carbonitrile), 2,2′-azobis (2-methyl-N-phenylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2′-azobis (2-methyl-N-2-propenylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2 '-Azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis ( Hydroxymethyl) 2-hydroxyethyl] propionamide}, dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobis (2- (hydroxymethyl) propionitrile) and the like. These initiators can be used alone or in admixture of two or more.

重合に使用する溶媒としては、使用する単量体を溶解し、重合を阻害するような溶媒でなければ使用可能である。なお、重合を阻害する溶媒としては、重合を禁止する溶媒、例えば、ニトロベンゼン類や、連鎖移動を起こさせる溶媒、例えば、メルカプト化合物を挙げることができる。
重合に好適に使用することができる溶媒としては、例えば、アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類、エステルおよびラクトン類、ニトリル類、並びにこれらの溶媒の混合液を挙げることができる。アルコール類としてはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノールを挙げることができる。エーテル類としてはプロピルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキサンを挙げることができる。ケトン類としてはアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトンを挙げることができる。アミド類としてはN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドを挙げることができる。エステルおよびラクトン類としては酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソブチル、γ−ブチロラクトンを挙げることができる。ニトリル類としてはアセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルを挙げることができる。これらの溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
As a solvent used for the polymerization, any solvent can be used as long as it does not dissolve the monomer used and inhibits the polymerization. Examples of the solvent that inhibits polymerization include solvents that prohibit polymerization, such as nitrobenzenes, and solvents that cause chain transfer, such as mercapto compounds.
Examples of the solvent that can be suitably used for the polymerization include alcohols, ethers, ketones, amides, esters and lactones, nitriles, and a mixture of these solvents. Examples of alcohols include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and 1-methoxy-2-propanol. Examples of ethers include propyl ether, isopropyl ether, butyl methyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, and 1,3-dioxane. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isopropyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Examples of amides include N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide. Examples of esters and lactones include ethyl acetate, methyl acetate, isobutyl acetate, and γ-butyrolactone. Examples of nitriles include acetonitrile, propionitrile, and butyronitrile. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.

上記のように重合反応の後、得られた重合体は、再沈殿法により回収することが好ましい。即ち、重合終了後、反応液は再沈溶媒に投入され、目的の樹脂を粉体として回収する。再沈溶媒としては水、アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類、エステルおよびラクトン類、ニトリル類、並びにこれらの溶媒の混合液を挙げることができる。アルコール類としてはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノールを挙げることができる。エーテル類としてはプロピルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキサンを挙げることができる。ケトン類としてはアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトンを挙げることができる。アミド類としてはN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドを挙げることができる。エステルおよびラクトン類としては酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソブチル、γ−ブチロラクトンを挙げることができる。ニトリル類としてはアセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルを挙げることができる。   As described above, after the polymerization reaction, the obtained polymer is preferably recovered by a reprecipitation method. That is, after the polymerization is completed, the reaction solution is put into a reprecipitation solvent, and the target resin is recovered as a powder. Examples of the reprecipitation solvent include water, alcohols, ethers, ketones, amides, esters and lactones, nitriles, and a mixture of these solvents. Examples of alcohols include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, and 1-methoxy-2-propanol. Examples of ethers include propyl ether, isopropyl ether, butyl methyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, and 1,3-dioxane. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isopropyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Examples of amides include N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide. Examples of esters and lactones include ethyl acetate, methyl acetate, isobutyl acetate, and γ-butyrolactone. Examples of nitriles include acetonitrile, propionitrile, and butyronitrile.

なお、重合体には、これまでに説明した単量体由来の低分子量成分が含まれるが、その含有割合は、重合体の総量(100質量%)に対して、0.1質量%以下であることが好ましく、0.07質量%以下であることが更に好ましく、0.05質量%以下であることが特に好ましい。
この低分子量成分の含有割合が0.1質量%以下である場合には、この重合体を樹脂(A)として使用してレジスト膜を作製し、液浸露光を行なうときに、レジスト膜に接触した水への溶出物の量を少なくすることができる。更に、レジスト保管時にレジスト中に異物が発生することがなく、レジスト塗布時においても塗布ムラが発生することなく、レジストパターン形成時における欠陥の発生を十分に抑制することができる。
In addition, although the low molecular weight component derived from the monomer demonstrated so far is contained in a polymer, the content rate is 0.1 mass% or less with respect to the total amount (100 mass%) of a polymer. Preferably, it is 0.07% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or less.
When the content ratio of the low molecular weight component is 0.1% by mass or less, a resist film is prepared using this polymer as the resin (A), and the resist film is contacted when performing immersion exposure. The amount of eluate in the water can be reduced. Furthermore, foreign matters are not generated in the resist during resist storage, and coating unevenness does not occur during resist application, and the occurrence of defects during resist pattern formation can be sufficiently suppressed.

なお、本発明において、上記単量体由来の低分子量成分は、モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマーが挙げられ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」ということがある)が500以下の成分のこととする。このMw500以下の成分は、例えば、水洗、液々抽出等の化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離等の物理的精製法との組合せ等により除去することができる。
また、この低分子量成分は、重合体の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により分析することができる。なお、樹脂(A)となる重合体は、ハロゲン、金属等の不純物が少ないほど好ましく、それにより、レジストとしたときの感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等を更に改善することができる。
また、この重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、1000〜100000であることが好ましく、1000〜30000であることが更に好ましく、1000〜20000であることが特に好ましい。この場合、重合体のMwが1000未満では、レジストとしたときの耐熱性が低下する傾向があり、一方100000をこえると、レジストとしたときの現像性が低下する傾向がある。また、重合体のMwとゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」ということがある)との比(Mw/Mn)は、1.0〜5.0であることが好ましく、1.0〜3.0であることが更に好ましく、1.0〜2.0であることが特に好ましい。
本発明において、重合体を用いて感放射線性樹脂組成物を作製するときは、重合体を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
In the present invention, the low molecular weight component derived from the monomer includes a monomer, a dimer, a trimer, and an oligomer. The weight average molecular weight in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) (hereinafter referred to as “Mw”) Is a component of 500 or less. The components having an Mw of 500 or less can be removed by, for example, chemical purification methods such as washing with water and liquid-liquid extraction, or a combination of these chemical purification methods and physical purification methods such as ultrafiltration and centrifugation. it can.
The low molecular weight component can be analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) of the polymer. In addition, the polymer used as the resin (A) is preferably as little as possible as impurities such as halogens and metals. Thereby, the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, and the like of the resist can be further improved.
Moreover, the polystyrene conversion weight average molecular weight (Mw) by gel permeation chromatography (GPC) of this polymer is not particularly limited, but is preferably 1000 to 100,000, more preferably 1000 to 30000, and 1000 to It is especially preferable that it is 20000. In this case, if the Mw of the polymer is less than 1000, the heat resistance when used as a resist tends to be reduced, whereas if it exceeds 100,000, the developability when used as a resist tends to be reduced. Further, the ratio (Mw / Mn) of the polymer Mw to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter sometimes referred to as “Mn”) by gel permeation chromatography (GPC) is 1.0 to 5.0. It is preferable that it is 1.0-3.0, and it is especially preferable that it is 1.0-2.0.
In this invention, when producing a radiation sensitive resin composition using a polymer, a polymer can be used individually or in mixture of 2 or more types.

感放射線性酸発生剤(B):
本発明の感放射線性樹脂組成物に含有される感放射線性酸発生剤(B)(以下、単に「酸発生剤(B)」ということがある)は、露光により酸を発生するものであり、光酸発生剤として機能する。この酸発生剤は、露光により発生した酸によって、感放射線性樹脂組成物に含有される樹脂(A)中に存在する酸解離性基を解離させて(保護基を脱離させて)、樹脂(A)をアルカリ可溶性とする。そして、その結果、レジスト被膜の露光部がアルカリ現像液に易溶性となり、これによりポジ型のレジストパターンが形成される。
上記酸発生剤(B)としては、下記式(8)で表される化合物を含むものが好ましい。
Radiation sensitive acid generator (B):
The radiation-sensitive acid generator (B) (hereinafter sometimes simply referred to as “acid generator (B)”) contained in the radiation-sensitive resin composition of the present invention generates an acid upon exposure. Functions as a photoacid generator. This acid generator uses an acid generated by exposure to dissociate an acid-dissociable group present in the resin (A) contained in the radiation-sensitive resin composition (eliminate a protective group), and (A) is alkali-soluble. As a result, the exposed portion of the resist film becomes readily soluble in an alkaline developer, thereby forming a positive resist pattern.
As said acid generator (B), what contains the compound represented by following formula (8) is preferable.

Figure 2010126581
式(8)において、R17は水素原子、フッ素原子、水酸基、炭素原子数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基、炭素数2〜11の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシカルボニル基を表す。R18は炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシル基もしくは炭素数1〜10の直鎖状、分岐状、環状のアルカンスルホニル基を表す。R19は相互に独立に炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、置換されていてもよいフェニル基または置換基されていてもよいナフチル基を表すか、あるいは、2個のR19が互いに結合して炭素数2〜10の2価の基を形成しており、該2価の基は置換されていてもよい。kは0〜2の整数である。X-は式:R20n2nSO3 -(式中、R20は、水素原子、フッ素原子、あるいは、置換基されていてもよい炭素数1〜12の炭化水素基を表し、nは1〜10の整数である)で表されるアニオン、R20SO3 -で表されるアニオン、または下記式(9−1)もしくは(9−2)で表されるアニオンを示す。rは0〜10の整数であり、0〜2の整数が好ましい。
Figure 2010126581
In the formula (8), R 17 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, A linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms is represented. R 18 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group, or a linear, branched or cyclic alkanesulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 19 represents each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted phenyl group or an optionally substituted naphthyl group, or two R 19 are bonded to each other to form a divalent group having 2 to 10 carbon atoms, and the divalent group may be substituted. k is an integer of 0-2. X represents a formula: R 20 C n F 2n SO 3 (wherein R 20 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms; the anion represented by a is) integer of from 1 to 10, R 20 SO 3 - represents an anion represented by an anion represented or formula (9-1) or (9-2). r is an integer of 0 to 10, and an integer of 0 to 2 is preferable.

Figure 2010126581
式(9−1)および(9−2)において、R21は相互に独立に炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のフッ素原子を含有するアルキル基を表すか、あるいは、2個のR21が互いに結合して炭素数2〜10の2価のフッ素原子を含有する基を形成しており、該2価の基は置換されていてもよい。
Figure 2010126581
In the formulas (9-1) and (9-2), R 21 represents each independently an alkyl group containing a linear or branched fluorine atom having 1 to 10 carbon atoms, or two R 21 are bonded to each other to form a group containing a divalent fluorine atom having 2 to 10 carbon atoms, and the divalent group may be substituted.

式(8)において、R17、R18およびR19の炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基等を挙げることができる。これらのアルキル基のうち、メチル基、エチル基、n−ブチル基、t−ブチル基等が好ましい。 In the formula (8), examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms of R 17 , R 18 and R 19 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an i-propyl group. N-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group , N-nonyl group, n-decyl group and the like. Of these alkyl groups, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, and the like are preferable.

また、R17およびR18の炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基等を挙げることができる。これらのアルコキシル基のうち、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基等が好ましい。 Examples of the linear or branched alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms R 17 and R 18, for example, a methoxy group, an ethoxy group, n- propoxy group, i- propoxy, n- butoxy group, 2 -Methylpropoxy group, 1-methylpropoxy group, t-butoxy group, n-pentyloxy group, neopentyloxy group, n-hexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group , N-nonyloxy group, n-decyloxy group and the like. Of these alkoxyl groups, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group, and the like are preferable.

また、R17の炭素数2〜11の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、2−メチルプロポキシカルボニル基、1−メチルプロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、n−ペンチルオキシカルボニル基、ネオペンチルオキシカルボニル基、n−ヘキシルオキシカルボニル基、n−ヘプチルオキシカルボニル基、n−オクチルオキシカルボニル基、2−エチルヘキシルオキシカルボニル基、n−ノニルオキシカルボニル基、n−デシルオキシカルボニル基等を挙げることができる。これらのアルコキシカルボニル基のうち、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基等が好ましい。 Examples of the linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms of R 17 include, for example, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, an i-propoxycarbonyl group, and an n-butoxycarbonyl group. Group, 2-methylpropoxycarbonyl group, 1-methylpropoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, n-pentyloxycarbonyl group, neopentyloxycarbonyl group, n-hexyloxycarbonyl group, n-heptyloxycarbonyl group, n -An octyloxycarbonyl group, 2-ethylhexyloxycarbonyl group, n-nonyloxycarbonyl group, n-decyloxycarbonyl group, etc. can be mentioned. Of these alkoxycarbonyl groups, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, and the like are preferable.

また、R18の炭素数1〜10の直鎖状、分岐状、環状のアルカンスルホニル基としては、例えば、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n−プロパンスルホニル基、n−ブタンスルホニル基、tert−ブタンスルホニル基、n−ペンタンスルホニル基、ネオペンタンスルホニル基、n−ヘキサンスルホニル基、n−ヘプタンスルホニル基、n−オクタンスルホニル基、2−エチルヘキサンスルホニル基n−ノナンスルホニル基、n−デカンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基、シクロヘキサンスルホニル基等を挙げることができる。これらのアルカンスルホニル基のうちメタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n−プロパンスルホニル基、n−ブタンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基、シクロヘキサンスルホニル基等が好ましい。 Examples of the linear, branched or cyclic alkanesulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms of R 18 include a methanesulfonyl group, an ethanesulfonyl group, an n-propanesulfonyl group, an n-butanesulfonyl group, and a tert- Butanesulfonyl group, n-pentanesulfonyl group, neopentanesulfonyl group, n-hexanesulfonyl group, n-heptanesulfonyl group, n-octanesulfonyl group, 2-ethylhexanesulfonyl group n-nonanesulfonyl group, n-decanesulfonyl group , Cyclopentanesulfonyl group, cyclohexanesulfonyl group and the like. Of these alkanesulfonyl groups, a methanesulfonyl group, an ethanesulfonyl group, an n-propanesulfonyl group, an n-butanesulfonyl group, a cyclopentanesulfonyl group, a cyclohexanesulfonyl group, and the like are preferable.

式(8)において、R19の置換されていてもよいフェニル基としては、例えば、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,3−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−フルオロフェニル基等のフェニル基または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基で置換されたフェニル基;これらのフェニル基またはアルキル置換フェニル基を、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシル基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等の中の少なくとも1種の基で置換した基等を挙げることができる。
フェニル基およびアルキル置換フェニル基に対する置換基のうち、上記アルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシル基等を挙げることができる。
また、上記アルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシエチル基、2−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、2−エトキシエチル基等の炭素原子数2〜21の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシアルキル基等を挙げることができる。また、上記アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、2−メチルプロポキシカルボニル基、1−メチルプロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル等の炭素数2〜21の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシカルボニル基等を挙げることができる。
また、上記アルコキシカルボニルオキシ基としては、例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n−プロポキシカルボニルオキシ基、i−プロポキシカルボニルオキシ基、n−ブトキシカルボニルオキシ基、t−ブトキシカルボニルオキシ基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル等の炭素数2〜21の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。
式(8)におけるR19の置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−t−ブトキシフェニル基等が好ましい。
In the formula (8), examples of the optionally substituted phenyl group for R 19 include a phenyl group, an o-tolyl group, an m-tolyl group, a p-tolyl group, a 2,3-dimethylphenyl group, 2, 4-dimethylphenyl group, 2,5-dimethylphenyl group, 2,6-dimethylphenyl group, 3,4-dimethylphenyl group, 3,5-dimethylphenyl group, 2,4,6-trimethylphenyl group, 4- Phenyl substituted with phenyl group such as ethylphenyl group, 4-t-butylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-fluorophenyl group, or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms Group; these phenyl group or alkyl-substituted phenyl group can be substituted with hydroxyl group, carboxyl group, cyano group, nitro group, alkoxyl group, alkoxyalkyl group, Alkoxycarbonyl group, group obtained by substituting at least one group in such alkoxycarbonyloxy group and the like.
Among the substituents for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group, examples of the alkoxyl group include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, 2-methylpropoxy group, 1- Examples thereof include straight-chain, branched or cyclic alkoxyl groups having 1 to 20 carbon atoms such as methylpropoxy group, t-butoxy group, cyclopentyloxy group and cyclohexyloxy group.
Examples of the alkoxyalkyl group include 2 to 21 carbon atoms such as a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a 1-methoxyethyl group, a 2-methoxyethyl group, a 1-ethoxyethyl group, and a 2-ethoxyethyl group. And linear, branched or cyclic alkoxyalkyl groups. Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, an i-propoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, a 2-methylpropoxycarbonyl group, and a 1-methylpropoxycarbonyl group. , T-butoxycarbonyl group, cyclopentyloxycarbonyl group, cyclohexyloxycarbonyl and the like, and linear, branched or cyclic alkoxycarbonyl groups having 2 to 21 carbon atoms.
Examples of the alkoxycarbonyloxy group include methoxycarbonyloxy group, ethoxycarbonyloxy group, n-propoxycarbonyloxy group, i-propoxycarbonyloxy group, n-butoxycarbonyloxy group, t-butoxycarbonyloxy group, Examples thereof include linear, branched or cyclic alkoxycarbonyloxy groups having 2 to 21 carbon atoms such as cyclopentyloxycarbonyl group and cyclohexyloxycarbonyl.
Examples of the optionally substituted phenyl group represented by R 19 in the formula (8) include a phenyl group, a 4-cyclohexylphenyl group, a 4-t-butylphenyl group, a 4-methoxyphenyl group, and a 4-t-butoxyphenyl group. Is preferred.

また、R19の置換されていてもよいナフチル基としては、例えば、1−ナフチル基、2−メチル−1−ナフチル基、3−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、5−メチル−1−ナフチル基、6−メチル−1−ナフチル基、7−メチル−1−ナフチル基、8−メチル−1−ナフチル基、2,3−ジメチル−1−ナフチル基、2,4−ジメチル−1−ナフチル基、2,5−ジメチル−1−ナフチル基、2,6−ジメチル−1−ナフチル基、2,7−ジメチル−1−ナフチル基、2,8−ジメチル−1−ナフチル基、3,4−ジメチル−1−ナフチル基、3,5−ジメチル−1−ナフチル基、3,6−ジメチル−1−ナフチル基、3,7−ジメチル−1−ナフチル基、3,8−ジメチル−1−ナフチル基、4,5−ジメチル−1−ナフチル基、5,8−ジメチル−1−ナフチル基、4−エチル−1−ナフチル基2−ナフチル基、1−メチル−2−ナフチル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−2−ナフチル基等のナフチル基または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基で置換されたナフチル基;これらのナフチル基またはアルキル置換ナフチル基を、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシル基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等の中の少なくとも1種の基で置換した基等を挙げることができる。
上記置換基であるアルコキシル基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基およびアルコキシカルボニルオキシ基としては、例えば、上記フェニル基およびアルキル置換フェニル基について例示した基を挙げることができる。
上記式(8)におけるR19の置換されていてもよいナフチル基としては、1−ナフチル基、1−(4−メトキシナフチル)基、1−(4−エトキシナフチル)基、1−(4−n−プロポキシナフチル)基、1−(4−n−ブトキシナフチル)基、2−(7−メトキシナフチル)基、2−(7−エトキシナフチル)基、2−(7−n−プロポキシナフチル)基、2−(7−n−ブトキシナフチル)基等が好ましい。
Examples of the optionally substituted naphthyl group for R 19 include 1-naphthyl group, 2-methyl-1-naphthyl group, 3-methyl-1-naphthyl group, 4-methyl-1-naphthyl group, 4-methyl-1-naphthyl group, 5-methyl-1-naphthyl group, 6-methyl-1-naphthyl group, 7-methyl-1-naphthyl group, 8-methyl-1-naphthyl group, 2,3-dimethyl -1-naphthyl group, 2,4-dimethyl-1-naphthyl group, 2,5-dimethyl-1-naphthyl group, 2,6-dimethyl-1-naphthyl group, 2,7-dimethyl-1-naphthyl group, 2,8-dimethyl-1-naphthyl group, 3,4-dimethyl-1-naphthyl group, 3,5-dimethyl-1-naphthyl group, 3,6-dimethyl-1-naphthyl group, 3,7-dimethyl- 1-naphthyl group, 3,8-dimethyl-1-naphth Group, 4,5-dimethyl-1-naphthyl group, 5,8-dimethyl-1-naphthyl group, 4-ethyl-1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1-methyl-2-naphthyl group, 3-methyl A naphthyl group substituted with a naphthyl group such as a 2-naphthyl group or 4-methyl-2-naphthyl group or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; these naphthyl groups or alkyl substitutions Examples include a group obtained by substituting a naphthyl group with at least one of a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkoxyl group, an alkoxyalkyl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, and the like. .
Examples of the alkoxyl group, alkoxyalkyl group, alkoxycarbonyl group, and alkoxycarbonyloxy group that are the substituents include the groups exemplified for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group.
As the naphthyl group which may be substituted in R 19 in the above formula (8), 1-naphthyl group, 1- (4-methoxynaphthyl) group, 1- (4-ethoxynaphthyl) group, 1- (4- n-propoxynaphthyl) group, 1- (4-n-butoxynaphthyl) group, 2- (7-methoxynaphthyl) group, 2- (7-ethoxynaphthyl) group, 2- (7-n-propoxynaphthyl) group , 2- (7-n-butoxynaphthyl) group and the like are preferable.

また、2個のR19が互いに結合して形成した炭素数2〜10の2価の基としては、上記式(8)中の硫黄原子とともに5員または6員の環、特に好ましくは5員の環(即ち、テトラヒドロチオフェン環)を形成する基が好ましい。また、上記2価の基に対する置換基としては、例えば、上記フェニル基およびアルキル置換フェニル基に対する置換基として例示したヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシル基、アルコキアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。
式(8)におけるR19としては、メチル基、エチル基、フェニル基、4−メトキシフェニル基、1−ナフチル基、2個のR19が互いに結合して硫黄原子とともにテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基等が好ましい。
In addition, the divalent group having 2 to 10 carbon atoms formed by bonding two R 19 to each other, together with the sulfur atom in the above formula (8), is a 5-membered or 6-membered ring, particularly preferably a 5-membered ring. The group which forms the ring (namely, tetrahydrothiophene ring) is preferable. Examples of the substituent for the divalent group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkoxyl group, an alkoxyalkyl group, an alkoxy group exemplified as the substituent for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group. Examples thereof include a carbonyl group and an alkoxycarbonyloxy group.
As R 19 in the formula (8), a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a 4-methoxyphenyl group, a 1-naphthyl group, and two R 19 are bonded to each other to form a tetrahydrothiophene ring structure together with a sulfur atom. A divalent group or the like is preferable.

上記式(8)の好ましいカチオン部位としては、トリフェニルスルホニウムカチオン、トリ−1−ナフチルスルホニウムカチオン、トリ−tert−ブチルフェニルスルホニウムカチオン、4−フルオロフェニル−ジフェニルスルホニウムカチオン、ジ−4−フルオロフェニル−フェニルスルホニウムカチオン、トリ−4−フルオロフェニルスルホニウムカチオン、4−シクロヘキシルフェニル−ジフェニルスルホニウムカチオン、4−メタンスルホニルフェニル−ジフェニルスルホニウムカチオン、4−シクロヘキサンスルホニル−ジフェニルスルホニウムカチオン、1−ナフチルジメチルスルホニウムカチオン、1−ナフチルジエチルスルホニウムカチオン、1−(4−ヒドロキシナフタレン−1−イル)ジメチルスルホニウムカチオン、1−(4−メチルナフタレン−1−イル)ジメチルスルホニウムカチオン、1−(4−メチルナフタレン−1−イル)ジエチルスルホニウムカチオン、1−(4−シアノナフタレン−1−イル)ジメチルスルホニウムカチオン、1−(4−シアノナフタレン−1−イル)ジエチルスルホニウムカチオン、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、1−(4−メトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、1−(4−エトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、1−(4−n−プロポキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、2−(7−メトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、2−(7−エトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、2−(7−n−プロポキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、2−(7−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン等を挙げることができる。   Preferred cation moieties of the above formula (8) include triphenylsulfonium cation, tri-1-naphthylsulfonium cation, tri-tert-butylphenylsulfonium cation, 4-fluorophenyl-diphenylsulfonium cation, di-4-fluorophenyl- Phenylsulfonium cation, tri-4-fluorophenylsulfonium cation, 4-cyclohexylphenyl-diphenylsulfonium cation, 4-methanesulfonylphenyl-diphenylsulfonium cation, 4-cyclohexanesulfonyl-diphenylsulfonium cation, 1-naphthyldimethylsulfonium cation, 1- Naphthyl diethylsulfonium cation, 1- (4-hydroxynaphthalen-1-yl) dimethylsulfonium cation 1- (4-methylnaphthalen-1-yl) dimethylsulfonium cation, 1- (4-methylnaphthalen-1-yl) diethylsulfonium cation, 1- (4-cyanonaphthalen-1-yl) dimethylsulfonium cation, 1- (4-cyanonaphthalen-1-yl) diethylsulfonium cation, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium cation, 1- (4-methoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium Cations, 1- (4-ethoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium cation, 1- (4-n-propoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium cation, 1- (4-n-butoxynaphthalene- 1-yl) tetrahydrothiophenium 2- (7-methoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium cation, 2- (7-ethoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium cation, 2- (7-n-propoxynaphthalene-2- Yl) tetrahydrothiophenium cation, 2- (7-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium cation, and the like.

上記式(8)のX-で表されるR20n2nSO3 -アニオン中のCn2n−基は、炭素数nのパーフルオロアルキレン基であるが、この基は直鎖状もしくは分岐状であることができる。ここで、nは1、2、4または8であることが好ましい。R20n2nSO3 -およびR20SO3 -アニオン中のR20における置換基されていてもよい炭素数1〜12の炭化水素基としては、炭素数1〜12のアルキル基、シクロアルキル基、有橋脂環式炭化水素基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、ノルボルニル基、ノルボニルメチル基、ヒドロキシノルボルニル基、アダマンチル基等を挙げることができる。 The R 20 C n F 2n SO 3 anion represented by X in the above formula (8) is a C n F 2n — group, which is a perfluoroalkylene group having n carbon atoms. Or it can be branched. Here, n is preferably 1, 2, 4 or 8. The optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms in R 20 in R 20 C n F 2n SO 3 and R 20 SO 3 anion includes an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, cyclo An alkyl group and a bridged alicyclic hydrocarbon group are preferred. Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group N-hexyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group, norbornyl group, norbornylmethyl group, hydroxynorbornyl group, adamantyl group Etc.

上記式(9−1)、式(9−2)におけるR21の独立に炭素数1〜10の直鎖状もしくは分岐状のフッ素原子を含有するアルキル基は、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基、ドデカフルオロペンチル基、パーフルオロオクチル基等を挙げることができる。
2個のR21が互いに結合して炭素数2〜10の2価のフッ素原子を含有する基としては、テトラフルオロエチレン基、ヘキサフルオロプロピレン基、オクタフルオロブチレン基、デカフルオロペンチレン基、ウンデカフルオロヘキシレン基等を挙げることができる。
In the above formulas (9-1) and (9-2), R 21 independently represents an alkyl group containing a linear or branched fluorine atom having 1 to 10 carbon atoms, such as a trifluoromethyl group or pentafluoroethyl. Group, heptafluoropropyl group, nonafluorobutyl group, dodecafluoropentyl group, perfluorooctyl group and the like.
Examples of the group containing two R 21 bonded to each other and containing a divalent fluorine atom having 2 to 10 carbon atoms include a tetrafluoroethylene group, a hexafluoropropylene group, an octafluorobutylene group, a decafluoropentylene group, A decafluorohexylene group etc. can be mentioned.

上記式(8)の好ましいアニオン部位としては、トリフルオロメタンスルホネートアニオン、パーフルオロ−n−ブタンスルホネートアニオン、パーフルオロ−n−オクタンスルホネートアニオン、2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネートアニオン、2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネートアニオン、1−アダマンチルスルホネートアニオンおよび下記式(10−1)〜(10−7)で挙げられるアニオン等を挙げることができる。   Preferred anion sites of the above formula (8) include trifluoromethanesulfonate anion, perfluoro-n-butanesulfonate anion, perfluoro-n-octanesulfonate anion, 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2- Yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate anion, 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate anion, 1-adamantylsulfonate anion and The anion etc. which are mentioned by Formula (10-1)-(10-7) can be mentioned.

Figure 2010126581
Figure 2010126581

酸発生剤(B)は上記に例示されたカチオンおよびアニオンの組合せにより与えられるが、その組合せは特に限定されるものでなく、本発明において、酸発生剤(B)は、単独でもまたは2種以上を混合しても使用することができる。   The acid generator (B) is given by a combination of the cation and anion exemplified above, but the combination is not particularly limited. In the present invention, the acid generator (B) may be used alone or in combination of two kinds. Even if the above is mixed, it can be used.

また、本発明における感放射線性酸発生剤として使用することのできる、上記酸発生剤(B)以外の感放射線性酸発生剤(以下、「他の酸発生剤」という。)としては、例えば、オニウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、スルホン化合物、スルホン酸化合物等を挙げることができる。これらの他の酸発生剤としては、例えば、下記のものを挙げることができる。   Moreover, as a radiation sensitive acid generator (henceforth "other acid generator") other than the said acid generator (B) which can be used as a radiation sensitive acid generator in this invention, it is, for example. Onium salt compounds, halogen-containing compounds, diazoketone compounds, sulfone compounds, sulfonic acid compounds, and the like. Examples of these other acid generators include the following.

オニウム塩化合物としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等を挙げることができる。オニウム塩化合物の具体例としては、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、シクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシル・メチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、2−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート等を挙げることができる。   Examples of the onium salt compound include iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like. Specific examples of the onium salt compound include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hepta-2. -Yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis ( 4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2- Te La tetrafluoroethane sulfonate, cyclohexyl 2-oxo-cyclohexyl methyl trifluoromethanesulfonate, dicyclohexyl-2-oxo-cyclohexyl trifluoromethane sulfonate, and 2-oxo-cyclohexyl dimethyl sulfonium trifluoromethanesulfonate, and the like.

ハロゲン含有化合物としては、例えば、ハロアルキル基含有炭化水素化合物、ハロアルキル基含有複素環式化合物等を挙げることができる。ハロゲン含有化合物の具体例としては、フェニルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−メトキシフェニルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、1−ナフチルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン等の(トリクロロメチル)−s−トリアジン誘導体や、1,1−ビス(4−クロロフェニル)−2,2,2−トリクロロエタン等を挙げることができる。   Examples of the halogen-containing compound include a haloalkyl group-containing hydrocarbon compound and a haloalkyl group-containing heterocyclic compound. Specific examples of halogen-containing compounds include (trichloromethyl such as phenylbis (trichloromethyl) -s-triazine, 4-methoxyphenylbis (trichloromethyl) -s-triazine, 1-naphthylbis (trichloromethyl) -s-triazine. ) -S-triazine derivatives and 1,1-bis (4-chlorophenyl) -2,2,2-trichloroethane.

ジアゾケトン化合物としては、例えば、1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物等を挙げることができる。ジアゾケトンの具体例としては、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド、2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステルまたは1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンの1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステルまたは1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等を挙げることができる。   Examples of the diazo ketone compound include a 1,3-diketo-2-diazo compound, a diazobenzoquinone compound, a diazonaphthoquinone compound, and the like. Specific examples of diazoketone include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride, 1,2, naphthoquinonediazide of 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone. -4-sulfonic acid ester or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 1,1,1-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester of 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane Examples include 2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester.

スルホン化合物としては、例えば、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホンや、これらの化合物のα−ジアゾ化合物等を挙げることができる。スルホン化合物の具体例としては、4−トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン等を挙げることができる。   Examples of the sulfone compound include β-ketosulfone, β-sulfonylsulfone, and α-diazo compounds of these compounds. Specific examples of the sulfone compound include 4-trisphenacylsulfone, mesitylphenacylsulfone, bis (phenylsulfonyl) methane, and the like.

スルホン酸化合物として、例えば、アルキルスルホン酸エステル、アルキルスルホン酸イミド、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネート等を挙げることができる。スルホン酸化合物の具体例としては、ベンゾイントシレート、ピロガロールのトリス(トリフルオロメタンスルホネート)、ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネート、トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、パーフルオロ−n−オクタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネート、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドパーフルオロ−n−オクタンスルホネート等を挙げることができる。
このような上記酸発生剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
Examples of the sulfonic acid compounds include alkyl sulfonic acid esters, alkyl sulfonic acid imides, haloalkyl sulfonic acid esters, aryl sulfonic acid esters, and imino sulfonates. Specific examples of the sulfonic acid compound include benzoin tosylate, pyrogallol tris (trifluoromethanesulfonate), nitrobenzyl-9,10-diethoxyanthracene-2-sulfonate, trifluoromethanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept- 5-ene-2,3-dicarbodiimide, nonafluoro-n-butanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, perfluoro-n-octanesulfonylbicyclo [2.2 .1] Hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonylbicyclo [2.2. 1] Hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, N- (trifluoromethanesulfonyl Xyl) succinimide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) succinimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) succinimide, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl- 1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) succinimide, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid imide trifluoromethanesulfonate, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid imidononafluoro-n-butanesulfonate, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid Examples include acid imido perfluoro-n-octane sulfonate.
Such acid generators can be used alone or in admixture of two or more.

本発明の感放射線性樹脂組成物において、酸発生剤(B)と他の酸発生剤の合計使用量は、レジストとしての感度および現像性を確保する観点から、樹脂(A)100質量部に対して、0.1〜20質量部であることが好ましく、0.5〜10質量部であることが更に好ましい。この場合、合計使用量が0.1質量部未満では、感度および現像性が低下する傾向があり、一方20質量部をこえると、放射線に対する透明性が低下して、矩形のレジストパターンが得られ難くなる傾向がある。また、他の酸発生剤の使用割合は、酸発生剤(B)と他の酸発生剤との合計に対して、80質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることが更に好ましい。   In the radiation sensitive resin composition of the present invention, the total amount of the acid generator (B) and the other acid generator used is 100 parts by mass of the resin (A) from the viewpoint of ensuring the sensitivity and developability as a resist. On the other hand, it is preferable that it is 0.1-20 mass parts, and it is still more preferable that it is 0.5-10 mass parts. In this case, if the total amount used is less than 0.1 parts by mass, the sensitivity and developability tend to decrease. On the other hand, if it exceeds 20 parts by mass, the transparency to radiation decreases and a rectangular resist pattern is obtained. It tends to be difficult. Moreover, it is preferable that the usage-amount of another acid generator is 80 mass% or less with respect to the sum total of an acid generator (B) and another acid generator, and it is further 60 mass% or less. preferable.

窒素含有化合物(C):
本発明の感放射線性樹脂組成物は、これまでに説明した樹脂(A)および感放射線性酸発生剤(B)に加えて、窒素含有化合物(C)を更に含有していてもよい。この窒素含有化合物(C)は、露光により酸発生剤から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制するものである。即ち、この窒素含有化合物(C)は、酸拡散制御剤として機能する。このような窒素含有化合物(C)を配合することにより、得られる感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性が向上し、またレジストとしての解像度が更に向上するとともに、露光から露光後の加熱処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物とすることができる。
Nitrogen-containing compound (C):
The radiation sensitive resin composition of the present invention may further contain a nitrogen-containing compound (C) in addition to the resin (A) and the radiation sensitive acid generator (B) described so far. This nitrogen-containing compound (C) controls the diffusion phenomenon in the resist film of the acid generated from the acid generator upon exposure, and suppresses an undesirable chemical reaction in the non-exposed region. That is, this nitrogen-containing compound (C) functions as an acid diffusion controller. By blending such a nitrogen-containing compound (C), the storage stability of the resulting radiation-sensitive resin composition is improved, the resolution as a resist is further improved, and from exposure to heat treatment after exposure. The change in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) of the resist can be suppressed, and a composition having extremely excellent process stability can be obtained.

この窒素含有化合物(C)としては、例えば、下記式(11)で表される窒素含有化合物(c1)を好適に用いることができる。   As this nitrogen-containing compound (C), for example, a nitrogen-containing compound (c1) represented by the following formula (11) can be suitably used.

Figure 2010126581
式(11)中においてR22およびR23は、相互に独立に水素原子、直鎖状、分岐状もしくは環状の置換基されていてもよい炭素数1〜20のアルキル基、アリール基またはアラルキル基、或いはR22同士或いはR23同士が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに炭素数4〜20の2価の飽和或いは不飽和炭化水素基もしくはその誘導体を形成してもよい。
上記式(11)で表される窒素含有化合物(c1)としては、例えば、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−2−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、(S)−(−)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(R)−(+)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−ブトキシカルボニルピロリジン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニルピペラジン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N'−ジ−t−ブトキシカルボニル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物等を挙げることができる。
Figure 2010126581
In the formula (11), R 22 and R 23 are each independently a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic substituent group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group or an aralkyl group. or attached R 22 together or R 23 with each other to each other, together with the carbon atom to which each is attached may form a divalent saturated or unsaturated hydrocarbon group or a derivative thereof having 4 to 20 carbon atoms .
Examples of the nitrogen-containing compound (c1) represented by the above formula (11) include Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxy. Carbonyl di-n-decylamine, Nt-butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-2-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-N-methyl -1-adamantylamine, (S)-(−)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-(+)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-butoxycarbonylpyrrolidine N, N′-di-t-butoxycarbonylpiperazine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, N -T-butoxycarbonyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, N, N'-di-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N, N ', N'-tetra-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N , N′-di-t-butoxycarbonyl-1,7-diaminoheptane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1 , 9-Diaminononane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,12 Diaminododecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxy Examples include Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds such as carbonyl-2-phenylbenzimidazole.

また、窒素含有化合物(C)としては、上記した式(11)で表される窒素含有化合物(c1)以外にも、例えば、3級アミン化合物、4級アンモニウムヒドロキシド化合物、光崩壊性塩基化合物、その他含窒素複素環化合物等を挙げることができる。
3級アミン化合物としては、例えば、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、2,6−ジメチルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン等の芳香族アミン類;トリエタノールアミン、N,N−ジ(ヒドロキシエチル)アニリンなどのアルカノールアミン類;N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼンテトラメチレンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル等を挙げることができる。
4級アンモニウムヒドロキシド化合物としては、例えば、テトラ−n−プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロキシド等を挙げることができる。
光崩壊性塩基化合物としては、露光により分解して酸拡散制御性としての塩基性を失うオニウム塩化合物である。
このようなオニウム塩化合物の具体例としては、下記式(12−1)で表されるスルホニウム塩化合物、および下記式(12−2)で表されるヨードニウム塩化合物を挙げることができる。
Further, as the nitrogen-containing compound (C), in addition to the nitrogen-containing compound (c1) represented by the above formula (11), for example, a tertiary amine compound, a quaternary ammonium hydroxide compound, a photodegradable base compound And other nitrogen-containing heterocyclic compounds.
Examples of tertiary amine compounds include triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octyl. Tri (cyclo) alkylamines such as amine, cyclohexyldimethylamine, dicyclohexylmethylamine, tricyclohexylamine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methyl Aromatic amines such as aniline, 4-nitroaniline, 2,6-dimethylaniline, 2,6-diisopropylaniline; alkanolamines such as triethanolamine, N, N-di (hydroxyethyl) aniline; N, N , N ′, N′-Tetramethylethylenedi N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzenetetramethylenediamine, bis (2- Examples thereof include dimethylaminoethyl) ether and bis (2-diethylaminoethyl) ether.
Examples of the quaternary ammonium hydroxide compound include tetra-n-propylammonium hydroxide and tetra-n-butylammonium hydroxide.
The photodegradable base compound is an onium salt compound that decomposes upon exposure and loses basicity as acid diffusion controllability.
Specific examples of such an onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the following formula (12-1) and an iodonium salt compound represented by the following formula (12-2).

Figure 2010126581
上記式(12−1)および(12−2)におけるR24〜R28は、相互に独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、またはハロゲン原子を表す。
また、Z-は、OH-、R−COO-、R−SO3 -(但し、Rはアルキル基、アリール基、またはアルカノール基を表す)、または下記式(13)で表されるアニオンを表す。
Figure 2010126581
R 24 to R 28 in the above formulas (12-1) and (12-2) each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom.
Z represents OH , R—COO , R—SO 3 (wherein R represents an alkyl group, an aryl group, or an alkanol group), or an anion represented by the following formula (13). .

Figure 2010126581
Figure 2010126581

上記スルホニウム塩化合物およびヨードニウム塩化合物の具体例としては、トリフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、トリフェニルスルホニウムアセテート、トリフェニルスルホニウムサリチレート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムアセテート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムサリチレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムサリチレート、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムハイドロオキサイド、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムアセテート、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムサリチレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、4−t−ブトキシフェニル・ジフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート等を挙げることができる。   Specific examples of the sulfonium salt compound and the iodonium salt compound include triphenylsulfonium hydroxide, triphenylsulfonium acetate, triphenylsulfonium salicylate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium hydroxide, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium acetate. Diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hydroxide, bis (4-t-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hydroxide, Bis (4-t-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium salicylate, 4-t- Tylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium hydroxide, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium acetate, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium Examples thereof include 10-camphor sulfonate, diphenyliodonium 10-camphor sulfonate, triphenylsulfonium 10-camphor sulfonate, and 4-t-butoxyphenyl diphenylsulfonium 10-camphor sulfonate.

含窒素複素環化合物としては、例えば、ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類;ピペラジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、モルホリン、4−メチルモルホリン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール等を挙げることができる。
このような窒素含有化合物(C)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine. , Nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxyquinoline, acridine and other pyridines; piperazine, piperazines such as 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, pyrazine, pyrazole, Pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, 3-piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4-methylmorpholine, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, imidazole 4-methylimidazole, 1 Benzyl-2-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, and 2-phenylbenzimidazole, and the like.
Such nitrogen-containing compounds (C) can be used alone or in admixture of two or more.

本発明の感放射線性樹脂組成物において、この窒素含有化合物(C)の含有割合は、レジストとしての高い感度を確保する観点から、樹脂(A)100質量部に対して、10質量部未満が好ましく、5質量部未満が更に好ましい。この場合、窒素含有化合物(C)の含有割合が10質量部をこえると、レジストとしての感度が著しく低下する傾向にある。なお、窒素含有化合物(C)の含有割合が0.001質量部未満では、プロセス条件によってはレジストとしてのパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれがある。   In the radiation-sensitive resin composition of the present invention, the content ratio of the nitrogen-containing compound (C) is less than 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (A) from the viewpoint of ensuring high sensitivity as a resist. Preferably, it is less than 5 parts by mass. In this case, when the content ratio of the nitrogen-containing compound (C) exceeds 10 parts by mass, the sensitivity as a resist tends to be significantly reduced. In addition, if the content rate of a nitrogen-containing compound (C) is less than 0.001 mass part, there exists a possibility that the pattern shape and dimension fidelity as a resist may fall depending on process conditions.

添加剤(D):
本発明の感放射線性樹脂組成物には、必要に応じて、フッ素含有樹脂添加剤(d1)、脂環式骨格含有添加剤(d2)、界面活性剤(d3)、増感剤(d4)等の各種の添加剤(D)を配合することができる。各添加剤の含有割合は、その目的に応じて適宜決定することができる。
Additive (D):
In the radiation-sensitive resin composition of the present invention, a fluorine-containing resin additive (d1), an alicyclic skeleton-containing additive (d2), a surfactant (d3), and a sensitizer (d4) are optionally included. Etc. Various additives (D), such as, can be mix | blended. The content ratio of each additive can be appropriately determined according to the purpose.

フッ素含有樹脂添加剤(d1)は、特に液浸露光においてレジスト膜表面に撥水性を発現させる作用を示し、レジスト膜から液浸液への成分の溶出を抑制したり、高速スキャンにより液浸露光を行なったとしても液滴を残すことなく、結果としてウォーターマーク欠陥等の液浸由来欠陥を抑制する効果がある成分である。このフッ素含有樹脂添加剤(d1)の構造はフッ素原子を1つ以上含有すること以外は特に限定されるものでなく、以下の(1)〜(4)に示すようなフッ素含有樹脂添加剤(d1−1)〜(d1−4)を挙げることができる。
(1)それ自身は現像液に不溶で酸の作用によりアルカリ可溶性となるフッ素含有樹脂添加剤(d1−1)。
(2)それ自身が現像液に可溶であり酸の作用によりアルカリ可溶性が増大するフッ素含有樹脂添加剤(d1−2)。
(3)それ自身は現像液に不溶でアルカリの作用によりアルカリ可溶性となるフッ素含有樹脂添加剤(d1−3)。
(4)それ自身が現像液に可溶でありアルカリの作用によりアルカリ可溶性が増大するフッ素含有樹脂添加剤(d1−4)。
The fluorine-containing resin additive (d1) exhibits an effect of developing water repellency on the resist film surface particularly in immersion exposure, suppresses the elution of components from the resist film to the immersion liquid, and immersion exposure by high-speed scanning. This is a component that has the effect of suppressing immersion-derived defects such as watermark defects without leaving droplets even if the above is performed. The structure of the fluorine-containing resin additive (d1) is not particularly limited except that it contains one or more fluorine atoms. The fluorine-containing resin additive (1) to (4) below ( d1-1) to (d1-4).
(1) A fluorine-containing resin additive (d1-1) that itself is insoluble in a developer and becomes alkali-soluble by the action of an acid.
(2) A fluorine-containing resin additive (d1-2) which is itself soluble in a developer and whose alkali solubility is increased by the action of an acid.
(3) A fluorine-containing resin additive (d1-3) which itself is insoluble in the developer and becomes alkali-soluble by the action of alkali.
(4) A fluorine-containing resin additive (d1-4) which is itself soluble in a developer and whose alkali solubility is increased by the action of alkali.

上記したフッ素含有樹脂添加剤(d1)としては、上記他の繰り返し単位(A6)および下記フッ素含有繰り返し単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の繰り返し単位を含有するものであることが好ましく、更に、上記繰り返し単位(A1)〜(A3)、上記他の繰り返し単位(A4)、(A5)、(A7)、および上記更に他の繰り返し単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の繰り返し単位を更に含有するものであることがより好ましい。
上記フッ素含有繰り返し単位としては、例えば、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ペンチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ)ペンタ(メタ)アクリレート、1−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ)デシル(メタ)アクリレート、1−(5−トリフルオロメチル−3,3,4,4,5,6,6,6−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
The above-mentioned fluorine-containing resin additive (d1) preferably contains at least one repeating unit selected from the group consisting of the other repeating units (A6) and the following fluorine-containing repeating units. , Further containing at least one repeating unit selected from the group consisting of the repeating units (A1) to (A3), the other repeating units (A4), (A5), (A7), and the other repeating units. More preferably.
Examples of the fluorine-containing repeating unit include trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, perfluoroethyl (meth) acrylate, perfluoro n-propyl (meth) acrylate, Perfluoro i-propyl (meth) acrylate, perfluoro n-butyl (meth) acrylate, perfluoro i-butyl (meth) acrylate, perfluoro t-butyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexyl (meth) acrylate, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) pentyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) hex (Meth) acrylate, perfluorocyclohexylmethyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4, 4,4-Heptafluoro) penta (meth) acrylate, 1- (3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10- Examples include heptadecafluoro) decyl (meth) acrylate, 1- (5-trifluoromethyl-3,3,4,4,5,6,6,6-octafluoro) hexyl (meth) acrylate, and the like.

フッ素含有樹脂添加剤(d1)としては、例えば、下記式(14−1)〜(14−6)で表される繰り返し単位を有する重合体を好適例として挙げることができる。下記式(14−1)〜(14−6)中、R29は、水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表す。 As a fluorine-containing resin additive (d1), the polymer which has a repeating unit represented by following formula (14-1)-(14-6) can be mentioned as a suitable example, for example. In the following formulas (14-1) to (14-6), R 29 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.

Figure 2010126581
Figure 2010126581

Figure 2010126581
Figure 2010126581

添加剤(D)としての脂環式骨格含有添加剤(d2)は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を更に改善する作用を示す成分である。
このような脂環式骨格含有添加剤(d2)としては、例えば、1−アダマンタンカルボン酸、2−アダマンタノン、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル、1−アダマンタンカルボン酸t−ブトキシカルボニルメチル、1−アダマンタンカルボン酸α−ブチロラクトンエステル、1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブトキシカルボニルメチル、1,3−アダマンタンジ酢酸ジ−t−ブチル、2,5−ジメチル−2,5−ジ(アダマンチルカルボニルオキシ)ヘキサン等のアダマンタン誘導体類;
デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル、デオキシコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、デオキシコール酸3−オキソシクロヘキシル、デオキシコール酸テトラヒドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラクトンエステル等のデオキシコール酸エステル類;リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル、リトコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸3−オキソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロピラニル、リトコール酸メバロノラクトンエステル等のリトコール酸エステル類;アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジn−ブチル、アジピン酸ジt−ブチル等のアルキルカルボン酸エステル類;
3−〔2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、2−ヒドロキシ−9−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン等を挙げることができる。これらの脂環式骨格含有添加剤(d2)は単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
添加剤(D)としての界面活性剤(d3)は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。
このような界面活性剤(d3)としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤のほか、以下商品名で、KP341(信越化学工業社製)、ポリフローNo.75、同No.95(共栄社化学社製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(トーケムプロダクツ社製)、メガファックスF171、同F173(大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC430、同FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭硝子社製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
The alicyclic skeleton-containing additive (d2) as the additive (D) is a component having an action of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to the substrate, and the like.
Examples of such alicyclic skeleton-containing additive (d2) include 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, 1-adamantanecarboxylate t-butyl, 1-adamantanecarboxylate t-butoxycarbonylmethyl, 1 -Adamantanecarboxylic acid α-butyrolactone ester, 1,3-adamantane dicarboxylic acid di-t-butyl, 1-adamantane acetate t-butyl, 1-adamantane acetate t-butoxycarbonylmethyl, 1,3-adamantane diacetate di-t -Adamantane derivatives such as butyl, 2,5-dimethyl-2,5-di (adamantylcarbonyloxy) hexane;
Deoxycholate t-butyl, deoxycholate t-butoxycarbonylmethyl, deoxycholate 2-ethoxyethyl, deoxycholate 2-cyclohexyloxyethyl, deoxycholate 3-oxocyclohexyl, deoxycholate tetrahydropyranyl, deoxychol Deoxycholic acid esters such as acid mevalonolactone ester; tert-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid, 2-cyclohexyloxyethyl lithocholic acid, 3-oxocyclohexyl lithocholic acid Lithocholic acid esters such as tetrahydropyranyl acid, lithocholic acid mevalonolactone ester; dimethyl adipate, diethyl adipate, dipropyl adipate, di-n-adipate Chill, alkyl carboxylic acid esters such as adipate t- butyl;
3- [2-Hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ethyl] tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 2-hydroxy-9-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane, and the like. These alicyclic skeleton-containing additives (d2) can be used alone or in admixture of two or more.
The surfactant (d3) as the additive (D) is a component that exhibits an effect of improving coatability, striation, developability, and the like.
Examples of such surfactant (d3) include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, In addition to nonionic surfactants such as polyethylene glycol dilaurate and polyethylene glycol distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Ftop EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), Megafax F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 (Sumitomo 3M) Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), etc. Can do. These surfactants can be used alone or in admixture of two or more.

添加剤(D)としての増感剤(d4)は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤(B)に伝達し、それにより酸の生成量を増加する作用を示すもので、感放射線性樹脂組成物のみかけの感度を向上させる効果を有する。
このような増感剤(d4)としては、カルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等を挙げることができる。これらの増感剤(d3)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
更に、添加剤(D)として、染料、顔料、および接着助剤からなる群より選択される少なくとも一種を用いることもできる。例えば、染料或いは顔料を添加剤(D)として用いることによって、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和できる。また、接着助剤を添加剤(D)として用いることによって、基板との接着性を改善することができる。更に、上記以外の添加剤としては、アルカリ可溶性樹脂、酸解離性の保護基を有する低分子のアルカリ溶解性制御剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、消泡剤等を挙げることができる。
なお、添加剤(D)は、必要に応じてこれまでに説明したそれぞれの添加剤を単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
The sensitizer (d4) as the additive (D) absorbs the energy of radiation and transmits the energy to the acid generator (B), thereby increasing the amount of acid generated. It has the effect of improving the apparent sensitivity of the radiation sensitive resin composition.
Examples of such a sensitizer (d4) include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines and the like. These sensitizers (d3) can be used alone or in admixture of two or more.
Furthermore, as the additive (D), at least one selected from the group consisting of dyes, pigments, and adhesion assistants can also be used. For example, by using a dye or pigment as the additive (D), the latent image in the exposed area can be visualized, and the influence of halation during exposure can be reduced. Moreover, adhesiveness with a board | substrate can be improved by using an adhesion assistant as an additive (D). Furthermore, examples of additives other than the above include alkali-soluble resins, low-molecular alkali solubility control agents having an acid-dissociable protecting group, antihalation agents, storage stabilizers, antifoaming agents, and the like.
In addition, as for an additive (D), each additive demonstrated so far may be used independently as needed, and may be used in combination of 2 or more types.

溶剤(E):
溶剤(E)としては、樹脂(A)、および感放射線性酸発生剤(B)が溶解する溶剤であれば、特に限定されるものではない。なお、感放射線性樹脂組成物が窒素含有化合物(C)、および添加剤(D)を更に含有する場合には、これらの成分も溶解する溶剤であることが好ましい。
溶剤(E)としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−sec−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;シクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−メチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、イソホロン等の環状のケトン類;2−ブタノン、2−ペンタノン、3−メチル−2−ブタノン、2−ヘキサノン、4−メチル−2−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン等の直鎖状もしくは分岐状のケトン類;2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸sec−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸t−ブチル等の2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等の3−アルコキシプロピオン酸アルキル類のほか、
Solvent (E):
The solvent (E) is not particularly limited as long as the solvent can dissolve the resin (A) and the radiation-sensitive acid generator (B). In addition, when a radiation sensitive resin composition further contains a nitrogen-containing compound (C) and an additive (D), it is preferable that it is a solvent which also melt | dissolves these components.
Examples of the solvent (E) include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-i-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether acetate. Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol mono-i-butyl ether acetate, propylene glycol mono-sec-butyl ether acetate, propylene glycol mono-t-butyl ether acetate; cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, isophorone, etc. Cyclic ketones; 2-butanone, 2-pentanone, 3-methyl-2-butanone, 2-hexanone, 4-methyl-2-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 3,3-dimethyl-2-butanone Linear or branched ketones such as 2-heptanone and 2-octanone; methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, n-propyl 2-hydroxypropionate, i-hydroxy-2-hydroxypropionate Alkyl 2-hydroxypropionates such as propyl, n-butyl 2-hydroxypropionate, i-butyl 2-hydroxypropionate, sec-butyl 2-hydroxypropionate, t-butyl 2-hydroxypropionate; 3-methoxy Methyl propionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropyl Methyl acid, ethyl 3-ethoxypropionate and the like of 3-alkoxy propionic acid alkyl ethers other,

n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、トルエン、キシレン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等を挙げることができる。
これらの中でも、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、特に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有することが好ましい。更に、環状のケトン類、直鎖状もしくは分岐状のケトン類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類、γ−ブチロラクトン等が好ましい。これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether , Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monoethyl Ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, toluene, xylene, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl acetoacetate, Ethyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, benzyl ethyl ether, di-n-hexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Cole monoethyl ether, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc. Can do.
Among these, it is preferable to contain propylene glycol monoalkyl ether acetates, particularly propylene glycol monomethyl ether acetate. Furthermore, cyclic ketones, linear or branched ketones, alkyl 2-hydroxypropionate, alkyl 3-alkoxypropionate, γ-butyrolactone and the like are preferable. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.

フォトレジストパターンの形成方法:
本発明の感放射線性樹脂組成物は、化学増幅型レジストとして有用である。化学増幅型レジストにおいては、露光により酸発生剤から発生した酸の作用によって、樹脂成分、主に、樹脂(A)中の酸解離性基が解離して、カルボキシル基を生じ、その結果、レジストの露光部のアルカリ現像液に対する溶解性が高くなり、この露光部がアルカリ現像液によって溶解、除去され、ポジ型のフォトレジストパターンが得られる。
本発明の感放射線性樹脂組成物を用いてフォトレジストパターンを形成する方法としては、(1)本発明の感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上にフォトレジスト膜を形成する工程(以下、「工程(1)」ということがある)と、(2)形成されたフォトレジスト膜に、場合によっては液浸媒体を介して、所定のパターンを有するマスクを通して放射線を照射し、露光する工程(以下、「工程(2)」ということがある)と、(3)露光されたフォトレジスト膜を現像し、フォトレジストパターンを形成する工程(以下、「工程(3)」ということがある)と、を備えたものである。
Photoresist pattern formation method:
The radiation sensitive resin composition of the present invention is useful as a chemically amplified resist. In the chemically amplified resist, the resin component, mainly the acid dissociable group in the resin (A), is dissociated by the action of the acid generated from the acid generator by exposure to generate a carboxyl group. As a result, the resist The solubility of the exposed portion in the alkaline developer is increased, and the exposed portion is dissolved and removed by the alkaline developer to obtain a positive photoresist pattern.
As a method of forming a photoresist pattern using the radiation-sensitive resin composition of the present invention, (1) a step of forming a photoresist film on a substrate using the radiation-sensitive resin composition of the present invention (hereinafter referred to as “photoresist pattern”) (Sometimes referred to as “step (1)”), and (2) a step of exposing the formed photoresist film to radiation through a mask having a predetermined pattern, possibly via an immersion medium, and exposing. (Hereinafter also referred to as “step (2)”) and (3) a step of developing the exposed photoresist film to form a photoresist pattern (hereinafter also referred to as “step (3)”). And.

また、液浸露光を行なう場合は、必要に応じて液浸液とレジスト膜との直接の接触を保護するために、液浸液不溶性の液浸用保護膜を工程(2)の前にレジスト膜上に設けることができる。このとき用いられる液浸用保護膜としては、上記工程(3)前に溶剤により剥離する、例えば、特開2006−227632号公報等に開示されている溶剤剥離型液浸用保護膜、或いは工程(3)の現像と同時に剥離する、例えば、WO2005−069076号公報やWO2006−035790号公報等に開示されている現像液剥離型液浸用保護膜があるが、特に限定されるものではない。しかしながら、スループット等を考慮した場合、一般的に後者の現像液剥離型液浸用保護膜を用いることが好ましい。
上記工程(1)では、本発明の感放射線性樹脂組成物を溶剤に溶解させて得られた樹脂組成物溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、例えば、シリコンウェハ、二酸化シリコンで被覆されたウェハ等の基板上に塗布することにより、フォトレジスト膜が形成される。具体的には、得られるレジスト膜が所定の膜厚となるように感放射線性樹脂組成物溶液を塗布したのち、プレベーク(PB)することにより塗膜中の溶剤を揮発させ、レジスト膜が形成される。
レジスト膜の厚みは特に限定されないが、0.05〜3μmであることが好ましく、0.05〜1μmであることが更に好ましい。
また、プレベークの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって変わるが、30〜200℃程度であることが好ましく、50〜150℃であることが更に好ましい。
Further, when performing immersion exposure, an immersion-insoluble immersion protective film is formed before the step (2) in order to protect the direct contact between the immersion liquid and the resist film as necessary. It can be provided on the membrane. As the immersion protective film used at this time, for example, a solvent peeling type immersion protective film disclosed in JP-A-2006-227632 or the like, which is peeled off by a solvent before the above step (3), or a process There is a developer peeling type immersion protective film which is peeled off simultaneously with the development of (3), for example, disclosed in WO2005-069096 and WO2006-035790, but is not particularly limited. However, considering the throughput and the like, it is generally preferable to use the latter developer-peeling type immersion protective film.
In the step (1), the resin composition solution obtained by dissolving the radiation-sensitive resin composition of the present invention in a solvent is applied by appropriate application means such as spin coating, cast coating, roll coating, etc. A photoresist film is formed by applying on a substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with silicon dioxide. Specifically, after applying the radiation-sensitive resin composition solution so that the resulting resist film has a predetermined thickness, the solvent in the coating film is volatilized by pre-baking (PB) to form a resist film. Is done.
The thickness of the resist film is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 3 μm, and more preferably 0.05 to 1 μm.
Moreover, although the prebaking heating conditions change with the compounding composition of a radiation sensitive resin composition, it is preferable that it is about 30-200 degreeC, and it is still more preferable that it is 50-150 degreeC.

なお、本発明の感放射線性樹脂組成物を用いたフォトレジストパターン形成方法においては、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば、特公平6−12452号公報(特開昭59−93448号公報)等に開示されているように、使用される基板上に有機系或いは無機系の反射防止膜を形成しておくこともできる。また、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば、特開平5−188598号公報等に開示されているように、フォトレジスト膜上に保護膜を設けることもできる。更に、上記した液浸用保護膜をフォトレジスト膜上に設けることもできる。なお、これらの技術は併用することができる。   In the method for forming a photoresist pattern using the radiation-sensitive resin composition of the present invention, for example, in order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, for example, Japanese Patent Publication No. 6-12458 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-12852). As disclosed in JP-A-59-93448), an organic or inorganic antireflection film may be formed on a substrate to be used. In order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, a protective film can be provided on the photoresist film as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-188598. Further, the above-described immersion protective film can be provided on the photoresist film. These techniques can be used in combination.

上記工程(2)では、工程(1)で形成されたフォトレジスト膜に、場合によっては水等の液浸媒体を介して、放射線を照射し、フォトレジスト膜を露光する。なお、この際には、所定のパターンを有するマスクを通して放射線を照射する。
上記放射線としては、使用される酸発生剤の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等を適宜選定して使用されるが、ArFエキシマレーザー(波長193nm)或いはKrFエキシマレーザー(波長248nm)で代表される遠紫外線が好ましく、特にArFエキシマレーザー(波長193nm)が好ましい。
また、露光量等の露光条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選定される。本発明の感放射線性樹脂組成物を用いたフォトレジストパターンの形成方法においては、露光後に加熱処理(ポスト・エクスポージャー・ベーク:PEB)を行なうことが好ましい。PEBにより、樹脂成分中の酸解離性基の解離反応が円滑に進行する。このPEBの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって変わるが、30〜200℃であることが好ましく、50〜170℃であることが更に好ましい。
In the step (2), the photoresist film formed in the step (1) is irradiated with radiation through an immersion medium such as water depending on the case to expose the photoresist film. In this case, radiation is irradiated through a mask having a predetermined pattern.
As the radiation, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, charged particle beams, and the like are appropriately selected and used depending on the type of acid generator used. ArF excimer laser (wavelength 193 nm) or Far ultraviolet rays typified by a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) are preferable, and an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) is particularly preferable.
Moreover, exposure conditions, such as exposure amount, are suitably selected according to the compounding composition of a radiation sensitive resin composition, the kind of additive, etc. In the method for forming a photoresist pattern using the radiation-sensitive resin composition of the present invention, it is preferable to perform heat treatment (post-exposure bake: PEB) after exposure. By PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group in the resin component proceeds smoothly. Although the heating conditions for this PEB vary depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, it is preferably 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 170 ° C.

上記工程(3)では、露光されたフォトレジスト膜を現像することにより、所定のフォトレジストパターンを形成する。この現像に使用される現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも一種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。上記アルカリ性水溶液の濃度は、10質量%以下であることが好ましい。例えば、このアルカリ性水溶液の濃度が10質量%をこえると、非露光部も現像液に溶解するおそれがあり好ましくない。   In the step (3), the exposed photoresist film is developed to form a predetermined photoresist pattern. Examples of the developer used for this development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, and di-n-propyl. Amine, triethylamine, methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo -An alkaline aqueous solution in which at least one of alkaline compounds such as [4.3.0] -5-nonene is dissolved is preferable. The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 10% by mass or less. For example, if the concentration of the alkaline aqueous solution exceeds 10% by mass, the unexposed area may be dissolved in the developer, which is not preferable.

また、上記したアルカリ性水溶液を用いた現像液には、例えば、有機溶媒を添加したものであってもよい。上記有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
この有機溶媒の使用量は、アルカリ性水溶液100体積部に対して、100体積部以下とすることが好ましい。この場合、有機溶媒の割合が100体積部をこえると、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなるおそれがある。
また、上記アルカリ性水溶液からなる現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、アルカリ性水溶液からなる現像液で現像したのちは、一般に、水で洗浄して乾燥する。
Further, for example, an organic solvent may be added to the developer using the alkaline aqueous solution described above. Examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methyl alcohol, ethyl alcohol, and n-propyl. Alcohols such as alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol, 1,4-hexanedimethylol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane Esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and i-amyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; phenol, acetonylacetone and dimethylformamide. These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more.
The amount of the organic solvent used is preferably 100 parts by volume or less with respect to 100 parts by volume of the alkaline aqueous solution. In this case, when the ratio of the organic solvent exceeds 100 parts by volume, the developability is lowered, and there is a possibility that the development residue in the exposed part increases.
An appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer composed of the alkaline aqueous solution. In addition, after developing with the developing solution which consists of alkaline aqueous solution, generally it wash | cleans with water and dries.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法、および諸特性の評価方法を以下に示す。
[Mw、Mn、およびMw/Mn]:
東ソー社製のGPCカラム(商品名「G2000HXL」2本、商品名「G3000HXL」1本、商品名「G4000HXL」1本)を使用し、流量:1.0ミリリットル/分、溶出溶媒:テトラヒドロフラン、カラム温度:40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した。また、分散度「Mw/Mn」は、MwおよびMnの測定結果より算出した。
13C−NMR分析]:
それぞれの重合体の13C−NMR分析は、日本電子社製の商品名「JNM−EX270」を使用し、測定した。
[低分子量成分の残存割合]:
ジーエルサイエンス社製の商品名「Intersil ODS−25μmカラム」(4.6mmφ×250mm)を使用し、流量:1.0ミリリットル/分、溶出溶媒:アクリロニトリル/0.1%リン酸水溶液の分析条件で、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により測定した。なお、低分子量成分はモノマーを主成分とする成分であり、より具体的には分子量1,000未満の成分、好ましくはトリマーの分子量以下の成分である。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified. Moreover, the measuring method of various physical-property values and the evaluation method of various characteristics are shown below.
[Mw, Mn, and Mw / Mn]:
Using Tosoh GPC columns (trade name “G2000HXL”, 2 trade names “G3000HXL”, trade name “G4000HXL” 1), flow rate: 1.0 ml / min, elution solvent: tetrahydrofuran, column Temperature: Measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard under analysis conditions of 40 ° C. Further, the degree of dispersion “Mw / Mn” was calculated from the measurement results of Mw and Mn.
[ 13 C-NMR analysis]:
The 13 C-NMR analysis of each polymer was measured using a trade name “JNM-EX270” manufactured by JEOL Ltd.
[Remaining ratio of low molecular weight components]:
Using the trade name “Intersil ODS-25 μm column” (4.6 mmφ × 250 mm) manufactured by GL Sciences Inc., under the analysis conditions of flow rate: 1.0 ml / min, elution solvent: acrylonitrile / 0.1% phosphoric acid aqueous solution , Measured by high performance liquid chromatography (HPLC). The low molecular weight component is a component mainly composed of a monomer, more specifically a component having a molecular weight of less than 1,000, preferably a component having a molecular weight equal to or less than that of the trimer.

[感度(1)]:
まず、商品名「CLEAN TRACK ACT8」(東京エレクトロン社製)を用いて、8インチシリコンウエハの表面に膜厚77nmの下層反射防止膜(商品名「ARC29A」、ブルワー・サイエンス社製)を形成して基板とした。
その後、各実施例および比較例にて調整された感放射線性樹脂組成物を上記基板上に、商品名「CLEAN TRACK ACT8」にて、スピンコートし、表3に示す条件でベーク(PB)を行なうことにより、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。次に、ArFエキシマレーザー露光装置(商品名「NSR S306C」、ニコン製、照明条件;NA0.78シグマ0.93/0.69)を用い、マスクパターンを介してレジスト膜を露光した。その後、表3示す条件でベーク(PEB)を行なった後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液によって、23℃、30秒間現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。
得られたレジスト膜において、線幅が90nmであるライン、ラインとラインとの距離が90nm(ライン・アンド・スペースが1対1)であるレジストパターンを形成する際の露光量(mJ/cm2)を最適露光量とした。そして、この最適露光量を感度として評価した(表4中、「感度(1)(mJ/cm2)」と示す)。線幅およびラインとラインとの距離の測定は、走査型電子顕微鏡(商品名「S−9380」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。
[Sensitivity (1)]:
First, using a trade name “CLEAN TRACK ACT8” (manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.), an underlayer antireflection film (trade name “ARC29A”, produced by Brewer Science Co., Ltd.) having a thickness of 77 nm is formed on the surface of an 8-inch silicon wafer. And used as a substrate.
Thereafter, the radiation-sensitive resin composition prepared in each Example and Comparative Example was spin-coated on the substrate under the trade name “CLEAN TRACK ACT8” and baked (PB) under the conditions shown in Table 3. As a result, a resist film having a thickness of 120 nm was formed. Next, the resist film was exposed through the mask pattern using an ArF excimer laser exposure apparatus (trade name “NSR S306C”, manufactured by Nikon, illumination condition: NA 0.78 sigma 0.93 / 0.69). Then, after baking (PEB) under the conditions shown in Table 3, it was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 30 seconds, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. Formed.
In the obtained resist film, the exposure amount (mJ / cm 2 ) when a resist pattern having a line width of 90 nm and a distance between the lines of 90 nm (line and space is 1: 1) is formed. ) Was the optimum exposure. The optimum exposure amount was evaluated as sensitivity (shown as “sensitivity (1) (mJ / cm 2 )” in Table 4). A scanning electron microscope (trade name “S-9380”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used to measure the line width and the distance between the lines.

[解像度(1)]:
上記感度(1)の評価で形成したライン・アンド・スペースのレジストパターンの線幅のうち、ラインの最小線幅(nm)を解像度の評価値とした(表4中、「解像度(1)(nm)」と示す)。解像度は、数値が小さいほど良好であることを示す。
[パターンの断面形状(1)]:
上記感度(1)の評価で得たレジスト膜の90nmライン・アンド・スペースパターンの断面形状を、日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡(商品名「S−4800」)で観察し、レジストパターンの中間での線幅Lbと、膜の上部での線幅Laを測定した。測定した結果、(La−Lb)/Lbで算出される値が、0.9≦(La/Lb)≦1.1の範囲内である場合を「良好」とし、範囲外である場合を「不良」とした。
[Resolution (1)]:
Among the line widths of the line-and-space resist patterns formed in the evaluation of sensitivity (1), the minimum line width (nm) of the lines was used as an evaluation value of resolution (in Table 4, “Resolution (1) ( nm) ”). The smaller the numerical value, the better the resolution.
[Cross sectional shape (1)]:
The cross-sectional shape of the 90 nm line and space pattern of the resist film obtained by the evaluation of sensitivity (1) above was observed with a scanning electron microscope (trade name “S-4800”) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. The line width Lb in the middle of the film and the line width La in the upper part of the film were measured. As a result of the measurement, the case where the value calculated by (La−Lb) / Lb is within the range of 0.9 ≦ (La / Lb) ≦ 1.1 is defined as “good”, and the case where the value is out of the range is represented by “ “Bad”.

[PEB温度依存性]:
上記感度(1)の評価の最適露光量にて解像した90nmのライン・アンド・スペースパターンの観測で、走査型電子顕微鏡(商品名「S−9380」、日立ハイテクノロジーズ社製)にてパターン上部から観察した際の線幅において、表3に示す条件でPEBを行なった場合の線幅と、PEBの温度を±2℃それぞれ変化させたときの上記最適露光量での線幅の差をそれぞれ測定し、温度差で割ったときの変化量をPEB温度依存性(nm/℃)とした。PEB温度依存性が、3nm/℃未満である場合を「良好」とし、3nm/℃以上である場合を「不良」とした。
[LWR(ラインラフネス特性)]:
上記感度(1)の評価の最適露光量にて解像した90nmのライン・アンド・スペースパターンの観測において、走査型電子顕微鏡(商品名「S−9380」、日立ハイテクノロジーズ社製)にてパターン上部から観察した際に、線幅を任意のポイントで観測し、その測定ばらつきを3σ(nm)で評価した。
[最小倒壊前寸法]:
上記感度(1)の評価の最適露光量にて解像した90nmのライン・アンド・スペースパターンの観測において、この最適露光量よりも大きな露光量にて露光を行なった場合、得られるパターンの線幅が細くなるため、最終的にレジストパターンの倒壊が見られる。このレジストパターンの倒壊が確認されない最大の露光量における線幅を最小倒壊前寸法(nm)と定義し、パターン倒れ耐性の指標とし、その線幅が小さい程良好である。なお、最小倒壊前寸法(nm)の測定は、走査型電子顕微鏡(商品名「S−9380」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。
[ブロッブ欠陥]:
まず、商品名「CLEAN TRACK ACT8」(東京エレクトロン社製)を用いて、処理条件100℃、60秒でHMDS(ヘキサメチルジシラザン)処理を行なった8インチシリコンウエハを用意した。この8インチシリコンウエハ上に、各実施例および比較例にて調整した感放射線性樹脂組成物をスピンコートし、表3の条件でベーク(PB)を行ない、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。
その後、このレジスト膜に、ArFエキシマレーザー露光装置(商品名「NSR S306C」、ニコン製、照明条件;NA0.78シグマ0.85)により、マスクパターンが形成されていない擦りガラスを介して上記感度(1)における最適露光量にて露光を行なった。次に、表3示す条件でPEBを行なった後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、23℃で30秒間現像し、水洗し、乾燥して、ブロッブ欠陥(Blob欠陥)評価用基板を作成した。
上記ブロッブ欠陥評価用基板を、商品名「KLA2351」(KLAテンコール社製)で測定して、ブロッブ欠陥の測定とした。ブロッブ欠陥の評価は、検出されたブロッブ欠陥が200個以下の場合は「良好」、200個をこえた場合は「不良」とした。
[PEB temperature dependence]:
Observation of a 90 nm line-and-space pattern resolved at the optimum exposure for evaluation of sensitivity (1) above, using a scanning electron microscope (trade name “S-9380”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) Regarding the line width when observed from above, the difference between the line width when PEB is performed under the conditions shown in Table 3 and the line width at the optimum exposure amount when the PEB temperature is changed by ± 2 ° C. The amount of change when measured and divided by the temperature difference was defined as PEB temperature dependency (nm / ° C.). The case where the PEB temperature dependency was less than 3 nm / ° C. was determined as “good”, and the case where it was 3 nm / ° C. or higher was determined as “bad”.
[LWR (Line Roughness Characteristics)]:
In observation of a 90 nm line and space pattern resolved at the optimum exposure dose for the sensitivity (1) evaluation, the pattern was measured with a scanning electron microscope (trade name “S-9380”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). When observed from above, the line width was observed at an arbitrary point, and the measurement variation was evaluated at 3σ (nm).
[Minimum dimensions before collapse]:
In the observation of a 90 nm line and space pattern resolved at the optimum exposure amount for the sensitivity (1) evaluation, when exposure is performed at an exposure amount larger than the optimum exposure amount, a pattern line is obtained. Since the width becomes narrower, the resist pattern eventually collapses. The line width at the maximum exposure amount at which the resist pattern is not confirmed to be collapsed is defined as the dimension (nm) before the minimum collapse, and is used as an index of pattern collapse resistance. The smaller the line width, the better. In addition, the measurement before the minimum collapse (nm) used the scanning electron microscope (Brand name "S-9380", Hitachi High-Technologies company make).
[Blob defect]:
First, using a trade name “CLEAN TRACK ACT8” (manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.), an 8-inch silicon wafer subjected to HMDS (hexamethyldisilazane) treatment at 100 ° C. for 60 seconds was prepared. On this 8-inch silicon wafer, the radiation-sensitive resin composition prepared in each example and comparative example was spin-coated, and baked (PB) under the conditions shown in Table 3 to form a resist film having a thickness of 120 nm. .
Thereafter, the above sensitivity is applied to the resist film through an rubbed glass on which no mask pattern is formed by an ArF excimer laser exposure apparatus (trade name “NSR S306C”, manufactured by Nikon, illumination condition: NA 0.78 sigma 0.85). The exposure was performed at the optimum exposure amount in (1). Next, after performing PEB under the conditions shown in Table 3, development with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 30 seconds, washing with water, and drying to evaluate blob defects (blob defects) A substrate was made.
The blob defect evaluation substrate was measured under the trade name “KLA2351” (manufactured by KLA Tencor) to measure blob defects. The evaluation of the blob defect was “good” when the number of detected blob defects was 200 or less, and “bad” when the number of blob defects exceeded 200.

[感度(2)]:
まず、商品名「CLEAN TRACK ACT12」(東京エレクトロン社製)を用いて、8インチシリコンウエハの表面に膜厚77nmの下層反射防止膜(商品名「ARC29A」、ブルワー・サイエンス社製)を形成して基板とした。
その後、感放射線性樹脂組成物を上記基板上に、商品名「CLEAN TRACK ACT12」にて、スピンコートし、表3に示す条件でベーク(PB)を行なうことにより、膜厚100nmのレジスト膜を形成した。更に、特定の感放射線性樹脂組成物(実施例6および7の感放射線性樹脂組成物)に関しては、このレジスト膜上に、商品名「CLEAN TRACK ACT12」にて、商品名「NFC TCX041」(JSR社製)をスピンコートし、90℃/60秒の条件でベークし、90nmの液浸保護膜を形成した。次に、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(商品名「Nikon S610C」、Nikon製)をNA=1.30、σ0/σ1=0.795、CrossPoleにより、マスクパターンを介してレジスト膜を露光した。この際、レジスト上面と液浸露光機レンズの間には液浸溶媒として純水を用いた。その後、表3に示す条件でベーク(PEB)を行なった後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、23℃で60秒間現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。
得られたレジスト膜において、線幅が48nmであるライン、ラインとラインとの距離が48nm(ライン・アンド・スペースが1対1)であるレジストパターンを形成する際の露光量(mJ/cm2)を最適露光量とした。そして、この最適露光量を感度として評価した(表5中、「感度(2)(mJ/cm2)」と示す)。線幅およびラインとラインとの距離の測定は、走査型電子顕微鏡(商品名「CG−4000」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。
[解像度(2)]:
上記感度(2)の評価で形成したライン・アンド・スペースのレジストパターンの線幅のうち、ラインの最小線幅(nm)を解像度の評価値とした(表5中、「解像度(2)(nm)」と示す)。解像度は、数値が小さいほど良好であることを示す。
[LWR(2)]:
上記感度(2)の評価の最適露光量にて解像した48nmのライン・アンド・スペースパターンの観測において、走査型電子顕微鏡(商品名「CG−4000」、日立ハイテクノロジーズ社製)にてパターン上部から観察した際に、線幅を任意のポイントで観測し、その測定ばらつきを3σ(nm)で評価した。
[Sensitivity (2)]:
First, using a trade name “CLEAN TRACK ACT12” (manufactured by Tokyo Electron), an underlayer antireflection film (trade name “ARC29A”, produced by Brewer Science) with a film thickness of 77 nm is formed on the surface of an 8-inch silicon wafer. And used as a substrate.
Thereafter, the radiation-sensitive resin composition is spin-coated on the substrate under the trade name “CLEAN TRACK ACT12” and baked (PB) under the conditions shown in Table 3 to form a resist film having a thickness of 100 nm. Formed. Furthermore, regarding a specific radiation sensitive resin composition (the radiation sensitive resin compositions of Examples 6 and 7), a trade name “NFC TCX041” (trade name “CLEAN TRACK ACT12”) is formed on this resist film. JSR Co.) was spin-coated and baked at 90 ° C./60 seconds to form a 90 nm immersion protective film. Next, the resist film was exposed through the mask pattern using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (trade name “Nikon S610C”, manufactured by Nikon) with NA = 1.30, σ0 / σ1 = 0.895, and CrossPole. At this time, pure water was used as an immersion solvent between the resist upper surface and the immersion exposure machine lens. Then, after baking (PEB) under the conditions shown in Table 3, the resist was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 60 seconds, washed with water, and dried. A pattern was formed.
In the obtained resist film, an exposure dose (mJ / cm 2 ) when a resist pattern having a line width of 48 nm and a distance between the lines of 48 nm (line and space is 1: 1) is formed. ) Was the optimum exposure. This optimum exposure amount was evaluated as sensitivity (shown as “sensitivity (2) (mJ / cm 2 )” in Table 5). A scanning electron microscope (trade name “CG-4000”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used to measure the line width and the distance between the lines.
[Resolution (2)]:
Among the line widths of the line-and-space resist pattern formed in the evaluation of the sensitivity (2), the minimum line width (nm) of the lines was used as an evaluation value of resolution (in Table 5, “Resolution (2) ( nm) ”). The smaller the numerical value, the better the resolution.
[LWR (2)]:
In observation of a 48 nm line and space pattern resolved at the optimum exposure dose for the sensitivity (2) evaluation, the pattern was measured with a scanning electron microscope (trade name “CG-4000”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). When observed from above, the line width was observed at an arbitrary point, and the measurement variation was evaluated at 3σ (nm).

重合体の合成:
重合体は、各実施例において、表1に示す化合物(M−1)〜(M−8)を用いて合成した。化合物(M−1)〜(M−8)を、以下の式(M−1)〜(M−8)に示す。
Polymer synthesis:
The polymer was synthesize | combined using the compounds (M-1)-(M-8) shown in Table 1 in each Example. Compounds (M-1) to (M-8) are represented by the following formulas (M-1) to (M-8).

Figure 2010126581
Figure 2010126581

重合体実施例1:樹脂(A−1)
上記化合物(M−1)30.46g(50モル%)、上記化合物(M−2)19.54g(50モル%)を2−ブタノン100gに溶解し、更に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル1.91g(5モル%)を投入した単量体溶液を準備した。
次に、温度計および滴下漏斗を備えた500mlの三つ口フラスコに50gの2−ブタノンを投入し、この三つ口フラスコ内を30分窒素パージした。窒素パージの後、三つ口フラスコ内をマグネティックスターラーで攪拌しながら80℃になるように加熱し、温度を保持したまま、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間として6時間重合反応を実施した。重合終了後、重合溶液は水冷により30℃以下に冷却した。冷却後、1000gのメタノールに投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別された白色粉末を、2度200gのメタノールにてスラリー状で洗浄し、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末の共重合体を得た(36g、収率72%)。この共重合体を樹脂(A−1)とする。
Polymer Example 1: Resin (A-1)
30.46 g (50 mol%) of the above compound (M-1) and 19.54 g (50 mol%) of the above compound (M-2) are dissolved in 100 g of 2-butanone, and azobisisobutyro is further used as an initiator. A monomer solution charged with 1.91 g (5 mol%) of nitrile was prepared.
Next, 50 g of 2-butanone was charged into a 500 ml three-necked flask equipped with a thermometer and a dropping funnel, and the inside of this three-necked flask was purged with nitrogen for 30 minutes. After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring with a magnetic stirrer, and the monomer solution prepared in advance was maintained for 3 hours using a dropping funnel while maintaining the temperature. It was dripped over. The polymerization reaction was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. After cooling, it was poured into 1000 g of methanol, and the precipitated white powder was filtered off. The filtered white powder was washed twice with 200 g of methanol as a slurry, filtered, and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder copolymer (36 g, yield 72%). . This copolymer is referred to as “resin (A-1)”.

この共重合体は、Mwが6930であり、Mw/Mnが1.61であり、13C−NMR分析の結果、化合物(M−1)および化合物(M−2)に由来する各繰り返し単位の含有率は、50.9:49.1(モル%)であった。また、この共重合体における低分子量成分の残存割合は、0.04質量%であった。測定結果を表2に示す。 This copolymer has Mw of 6930, Mw / Mn of 1.61, and as a result of 13 C-NMR analysis, each of the repeating units derived from the compound (M-1) and the compound (M-2) The content rate was 50.9: 49.1 (mol%). Moreover, the residual ratio of the low molecular weight component in this copolymer was 0.04% by mass. The measurement results are shown in Table 2.

重合体実施例2〜7および重合体比較例1:樹脂(A−2)〜(A−8)
表1に示す配合処方とした以外は、実施例1と同様にして樹脂(A−2)〜(A−8)を合成した。
また、得られた樹脂(A−1)〜(A−8)についての、13C−NMR分析による各繰り返し単位の割合(モル%)、収率(%)、Mw、分散度(Mw/Mn)、および低分子量成分の残存割合(質量%)の測定結果を表2に示す。
Polymer Examples 2 to 7 and Polymer Comparative Example 1: Resins (A-2) to (A-8)
Resins (A-2) to (A-8) were synthesized in the same manner as in Example 1 except that the formulation shown in Table 1 was used.
Moreover, about the obtained resin (A-1)-(A-8), the ratio (mol%) of each repeating unit by 13 C-NMR analysis, a yield (%), Mw, dispersity (Mw / Mn) ) And the measurement results of the residual ratio (mass%) of the low molecular weight component are shown in Table 2.

Figure 2010126581
Figure 2010126581

Figure 2010126581
Figure 2010126581

感放射線性樹脂組成物の調製:
表3に、各実施例および比較例にて調製された感放射線性樹脂組成物の組成と、露光前および露光後加熱条件(PBおよびPEB)とを示す。また、上記重合体実施例および比較例にて合成した樹脂(A−1)〜(A−8)以外の感放射線性樹脂組成物を構成する各成分(感放射線性酸発生剤(B)、窒素含有化合物(C)、添加剤(D)および溶剤(E))について以下に示す。
Preparation of radiation sensitive resin composition:
Table 3 shows the compositions of the radiation-sensitive resin compositions prepared in each Example and Comparative Example, and pre-exposure and post-exposure heating conditions (PB and PEB). Moreover, each component (radiation sensitive acid generator (B) which comprises radiation sensitive resin compositions other than resin (A-1)-(A-8) synthesize | combined in the said polymer Example and comparative example, The nitrogen-containing compound (C), additive (D) and solvent (E)) are shown below.

感放射線性酸発生剤(B):
(B−1):4−シクロヘキシルフェニル・ジフェニルスルホニウム・ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
(B−2):トリフェニルスルホニウム・ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
(B−3):1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム・ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
(B−4):1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム・2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート
(B−5):トリフェニルスルホニウム・2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート
(B−6):トリフェニルスルホニウム・2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート
Radiation sensitive acid generator (B):
(B-1): 4-cyclohexylphenyl diphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (B-2): triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (B-3): 1- (4-n-butoxy Naphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate (B-4): 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium 2- (bicyclo [2.2 .1] Hept-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate (B-5): triphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl)- 1,1,2,2-tetrafluoroethane sulfonate (B-6): triphenylsulfonium 2- (bicyclo [2. .1] hept-2-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate

窒素含有化合物(C):
(C−1):N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン
(C−2):R−(+)−(tert−ブトキシカルボニル)−2−ピペリジンメタノール
(C−3):N−t−ブトキシカルボニルピロリジン
(C−4):N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール
Nitrogen-containing compound (C):
(C-1): Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine (C-2): R-(+)-(tert-butoxycarbonyl) -2-piperidinemethanol (C-3): Nt- Butoxycarbonylpyrrolidine (C-4): Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole

添加剤(D):
(D−1):リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル
(D−2):メタクリル酸2,2,2−トリフルオロエチルエステルとメタクリル酸1−エチルシクロヘキシルエステルとの共重合体(メタクリル酸2,2,2−トリフルオロエチルエステルとメタクリル酸1−エチルシクロヘキシルエステルの仕込みモル比が30:70、最終組成比が29.5:70.5、Mwが7300、Mw/Mnが1.60)
Additive (D):
(D-1): Lithocholic acid t-butoxycarbonylmethyl (D-2): Copolymer of methacrylic acid 2,2,2-trifluoroethyl ester and methacrylic acid 1-ethylcyclohexyl ester (2,2 methacrylate) , 2-trifluoroethyl ester and methacrylic acid 1-ethylcyclohexyl ester charge molar ratio is 30:70, final composition ratio is 29.5: 70.5, Mw is 7300, Mw / Mn is 1.60)

溶剤(E):
(E−1):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(E−2):シクロヘキサノン
(E−3):γ−ブチロラクトン
Solvent (E):
(E-1): Propylene glycol monomethyl ether acetate (E-2): Cyclohexanone (E-3): γ-butyrolactone

Figure 2010126581
Figure 2010126581

組成物実施例1
重合体実施例1で得られた樹脂(A−1)100質量部、感放射線性酸発生剤(B)として4−シクロヘキシルフェニル・ジフェニルスルホニウム・ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート(B−1)9.6質量部、窒素含有化合物(C)としてN−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン(C−1)1.05質量部を混合し、この混合物に、溶剤(E)としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(E−1)1400質量部とシクロヘキサノン(E−2)600質量部とを添加し、上記混合物を溶解させて混合溶液を得、得られた混合溶液を孔径0.20μmのフィルターでろ過して感放射線性樹脂組成物を調製した。表3に感放射線性樹脂組成物の配合処方を示す。
Composition Example 1
8. 100 parts by mass of the resin (A-1) obtained in Polymer Example 1, 4-cyclohexylphenyl / diphenylsulfonium / nonafluoro-n-butanesulfonate (B-1) as a radiation sensitive acid generator (B) 6 parts by mass, 1.05 parts by mass of Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine (C-1) as a nitrogen-containing compound (C) are mixed, and propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent (E) is mixed with this mixture (E-1) 1400 parts by mass and 600 parts by mass of cyclohexanone (E-2) are added, the above mixture is dissolved to obtain a mixed solution, and the obtained mixed solution is filtered through a filter having a pore size of 0.20 μm. A radiation sensitive resin composition was prepared. Table 3 shows the formulation of the radiation sensitive resin composition.

得られた組成物実施例1の感放射線性樹脂組成物について、上述した、感度(1)、解像度(1)、パターンの断面形状(1)、PEB温度依存性、LWR(ラインラフネス特性)、最小倒壊前寸法、およびブロッブ欠陥について評価を行なった。評価結果を表4に示す。   About the radiation sensitive resin composition of the obtained composition Example 1, the sensitivity (1), resolution (1), pattern cross-sectional shape (1), PEB temperature dependency, LWR (line roughness characteristic), The minimum pre-collapse dimensions and blob defects were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.

Figure 2010126581
Figure 2010126581

組成物実施例2〜9および組成物比較例1
感放射線性樹脂組成物を調製する各成分を表3に示すように変えた以外は、組成物実施例1と同様にして、感放射線性樹脂組成物(組成物実施例2〜9および組成物比較例1)を得た。得られた組成物実施例2〜9および組成物比較例1の感放射線性樹脂組成物について、上述した、感度(1)、解像度(1)、パターンの断面形状(1)、PEB温度依存性、LWR(ラインラフネス特性)、最小倒壊前寸法、およびブロッブ欠陥について評価を行なった。評価結果を表4に示す。
Composition Examples 2-9 and Composition Comparative Example 1
A radiation-sensitive resin composition (Composition Examples 2 to 9 and Composition) was carried out in the same manner as Composition Example 1, except that each component for preparing the radiation-sensitive resin composition was changed as shown in Table 3. Comparative Example 1) was obtained. About the radiation sensitive resin composition of obtained composition Examples 2-9 and composition comparative example 1, the sensitivity (1), the resolution (1), the cross-sectional shape (1) of a pattern, and PEB temperature dependence mentioned above. , LWR (line roughness characteristics), minimum pre-collapse dimensions, and blob defects were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.

また、組成物実施例6〜9の感放射線性樹脂組成物については、液浸露光を用いた感度(2)、解像度(2)、パターンの断面形状(2)、ウォーターマーク欠陥およびバブル欠陥について評価を行なった。評価結果を表5に示す。   Moreover, about the radiation sensitive resin composition of composition Examples 6-9, about the sensitivity (2), resolution (2), cross-sectional shape (2) of a pattern using a liquid immersion exposure, a watermark defect, and a bubble defect Evaluation was performed. The evaluation results are shown in Table 5.

Figure 2010126581
Figure 2010126581

表4および表5から明らかなように、上記式(1)で表される繰り返し単位(A1)となる化合物(M−1)と、上記式(2)で表される繰り返し単位(A2)となる化合物(M−2)、(M−3)、(M−6)、(M−7)の少なくともいずれか1つを有する重合体を樹脂(A)として用いた感放射線性樹脂組成物(組成物実施例1〜9)は、レジストパターンを形成した際に、解像度だけでなく、LWR、やPEB温度依存性等のレジスト諸性能が向上することが分かった。   As is clear from Tables 4 and 5, the compound (M-1) to be the repeating unit (A1) represented by the above formula (1), the repeating unit (A2) represented by the above formula (2), and A radiation-sensitive resin composition using a polymer having at least one of compounds (M-2), (M-3), (M-6) and (M-7) as a resin (A) ( Composition Examples 1 to 9) were found to improve not only the resolution but also various resist performances such as LWR and PEB temperature dependency when a resist pattern was formed.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、リソグラフィー工程、特にArFエキシマレーザーを光源とするリソグラフィー工程に用いられ、90nm以下の微細パターンの形成において、また、液浸露光工程においても、解像性能に優れるだけでなく、LWRが小さく、PEB温度依存性が良好で、パターン倒れ耐性に優れ、且つ、欠陥性にも優れた化学増幅型レジストとして利用することができる。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention is used in a lithography process, particularly a lithography process using an ArF excimer laser as a light source, and has a resolution performance in forming a fine pattern of 90 nm or less and also in an immersion exposure process. In addition to being excellent, it can be used as a chemically amplified resist having a small LWR, good PEB temperature dependency, excellent pattern collapse resistance, and excellent defectability.

Claims (3)

下記式(1)で表される繰り返し単位(A1)および下記式(2)で表される繰り返し単位(A2)を含み、重量平均分子量が1000〜100000であることを特徴とする重合体。
Figure 2010126581
(式1において、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は炭素数1〜12のアルキレン基または脂環式アルキレン基を表し、mは1〜3の整数を表す。R3は炭素数1〜4のアルキル基を表し、nは1〜5の整数を表す。)
A polymer comprising a repeating unit (A1) represented by the following formula (1) and a repeating unit (A2) represented by the following formula (2), and having a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000.
Figure 2010126581
(In Formula 1, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or an alicyclic alkylene group, and m represents an integer of 1 to 3. R 3 represents carbon. (The alkyl group of the number 1-4 is represented, and n represents the integer of 1-5.)
前記重合体が、更に下記式(3−1)で表される繰り返し単位および下記式(3−2)で表される繰り返し単位から選ばれた少なくとも1つの繰り返し単位(A3)を含むことを特徴とする請求項1記載の重合体。
Figure 2010126581
(式(3−1)および式(3−2)において、R4は互い独立して、水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表し、R5は炭素数1〜4のアルキル基を表し、R6は相互に独立に炭素数1〜4のアルキル基を表す。)
The polymer further includes at least one repeating unit (A3) selected from a repeating unit represented by the following formula (3-1) and a repeating unit represented by the following formula (3-2). The polymer according to claim 1.
Figure 2010126581
(In Formula (3-1) and Formula (3-2), R 4 independently represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and R 5 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. And R 6 independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
樹脂(A)と、感放射線性酸発生剤(B)とを含有する感放射線性樹脂組成物であって、
前記樹脂(A)が請求項1または請求項2記載の重合体を含む樹脂であることを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
A radiation-sensitive resin composition comprising a resin (A) and a radiation-sensitive acid generator (B),
The radiation-sensitive resin composition, wherein the resin (A) is a resin containing the polymer according to claim 1 or 2.
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