JP2010230891A - Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, and block copolymer - Google Patents

Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, and block copolymer Download PDF

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Yusuke Asano
裕介 浅野
Yukio Nishimura
幸生 西村
Mineki Kawakami
峰規 川上
Shinji Matsumura
信司 松村
Hirokazu Sakakibara
宏和 榊原
Takehiko Naruoka
岳彦 成岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation-sensitive resin composition which can be suitably used for immersion exposure, wherein an obtained pattern feature is proper, an amount of an eluted component into a liquid for immersion exposure such as water which is brought into contact, with the composition during immersion exposure being small, a receding contact angle between a resist coating film and a liquid for immersion exposure such as water, being large and there are few development defects. <P>SOLUTION: The radiation-sensitive resin composition contains (A) an acid dissociable group-containing resin, (B) a radiation-sensitive acid generator, (C) a block copolymer having a fluorine atom, and (D) a solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法、及びブロック共重合体に関し、更に詳しくは、得られるパターン形状が良好であり、液浸露光時に接触した水等の液浸露光用液体への溶出物の量が少なく、レジスト被膜と水等の液浸露光用液体との後退接触角が大きく、且つ現像欠陥が少ない、液浸露光に好適に用いることが可能な感放射線性樹脂組成物、現像欠陥が少なく、微細な線幅のレジストパターンを形成することが可能なレジストパターン形成方法、及び現像液に対する溶解性が高いブロック共重合体に関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition, a resist pattern forming method, and a block copolymer, and more specifically, to a liquid for immersion exposure such as water that has a good pattern shape and is in contact during immersion exposure. Radiation-sensitive resin composition that can be suitably used for immersion exposure, in which the amount of eluate is small, the receding contact angle between the resist coating and the immersion exposure liquid such as water is large, and there are few development defects The present invention relates to a resist pattern forming method capable of forming a resist pattern having a fine line width with few development defects, and a block copolymer having high solubility in a developing solution.

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、より高い集積度を得るために、最近では0.10μm以下のレベルでの微細加工が可能なリソグラフィ技術が必要とされている。   In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, in order to obtain a higher degree of integration, recently, lithography technology capable of microfabrication at a level of 0.10 μm or less is required.

しかし、従来のリソグラフィプロセスでは、一般に放射線としてi線等の近紫外線が用いられているが、この近紫外線では、サブクオーターミクロンレベルの微細加工が極めて困難であるといわれている。   However, in the conventional lithography process, near ultraviolet rays such as i rays are generally used as radiation, and it is said that fine processing at the subquarter micron level is extremely difficult with this near ultraviolet rays.

そこで、0.10μm以下のレベルでの微細加工を可能とするために、より波長の短い放射線の利用が検討されている。このような短波長の放射線として、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、電子線等を挙げることができる。これらの中でも、特にKrFエキシマレーザー(波長248nm)或いはArFエキシマレーザー(波長193nm)が注目されている。   Therefore, in order to enable fine processing at a level of 0.10 μm or less, use of radiation having a shorter wavelength is being studied. Examples of such short-wavelength radiation include an emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays typified by an excimer laser, X-rays, and electron beams. Among these, KrF excimer laser (wavelength 248 nm) or ArF excimer laser (wavelength 193 nm) has attracted attention.

このようなエキシマレーザーによる照射に適したレジストとして、酸解離性官能基を有する成分と、放射線の照射(以下、「露光」ともいう)により酸を発生する成分(以下、「酸発生剤」ともいう)と、による化学増幅効果を利用したレジスト(以下、「化学増幅型レジスト」ともいう)が数多く提案されている。   As a resist suitable for irradiation with such an excimer laser, a component having an acid dissociable functional group and a component that generates an acid upon irradiation with radiation (hereinafter also referred to as “exposure”) (hereinafter referred to as “acid generator”) Many resists using the chemical amplification effect (hereinafter also referred to as “chemically amplified resist”) have been proposed.

化学増幅型レジストとしては、例えば、カルボン酸のt−ブチルエステル基又はフェノールのt−ブチルカーボナート基を有する樹脂と酸発生剤とを含有するレジストが提案されている。このレジストは、露光により発生した酸の作用により、樹脂中に存在するt−ブチルエステル基或いはt−ブチルカーボナート基が解離して、上記樹脂がカルボキシル基或いはフェノール性水酸基からなる酸性基を有するようになり、その結果、レジスト被膜の露光領域がアルカリ現像液に易溶性となる現象を利用したものである。   As the chemically amplified resist, for example, a resist containing a resin having a t-butyl ester group of carboxylic acid or a t-butyl carbonate group of phenol and an acid generator has been proposed. In this resist, a t-butyl ester group or t-butyl carbonate group present in the resin is dissociated by the action of an acid generated by exposure, and the resin has an acidic group composed of a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group. As a result, the phenomenon that the exposed region of the resist film becomes readily soluble in an alkali developer is utilized.

このようなリソグラフィプロセスにおいては、今後は更に微細なパターン形成(例えば、線幅が90nm程度の微細なレジストパターン)が要求される。このような90nmより微細な線幅のパターン形成を達成させるためには、上述したような露光装置の光源波長の短波長化や、レンズの開口数(NA)を増大させることが考えられる。   In such a lithography process, further fine pattern formation (for example, a fine resist pattern having a line width of about 90 nm) will be required in the future. In order to achieve such a pattern formation with a line width finer than 90 nm, it is conceivable to shorten the light source wavelength of the exposure apparatus as described above and increase the numerical aperture (NA) of the lens.

しかしながら、光源波長の短波長化には新たな露光装置が必要となり、設備コストが増大してしまう。また、レンズの高NA化では、解像度と焦点深度がトレードオフの関係にあるため、解像度を上げても焦点深度が低下するという問題がある。   However, shortening the light source wavelength requires a new exposure apparatus, increasing the equipment cost. Further, when the lens has a high NA, the resolution and the depth of focus are in a trade-off relationship. Therefore, there is a problem that the depth of focus decreases even if the resolution is increased.

近年、このような問題を解決可能にするリソグラフィ技術として、液浸露光(リキッドイマージョンリソグラフィ)法という方法が報告されている。この方法は、露光時に、レンズと基板上のレジスト被膜との間の少なくとも前記レジスト被膜上に所定厚さの純水又はフッ素系不活性液体等の液状屈折率媒体(液浸露光用液体)を介在させるという方法である。   In recent years, a liquid immersion lithography (liquid immersion lithography) method has been reported as a lithography technique that can solve such problems. In this method, a liquid refractive index medium (immersion exposure liquid) such as pure water or a fluorine-based inert liquid having a predetermined thickness is formed on at least the resist film between the lens and the resist film on the substrate during exposure. It is a method of interposing.

この方法では、従来は空気や窒素等の不活性ガスであった露光光路空間を屈折率(n)のより大きい液体、例えば純水等で置換することにより、同じ露光波長の光源を用いたとしても、より短波長の光源を用いた場合や高NAレンズを用いた場合と同様に、高解像性が達成される。また、高NAレンズを用いた場合のような焦点深度が低下するという問題もない。このような液浸露光法を用いれば、現存の装置に実装されているレンズを用いて、低コストで、より解像性に優れ、且つ焦点深度にも優れるレジストパターンの形成を実現可能である。現在、このような液浸露光に使用するためのレジスト用の重合体や添加剤等について種々開示されている(例えば、特許文献1〜3参照)。   In this method, a light source having the same exposure wavelength is used by replacing the exposure optical path space, which has conventionally been an inert gas such as air or nitrogen, with a liquid having a higher refractive index (n), such as pure water. However, as in the case of using a light source having a shorter wavelength or the case of using a high NA lens, high resolution is achieved. Further, there is no problem that the depth of focus is lowered as in the case of using a high NA lens. By using such an immersion exposure method, it is possible to realize formation of a resist pattern that is low in cost, excellent in resolution, and excellent in depth of focus using a lens mounted on an existing apparatus. . Currently, various resist polymers and additives for use in such immersion exposure are disclosed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

国際公開第04/068242号パンフレットInternational Publication No. 04/068242 Pamphlet 特開2005−173474号公報JP 2005-173474 A 特開2006−48029号公報JP 2006-48029 A

しかしながら、上述した液浸露光プロセスにおいては、通常、露光時にレジスト被膜が水等の液浸露光用液体に直接接触するため、レジスト被膜から酸発生剤等が溶出してしまう。この溶出物の量が多いと、レンズにダメージを与えたり、所定のパターン形状が得られなかったり、十分な解像度が得られなかったりするという問題がある。   However, in the above-described immersion exposure process, since the resist film usually comes into direct contact with an immersion exposure liquid such as water during exposure, the acid generator and the like are eluted from the resist film. When the amount of the eluted material is large, there are problems that the lens is damaged, a predetermined pattern shape cannot be obtained, and sufficient resolution cannot be obtained.

また、液浸露光用液体として水を用いる場合、レジスト被膜における水の後退接触角が小さいと、高速スキャン露光時に、ウェハの端部から水等の液浸露光用液体がこぼれ落ちたり、水の切れが悪いためにウォーターマーク(液滴痕)が残ったり(ウォーターマーク欠陥)、レジスト被膜への水浸透により、被膜の溶解性が低下し、本来解像するはずのパターン形状が局所的に十分な解像性を実現できず、パターン形状不良となる溶け残り欠陥等の現像欠陥が生じたりするという問題がある。   Also, when water is used as the liquid for immersion exposure, if the receding contact angle of water in the resist film is small, the liquid for immersion exposure such as water may spill from the edge of the wafer during high-speed scan exposure, or the water may run out. The water mark (droplet mark) remains due to the poorness of the film (watermark defect) or the water penetration into the resist film reduces the solubility of the film, and the pattern shape that should be resolved is locally sufficient. There is a problem in that resolution cannot be realized, and development defects such as unmelted defects that cause defective pattern shapes occur.

更に、特許文献1〜3で開示されているような樹脂や添加剤を用いたレジストであっても、レジスト被膜と水との後退接触角は必ずしも十分ではなく、高速スキャン露光時にウェハの端部から水等の液浸露光用液体がこぼれ落ちたり、ウォーターマーク欠陥等の現像欠陥が生じたりする場合がある。また、酸発生剤等の水への溶出物量の抑制も十分ではなかった。   Furthermore, even with resists using resins and additives as disclosed in Patent Documents 1 to 3, the receding contact angle between the resist film and water is not always sufficient, and the edge of the wafer during high-speed scanning exposure In some cases, liquid for immersion exposure such as water spills out and development defects such as watermark defects occur. Moreover, suppression of the amount of the eluate in water, such as an acid generator, was not enough.

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、得られるパターン形状が良好であり、液浸露光時に接触した水等の液浸露光用液体への溶出物の量が少なく、レジスト被膜と水等の液浸露光用液体との後退接触角が大きく、且つ現像欠陥が少ない、液浸露光に好適に用いることが可能な感放射線性樹脂組成物を提供することにある。また、その課題とするところは、現像欠陥が少なく、微細な線幅のレジストパターンを形成することが可能なレジストパターン形成方法を提供することにある。更に、その課題とするところは、現像液に対する溶解性が高いブロック共重合体を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the problem is that the obtained pattern shape is good and immersion exposure of water or the like that is in contact with the immersion exposure. Radiation sensitivity that can be suitably used for immersion exposure with a small amount of eluate in the liquid for use, a large receding contact angle between the resist coating and liquid for immersion exposure such as water, and few development defects The object is to provide a resin composition. Moreover, the place made into the subject is providing the resist pattern formation method which can form a resist pattern with few development defects and a fine line | wire width. Furthermore, the place made into the subject is providing the block copolymer with the high solubility with respect to a developing solution.

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、感放射線性樹脂組成物に、フッ素原子を有する所定の性質のブロック共重合体を含有させることによって、上記課題を達成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。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors can achieve the above-mentioned problems by incorporating a block copolymer having a predetermined property having a fluorine atom into the radiation-sensitive resin composition. As a result, the present invention has been completed.

即ち、本発明によれば、以下に示す感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法、及びブロック共重合体が提供される。   That is, according to the present invention, the following radiation sensitive resin composition, resist pattern forming method, and block copolymer are provided.

[1](A)酸解離性基含有樹脂と、(B)感放射線性酸発生剤と、(C)フッ素原子を有するブロック共重合体と、(D)溶剤と、を含有する感放射線性樹脂組成物。   [1] A radiation sensitive composition comprising (A) an acid dissociable group-containing resin, (B) a radiation sensitive acid generator, (C) a block copolymer having a fluorine atom, and (D) a solvent. Resin composition.

[2]前記(C)ブロック共重合体が、そのフッ素含有率が0〜15質量%である第一の重合体ブロックと、そのフッ素含有率が20〜50質量%である第二の重合体ブロックと、を含む前記[1]に記載の感放射線性樹脂組成物。   [2] The (C) block copolymer includes a first polymer block having a fluorine content of 0 to 15% by mass and a second polymer having a fluorine content of 20 to 50% by mass. The radiation-sensitive resin composition according to [1], including a block.

[3]前記(C)ブロック共重合体が、その主鎖に(メタ)アクリル骨格を有する重合体である前記[1]又は[2]に記載の感放射線性樹脂組成物。   [3] The radiation-sensitive resin composition according to [1] or [2], wherein the (C) block copolymer is a polymer having a (meth) acryl skeleton in its main chain.

[4]前記第一の重合体ブロックが、下記一般式(1−1)で表される構成単位を有し、前記第二の重合体ブロックが、下記一般式(1−2)で表される構成単位を有する前記[2]又は[3]に記載の感放射線性樹脂組成物。   [4] The first polymer block has a structural unit represented by the following general formula (1-1), and the second polymer block is represented by the following general formula (1-2). The radiation-sensitive resin composition according to the above [2] or [3] having a structural unit.

Figure 2010230891
(前記一般式(1−1)中、Rは、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、Rは、相互に独立に、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を示すか(但し、Rの少なくとも1つは炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基又はその誘導体を示す)、或いは、何れか2つのR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価の脂環式炭化水素基又はその誘導体を形成し、残りのRが炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を示す。)
Figure 2010230891
(In the general formula (1-1), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or trifluoromethyl group, R 2 are independently of each other, a monovalent alicyclic having 4 to 20 carbon atoms A hydrocarbon group or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (provided that at least one of R 2 is a monovalent alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms) A divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a derivative thereof, together with any carbon atoms to which any two R 2 are bonded to each other. The remaining R 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof.

Figure 2010230891
(前記一般式(1−2)中、Rは、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、Rは、1〜12個のフッ素原子を有する炭素数1〜20の1価の直鎖状炭化水素基、分岐鎖状炭化水素基、若しくは脂環式炭化水素基を示すか、又は下記一般式(2)で表される1価の有機基を示す。)
Figure 2010230891
In (Formula (1-2), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or trifluoromethyl group, R 3 is a monovalent C 1 -C 20 carbons having from 1 to 12 fluorine atoms A linear hydrocarbon group, a branched hydrocarbon group, or an alicyclic hydrocarbon group, or a monovalent organic group represented by the following general formula (2).

Figure 2010230891
(前記一般式(2)中、Rは、炭素数1〜10の2価の直鎖状、分岐状、又は環状の飽和又は不飽和の炭化水素基を示し、Rは、フッ素原子で置換された炭素数1〜10の2価の直鎖状又は分岐状の炭化水素基を示し、Rは、−OXを示す(但し、Xは、水素原子又は酸で脱保護可能な1価の有機基を示す。)。)
Figure 2010230891
(In the general formula (2), R 4 represents a divalent linear, branched, or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 5 represents a fluorine atom. Represents a substituted divalent linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 6 represents —OX 1 (provided that X 1 can be deprotected with a hydrogen atom or an acid) Represents a monovalent organic group.).)

[5]前記(C)ブロック共重合体の含有量が、前記(A)酸解離性基含有樹脂100質量部に対して、0.5〜10質量部である前記[1]〜[4]のいずれかに記載の感放射線性樹脂組成物。   [5] The above [1] to [4], wherein the content of the (C) block copolymer is 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) acid dissociable group-containing resin. The radiation-sensitive resin composition according to any one of the above.

[6]前記(C)ブロック共重合体がリビングアニオン重合により得られるものである前記[1]〜[5]のいずれかに記載の感放射線性樹脂組成物。   [6] The radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [5], wherein the (C) block copolymer is obtained by living anionic polymerization.

[7](1)前記[1]〜[6]のいずれかに記載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と、(2)前記フォトレジスト膜上に液浸露光用液体を配置し、前記液浸露光用液体を介して前記フォトレジスト膜を露光する工程と、(3)露光された前記フォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、を含むレジストパターン形成方法。   [7] (1) A step of forming a photoresist film on a substrate using the radiation sensitive resin composition according to any one of [1] to [6], and (2) on the photoresist film. Disposing an immersion exposure liquid and exposing the photoresist film through the immersion exposure liquid; (3) developing the exposed photoresist film to form a resist pattern; A resist pattern forming method comprising:

[8]下記一般式(1−1)で表される構成単位を有する第一の重合体ブロックと、下記一般式(1−2)で表される構成単位を有する第二の重合体ブロックと、を含み、そのゲルパーミエーションクロマトグラフィにより測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1000〜50000であるブロック共重合体。   [8] A first polymer block having a structural unit represented by the following general formula (1-1), and a second polymer block having a structural unit represented by the following general formula (1-2): A block copolymer having a polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) of 1000 to 50000 as measured by gel permeation chromatography.

Figure 2010230891
(前記一般式(1−1)中、Rは、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、Rは、相互に独立に、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を示すか(但し、Rの少なくとも1つは炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基又はその誘導体を示す)、或いは、何れか2つのR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価の脂環式炭化水素基又はその誘導体を形成し、残りのRが炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を示す。)
Figure 2010230891
(In the general formula (1-1), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or trifluoromethyl group, R 2 are independently of each other, a monovalent alicyclic having 4 to 20 carbon atoms A hydrocarbon group or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (provided that at least one of R 2 is a monovalent alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms) A divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a derivative thereof, together with any carbon atoms to which any two R 2 are bonded to each other. The remaining R 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof.

Figure 2010230891
(前記一般式(1−2)中、Rは、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、Rは、1〜12個のフッ素原子を有する炭素数1〜20の1価の直鎖状炭化水素基、分岐鎖状炭化水素基、若しくは脂環式炭化水素基を示すか、又は下記一般式(2)で表される1価の有機基を示す。)
Figure 2010230891
In (Formula (1-2), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or trifluoromethyl group, R 3 is a monovalent C 1 -C 20 carbons having from 1 to 12 fluorine atoms A linear hydrocarbon group, a branched hydrocarbon group, or an alicyclic hydrocarbon group, or a monovalent organic group represented by the following general formula (2).

Figure 2010230891
(前記一般式(2)中、Rは、炭素数1〜10の2価の直鎖状、分岐状、又は環状の飽和又は不飽和の炭化水素基を示し、Rは、フッ素原子で置換された炭素数1〜10の2価の直鎖状又は分岐状の炭化水素基を示し、Rは、−OXを示す(但し、Xは、水素原子又は酸で脱保護可能な1価の有機基を示す。)。)
Figure 2010230891
(In the general formula (2), R 4 represents a divalent linear, branched, or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 5 represents a fluorine atom. Represents a substituted divalent linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 6 represents —OX 1 (provided that X 1 can be deprotected with a hydrogen atom or an acid) Represents a monovalent organic group.).)

[9]前記第一の重合体ブロックの含有割合が5〜95mol%であり、前記第二の重合体ブロックの含有割合が5〜50mol%である前記[8]に記載のブロック共重合体。   [9] The block copolymer according to [8], wherein the content ratio of the first polymer block is 5 to 95 mol%, and the content ratio of the second polymer block is 5 to 50 mol%.

[10]リビングアニオン重合により得られるものである前記[8]又は[9]に記載のブロック共重合体。   [10] The block copolymer according to [8] or [9], which is obtained by living anionic polymerization.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、すべての分子のフッ素含有率及び保護率が均一になっているため、脱保護ムラが少なくなり、現像時に脱保護率の低い樹脂がレジスト塗膜の未露光領域に再付着することによる欠陥(ブロッブタイプ欠陥)を抑制することができる。また、それぞれのユニットを重合体ブロックとしたことでフッ素ユニットのインタラクションが減少し、脱保護後の現像液に対する溶解性が大幅に向上している可能性がある。更に、フッ素ユニットのインタラクションが減少したことで、脱保護効率が上がっている。また、(C)ブロック共重合体の精製が不要(モノマーカットが不要)なので、分子量を下げることができる(ラジカル重合では、通常、分子量を下げると精製が困難になる)。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention has uniform fluorine content and protection rate of all molecules, so that the deprotection unevenness is reduced, and a resin having a low deprotection rate is not applied to the resist coating during development. Defects (blob-type defects) due to redeposition on the exposure region can be suppressed. Further, since each unit is a polymer block, the interaction of the fluorine unit is reduced, and the solubility in the developer after deprotection may be greatly improved. In addition, the deprotection efficiency is increased due to the reduced interaction of the fluorine unit. Further, since (C) purification of the block copolymer is unnecessary (no monomer cut is required), the molecular weight can be lowered (in radical polymerization, purification is usually difficult when the molecular weight is lowered).

そのため、本発明の感放射線性樹脂組成物は、得られるパターン形状が良好であり、液浸露光時に接触した水等の液浸露光用液体への溶出物の量が少なく、レジスト被膜と水等の液浸露光用液体との後退接触角が大きく、且つ現像欠陥が少ない、液浸露光に好適に用いることが可能であるという効果を奏するものである。また、本発明のレジストパターン形成方法によれば、現像欠陥が少なく、微細な線幅のレジストパターンを形成することができるという効果を奏する。更に、本発明のブロック共重合体は、現像液に対する溶解性が高いという効果を奏するものである。   Therefore, the radiation-sensitive resin composition of the present invention has a good pattern shape, has a small amount of eluate in the liquid for immersion exposure such as water contacted during immersion exposure, resist film and water, etc. The liquid has a large receding contact angle with the liquid for immersion exposure and few development defects, and can be suitably used for immersion exposure. Further, according to the resist pattern forming method of the present invention, it is possible to form a resist pattern having a fine line width with few development defects. Furthermore, the block copolymer of the present invention has an effect of high solubility in a developer.

フォトレジスト膜を超純水に接触させた状態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the state which made the photoresist film contact the ultrapure water.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明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入ることが理解されるべきである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and based on ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that modifications, improvements, and the like appropriately added to the embodiments described above fall within the scope of the present invention.

I 感放射線性樹脂組成物
本発明の感放射線性樹脂組成物は、(A)酸解離性基含有樹脂と、(B)感放射線性酸発生剤(以下、「(B)酸発生剤」ともいう)と、(C)フッ素原子を有するブロック共重合体(以下、「(C)ブロック共重合体」ともいう)と、(D)溶剤と、を含有するものである。
I. Radiation Sensitive Resin Composition The radiation sensitive resin composition of the present invention comprises (A) an acid dissociable group-containing resin and (B) a radiation sensitive acid generator (hereinafter referred to as “(B) acid generator”). ), (C) a block copolymer having a fluorine atom (hereinafter, also referred to as “(C) block copolymer”), and (D) a solvent.

本発明の感放射線性樹脂組成物からなるレジスト被膜の後退接触角は70°以上であることが好ましく、72°以上であることが更に好ましく、75°以上であることが特に好ましい。本発明の感放射線性樹脂組成物からなるレジスト被膜は、このような高い後退接触角を有するため、液浸露光時に接触した水等の液浸露光用液体への溶出物の量が少なく、現像欠陥が少ないので、液浸露光に好適に用いることが可能となる。なお、本明細書中「後退接触角」とは、塗膜(レジスト被膜)を形成した基板上に水を25μL滴下した後、基板上の水を10μL/分の速度で吸引した際の液面と基板との接触角をいう。このような後退接触角は、例えば、KRUS社製の接触角計(商品名「DSA−10」)を用いて測定することができる。なお、本発明の感放射線性樹脂組成物は、液浸露光法を用いた場合に特に優れた効果を有するが、液浸露光ではない通常のレジストパターン形成方法においても使用可能である。   The receding contact angle of the resist film made of the radiation sensitive resin composition of the present invention is preferably 70 ° or more, more preferably 72 ° or more, and particularly preferably 75 ° or more. Since the resist film comprising the radiation-sensitive resin composition of the present invention has such a high receding contact angle, the amount of eluate in the immersion exposure liquid such as water that has been contacted during immersion exposure is small, and development is performed. Since there are few defects, it can be suitably used for immersion exposure. In this specification, “retreat contact angle” means the liquid level when water of 25 μL is dropped on a substrate on which a coating film (resist coating) is formed and then water on the substrate is sucked at a rate of 10 μL / min. And the contact angle between the substrate and the substrate. Such a receding contact angle can be measured using, for example, a contact angle meter (trade name “DSA-10”) manufactured by KRUS. The radiation-sensitive resin composition of the present invention has a particularly excellent effect when the immersion exposure method is used, but can also be used in a normal resist pattern forming method that is not immersion exposure.

1 (A)酸解離性基含有樹脂
(A)酸解離性基含有樹脂は、酸解離性基を有する樹脂であり、感放射線性樹脂組成物に(C)ブロック共重合体を含有させる効果、例えば、後退接触角が大きい、低分子量成分の溶出量が少ない、現像欠陥の抑制等の効果を好適に発現させることができるものであれば特に制限はないが、酸の作用によりアルカリ可溶性となるアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性の重合体を用いることが好ましい。なお、「アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性」とは、(A)酸解離性基含有樹脂を含有する感放射線性樹脂組成物から形成されたレジスト被膜からレジストパターンを形成する際に採用されるアルカリ現像条件下で、このレジスト被膜の代わりに(A)酸解離性基含有樹脂のみを用いた被膜を現像した場合に、被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質をいう。なお、本発明の感放射線性樹脂組成物は、このような(A)酸解離性基含有樹脂を1種単独で又は2種以上を組み合わせて含有してもよい。
1 (A) Acid-dissociable group-containing resin (A) Acid-dissociable group-containing resin is a resin having an acid-dissociable group, and the effect of containing (C) a block copolymer in the radiation-sensitive resin composition, For example, there is no particular limitation as long as it has a large receding contact angle, a small amount of low molecular weight components are eluted, and an effect such as suppression of development defects can be suitably expressed. It is preferable to use an alkali-insoluble or hardly alkali-soluble polymer. “Alkali insoluble or hardly soluble in alkali” means (A) alkali development employed when a resist pattern is formed from a resist film formed from a radiation-sensitive resin composition containing an acid-dissociable group-containing resin. Under the conditions, when a film using only (A) an acid-dissociable group-containing resin is developed instead of the resist film, 50% or more of the initial film thickness of the film remains after development. In addition, the radiation sensitive resin composition of this invention may contain such (A) acid dissociable group containing resin individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(1) 構成成分
(A)酸解離性基含有樹脂としては、例えば、ノルボルネン誘導体等を重合して得られる「主鎖にノルボルナン環等の脂環式骨格を有する重合体」、ノルボルネン誘導体と無水マレイン酸を共重合して得られる「主鎖にノルボルナン環及び無水マレイン酸誘導体を有する重合体」、ノルボルネン誘導体と(メタ)アクリル化合物を共重合して得られる「主鎖にノルボルナン環と(メタ)アクリル骨格が混在する重合体」、ノルボルネン誘導体と無水マレイン酸と(メタ)アクリル化合物を共重合して得られる「主鎖にノルボルナン環と無水マレイン酸誘導体と(メタ)アクリル骨格が混在する重合体」、(メタ)アクリル化合物を重合して得られる「主鎖に(メタ)アクリル骨格を有する重合体」等がある。なお、これらの中でも、「主鎖に(メタ)アクリル骨格を有する重合体」であることがより好ましい。
(1) Component (A) Examples of the acid-dissociable group-containing resin include a “polymer having an alicyclic skeleton such as a norbornane ring in the main chain” obtained by polymerizing a norbornene derivative and the like, a norbornene derivative and anhydrous “Polymer having norbornane ring and maleic anhydride derivative in the main chain” obtained by copolymerization of maleic acid, “polymer having norbornane ring and (meth) acrylic compound in the main chain” ) "Polymer with mixed acrylic skeleton", obtained by copolymerization of norbornene derivative, maleic anhydride and (meth) acrylic compound "Heavy chain containing norbornane ring, maleic anhydride derivative and (meth) acrylic skeleton And “polymers having a (meth) acrylic skeleton in the main chain” obtained by polymerizing (meth) acrylic compounds. Among these, “a polymer having a (meth) acryl skeleton in the main chain” is more preferable.

(A)酸解離性基含有樹脂は、酸解離性基を有する構成単位を有している。このような構成単位としては、一般式(1−1)で表される構成単位(以下、「構成単位(1)」ともいう)を挙げることができる。なお、(A)酸解離性基含有樹脂は、構成単位(1)を1種単独で又は2種以上を組み合わせて有してもよい。   (A) The acid-dissociable group-containing resin has a structural unit having an acid-dissociable group. As such a structural unit, a structural unit represented by general formula (1-1) (hereinafter, also referred to as “structural unit (1)”) can be given. In addition, (A) acid dissociable group containing resin may have structural unit (1) individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

Figure 2010230891
Figure 2010230891

一般式(1−1)中、Rは、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、Rは、相互に独立に、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を示すか(但し、Rの少なくとも1つは炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基又はその誘導体を示す)、或いは、何れか2つのR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価の脂環式炭化水素基又はその誘導体を形成し、残りのRが炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を示す。 In General Formula (1-1), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and R 2 is independently a monovalent alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms. A group or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (provided that at least one of R 2 is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or Or any two R 2 's bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof together with the carbon atom to which each R 2 is bonded. And the remaining R 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a derivative thereof.

一般式(1−1)中、Rとして表される基のうち、炭素数4〜20の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、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がある。 Among the groups represented by R 2 in general formula (1-1), examples of the alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, and bicyclo [2.2.1. ] Heptane, bicyclo [2.2.2] octane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . There are hydrocarbon groups composed of alicyclic rings derived from cycloalkanes such as 0 2,7 ] dodecane and tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane.

また、この脂環式炭化水素基は、上述の非置換の脂環式炭化水素基における少なくとも1つの水素原子を、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、s−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、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、酸素原子等の1種以上で置換した誘導体であってもよい。   Moreover, this alicyclic hydrocarbon group is a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and at least one hydrogen atom in the above-mentioned unsubstituted alicyclic hydrocarbon group. , S-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, etc., linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, hydroxyl group, cyano group, hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms In addition, a derivative substituted with one or more of a carboxyl group, an oxygen atom and the like may be used.

構成単位(1)の含有割合は、(A)酸解離性基含有樹脂を構成する全構成単位100mol%に対して、10〜70mol%であることが好ましく、15〜60mol%であることが更に好ましく、20〜50mol%であることが特に好ましい。含有割合が10mol%未満であると、レジストとしての解像度が低下するおそれがある。一方、70mol%超であると、露光余裕が悪化するおそれがある。   The content ratio of the structural unit (1) is preferably 10 to 70 mol%, more preferably 15 to 60 mol%, based on 100 mol% of all structural units constituting the (A) acid-dissociable group-containing resin. Preferably, it is 20-50 mol%, and it is especially preferable. There exists a possibility that the resolution as a resist may fall that a content rate is less than 10 mol%. On the other hand, if it exceeds 70 mol%, the exposure margin may be deteriorated.

(A)酸解離性基含有樹脂は、更にラクトン骨格を有する構成単位(以下、「構成単位(3)」ともいう)を有しているものが特に好ましい。なお、(A)酸解離性基含有樹脂は、構成単位(3)を1種単独で又は2種以上を組み合わせて有してもよい。   (A) The acid dissociable group-containing resin further preferably has a structural unit having a lactone skeleton (hereinafter also referred to as “structural unit (3)”). In addition, (A) acid dissociable group containing resin may have a structural unit (3) individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

構成単位(3)を与える単量体の好適例としては、一般式(3−1)〜(3−6)で表される単量体等がある。   Preferable examples of the monomer that gives the structural unit (3) include monomers represented by general formulas (3-1) to (3-6).

Figure 2010230891
Figure 2010230891

一般式(3−1)〜(3−6)中、Rは、水素原子又はメチル基を示す。一般式(3−1)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜4の置換基を有してもよいアルキル基を示し、lは、1〜3の整数を示す。一般式(3−2)及び(3−3)中、Aは、単結合又はメチレン基を示し、mは、0又は1を示す。一般式(3−3)及び(3−5)中、Bは、酸素原子又はメチレン基を示す。一般式(3−4)及び(3−5)中、Rは、水素原子又はメトキシ基を示す。 In general formulas (3-1) to (3-6), R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group. In General Formula (3-1), R 8 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent having 1 to 4 carbon atoms, and l represents an integer of 1 to 3. In general formulas (3-2) and (3-3), A represents a single bond or a methylene group, and m represents 0 or 1. In general formulas (3-3) and (3-5), B represents an oxygen atom or a methylene group. In general formulas (3-4) and (3-5), R 9 represents a hydrogen atom or a methoxy group.

構成単位(3)の含有割合は、(A)酸解離性基含有樹脂を構成する全構成単位100mol%に対して、5〜85mol%であることが好ましく、10〜70mol%であることが好ましく、15〜60mol%であることが特に好ましい。含有割合が5mol%未満であると、現像性や露光余裕が悪化する傾向にある。一方、85mol%超であると、(A)酸解離性基含有樹脂の(D)溶剤への溶解性や解像度が悪化する傾向にある。   The content ratio of the structural unit (3) is preferably 5 to 85 mol%, more preferably 10 to 70 mol%, based on 100 mol% of all structural units constituting the (A) acid-dissociable group-containing resin. It is especially preferable that it is 15-60 mol%. When the content ratio is less than 5 mol%, developability and exposure margin tend to be deteriorated. On the other hand, when it exceeds 85 mol%, the solubility and resolution of the (A) acid dissociable group-containing resin in the solvent (D) tend to deteriorate.

(2) 調製方法
(A)酸解離性基含有樹脂は、例えば、各構成単位に対応する重合性不飽和単量体を、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物等のラジカル重合開始剤を使用し、必要に応じて連鎖移動剤の存在下、適当な溶媒中で重合することにより調製することができる。
(2) Preparation method (A) The acid-dissociable group-containing resin includes, for example, a polymerizable unsaturated monomer corresponding to each structural unit, hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, azo compounds Can be prepared by polymerizing in a suitable solvent in the presence of a chain transfer agent, if necessary.

(A)酸解離性基含有樹脂の重合に使用される溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;クロロブタン、ブロモヘキサン、ジクロロエタン、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;アセトン、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン等のエーテル類等がある。なお、これらの溶媒は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   (A) As a solvent used for superposition | polymerization of acid dissociable group containing resin, Alkanes, such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane; Cycloalkanes such as cycloheptane, cyclooctane, decalin and norbornane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and cumene; halogenation such as chlorobutane, bromohexane, dichloroethane, hexamethylene dibromide and chlorobenzene Hydrocarbons; saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate; ketones such as acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone and 2-heptanone; Tetrahydrofuran, dimethoxyethane, diethoxyethane, etc. There is ether, and the like. In addition, these solvents can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(A)酸解離性基含有樹脂の重合における反応温度は、40〜150℃であることが好ましく、50〜120℃であることが更に好ましい。重合時の反応時間は、1〜48時間であることが好ましく、1〜24時間であることが更に好ましい。   (A) The reaction temperature in the polymerization of the acid dissociable group-containing resin is preferably 40 to 150 ° C, and more preferably 50 to 120 ° C. The reaction time at the time of polymerization is preferably 1 to 48 hours, and more preferably 1 to 24 hours.

(3) 物性
(A)酸解離性基含有樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(以下、「Mw」ともいう)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。1000未満であると、レジストとした際の耐熱性が低下する傾向にある。一方、100000超であると、レジストとした際の現像性が低下する傾向にある。また、(A)酸解離性基含有樹脂のMwとGPCにより測定されるポリスチレン換算の数平均分子量(以下、「Mn」ともいう)との比(Mw/Mn)は、1〜5であることが好ましく、1〜3であることが更に好ましい。
(3) Physical Properties (A) The polystyrene-reduced weight average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mw”) measured by gel permeation chromatography (GPC) of the acid-dissociable group-containing resin is not particularly limited, but is 1,000 to 100,000. It is preferable that it is 1000-30000, and it is especially preferable that it is 1000-20000. If it is less than 1000, the heat resistance of the resist tends to decrease. On the other hand, if it exceeds 100,000, the developability of the resist tends to be lowered. The ratio (Mw / Mn) of (A) the acid-dissociable group-containing resin Mw and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mn”) measured by GPC is 1 to 5. Is preferable, and it is still more preferable that it is 1-3.

更に、(A)酸解離性基含有樹脂を調製する際に用いられる単量体由来の低分子量成分の含有割合は、(A)酸解離性基含有樹脂100質量%に対して、固形分換算で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。低分子量成分の含有割合が0.1質量%以下であると、液浸露光時に接触した水等の液浸露光用液体への溶出物の量を少なくすることができる。また、レジスト保管時にレジスト中に異物が発生することや、レジスト塗布時に塗布ムラが発生することを抑制することができ、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。なお、「単量体由来の低分子量成分」とは、モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマーを挙げることができ、より具体的には、Mwが500以下の成分をいう。また、この低分子量成分は、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。   Furthermore, the content ratio of the low molecular weight component derived from the monomer used when preparing the (A) acid-dissociable group-containing resin is in terms of solid content with respect to 100% by mass of the (A) acid-dissociable group-containing resin. It is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.07% by mass or less, and particularly preferably 0.05% by mass or less. When the content ratio of the low molecular weight component is 0.1% by mass or less, it is possible to reduce the amount of the eluate in the immersion exposure liquid such as water that has been in contact with the immersion exposure. In addition, it is possible to suppress the generation of foreign matter in the resist during resist storage and the occurrence of coating unevenness during resist application, and the occurrence of defects during resist pattern formation can be sufficiently suppressed. The “monomer-derived low molecular weight component” includes a monomer, a dimer, a trimer, and an oligomer, and more specifically, a component having an Mw of 500 or less. Moreover, this low molecular weight component can be analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC).

また、(A)酸解離性基含有樹脂は、ハロゲン、金属等の不純物が少ないほど好ましい。不純物を少なくすることで、レジストとした際の感度、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。   Moreover, (A) acid dissociable group containing resin is so preferable that there are few impurities, such as a halogen and a metal. By reducing the impurities, it is possible to further improve the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, and the like of the resist.

単量体由来の低分子量成分やハロゲン、金属等の不純物は、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み合わせ等により除去することができる。   Low molecular weight components derived from monomers and impurities such as halogens and metals include, for example, chemical purification methods such as washing with water and liquid-liquid extraction, and physical purification such as these chemical purification methods and ultrafiltration and centrifugation. It can be removed by a combination with the law.

2 (B)感放射線性酸発生剤
(B)酸発生剤は、露光により酸を発生する成分である。本発明の感放射線性樹脂組成物は、(B)酸発生剤を含有することで、露光により発生した酸の作用によって、(A)酸解離性基含有樹脂中に存在する酸解離性基を解離させ(保護基を脱離させ)、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、ポジ型のレジストパターンを形成する作用を有する。
2 (B) Radiation-sensitive acid generator (B) The acid generator is a component that generates an acid upon exposure. The radiation-sensitive resin composition of the present invention contains (B) an acid generator, so that (A) an acid-dissociable group present in the acid-dissociable group-containing resin is formed by the action of an acid generated by exposure. The resist film is dissociated (the protecting group is eliminated). As a result, the exposed portion of the resist film becomes readily soluble in an alkali developer, and has a function of forming a positive resist pattern.

このような(B)酸発生剤としては、一般式(4)で表される化合物を含むものが好ましい。   As such (B) acid generator, what contains the compound represented by General formula (4) is preferable.

Figure 2010230891
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一般式(4)中、R10は、水素原子、フッ素原子、ヒドロキシル基、炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基、又は炭素数2〜11の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシカルボニル基を示す。R11は、炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基、又は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルカンスルホニル基を示す。R12は、相互に独立に、炭素数1〜10の直鎖状若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、又は置換されていてもよいナフチル基を示すか、或いは2つのR12が相互に結合して形成される置換されていてもよい炭素数2〜10の2価の基を示す。kは、0〜2の整数を示し、rは、0〜10の整数を示し、Zは、下記一般式(5)で表されるアニオンを示す。 In the general formula (4), R 10 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl having 1 to 10 carbon atoms. A straight chain or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms. R 11 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear, branched or branched group having 1 to 10 carbon atoms. A cyclic alkanesulfonyl group is shown. R 12 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 12 represents a divalent group having 2 to 10 carbon atoms which may be substituted, formed by bonding to each other. k represents an integer of 0 to 2, r represents an integer of 0 to 10, and Z represents an anion represented by the following general formula (5).

132qSO (5)
(一般式(5)中、R13は、フッ素原子又は置換されていてもよい炭素数1〜12の炭化水素基を示し、qは、1〜10の整数を示す。)
R 13 C q F 2q SO 3 (5)
(In General Formula (5), R 13 represents a fluorine atom or an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and q represents an integer of 1 to 10)

一般式(4)中、R10〜R12として表される基のうち、炭素数1〜10の直鎖状又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−デシル基等がある。これらの中でも、メチル基、エチル基、n−ブチル基、t−ブチル基が好ましい。 Of the groups represented by R 10 to R 12 in the general formula (4), examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and an 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, n-heptyl group, n-octyl group , 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, and a t-butyl group are preferable.

一般式(4)中、R10及びR11として表される基のうち、炭素数1〜10の直鎖状又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−デシルオキシ基等がある。これらの中でも、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基が好ましい。 Among the groups represented by R 10 and R 11 in the general formula (4), examples of the linear or branched alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, and an n-propoxy group. I-propoxy group, 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. Among these, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, and an n-butoxy group are preferable.

一般式(4)中、R10として表される基のうち、炭素数2〜11の直鎖状又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がある。これらの中でも、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が好ましい。 Of the groups represented by R 10 in the general formula (4), examples of the linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and n-propoxycarbonyl. Group, i-propoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, 2-methylpropoxycarbonyl group, 1-methylpropoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, n-pentyloxycarbonyl group, neopentyloxycarbonyl group, n-hexyl Examples include an oxycarbonyl group, an n-heptyloxycarbonyl group, an n-octyloxycarbonyl group, a 2-ethylhexyloxycarbonyl group, an n-nonyloxycarbonyl group, and an n-decyloxycarbonyl group. Among these, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and an n-butoxycarbonyl group are preferable.

一般式(4)中、R11として表される基のうち、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は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がある。これらの中でも、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が好ましい。 Of the groups represented by R 11 in the general formula (4), examples of the linear, branched or cyclic alkanesulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methanesulfonyl group, an ethanesulfonyl group, and n- Propanesulfonyl group, n-butanesulfonyl group, 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. Among these, a methanesulfonyl group, an ethanesulfonyl group, an n-propanesulfonyl group, an n-butanesulfonyl group, a cyclopentanesulfonyl group, and a cyclohexanesulfonyl group are preferable.

一般式(4)中、R12として表される基のうち、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や、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又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又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基で1個以上置換した基等がある。 Of the groups represented by R 12 in the general formula (4), examples of the optionally substituted phenyl group include a phenyl group, an o-tolyl group, an m-tolyl group, a p-tolyl group, 2, 3-dimethylphenyl group, 2,4-dimethylphenyl group, 2,5-dimethylphenyl group, 2,6-dimethylphenyl group, 3,4-dimethylphenyl group, 3,5-dimethylphenyl group, 2,4,4 A phenyl group such as 6-trimethylphenyl group, 4-ethylphenyl group, 4-t-butylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-fluorophenyl group, linear, branched or A phenyl group substituted with a cyclic alkyl group; these phenyl group or alkyl-substituted phenyl group can be converted into a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkoxyl group, an alkoxy group; Examples include groups substituted with one or more groups such as a sialkyl group, an alkoxycarbonyl group, and an alkoxycarbonyloxy group.

フェニル基又はアルキル置換フェニル基に置換する基のうち、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、分岐状又は環状のアルコキシル基等がある。   Among the groups substituted on the phenyl group or the alkyl-substituted phenyl group, examples of the alkoxyl group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, an n-butoxy group, a 2-methylpropoxy group, 1- Examples thereof include a linear, branched or cyclic alkoxyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a methylpropoxy group, a t-butoxy group, a cyclopentyloxy group, and a cyclohexyloxy group.

また、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数2〜21の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシアルキル基等がある。   Examples of the alkoxyalkyl group include a straight chain having 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. Examples include chain, branched or cyclic alkoxyalkyl groups.

更に、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基等の炭素数2〜21の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニル基等がある。   Furthermore, 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, a 1-methylpropoxycarbonyl group, Examples thereof include a linear, branched or cyclic alkoxycarbonyl group having 2 to 21 carbon atoms such as a t-butoxycarbonyl group, a cyclopentyloxycarbonyl group, and a cyclohexyloxycarbonyl group.

また、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オキシ基、シクロヘキシルオキシカルボニルオキシ基等の炭素数2〜21の直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシカルボニルオキシ基等がある。   Examples of the alkoxycarbonyloxy group include methoxycarbonyloxy group, ethoxycarbonyloxy group, n-propoxycarbonyloxy group, i-propoxycarbonyloxy group, n-butoxycarbonyloxy group, t-butoxycarbonyloxy group, and cyclopentyl. Examples thereof include linear, branched or cyclic alkoxycarbonyloxy groups having 2 to 21 carbon atoms such as oxycarbonyloxy group and cyclohexyloxycarbonyloxy group.

上述した置換されていてもよいフェニル基の中でも、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が好ましい。   Among the above-mentioned phenyl groups which may be substituted, a phenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-t-butylphenyl group, 4-methoxyphenyl group and 4-t-butoxyphenyl group are preferable.

一般式(4)中、R12として表される基のうち、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、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や、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又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又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基で1個以上置換した基等がある。 Of the groups represented by R 12 in the general formula (4), examples of the optionally substituted naphthyl group include 1-naphthyl group, 2-methyl-1-naphthyl group, 3-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 -Naphthyl 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 A naphthyl group substituted with a naphthyl group such as methyl-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 Alternatively, there are groups in which one or more alkyl-substituted naphthyl groups are substituted with groups such as hydroxyl group, carboxyl group, cyano group, nitro group, alkoxyl group, alkoxyalkyl group, alkoxycarbonyl group, alkoxycarbonyloxy group, and the like.

ナフチル基又はアルキル置換ナフチル基に置換する基のうち、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としては、例えば、上述したフェニル基又はアルキル置換フェニル基に置換する基として例示した基がある。   Of the groups substituted with a naphthyl group or an alkyl-substituted naphthyl group, the alkoxyl group, alkoxyalkyl group, alkoxycarbonyl group, and alkoxycarbonyloxy group are exemplified as the group substituted with the above-described phenyl group or alkyl-substituted phenyl group. There is a group.

上述した置換されていてもよいナフチル基の中でも、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)基が好ましい。   Among the optionally substituted naphthyl groups described above, 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 is preferred.

一般式(4)中、2つのR12が相互に結合して形成される炭素数2〜10の2価の基としては、一般式(4)中の硫黄カチオンとともに5員環又は6員環を形成する基が好ましく、5員環(即ち、テトラヒドロチオフェン環)を形成する基がより好ましい。 In the general formula (4), the divalent group having 2 to 10 carbon atoms formed by bonding two R 12 to each other includes a 5- or 6-membered ring together with the sulfur cation in the general formula (4). A group that forms a 5-membered ring (that is, a tetrahydrothiophene ring) is more preferable.

また、炭素数2〜10の2価の基に置換する基としては、例えば、上述したフェニル基又はアルキル置換フェニル基に置換する基として例示した、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がある。   In addition, examples of the group that is substituted with a divalent group having 2 to 10 carbon atoms include a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, exemplified as a group that is substituted with the above-described phenyl group or alkyl-substituted phenyl group, Examples include alkoxyl groups, alkoxyalkyl groups, alkoxycarbonyl groups, and alkoxycarbonyloxy groups.

上述してきた中でも、一般式(4)中のR12として表される基は、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、又は2つのR12が相互に結合して形成される硫黄カチオンとともにテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基であることが好ましい。 In that have been described above also, the general formula (4) a group represented as R 12 in the methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a 4-methoxyphenyl group, 1-naphthyl group, or two R 12 are bonded to each other It is preferable that the divalent group forms a tetrahydrothiophene ring structure together with the sulfur cation formed.

一般式(4)中、rは、0〜2の整数であることが好ましい。   In general formula (4), it is preferable that r is an integer of 0-2.

一般式(4)中、Zとして表される基である、一般式(5)で表されるアニオン中のC2q基は、炭素数qのパーフルオロアルキレン基であるが、このパーフルオロアルキレン基は直鎖状であってもよいし、分岐状であってもよい。なお、一般式(5)中、qは、1、2、4又は8であることが好ましい。 In the general formula (4), the C q F 2q group in the anion represented by the general formula (5), which is a group represented by Z , is a perfluoroalkylene group having a carbon number q. The fluoroalkylene group may be linear or branched. In general formula (5), q is preferably 1, 2, 4 or 8.

一般式(5)中、R13として表される基のうち、置換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、ノルボルニルメチル基、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。 Among the groups represented by R 13 in general formula (5), the optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms includes an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group, and a bridged bridge. An alicyclic hydrocarbon group is 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 Groups and the like.

一般式(4)で表される化合物の好ましい具体例として、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリ−tert−ブチルフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニル−ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニル−ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、   Preferred specific examples of the compound represented by the general formula (4) include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tri-tert-butylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyl-diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, and 4-methanesulfonylphenyl. -Diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate,

トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリ−tert−ブチルフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニル−ジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニル−ジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート、   Triphenylsulfonium perfluoro-n-butanesulfonate, tri-tert-butylphenylsulfonium perfluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyl-diphenylsulfonium perfluoro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyl-diphenylsulfonium per Fluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium perfluoro- n-butanesulfonate,

トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリ−tert−ブチルフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニル−ジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニル−ジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、   Triphenylsulfonium perfluoro-n-octane sulfonate, tri-tert-butylphenylsulfonium perfluoro-n-octane sulfonate, 4-cyclohexylphenyl-diphenylsulfonium perfluoro-n-octane sulfonate, 4-methanesulfonylphenyl-diphenylsulfonium per Fluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium perfluoro- n-octane sulfonate,

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、トリ−tert−ブチル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、4−シクロヘキシルフェニル−ジ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、4−メタンスルホニルフェニル−ジ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、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、1−(4−n−ブトキシナフチル)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、   Triphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2'-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, tri-tert-butylphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2 .1] Hepta-2'-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyl-diphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2'-yl)- 1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyl-diphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2'-yl) -1,1,2,2-tetrafluoro Ethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2- (bicyclo [2.2. ] Hepta-2'-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2 '-Yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate,

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、トリ−tert−ブチル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、4−シクロヘキシルフェニル−ジ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、4−メタンスルホニルフェニル−ジ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、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、1−(4−n−ブトキシナフチル)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−ジフルオロエタンスルホネート等を挙げることができる。   Triphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2'-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate, tri-tert-butylphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2 '-Yl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyl-diphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2'-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyl -Diphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2'-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2- ( Bicyclo [2.2.1] hepta-2'-yl) -1,1-difluoroeta Sulfonate, 1- (4-n- butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2'-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate, and the like.

なお、(B)酸発生剤は、一般式(4)で表される化合物を1種単独で又は2種以上を組み合わせて含んでもよい。   In addition, (B) acid generator may contain the compound represented by General formula (4) individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(B)酸発生剤の含有量は、(A)酸解離性基含有樹脂100質量部に対して、5〜30質量部であることが好ましく、5〜25質量部であることが更に好ましく、5〜20質量部であることが特に好ましい。含有量が5質量部未満であると、パターンが解像しなかったり、パターン倒れが発生したりする場合がある。一方、30質量部超であると、パターンが解像しなかったり、露光部にスカムが発生したりする場合がある。   The content of (B) the acid generator is preferably 5 to 30 parts by mass, more preferably 5 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) acid-dissociable group-containing resin. It is particularly preferably 5 to 20 parts by mass. If the content is less than 5 parts by mass, the pattern may not be resolved or pattern collapse may occur. On the other hand, if it exceeds 30 parts by mass, the pattern may not be resolved or scum may be generated in the exposed area.

3 (C)ブロック共重合体
(C)ブロック共重合体は、フッ素原子を有するブロック共重合体である。本発明の感放射線性樹脂組成物は、このような(C)ブロック共重合体を含有することで、波長193nmにおける屈折率が空気よりも高い液浸露光用液体(例えば、水等)をレンズとレジスト被膜との間に介して放射線を照射する液浸露光を含むレジストパターン形成方法において、レジスト被膜を形成するために特に好適に用いることができる。この感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト被膜は、得られるパターン形状が良好であるとともに、液浸露光時に接触した水等の液浸露光用液体への溶出物の量が少なく、レジスト被膜と水等の液浸露光用液体との後退接触角が大きく(高後退接触角)、且つ現像欠陥が少ないという優れた効果を奏する。
3 (C) Block copolymer (C) The block copolymer is a block copolymer having a fluorine atom. The radiation-sensitive resin composition of the present invention contains such a (C) block copolymer, so that a liquid for immersion exposure (for example, water) having a higher refractive index at a wavelength of 193 nm than that of air is used as a lens. In the resist pattern forming method including immersion exposure in which radiation is irradiated between the resist film and the resist film, the resist film can be particularly preferably used for forming the resist film. The resist film formed from this radiation-sensitive resin composition has a good pattern shape and has a small amount of eluate in the immersion exposure liquid such as water that has been in contact with the immersion exposure. And a liquid for immersion exposure such as water have a large receding contact angle (high receding contact angle), and there are few development defects.

(1) 構成成分
(C)ブロック共重合体は、そのフッ素含有率が0〜15質量%である第一の重合体ブロックと、そのフッ素含有率が20〜50質量%である第二の重合体ブロックと、を含むブロック共重合体であることが好ましい。なお、(C)ブロック共重合体は、第一の重合体ブロック及び第二の重合体ブロックを、それぞれ1種単独で又は2種以上を組み合わせて含むものであってもよい。
(1) Component (C) The block copolymer has a first polymer block whose fluorine content is 0 to 15% by mass and a second polymer whose fluorine content is 20 to 50% by mass. A block copolymer containing a combined block is preferable. In addition, the (C) block copolymer may contain a 1st polymer block and a 2nd polymer block individually by 1 type or in combination of 2 or more types, respectively.

(第一の重合体ブロック)
第一の重合体ブロックは、そのフッ素含有率が0〜15質量%である重合体ブロックである。また、「(A)酸解離性基含有樹脂」にて記載した構成単位(1)を有することが好ましい。
(First polymer block)
The first polymer block is a polymer block having a fluorine content of 0 to 15% by mass. Moreover, it is preferable to have the structural unit (1) described in “(A) Acid-dissociable group-containing resin”.

更に、第一の重合体ブロックとして、一般式(1−3)で表される構成単位を有することがより好ましい。   Furthermore, it is more preferable to have a structural unit represented by the general formula (1-3) as the first polymer block.

Figure 2010230891
Figure 2010230891

一般式(1−3)中、R14は、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、R15は、相互に独立に、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を示すか(但し、R15の少なくとも1つは炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基又はその誘導体を示す)、或いは、何れか2つのR15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価の脂環式炭化水素基又はその誘導体を形成し、残りのR15が炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を示す。 In General Formula (1-3), R 14 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and R 15 is independently a monovalent alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms. Or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (provided that at least one of R 15 is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or shows the derivatives thereof), or any two R 15 are bonded to each other, form a divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof having 4 to 20 carbon atoms together with the carbon atom to which each is attached And the remaining R 15 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a derivative thereof.

一般式(1−3)中、R15として表される基のうち、炭素数4〜20の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、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がある。 Of the groups represented by R 15 in the general formula (1-3), examples of the alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, and bicyclo [2.2.1]. ] Heptane, bicyclo [2.2.2] octane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . There are hydrocarbon groups composed of alicyclic rings derived from cycloalkanes such as 0 2,7 ] dodecane and tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane.

また、この脂環式炭化水素基は、上述の非置換の脂環式炭化水素基における少なくとも1つの水素原子を、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、s−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、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、酸素原子等の1種以上で置換した誘導体であってもよい。   Moreover, this alicyclic hydrocarbon group is a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and at least one hydrogen atom in the above-mentioned unsubstituted alicyclic hydrocarbon group. , S-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, etc., linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, hydroxyl group, cyano group, hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms In addition, a derivative substituted with one or more of a carboxyl group, an oxygen atom and the like may be used.

第一の重合体ブロックの含有割合は、(C)ブロック共重合体の全構成単位100mol%に対して、5〜95mol%であることが好ましく、30〜90mol%であることが更に好ましく、50〜85mol%であることが特に好ましい。このような含有割合にすることによって、十分に大きい後退接触角とリソグラフィ性能の両立を果たすことができる。   The content ratio of the first polymer block is preferably 5 to 95 mol%, more preferably 30 to 90 mol%, based on 100 mol% of all structural units of the (C) block copolymer, and 50 It is especially preferable that it is -85 mol%. By adopting such a content ratio, both a sufficiently large receding contact angle and lithography performance can be achieved.

(第二の重合体ブロック)
第二の重合体ブロックは、そのフッ素含有率が20〜50質量%である重合体ブロックである。また、一般式(1−2)で表される構成単位を有することが好ましい。なお、第一の重合体ブロックを構成するモノマーと、第二の重合体ブロックを構成するモノマーとは、重合体ブロックのフッ素含有率がそれぞれの範囲内に制御される限り、同一であってもよく、異なっていてもよい。
(Second polymer block)
The second polymer block is a polymer block having a fluorine content of 20 to 50% by mass. Moreover, it is preferable to have a structural unit represented by General Formula (1-2). The monomer constituting the first polymer block and the monomer constituting the second polymer block may be the same as long as the fluorine content of the polymer block is controlled within the respective ranges. Well, it can be different.

Figure 2010230891
Figure 2010230891

一般式(1−2)中、Rは、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、Rは、1〜12個のフッ素原子を有する炭素数1〜20の1価の直鎖状炭化水素基、分岐鎖状炭化水素基、若しくは脂環式炭化水素基を示すか、又は一般式(2)で表される1価の有機基を示す。 In General Formula (1-2), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and R 3 represents a monovalent straight chain having 1 to 12 fluorine atoms and having 1 to 20 carbon atoms. A chain hydrocarbon group, a branched chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, or a monovalent organic group represented by the general formula (2) is shown.

Figure 2010230891
Figure 2010230891

一般式(2)中、Rは、炭素数1〜10の2価の直鎖状、分岐状、又は環状の飽和又は不飽和の炭化水素基を示し、Rは、フッ素原子で置換された炭素数1〜10の2価の直鎖状又は分岐状の炭化水素基を示し、Rは、−OXを示す(但し、Xは、水素原子又は酸で脱保護可能な1価の有機基を示す。)。 In the general formula (2), R 4 represents a divalent linear, branched, or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 5 is substituted with a fluorine atom. And a divalent linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, wherein R 6 represents —OX 1 (where X 1 is a monovalent deprotectable with a hydrogen atom or an acid). Represents an organic group of

一般式(1−2)中、Rとして表される基は、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−n−プロピル基、ヘプタフルオロ−i−プロピル基、ノナフルオロ−n−ブチル基、ノナフルオロ−i−ブチル基、ノナフルオロ−s−ブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基を有する基であることが好ましい。 In general formula (1-2), the group represented by R 3 is a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoro-n-propyl group, a heptafluoro-i-propyl group, or a nonafluoro-n-butyl group. And a nonafluoro-i-butyl group, a nonafluoro-s-butyl group, and a nonafluoro-t-butyl group.

一般式(2)中、Rとして表される基は、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキレン基を示す。好適例としては、下記式(X−1)〜(X−8)に示すようなフルオロアルキレン基等を挙げることができる。これらの中でも、ジトリフルオロメチルメチレン基(即ち、(X−1))が特に好ましい。 In general formula (2), the group represented by R 5 represents a linear or branched fluoroalkylene group having 1 to 10 carbon atoms. Preferable examples include fluoroalkylene groups as shown in the following formulas (X-1) to (X-8). Among these, a ditrifluoromethylmethylene group (that is, (X-1)) is particularly preferable.

Figure 2010230891
Figure 2010230891

一般式(2)中、−R−Rとして表される基は、下記式(5−1)〜(5−3)で表される基であることが好ましい。 In the general formula (2), a group represented as -R 5 -R 6 is preferably a group represented by the following formula (5-1) to (5-3).

Figure 2010230891
Figure 2010230891

第二の重合体ブロックの含有割合は、(C)ブロック共重合体の全構成単位100mol%に対して、5〜50mol%であることが好ましく、10〜40mol%であることが更に好ましく、15〜30mol%であることが特に好ましい。含有割合が5mol%未満であると、十分に大きな後退接触角が得られなくなるおそれがある。一方、50mol%超であると、(C)ブロック共重合体の現像液に対する溶解性不足により、良好なパターン形状が得られないおそれがある。   The content ratio of the second polymer block is preferably 5 to 50 mol%, more preferably 10 to 40 mol%, based on 100 mol% of all the structural units of the (C) block copolymer, 15 It is especially preferable that it is -30 mol%. If the content is less than 5 mol%, a sufficiently large receding contact angle may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 50 mol%, there is a possibility that a good pattern shape cannot be obtained due to insufficient solubility of the (C) block copolymer in the developer.

また、(C)ブロック共重合体は、第一の重合体ブロック及び第二の重合体ブロック以外にも、他の重合体ブロックを更に有していてもよい。   Moreover, the (C) block copolymer may further have other polymer blocks in addition to the first polymer block and the second polymer block.

このような他の重合体ブロックとしては、例えば、(i)アルカリ溶解性を高めることができるラクトン骨格やヒドロキシル基、カルボキシル基等を有する重合体ブロック、(ii)基板からの反射を抑えることができる芳香族炭化水素基又はその誘導体を有する重合体ブロック、(iii)エッチング耐性を高めることができる芳香族炭化水素基又はその誘導体や、脂環式炭化水素基又はその誘導体を有する重合体ブロック等がある。これらの他の重合体ブロックの中でも、ラクトン骨格を有する重合体ブロック、脂環式炭化水素基又はその誘導体を有する重合体ブロックが好ましい。   Examples of such other polymer blocks include (i) a polymer block having a lactone skeleton, a hydroxyl group, a carboxyl group, etc. capable of enhancing alkali solubility, and (ii) suppressing reflection from the substrate. Polymer block having aromatic hydrocarbon group or derivative thereof, (iii) aromatic hydrocarbon group or derivative thereof capable of enhancing etching resistance, polymer block having alicyclic hydrocarbon group or derivative thereof, etc. There is. Among these other polymer blocks, a polymer block having a lactone skeleton and a polymer block having an alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof are preferable.

ラクトン骨格を有する重合体ブロックを与える好ましい単量体としては、例えば、「(A)酸解離性基含有樹脂」にて記載した単量体(3−1)〜(3−6)等がある。   Examples of a preferable monomer that gives a polymer block having a lactone skeleton include monomers (3-1) to (3-6) described in “(A) Acid-dissociable group-containing resin”. .

また、脂環式炭化水素基又はその誘導体を有する重合体ブロックとして、具体的には、一般式(6)で表される構成単位を有する重合体ブロック挙げることができる。   Moreover, as a polymer block which has an alicyclic hydrocarbon group or its derivative (s), specifically, the polymer block which has a structural unit represented by General formula (6) can be mentioned.

Figure 2010230891
Figure 2010230891

一般式(6)中、R16は、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、R17は、炭素数4〜20の脂環式炭化水素基又はその誘導体を示す。 In General Formula (6), R 16 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and R 17 represents an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof.

一般式(6)中、R17で表される炭素数4〜20の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、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等がある。 In the general formula (6), examples of the alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 17 include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2 2.2] octane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . Hydrocarbon groups composed of alicyclic rings derived from cycloalkanes such as 0 2,7 ] dodecane and tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane.

また、脂環式炭化水素基の誘導体としては、例えば、上述の脂環式炭化水素基における少なくとも1つの水素原子を、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、分岐状又は環状のアルキル基、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、酸素原子等で置換したものがある。   Examples of the alicyclic hydrocarbon group derivative include, for example, at least one hydrogen atom in the above alicyclic hydrocarbon group, 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, linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, hydroxyl group, cyano group, and 1 to 10 carbon atoms. Some are substituted with a hydroxyalkyl group, a carboxyl group, an oxygen atom or the like.

本発明の感放射線性樹脂組成物中、(C)ブロック共重合体の含有量は、(A)酸解離性基含有樹脂100質量部に対して、0.5〜10質量部であることが好ましく、1〜7質量部であることが更に好ましく、1〜5質量部であることが特に好ましい。0.5質量部未満であると、表面の撥水性が不足したり、液浸露光用液体へのレジスト成分の溶出を抑制できなかったりする場合がある。一方、10質量部超であると、パターンが解像しなかったり、パターン倒れが発生したりする場合がある。   In the radiation sensitive resin composition of the present invention, the content of the (C) block copolymer is 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) acid-dissociable group-containing resin. Preferably, it is 1-7 mass parts, More preferably, it is 1-5 mass parts. If the amount is less than 0.5 parts by mass, the water repellency of the surface may be insufficient, or the elution of the resist component into the immersion exposure liquid may not be suppressed. On the other hand, if it exceeds 10 parts by mass, the pattern may not be resolved or pattern collapse may occur.

(2) 調製方法
(C)ブロック共重合体は、例えば、第一の重合体ブロックを構成するモノマーを重合し、その重合反応が完了した後、単離等の諸操作を行うことなく、続けて第二の重合体ブロックを構成するモノマーを投入し、重合を行うことで調製することができる。重合方法は特に限定されるものではなく、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等の従来公知の重合方法で行うことができる。これらの中でも、アニオン重合で行うことが好ましい。なお、重合反応が完了したかどうかは、例えば、重合溶液をガスクロマトグラフィーで分析することで確認することができる。
(2) Preparation method (C) For example, the block copolymer is polymerized after the monomers constituting the first polymer block have been polymerized and the polymerization reaction has been completed, without any operations such as isolation. The monomer constituting the second polymer block can be charged and polymerized to carry out the polymerization. The polymerization method is not particularly limited, and can be performed by a conventionally known polymerization method such as radical polymerization, anionic polymerization, or cationic polymerization. Among these, it is preferable to carry out by anionic polymerization. Whether or not the polymerization reaction is completed can be confirmed, for example, by analyzing the polymerization solution by gas chromatography.

アニオン重合を行う際に使用される重合開始剤として、具体的には、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム等のアルキルリチウム、1,4−ジリチオブタン等のアルキレンジリチウム、フェニルリチウム、スチルベンリチウム、リチウムナフタレン、ナトリウムナフタレン、カリウムナフタレン、n−ブチルマグネシウム、n−ヘキシルマグネシウム、エトキシカルシウム、ステアリン酸カルシウム、t−ブトキシストロンチウム、エトキシバリウム、イソプロポキシバリウム、エチルメルカプトバリウム、t−ブトキシバリウム、フェノキシバリウム、ジエチルアミノバリウム、ステアリン酸バリウム等を挙げることができる。   Specific examples of the polymerization initiator used for anionic polymerization include alkyllithium such as n-butyllithium, sec-butyllithium and t-butyllithium, alkylenedilithium such as 1,4-dilithiobutane, and phenyl. Lithium, stilbene lithium, lithium naphthalene, sodium naphthalene, potassium naphthalene, n-butylmagnesium, n-hexylmagnesium, ethoxycalcium, calcium stearate, t-butoxystrontium, ethoxybarium, isopropoxybarium, ethylmercaptobarium, t-butoxybarium Phenoxybarium, diethylaminobarium, barium stearate and the like.

(C)ブロック共重合体の重合に使用される溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;クロロブタン、ブロモヘキサン、ジクロロエタン、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;アセトン、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン等のエーテル類等がある。なお、これらの溶媒は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   (C) As a solvent used for the polymerization of the block copolymer, for example, alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane; cyclohexane, cyclo Cycloalkanes such as heptane, cyclooctane, decalin, norbornane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene; halogenated hydrocarbons such as chlorobutane, bromohexane, dichloroethane, hexamethylene dibromide, chlorobenzene Saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate; ketones such as acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone and 2-heptanone; tetrahydrofuran; Dimethoxyethane, diethoxyethane, etc. There is ether, and the like. In addition, these solvents can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(C)ブロック共重合体の重合における反応温度は、40〜150℃であることが好ましく、50〜120℃であることが更に好ましい。重合時の反応時間は、1〜48時間であることが好ましく、1〜24時間であることが更に好ましい。   (C) The reaction temperature in the polymerization of the block copolymer is preferably 40 to 150 ° C, and more preferably 50 to 120 ° C. The reaction time at the time of polymerization is preferably 1 to 48 hours, and more preferably 1 to 24 hours.

(3) 物性
(C)ブロック共重合体のMwは、1000〜50000であることが好ましく、1000〜20000であることが更に好ましく、1000〜10000であることが特に好ましい。1000未満であると、十分に大きな後退接触角が得られないおそれがある。一方、50000超であると、レジストとした際の現像性が低下する傾向にある。また、(C)ブロック共重合体のMwとMnとの比(Mw/Mn)は、1〜1.2であることが好ましく、1〜1.1であることが更に好ましい。
(3) Physical properties (C) The Mw of the block copolymer is preferably 1000 to 50000, more preferably 1000 to 20000, and particularly preferably 1000 to 10,000. If it is less than 1000, a sufficiently large receding contact angle may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 50000, the developability when used as a resist tends to be lowered. In addition, the ratio (Mw / Mn) between Mw and Mn of the (C) block copolymer is preferably 1 to 1.2, and more preferably 1 to 1.1.

なお、(C)ブロック共重合体は、ハロゲン、金属等の不純物が少ないほど好ましい。不純物が少ないことで、レジストとした際の感度、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。   In addition, (C) block copolymer is so preferable that there are few impurities, such as a halogen and a metal. By reducing the amount of impurities, it is possible to further improve the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, and the like of the resist.

4 (D)溶剤
本発明の感放射線性樹脂組成物は、その使用に際して、全固形分濃度が、通常、1〜50質量%、好ましくは1〜25質量%となるように、(D)溶剤に溶解した後、例えば孔径0.05μm程度のフィルターでろ過することによって、組成物溶液として調製して使用される。
4 (D) Solvent When the radiation sensitive resin composition of the present invention is used, the total solid content concentration is usually 1 to 50% by mass, preferably 1 to 25% by mass. Then, it is prepared and used as a composition solution by, for example, filtering with a filter having a pore size of about 0.05 μm.

(D)溶剤としては、例えば、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又は分岐状のケトン類;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;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;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他、   Examples of the solvent (D) include 2-butanone, 2-pentanone, 3-methyl-2-butanone, 2-hexanone, 4-methyl-2-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, and 3,3-dimethyl. Linear or branched ketones such as 2-butanone, 2-heptanone, 2-octanone; cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, isophorone Cyclic ketones such as: 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 Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as cetate, propylene glycol mono-i-butyl ether acetate, propylene glycol mono-sec-butyl ether acetate, propylene glycol mono-t-butyl ether acetate; methyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxypropionic acid Ethyl, 2-hydroxypropionate n-propyl, 2-hydroxypropionate i-propyl, 2-hydroxypropionate n-butyl, 2-hydroxypropionate i-butyl, 2-hydroxypropionate sec-butyl, 2-hydroxy Alkyl 2-hydroxypropionates such as t-butyl propionate; methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropionate Methyl phosphate, other 3-alkoxy propionic acid alkyl such as ethyl 3-ethoxypropionate,

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、炭酸プロピレン等がある。   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 Monoethyl ether, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, .gamma.-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate and the like.

これらの中でも、直鎖状又は分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類、γ−ブチロラクトンが好ましい。なお、これらの(D)溶剤は、1種単独で又は2種以上を混合して使用することができる。   Among these, linear or branched ketones, cyclic ketones, propylene glycol monoalkyl ether acetates, alkyl 2-hydroxypropionate, alkyl 3-alkoxypropionate, and γ-butyrolactone are preferable. In addition, these (D) solvents can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

5 (E)窒素含有化合物
本発明の感放射線性樹脂組成物は、添加剤として、(E)窒素含有化合物を更に含有していてもよい。(E)窒素含有化合物は、露光により(B)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作用を有する成分である。このような(E)窒素含有化合物を含有することにより、得られる感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性が向上する。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る感放射線性樹脂組成物を得ることができる。
5 (E) Nitrogen-containing compound The radiation-sensitive resin composition of the present invention may further contain (E) a nitrogen-containing compound as an additive. (E) The nitrogen-containing compound is a component having an action of controlling the diffusion phenomenon in the resist film of the acid generated from the (B) acid generator by exposure and suppressing undesirable chemical reaction in the non-exposed region. By containing such a nitrogen-containing compound (E), the storage stability of the resulting radiation-sensitive resin composition is improved. In addition, the resolution as a resist is further improved, and it is possible to suppress changes in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) from exposure to post-exposure heat treatment, and the radiation sensitivity is extremely excellent in process stability. Resin composition can be obtained.

(E)窒素含有化合物としては、例えば、3級アミン化合物、他のアミン化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、その他含窒素複素環化合物等がある。なお、(E)窒素含有化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of (E) nitrogen-containing compounds include tertiary amine compounds, other amine compounds, amide group-containing compounds, urea compounds, and other nitrogen-containing heterocyclic compounds. In addition, (E) nitrogen-containing compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(E)窒素含有化合物の含有量は、(A)酸解離性基含有樹脂と(C)ブロック共重合体の合計100質量部に対して、15質量部以下であることが好ましく、10質量部以下であることが更に好ましく、5質量部以下であることが特に好ましい。15質量部超であると、レジストとしての感度が低下する傾向にある。なお、(E)窒素含有化合物の含有量の下限値は特に制限されるものではないが、通常、0.001質量部以上である。0.001質量部未満であると、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。   (E) The content of the nitrogen-containing compound is preferably 15 parts by mass or less with respect to a total of 100 parts by mass of (A) the acid dissociable group-containing resin and (C) the block copolymer, and 10 parts by mass. More preferably, it is more preferably 5 parts by mass or less. If it exceeds 15 parts by mass, the sensitivity as a resist tends to decrease. In addition, the lower limit of the content of the (E) nitrogen-containing compound is not particularly limited, but is usually 0.001 part by mass or more. If it is less than 0.001 part by mass, the pattern shape and dimensional fidelity as a resist may be lowered depending on the process conditions.

6 他の添加剤
本発明の感放射線性樹脂組成物は、必要に応じて、脂環族添加剤、界面活性剤、増感剤等の各種の他の添加剤を更に含有していてもよい。
6 Other Additives The radiation sensitive resin composition of the present invention may further contain various other additives such as alicyclic additives, surfactants, and sensitizers as necessary. .

(脂環族添加剤)
脂環族添加剤は、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添加剤である。
(Alicyclic additive)
An alicyclic additive is an additive that exhibits an action of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like.

このような脂環族添加剤としては、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;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[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン等がある。なお、これらの脂環族添加剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of such alicyclic additives include 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl, 1-adamantanecarboxylic acid 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-butyl, 2, Adamantane derivatives such as 5-dimethyl-2,5-di (adamantylcarbonyloxy) hexane; t-butyl deoxycholic acid, t-butoxycarbonylmethyl deoxycholic acid, 2-ethoxyethyl deoxycholic acid, 2-deoxycholic acid 2- Cyclohexyloxyethyl, deoxy Deoxycholic acid esters such as 3-oxocyclohexyl cholic acid, tetrahydropyranyl deoxycholic acid, mevalonolactone ester of deoxycholic acid; t-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid, Lithocholic acid esters such as 2-cyclohexyloxyethyl lithocholic acid, 3-oxocyclohexyl lithocholic acid, tetrahydropyranyl lithocholic acid, mevalonolactone lithocholic acid; 3- (2-hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ) Ethyl) tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecane and the like. In addition, these alicyclic additives can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(界面活性剤)
界面活性剤は、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添加剤である。
(Surfactant)
A surfactant is an additive that exhibits an effect of improving coatability, striation, developability, and the like.

このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤の他、以下商品名で、KP341(信越化学工業社製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学社製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ社製)、メガファックスF171、同F173(以上、大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC430、同FC431(以上、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(以上、旭硝子社製)等がある。なお、これらの界面活性剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, and polyethylene glycol dilaurate. In addition to nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products), Megafax F171, F173 (above, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florad FC430, FC431 (above, manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 ( As mentioned above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). In addition, these surfactants can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(増感剤)
増感剤は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを(B)酸発生剤に伝達し、それにより酸の生成量を増加させる作用を示す添加剤で、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。
(Sensitizer)
The sensitizer is an additive that acts to absorb the energy of radiation and transmit the energy to the acid generator (B), thereby increasing the amount of acid generated, and only the radiation-sensitive resin composition is applied. Has the effect of improving the sensitivity.

このような増感剤としては、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。なお、これらの増感剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of such sensitizers include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines, and the like. In addition, these sensitizers can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(その他)
また、本発明の感放射線性樹脂組成物は、上述の他の添加剤以外にも、染料或いは顔料を含有させることにより、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することができる。また、接着助剤を含有させることにより、基板との接着性を改善することができる。更に、他にも、例えば、アルカリ可溶性樹脂、酸解離性の保護基を有する低分子量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、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等を含有させてもよい。
(Other)
In addition to the above-mentioned other additives, the radiation-sensitive resin composition of the present invention contains dyes or pigments to visualize the latent image in the exposed area, thereby reducing the influence of halation during exposure. can do. Moreover, adhesiveness with a board | substrate can be improved by containing an adhesion assistant. In addition, for example, an alkali-soluble resin, a low molecular weight alkali solubility controller having an acid-dissociable protecting group, an antihalation agent, a storage stabilizer, an antifoaming agent, dimethyl adipate, diethyl adipate, Alkylcarboxylic acid esters such as dipropyl adipate, di-n-butyl adipate, and di-t-butyl adipate may also be included.

II レジストパターンの形成方法
本発明のレジストパターン形成方法は、(1)「I 感放射線性樹脂組成物」にて記載した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と、(2)フォトレジスト膜上に液浸露光用液体を配置し、液浸露光用液体を介してフォトレジスト膜を露光する工程と、(3)露光されたフォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、を含む方法である。感放射線性樹脂組成物は、特に化学増幅型レジストとして有用であり、化学増幅型レジストにおいては、露光により(B)酸発生剤から発生した酸の作用によって、(A)酸解離性基含有樹脂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、ポジ型のレジストパターンが得られる。
II. Resist Pattern Forming Method The resist pattern forming method of the present invention is a step of forming a photoresist film on a substrate using the radiation sensitive resin composition described in (1) “I radiation sensitive resin composition”. And (2) a step of placing an immersion exposure liquid on the photoresist film and exposing the photoresist film through the immersion exposure liquid; and (3) developing the exposed photoresist film to form a resist. Forming a pattern. The radiation-sensitive resin composition is particularly useful as a chemically amplified resist. In the chemically amplified resist, (A) an acid-dissociable group-containing resin is produced by the action of an acid generated from (B) an acid generator upon exposure. The acid-dissociable group in the product dissociates to form a carboxyl group. As a result, the solubility of the exposed portion of the resist in the alkaline developer is increased, and this exposed portion is dissolved and removed by the alkaline developer. A resist pattern is obtained.

1 (1)工程
本発明の感放射線性樹脂組成物を用いてレジストパターンを形成するには、先ず、感放射線性樹脂組成物の組成物溶液を、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、アルミニウムで被覆されたウェハ等の基板上に塗布することにより、フォトレジスト膜を形成する。なお、必要に応じて、塗布後に加熱処理(PB)を行ってもよい。
1 (1) Process To form a resist pattern using the radiation-sensitive resin composition of the present invention, first, a composition solution of the radiation-sensitive resin composition is applied by spin coating, cast coating, roll coating or the like. A photoresist film is formed by applying on a substrate such as a silicon wafer or a wafer covered with aluminum by an appropriate application means. In addition, you may heat-process (PB) after application | coating as needed.

なお、本発明の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、液浸露光においてフォトレジスト膜からの(B)酸発生剤等の流出を防止するため、例えば、特開2005−352384号公報等に開示されているように、フォトレジスト膜上に液浸用保護膜を設けることもできる。なお、これらの技術は併用することができる。   In order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition of the present invention, use is made, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12452 (Japanese Patent Laid-Open No. 59-93448). An organic or inorganic antireflection film may be formed on the substrate to be formed. In order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, a protective film can be provided on the photoresist film as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-188598. Further, in order to prevent the (B) acid generator and the like from flowing out of the photoresist film in the immersion exposure, the immersion is performed on the photoresist film as disclosed in, for example, JP-A-2005-352384. A protective film can also be provided. These techniques can be used in combination.

2 (2)工程
次に、所定のレジストパターンが形成されるように、マスクを介してフォトレジスト膜を露光する。なお、レンズと基板上のフォトレジスト膜との間の少なくともフォトレジスト膜上には、所定厚さの純水又はフッ素系不活性液体等の液浸露光用液体(液状屈折率媒体)を介在させる。露光に使用される放射線としては、(B)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用いることができるが、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、ArFエキシマレーザーがより好ましい。
2 (2) Step Next, the photoresist film is exposed through a mask so that a predetermined resist pattern is formed. In addition, immersion exposure liquid (liquid refractive index medium) such as pure water or fluorine-based inert liquid having a predetermined thickness is interposed between at least the photoresist film between the lens and the photoresist film on the substrate. . As the radiation used for the exposure, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, charged particle beams, etc. can be appropriately selected and used according to the type of (B) acid generator, but an ArF excimer laser can be used. Far ultraviolet rays represented by (wavelength 193 nm) or KrF excimer laser (wavelength 248 nm) are preferable, and ArF excimer laser is more preferable.

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。なお、露光後に加熱処理(以下、「PEB」という)を行うことが好ましい。PEBを行うことにより、(A)酸解離性基含有樹脂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異なるが、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。   The exposure conditions such as the exposure amount are appropriately selected according to the blending composition of the radiation-sensitive resin composition, the type of additive, and the like. Note that heat treatment (hereinafter referred to as “PEB”) is preferably performed after exposure. By performing PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group in the (A) acid dissociable group-containing resin proceeds smoothly. The heating conditions for this PEB vary depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but are preferably 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 170 ° C.

3 (3)工程
最後に露光したフォトレジスト膜を、現像液によって現像することにより、所定のレジストパターンを形成することができる。
3 (3) Process A predetermined resist pattern can be formed by developing the photoresist film exposed at the end with a developing solution.

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、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。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。アルカリ性水溶液の濃度が10質量%超であると、非露光部も現像液に溶解するおそれがある。なお、アルカリ性水溶液からなる現像液で現像した後は、一般に、水で洗浄して乾燥する。   Examples of the developer used for development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, Triethylamine, methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [ 4.3.0] An alkaline aqueous solution in which at least one alkaline compound such as 5-nonene is dissolved is preferable. The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 10% by mass or less. If the concentration of the alkaline aqueous solution is more than 10% by mass, the unexposed area may be dissolved in the developer. In addition, after developing with the developing solution which consists of alkaline aqueous solution, generally it wash | cleans with water and dries.

また、アルカリ性水溶液からなる現像液には、有機溶媒を添加することもできる。有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等がある。なお、これらの有機溶媒は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   Moreover, an organic solvent can also be added to the developing solution which consists of alkaline aqueous solution. Examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methanol, ethanol, n-propyl alcohol, i Alcohols such as propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol, 1,4-hexanedimethylol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; ethyl acetate And esters such as n-butyl acetate and i-amyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; phenol, acetonylacetone and dimethylformamide. In addition, these organic solvents can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

有機溶媒の使用量は、アルカリ性水溶液100体積%に対して、100体積%以下であることが好ましい。有機溶媒の使用量が100体積%超であると、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。   It is preferable that the usage-amount of an organic solvent is 100 volume% or less with respect to 100 volume% of alkaline aqueous solution. If the amount of the organic solvent used is more than 100% by volume, the developability may be deteriorated, and the development residue in the exposed area may increase.

更に、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。   Further, an appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer composed of an alkaline aqueous solution.

III ブロック共重合体
本発明のブロック共重合体は、「I 感放射線性樹脂組成物」の「3 (C)ブロック共重合体」にて記載したものであり、アニオン重合で調製するため、単量体を除去する必要がなく、ラジカル重合で調製する場合に比して、その分子量を低くすることができる。そのため、現像液に対する溶解性が高いものである。
III Block Copolymer The block copolymer of the present invention is described in “3 (C) Block Copolymer” in “I Radiation Sensitive Resin Composition” and is prepared by anionic polymerization. It is not necessary to remove the monomer, and its molecular weight can be lowered as compared with the case where it is prepared by radical polymerization. Therefore, the solubility with respect to a developing solution is high.

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」及び「%」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、及び諸特性の評価方法を以下に示す。   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.

[重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)]:東ソー社製GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本、G4000HXL1本)を用い、下記分析条件で、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。
流量;1.0mL/分
溶出溶媒;テトラヒドロフラン
カラム温度;40℃
[Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn)]: Gel permeation chromatography using monodisperse polystyrene as a standard under the following analysis conditions using GPC columns (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation. (GPC).
Flow rate: 1.0 mL / min Elution solvent: Tetrahydrofuran Column temperature: 40 ° C

[分散度(Mw/Mn)]:測定結果より算出した。   [Dispersity (Mw / Mn)]: Calculated from the measurement results.

13C−NMR分析]:日本電子社製「JNM−EX270」を用いて測定した。 [ 13 C-NMR analysis]: Measured using “JNM-EX270” manufactured by JEOL Ltd.

[単量体由来の低分子量成分の含有割合(%)]:ジーエルサイエンス社製「Intersil ODS−25μmカラム」(4.6mmφ×250mm)を用い、下記分析条件で、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により測定した。
流量;1.0mL/分
溶出溶媒;アクリロニトリル/0.1%リン酸水溶液
[Content ratio of monomer-derived low molecular weight component (%)]: High-performance liquid chromatography (HPLC) under the following analysis conditions using an “Intersil ODS-25 μm column” (4.6 mmφ × 250 mm) manufactured by GL Sciences Inc. It was measured by.
Flow rate: 1.0 mL / min Elution solvent: Acrylonitrile / 0.1% phosphoric acid aqueous solution

(合成例1) (A)酸解離性基含有樹脂(1)の調製
下記式(M−1)で表される化合物(以下、「単量体(M−1)」という)11.93g(15mol%)、下記式(M−2)で表される化合物(以下、「単量体(M−2)」という)39.60g(35mol%)、及び下記式(M−3)で表される化合物(以下、「単量体(M−3)」という)48.48g(50mol%)を、300gの2−ブタノンに溶解し、更にジメチル2,2’−アゾビスイソブチロニトリル3.58gを投入して単量体溶液を調製した。100gの2−ブタノンを投入した500mLの三口フラスコを30分間窒素パージした後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に調製しておいた単量体溶液を、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、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷することにより、30℃以下に冷却した。次いで、重合溶液を2000gのメタノールへ投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を、400gのメタノールを用いてスラリー上で2回洗浄した後、再度ろ別し、60℃にて15時間減圧乾燥して白色粉末の重合体を得た(74g、収率74%)。この重合体は、Mwが6900であり、Mw/Mnが1.70であり、13C−NMRの測定結果から、単量体(M−1)に由来する構成単位、単量体(M−2)に由来する構成単位、及び単量体(M−3)に由来する構成単位の含有割合(mol%)が、それぞれ14:37:49の共重合体であった。この共重合体を(A)酸解離性基含有樹脂(1)とする。なお、単量体由来の低分子量成分の含有割合は、(A)酸解離性基含有樹脂100%に対して、0.03%であった。
(Synthesis Example 1) (A) Preparation of Acid-Dissociable Group-Containing Resin (1) 11.93 g of a compound represented by the following formula (M-1) (hereinafter referred to as “monomer (M-1)”) 15 mol%), a compound represented by the following formula (M-2) (hereinafter referred to as “monomer (M-2)”) 39.60 g (35 mol%), and the following formula (M-3) 48.48 g (50 mol%) of a compound (hereinafter referred to as “monomer (M-3)”) is dissolved in 300 g of 2-butanone and further dimethyl 2,2′-azobisisobutyronitrile. A monomer solution was prepared by charging 58 g. A 500 mL three-necked flask charged with 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, and then the reaction kettle was heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared in advance was added using a dropping funnel. The solution was added dropwise over 3 hours. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. Next, the polymerization solution was poured into 2000 g of methanol, and the precipitated white powder was filtered off. The filtered white powder was washed twice on the slurry with 400 g of methanol, filtered again, and dried under reduced pressure at 60 ° C. for 15 hours to obtain a white powder polymer (74 g, yield). 74%). This polymer has Mw of 6900, Mw / Mn of 1.70, and from the measurement result of 13 C-NMR, the structural unit derived from the monomer (M-1), the monomer (M- The content ratio (mol%) of the structural unit derived from 2) and the structural unit derived from the monomer (M-3) was a copolymer of 14:37:49, respectively. This copolymer is referred to as (A) acid-dissociable group-containing resin (1). In addition, the content rate of the low molecular weight component derived from a monomer was 0.03% with respect to (A) acid dissociable group containing resin 100%.

Figure 2010230891
Figure 2010230891

(実施例1) (C)ブロック共重合体(1)の調製
窒素雰囲気下、1600gのテトラヒドロフラン(以下、「THF」という)に塩化リチウム5.1g(0.12mol)を溶解した溶液に、−50℃で、n−BuLi溶液21g(0.050mol)を加えた後、1−エチルシクロペンチルメタクリレート9.113g(0.050mol)を更に加えて15分間攪拌した。次いで、−50℃に冷却した200gのTHFに1−エチルシクロペンチルメタクリレート70.63g(0.389mol)を溶解した溶液を滴下した。滴下終了後、更に90分間攪拌し、反応溶液をマイクロシリンジで少量取り、ガスクロマトグラフィーで測定して残存する1−エチルシクロペンチルメタクリレートが無いことを確認した。続いて、反応溶液に、更に200gのTHFに2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート31.63g(0.188mol)を溶解した溶液を滴下した。滴下終了後、更に60分間攪拌し、メタノールを加えてキリングした。このキリング溶液を少量取り、ガスクロマトグラフィーで測定して残存する2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレートが無いことを確認した。キリング溶液を多量の水に投入してポリマーを析出させ、ろ過、洗浄後、乾燥して白色粉末状ポリマーを得た。得られたポリマーを再度THFに溶解した後、多量のメタノール中に投入してポリマーを析出させた。ろ過、洗浄後、60℃にて15時間減圧乾燥して白色粉末状のポリマーを得た。このポリマーは、Mwが4400であり、Mw/Mnが1.06であり、13C−NMRの測定から単量体(M−1)に由来する構成単位、及び単量体(M−4)に由来する構成単位の含有割合(mol%)が、それぞれ68.8:31.2の共重合体であった。この共重合体を(C)ブロック共重合体(1)とする。
Example 1 (C) Preparation of Block Copolymer (1) In a nitrogen atmosphere, in a solution of 5.1 g (0.12 mol) of lithium chloride dissolved in 1600 g of tetrahydrofuran (hereinafter referred to as “THF”), − After adding 21 g (0.050 mol) of the n-BuLi solution at 50 ° C., 9.113 g (0.050 mol) of 1-ethylcyclopentyl methacrylate was further added and stirred for 15 minutes. Subsequently, a solution obtained by dissolving 70.63 g (0.389 mol) of 1-ethylcyclopentyl methacrylate in 200 g of THF cooled to −50 ° C. was dropped. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred for 90 minutes, and a small amount of the reaction solution was taken with a microsyringe, and it was confirmed by gas chromatography that there was no remaining 1-ethylcyclopentyl methacrylate. Subsequently, a solution obtained by dissolving 31.63 g (0.188 mol) of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate in 200 g of THF was added dropwise to the reaction solution. After completion of dropping, the mixture was further stirred for 60 minutes, and methanol was added to kill it. A small amount of this killing solution was taken and measured by gas chromatography, and it was confirmed that there was no 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate remaining. The killing solution was poured into a large amount of water to precipitate a polymer, filtered, washed, and dried to obtain a white powdery polymer. The obtained polymer was dissolved again in THF and then poured into a large amount of methanol to precipitate the polymer. After filtration and washing, the polymer was dried under reduced pressure at 60 ° C. for 15 hours to obtain a white powdery polymer. This polymer has Mw of 4400, Mw / Mn of 1.06, a structural unit derived from monomer (M-1) from measurement of 13 C-NMR, and monomer (M-4) The content ratio (mol%) of the structural unit derived from was a copolymer of 68.8: 31.2, respectively. This copolymer is referred to as (C) block copolymer (1).

(実施例2,3) (C)ブロック共重合体(2)及び(3)の調製
表1に記載した配合処方で重合反応を行ったこと以外は実施例1と同様にして(C)ブロック共重合体(2)及び(3)を調製した。なお、各単量体成分の種類、単量体成分の配合量(mol%)、各単量体に由来する構成単位の含有割合(mol%)、Mw、Mw/Mnの値を表1に併せて示す。
(Examples 2 and 3) (C) Preparation of block copolymers (2) and (3) A block (C) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymerization reaction was carried out according to the formulation described in Table 1. Copolymers (2) and (3) were prepared. Table 1 shows the types of each monomer component, the blending amount (mol%) of the monomer component, the content ratio (mol%) of the structural unit derived from each monomer, and the values of Mw and Mw / Mn. Also shown.

(実施例4) (C)ブロック共重合体(4)の調製
窒素雰囲気下、1600gのTHFに、−50℃で、n−BuLi溶液21g(0.050mol)を加えた後、1−エチルシクロペンチルメタクリレート9.113g(0.050mol)を加えて15分間攪拌した。次いで、−50℃に冷却した200gのTHFに1−エチルシクロペンチルメタクリレート70.63g(0.389mol)を溶解した溶液を滴下した。滴下終了後、更に90分間攪拌し、反応溶液をマイクロシリンジで少量取り、ガスクロマトグラフィーで測定して残存する1−エチルシクロペンチルメタクリレートが無いことを確認した。続いて、反応溶液に、更に200gのTHFに2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート31.63g(0.188mol)を溶解した溶液を滴下した。滴下終了後、更に60分間攪拌し、メタノールを加えてキリングした。このキリング溶液を少量取り、ガスクロマトグラフィーで測定して残存する2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレートが無いことを確認した。キリング溶液を多量の水に投入してポリマーを析出させ、ろ過、洗浄後、乾燥して白色粉末状ポリマーを得た。得られたポリマーを再度THFに溶解した後、多量のメタノール中に投入してポリマーを析出させた。ろ過、洗浄後、60℃にて15時間減圧乾燥して白色粉末状のポリマーを得た。このポリマーは、Mwが4300であり、Mw/Mnが1.25であり、13C−NMRの測定から単量体(M−1)に由来する構成単位、及び単量体(M−4)に由来する構成単位の含有割合(mol%)が、それぞれ71.2:28.8の共重合体であった。この共重合体を(C)ブロック共重合体(4)とする。
(Example 4) (C) Preparation of block copolymer (4) After adding 21 g (0.050 mol) of n-BuLi solution at -50 ° C to 1600 g of THF under a nitrogen atmosphere, 1-ethylcyclopentyl was then added. 9.113 g (0.050 mol) of methacrylate was added and stirred for 15 minutes. Subsequently, a solution obtained by dissolving 70.63 g (0.389 mol) of 1-ethylcyclopentyl methacrylate in 200 g of THF cooled to −50 ° C. was dropped. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred for 90 minutes, and a small amount of the reaction solution was taken with a microsyringe, and it was confirmed by gas chromatography that there was no remaining 1-ethylcyclopentyl methacrylate. Subsequently, a solution obtained by dissolving 31.63 g (0.188 mol) of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate in 200 g of THF was added dropwise to the reaction solution. After completion of dropping, the mixture was further stirred for 60 minutes, and methanol was added to kill it. A small amount of this killing solution was taken and measured by gas chromatography, and it was confirmed that there was no 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate remaining. The killing solution was poured into a large amount of water to precipitate a polymer, filtered, washed, and dried to obtain a white powdery polymer. The obtained polymer was dissolved again in THF and then poured into a large amount of methanol to precipitate the polymer. After filtration and washing, the polymer was dried under reduced pressure at 60 ° C. for 15 hours to obtain a white powdery polymer. This polymer has Mw of 4300, Mw / Mn of 1.25, a structural unit derived from the monomer (M-1) from measurement of 13 C-NMR, and the monomer (M-4) The content ratio (mol%) of the structural unit derived from was a copolymer of 71.2: 28.8, respectively. This copolymer is referred to as (C) block copolymer (4).

Figure 2010230891
Figure 2010230891

なお、実施例1〜4で使用した単量体(M−1)〜(M−3)以外の単量体の種類を以下に記載する。   In addition, the kind of monomers other than the monomer (M-1)-(M-3) used in Examples 1-4 is described below.

Figure 2010230891
Figure 2010230891

(比較例1) (C)共重合体(5)の調製
単量体(M−1)71.67g(70mol%)、及び単量体(M−4)28.33g(30mol%)を、100gの2−ブタノンに溶解し、更にジメチル2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル10.35gを投入して単量体溶液を調製した。100gの2−ブタノンを投入した500mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に調製しておいた単量体溶液を、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、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷することにより、30℃以下に冷却した。重合溶液をメタノール1200g、ヘキサン300g、水60gの混合液中に投入し、スターラーにて1時間激しく攪拌し、2時間静置した後、下層を採取した。エバポレーターにて溶媒を留去した後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート300gを加え、屈折率計を用いて濃度を測定したところ、固形分180g(収率60%)であった。この重合体は、Mwが6000であり、Mw/Mnが1.50であり、13C−NMRの測定から単量体(M−1)に由来する構成単位、及び単量体(M−4)に由来する構成単位の含有割合(mol%)が、それぞれ70:30の共重合体であった。この共重合体を(C)共重合体(5)とする。
(Comparative Example 1) (C) Preparation of copolymer (5) Monomer (M-1) 71.67 g (70 mol%) and monomer (M-4) 28.33 g (30 mol%) A monomer solution was prepared by dissolving in 100 g of 2-butanone and further adding 10.35 g of dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate. A 500 mL three-necked flask charged with 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, and then the reaction kettle was heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared in advance was added using a dropping funnel. The solution was added dropwise over 3 hours. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. The polymerization solution was put into a mixed solution of 1200 g of methanol, 300 g of hexane and 60 g of water, stirred vigorously with a stirrer for 1 hour and allowed to stand for 2 hours, and then the lower layer was collected. After evaporating the solvent with an evaporator, 300 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and the concentration was measured using a refractometer. The solid content was 180 g (yield 60%). This polymer has Mw of 6000, Mw / Mn of 1.50, a structural unit derived from the monomer (M-1) from the measurement of 13 C-NMR, and the monomer (M-4 ) Was a copolymer having a content (mol%) of the structural unit derived from 70:30 respectively. This copolymer is referred to as (C) copolymer (5).

(比較例2) (C)共重合体(6)の調製
単量体(M−1)71.67g(70mol%)、及び単量体(M−4)28.33g(30mol%)を、t−ブチルベンゼンに溶解し、更にジメチル2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル0.72g、2−フェニルプロパン−2−イルベンゾジチオエート2.1gを投入した溶液を調製した。これを窒素雰囲気下、攪拌しながら90℃で9時間攪拌した。終了後、重合溶液を放冷することにより、30℃以下に冷却した。その後ジメチル2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル7.47gを重合溶液に加え、80℃に加熱し8時間攪拌して末端処理をした。反応終了後、溶液を放冷することにより、30℃以下に冷却した後、1200mLのメタノール/水=1/2(質量比)の混合溶媒に滴下した。分離した油状物質をデカンテーションによって回収し、40℃にて12時間乾燥して目的物である重合体を得た。この重合体は、Mwが6000であり、Mw/Mnが1.20であり、13C−NMRの測定から単量体(M−1)に由来する構成単位、及び単量体(M−4)に由来する構成単位の含有割合(mol%)が、それぞれ68.8:31.2の共重合体であった。この共重合体を(C)共重合体(6)とする。
(Comparative example 2) (C) Preparation of copolymer (6) Monomer (M-1) 71.67 g (70 mol%) and monomer (M-4) 28.33 g (30 mol%) A solution was prepared by dissolving 0.72 g of dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate and 2.1 g of 2-phenylpropan-2-ylbenzodithioate after dissolving in t-butylbenzene. This was stirred at 90 ° C. for 9 hours with stirring in a nitrogen atmosphere. After completion, the polymerization solution was allowed to cool to cool to 30 ° C. or lower. Thereafter, 7.47 g of dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate was added to the polymerization solution, heated to 80 ° C., and stirred for 8 hours for end treatment. After the completion of the reaction, the solution was allowed to cool to 30 ° C. or lower, and then dropped into a mixed solvent of 1200 mL of methanol / water = 1/2 (mass ratio). The separated oily substance was recovered by decantation and dried at 40 ° C. for 12 hours to obtain the desired polymer. This polymer has Mw of 6000, Mw / Mn of 1.20, a structural unit derived from the monomer (M-1) from the measurement of 13 C-NMR, and the monomer (M-4 ) Was a copolymer having a content ratio (mol%) of 68.8: 31.2. This copolymer is referred to as (C) copolymer (6).

(実施例5)
合成例1で調製した(A)酸解離性基含有樹脂(1)100部、(B)感放射線性酸発生剤として、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7部及び1−(4−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート2部、実施例1で調製した(C)ブロック共重合体(1)5部、(D)溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート1330部、γ−ブチロラクトン30部、及びシクロヘキサノン570部、並びに(E)窒素含有化合物としてN−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン1.1部を混合した後、孔径0.05μmのメンブレンフィルターによりろ過を行い、感放射線性樹脂組成物の組成物溶液1を調製した。
(Example 5)
100 parts of (A) acid-dissociable group-containing resin (1) prepared in Synthesis Example 1 and (B) 7 parts of triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate and 1- (4- n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-butanesulfonate 2 parts, (C) block copolymer (1) prepared in Example 1, 5 parts, (D) propylene glycol monomethyl ether acetate 1330 as solvent Parts, 30 parts of γ-butyrolactone, 570 parts of cyclohexanone, and (E) 1.1 parts of Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine as a nitrogen-containing compound, and then filtered through a membrane filter having a pore size of 0.05 μm The composition solution 1 of the radiation sensitive resin composition was prepared.

(実施例6〜8、比較例3〜5)
表2に記載した配合処方で調製したこと以外は実施例5と同様にして感放射線性樹脂組成物の組成物溶液2〜7を調製した。
(Examples 6-8, Comparative Examples 3-5)
Composition solutions 2 to 7 of the radiation sensitive resin composition were prepared in the same manner as in Example 5 except that it was prepared with the formulation described in Table 2.

Figure 2010230891
Figure 2010230891

なお、表2で省略した化合物名を以下に記載する。   The compound names omitted in Table 2 are described below.

((B)酸発生剤)
(B−1):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−2):1−(4−n−ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−ブタンスルホネート
((B) acid generator)
(B-1): Triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (B-2): 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-butanesulfonate

((D)溶剤)
(D−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
(D−2):γ−ブチロラクトン
(D−3):シクロヘキサノン
((D) solvent)
(D-1): Propylene glycol monomethyl ether acetate (D-2): γ-butyrolactone (D-3): Cyclohexanone

((E)窒素含有化合物)
(E−1):N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン
((E) Nitrogen-containing compound)
(E-1): Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine

調製した感放射線性樹脂組成物の組成物溶液を用いてポジ型のレジストパターンを形成し、感放射線性樹脂組成物の評価を行った。レジストパターンの形成方法及びその評価方法を以下に記し、その結果を表3に記載する。   A positive resist pattern was formed using the composition solution of the prepared radiation-sensitive resin composition, and the radiation-sensitive resin composition was evaluated. The resist pattern formation method and its evaluation method are described below, and the results are shown in Table 3.

[レジストパターンの形成]:基板として、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)を形成した12インチシリコンウェハを用いた。なお、この反射防止膜は、商品名「CLEAN TRACK ACT8」(東京エレクトロン社製)を用いて形成した。次いで、表3に記載した感放射線性樹脂組成物を基板上に、CLEAN TRACK ACT8にて、スピンコートし、115℃で60秒間ベーク(PB)を行うことにより、膜厚120nmのフォトレジスト膜を形成した。このフォトレジスト膜に、ArFエキシマレーザー露光装置(「NSR S306C」、ニコン社製、照明条件;NA;0.78、DipoleX、σ=0.90/0.52)又はArFエキシマレーザー液浸露光装置(「NSR S610C」、ニコン社製、照明条件;NA;1.30、CrossPole、σ=0.977/0.78)により、マスクパターンを介して露光した。その後、115℃で60秒間PEBを行った後、2.38%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、ポジ型のレジストパターンを形成した。   [Formation of resist pattern]: A 12-inch silicon wafer having a 77 nm-thick lower-layer antireflection film (trade name “ARC29A”, manufactured by Brewer Science) on the surface was used as a substrate. This antireflection film was formed using a trade name “CLEAN TRACK ACT8” (manufactured by Tokyo Electron Ltd.). Subsequently, the radiation sensitive resin composition described in Table 3 was spin-coated on the substrate by CLEAN TRACK ACT8 and baked (PB) at 115 ° C. for 60 seconds to form a photoresist film having a thickness of 120 nm. Formed. An ArF excimer laser exposure apparatus (“NSR S306C”, manufactured by Nikon Corporation, illumination conditions; NA; 0.78, DipoleX, σ = 0.90 / 0.52) or an ArF excimer laser immersion exposure apparatus is applied to the photoresist film. (“NSR S610C”, manufactured by Nikon Corporation, illumination conditions; NA; 1.30, CrossPole, σ = 0.777 / 0.78), and exposed through a mask pattern. Thereafter, PEB was performed at 115 ° C. for 60 seconds, and then developed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 30 seconds, washed with water, and dried to form a positive resist pattern.

[後退接触角(°)]:KRUS社製「DSA−10」を用いて、感放射線性樹脂組成物によるフォトレジスト膜を形成した基板(ウェハ)を作製した後、速やかに、室温;23℃、湿度;45%、常圧の環境条件下で下記1〜9のようにして測定した。
1 ウェハステージ位置を調整する。
2 ウェハをステージにセットする。
3 針に水を注入する。
4 針の位置を微調整する。
5 針から水を排出してウェハ上に25μLの水滴を形成する。
6 水滴から針を一旦引き抜く。
7 針を上記4で調整した位置へ再度引き下げる。
8 針から水滴を10μL/分の速度で90秒間吸引する。同時に接触角を毎秒(計90)回測定する。
9 接触角が安定した時点から計20点の接触角について平均値を算出し、その平均値を後退接触角とした。
[Recessed contact angle (°)]: Using “DSA-10” manufactured by KRUS, a substrate (wafer) on which a photoresist film formed of a radiation-sensitive resin composition was formed, and then promptly at room temperature; 23 ° C. , Humidity: 45%, measured under the normal pressure as follows.
1 Adjust the wafer stage position.
2 Set the wafer on the stage.
3 Inject water into the needle.
4 Finely adjust the needle position.
5 Drain water from the needle to form 25 μL water droplets on the wafer.
6 Pull the needle out of the water drop.
7 Pull the needle down again to the position adjusted in 4 above.
8 Aspirate a water droplet from the needle at a rate of 10 μL / min for 90 seconds. At the same time, the contact angle is measured every second (total 90 times).
9 From the time when the contact angle was stabilized, an average value was calculated for a total of 20 contact angles, and the average value was taken as the receding contact angle.

[前進接触角(°)]:KRUS社製「DSA−10」を用いて、感放射線性樹脂組成物によるフォトレジスト膜を形成した基板(ウェハ)を作製した後、速やかに、室温;23℃、湿度;45%、常圧の環境条件下で下記1〜9のようにして測定した。
1 ウェハステージ位置を調整する。
2 ウェハをステージにセットする。
3 針に水を注入する。
4 針の位置を微調整する。
5 針から水を排出してウェハ上に10μLの水滴を形成する。
6 水滴から針を一旦引き抜く。
7 針を上記4で調整した位置へ再度引き下げる。
8 針から水滴を10μL/分の速度で90秒間排出する。同時に接触角を毎秒(計90)回測定する。
9 接触角が安定した時点から計20点の接触角について平均値を算出し、その平均値を前進接触角とした。
[Advance contact angle (°)]: Using “DSA-10” manufactured by KRUS, a substrate (wafer) on which a photoresist film made of a radiation-sensitive resin composition was formed, and immediately, room temperature; 23 ° C. , Humidity: 45%, measured under the normal pressure as follows.
1 Adjust the wafer stage position.
2 Set the wafer on the stage.
3 Inject water into the needle.
4 Finely adjust the needle position.
5 Drain water from the needle to form a 10 μL water droplet on the wafer.
6 Pull the needle out of the water drop.
7 Pull the needle down again to the position adjusted in 4 above.
Eject water droplets from the 8 needles at a rate of 10 μL / min for 90 seconds. At the same time, the contact angle is measured every second (total 90 times).
9 From the time when the contact angle was stabilized, an average value was calculated for a total of 20 contact angles, and the average value was taken as the forward contact angle.

[静的接触角(°)]:KRUS社製「DSA−10」を用いて、感放射線性樹脂組成物によるフォトレジスト膜を形成した基板(ウェハ)を作製した後、速やかに、室温;23℃、湿度;45%、常圧の環境条件下で下記1〜8のようにして測定した。
1 ウェハステージ位置を調整する。
2 ウェハをステージにセットする。
3 針に水を注入する。
4 針の位置を微調整する。
5 針から水を0.5μL排出して、針先に液滴を作る。
6 針の位置をゆっくり下げ、ウェハ近づける。
7 液滴がウェハに近づくことにより、液滴がウェハに移る。同時に接触角を測定する。
8 1から7の操作を4回繰り返し、その平均値を算出し、その平均値を静的接触角とした。
[Static contact angle (°)] Using “DSA-10” manufactured by KRUS, a substrate (wafer) on which a photoresist film formed of a radiation-sensitive resin composition was formed, and then promptly at room temperature; 23 It measured as follows in 1 degreeC under the environmental conditions of (degreeC) and humidity; 45% and a normal pressure.
1 Adjust the wafer stage position.
2 Set the wafer on the stage.
3 Inject water into the needle.
4 Finely adjust the needle position.
5 Drain 0.5 μL of water from the needle to make a droplet at the tip of the needle.
6 Slowly lower the needle position and bring it closer to the wafer.
7 When the droplet approaches the wafer, the droplet moves to the wafer. At the same time, the contact angle is measured.
8 The operation from 1 to 7 was repeated 4 times, the average value was calculated, and the average value was taken as the static contact angle.

[感度(mJ/cm)]:線幅90nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)を1対1の線幅に形成する露光量を最適露光量とし、この最適露光量を感度とした。なお、線幅の測長には走査型電子顕微鏡(「S−9380」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。 [Sensitivity (mJ / cm 2 )]: The exposure amount for forming a line-and-space pattern (1L1S) having a line width of 90 nm in a one-to-one line width was defined as the optimum exposure amount, and this optimum exposure amount was defined as the sensitivity. A scanning electron microscope (“S-9380”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the line width.

[感度(液浸露光)(mJ/cm)]:線幅65nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)を1対1の線幅に形成する露光量を最適露光量とし、この最適露光量を感度(液浸露光)とした。なお、線幅の測長には走査型電子顕微鏡(「CG−4000」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。 [Sensitivity (Immersion Exposure) (mJ / cm 2 )]: The optimum exposure amount is defined as an exposure amount that forms a line-and-space pattern (1L1S) having a line width of 65 nm with a one-to-one line width. Was defined as sensitivity (immersion exposure). A scanning electron microscope (“CG-4000”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the line width.

[ブロッブ欠陥数(現像欠陥数)]:レジストを塗布したウェハに、感度(液浸露光)の露光量にて1.5cm四方の露光部と未露光部がチェッカーフラッグ状になるようにウェハ全面を露光し、PEB及び現像を行うことによりチェッカーフラッグ上のパターンをウェハ全面に形成した。このウェハの未露光部上の欠陥数を、KLA−Tencor社製、「KLA2351」を用いて測定した。測定された欠陥を、走査型電子顕微鏡(「CG−4000」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて観察し、ブロッブタイプ欠陥を選別し、その欠陥数を表3に示した。   [Blob defect number (development defect number)]: The entire surface of the wafer so that the exposed portion and unexposed portion of 1.5 cm square are in a checkered flag shape with the exposure amount of sensitivity (immersion exposure) on the resist-coated wafer. The pattern on the checkered flag was formed on the entire surface of the wafer by exposing the substrate and performing PEB and development. The number of defects on the unexposed portion of the wafer was measured using “KLA2351” manufactured by KLA-Tencor. The measured defects were observed using a scanning electron microscope (“CG-4000”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), blob-type defects were selected, and the number of defects is shown in Table 3.

[溶出量の測定]:図1に示すように、予め商品名「CLEAN TRACK ACT8」(東京エレクトロン社製)にてヘキサメチルジシラザン31処理(100℃、60秒)を行った8インチシリコンウェハ3上の中心部に、中央部が直径11.3cmの円形状にくり抜かれたシリコンゴムシート4(クレハエラストマー社製、厚み;1.0mm、形状;1辺30cmの正方形)を載置した。次いで、シリコンゴムシート4の中央部にあるくり抜き部を、10mLホールピペットを用いて10mLの超純水5で満たした。   [Measurement of Elution Amount]: As shown in FIG. 1, an 8-inch silicon wafer that has been previously treated with hexamethyldisilazane 31 (100 ° C., 60 seconds) under the trade name “CLEAN TRACK ACT8” (manufactured by Tokyo Electron). A silicon rubber sheet 4 (manufactured by Kureha Elastomer Co., Ltd., thickness: 1.0 mm, shape: square with a side of 30 cm) was placed in the center of 3 above. Next, the hollowed portion at the center of the silicon rubber sheet 4 was filled with 10 mL of ultrapure water 5 using a 10 mL hole pipette.

別途、予めCLEAN TRACK ACT8により、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)61を形成し、次いで、感放射線性樹脂組成物をCLEAN TRACK ACT8にて、下層反射防止膜61上にスピンコートし、ベーク(115℃、60秒)することにより膜厚205nmのフォトレジスト膜62を形成したシリコンウェハ6を用意した。   Separately, a lower layer antireflection film (trade name “ARC29A”, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) 61 having a film thickness of 77 nm is formed in advance by CLEAN TRACK ACT8, and then the radiation sensitive resin composition is formed in CLEAN TRACK ACT8. A silicon wafer 6 on which a 205 nm-thick photoresist film 62 was formed by spin coating on the antireflection film 61 and baking (115 ° C., 60 seconds) was prepared.

用意したシリコンウェハ6を、フォトレジスト膜62が超純水5と接触するようあわせ、且つ超純水5がシリコンゴムシート4から漏れないように、シリコンゴムシート4上に載置し、その状態のまま10秒間保った。その後、シリコンウェハ6を取り除き、超純水5をガラス注射器にて回収し、これを分析用サンプルとした。尚、実験終了後の超純水の回収率は95%以上であった。次いで、得られた超純水中の(B)酸発生剤のアニオン部のピーク強度を、LC−MS(液体クロマトグラフ質量分析計、LC部:AGILENT社製 SERIES1100、MS部:Perseptive Biosystems,Inc.社製 Mariner)を用いて下記の測定条件により測定した。その際、(B)酸発生剤の1ppb、10ppb、100ppb水溶液の各ピーク強度を測定条件で測定して検量線を作成し、この検量線を用いてピーク強度から溶出量を算出した。また、同様にして、(E)酸拡散制御剤の1ppb、10ppb、100ppb水溶液の各ピーク強度を測定条件で測定して検量線を作成し、この検量線を用いてピーク強度から(E)酸拡散制御剤の溶出量を算出した。溶出量が5.0×10−12mol/cm/sec以上であった場合を「不良」と評価し、5.0×10−12mol/cm/sec以下であった場合を「良好」と評価した。 The prepared silicon wafer 6 is placed on the silicon rubber sheet 4 so that the photoresist film 62 is in contact with the ultrapure water 5 and the ultrapure water 5 is not leaked from the silicon rubber sheet 4. It was kept for 10 seconds. Thereafter, the silicon wafer 6 was removed, and the ultrapure water 5 was collected with a glass syringe, and this was used as a sample for analysis. The recovery rate of ultrapure water after the experiment was 95% or more. Subsequently, the peak intensity of the anion part of the acid generator (B) in the obtained ultrapure water was determined by LC-MS (liquid chromatograph mass spectrometer, LC part: SERIES1100 manufactured by AGILENT, MS part: Perseptive Biosystems, Inc. (Manufactured by Mariner) was measured under the following measurement conditions. At that time, (B) the peak intensities of 1ppb, 10ppb, and 100ppb aqueous solutions of the acid generator were measured under measurement conditions to prepare a calibration curve, and the elution amount was calculated from the peak intensity using this calibration curve. Similarly, each peak intensity of 1Eppb, 10ppb, and 100ppb aqueous solutions of (E) acid diffusion controller is measured under measurement conditions to create a calibration curve, and (E) acid is calculated from the peak intensity using this calibration curve. The elution amount of the diffusion control agent was calculated. The case where the elution amount was 5.0 × 10 −12 mol / cm 2 / sec or more was evaluated as “bad”, and the case where it was 5.0 × 10 −12 mol / cm 2 / sec or less was “good” ".

Figure 2010230891
Figure 2010230891

表3からわかるように、本発明の感放射線性樹脂組成物を用いると、レジスト被膜と水との後退接触角が大きく、液浸露光において、フッ素樹脂を含有していない場合と同等のレベルでブロッブ欠陥を抑制することができるため、液浸露光に好適に用いることが可能である。また、(B)酸発生剤や(E)酸拡散制御剤等の低分子量成分の液浸露光用液体への溶出を抑制できる。   As can be seen from Table 3, when the radiation-sensitive resin composition of the present invention is used, the receding contact angle between the resist film and water is large, and in immersion exposure, at the same level as when no fluororesin is contained. Since blob defects can be suppressed, it can be suitably used for immersion exposure. Moreover, the elution to the liquid for immersion exposure of low molecular weight components, such as (B) acid generator and (E) acid diffusion control agent, can be suppressed.

本発明の感放射線性樹脂組成物を用いれば、微細なパターンを安定に形成することができるので、今後、ますます微細化が進行すると考えられている半導体デバイス等に好適に利用可能である。   If the radiation sensitive resin composition of the present invention is used, a fine pattern can be stably formed, and therefore it can be suitably used for semiconductor devices and the like that are expected to be further miniaturized in the future.

3,6:シリコンウェハ、4:シリコンゴムシート、5:超純水、31:ヘキサメチルジシラザン、61:下層反射防止膜、62:フォトレジスト膜。 3, 6: silicon wafer, 4: silicon rubber sheet, 5: ultrapure water, 31: hexamethyldisilazane, 61: lower antireflection film, 62: photoresist film.

Claims (10)

(A)酸解離性基含有樹脂と、
(B)感放射線性酸発生剤と、
(C)フッ素原子を有するブロック共重合体と、
(D)溶剤と、を含有する感放射線性樹脂組成物。
(A) an acid dissociable group-containing resin;
(B) a radiation sensitive acid generator;
(C) a block copolymer having a fluorine atom;
(D) A radiation sensitive resin composition containing a solvent.
前記(C)ブロック共重合体が、
そのフッ素含有率が0〜15質量%である第一の重合体ブロックと、
そのフッ素含有率が20〜50質量%である第二の重合体ブロックと、を含む請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
The (C) block copolymer is
A first polymer block having a fluorine content of 0 to 15% by mass;
The radiation sensitive resin composition of Claim 1 containing the 2nd polymer block whose fluorine content rate is 20-50 mass%.
前記(C)ブロック共重合体が、その主鎖に(メタ)アクリル骨格を有する重合体である請求項1又は2に記載の感放射線性樹脂組成物。   The radiation-sensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein the (C) block copolymer is a polymer having a (meth) acryl skeleton in its main chain. 前記第一の重合体ブロックが、下記一般式(1−1)で表される構成単位を有し、
前記第二の重合体ブロックが、下記一般式(1−2)で表される構成単位を有する請求項2又は3に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2010230891
(前記一般式(1−1)中、Rは、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、Rは、相互に独立に、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を示すか(但し、Rの少なくとも1つは炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基又はその誘導体を示す)、或いは、何れか2つのR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価の脂環式炭化水素基又はその誘導体を形成し、残りのRが炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を示す。)
Figure 2010230891
(前記一般式(1−2)中、Rは、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、Rは、1〜12個のフッ素原子を有する炭素数1〜20の1価の直鎖状炭化水素基、分岐鎖状炭化水素基、若しくは脂環式炭化水素基を示すか、又は下記一般式(2)で表される1価の有機基を示す。)
Figure 2010230891
(前記一般式(2)中、Rは、炭素数1〜10の2価の直鎖状、分岐状、又は環状の飽和又は不飽和の炭化水素基を示し、Rは、フッ素原子で置換された炭素数1〜10の2価の直鎖状又は分岐状の炭化水素基を示し、Rは、−OXを示す(但し、Xは、水素原子又は酸で脱保護可能な1価の有機基を示す。)。)
The first polymer block has a structural unit represented by the following general formula (1-1),
The radiation-sensitive resin composition according to claim 2 or 3, wherein the second polymer block has a structural unit represented by the following general formula (1-2).
Figure 2010230891
(In the general formula (1-1), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or trifluoromethyl group, R 2 are independently of each other, a monovalent alicyclic having 4 to 20 carbon atoms A hydrocarbon group or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (provided that at least one of R 2 is a monovalent alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms) A divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a derivative thereof, together with any carbon atoms to which any two R 2 are bonded to each other. The remaining R 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof.
Figure 2010230891
In (Formula (1-2), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or trifluoromethyl group, R 3 is a monovalent C 1 -C 20 carbons having from 1 to 12 fluorine atoms A linear hydrocarbon group, a branched hydrocarbon group, or an alicyclic hydrocarbon group, or a monovalent organic group represented by the following general formula (2).
Figure 2010230891
(In the general formula (2), R 4 represents a divalent linear, branched, or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 5 represents a fluorine atom. Represents a substituted divalent linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 6 represents —OX 1 (provided that X 1 can be deprotected with a hydrogen atom or an acid) Represents a monovalent organic group.).)
前記(C)ブロック共重合体の含有量が、前記(A)酸解離性基含有樹脂100質量部に対して、0.5〜10質量部である請求項1〜4のいずれか一項に記載の感放射線性樹脂組成物。   The content of the (C) block copolymer is 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) acid-dissociable group-containing resin. The radiation sensitive resin composition as described. 前記(C)ブロック共重合体がリビングアニオン重合により得られるものである請求項1〜5のいずれか一項に記載の感放射線性樹脂組成物。   The radiation sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the (C) block copolymer is obtained by living anionic polymerization. (1)請求項1〜6のいずれか一項に記載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と、
(2)前記フォトレジスト膜上に液浸露光用液体を配置し、前記液浸露光用液体を介して前記フォトレジスト膜を露光する工程と、
(3)露光された前記フォトレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、を含むレジストパターン形成方法。
(1) forming a photoresist film on a substrate using the radiation sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6;
(2) arranging a liquid for immersion exposure on the photoresist film, and exposing the photoresist film through the liquid for immersion exposure;
(3) A step of developing the exposed photoresist film to form a resist pattern.
下記一般式(1−1)で表される構成単位を有する第一の重合体ブロックと、
下記一般式(1−2)で表される構成単位を有する第二の重合体ブロックと、を含み、 そのゲルパーミエーションクロマトグラフィにより測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1000〜50000であるブロック共重合体。
Figure 2010230891
(前記一般式(1−1)中、Rは、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、Rは、相互に独立に、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を示すか(但し、Rの少なくとも1つは炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基又はその誘導体を示す)、或いは、何れか2つのR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価の脂環式炭化水素基又はその誘導体を形成し、残りのRが炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を示す。)
Figure 2010230891
(前記一般式(1−2)中、Rは、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、Rは、1〜12個のフッ素原子を有する炭素数1〜20の1価の直鎖状炭化水素基、分岐鎖状炭化水素基、若しくは脂環式炭化水素基を示すか、又は下記一般式(2)で表される1価の有機基を示す。)
Figure 2010230891
(前記一般式(2)中、Rは、炭素数1〜10の2価の直鎖状、分岐状、又は環状の飽和又は不飽和の炭化水素基を示し、Rは、フッ素原子で置換された炭素数1〜10の2価の直鎖状又は分岐状の炭化水素基を示し、Rは、−OXを示す(但し、Xは、水素原子又は酸で脱保護可能な1価の有機基を示す。)。)
A first polymer block having a structural unit represented by the following general formula (1-1);
A second polymer block having a structural unit represented by the following general formula (1-2), and a weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography is 1000 to 50000 A block copolymer.
Figure 2010230891
(In the general formula (1-1), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or trifluoromethyl group, R 2 are independently of each other, a monovalent alicyclic having 4 to 20 carbon atoms A hydrocarbon group or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (provided that at least one of R 2 is a monovalent alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms) A divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, or a derivative thereof, together with any carbon atoms to which any two R 2 are bonded to each other. The remaining R 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof.
Figure 2010230891
In (Formula (1-2), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, or trifluoromethyl group, R 3 is a monovalent C 1 -C 20 carbons having from 1 to 12 fluorine atoms A linear hydrocarbon group, a branched hydrocarbon group, or an alicyclic hydrocarbon group, or a monovalent organic group represented by the following general formula (2).
Figure 2010230891
(In the general formula (2), R 4 represents a divalent linear, branched, or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 5 represents a fluorine atom. Represents a substituted divalent linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 6 represents —OX 1 (provided that X 1 can be deprotected with a hydrogen atom or an acid) Represents a monovalent organic group.).)
前記第一の重合体ブロックの含有割合が5〜95mol%であり、
前記第二の重合体ブロックの含有割合が5〜50mol%である請求項8に記載のブロック共重合体。
The content ratio of the first polymer block is 5 to 95 mol%,
The block copolymer according to claim 8, wherein the content ratio of the second polymer block is 5 to 50 mol%.
リビングアニオン重合により得られるものである請求項8又は9に記載のブロック共重合体。   The block copolymer according to claim 8 or 9, which is obtained by living anionic polymerization.
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