JP2012098433A - Radiation sensitive composition - Google Patents

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紀浩 夏目
Toru Kimura
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resist pattern having an excellent shape, and a scum margin, using a substrate having steps.SOLUTION: A radiation sensitive composition includes a polymer component comprising: at least one of a hydroxystyrene structure and a repeating unit which becomes a hydroxystyrene structure by action of an acid from a photoacid generator; and at least one kind selected from repeating units represented by the following general formulas.

Description

本発明は、紫外線、遠紫外線、X線又は荷電粒子線の如き各種の放射線を用いる超微細加工に好適なレジストとして有用な感放射線性組成物に関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive composition useful as a resist suitable for ultrafine processing using various types of radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays or charged particle beams.

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、従来、酸により脱保護可能な酸解離性基を有する重合体を含む樹脂組成物によって基板上にレジスト被膜を形成し、マスクパターンを介してそのレジスト被膜に短波長の放射線(KrFエキシマレーザーやArFエキシマレーザー等)を照射して露光させ、露光部をアルカリ現像液で除去することにより微細なレジストパターンを形成することが行われている。この際、樹脂組成物中に放射線照射により酸を発生する感放射線性酸発生剤を含有させ、その酸の作用により感度を向上させた「化学増幅型レジスト」が利用されている。   In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, conventionally, a resist film is formed on a substrate with a resin composition containing a polymer having an acid-dissociable group that can be deprotected by an acid, and a mask pattern is formed. The resist film is exposed to short-wave radiation (KrF excimer laser, ArF excimer laser, etc.) for exposure, and the exposed portion is removed with an alkali developer to form a fine resist pattern. Yes. At this time, a “chemically amplified resist” is used in which a radiation-sensitive acid generator that generates an acid upon irradiation with radiation is contained in the resin composition, and the sensitivity is improved by the action of the acid.

このような化学増幅型レジストとして、例えば特許文献1にはt−ブチル基あるいはt−ブトキシカルボニル基で保護された樹脂と感放射線性酸発生剤との組合せが示されている。また、特許文献2には、シリル基で保護された樹脂と感放射線性酸発生剤との組合せが示されている。またその他にも、アセタール基を有する樹脂と感放射線性酸発生剤とを含有するレジスト(特許文献3)等、化学増幅型レジストに関しては多くの報告がなされている。   As such a chemically amplified resist, for example, Patent Document 1 discloses a combination of a resin protected with a t-butyl group or a t-butoxycarbonyl group and a radiation-sensitive acid generator. Patent Document 2 discloses a combination of a resin protected with a silyl group and a radiation-sensitive acid generator. In addition, many reports have been made on chemically amplified resists such as a resist (Patent Document 3) containing a resin having an acetal group and a radiation-sensitive acid generator.

特開昭59−45439号公報JP 59-45439 A 特開昭60−52845号公報JP-A-60-52845 特開平2−25850号公報JP-A-2-25850

ここで、近年では、集積回路素子構造が複雑化しており、Fin−FETに代表される立体構造トランジスタ形成等が行われている。かかる立体構造の形成に際しては、ポリシリコン等の段差のある基板上にレジストパターンがパターニングされる。この場合、露光に際して段差下部に届く光量が不足することで、当該段差下部側において露光部のレジストの溶解性が低くなり、レジストの溶け残り(以下、スカムと表記する)が発生する問題が生じる。特に、イオン注入マスク用にレジストパターンを形成する場合などでは、基板上での光の反射を防止するための下層反射防止膜を使用できないため、基板からの反射による定在波の影響も相まって上記スカムが生じやすくなってしまう。   Here, in recent years, the structure of an integrated circuit element has become complicated, and formation of a three-dimensional transistor typified by Fin-FET has been performed. In forming such a three-dimensional structure, a resist pattern is patterned on a stepped substrate such as polysilicon. In this case, since the amount of light reaching the lower part of the step is insufficient during exposure, the solubility of the resist in the exposed portion is lowered on the lower part side of the step, and there arises a problem that the resist remains undissolved (hereinafter referred to as scum). . In particular, in the case of forming a resist pattern for an ion implantation mask, the lower layer antireflection film for preventing light reflection on the substrate cannot be used. Scum tends to occur.

本発明は上記課題に対処するためになされたものであり、段差のある基板のリソグラフィ工程において、段差の下部や、レジストパターンと段差との交点部分など低露光量となる領域などでも、現像溶解速度が高くなり、よってスカムマージンに優れ、良好な形状のレジストパターンが得られる感放射線性組成物の提供を目的にする。   The present invention has been made in order to address the above-described problems. In a lithography process for a substrate having a step, even in a region where the amount of light exposure is low, such as a lower portion of the step or an intersection portion between the resist pattern and the step, development dissolution An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive composition which can increase the speed, and thus has a good scum margin and a resist pattern having a good shape.

本発明者らは、上述の目的を達成すべく鋭意検討した結果、ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位、及び酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位のうち少なくとも一方と、特定の構造を有する繰り返し単位と、を含む重合体成分を感放射線性組成物の構成成分とすることによって、上記課題を解決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 object, the present inventors have found that at least one of a repeating unit containing a hydroxystyrene structure and a repeating unit that becomes a hydroxystyrene structure by the action of an acid, and a repeating having a specific structure. The present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using a polymer component containing a unit as a constituent component of the radiation-sensitive composition, thereby completing the present invention.

本発明によれば、少なくとも一種の重合体を含む重合体成分と、感放射線性酸発生剤と、溶剤とを含む感放射線性組成物であって、前記重合体成分が有する繰り返し単位として、ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位、及び前記感放射線性酸発生剤による酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位のうち少なくとも一方と、下記一般式(1)で表される繰り返し単位、下記一般式(2)で表される繰り返し単位、及び下記一般式(3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種と、を含む感放射線性組成物が提供される。   According to the present invention, there is provided a radiation-sensitive composition comprising a polymer component containing at least one polymer, a radiation-sensitive acid generator, and a solvent. At least one of a repeating unit containing a styrene structure and a repeating unit that becomes a hydroxystyrene structure by the action of an acid by the radiation-sensitive acid generator, a repeating unit represented by the following general formula (1), There is provided a radiation-sensitive composition comprising a repeating unit represented by 2) and at least one selected from repeating units represented by the following general formula (3).

(式(1)において、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、RとRは、(i)相互に独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4のアルキル基、若しくは炭素数1〜4のフルオロアルキル基、又は(ii)相互に結合してそれぞれが結合している炭素原子を含む炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基若しくは炭素数4〜20の脂環式炭化水素の誘導体から2個の水素原子を除いた基である。Aは2価の有機基であり、Bは単結合、又は炭素数1〜20の2価の飽和脂肪族炭化水素基である。但し、R及びRのいずれかはフッ素原子若しくはフルオロアルキル基である、又はRとRとが結合して形成される上記脂環式構造を有する基がフッ素原子を有している。) In (Equation (1), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 and R 3 are independently (i) cross, a hydrogen atom, a fluorine atom, 1 to 4 carbon atoms An alkyl group, or a C 1-4 fluoroalkyl group, or (ii) a C 4-20 divalent alicyclic hydrocarbon group containing carbon atoms bonded to each other, or A group obtained by removing two hydrogen atoms from a derivative of an alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms, A is a divalent organic group, and B is a single bond or a divalent carbon atom having 1 to 20 carbon atoms. However, any one of R 2 and R 3 is a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or the above alicyclic structure formed by combining R 2 and R 3. The group which has has a fluorine atom.)

(式(2)において、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、Rは、炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、又はフッ素原子で置換された炭素数3〜10の1価の脂環式炭化水素基である。Dは単結合、又は炭素数1〜20の2価の飽和脂肪族炭化水素基である。) (In Formula (2), R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 5 is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 3 carbon atoms substituted with a fluorine atom. And a monovalent alicyclic hydrocarbon group of 10. D is a single bond or a divalent saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)

(式(3)において、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、R7a、R7b及びR7cは、相互に独立に、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4のフルオロアルキル基である。但し、R7a〜R7cのいずれか一つはフッ素原子又は炭素数1〜4のフルオロアルキル基である。) In (Equation (3), R 6 is a hydrogen atom or an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, R 7a, R 7b and R 7c independently of one another, a hydrogen atom, 1 to 4 fluorine atoms or carbon atoms Provided that any one of R 7a to R 7c is a fluorine atom or a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

本感放射線性組成物では、重合体成分中に、ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位、及び酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位の少なくとも一方を含むだけでなく、上記一般式(1)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位(a1)ともいう)、上記一般式(2)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位(a2)ともいう)、及び上記一般式(3)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位(a3)ともいう)から選ばれる少なくとも1種を含むものである。これにより、フッ素原子を有する疎水性基をレジスト表面に偏在化させることが可能となり、それに伴って、脱保護反応後の現像液に対する溶解速度が高い成分を基板表面側に積極的に偏在化させることが可能となる。よって、段差のある基板であっても、スカムマージンに優れたものとなる。   In the present radiation-sensitive composition, the polymer component not only contains at least one of a repeating unit having a hydroxystyrene structure and a repeating unit having a hydroxystyrene structure by the action of an acid, Represented by the repeating unit (hereinafter also referred to as the repeating unit (a1)), the repeating unit represented by the general formula (2) (hereinafter also referred to as the repeating unit (a2)), and the general formula (3). Containing at least one selected from repeating units (hereinafter also referred to as repeating units (a3)). As a result, hydrophobic groups having fluorine atoms can be unevenly distributed on the resist surface, and accordingly, components having a high dissolution rate in the developing solution after the deprotection reaction are positively distributed on the substrate surface side. It becomes possible. Therefore, even a substrate having a step has excellent scum margin.

前記重合体成分は、前記繰り返し単位(a1)を含むものであることが好ましい。これにより、レジスト表面側においても脱保護反応後の現像液に対する溶解速度を高めることができる。特に、前記重合体成分が有する全繰り返し単位に対して、前記繰り返し単位(a1)を0.1〜50モル%有する構成とすることで、パターン形状を好適なものとしながら、スカムマージン改善効果を好適に発揮させることが可能となる。   The polymer component preferably includes the repeating unit (a1). Thereby, the dissolution rate with respect to the developing solution after the deprotection reaction can be increased also on the resist surface side. In particular, the scum margin can be improved while making the pattern shape suitable by having 0.1 to 50 mol% of the repeating unit (a1) with respect to all repeating units of the polymer component. It becomes possible to exhibit suitably.

前記重合体成分は、前記繰り返し単位(a3)を含むものであることが好ましい。このように疎水性の高い成分を有することにより、脱保護反応後の現像液に対する溶解速度が高い成分を基板表面側に積極的に偏在化させ易くなる。よって、段差のある基板であっても、スカムマージンに優れたものとなる。特に、前記重合体成分が有する全繰り返し単位に対して、前記繰り返し単位(a3)を0.1〜30モル%有する構成とすることで、解像度を適度なものとしながら、スカムマージン改善効果を好適に発揮させることが可能となる。   The polymer component preferably includes the repeating unit (a3). By having such a component having high hydrophobicity, it becomes easy to positively unevenly distribute a component having a high dissolution rate in the developer after the deprotection reaction to the substrate surface side. Therefore, even a substrate having a step has excellent scum margin. In particular, the composition having 0.1 to 30 mol% of the repeating unit (a3) with respect to all the repeating units of the polymer component is suitable for improving the scum margin while maintaining an appropriate resolution. Can be demonstrated.

前記重合体成分は、ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位、及び前記感放射線性酸発生剤による酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位のうち少なくとも一方を含む重合体[A1]と、前記繰り返し単位(a1)、前記繰り返し単位(a2)、及び前記繰り返し単位(a3)から選ばれる少なくとも1種を含む重合体[A2](但し、重合体[A1]の組成と同一のものは除く)と、を含むことが好ましい。これにより、製造の容易化を図りつつ、上記のような優れた効果を奏する組成物を得ることが可能となる。また、レジスト被膜においてレジスト表面側と基板側とで偏在する重合体成分を相違させる上で、好都合である。   The polymer component includes a polymer [A1] containing at least one of a repeating unit having a hydroxystyrene structure and a repeating unit having a hydroxystyrene structure by the action of an acid by the radiation-sensitive acid generator, and the repeating unit. (A1), a polymer [A2] containing at least one selected from the repeating unit (a2) and the repeating unit (a3) (excluding those having the same composition as the polymer [A1]), It is preferable to contain. This makes it possible to obtain a composition that exhibits the above excellent effects while facilitating production. Moreover, it is convenient to make the polymer components unevenly distributed on the resist surface side and the substrate side different in the resist film.

このように重合体[A1]及び重合体[A2]を有する場合、重合体[A1]がフッ素原子を含有する繰り返し単位を有さないことが好ましい。これにより、重合体[A1]と重合体[A2]とでフッ素原子の含有率を明確に異ならせることが可能となり、重合体[A2]をレジスト表面側に偏在させることに伴い重合体[A1]を基板側に偏在させる上で、好適である。   Thus, when it has polymer [A1] and polymer [A2], it is preferable that polymer [A1] does not have a repeating unit containing a fluorine atom. This makes it possible to clearly vary the fluorine atom content between the polymer [A1] and the polymer [A2], and the polymer [A1] is unevenly distributed on the resist surface side. ] Is preferably unevenly distributed on the substrate side.

また、前記重合体[A2]は、ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位、及び前記感放射線性酸発生剤による酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位のうち少なくとも一方を含むことが好ましい。これにより、レジスト表面側においても脱保護反応後の現像液に対する溶解速度を高めることができる。   The polymer [A2] preferably contains at least one of a repeating unit containing a hydroxystyrene structure and a repeating unit that becomes a hydroxystyrene structure by the action of an acid by the radiation-sensitive acid generator. Thereby, the dissolution rate with respect to the developing solution after the deprotection reaction can be increased also on the resist surface side.

一方、前記重合体成分は、ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位、及び前記感放射線性酸発生剤による酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位のうち少なくとも一方と、前記繰り返し単位(a1)、前記繰り返し単位(a2)、及び前記繰り返し単位(a3)から選ばれる少なくとも1種と、を含む重合体を有していてもよい。   Meanwhile, the polymer component includes at least one of a repeating unit containing a hydroxystyrene structure, and a repeating unit that becomes a hydroxystyrene structure by the action of an acid by the radiation-sensitive acid generator, the repeating unit (a1), You may have a polymer containing a repeating unit (a2) and at least 1 sort (s) chosen from the said repeating unit (a3).

前記繰り返し単位(a1)としては下記一般式(1−1)で表されるものが好ましい。   As the repeating unit (a1), those represented by the following general formula (1-1) are preferable.

(式(1−1)において、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、R11とR12は、相互に独立に、フッ素原子又は炭素数1〜4のフルオロアルキル基である。Bは単結合、又は炭素数1〜20の2価の飽和脂肪族炭化水素基である。) (In Formula (1-1), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 11 and R 12 are each independently a fluorine atom or a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. B is a single bond or a divalent saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)

この場合、フッ素原子含有率が適度に高く、且つ脱保護反応後における現像液に対する溶解速度を高めることが可能な繰り返し単位(a1)を提供することが可能となる。   In this case, it is possible to provide a repeating unit (a1) having a reasonably high fluorine atom content and capable of increasing the dissolution rate in the developer after the deprotection reaction.

なお、本明細書において、「酸解離性基」とは、例えばヒドロキシル基、カルボキシル基等の極性官能基中の水素原子を置換する基であって、酸の存在下で解離する基をいう。   In the present specification, the “acid-dissociable group” refers to a group that substitutes a hydrogen atom in a polar functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group and dissociates in the presence of an acid.

ポリシリコンによる段差が形成されたシリコンウェハを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the silicon wafer in which the level | step difference by polysilicon was formed. 図1のシリコンウェハにレジストパターンが形成された状態の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which a resist pattern is formed on the silicon wafer of FIG. 1. ポリシリコンによる段差とレジストパターンとが直交する部分を拡大して示す模式図である。It is a schematic diagram which expands and shows the part where the level | step difference by a polysilicon and a resist pattern orthogonally cross.

本発明の感放射線性組成物は重合体[A1]を含有する。また、他の重合体成分として、重合体[A1]とは組成が異なる重合体[A2]を含有していてもよい。また、本組成物は、感放射線性酸発生剤[B]、及び溶剤[E]を含有する。また、本組成物は好適な任意成分として、酸拡散制御剤[C]及び界面活性剤[D]等を含んでいてもよい。以下、各構成成分について説明する。   The radiation sensitive composition of the present invention contains a polymer [A1]. Moreover, you may contain polymer [A2] in which a composition differs from polymer [A1] as another polymer component. Moreover, this composition contains a radiation sensitive acid generator [B] and a solvent [E]. Moreover, this composition may contain acid diffusion control agent [C], surfactant [D], etc. as a suitable arbitrary component. Hereinafter, each component will be described.

<重合体成分>
<重合体[A1]>
本発明における重合体[A1]は、ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位(HS)、及び酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位(Ac1)の少なくとも一方を含む。
<Polymer component>
<Polymer [A1]>
The polymer [A1] in the present invention contains at least one of a repeating unit (HS) having a hydroxystyrene structure and a repeating unit (Ac1) having a hydroxystyrene structure by the action of an acid.

ここで、「ヒドロキシスチレン構造」とは、ヒドロキシスチレン又はその誘導体であって、フェノール性水酸基を有する化合物の重合性不飽和結合が開裂して形成される構造のことである。   Here, the “hydroxystyrene structure” is hydroxystyrene or a derivative thereof, and is a structure formed by cleavage of a polymerizable unsaturated bond of a compound having a phenolic hydroxyl group.

<繰り返し単位(HS)>
繰り返し単位(HS)は、下記一般式(HS−1)で表される。このような繰り返し単位(HS)を有することにより、アルカリ現像液に対する親和性を向上させることができる。
<Repeating unit (HS)>
The repeating unit (HS) is represented by the following general formula (HS-1). By having such a repeating unit (HS), the affinity for an alkaline developer can be improved.

(上記式中、RH1は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、RH2は置換されていてもよい炭素数1〜12のアルキル基、アルコキシ基、若しくはアリール基である。aは1〜3の整数であり、bは0〜3の整数であり、a+bは1〜5である。bが2又は3である場合、RH2はそれぞれ独立して上記定義を有する。) (In the above formula, R H1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R H2 is an optionally substituted alkyl group, alkoxy group or aryl group having 1 to 12 carbon atoms. Is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 3, and a + b is 1 to 5. When b is 2 or 3, R H2 has the above definition independently.

上記式中におけるRH1としては、水素原子又はメチル基が好ましい。 R H1 in the above formula is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

上記式中、フェニル基に対する水酸基の結合位置は特に限定されないが、aが1である場合は、o−位、m−位、p−位のいずれでもよく、好ましくはp−位である。aが2又は3の場合、結合位置は任意である。   In the above formula, the bonding position of the hydroxyl group to the phenyl group is not particularly limited, but when a is 1, it may be o-position, m-position or p-position, preferably p-position. When a is 2 or 3, the bonding position is arbitrary.

H2の炭素数1〜12のアルキル基としては、直鎖状及び分岐状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 12 carbon atoms of R H2 may be linear or branched, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group. , 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.

H2の炭素数1〜12のアルコキシ基としては、直鎖状及び分岐状のいずれであってもよく、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−ブトキシ基等が挙げられる。 The alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms of R H2 may be linear or branched, for example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group. , 2-methylpropoxy group, 1-methylpropoxy group, t-butoxy group and the like.

H2の炭素数1〜12のアリール基としては、例えばフェニル基、ベンジル基、トリル基等が挙げられる。 The aryl group having 1 to 12 carbon atoms R H2, for example, a phenyl group, a benzyl group, a tolyl group.

H2の上記各1価の有機基は置換されていてもよく、その置換基としては、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基等を挙げることができる。また、上記置換基を1種単独で1個以上有していてもよく、複数種を各1個以上有していてもよい。 Each monovalent organic group of R H2 may be substituted. Examples of the substituent include a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), hydroxyl group, carboxyl group, nitro group, cyano group. Groups and the like. Moreover, you may have 1 or more of the said substituents individually by 1 type, and you may have 1 or more each of multiple types.

H2としては、好ましくは、メチル基、エチル基、n−ブチル基、t−ブチル基である。 R H2 is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, or a t-butyl group.

aは、好ましくは1又は2であり、より好ましくは1である。bは、好ましくは0又は1であり、製造の容易化を鑑みると、0であることがより好ましい。また、繰り返し単位(HS)として特に好ましいのは、4−ヒドロキシスチレンの重合性不飽和結合が開裂して形成される構成単位である。   a is preferably 1 or 2, more preferably 1. b is preferably 0 or 1, and more preferably 0 in view of ease of production. Particularly preferred as the repeating unit (HS) is a structural unit formed by cleavage of a polymerizable unsaturated bond of 4-hydroxystyrene.

上記重合体[A1]において、繰り返し単位(HS)の含有率は、重合体[A1]を構成する全繰り返し単位に対する上記繰り返し単位(HS)の総量が、20〜90モル%が好ましく、30〜85モル%がより好ましく、40〜80モル%が特に好ましい。このような含有率とすることにより、露光部の重合体[A1]を現像液に対して十分に溶解させることができ、レジストパターンの形状を良好なものとすることが可能となる。また、重合体[A1]は、繰り返し単位(HS)を、1種単独で又は2種以上を組み合わせて有してもよい。   In the polymer [A1], the content of the repeating unit (HS) is preferably 20 to 90 mol% in total amount of the repeating unit (HS) with respect to all the repeating units constituting the polymer [A1], 30 to 85 mol% is more preferable, and 40 to 80 mol% is particularly preferable. By setting it as such a content rate, the polymer [A1] of an exposure part can fully be dissolved with respect to a developing solution, and it becomes possible to make the shape of a resist pattern favorable. Moreover, polymer [A1] may have a repeating unit (HS) individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

<繰り返し単位(Ac1)>
繰り返し単位(Ac1)は、1種以上のフェノール性水酸基を有する繰り返し単位における当該フェノール性水酸基の水素原子を、酸の存在下で解離することができる1種以上の酸解離性基で置換した、それ自体としてはアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性の重合体を形成できる繰り返し単位である。
<Repeating unit (Ac1)>
In the repeating unit (Ac1), the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group in the repeating unit having one or more phenolic hydroxyl groups was substituted with one or more acid dissociable groups capable of dissociating in the presence of an acid. As such, it is a repeating unit capable of forming a polymer that is insoluble or hardly soluble in alkali.

繰り返し単位(Ac1)は、下記一般式(Ac−1)で表される。   The repeating unit (Ac1) is represented by the following general formula (Ac-1).

(上記式中、Ra1は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、Ra2は1価の酸解離性基であり、kは1〜3の整数である。kが2又は3の場合、Ra2はそれぞれ独立して上記定義を有する。) (In the above formula, R a1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R a2 is a monovalent acid-dissociable group, k is an integer of 1 to 3. k is 2 or 3) In this case, each R a2 independently has the above definition.)

上記式中におけるRa1としては、水素原子又はメチル基が好ましい。 R a1 in the above formula is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

上記式中におけるRa2の1価の酸解離性基としては、例えば、1−分岐アルキル基、トリオルガノシリル基、トリオルガノゲルミル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、1価の環式酸解離性基、又は下記一般式(Ac−1−1)で表される置換基を挙げることができる。 Examples of the monovalent acid dissociable group for R a2 in the above formula include a 1-branched alkyl group, a triorganosilyl group, a triorganogermyl group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, and a monovalent cyclic acid dissociable group. Or a substituent represented by the following general formula (Ac-1-1).

(上記式中、Ra21及びRa22はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、Ra23は炭素数1〜8の炭化水素基である。) (In the above formula, R a21 and R a22 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, and R a23 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.)

上記1価の酸解離性基としては、t−ブチル基、ベンジル基、1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、1−フェノキシエチル基、トリメチルシリル基、t−ブトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニルメチル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロチオフラニル基、テトラヒドロチオピラニル基等が好ましい。   Examples of the monovalent acid dissociable group include t-butyl group, benzyl group, 1-methoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-phenoxyethyl group, trimethylsilyl group, t-butoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group. A methyl group, a tetrahydrofuranyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrothiofuranyl group, a tetrahydrothiopyranyl group and the like are preferable.

繰り返し単位(Ac1)として好ましくはk=1であり、この場合、具体的には、4−t−ブトキシスチレン、4−(2−エチル−2−プロポキシ)スチレン、4−(1−エトキシ)スチレン、t−ブトキシカルボニルスチレン、又はt−ブトキシカルボニルメチレンスチレンにおける重合性不飽和結合が開裂して形成される繰り返し単位を挙げることができる。   The repeating unit (Ac1) is preferably k = 1. In this case, specifically, 4-t-butoxystyrene, 4- (2-ethyl-2-propoxy) styrene, 4- (1-ethoxy) styrene , T-butoxycarbonylstyrene, or t-butoxycarbonylmethylenestyrene, a repeating unit formed by cleavage of a polymerizable unsaturated bond.

上記重合体[A1]において、繰り返し単位(Ac1)の含有率は、重合体[A1]を構成する全繰り返し単位に対して、繰り返し単位(Ac1)の総量が、1〜40モル%であることが好ましく、5〜35モル%であることがさらに好ましく、15〜30モル%が特に好ましい。このような含有率とすることにより、露光部と未露光部とのコントラストを良好なものとすることが可能となり、レジストパターンの形状を良好なものとすることが可能となる。また、重合体[A1]は、繰り返し単位(Ac1)を、1種単独で又は2種以上を組み合わせて有してもよい。   In the polymer [A1], the content of the repeating unit (Ac1) is such that the total amount of the repeating unit (Ac1) is 1 to 40 mol% with respect to all the repeating units constituting the polymer [A1]. Is preferable, it is more preferable that it is 5-35 mol%, and 15-30 mol% is especially preferable. By setting it as such a content rate, it becomes possible to make favorable the contrast of an exposed part and an unexposed part, and it becomes possible to make the shape of a resist pattern favorable. Moreover, polymer [A1] may have a repeating unit (Ac1) individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

上記重合体[A1]は、上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)の両方を有するものであってもよい。また、上記重合体[A1]は、上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)のうち一方を有しているものであってもよい。但し、重合体[A1]が上記繰り返し単位(HS)を有する一方、上記繰り返し単位(Ac1)を有さない場合、当該重合体[A1]が上記繰り返し単位(Ac1)とは異なる、酸解離性基を有する繰り返し単位を有しているか、重合体[A1]以外の重合体が上記繰り返し単位(Ac1)又は上記繰り返し単位(Ac1)とは異なる、酸解離性基を有する繰り返し単位を有している必要がある。酸解離性基を有する他の繰り返し単位については、後に説明する。   The polymer [A1] may have both the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1). The polymer [A1] may have one of the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1). However, when the polymer [A1] has the repeating unit (HS) and does not have the repeating unit (Ac1), the polymer [A1] is different from the repeating unit (Ac1). A repeating unit having a group, or a polymer other than the polymer [A1] having a repeating unit having an acid dissociable group that is different from the repeating unit (Ac1) or the repeating unit (Ac1). Need to be. Other repeating units having an acid dissociable group will be described later.

<繰り返し単位(a1)〜(a3)>
本感放射線性組成物が重合体成分として、上記重合体[A1]のみを有する場合、上記重合体[A1]は、下記繰り返し単位(a1)〜(a3)から選ばれる少なくとも1種を含んでいる必要がある。また、本組成物が上記重合体[A1]以外に、重合体[A2]を有する場合であっても、重合体[A1]は、下記繰り返し単位(a1)〜(a3)から選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい。以下、繰り返し単位(a1)〜(a3)について説明する。
<Repeating units (a1) to (a3)>
When this radiation sensitive composition has only the said polymer [A1] as a polymer component, the said polymer [A1] contains at least 1 sort (s) chosen from the following repeating unit (a1)-(a3). Need to be. Moreover, even if this composition has a polymer [A2] in addition to the polymer [A1], the polymer [A1] is at least one selected from the following repeating units (a1) to (a3). It may contain seeds. Hereinafter, the repeating units (a1) to (a3) will be described.

<繰り返し単位(a1)>
繰り返し単位(a1)は、フッ素原子を有している。このような繰り返し単位(a1)を有することにより、重合体成分として重合体[A1]よりもアルカリ現像時におけるアルカリ溶解性が高く且つ重合体[A1]よりもフッ素原子含有率が低い他の重合体が存在する場合において、重合体[A1]がレジスト表面側に偏在化することに伴って、上記他の重合体が基板側に偏在することとなる。これにより、段差のある基板のリソグラフィ工程において、低露光量となる領域などでも、現像溶解速度を高くすることができる。また、アルカリ可溶性基も備えている。よって、レジスト表面側であっても、現像溶解速度を高くすることができる。
<Repeating unit (a1)>
The repeating unit (a1) has a fluorine atom. By having such a repeating unit (a1), the polymer component has a higher alkali solubility at the time of alkali development than the polymer [A1], and has a lower fluorine atom content than the polymer [A1]. When the coalescence exists, the other polymer is unevenly distributed on the substrate side as the polymer [A1] is unevenly distributed on the resist surface side. Thereby, in the lithography process of the stepped substrate, the developing dissolution rate can be increased even in a region where the exposure amount is low. It also has an alkali-soluble group. Therefore, the development dissolution rate can be increased even on the resist surface side.

繰り返し単位(a1)は、下記一般式(1)で表される。   The repeating unit (a1) is represented by the following general formula (1).

(上記式中、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、RとRは、(i)相互に独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4のアルキル基、若しくは炭素数1〜4のフルオロアルキル基、又は(ii)相互に結合してそれぞれが結合している炭素原子を含む炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基若しくは炭素数4〜20の脂環式炭化水素の誘導体から2個の水素原子を除いた基である。Aは2価の有機基であり、Bは単結合、又は炭素数1〜20の2価の飽和脂肪族炭化水素基である。但し、R及びRのいずれかはフッ素原子若しくはフルオロアルキル基である、又はRとRとが結合して形成される上記脂環式構造を有する基がフッ素原子を有している。) (In the above formula, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 and R 3 are independently (i) a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms. Group, or a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or (ii) a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a carbon number containing carbon atoms bonded to each other. A group obtained by removing two hydrogen atoms from a derivative of an alicyclic hydrocarbon having 4 to 20. A is a divalent organic group, and B is a single bond or a divalent saturated group having 1 to 20 carbon atoms. An aliphatic hydrocarbon group, wherein either R 2 or R 3 is a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or a group having the above alicyclic structure formed by combining R 2 and R 3 Has a fluorine atom.)

上記式中におけるRとしては、水素原子又はメチル基が好ましい。 R 1 in the above formula is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

上記式中、R及びRとして表される基のうち、上記(i)で表される炭素数1〜4のアルキル基、又は炭素数1〜4のフルオロアルキル基は、直鎖状及び分岐状のいずれであってもよい。炭素数1〜4のアルキル基として具体的には、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−ブチル基が挙げられる。また、これらの水素原子の一部又は全部をフッ素原子で置換したものが、炭素数1〜4のフルオロアルキル基の具体例として挙げられる。 Among the groups represented by R 2 and R 3 in the above formula, the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or the fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by the above (i) is linear and Any of branching may be sufficient. Specific examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, and t-butyl. Groups. Moreover, what substituted a part or all of these hydrogen atoms with the fluorine atom is mentioned as a specific example of a C1-C4 fluoroalkyl group.

上記(ii)における炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基として好ましくは、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等から2個の水素原子を除いた基が挙げられる。   Preferably, as the divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms in the above (ii), two hydrogen atoms are removed from norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclopentane, cyclohexane or the like. Groups.

また、上記(ii)における炭素数4〜20の脂環式炭化水素の誘導体として好ましくは、上記炭素数4〜20の脂環式炭化水素として列挙したものを置換したものが挙げられる。かかる置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、フッ素原子、水酸基、炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基、炭素数2〜5のシアノアルキル基等が挙げられる。これらの中でも、水酸基、カルボキシル基、ヒドロキシメチル基、シアノ基、シアノメチル基で置換した基が好ましい。また、上記置換基を1種単独で1個以上有していてもよく、複数種を各1個以上有していてもよい。   In addition, as the derivative of the alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms in the above (ii), preferred are those obtained by substituting those listed as the alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a fluorine atom, a hydroxyl group, a hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, and a cyanoalkyl having 2 to 5 carbon atoms. Groups and the like. Among these, a hydroxyl group, a carboxyl group, a hydroxymethyl group, a cyano group, and a group substituted with a cyanomethyl group are preferable. Moreover, you may have 1 or more of the said substituents individually by 1 type, and you may have 1 or more each of multiple types.

上記式中、Aで表される2価の有機基として好ましくは、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基、オキシカルボニル基が挙げられる。より好ましくは、カルボニルオキシ基である。   In the above formula, preferred examples of the divalent organic group represented by A include an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group, and an oxycarbonyl group. More preferably, it is a carbonyloxy group.

上記繰り返し単位(a1)として好ましくは、下記一般式(1−1)で表されるものである。   The repeating unit (a1) is preferably represented by the following general formula (1-1).

(上記式中、R11とR12は、相互に独立に、フッ素原子又は炭素数1〜4のフルオロアルキル基である。R及びBの定義は、上記式(1)と同じである。) (In the above formula, R 11 and R 12 are each independently a fluorine atom or a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The definitions of R 1 and B are the same as in the above formula (1). )

上記式中、R11及びR12として表される炭素数1〜4のフルオロアルキル基としては、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基、炭素数2〜4のモノパーフルオロアルキルメチル基又は炭素数3〜4のジパーフルオロアルキルメチル基が好ましく、その中でも、トリフルオロメチル基が特に好ましい。また、R11及びR12の両方がトリフルオロメチル基であるものが特に好ましい。 In the above formulas, as the fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented as R 11 and R 12, perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, mono perfluoroalkyl methyl group or C 2 to 4 carbon atoms A diperfluoroalkylmethyl group of 3 to 4 is preferable, and among them, a trifluoromethyl group is particularly preferable. Moreover, it is particularly preferable that both R 11 and R 12 are trifluoromethyl groups.

上記繰り返し単位(a1)が、上記一般式(1−1)で表される基である場合、繰り返し単位(a1)のフッ素原子含有率を高めることが可能となる。よって、上記他の重合体を基板側に偏在させ易くなる。さらにまた繰り返し単位(a1)のAが−COO−であることにより、脱保護反応後の現像液に対する溶解速度を好適に高めることが可能となる。   When the repeating unit (a1) is a group represented by the general formula (1-1), the fluorine atom content of the repeating unit (a1) can be increased. Therefore, the other polymer is easily unevenly distributed on the substrate side. Furthermore, when A of the repeating unit (a1) is —COO—, the dissolution rate in the developer after the deprotection reaction can be suitably increased.

上記式(1)及び上記式(1−1)中、Bで表される炭素数1〜20の2価の飽和脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルカンジイル基及び炭素数3〜20の2価の飽和脂環式炭化水素基のいずれであってもよい。   In said Formula (1) and said Formula (1-1), as a C1-C20 bivalent saturated aliphatic hydrocarbon group represented by B, a C1-C20 alkanediyl group and carbon number Any of 3-20 divalent saturated alicyclic hydrocarbon groups may be sufficient.

炭素数1〜20のアルカンジイル基は、直鎖状及び分岐状のいずれであってもよい。具体的には、メチレン基、エチレン基、1,3−プロピレン基若しくは1,2−プロピレン基等のプロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、インサレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基等が挙げられる。   The alkanediyl group having 1 to 20 carbon atoms may be either linear or branched. Specifically, methylene group, ethylene group, propylene group such as 1,3-propylene group or 1,2-propylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene Group, decamethylene group, undecamethylene group, dodecamethylene group, tridecamethylene group, tetradecamethylene group, pentadecamethylene group, hexadecamethylene group, heptacamethylene group, octadecamethylene group, nonacamethylene group, insalen Group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1-methyl-1,4-butylene group, 2-methyl- Examples include 1,4-butylene group.

炭素数3〜20の飽和脂環式炭化水素基には、飽和脂環式炭化水素の構造のみで構成されているものから2個の水素原子を除いた基だけでなく、飽和脂環式炭化水素と鎖状構造との組み合わせから2個の水素原子を除いた基が含まれる。   The saturated alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms includes not only a group obtained by removing two hydrogen atoms from a structure composed only of a saturated alicyclic hydrocarbon structure, but also a saturated alicyclic carbonization group. A group in which two hydrogen atoms are removed from a combination of hydrogen and a chain structure is included.

飽和脂環式炭化水素の構造のみで構成されているものから2個の水素原子を除いた基として具体的には、
1,3−シクロブチレン基等のシクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基等のシクロペンチレン基、1,3−シクロへキシレン基等のシクロへキシレン基、1,5−シクロオクチレン基等のシクロオクチレン基等の炭素数3〜10のシクロアルキレン基等の単環式炭化水素基;
1,4−ノルボルニレン基、2,5−ノルボルニレン基、2,6−ノルボルニレン基等のノルボルニレン、1,5−アダマンチレン基、2,6−アダマンチレン基等のアダマンチレン基等の架橋環式炭化水素基;
等が挙げられる。
Specifically, as a group obtained by removing two hydrogen atoms from a structure composed only of a saturated alicyclic hydrocarbon structure,
Cyclobutylene group such as 1,3-cyclobutylene group, cyclopentylene group such as 1,3-cyclopentylene group, cyclohexylene group such as 1,3-cyclohexylene group, 1,5-cyclooctylene A monocyclic hydrocarbon group such as a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms such as a cyclooctylene group such as a group;
Bridged cyclic carbonization such as 1,4-norbornylene group, 2,5-norbornylene group, 2,6-norbornylene group, etc. norbornylene, 1,5-adamantylene group, 2,6-adamantylene group, etc. A hydrogen group;
Etc.

一部に鎖状構造を含んでいるものから2個の水素原子を除いた基として具体的には、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等の単環式炭化水素、若しくはノルボルナン、アダマンタン等の架橋環式炭化水素における水素原子の一部又は全部を炭素数1〜4のアルキル基で置換したものから2個の水素原子を除いた基等が挙げられる。   Specific examples of the group in which two hydrogen atoms are removed from those partially containing a chain structure include monocyclic hydrocarbons such as cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, and cyclooctane, or norbornane, adamantane, and the like. Examples include a group in which two hydrogen atoms have been removed from one or all of the hydrogen atoms in the bridged cyclic hydrocarbon substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

上記式(1)においてAがカルボニルオキシ基である場合、又は上記式(1−1)である場合、Bとして好ましくは、2,5−ノルボルナンジイル基、2,6−ノルボルナンジイル基、又は1,2−プロパンジイル基である。   In the above formula (1), when A is a carbonyloxy group, or when it is the above formula (1-1), B is preferably a 2,5-norbornanediyl group, a 2,6-norbornanediyl group, or 1 , 2-propanediyl group.

繰り返し単位(a1)を与える単量体の好ましい具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−3−プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−5−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2−{[5−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル}エステル、(メタ)アクリル酸3−{[8−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル]テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル}エステル等が挙げられる。 Preferable specific examples of the monomer that gives the repeating unit (a1) include, for example, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-3-propyl) ester, (Meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoro) Methyl-2-hydroxy-5-pentyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester, (meth) acrylic acid 2- {[5- (1 ′, 1 ′, 1′-trifluoro-2′-trifluoromethyl-2′-hydroxy) propyl] bicyclo [2.2.1] heptyl} ester, (meta Acrylic acid 3 - {[8- (1 ', 1', 1'-trifluoro-2'-trifluoromethyl-2'-hydroxy) propyl] tetracyclo [6.2.1.1 3, 6. 0 2,7 ] dodecyl} ester and the like.

上記重合体[A1]において、繰り返し単位(a1)の含有率は、重合体[A1]を構成する全繰り返し単位に対して、繰り返し単位(a1)の総量が、0.1〜50モル%であることが好ましく、0.5〜40モル%であることがさらに好ましく、1〜20モル%が特に好ましい。重合体[A1]は、繰り返し単位(a1)を1種単独で、又は2種以上を組み合わせて有していてもよい。   In the polymer [A1], the content of the repeating unit (a1) is such that the total amount of the repeating unit (a1) is 0.1 to 50 mol% with respect to all the repeating units constituting the polymer [A1]. Preferably, it is 0.5 to 40 mol%, more preferably 1 to 20 mol%. The polymer [A1] may have a single repeating unit (a1) or a combination of two or more.

<繰り返し単位(a2)>
繰り返し単位(a2)は、フッ素原子を有する疎水性基を備えており、アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性である。このような繰り返し単位(a2)を有することにより、重合体成分として重合体[A1]よりもアルカリ現像時におけるアルカリ溶解性が高く且つ重合体[A1]よりもフッ素原子含有率が低い他の重合体が存在する場合において、重合体[A1]がレジスト表面側に偏在化することに伴って、上記他の重合体が基板側に偏在することとなる。これにより、段差のある基板のリソグラフィ工程において、低露光量となる領域などでも、現像溶解速度を高くすることができる。
<Repeating unit (a2)>
The repeating unit (a2) has a hydrophobic group having a fluorine atom and is alkali-insoluble or alkali-insoluble. By having such a repeating unit (a2), the polymer component has a higher alkali solubility at the time of alkali development than the polymer [A1], and has a lower fluorine atom content than the polymer [A1]. When the coalescence exists, the other polymer is unevenly distributed on the substrate side as the polymer [A1] is unevenly distributed on the resist surface side. Thereby, in the lithography process of the stepped substrate, the developing dissolution rate can be increased even in a region where the exposure amount is low.

繰り返し単位(a2)は、下記一般式(2)で表される。   The repeating unit (a2) is represented by the following general formula (2).

(上記式中、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、Rは、炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、又はフッ素原子で置換された炭素数3〜10の1価の脂環式炭化水素基である。Dは単結合、又は炭素数1〜20の2価の飽和脂肪族炭化水素基である。) (In the above formula, R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 5 is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 10 carbon atoms substituted with a fluorine atom. (It is a monovalent alicyclic hydrocarbon group. D is a single bond or a divalent saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)

上記式中におけるRとしては、水素原子又はメチル基が好ましい。 R 4 in the above formula is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

上記式中、Rが炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基である場合、そのアルキル基は直鎖状及び分岐状のいずれであってもよい。具体的には、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、ノナフルオロ−n−ブチル基等を挙げることができる。 In the above formula, when R 5 is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, the alkyl group may be either linear or branched. Specific examples include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoro-n-propyl group, and a nonafluoro-n-butyl group.

がフッ素原子で置換された炭素数3〜10の1価の脂環式炭化水素基である場合において、炭素数3〜10の1価の脂環式炭化水素基としては、アダマンタン骨格、ノルボルナン骨格等の有橋式骨格や、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカン骨格を有する基;これらの基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基等の炭素数1〜5の直鎖状、分岐状のアルキル基又は脂環式炭化水素基の1種又は1個以上で置換した基が挙げられる。そして、Rとしては、これら1価の脂環式炭化水素基における水素原子の一部又は全部をフッ素原子で置換したものが挙げられる。 In the case where R 5 is a C 3-10 monovalent alicyclic hydrocarbon group substituted with a fluorine atom, the C 3-10 monovalent alicyclic hydrocarbon group includes an adamantane skeleton, A group having a bridged skeleton such as a norbornane skeleton or a monocycloalkane skeleton such as cyclopentane or cyclohexane; these groups may include, for example, a carbon number such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an i-propyl group. Examples thereof include groups substituted with one or more of 1 to 5 linear or branched alkyl groups or alicyclic hydrocarbon groups. And as R < 5 >, what substituted some or all of the hydrogen atoms in these monovalent alicyclic hydrocarbon groups by the fluorine atom is mentioned.

としては、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基が好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。 R 5 is preferably a C 1-4 perfluoroalkyl group, particularly preferably a trifluoromethyl group.

上記式中、Dで表される炭素数1〜20の2価の飽和脂肪族炭化水素基の具体例としては、上記式(1)中におけるBにて説明したものと同様のものを挙げることができる。Dとして好ましくは、炭素数1〜4の直鎖状又はアルカンジイル基であり、具体的には、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、i−プロピレン基、テトラメチレン基、2−メチルプロピレン基、1−メチルプロピレン基が挙げられる。これらの内、メチレン基又はエチレン基が特に好ましい。   Specific examples of the divalent saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by D in the above formula include the same as those described for B in the above formula (1). Can do. D is preferably a linear or alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, and specifically includes a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an i-propylene group, a tetramethylene group, and 2-methylpropylene. Group, 1-methylpropylene group. Of these, a methylene group or an ethylene group is particularly preferable.

繰り返し単位(a2)を与える単量体の好ましい具体例としては、例えば、[[(トリフルオロメチル)スルホニル]アミノ]エチル−1−(メタ)アクリレート、2−[[(トリフルオロメチル)スルホニル]アミノ]エチル−1−(メタ)アクリレート、及び下記式で表される化合物等が挙げられる。   Preferable specific examples of the monomer that gives the repeating unit (a2) include, for example, [[(trifluoromethyl) sulfonyl] amino] ethyl-1- (meth) acrylate, 2-[[(trifluoromethyl) sulfonyl]. And amino] ethyl-1- (meth) acrylate, and compounds represented by the following formulas.

(各式中、Rは上記式(2)と同様である。) (In each formula, R 4 is the same as formula (2) above.)

上記重合体[A1]において、繰り返し単位(a2)の含有率は、重合体[A1]を構成する全繰り返し単位に対して、繰り返し単位(a2)の総量が、0.1〜80モル%であることが好ましく、20〜80モル%であることがさらに好ましく、30〜70モル%が特に好ましい。重合体[A1]は、繰り返し単位(a2)を1種単独で、又は2種以上を組み合わせて有していてもよい。   In the polymer [A1], the content of the repeating unit (a2) is such that the total amount of the repeating unit (a2) is 0.1 to 80 mol% with respect to all the repeating units constituting the polymer [A1]. It is preferably 20 to 80 mol%, more preferably 30 to 70 mol%. The polymer [A1] may have a single repeating unit (a2) or a combination of two or more.

<繰り返し単位(a3)>
繰り返し単位(a3)は、フッ素原子を有する疎水性基を備えており、アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性である。このような繰り返し単位(a3)を有することにより、重合体成分として重合体[A1]よりもアルカリ現像時におけるアルカリ溶解性が高く且つ重合体[A1]よりもフッ素原子含有率が低い他の重合体が存在する場合において、重合体[A1]がレジスト表面側に偏在化することに伴って、上記他の重合体が基板側に偏在することとなる。これにより、段差のある基板のリソグラフィ工程において、低露光量となる領域などでも、現像溶解速度を高くすることができる。
<Repeating unit (a3)>
The repeating unit (a3) has a hydrophobic group having a fluorine atom and is alkali-insoluble or alkali-insoluble. By having such a repeating unit (a3), the polymer component has a higher alkali solubility at the time of alkali development than the polymer [A1], and has a lower fluorine atom content than the polymer [A1]. When the coalescence exists, the other polymer is unevenly distributed on the substrate side as the polymer [A1] is unevenly distributed on the resist surface side. Thereby, in the lithography process of the stepped substrate, the developing dissolution rate can be increased even in a region where the exposure amount is low.

繰り返し単位(a3)は、下記一般式(3)で表される。   The repeating unit (a3) is represented by the following general formula (3).

(上記式中、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、R7a、R7b及びR7cは、相互に独立に、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4のフルオロアルキル基である。但し、R7a〜R7cのいずれか一つはフッ素原子又は炭素数1〜4のフルオロアルキル基である。) (In the above formula, R 6 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 7a , R 7b and R 7c are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or a fluoro having 1 to 4 carbon atoms. An alkyl group, provided that any one of R 7a to R 7c is a fluorine atom or a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

上記式中におけるRとしては、水素原子又はメチル基が好ましい。 R 6 in the above formula is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

上記式中、R7a、R7b及びR7cとして表される炭素数1〜4のフルオロアルキル基として具体的には、上記式(1−1)中におけるR11及びR12にて説明したものと同様のものを挙げることができる。 In the above formula, as the C1-C4 fluoroalkyl group represented by R 7a , R 7b and R 7c , those specifically described for R 11 and R 12 in the above formula (1-1) The same thing can be mentioned.

繰り返し単位(a3)を含む重合体をレジスト表面側に偏在化させる機能を好適に発揮させる上では、R7a、R7b及びR7cのうち少なくとも2個がフルオロアルキル基であるものが好ましい。また、疎水性を適度なものとする上では、R7a、R7b及びR7cのうち2個がフルオロアルキル基であり、1個が水素原子であるものが好ましい。また、当該フルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基が好ましく、この場合においても、疎水性を適度なものとすることが可能となる。 In order to suitably exhibit the function of unevenly distributing the polymer containing the repeating unit (a3) on the resist surface side, it is preferable that at least two of R 7a , R 7b and R 7c are fluoroalkyl groups. Moreover, in order to make hydrophobicity moderate, it is preferable that two of R 7a , R 7b and R 7c are fluoroalkyl groups and one is a hydrogen atom. Further, the fluoroalkyl group is preferably a trifluoromethyl group. In this case as well, the hydrophobicity can be made moderate.

繰り返し単位(a3)を与える単量体の好ましい具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸[2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル]エステル、(メタ)アクリル酸[2−(1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ)ブチル]エステル、(メタ)アクリル酸[3−(1,1,2,2,4,4,5,5−オクタフルオロ)ペンチル]エステル、(メタ)アクリル酸[3−(1,1,2,2,5,5,6,6−オクタフルオロ)ヘキシル]エステル等を挙げることができる。   Preferable specific examples of the monomer that gives the repeating unit (a3) include, for example, (meth) acrylic acid [2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl] ester, (meth) Acrylic acid [2- (1,1,1,4,4,4-hexafluoro) butyl] ester, (meth) acrylic acid [3- (1,1,2,2,4,4,5,5- Octafluoro) pentyl] ester, (meth) acrylic acid [3- (1,1,2,2,5,5,6,6-octafluoro) hexyl] ester, and the like.

上記重合体[A1]において、繰り返し単位(a3)の含有率は、重合体[A1]を構成する全繰り返し単位に対して、繰り返し単位(a3)の総量が、0.1〜30モル%であることが好ましく、0.1〜25モル%であることがさらに好ましく、0.1〜20モル%が特に好ましい。重合体[A1]は、繰り返し単位(a3)を1種単独で、又は2種以上を組み合わせて有していてもよい。   In the polymer [A1], the content of the repeating unit (a3) is such that the total amount of the repeating unit (a3) is 0.1 to 30 mol% with respect to all the repeating units constituting the polymer [A1]. It is preferably 0.1 to 25 mol%, more preferably 0.1 to 20 mol%. The polymer [A1] may have the repeating unit (a3) alone or in combination of two or more.

<酸解離性基を有する他の繰り返し単位>
酸解離性基を有する繰り返し単位であって、上記繰り返し単位(Ac1)とは異なる繰り返し単位としては、1種以上のカルボキシル基を有する繰り返し単位における当該カルボキシル基の水素原子を、酸の存在下で解離することができる1種以上の酸解離性基で置換した、それ自体としてはアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性の重合体を形成できる繰り返し単位を挙げることができる。
<Other repeating units having an acid dissociable group>
A repeating unit having an acid-dissociable group, which is different from the repeating unit (Ac1), includes a hydrogen atom of the carboxyl group in the repeating unit having one or more carboxyl groups in the presence of an acid. Examples of the repeating unit substituted with one or more acid-dissociable groups capable of dissociation may include a repeating unit capable of forming an alkali-insoluble or alkali-insoluble polymer.

具体的には、繰り返し単位(Ac2)と、繰り返し単位(Ac3)と、を挙げることができる。   Specifically, a repeating unit (Ac2) and a repeating unit (Ac3) can be mentioned.

<繰り返し単位(Ac2)>
繰り返し単位(Ac2)は、下記一般式(Ac−2)で表される。
<Repeating unit (Ac2)>
The repeating unit (Ac2) is represented by the following general formula (Ac-2).

(上記式中、Ra3は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、Ra4は1価の酸解離性基である。) (In the above formula, R a3 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R a4 is a monovalent acid-dissociable group.)

上記式中におけるRa3としては、水素原子又はメチル基が好ましい。 R a3 in the above formula is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

上記式中におけるRa4の1価の酸解離性基としては、上記式(Ac−1)中におけるRa4にて説明したものと同様のものを挙げることができる。 Examples of the monovalent acid dissociable group for R a4 in the above formula include the same groups as those described for R a4 in the above formula (Ac-1).

繰り返し単位(Ac2)として好ましくは、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸1−メチルアダマンチル、アクリル酸1−エチルアダマンチル、(メタ)アクリル酸1−メチルシクロペンチル、又は(メタ)アクリル酸1−エチルシクロペンチルにおける重合性不飽和結合が開裂して形成される繰り返し単位を挙げることができる。   The repeating unit (Ac2) is preferably t-butyl (meth) acrylate, 1-methyladamantyl (meth) acrylate, 1-ethyladamantyl acrylate, 1-methylcyclopentyl (meth) acrylate, or (meth) acrylic. Mention may be made of repeating units formed by cleavage of the polymerizable unsaturated bond in the acid 1-ethylcyclopentyl.

上記重合体[A1]において、繰り返し単位(Ac2)の含有率は、重合体[A1]を構成する全繰り返し単位に対して、繰り返し単位(Ac2)の総量が、0〜60モル%であることが好ましく、10〜50モル%であることがさらに好ましく、10〜30モル%が特に好ましい。また、重合体[A1]は、繰り返し単位(Ac2)を1種単独で、又は2種以上を組み合わせて有していてもよい。   In the polymer [A1], the content of the repeating unit (Ac2) is such that the total amount of the repeating unit (Ac2) is 0 to 60 mol% with respect to all the repeating units constituting the polymer [A1]. Is more preferable, and it is more preferable that it is 10-50 mol%, and 10-30 mol% is especially preferable. Moreover, polymer [A1] may have a repeating unit (Ac2) individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

<繰り返し単位(Ac3)>
繰り返し単位(Ac3)は、下記一般式(Ac−3)で表される。
<Repeating unit (Ac3)>
The repeating unit (Ac3) is represented by the following general formula (Ac-3).

(上記式中、Ra5及びRa11は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、Ra6、Ra7、Ra9及びRa10は、それぞれ独立に、アルキル基であり、Ra8は2価のアルカンジイル基である。) (In the above formula, R a5 and R a11 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R a6 , R a7 , R a9 and R a10 are each independently an alkyl group. And R a8 is a divalent alkanediyl group.)

上記式中におけるRa5及びRa11としては水素原子又はメチル基が好ましい。 R a5 and R a11 in the above formula are preferably a hydrogen atom or a methyl group.

上記式中におけるRa6、Ra7、Ra9及びRa10は、直鎖状及び分岐状のいずれであってもよい。これらのアルキル基として好ましくは、炭素数1〜4であり、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−ブチル基が挙げられる。また、これらのアルキル基としてより好ましくは、炭素数1〜2のアルキル基である。 R a6 , R a7 , R a9 and R a10 in the above formula may be either linear or branched. These alkyl groups preferably have 1 to 4 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methyl group. Examples thereof include a propyl group and a t-butyl group. Further, these alkyl groups are more preferably alkyl groups having 1 to 2 carbon atoms.

上記式中におけるRa8で表される2価のアルカンジイル基として好ましくは炭素数1〜8であり、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基が挙げられる。Ra8としてより好ましくは、炭素数2〜6である。 The divalent alkanediyl group represented by R a8 in the above formula preferably has 1 to 8 carbon atoms, and specific examples include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group. More preferably, R a8 has 2 to 6 carbon atoms.

繰り返し単位(Ac3)として好ましくは、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジアクリレート、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジメタクリレートが挙げられる。   Preferred examples of the repeating unit (Ac3) include 2,5-dimethylhexane-2,5-diacrylate and 2,5-dimethylhexane-2,5-dimethacrylate.

上記重合体[A1]において、繰り返し単位(Ac3)の含有率は、重合体[A1]を構成する全繰り返し単位に対して、繰り返し単位(Ac3)の総量が、0〜20モル%であることが好ましく、0〜15モル%であることがさらに好ましく、0〜10モル%が特に好ましい。また、重合体[A1]は、繰り返し単位(Ac3)を1種単独で、又は2種以上を組み合わせて有していてもよい。   In the polymer [A1], the content of the repeating unit (Ac3) is such that the total amount of the repeating unit (Ac3) is 0 to 20 mol% with respect to all the repeating units constituting the polymer [A1]. Is preferable, it is more preferable that it is 0-15 mol%, and 0-10 mol% is especially preferable. Moreover, polymer [A1] may have a repeating unit (Ac3) individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

<繰り返し単位(St)>
重合体[A1]は、下記一般式(St−1)で表される繰り返し単位(St)を有していてもよい。
<Repeating unit (St)>
The polymer [A1] may have a repeating unit (St) represented by the following general formula (St-1).

(上記式中、Rb1は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、Rb2はフッ素原子、又はフッ素原子を有していてもよい炭素数1〜5のアルキル基である。mは0〜5の整数であり、mが2〜5の整数である場合、上記Rb2はそれぞれ独立して上記定義を有する。) (In the above formula, R b1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R b2 is a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may have a fluorine atom. Is an integer from 0 to 5, and when m is an integer from 2 to 5, the R b2 has the above definition independently.

上記式中におけるRb1としては、水素原子又はメチル基が好ましい。 R b1 in the above formula is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

上記式中におけるRb2の炭素数1〜5のアルキル基として具体的には、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−ブチル基等が挙げられる。この場合、アルキル基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子により置換されていてもよい。 Specific examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R b2 in the above formula include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1- Examples thereof include a methylpropyl group and a t-butyl group. In this case, part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group may be substituted with fluorine atoms.

mは、0〜3の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、0が最も好ましい。   m is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1, and most preferably 0.

上記重合体[A1]において、繰り返し単位(St)の含有率は、重合体[A1]を構成する全繰り返し単位に対して、繰り返し単位(St)の総量が、0〜20モル%であることが好ましく、0〜15モル%であることがさらに好ましく、0〜10モル%が特に好ましい。重合体[A1]は、繰り返し単位(St)を1種単独で、又は2種以上を組み合わせて有していてもよい。   In the polymer [A1], the content of the repeating unit (St) is such that the total amount of the repeating unit (St) is 0 to 20 mol% with respect to all the repeating units constituting the polymer [A1]. Is preferable, it is more preferable that it is 0-15 mol%, and 0-10 mol% is especially preferable. The polymer [A1] may have a single repeating unit (St) or a combination of two or more.

<繰り返し単位(Lc)>
重合体[A1]は、下記一般式(Lc1)で表される繰り返し単位(Lc)を有していてもよい。
<Repeating unit (Lc)>
The polymer [A1] may have a repeating unit (Lc) represented by the following general formula (Lc1).

(上記式中、Rc1は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、Rc2は単結合又は2価の連結基であり、Rc3はラクトン構造を有する1価の有機基又は環状カーボネート構造を有する1価の有機基である。) (In the above formula, R c1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R c2 is a single bond or a divalent linking group, and R c3 is a monovalent organic group having a lactone structure or cyclic. (It is a monovalent organic group having a carbonate structure.)

上記式中におけるRc1としては、水素原子又はメチル基が好ましい。 R c1 in the above formula is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

上記式中における2価の連結基(Rc2)の具体例としては、例えば炭素数1〜10の2価の炭化水素基が挙げられる。当該炭化水素基は、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基、及び芳香族炭化水素基のいずれであってもよく、それらの組み合わせであってもよく、飽和及び不飽和のいずれであってもよい。また、炭素数1〜10の2価の炭化水素基は、メタンジイル基が、酸素原子、硫黄原子、−NR’−(但し、R’は水素原子又は1価の有機基である。)、カルボニル基、−CO−O−又は−CO−NH−に置換されていてもよい。 Specific examples of the divalent linking group (R c2 ) in the above formula include, for example, a C 1-10 divalent hydrocarbon group. The hydrocarbon group may be any of a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group, a combination thereof, and either saturated or unsaturated. May be. In the divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, the methanediyl group is an oxygen atom, a sulfur atom, -NR'- (where R 'is a hydrogen atom or a monovalent organic group), carbonyl. The group, -CO-O- or -CO-NH- may be substituted.

上記式中におけるRc3として表されるラクトン構造を有する1価の有機基としては下記式(Lc−1)〜(Lc−6)で表されるものを挙げることができる。 Examples of the monovalent organic group having a lactone structure represented by R c3 in the above formula include those represented by the following formulas (Lc-1) to (Lc-6).

(式(Lc−1)〜(Lc−6)中、RLc1はそれぞれ独立に酸素原子又はメタンジイル基である。RLc2は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。nLcはそれぞれ独立に0又は1である。nLcは0〜3の整数である。「*」は上記式(Lc1)中のRc2に結合する結合手を示す。また、式(Lc−1)〜(Lc−6)で表される基は置換基を有していてもよい。) (In the formulas (Lc-1) to (Lc-6), R Lc1 is independently an oxygen atom or a methanediyl group. R Lc2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. NLc 1 is each It is independently 0 or 1. nLc 2 is an integer of 0 to 3. “*” represents a bond that binds to R c2 in the above formula (Lc1), and the formulas (Lc-1) to ( The group represented by Lc-6) may have a substituent.)

上記式(Lc−1)〜(Lc−6)で表される基が有する置換基としては、上記式(HS−1)中におけるRH2が有する置換基の例を挙げることができる。 As a substituent which the group represented by the said formula (Lc-1)-(Lc-6) has, the example of the substituent which RH2 in the said formula (HS-1) has can be given.

上記式中におけるRc3として環状カーボネート構造を有する繰り返し単位としては、例えば、下記式(Lc2)で表される構造単位が挙げられる。 Examples of the repeating unit having a cyclic carbonate structure as R c3 in the above formula include a structural unit represented by the following formula (Lc2).

(上記式中、Rc1は上記式(Lc1)の定義と同じである。Rc4は、炭素数1〜30の3価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜30の3価の脂肪族環状炭化水素基、又は炭素数6〜30の3価の芳香族炭化水素基である。Rc4は、その骨格中に酸素原子、カルボニル基、−NH−を有していてもよい。また、Rc4は置換基を有していてもよい。) (In the above formula, R c1 is the same as defined in the above formula (Lc1). R c4 is a trivalent chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and a trivalent aliphatic group having 3 to 30 carbon atoms. A cyclic hydrocarbon group, or a trivalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, and R c4 may have an oxygen atom, a carbonyl group, or —NH— in its skeleton. R c4 may have a substituent.)

c4が有していてもよい置換基としては、上記式(HS−1)中におけるRH2が有する置換基の例を挙げることができる。 Examples of the substituent that R c4 may have include an example of the substituent that R H2 in the formula (HS-1) has.

上記重合体[A1]において、繰り返し単位(Lc)の含有率は、重合体[A1]を構成する全繰り返し単位に対する繰り返し単位(Lc)の総量が、0〜80モル%であることが好ましく、0〜70モル%が好ましく、0〜60モル%がさらに好ましい。重合体[A1]は、繰り返し単位(Lc)を、1種単独で又は2種以上を組み合わせて有してもよい。   In the polymer [A1], the content of the repeating unit (Lc) is preferably such that the total amount of the repeating unit (Lc) with respect to all the repeating units constituting the polymer [A1] is 0 to 80 mol%. 0 to 70 mol% is preferable, and 0 to 60 mol% is more preferable. Polymer [A1] may have a repeating unit (Lc) individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

<他の繰り返し単位(Ot)>
重合体[A1]は、他の繰り返し単位(Ot)を有していてもよい。他の繰り返し単位(Ot)としては、例えば、ビニル芳香族化合物や(メタ)アクリル酸エステル誘導体の重合性不飽和結合が開裂した単位であって、既に説明した繰り返し単位以外のものを挙げることができる。また、不飽和カルボン酸のカルボキシアルキルエステル類、不飽和アミド化合物、不飽和イミド化合物、含窒素ビニル化合物、ノルボルネン骨格を有する化合物等の重合性不飽和結合が開裂した単位を挙げることができる。
<Other repeating units (Ot)>
The polymer [A1] may have another repeating unit (Ot). Examples of the other repeating unit (Ot) include a unit in which a polymerizable unsaturated bond of a vinyl aromatic compound or a (meth) acrylic acid ester derivative is cleaved, and other than the repeating unit already described. it can. Further, there may be mentioned units in which a polymerizable unsaturated bond is cleaved, such as carboxyalkyl esters of unsaturated carboxylic acids, unsaturated amide compounds, unsaturated imide compounds, nitrogen-containing vinyl compounds, and compounds having a norbornene skeleton.

具体的には、下記一般式(Ot−1)で表される繰り返し単位(Ot1)、下記一般式(Ot−2)で表される繰り返し単位(Ot2)及び下記一般式(Ot−3)で表される繰り返し単位(Ot3)を挙げることができる。   Specifically, the repeating unit (Ot1) represented by the following general formula (Ot-1), the repeating unit (Ot2) represented by the following general formula (Ot-2), and the following general formula (Ot-3) The repeating unit (Ot3) represented can be mentioned.

(上記式(Ot−1)中、Rd1は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、Rd2及びRd3はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。上記式(Ot−2)中、Rd4は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、Rd5は水素原子、メチル基、炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基又は炭素数3〜20の1価の環状炭化水素基である。上記式(Ot−3)中、Rd6は1価の有機基であり、rは0〜2の整数である。) (In the formula (Ot-1), R d1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R d2 and R d3 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. In said formula (Ot-2), Rd4 is a hydrogen atom or a C1-C5 alkyl group, Rd5 is a hydrogen atom, a methyl group, a C1-C5 perfluoroalkyl group, or C3-C3. And a monovalent cyclic hydrocarbon group of 20. In formula (Ot-3), R d6 is a monovalent organic group, and r is an integer of 0 to 2.)

上記式(Ot−1)におけるRd1及び上記式(Ot−2)におけるRd4としては、水素原子又はメチル基が好ましい。 R d1 in the above formula (Ot-1) and R d4 in the above formula (Ot-2) are preferably a hydrogen atom or a methyl group.

上記式(Ot−1)におけるRd2及びRd3で表される炭素数1〜5のアルキル基として具体的には、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−ブチル基等が挙げられ、好ましくはメチル基である。 Specifically as a C1-C5 alkyl group represented by R < d2> and R <d3 > in said formula (Ot-1), a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl Group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like, and a methyl group is preferable.

上記式(Ot−2)におけるRd5で表される炭素数3〜20の1価の環状炭化水素基としては、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基が好ましい。具体的には、上記式(1)中のR及びRが相互に結合してそれぞれが結合している炭素原子を含む炭素数4〜20の脂環式炭化水素として挙げたものから1個の水素原子を除いた基が挙げられる。好ましくはトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基である。 The monovalent cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms represented by R d5 in the above formula (Ot-2), preferably a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. Specifically, R 2 and R 3 in the above formula (1) are bonded to each other, and from those mentioned as alicyclic hydrocarbons having 4 to 20 carbon atoms, each containing a bonded carbon atom. And groups in which one hydrogen atom is removed. A tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group is preferable.

上記式(Ot−3)におけるRd6で表される1価の有機基としては、上記式(HS−1)中におけるRH2と同様のものを挙げることができる。また、rは0が好ましい。 Examples of the monovalent organic group represented by R d6 in the above formula (Ot-3) include the same groups as those in R H2 in the above formula (HS-1). R is preferably 0.

重合体[A1]は、他の繰り返し単位(Ot)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。   The polymer [A1] may have other repeating units (Ot) singly or in combination of two or more.

重合体[A1]は、例えば、繰り返し単位(HS)に対応する重合性不飽和単量体を、場合により他の繰り返し単位を与える重合性不飽和単量体とともに、重合したのち、そのフェノール性水酸基に1種以上の1価の酸解離性基(Ra2)を導入することによって製造することができる。また、かかる製造方法以外にも、繰り返し単位(Ac1)に対応する重合性不飽和単量体と他の繰り返し単位を与える重合性不飽和単量体とを共重合することによって製造することができる。 For example, the polymer [A1] is obtained by polymerizing a polymerizable unsaturated monomer corresponding to the repeating unit (HS) together with a polymerizable unsaturated monomer that gives another repeating unit in some cases, and then phenolic. It can be produced by introducing one or more monovalent acid-dissociable groups (R a2 ) into the hydroxyl group. In addition to this production method, it can be produced by copolymerizing a polymerizable unsaturated monomer corresponding to the repeating unit (Ac1) and a polymerizable unsaturated monomer that gives another repeating unit. .

重合体[A1]として好ましくは、繰り返し単位(HS)及び繰り返し単位(Ac1)の両方を有している共重合体である。重合体[A1]として、より好ましくは、繰り返し単位(HS)及び繰り返し単位(Ac1)の両方を有するとともに、繰り返し単位(a1)〜(a3),(St),(Ac2),(Ac3),(Ot)のうち少なくとも1種を含んでいる共重合体である。この場合に、重合体[A1]が繰り返し単位(HS)及び繰り返し単位(Ac1)の両方を有するとともに、繰り返し単位(a1)及び繰り返し単位(a2)の少なくとも一方を有することにより、脱保護反応後の現像液に対する溶解速度を高めることができ、段差のある基板であっても、スカムマージンに優れたものとなる。   The polymer [A1] is preferably a copolymer having both a repeating unit (HS) and a repeating unit (Ac1). More preferably, the polymer [A1] has both the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1), and the repeating units (a1) to (a3), (St), (Ac2), (Ac3), It is a copolymer containing at least one of (Ot). In this case, the polymer [A1] has both the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1), and has at least one of the repeating unit (a1) and the repeating unit (a2). The dissolution rate with respect to the developer can be increased, and even a substrate having a step has excellent scum margin.

重合体[A1]のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」ともいう。)は、特に限定しないが、好ましくは1,000〜150,000であり、より好ましくは3,000〜100,000である。   The polystyrene-reduced weight average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mw”) of the polymer [A1] by gel permeation chromatography (GPC) is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 150,000, more preferably. Is 3,000-100,000.

また、上記重合体[A1]のGPCによるポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」ともいう。)に対するMwの比(Mw/Mn)は、通常、1〜10であり、好ましくは1〜5である。   Further, the ratio (Mw / Mn) of Mw to the number average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mn”) in terms of polystyrene by GPC of the polymer [A1] is usually 1 to 10, preferably 1 to 5. It is.

<重合体[A2]>
本感放射線性組成物は、上記重合体[A1]が上記繰り返し単位(a1)〜(a3)のいずれも含有しない場合、上記繰り返し単位(a1)〜(a3)から選ばれる少なくとも1種を有する重合体[A2]を備えている必要がある。また、上記重合体[A1]が上記繰り返し単位(a1)〜(a3)から選ばれる少なくとも1種を含んでいる場合であっても、当該重合体[A1]とは組成が異なるのであれば、上記繰り返し単位(a1)〜(a3)から選ばれる少なくとも1種を有する重合体[A2]を備えていてもよい。
<Polymer [A2]>
The present radiation-sensitive composition has at least one selected from the repeating units (a1) to (a3) when the polymer [A1] does not contain any of the repeating units (a1) to (a3). It is necessary to provide the polymer [A2]. Further, even when the polymer [A1] contains at least one selected from the repeating units (a1) to (a3), if the composition is different from the polymer [A1], You may provide the polymer [A2] which has at least 1 sort (s) chosen from the said repeating unit (a1)-(a3).

重合体[A2]は、上記繰り返し単位(a1)〜(a3)を1種単独で、又は2種以上を組み合わせて有していてもよい。この場合、重合体[A2]は、繰り返し単位(a1)〜(a3)のうち1種類の繰り返し単位を、1種単独で又は2種以上を組み合わせて有していてもよい。また、重合体[A2]は、繰り返し単位(a1)〜(a3)のうち複数種類の繰り返し単位を組み合わせるとともに、それぞれ1種単独で又は少なくとも1の繰り返し単位について2種以上を組み合わせて有していてもよい。   The polymer [A2] may have the above repeating units (a1) to (a3) singly or in combination of two or more. In this case, the polymer [A2] may have one type of repeating unit among the repeating units (a1) to (a3) singly or in combination of two or more types. In addition, the polymer [A2] has a combination of a plurality of types of repeating units among the repeating units (a1) to (a3), and each has a single type or a combination of two or more types of at least one repeating unit. May be.

重合体[A2]は、上記重合体[A1]と組成が異なるのであれば、繰り返し単位(a1)〜(a3)以外に、上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)の少なくとも一方を有していてもよく、それに加えて又は代えて、上記繰り返し単位(Ac2),(Ac3),(St),(Lc),(Ot)の中から選ばれる少なくとも1の繰り返し単位を有していてもよい。   If the composition of the polymer [A2] is different from that of the polymer [A1], in addition to the repeating units (a1) to (a3), at least one of the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1) is included. And may have, in addition to or instead of, having at least one repeating unit selected from the above repeating units (Ac2), (Ac3), (St), (Lc), (Ot). May be.

重合体[A1]とは別に重合体[A2]を備えていることにより、本感放射線性組成物により基板上にレジストを形成した場合において、レジスト表面側と基板側とで現像時における現像液に対する溶解性の差を好適に生じさせることが可能となる。例えば重合体[A2]のフッ素原子含有率を重合体[A1]よりも高くすることで、レジスト表面側に重合体[A2]が偏在することに伴って、重合体[A1]が基板側に偏在することとなる。この場合に、重合体[A1]の現像時における溶解性を重合体[A2]よりも高くしておくことで、レジスト表面側の溶解性を適度なものとしながら、低露光量となる基板側の溶解性を高めることが可能となる。   By providing the polymer [A2] separately from the polymer [A1], when a resist is formed on the substrate with the present radiation-sensitive composition, the developer at the time of development on the resist surface side and the substrate side Thus, it is possible to suitably cause a difference in solubility. For example, by making the fluorine atom content of the polymer [A2] higher than that of the polymer [A1], the polymer [A2] is unevenly distributed on the resist surface side. It will be unevenly distributed. In this case, by making the solubility of the polymer [A1] at the time of development higher than that of the polymer [A2], the solubility on the resist surface side is made moderate, and the substrate side where the exposure amount is low. It becomes possible to increase the solubility of the.

このような作用を生じさせる上では、重合体[A2]が上記繰り返し単位(a1)〜(a3)の少なくとも1種を含有していることが好ましく、又は上記繰り返し単位(a1)〜(a3)の含有率が重合体[A1]よりも重合体[A2]の方が高いことが好ましい。これらのうち、レジスト表面側と基板側とで偏在する成分を分けながら、基板側については溶解性を高める上では、重合体[A1]が繰り返し単位(a1)〜(a3)を有しておらず、重合体[A2]が繰り返し単位(a1)〜(a3)の少なくとも1種を含有している構成が好ましい。   In producing such an action, the polymer [A2] preferably contains at least one of the repeating units (a1) to (a3), or the repeating units (a1) to (a3). The content of is preferably higher in the polymer [A2] than in the polymer [A1]. Among these, the polymer [A1] does not have the repeating units (a1) to (a3) in order to enhance the solubility on the substrate side while separating the unevenly distributed components on the resist surface side and the substrate side. The structure in which the polymer [A2] contains at least one of the repeating units (a1) to (a3) is preferable.

また、上記のように重合体[A2]が繰り返し単位(a1)〜(a3)を有する構成において、重合体[A1]の現像時における溶解性を重合体[A2]よりも高くする上では、当該重合体[A1]が、上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)のうち少なくとも一方を含んでいることが好ましい。より好ましくは、重合体[A1]が、上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)を有しているものである。   Further, in the configuration in which the polymer [A2] has the repeating units (a1) to (a3) as described above, the solubility of the polymer [A1] during development is higher than that of the polymer [A2]. It is preferable that the polymer [A1] contains at least one of the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1). More preferably, the polymer [A1] has the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1).

上記のように重合体[A2]をレジスト表面側に偏在させようとする場合、重合体[A2]中におけるフッ素原子の比率であるフッ素原子含有率[質量%]は、重合体[A2]の質量に対して、質量%以上20質量%以下であるのが好ましい。より好ましくは、2質量%以上15質量%以下である。 When the polymer [A2] is unevenly distributed on the resist surface side as described above, the fluorine atom content [mass%] which is the ratio of fluorine atoms in the polymer [A2] is the ratio of the polymer [A2]. It is preferable that they are 1 mass% or more and 20 mass% or less with respect to mass. More preferably, it is 2 mass% or more and 15 mass% or less.

また、重合体[A1]との関係において重合体[A2]のフッ素原子含有率として好ましいのは、重合体[A1]がフッ素原子を含有しないのであれば、重合体[A2]のフッ素原子含有率として既に説明した具体例のとおりである。また、重合体[A1]がフッ素原子を含有するのであれば、{重合体[A2]のフッ素原子含有率/重合体[A1]のフッ素原子含有率}は、1.2以上20以下であるのが好ましい。   Further, in relation to the polymer [A1], the fluorine atom content of the polymer [A2] is preferably as long as the polymer [A1] does not contain a fluorine atom. It is as the specific example already demonstrated as a rate. Moreover, if the polymer [A1] contains a fluorine atom, {the fluorine atom content of the polymer [A2] / the fluorine atom content of the polymer [A1]} is 1.2 or more and 20 or less. Is preferred.

重合体[A2]を有することによりスカムマージンを良好なものとする上では、重合体[A2]が、繰り返し単位(a1)〜(a3)以外に、上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)の少なくとも一方を有していることが好ましい。より好ましくは、上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)の両方を有しているものである。この場合、本感放射線性組成物をKrFエキシマレーザー用のレジストとして用いる上でも好適である。また、重合体[A2]を上記のようにレジスト表面側に偏在させるという作用をさらに生じさせるのであれば、重合体[A2]が、繰り返し単位(a3)を有するとともに、上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)の少なくとも一方を有していることが好ましく、より好ましくは、上記繰り返し単位(a3)、上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)を有しているものである。   In order to improve the scum margin by including the polymer [A2], the polymer [A2] contains, in addition to the repeating units (a1) to (a3), the repeating unit (HS) and the repeating unit ( It is preferable to have at least one of Ac1). More preferably, it has both the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1). In this case, the present radiation-sensitive composition is also suitable for use as a resist for a KrF excimer laser. Further, if the effect of causing the polymer [A2] to be unevenly distributed on the resist surface side as described above is caused, the polymer [A2] has the repeating unit (a3) and the repeating unit (HS). And having at least one of the repeating unit (Ac1), more preferably having the repeating unit (a3), the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1). is there.

また、重合体[A2]を有することによりスカムマージンを良好なものとする上では、重合体[A2]が上記繰り返し単位(Ac1)を有しているのではなく、繰り返し単位(Ac2)及び繰り返し単位(Ac3)の少なくとも一方を有しているものであってもよい。この場合、重合体[A2]が上記繰り返し単位(Lc)を更に有することが好ましい。   In addition, in order to improve the scum margin by having the polymer [A2], the polymer [A2] does not have the repeating unit (Ac1) but the repeating unit (Ac2) and the repeating unit. It may have at least one of the units (Ac3). In this case, it is preferable that the polymer [A2] further has the repeating unit (Lc).

重合体[A1]及び重合体[A2]の好ましいものとして具体的には、4−ヒドロキシスチレン/4−t−ブトキシスチレン共重合体、4−ヒドロキシスチレン/4−t−ブトキシスチレン/アクリル酸(1−メチルシクロペンチル)エステル共重合体、4−ヒドロキシスチレン/4−t−ブトキシスチレン/アクリル酸(1−エチルシクロペンチル)エステル共重合体、4−ヒドロキシスチレン/4−t−ブトキシスチレン/スチレン共重合体、4−ヒドロキシスチレン/アクリル酸(t−ブチル)エステル/スチレン共重合体、4−ヒドロキシスチレン/アクリル酸(1−メチルシクロペンチル)エステル/スチレン共重合体、4−ヒドロキシスチレン/アクリル酸(1−エチルシクロペンチル)エステル/スチレン共重合体、4−ヒドロキシスチレン/4−t−ブトキシスチレン/2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジアクリレート共重合体、4−ヒドロキシスチレン/4−t−ブトキシスチレン/N,N−ジメチルメタクリルアミド共重合体、4−ヒドロキシスチレン/4−t−ブトキシスチレン/メタクリル酸[2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル]エステル共重合体、4−ヒドロキシスチレン/4−t−ブトキシスチレン/スチレン/メタクリル酸[2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル]エステル共重合体、4−ヒドロキシスチレン/4−t−ブトキシスチレン/スチレン/メタクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル共重合体、4−ヒドロキシスチレン/4−t−ブトキシスチレン/メタクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル共重合体、4−ヒドロキシスチレン/4−t−ブトキシスチレン/[[(トリフルオロメチル)スルホニル]アミノ]エチル−1−メタクリレート共重合体等を挙げることができる。   Specifically, preferred examples of the polymer [A1] and the polymer [A2] include 4-hydroxystyrene / 4-t-butoxystyrene copolymer, 4-hydroxystyrene / 4-t-butoxystyrene / acrylic acid ( 1-methylcyclopentyl) ester copolymer, 4-hydroxystyrene / 4-t-butoxystyrene / acrylic acid (1-ethylcyclopentyl) ester copolymer, 4-hydroxystyrene / 4-t-butoxystyrene / styrene copolymer 4-hydroxystyrene / acrylic acid (t-butyl) ester / styrene copolymer, 4-hydroxystyrene / acrylic acid (1-methylcyclopentyl) ester / styrene copolymer, 4-hydroxystyrene / acrylic acid (1 -Ethylcyclopentyl) ester / styrene copolymer, 4-hydride Xylstyrene / 4-t-butoxystyrene / 2,5-dimethylhexane-2,5-diacrylate copolymer, 4-hydroxystyrene / 4-t-butoxystyrene / N, N-dimethylmethacrylamide copolymer, 4 -Hydroxystyrene / 4-t-butoxystyrene / methacrylic acid [2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl] ester copolymer, 4-hydroxystyrene / 4-t-butoxystyrene / Styrene / methacrylic acid [2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl] ester copolymer, 4-hydroxystyrene / 4-tert-butoxystyrene / styrene / methacrylic acid (1, 1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester copolymer, 4-hydroxystyrene / 4-t-butoxystyrene / methacrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester copolymer, 4-hydroxystyrene / 4-t-butoxystyrene / [[(Trifluoromethyl) sulfonyl] amino] ethyl-1-methacrylate copolymer and the like.

また、重合体[A2]としては上記のもの以外にも、メタクリル酸{4−オキサ−5−オキソトリシクロ[4,2,1,03,7]ノナン−3−イル}エステル/メタクリル酸{トリシクロ[4.3.0.12,5]デカン−3−イル}エステル/アクリル酸(1−エチルシクロペンチル)エステル/メタクリル酸[2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル]エステル共重合体、メタクリル酸{4−オキサ−5−オキソトリシクロ[4,2,1,03,7]ノナン−3−イル}エステル/メタクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル/アクリル酸(1−エチルシクロペンチル)エステル共重合体、メタクリル酸{トリシクロ[4.3.0.12,5]デカン−3−イル}エステル/[[(トリフルオロメチル)スルホニル]アミノ]エチル−1−メタクリレート/アクリル酸(1−エチルシクロペンチル)エステル共重合体等を挙げることができる。 In addition to the above polymer [A2], methacrylic acid {4-oxa-5-oxotricyclo [4,2,1,03,7] nonan- 3 -yl} ester / methacrylic acid {Tricyclo [4.3.0.1 2,5 ] decan-3-yl} ester / acrylic acid (1-ethylcyclopentyl) ester / methacrylic acid [2- (1,1,1,3,3,3- Hexafluoro) propyl] ester copolymer, methacrylic acid {4-oxa-5-oxotricyclo [4,2,1,0,3,7] nonan- 3 -yl} ester / methacrylic acid (1,1,1 -Trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester / acrylic acid (1-ethylcyclopentyl) ester copolymer, methacrylic acid {tricyclo [4.3.0.1 2,5 ] And decane-3-yl} ester / [[(trifluoromethyl) sulfonyl] amino] ethyl-1-methacrylate / acrylic acid (1-ethylcyclopentyl) ester copolymer.

重合体[A2]のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」ともいう。)は、特に限定しないが、好ましくは1,000〜150,000であり、より好ましくは3,000〜100,000である。   The weight average molecular weight in terms of polystyrene (hereinafter also referred to as “Mw”) by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer [A2] is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 150,000, more preferably. Is 3,000-100,000.

また、上記重合体[A2]のGPCによるポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」ともいう。)に対するMwの比(Mw/Mn)は、通常、1〜10であり、好ましくは1〜5である。   Further, the ratio (Mw / Mn) of Mw to the number average molecular weight in terms of polystyrene (hereinafter also referred to as “Mn”) by GPC of the polymer [A2] is usually 1 to 10, preferably 1 to 5. It is.

本感放射線性組成物の重合体成分としては、重合体[A1]及び重合体[A2]のそれぞれを1種類ずつ含むものであってもよく、重合体[A1]及び重合体[A2]の両方を含みながら少なくとも一方を2種類以上含むものであってもよい。   The polymer component of the present radiation-sensitive composition may include one each of the polymer [A1] and the polymer [A2]. The polymer [A1] and the polymer [A2] Two or more of at least one may be included while including both.

ここで、重合体成分中における酸解離性基を有する繰り返し単位(Ac1)〜(Ac3)の含有率は、好ましくは5モル%以上40モル%以下であり、より好ましくは10モル%以上35モル%以下であり、15モル%以上30モル%以下であることが特に好ましい。   Here, the content of the repeating units (Ac1) to (Ac3) having an acid dissociable group in the polymer component is preferably 5 mol% or more and 40 mol% or less, more preferably 10 mol% or more and 35 mol%. % Or less, particularly preferably 15 mol% or more and 30 mol% or less.

また、酸解離性基の導入率(重合体成分中の保護されていない酸性官能基と酸解離性基との合計数に対する酸解離性基の数の割合)は、酸解離性基や該基が導入されるアルカリ可溶性樹脂の種類により一概には規定できないが、好ましくは10〜100%、更に好ましくは15〜60%である。   The rate of introduction of acid-dissociable groups (ratio of the number of acid-dissociable groups to the total number of unprotected acidic functional groups and acid-dissociable groups in the polymer component) is the acid-dissociable group and the group. However, it is preferably 10 to 100%, more preferably 15 to 60%.

重合体成分中に繰り返し単位(HS)を含む場合、その含有率は、好ましくは40モル%以上85モル%以下であり、より好ましくは50モル%以上80モル%以下であり、60モル%以上75モル%以下が特に好ましい。   When the repeating unit (HS) is contained in the polymer component, the content is preferably 40 mol% or more and 85 mol% or less, more preferably 50 mol% or more and 80 mol% or less, and 60 mol% or more. 75 mol% or less is particularly preferable.

重合体成分中に繰り返し単位(a1)を含む場合、その含有率は、好ましくは0.1モル%以上50モル%以下である。0.1モル%以上とすることにより、スカムマージン改善効果が好適に発揮され、50モル%以下とすることにより、パターン形状が好適なものとなる。繰り返し単位(a1)の含有率として、より好ましくは0.5モル%以上40モル%以下であり、1モル%以上20モル%以下が特に好ましい。   When the polymer component contains the repeating unit (a1), the content is preferably 0.1 mol% or more and 50 mol% or less. By making it 0.1 mol% or more, the effect of improving the scum margin is suitably exhibited, and by making it 50 mol% or less, the pattern shape becomes suitable. The content of the repeating unit (a1) is more preferably from 0.5 mol% to 40 mol%, and particularly preferably from 1 mol% to 20 mol%.

重合体成分中に繰り返し単位(a2)を含む場合、その含有率は、好ましくは0.1モル%以上80モル%以下である。0.1モル%以上とすることにより、スカムマージン改善効果が好適に発揮され、80モル%以下とすることにより、パターン形状が好適なものとなる。繰り返し単位(a2)の含有率として、より好ましくは20モル%以上80モル%以下であり、30モル%以上70モル%以下が特に好ましい。   When the polymer component contains the repeating unit (a2), the content is preferably 0.1 mol% or more and 80 mol% or less. By making it 0.1 mol% or more, the effect of improving the scum margin is suitably exhibited, and by making it 80 mol% or less, the pattern shape becomes suitable. The content of the repeating unit (a2) is more preferably 20 mol% or more and 80 mol% or less, and particularly preferably 30 mol% or more and 70 mol% or less.

重合体成分中に繰り返し単位(a3)を含む場合、その含有率は、好ましくは0.1モル%以上30モル%以下である。0.1モル%以上とすることにより、スカムマージン改善効果が好適に発揮され、30モル%以下とすることにより、解像度を適度なものとすることが可能となる。繰り返し単位(a3)の含有率として、より好ましくは0.1モル%以上25モル%以下であり、0.1モル%以上20モル%以下が特に好ましい。   When the polymer component contains the repeating unit (a3), the content is preferably 0.1 mol% or more and 30 mol% or less. By setting it to 0.1 mol% or more, the effect of improving the scum margin is suitably exhibited, and by setting it to 30 mol% or less, the resolution can be made moderate. The content of the repeating unit (a3) is more preferably from 0.1 mol% to 25 mol%, and particularly preferably from 0.1 mol% to 20 mol%.

<感放射線性酸発生剤[B]>
感放射線性酸発生剤[B](以下、酸発生剤[B]という)は、露光により酸を発生する成分である。酸発生剤[B]としては、非イオン性感放射線性酸発生剤が好ましい。非イオン性感放射線性酸発生剤としては、例えば、下記一般式(B−1)で表されるスルホニルオキシイミド化合物を挙げることができる。
<Radiation-sensitive acid generator [B]>
The radiation-sensitive acid generator [B] (hereinafter referred to as acid generator [B]) is a component that generates an acid upon exposure. As the acid generator [B], a nonionic radiation sensitive acid generator is preferable. As a nonionic radiation sensitive acid generator, the sulfonyloxyimide compound represented by the following general formula (B-1) can be mentioned, for example.

(上記式中、R22はアルキレン基、アリーレン基、アルコキシレン基、シクロアルキレン基、不飽和結合を有する環状骨格を含むシクロアルキレン基等の2価の基を表し、R23はハロゲン原子、シクロアルキル基で置換されていてもよいアルキル基、アルキル基、エステル結合を有する基で置換されていてもよいシクロアルキル基、ハロゲン原子またはアルキル基で置換されていてもよいアリール基を表す。) (In the above formula, R 22 represents an alkylene group, an arylene group, an alkoxylene group, a cycloalkylene group, a divalent group such as a cycloalkylene group containing a cyclic skeleton having an unsaturated bond, and R 23 represents a halogen atom, This represents an alkyl group optionally substituted with an alkyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group optionally substituted with a group having an ester bond, an aryl group optionally substituted with a halogen atom or an alkyl group.

本発明において、スルホニルオキシイミド化合物は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   In this invention, a sulfonyloxyimide compound can be used individually or in mixture of 2 or more types.

スルホニルオキシイミド化合物の具体例としては、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−トルエンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ベンゼンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−{(5−メチル−5−カルボキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)スルホニルオキシ}スクシンイミド等を挙げることができる。   Specific examples of the sulfonyloxyimide compound include N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (10-camphorsulfonyloxy) succinimide. N- (4-toluenesulfonyloxy) succinimide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (benzenesulfonyl) Oxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N-{(5-methyl-5-carboxymethylbicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) Sulfonyloxy} succinimide and the like.

他の非イオン性酸発生剤としては、スルホニルジアゾメタン化合物が好ましい。スルホニルジアゾメタン化合物としては、例えば、下記一般式(B−2)で表される化合物を挙げることができる。   As other nonionic acid generators, sulfonyldiazomethane compounds are preferred. As a sulfonyl diazomethane compound, the compound represented by the following general formula (B-2) can be mentioned, for example.

(上記式中、各R24は相互に独立にアルキル基、アリール基、ハロゲン置換アルキル基、ハロゲン置換アリール基等の1価の基を表す。) (In the above formula, each R 24 independently represents a monovalent group such as an alkyl group, an aryl group, a halogen-substituted alkyl group, or a halogen-substituted aryl group.)

スルホニルジアゾメタン化合物の具体例としては、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキサンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4―ジメチルベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−t−ブチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−クロロベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、メチルスルホニル・4−トルエンスルホニルジアゾメタン、シクロヘキサンスルホニル・4−トルエンスルホニルジアゾメタン、シクロヘキサンスルホニル・1,1−ジメチルエタンスルホニルジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエタンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1−メチルエタンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,3−ジメチル−1,5−ジオキサスピロ[5.5]ドデカン−8―スルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,4−ジオキサスピロ[4.5]デカン−7−スルホニル)ジアゾメタン等を挙げることができる。   Specific examples of the sulfonyldiazomethane compound include bis (trifluoromethanesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexanesulfonyl) diazomethane, bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (4-toluenesulfonyl) diazomethane, and bis (2,4-dimethylbenzenesulfonyl). Diazomethane, bis (4-t-butylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (4-chlorobenzenesulfonyl) diazomethane, methylsulfonyl, 4-toluenesulfonyldiazomethane, cyclohexanesulfonyl, 4-toluenesulfonyldiazomethane, cyclohexanesulfonyl, 1,1-dimethylethane Sulfonyldiazomethane, bis (1,1-dimethylethanesulfonyl) diazomethane, bis (1-methylethanesulfonyl) dia Examples include methane, bis (3,3-dimethyl-1,5-dioxaspiro [5.5] dodecane-8-sulfonyl) diazomethane, bis (1,4-dioxaspiro [4.5] decan-7-sulfonyl) diazomethane, and the like. be able to.

酸発生剤[B]として、フッ素原子で置換されてもよいベンゼンスルホン酸を発生するオニウム塩を使用できる。   As the acid generator [B], an onium salt that generates benzenesulfonic acid which may be substituted with a fluorine atom can be used.

オニウム塩化合物の具体例としては、下記一般式(B−3)又は(B−4)で表される化合物を挙げることができる。   Specific examples of the onium salt compound include compounds represented by the following general formula (B-3) or (B-4).

(上記式(B−3)中、R25及びR26は、相互に独立に、置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は置換されていてもよい炭素数6〜18のアリール基であるか、あるいは、R25及びR26が相互に結合して式中のヨウ素原子とともに環状構造を形成していてもよい。上記式(B−4)中、R27、R28、及びR29は、相互に独立に、置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は置換されていてもよい炭素数6〜18のアリール基であるか、あるいは、R27、R28、及びR29のいずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子とともに環状構造を形成しており、残りの1つが置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は置換されていてもよい炭素数6〜18のアリール基である。) (In the above formula (B-3), R 25 and R 26 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted, or may be substituted. It may be a good aryl group having 6 to 18 carbon atoms, or R 25 and R 26 may be bonded to each other to form a cyclic structure together with the iodine atom in the formula (B-4) , R 27 , R 28 , and R 29 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms that may be substituted, or 6 to 6 carbon atoms that may be substituted. 18 aryl groups, or any two of R 27 , R 28 , and R 29 are bonded to each other to form a cyclic structure with a sulfur atom in the formula, and the other one is substituted. C1-C10 linear or branched Alkyl group, or a optionally substituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms.)

上記式(B−3)及び(B−4)中、XはR−SO3 またはR−COOHを表し、R−はフッ素原子、水酸基、アルコキシル基、カルボキシル基で置換されてもよいアルキル基または芳香族誘導体を表す。 In the formula (B-3) and (B-4), X - is R-SO 3 - or R-COOH - represents, R- is a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkoxyl group, may be substituted with a carboxyl group Represents an alkyl group or an aromatic derivative.

好ましいR−SO3 としては、トリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ベンゼンスルホネート、10−カンファースルホネート、2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、パーフルオロベンゼンスルホネート、2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネートを挙げることができる。 Preferred R—SO 3 includes trifluoromethanesulfonate, nonafluoro-n-butanesulfonate, benzenesulfonate, 10-camphorsulfonate, 2-trifluoromethylbenzenesulfonate, 4-trifluoromethylbenzenesulfonate, and 2,4-difluorobenzene. Sulfonate, perfluorobenzene sulfonate, 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1-difluoroethane sulfonate, 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) ethane Mention may be made of sulfonates.

上記式(B−3)及び(B−4)に用いられるXの中で好ましいR−COOHとしては、下記式(X−1)〜式(X−8)で表される基が挙げられる。 Preferred R-COOH in - - the formula (B-3) and X used in the (B-4) as the example, a group represented by the following formula (X-1) ~ formula (X-8) It is done.

上記以外の酸発生剤としては、例えば、ジスルホニルメタン化合物、オキシムスルホネート化合物、ヒドラジンスルホネート化合物等を挙げることができる。   Examples of acid generators other than the above include disulfonylmethane compounds, oxime sulfonate compounds, hydrazine sulfonate compounds, and the like.

ジスルホニルメタン化合物としては、例えば、下記一般式(B−5)で表される化合物を挙げることができる。   As a disulfonylmethane compound, the compound represented by the following general formula (B-5) can be mentioned, for example.

(上記式において、各R30は相互に独立に直鎖状若しくは分岐状の1価の脂肪族炭化水素基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はヘテロ原子を有する他の1価の有機基を示し、V及びWは相互に独立に、アリール基、水素原子、直鎖状若しくは分岐状の1価の脂肪族炭化水素基又はヘテロ原子を有する他の1価の有機基を示し、かつV及びWの少なくとも一方がアリール基であるか、あるいはVとWが相互に連結して少なくとも1個の不飽和結合を有する炭素単環構造又は炭素多環構造を形成しているか、あるいはVとWが相互に連結して下記一般式(B−6)で表される基を形成していてもよい。 (In the above formula, each R 30 is independently a linear or branched monovalent aliphatic hydrocarbon group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, or other monovalent organic group having a hetero atom. V and W each independently represent an aryl group, a hydrogen atom, a linear or branched monovalent aliphatic hydrocarbon group, or another monovalent organic group having a hetero atom, and V And W is an aryl group, or V and W are connected to each other to form a carbon monocyclic structure or a carbon polycyclic structure having at least one unsaturated bond, or V and W May be connected to each other to form a group represented by the following general formula (B-6).

上記式において、V'及びW'は相互に独立に、かつ複数存在するV'及びW'はそれぞれ同一でも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表すか、あるいは同一の若しくは異なる炭素原子に結合したV'とW'が相互に連結して炭素単環構造を形成しており、nは2〜10の整数である。) In the above formula, V ′ and W ′ are independent of each other, and a plurality of V ′ and W ′ may be the same or different, and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a linear or branched alkyl group, a cyclo Represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, or V ′ and W ′ bonded to the same or different carbon atoms are connected to each other to form a carbon monocyclic structure, and n is an integer of 2 to 10 It is. )

上記オキシムスルホネート化合物としては、例えば、下記一般式(B−7)又は(B−8)で表される化合物を挙げることができる。   As said oxime sulfonate compound, the compound represented by the following general formula (B-7) or (B-8) can be mentioned, for example.

(上記式(B−7)及び上記式(B−8)において、各R31及び各R32は相互に独立に1価の有機基を表す。) (In the above formula (B-7) and the above formula (B-8), each R 31 and each R 32 independently represent a monovalent organic group.)

これらの他の酸発生剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   These other acid generators can be used alone or in admixture of two or more.

本発明において、酸発生剤[B]の使用量は、上記重合体成分100質量部当り、好ましくは0.1〜30質量部、更に好ましくは0.5〜25質量部である。この場合、酸発生剤[B]の使用量が0.1質量部以上であることにより、感度及び現像性が適度なものとなり、一方30質量部以下であることにより、放射線に対する透明性、パターン形状、耐熱性等が良好なものとなる。   In the present invention, the amount of the acid generator [B] used is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 25 parts by mass per 100 parts by mass of the polymer component. In this case, when the amount of the acid generator [B] used is 0.1 parts by mass or more, the sensitivity and developability become appropriate, while when it is 30 parts by mass or less, transparency to radiation, pattern Good shape, heat resistance and the like.

また、スルホニルオキシイミド化合物、スルホニルジアゾメタン化合物、およびフッ素原子で置換されていてもよいベンゼンスルホン酸を発生するオニウム塩化合物以外の酸発生剤の使用割合は、酸発生剤[B]の全量に対して、通常、30質量%以下、好ましくは10質量%以下である。   The ratio of the acid generator other than the sulfonyloxyimide compound, the sulfonyldiazomethane compound, and the onium salt compound that generates a benzenesulfonic acid optionally substituted with a fluorine atom is based on the total amount of the acid generator [B]. Usually, it is 30% by mass or less, preferably 10% by mass or less.

本発明の感放射線性組成物には、酸拡散制御剤[C]及び界面活性剤[D]を含むことができる。   The radiation-sensitive composition of the present invention can contain an acid diffusion controller [C] and a surfactant [D].

<酸拡散制御剤[C]>
酸拡散制御剤[C]は、露光により酸発生剤[B]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。
<Acid diffusion controller [C]>
The acid diffusion controller [C] is a component having an action of controlling a diffusion phenomenon in the resist film of an acid generated from the acid generator [B] by exposure and suppressing an undesirable chemical reaction in a non-exposed region.

このような酸拡散制御剤[C]を含有させることにより、得られる感放射線性組成物の貯蔵安定性が向上する。また、形成したレジスト被膜の解像度が更に向上するとともに、露光後、加熱処理を行なうまでの引き置き時間(PED)の変動に起因するレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた感放射線性組成物が得られる。   By containing such an acid diffusion controller [C], the storage stability of the resulting radiation-sensitive composition is improved. In addition, the resolution of the formed resist film is further improved, and changes in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) after exposure until heat treatment can be suppressed, thereby improving process stability. An extremely excellent radiation sensitive composition is obtained.

酸拡散制御剤[C]としては、例えば、含窒素有機化合物を挙げることができる。   Examples of the acid diffusion controller [C] include nitrogen-containing organic compounds.

含窒素有機化合物としては、例えば、下記一般式(C−1)で表される化合物(以下、「含窒素化合物(i)」という)、下記一般式(C−2)で表される同一分子内に窒素原子を2個有する化合物(以下、「含窒素化合物(ii)」という)、窒素原子を3個以上有するポリアミノ化合物や重合体(以下、これらをまとめて「含窒素化合物(iii)」という)、下記一般式(C−3)で表されるアミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing organic compound include a compound represented by the following general formula (C-1) (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (i)”), and the same molecule represented by the following general formula (C-2). A compound having two nitrogen atoms (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (ii)”), a polyamino compound or polymer having three or more nitrogen atoms (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (iii)”) And amide group-containing compounds represented by the following general formula (C-3), urea compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, and the like.

(上記式中、R33は、相互に独立に、水素原子、置換されていてもよい、直鎖状、分岐状もしくは環状アルキル基、置換されていてもよいアリール基、または置換されていてもよいアラルキル基である。) (In the above formula, R 33 s are independently of each other a hydrogen atom, an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group, an optionally substituted aryl group, or an optionally substituted group. A good aralkyl group.)

含窒素化合物(i)としては、ジ(シクロ)アルキルアミン類、トリ(シクロ)アルキルアミン類、トリアルコールアミン等の置換アルキルアミン類、アニリン類等の芳香族アミン類を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing compound (i) include substituted alkylamines such as di (cyclo) alkylamines, tri (cyclo) alkylamines and trialcoholamines, and aromatic amines such as anilines.

(上記式中、R34は、相互に独立に、水素原子、置換されていてもよい、直鎖状、分岐状若しくは環状アルキル基、置換されていてもよいアリール基、又は置換されていてもよいアラルキル基を示し、L’は単結合若しくは炭素数1〜6のアルキレン基、エーテル基、カルボニル基又はアルコキシカルボニル基を表す。) (In the above formula, R 34 s are independently of each other a hydrogen atom, an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group, an optionally substituted aryl group, or an optionally substituted group. A good aralkyl group is shown, and L ′ represents a single bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an ether group, a carbonyl group or an alkoxycarbonyl group.

含窒素化合物(iii)としては、例えば、トリアジン類、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、2−ジメチルアミノエチルアクリルアミドの重合体等を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing compound (iii) include triazines, polyethyleneimine, polyallylamine, 2-dimethylaminoethylacrylamide polymer, and the like.

アミド基含有化合物としては、例えば、下記一般式(C−3)で表される化合物を挙げることができる。   As an amide group containing compound, the compound represented by the following general formula (C-3) can be mentioned, for example.

(上記式中、R35は、相互に独立に、水素原子、置換されていてもよい、直鎖状、分岐状若しくは環状アルキル基、置換されていてもよいアリール基、又は置換されていてもよいアラルキル基を表し、R35は互いに結合し複素環式構造を形成してもよい。R36は置換基を有してもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状若しくは環状アルキル基、置換されていてもよいアリール基、又は置換されていてもよいアラルキル基を表す。) (In the above formula, R 35 s are independently of each other a hydrogen atom, an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group, an optionally substituted aryl group, or an optionally substituted group. Represents a good aralkyl group, and R 35 may be bonded to each other to form a heterocyclic structure, and R 36 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent. Represents an optionally substituted aryl group or an optionally substituted aralkyl group.)

ウレア化合物としては、例えば、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオウレア等を挙げることができる。   Examples of urea compounds include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n-butylthiourea. Etc.

含窒素複素環化合物としては、例えば、イミダゾール類、ピリジン類、ピペラジン類、ピペリジン類、トリアジン類、モルホリン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等を好適例として挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazoles, pyridines, piperazines, piperidines, triazines, and morpholines, as well as pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, and 1,4-diazabicyclo [2. 2.2] A preferred example is octane.

上記酸拡散制御剤[C]は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   The acid diffusion controller [C] can be used alone or in admixture of two or more.

酸拡散制御剤[C]の配合量は、上記重合体成分100質量部当り、通常、15質量部以下、好ましくは0.001〜10質量部、更に好ましくは0.005〜5質量部である。酸拡散制御剤[C]の配合量が15質量部以下であることにより、レジストとしての感度や露光部の現像性が好適なものとなる。また、酸拡散制御剤[C]の配合量が0.001質量部以上であることにより、レジストとしてのパターン形状や寸法忠実度が良好なものとなる。   The compounding amount of the acid diffusion controller [C] is usually 15 parts by mass or less, preferably 0.001 to 10 parts by mass, more preferably 0.005 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the polymer component. . When the blending amount of the acid diffusion controller [C] is 15 parts by mass or less, the sensitivity as a resist and the developability of the exposed part are suitable. Moreover, when the compounding quantity of acid diffusion control agent [C] is 0.001 mass part or more, the pattern shape and dimensional fidelity as a resist will become favorable.

<界面活性剤[D]>
界面活性剤[D]としては、組成物の塗布性やストリエーション、レジストとしての現像性等を改良する作用を示すものを用いることができる。
<Surfactant [D]>
As surfactant [D], what shows the effect | action which improves the applicability | paintability and striation of a composition, the developability as a resist, etc. can be used.

このような界面活性剤[D]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−オクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェノールエーテル、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を挙げることができる。また市販品としては、商品名で、例えば、エフトップEF301、同EF303、同EF352(トーケムプロダクツ社製)、メガファックス F171、同 F173(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC430、同FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC101、同SC102、同SC103、同SC104、同SC105、同SC106(旭硝子(株)製)、KP341(信越化学工業(株)製)、ポリフローNo.75、同No.95(共栄社化学(株)製)等を挙げることができる。   Examples of such surfactant [D] include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenol ether, polyoxyethylene n-nonylphenol ether, polyethylene glycol. Examples include dilaurate and polyethylene glycol distearate. As commercial products, for example, F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), Megafax F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Florard FC430, FC431 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (Asahi Glass Co., Ltd.), KP341 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Manufactured by Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.).

前記界面活性剤[D]は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   The surfactant [D] can be used alone or in admixture of two or more.

界面活性剤[D]の配合量は、上記重合体成分100質量部当り、通常、2質量部以下である。   The blending amount of the surfactant [D] is usually 2 parts by mass or less per 100 parts by mass of the polymer component.

<溶剤[E]>
本発明のポジ型感放射線性組成物は、通常、その使用に際して、全固形分の濃度が、通常、0.1〜50質量%、好ましくは1〜40質量%になるように、溶剤[E]に均一に溶解したのち、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することにより、組成物溶液として調製される。
<Solvent [E]>
The positive radiation-sensitive composition of the present invention usually has a solvent [E] such that the concentration of the total solid content is usually 0.1 to 50% by mass, preferably 1 to 40% by mass when used. ] And then, for example, by filtering with a filter having a pore size of about 0.2 μm, it is prepared as a composition solution.

組成物溶液の調製に使用される溶剤[E]としては、例えば、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、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;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、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールジ−n−ブチルエーテル等のプロピレングリコールジアルキルエーテル類;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−n−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;
乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プロピル、乳酸i−プロピル等の乳酸エステル類;ぎ酸n−アミル、ぎ酸i−アミル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸n−アミル、酢酸i−アミル、プロピオン酸i−プロピル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−ブチル等の脂肪族カルボン酸エステル類;ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、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、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、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、2−ペンタノン、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;γ−ブチロラクン等のラクトン類;
等を挙げることができる。
Examples of the solvent [E] used for preparing the composition solution include ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, and the like. Ethylene glycol monoalkyl ether acetates; propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether; propylene glycol dimethyl ether, propylene Glycol diethyl ether, propylene glycol di-n-propyl ether, propylene Propylene glycol dialkyl ethers such as glycol di-n-butyl ether; propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether acetate Alkyl ether acetates;
Lactic acid esters such as methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate, i-propyl lactate; n-amyl formate, i-amyl formate, ethyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate , Aliphatic carboxylic acid esters such as i-butyl acetate, n-amyl acetate, i-amyl acetate, i-propyl propionate, n-butyl propionate and i-butyl propionate; ethyl hydroxyacetate, 2-hydroxy- Ethyl 2-methylpropionate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, 3-ethoxypropion Ethyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate , Other esters such as 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate; toluene, xylene Aromatic hydrocarbons such as methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 2-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, cyclohexanone and the like; N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N- Amides such as methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone; Lactones such as γ-butyrolacun;
Etc.

これらの溶剤[E]は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   These solvents [E] can be used alone or in admixture of two or more.

<フォトレジストパターンの形成方法>
本発明のレジストパターンの形成方法は、(1)感放射線性組成物を用いて基板上にフォトレジスト被膜を形成する工程(以下、「工程(1)」ともいう。)と、(2)形成されたフォトレジスト被膜に、所定のパターンを有するマスクを通して放射線を照射し、露光する工程(以下、「工程(2)」ともいう。)と、(3)露光された上記レジスト被膜を現像してレジストパターンを形成する工程(以下、「工程(3)」ともいう。)と、を備える方法である。
<Method for forming photoresist pattern>
The resist pattern forming method of the present invention includes (1) a step of forming a photoresist film on a substrate using a radiation-sensitive composition (hereinafter also referred to as “step (1)”), and (2) formation. A step of irradiating the exposed photoresist film with radiation through a mask having a predetermined pattern for exposure (hereinafter also referred to as “step (2)”), and (3) developing the exposed resist film. And a step of forming a resist pattern (hereinafter also referred to as “step (3)”).

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

上記レジスト被膜を形成する基板として、その基板表面にポリシリコンによる段差が形成されているものを用いてもよい。また上記レジスト被膜の厚みは特に限定されないが、10〜5000nmであることが好ましく、10〜2000nmであることがさらに好ましい。また、プレベークの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって変わるが、30〜200℃程度であることが好ましく、より好ましくは50〜150℃である。   As the substrate on which the resist film is to be formed, a substrate having a step formed by polysilicon on the substrate surface may be used. The thickness of the resist film is not particularly limited, but is preferably 10 to 5000 nm, and more preferably 10 to 2000 nm. Moreover, although the prebaking heating conditions change with composition of a radiation sensitive resin composition, it is preferable that it is about 30-200 degreeC, More preferably, it is 50-150 degreeC.

上記工程(2)では、工程(1)で形成されたレジスト被膜に、放射線を照射し、露光する。なお、この際には、所定のパターンを有するマスクを通して放射線を照射する。   In the step (2), the resist film formed in the step (1) is irradiated with radiation and exposed. In this case, radiation is irradiated through a mask having a predetermined pattern.

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

また、露光量等の露光条件は、感放射線性組成物の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選定することができる。本発明においては、露光後に加熱処理(PEB)を行うことが好ましい。このPEBにより、樹脂成分中の酸解離性基の解離反応を円滑に進行させることができる。PEBの加熱条件は、感放射線性組成物の配合組成によって適宜調整されるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜170℃である。   Moreover, exposure conditions, such as exposure amount, can be suitably selected according to the compounding composition of a radiation sensitive composition, the kind of additive, etc. In the present invention, it is preferable to perform heat treatment (PEB) after exposure. By this PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group in the resin component can be smoothly advanced. Although the heating conditions of PEB are suitably adjusted with the compounding composition of a radiation sensitive composition, they are 30-200 degreeC normally, Preferably it is 50-170 degreeC.

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

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

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

また、上記アルカリ性水溶液からなる現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。   An appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer composed of the alkaline aqueous solution.

また、上記アルカリ性水溶液からなる現像液には、有機溶媒を添加することもできる。上記有機溶媒としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。この有機溶媒の使用量は、アルカリ性水溶液100体積部に対して、100体積部以下であることが好ましい。有機溶媒の使用量が100体積部を超える場合、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなるおそれがある。   An organic solvent can also be added to the developer composed of the alkaline aqueous solution. Examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methyl alcohol, ethyl alcohol, and n-propyl alcohol. Alcohols such as i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol and 1,4-hexanedimethylol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Examples thereof include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and i-amyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; phenol, acetonylacetone and dimethylformamide. These organic solvents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. The amount of the organic solvent used is preferably 100 parts by volume or less with respect to 100 parts by volume of the alkaline aqueous solution. When the usage-amount of an organic solvent exceeds 100 volume part, developability may fall and there exists a possibility that the image development residue of an exposure part may increase.

なお、アルカリ性水溶液からなる現像液で現像したのちは、一般に、水で洗浄して乾燥する。   In addition, after developing with the developing solution which consists of alkaline aqueous solution, generally it wash | cleans with water and dries.

ここで、基板として、上記のように基板表面にポリシリコンによる段差が形成されているものを用いる場合、露光の際、段差下部に届く光量が不足することで、ポジ型においては、露光部のレジストの溶解性が低くなり、レジストの溶け残りが発生してしまうことが懸念される。これに対して、本感放射線性組成物では、重合体成分中に、ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位(HS)及び酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位(Ac1)の少なくとも一方を含むだけでなく、上記繰り返し単位(a1)〜(a3)から選ばれる少なくとも1種を含むものである。   Here, when using a substrate having a step formed by polysilicon on the surface of the substrate as described above, the amount of light reaching the lower portion of the step is insufficient during exposure. There is a concern that the solubility of the resist becomes low and the resist remains undissolved. In contrast, in the present radiation-sensitive composition, the polymer component only contains at least one of a repeating unit (HS) containing a hydroxystyrene structure and a repeating unit (Ac1) that becomes a hydroxystyrene structure by the action of an acid. Instead, it contains at least one selected from the above repeating units (a1) to (a3).

感放射線性組成物の重合体成分に、繰り返し単位(a1)〜(a3)のいずれかを含むことにより、フッ素原子を有する疎水性基がレジスト表面に偏在化することに伴って、脱保護反応後の現像液に対する溶解速度が高い成分を基板表面側に積極的に偏在化させることが可能となる。これにより、段差のある基板であっても、スカムマージンに優れたものとなる。   By including any one of the repeating units (a1) to (a3) in the polymer component of the radiation-sensitive composition, the deprotection reaction occurs as the hydrophobic group having a fluorine atom is unevenly distributed on the resist surface. A component having a high dissolution rate in the later developing solution can be positively distributed on the substrate surface side. Thereby, even if there is a stepped substrate, the scum margin is excellent.

また、本発明においては、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば特公平6−12452号公報(特開昭59−93448号公報)等に開示されているように、使用される基板上に有機系又は無機系の反射防止膜を形成しておくこともできる。   In the present invention, in order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12452 (JP 59-93448 A) and the like, An organic or inorganic antireflection film may be formed on the substrate to be used.

但し、本レジストパターンをイオン注入マスク用として使用する場合には、当該反射防止膜は使用されない。反射防止膜を使用しない場合、露光に際して、基板からの反射による定在波の影響も相まって上記スカムがより発生し易くなる。これに対して、本感放射線性組成物を用いることで、このように反射防止膜を使用しない場合であっても、スカムの発生を好適に抑制することができる。   However, when the resist pattern is used for an ion implantation mask, the antireflection film is not used. When an antireflection film is not used, the scum is more likely to occur during exposure due to the influence of standing waves due to reflection from the substrate. On the other hand, by using the present radiation-sensitive composition, the occurrence of scum can be suitably suppressed even when the antireflection film is not used.

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。各種物性値の測定方法を以下に示す。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these examples. The measuring method of various physical property values is shown below.

<重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)>
東ソー株式会社製GPCカラム(G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶媒にテトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
<Weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn)>
Using a GPC column (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation, with a flow rate of 1.0 ml / min, tetrahydrofuran as the elution solvent, and monodisperse polystyrene as the standard at a column temperature of 40 ° C. Measured by gel permeation chromatography (GPC).

13C−NMR分析>
重合体の13C−NMR分析は、核磁気共鳴装置(日本電子株式会社製「JNM−ECX400」)を使用し、測定した。
< 13C -NMR analysis>
The 13 C-NMR analysis of the polymer was measured using a nuclear magnetic resonance apparatus (“JNM-ECX400” manufactured by JEOL Ltd.).

<共重合体の合成>
各共重合体の合成に用いた単量体を式(L−1)〜(L−13)として以下に表す。
<Synthesis of copolymer>
The monomers used for the synthesis of each copolymer are shown below as formulas (L-1) to (L-13).

<合成例1>
上記式(L−1)で表される化合物117g、上記式(L−2)で表される化合物41g、上記式(L−3)で表される化合物5g、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)6g、及びt−ドデシルメルカプタン1gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル160gに溶解したのち、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間重合した。重合後、反応溶液を大量のn−ヘキサン中に滴下して、生成重合体を凝固精製した。
<Synthesis Example 1>
117 g of the compound represented by the above formula (L-1), 41 g of the compound represented by the above formula (L-2), 5 g of the compound represented by the above formula (L-3), azobisisobutyronitrile (AIBN) ) 6 g and 1 g of t-dodecyl mercaptan were dissolved in 160 g of propylene glycol monomethyl ether, followed by polymerization for 16 hours while maintaining the reaction temperature at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere. After the polymerization, the reaction solution was dropped into a large amount of n-hexane, and the resulting polymer was coagulated and purified.

次いで、この精製重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えたのち、更にメタノール300g、トリエチルアミン80g及び水15gを加えて、沸点にて還流させながら、8時間加水分解反応を行なった。反応後、溶剤およびトリエチルアミンを減圧留去し、得られた重合体をアセトンに溶解したのち、大量の水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ過して、減圧下50℃で一晩乾燥した(94g、収率71%)。   Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added again to the purified polymer, and then 300 g of methanol, 80 g of triethylamine and 15 g of water were further added, and a hydrolysis reaction was performed for 8 hours while refluxing at the boiling point. After the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the resulting polymer was dissolved in acetone, then dripped into a large amount of water to solidify, and the resulting white powder was filtered and filtered under reduced pressure at 50 ° C. overnight. Dried (94 g, 71% yield).

得られた重合体は、Mw=16,000、Mw/Mn=1.7であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−1)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル比)は、p1/p2/p3=72/23/5であった。 The obtained polymer was Mw = 16,000 and Mw / Mn = 1.7. Further, 13 C-NMR analysis revealed that a repeating unit represented by the following formula (A-1), the content of each repeating unit (molar ratio), p1 / p2 / p3 = 72 /23 / It was 5.

<合成例2>
上記式(L−1)で表される化合物182g、上記式(L−2)で表される化合物66g、上記式(L−4)で表される化合物11g、AIBN14gおよびt−ドデシルメルカプタン11gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル240gに溶解したのち、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間重合した。重合後、反応溶液を大量のn−ヘキサン中に滴下して、生成重合体を凝固精製し、減圧下50℃で3時間乾燥した。
<Synthesis Example 2>
182 g of the compound represented by the above formula (L-1), 66 g of the compound represented by the above formula (L-2), 11 g of the compound represented by the above formula (L-4), 14 g of AIBN and 11 g of t-dodecyl mercaptan. After being dissolved in 240 g of propylene glycol monomethyl ether, polymerization was carried out for 16 hours while maintaining the reaction temperature at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere. After the polymerization, the reaction solution was dropped into a large amount of n-hexane to solidify and purify the produced polymer, and dried at 50 ° C. under reduced pressure for 3 hours.

次いで、この精製重合体190gに、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えたのち、更にメタノール300g、トリエチルアミン100gおよび水15gを加えて、沸点にて還流させながら、8時間加水分解反応を行なった。反応後、溶剤及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた重合体をアセトンに溶解したのち、大量の水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ過して、減圧下50℃で一晩乾燥した(157g、収率74%)。   Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added again to 190 g of this purified polymer, and then 300 g of methanol, 100 g of triethylamine and 15 g of water were further added, and a hydrolysis reaction was carried out for 8 hours while refluxing at the boiling point. After the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the obtained polymer was dissolved in acetone, then dropped into a large amount of water to solidify, and the resulting white powder was filtered and filtered at 50 ° C. under reduced pressure overnight. Dried (157 g, 74% yield).

得られた重合体は、Mw=27,000、Mw/Mn=2.6であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−2)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル比)は、p1/p2/p3=75/22/3であった。 The obtained polymer was Mw = 27,000 and Mw / Mn = 2.6. Moreover, it has a repeating unit represented by a following formula (A-2) as a result of < 13 > C-NMR analysis, The content rate (molar ratio) of each repeating unit is p1 / p2 / p3 = 75/22 / 3.

<合成例3>
上記式(L−1)で表される化合物117g、上記式(L−2)で表される化合物41g、及び上記式(L−3)で表される化合物5gの代わりに、上記式(L−1)で表される化合物114g、上記式(L−2)で表される化合物35g及び上記式(L−5)で表される化合物11gを用いた点以外は、上記<合成例1>と同様にして、重合体を得た(94g、収率72%)。
<Synthesis Example 3>
Instead of the compound 117g represented by the above formula (L-1), the compound 41g represented by the above formula (L-2), and the compound 5g represented by the above formula (L-3), the above formula (L <Synthesis Example 1> except that the compound 114g represented by -1), the compound 35g represented by the above formula (L-2) and the compound 11g represented by the above formula (L-5) were used. In the same manner as above, a polymer was obtained (94 g, yield 72%).

得られた重合体は、Mw=14,000、Mw/Mn=1.7であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−3)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル比)は、p1/p2/p3=70/20/10であった。 The obtained polymer was Mw = 14,000 and Mw / Mn = 1.7. Moreover, it has a repeating unit represented by a following formula (A-3) as a result of < 13 > C-NMR analysis, The content rate (molar ratio) of each repeating unit is p1 / p2 / p3 = 70/20 / 10.

<合成例4>
上記式(L−1)で表される化合物117g、上記式(L−2)で表される化合物41g、及び上記式(L−3)で表される化合物5gの代わりに、上記式(L−1)で表される化合物114g、上記式(L−2)で表される化合物44g、及び上記式(L−6)で表される化合物12gを用いた点以外は、上記<合成例1>と同様にして、重合体を得た(100g、収率71%)。
<Synthesis Example 4>
Instead of the compound 117g represented by the above formula (L-1), the compound 41g represented by the above formula (L-2), and the compound 5g represented by the above formula (L-3), the above formula (L <Synthesis Example 1> except that the compound 114g represented by -1), the compound 44g represented by the above formula (L-2), and the compound 12g represented by the above formula (L-6) were used. >, A polymer was obtained (100 g, yield 71%).

得られた重合体は、Mw=13,000、Mw/Mn=1.8であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−4)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル比)は、p1/p2/p3=70/25/5であった。 The obtained polymer was Mw = 13,000 and Mw / Mn = 1.8. Moreover, it has a repeating unit represented by a following formula (A-4) as a result of < 13 > C-NMR analysis, The content rate (molar ratio) of each repeating unit is p1 / p2 / p3 = 70/25 / It was 5.

<合成例5>
上記式(L−1)で表される化合物117g、上記式(L−2)で表される化合物41g、及び上記式(L−3)で表される化合物5gの代わりに、上記式(L−1)で表される化合物97g、上記式(L−2)で表される化合物44g、上記式(L−3)で表される化合物5g、及び上記式(L−7)で表される化合物29gを用いた点以外は、上記<合成例1>と同様にして、重合体を得た(106g、収率71%)。
<Synthesis Example 5>
Instead of the compound 117g represented by the above formula (L-1), the compound 41g represented by the above formula (L-2), and the compound 5g represented by the above formula (L-3), the above formula (L -1), the compound 97g, the compound (L-2) 44g, the compound (L-3) 5g, and the compound (L-7). A polymer was obtained in the same manner as in <Synthesis Example 1> except that Compound 29g was used (106 g, yield 71%).

得られた重合体は、Mw=13,000、Mw/Mn=1.7であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−5)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル比)は、p1/p2/p3/p4=60/25/5/10であった。 The obtained polymer was Mw = 13,000 and Mw / Mn = 1.7. Moreover, it has a repeating unit represented by a following formula (A-5) as a result of < 13 > C-NMR analysis, The content rate (molar ratio) of each repeating unit is p1 / p2 / p3 / p4 = 60 / It was 25/5/10.

<合成例6>
上記式(L−6)で表される化合物6g、上記式(L−8)で表される化合物59g、上記式(L−9)で表される化合物6g、及び上記式(L−10)で表される化合物34gを100gのイソプロパノールに溶解し、AIBN4.1gを更に投入して単量体溶液を調製した。100gのイソプロパノールを投入した500mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を滴下漏斗にて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4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、重合液を得た。この重合液を200gになるまで濃縮し、メタノール200gとn−ヘプタン1600gとともに分液漏斗に移し、十分撹拌した後に下層を分離した。ここで得た下層を濃縮し、重合体を得た(71g、収率68%)。
<Synthesis Example 6>
Compound 6g represented by formula (L-6), compound 59g represented by formula (L-8), compound 6g represented by formula (L-9), and formula (L-10) A compound solution was prepared by dissolving 34 g of the compound represented by the formula (1) in 100 g of isopropanol and further adding 4.1 g of AIBN. A 500 mL three-necked flask charged with 100 g of isopropanol was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization start time, and the polymerization reaction was carried out for 4 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water to 30 ° C. or less to obtain a polymerization solution. The polymerization liquid was concentrated to 200 g, transferred to a separatory funnel together with 200 g of methanol and 1600 g of n-heptane, and after stirring sufficiently, the lower layer was separated. The lower layer obtained here was concentrated to obtain a polymer (71 g, yield 68%).

得られた重合体は、Mw=6,900であり、Mw/Mn=1.7であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−6)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル比)は、p1/p2/p3/p4=53/5/37/5であった。 The obtained polymer was Mw = 6,900 and Mw / Mn = 1.7. Moreover, as a result of the 13 C-NMR analysis, it has a repeating unit represented by the following formula (A-6), and the content (molar ratio) of each repeating unit is p1 / p2 / p3 / p4 = 53 / 5/37/5.

<合成例7>
上記式(L−7)で表される化合物22g、上記式(L−8)で表される化合物44g、上記式(L−10)で表される化合物41gを100gのイソプロパノールに溶解し、AIBN4.7gを更に投入して単量体溶液を調製した。100gのイソプロパノールを投入した500mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を滴下漏斗にて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4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、重合液を得た。この重合液を200gになるまで濃縮し、メタノール200gとn−ヘプタン1600gとともに分液漏斗に移し、十分撹拌した後に下層を分離した。ここで得た下層を濃縮し、重合体を得た(75g、収率70%)。
<Synthesis Example 7>
22 g of the compound represented by the above formula (L-7), 44 g of the compound represented by the above formula (L-8), and 41 g of the compound represented by the above formula (L-10) were dissolved in 100 g of isopropanol, and AIBN4 0.7 g was further added to prepare a monomer solution. A 500 mL three-necked flask charged with 100 g of isopropanol was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization start time, and the polymerization reaction was carried out for 4 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water to 30 ° C. or less to obtain a polymerization solution. The polymerization liquid was concentrated to 200 g, transferred to a separatory funnel together with 200 g of methanol and 1600 g of n-heptane, and after stirring sufficiently, the lower layer was separated. The lower layer obtained here was concentrated to obtain a polymer (75 g, yield 70%).

得られた重合体は、Mw=8,100であり、Mw/Mn=1.7であり、低分子量成分の残存割合は0.04%であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−7)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル比)は、p1/p2/p3=40/15/45であった。 The obtained polymer had Mw = 8,100, Mw / Mn = 1.7, and the residual ratio of the low molecular weight component was 0.04%. Further, 13 C-NMR analysis revealed that a repeating unit represented by the following formula (A-7), the content of each repeating unit (molar ratio), p1 / p2 / p3 = 40 /15 / 45.

<合成例8>
上記式(L−11)で表される化合物71g、上記式(L−12)で表される化合物170g、及び上記式(L−13)で表される化合物5gを200gのイソプロパノールに溶解し、AIBN7.4gを更に投入して単量体溶液を調製した。100gのイソプロパノールを投入した1000mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を滴下漏斗にて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4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、重合液を得た。この重合液を200gになるまで濃縮し、メタノール200gとn−ヘプタン1600gとともに分液漏斗に移し、十分撹拌しあと下層を分離した。ここで得た下層を濃縮し、重合体を得た(165g、収率67%)。
<Synthesis Example 8>
71 g of the compound represented by the formula (L-11), 170 g of the compound represented by the formula (L-12), and 5 g of the compound represented by the formula (L-13) are dissolved in 200 g of isopropanol. A monomer solution was prepared by further adding 7.4 g of AIBN. A 1000 mL three-necked flask charged with 100 g of isopropanol was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization start time, and the polymerization reaction was carried out for 4 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water to 30 ° C. or less to obtain a polymerization solution. The polymerization solution was concentrated to 200 g, transferred to a separatory funnel with 200 g of methanol and 1600 g of n-heptane, sufficiently stirred, and the lower layer was separated. The lower layer obtained here was concentrated to obtain a polymer (165 g, yield 67%).

得られた重合体は、Mw=6,100であり、Mw/Mn=1.7であった。また、13C−NMR分析の結果、下記式(A−8)で表される繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の含有率(モル比)は、p1/p2/p3=32/65/3であった。 The obtained polymer was Mw = 6,100 and Mw / Mn = 1.7. Moreover, it has a repeating unit represented by a following formula (A-8) as a result of < 13 > C-NMR analysis, The content rate (molar ratio) of each repeating unit is p1 / p2 / p3 = 32/65 / 3.

上記合成例1〜8で合成した共重合体の組成を、表1に示す。   Table 1 shows the compositions of the copolymers synthesized in Synthesis Examples 1 to 8.

<感放射線性組成物の調整>
上記合成例にて合成した重合体(A―1)〜(A―8)以外の感放射線性組成物を構成する各成分(酸発生剤[B]、酸拡散抑制剤[C]及び溶剤[E])について以下に示す。
<Adjustment of radiation-sensitive composition>
Each component (acid generator [B], acid diffusion inhibitor [C], and solvent [other components] constituting the radiation-sensitive composition other than the polymers (A-1) to (A-8) synthesized in the above synthesis example. E]) is shown below.

酸発生剤[B]
(B−1):N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド
(B−2):N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド
(B−3):2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウム2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート
(B−4):トリフェニルスルホニウムベンゼンスルホネート
(B−5):トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート
Acid generator [B]
(B-1): N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide (B-2): N- (10-camphorsulfonyloxy) Succinimide (B-3): 2,4,6-trimethylphenyldiphenylsulfonium 2,4-difluorobenzenesulfonate (B-4): triphenylsulfoniumbenzenesulfonate (B-5): triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate

酸拡散制御剤[C]
(C−1):2−フェニルベンズイミダゾール
Acid diffusion controller [C]
(C-1): 2-phenylbenzimidazole

溶剤[E]
(E−1):乳酸エチル
(E−2):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(E−3):3−エトキシプロピオン酸エチル
Solvent [E]
(E-1): Ethyl lactate (E-2): Propylene glycol monomethyl ether acetate (E-3): Ethyl 3-ethoxypropionate

<実施例1〜8及び比較例1〜3>
下記表2(但し、部は質量に基づく。)に示す各成分を混合して均一溶液としたのち、孔径0.2μmのテフロン(登録商標)製メンブレンフィルターでろ過して、組成物溶液を調製した。
<Examples 1-8 and Comparative Examples 1-3>
The components shown in Table 2 below (where parts are based on mass) were mixed to form a uniform solution, and then filtered through a Teflon (registered trademark) membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a composition solution. did.

次いで、各組成物溶液を、上記図1のようにポリシリコンによる段差が形成されたシリコンウエハ上に回転塗布したのち、110℃で90秒間PBを行なって、膜厚0.3μmのレジスト被膜を形成した。その後、各レジスト被膜に、KrFエキシマレーザー照射装置NSR−S203B(商品名、(株)ニコン製)を用い、KrFエキシマレーザー(波長248nm)を、マスクパターンを介し露光量を変えて露光したのち、110℃で90秒間PEBを行なった。その後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を現像液として用い、23℃で60秒間現像したのち、水で30秒間洗浄し、乾燥して、レジストパターンを形成した。   Next, each composition solution is spin-coated on a silicon wafer having a step formed by polysilicon as shown in FIG. 1 and then PB is performed at 110 ° C. for 90 seconds to form a resist film having a film thickness of 0.3 μm. Formed. After that, each resist film was exposed using a KrF excimer laser irradiation apparatus NSR-S203B (trade name, manufactured by Nikon Corporation) with a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) while changing the exposure amount through the mask pattern. PEB was performed at 110 ° C. for 90 seconds. Thereafter, a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was used as a developing solution, developed at 23 ° C. for 60 seconds, washed with water for 30 seconds, and dried to form a resist pattern.

<レジスト被膜の評価>
各レジストの評価の仕方について説明する。
<Evaluation of resist film>
A method for evaluating each resist will be described.

<感度及びスカムマージン>
先ず、感度及びスカムマージンの評価の仕方について、図1〜図3を参照しながら説明する。
<Sensitivity and scum margin>
First, how to evaluate sensitivity and scum margin will be described with reference to FIGS.

図1はポリシリコンによる段差が形成されたシリコンウェハを示す模式図であり、図2は図1のシリコンウェハにレジストパターンが形成された状態を示す模式図であり、図3はポリシリコンによる段差とレジストパターンとが直交する部分を拡大して示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a silicon wafer having a step formed by polysilicon, FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which a resist pattern is formed on the silicon wafer of FIG. 1, and FIG. 3 is a step by polysilicon. It is a schematic diagram which expands and shows the part which and a resist pattern orthogonally cross.

図1に示すように、シリコン基板1上に高さ100nmおよび線幅90nmで、スペース180nmのポリシリコンの段差2を作成したウェハを準備した。このウェハ上に、図2に示すように、ポリシリコンの段差2と直交するレジストパターン3の線幅180nm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(mJ/cm)とした。なお、当該感度は、15〜40(mJ/cm)が好ましい。 As shown in FIG. 1, a wafer was prepared on a silicon substrate 1 having a height difference of 100 nm, a line width of 90 nm, and a polysilicon step 2 having a space of 180 nm. As shown in FIG. 2, the optimum exposure amount for forming a 180 nm line-and-space pattern (1L1S) of the resist pattern 3 perpendicular to the polysilicon step 2 on this wafer has a one-to-one line width. It was set as the exposure amount, and this optimum exposure amount was defined as sensitivity (mJ / cm 2 ). The sensitivity is preferably 15 to 40 (mJ / cm 2 ).

図2に示した最適露光量で露光したときのレジストパターンの拡大図を図3に示す。レジストパターン3と段差2が交差する部位付近の露光部に生ずるスカム4のレジストパターンとスカム端の幅t(nm)を測定した。   An enlarged view of the resist pattern when exposed at the optimum exposure amount shown in FIG. 2 is shown in FIG. The resist pattern of the scum 4 generated in the exposed portion near the portion where the resist pattern 3 and the step 2 intersect and the width t (nm) of the scum end were measured.

<形状>
レジストパターンをCD(Critical Dimension)−走査型電子顕微鏡S−9220(商品名、(株)日立ハイテクノロジース製)で観察し、最適露光量で露光したときのレジストパターンのラインパターンのホワイトエッジ(エッジの欠け)が5nm以下であれば良好、5nmをこえる場合は不良と定義した。
<Shape>
The resist pattern was observed with a CD (Critical Dimension) -scanning electron microscope S-9220 (trade name, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and the white edge of the line pattern of the resist pattern when exposed at the optimum exposure amount ( When the chipped edge) was 5 nm or less, it was defined as good, and when it exceeded 5 nm, it was defined as defective.

各実施例1〜8及び比較例1〜3の評価結果を、各組成とともに下記表2に示す。   The evaluation results of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 2 below together with the compositions.

先ず、感度については、表2に示すように、実施例1〜8及び比較例1〜3のいずれにおいても、20〜40(mJ/cm)の範囲に含まれており、良好な感度を示した。 First, as shown in Table 2, the sensitivity is included in the range of 20 to 40 (mJ / cm 2 ) in any of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3, and good sensitivity is obtained. Indicated.

次に、スカムを比較すると、比較例1及び比較例2については、それぞれ15nm及び19nmであったのに対して、実施例1〜8は10nm未満であった。このことから、本組成物を用いて形成されたレジスト被膜は、ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位(HS)、及び酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位(Ac1)を含むとともに、上記繰り返し単位(a1)〜(a3)から選ばれる少なくとも1種を含んでいることにより、基板側においても十分な現像液溶解性を示すことが分かった。   Next, when comparing the scum, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were 15 nm and 19 nm, respectively, while Examples 1 to 8 were less than 10 nm. From this, the resist film formed using this composition contains a repeating unit (HS) having a hydroxystyrene structure and a repeating unit (Ac1) that becomes a hydroxystyrene structure by the action of an acid, and the above repeating unit. It has been found that by containing at least one selected from (a1) to (a3), sufficient developer solubility is exhibited even on the substrate side.

特に、上記繰り返し単位(a3)を有する重合体を、当該繰り返し単位(a3)を有していない重合体とは別に備えた実施例1、実施例3、実施例6及び実施例7では、スカムの発生を好適に抑制できた。これにより、上記繰り返し単位(a3)を有する重合体を複数の重合体の一部として備えることがスカムの発生を抑制する上で好ましいことが示唆された。   In particular, in Example 1, Example 3, Example 6 and Example 7 in which the polymer having the repeating unit (a3) is provided separately from the polymer not having the repeating unit (a3), the scum Can be suitably suppressed. Thereby, it was suggested that it is preferable in order to suppress generation | occurrence | production of a scum to provide the polymer which has the said repeating unit (a3) as some polymer.

また、上記繰り返し単位(a3)を有する重合体が、さらに上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)を有している実施例3、実施例6及び実施例7では、スカムが存在しなかった。これにより、上記繰り返し単位(a3)が上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)とともに共重合された重合体を含むものがスカムの発生を抑制する上で特に好ましいことが示唆された。   In Examples 3, 6 and 7 in which the polymer having the repeating unit (a3) further has the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1), scum is present. There wasn't. This suggested that the repeating unit (a3) containing a polymer copolymerized with the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1) is particularly preferable for suppressing the occurrence of scum.

さらにまた、上記繰り返し単位(a3)、上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)を有する重合体とは別に、上記繰り返し単位(HS)、上記繰り返し単位(Ac1)及び上記繰り返し単位(a1)を有する重合体を備えた実施例7では、感度が好ましい範囲である15〜40の中間付近である28(mJ/cm)となることが分かった。これにより、このような繰り返し単位の組み合わせを有する各重合体を備えることで、スカムの発生を好適に抑制できるだけでなく、感度も特に好ましい値となることが示唆された。 Furthermore, apart from the polymer having the repeating unit (a3), the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1), the repeating unit (HS), the repeating unit (Ac1) and the repeating unit (a1) In Example 7 provided with a polymer having), it was found that the sensitivity was 28 (mJ / cm 2 ), which is around the middle of 15 to 40, which is a preferable range. Thus, it was suggested that by providing each polymer having such a combination of repeating units, not only the occurrence of scum can be suitably suppressed, but also the sensitivity becomes a particularly preferable value.

形状については、スカムの発生が好適に抑制された比較例3は、「不良」であったのに対して、実施例1〜8はいずれも「良好」であった。このことから、重合体成分中に、上記繰り返し単位(HS)及び上記繰り返し単位(Ac1)を有することで、レジストパターンの形状が良好なものとなることが分かった。   Regarding the shape, Comparative Example 3 in which the occurrence of scum was suitably suppressed was “bad”, whereas Examples 1 to 8 were all “good”. From this, it was found that the resist pattern has a good shape by having the repeating unit (HS) and the repeating unit (Ac1) in the polymer component.

1…シリコン基板、2…段差、3…レジストパターン、4…スカム、t…レジストパターン端とスカム端の幅。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate, 2 ... Level difference, 3 ... Resist pattern, 4 ... Scum, t ... Width of resist pattern edge and scum edge.

Claims (10)

少なくとも一種の重合体を含む重合体成分と、感放射線性酸発生剤と、溶剤とを含む感放射線性組成物であって、
前記重合体成分が有する繰り返し単位として、
ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位、及び前記感放射線性酸発生剤による酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位のうち少なくとも一方と、
下記一般式(1)で表される繰り返し単位、下記一般式(2)で表される繰り返し単位、及び下記一般式(3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種と、
を含むことを特徴とする感放射線性組成物。
(式(1)において、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、RとRは、(i)相互に独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4のアルキル基、若しくは炭素数1〜4のフルオロアルキル基、又は(ii)相互に結合してそれぞれが結合している炭素原子を含む炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基若しくは炭素数4〜20の脂環式炭化水素の誘導体から2個の水素原子を除いた基である。Aは2価の有機基であり、Bは単結合、又は炭素数1〜20の2価の飽和脂肪族炭化水素基である。但し、R及びRのいずれかはフッ素原子若しくはフルオロアルキル基である、又はRとRとが結合して形成される上記脂環式構造を有する基がフッ素原子を有している。)
(式(2)において、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、Rは、炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、又はフッ素原子で置換された炭素数3〜10の1価の脂環式炭化水素基である。Dは単結合、又は炭素数1〜20の2価の飽和脂肪族炭化水素基である。)
(式(3)において、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、R7a、R7b及びR7cは、相互に独立に、水素原子、フッ素原子又は炭素数1〜4のフルオロアルキル基である。但し、R7a〜R7cのいずれか一つはフッ素原子又は炭素数1〜4のフルオロアルキル基である。)
A radiation-sensitive composition comprising a polymer component comprising at least one polymer, a radiation-sensitive acid generator, and a solvent,
As the repeating unit of the polymer component,
At least one of a repeating unit containing a hydroxystyrene structure, and a repeating unit that becomes a hydroxystyrene structure by the action of an acid by the radiation-sensitive acid generator;
At least one selected from a repeating unit represented by the following general formula (1), a repeating unit represented by the following general formula (2), and a repeating unit represented by the following general formula (3);
A radiation-sensitive composition comprising:
In (Equation (1), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 and R 3 are independently (i) cross, a hydrogen atom, a fluorine atom, 1 to 4 carbon atoms An alkyl group, or a C 1-4 fluoroalkyl group, or (ii) a C 4-20 divalent alicyclic hydrocarbon group containing carbon atoms bonded to each other, or A group obtained by removing two hydrogen atoms from a derivative of an alicyclic hydrocarbon having 4 to 20 carbon atoms, A is a divalent organic group, and B is a single bond or a divalent carbon atom having 1 to 20 carbon atoms. However, any one of R 2 and R 3 is a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or the above alicyclic structure formed by combining R 2 and R 3. The group which has has a fluorine atom.)
(In Formula (2), R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 5 is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 3 carbon atoms substituted with a fluorine atom. And a monovalent alicyclic hydrocarbon group of 10. D is a single bond or a divalent saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)
In (Equation (3), R 6 is a hydrogen atom or an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, R 7a, R 7b and R 7c independently of one another, a hydrogen atom, 1 to 4 fluorine atoms or carbon atoms Provided that any one of R 7a to R 7c is a fluorine atom or a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
前記重合体成分は、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を含むものであることを特徴とする請求項1に記載の感放射線性組成物。   The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the polymer component includes a repeating unit represented by the general formula (1). 前記重合体成分が有する全繰り返し単位に対して、前記一般式(1)で表される繰り返し単位を0.1〜50モル%有することを特徴とする請求項2に記載の感放射線性組成物。   The radiation-sensitive composition according to claim 2, comprising 0.1 to 50 mol% of the repeating unit represented by the general formula (1) with respect to all repeating units of the polymer component. . 前記重合体成分は、前記一般式(3)で表される繰り返し単位を含むものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1に記載の感放射線性組成物。   The radiation sensitive composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer component includes a repeating unit represented by the general formula (3). 前記重合体成分が有する全繰り返し単位に対して、前記一般式(3)で表される繰り返し単位を0.1〜30モル%有することを特徴とする請求項4に記載の感放射線性組成物。   5. The radiation-sensitive composition according to claim 4, comprising 0.1 to 30 mol% of the repeating unit represented by the general formula (3) with respect to all repeating units of the polymer component. . 前記重合体成分は、
ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位、及び前記感放射線性酸発生剤による酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位のうち少なくとも一方を含む重合体[A1]と、
前記一般式(1)で表される繰り返し単位、前記一般式(2)で表される繰り返し単位、及び前記一般式(3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種を含む重合体[A2](但し、重合体[A1]の組成と同一のものは除く)と、
を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
The polymer component is
A polymer [A1] containing at least one of a repeating unit having a hydroxystyrene structure and a repeating unit having a hydroxystyrene structure by the action of an acid by the radiation-sensitive acid generator;
The polymer containing at least 1 sort (s) chosen from the repeating unit represented by the said General formula (1), the repeating unit represented by the said General formula (2), and the repeating unit represented by the said General formula (3) [ A2] (except for the same composition as the polymer [A1]),
The radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 5, comprising:
前記重合体[A1]がフッ素原子を含有する繰り返し単位を有さないことを特徴とする請求項6に記載の感放射線性組成物。   The radiation-sensitive composition according to claim 6, wherein the polymer [A1] does not have a repeating unit containing a fluorine atom. 前記重合体[A2]は、ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位、及び前記感放射線性酸発生剤による酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位のうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項7に記載の感放射線性組成物。   8. The polymer [A2] contains at least one of a repeating unit containing a hydroxystyrene structure and a repeating unit that becomes a hydroxystyrene structure by the action of an acid by the radiation-sensitive acid generator. The radiation-sensitive composition as described in 1. 前記重合体成分は、
ヒドロキシスチレン構造を含む繰り返し単位、及び前記感放射線性酸発生剤による酸の作用によりヒドロキシスチレン構造となる繰り返し単位のうち少なくとも一方と、
前記一般式(1)で表される繰り返し単位、前記一般式(2)で表される繰り返し単位、及び前記一般式(3)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1種と、
を含む重合体を有していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
The polymer component is
At least one of a repeating unit containing a hydroxystyrene structure, and a repeating unit that becomes a hydroxystyrene structure by the action of an acid by the radiation-sensitive acid generator;
At least one selected from the repeating unit represented by the general formula (1), the repeating unit represented by the general formula (2), and the repeating unit represented by the general formula (3);
The radiation-sensitive composition according to claim 1, comprising a polymer containing
前記一般式(1)で表される繰り返し単位が、下記一般式(1−1)で表されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
(式(1−1)において、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、R11とR12は、相互に独立に、フッ素原子又は炭素数1〜4のフルオロアルキル基である。Bは単結合、又は炭素数1〜20の2価の飽和脂肪族炭化水素基である。)
The radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 9, wherein the repeating unit represented by the general formula (1) is represented by the following general formula (1-1).
(In Formula (1-1), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 11 and R 12 are each independently a fluorine atom or a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. B is a single bond or a divalent saturated aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.)
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