JP2015191216A - Radiation-sensitive resin composition and method for forming resist pattern - Google Patents

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

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation-sensitive resin composition that excels in LWR (line width roughness) performance, CDU (critical dimension uniformity) performance, EL (exposure latitude) performance, sensitivity to radiation, and development defect inhibiting property while maintaining good storage stability.SOLUTION: A radiation-sensitive resin composition comprises: a first polymer having a structural unit containing an acid-dissociable group; a radiation-sensitive acid generator; an acid diffusion inhibitor represented by formula (1) below; and a solvent. In formula (1), R, Rand Reach independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms; n represents an integer of 1 to 5, and when n is 2 or more, a plurality of Rmay be the same or different from each other and a plurality of Rmay be the same or different from each other; and Xand Xeach independently represent an oxygen atom or sulfur atom.

Description

本発明は、感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition and a resist pattern forming method.

リソグラフィーによる微細加工に用いられる感放射線性樹脂組成物は、KrFエキシマレーザー光(波長248nm)、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)、極紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet、波長13.5nm)等の遠紫外線、電子線等の荷電粒子線などの照射により露光部に酸を発生させ、この酸を触媒とする化学反応により、露光部と未露光部との現像液に対する溶解速度に差を生じさせ、基板上にレジストパターンを形成する。   Radiation sensitive resin compositions used for fine processing by lithography are far ultraviolet rays such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), extreme ultraviolet light (EUV: Extreme Ultraviolet, wavelength 13.5 nm). The acid is generated in the exposed part by irradiation with charged particle beams such as electron beams, and the chemical reaction using this acid as a catalyst causes a difference in the dissolution rate in the developer between the exposed part and the unexposed part. A resist pattern is formed thereon.

現在では、より波長の短いレーザー光や電子線の使用及び液浸露光装置等により、レジストパターンの加工技術の微細化が図られている。これに伴い、かかる感放射線性樹脂組成物には、放射線感度に優れるだけでなく、LWR(Line Width Roughness)性能、CDU(Critical Dimension Uniformity)性能、EL(Exposure Latitude、露光余裕度)性能、現像欠陥抑制性等にも優れ、高精度なパターンを高い歩留まりで得られることが要求される。また、感放射線性樹脂組成物は、良好な保存安定性を有することも求められる。これらの要求に対し、感放射線性樹脂組成物に用いられる酸発生体、酸拡散制御体及びその他の成分についてその種類や分子構造等が詳細に検討されており、例えばかかる酸拡散制御体に関し感放射線性オニウムカチオンと弱酸アニオンとからなるオニウム塩化合物は、露光部では酸捕捉機能が消失し、未露光部でのみ酸捕捉機能を発揮するため、上記性能を向上できるとされている(特開平11−125907号公報、特開平8−146610号公報及び特開2000−298347号公報参照)。   At present, miniaturization of the resist pattern processing technique is being attempted by using a laser beam having a shorter wavelength, an electron beam, an immersion exposure apparatus, or the like. Accordingly, the radiation-sensitive resin composition has not only excellent radiation sensitivity but also LWR (Line Width Roughness) performance, CDU (Critical Dimension Uniformity) performance, EL (Exposure Latency) performance, and development. It is required to obtain a high-accuracy pattern with high yield and excellent defect suppression performance. Further, the radiation sensitive resin composition is also required to have good storage stability. In response to these demands, the types and molecular structures of acid generators, acid diffusion controllers and other components used in radiation sensitive resin compositions have been studied in detail. An onium salt compound composed of a radioactive onium cation and a weak acid anion loses the acid trapping function in the exposed area and exhibits the acid trapping function only in the unexposed area. 11-125907, JP-A-8-146610 and JP-A-2000-298347).

しかし、レジストパターンの微細化が線幅45nm以下のレベルまで進展している現在にあっては、上記性能の要求レベルはさらに高まり、上記従来の感放射線性樹脂組成物では、これらの要求を満足させることはできていない。   However, at present, when the miniaturization of the resist pattern has progressed to a level of 45 nm or less, the required level of the performance is further increased, and the conventional radiation-sensitive resin composition satisfies these requirements. I can't make it happen.

特開平11−125907号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-125907 特開平8−146610号公報JP-A-8-146610 特開2000−298347号公報JP 2000-298347 A

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、良好な保存安定性を確保しつつ、LWR性能、CDU性能、EL性能、放射線感度及び現像欠陥抑制性(以下、「LWR性能等」ともいう)に優れる感放射線性樹脂組成物を提供することにある。   The present invention has been made based on the circumstances as described above, and its purpose is to ensure good storage stability, while maintaining LWR performance, CDU performance, EL performance, radiation sensitivity, and development defect suppression (hereinafter referred to as “development defects”). , Also referred to as “LWR performance and the like”).

上記課題を解決するためになされた発明は、
酸解離性基を含む構造単位(以下、「構造単位(I)」ともいう)を有する第1重合体(以下、「[A]重合体」ともいう)、感放射線性酸発生体(以下、「[B]酸発生体」ともいう)、下記式(1)で表される酸拡散制御剤(以下、「[C]酸拡散制御剤」ともいう)、及び溶媒(以下、「[D]溶媒」ともいう)を含有する感放射線性樹脂組成物である。

Figure 2015191216
(式(1)中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。nは、1〜5の整数である。nが2以上の場合、複数のRはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、複数のRもそれぞれ同一でも異なっていてもよい。X及びXは、それぞれ独立して、酸素原子又は硫黄原子である。) The invention made to solve the above problems is
A first polymer (hereinafter also referred to as “[A] polymer”) having a structural unit containing an acid dissociable group (hereinafter also referred to as “structural unit (I)”), a radiation-sensitive acid generator (hereinafter referred to as “the structural unit (I)”). (Also referred to as “[B] acid generator”), an acid diffusion controller represented by the following formula (1) (hereinafter also referred to as “[C] acid diffusion controller”), and a solvent (hereinafter referred to as “[D]”). A radiation-sensitive resin composition containing a solvent.
Figure 2015191216
(In the formula (1), R 1, R 2 and R 3 are each independently a is .n monovalent organic group hydrogen atom or a C 1 to 20, an integer from 1 to 5. When n is 2 or more, the plurality of R 2 may be the same or different, and the plurality of R 3 may be the same or different, and X 1 and X 2 are each independently an oxygen atom or It is a sulfur atom.)

上記課題を解決するためになされた別の発明は、
レジスト膜を形成する工程、上記レジスト膜を露光する工程、及び上記露光されたレジスト膜を現像する工程を備え、上記レジスト膜を当該感放射線性樹脂組成物により形成するレジストパターン形成方法である。
Another invention made to solve the above problems is as follows:
A resist pattern forming method comprising: forming a resist film; exposing the resist film; and developing the exposed resist film; and forming the resist film from the radiation-sensitive resin composition.

ここで、「有機基」とは、少なくとも1個の炭素原子を含む基をいう。
また、「炭化水素基」とは、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が含まれる。この「炭化水素基」は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。「鎖状炭化水素基」とは、環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された炭化水素基をいい、直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基の両方を含む。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基をいい、単環の脂環式炭化水素基及び多環の脂環式炭化水素基の両方を含む。但し、脂環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を含んでいてもよい。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基をいう。但し、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環構造を含んでいてもよい。
Here, the “organic group” refers to a group containing at least one carbon atom.
The “hydrocarbon group” includes a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. The “hydrocarbon group” may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group. The “chain hydrocarbon group” refers to a hydrocarbon group that does not include a cyclic structure but includes only a chain structure, and includes both a linear hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group. The term “alicyclic hydrocarbon group” refers to a hydrocarbon group that includes only an alicyclic structure as a ring structure and does not include an aromatic ring structure, and includes a monocyclic alicyclic hydrocarbon group and a polycyclic alicyclic group. Includes both hydrocarbon groups. However, it is not necessary to be composed only of the alicyclic structure, and a part thereof may include a chain structure. “Aromatic hydrocarbon group” refers to a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it is not necessary to be composed only of an aromatic ring structure, and a part thereof may include a chain structure or an alicyclic structure.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、良好な保存安定性を確保しつつ、LWR性能、CDU性能、EL性能、放射線感度及び現像欠陥抑制性に優れる。従って、当該感放射線性樹脂組成物は、今後さらに微細化が進行すると予想される半導体デバイスの製造に好適に用いることができる。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention is excellent in LWR performance, CDU performance, EL performance, radiation sensitivity, and development defect suppression while ensuring good storage stability. Therefore, the said radiation sensitive resin composition can be used suitably for manufacture of the semiconductor device from which further refinement | miniaturization is anticipated from now on.

<感放射線性樹脂組成物>
当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体、[B]酸発生体、[C]酸拡散制御剤、及び[D]溶媒を含有する。当該感放射線性樹脂組成物は、好適成分として、[A]重合体よりもフッ素原子含有率が大きい重合体(以下、「[E]重合体」ともいう)を含有してもよい。さらに当該感放射線性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の任意成分を含有していてもよい。以下、各成分について説明する。
<Radiation sensitive resin composition>
The radiation-sensitive resin composition contains a [A] polymer, a [B] acid generator, a [C] acid diffusion controller, and a [D] solvent. The radiation-sensitive resin composition may contain a polymer having a higher fluorine atom content than the [A] polymer (hereinafter also referred to as “[E] polymer”) as a suitable component. Furthermore, the said radiation sensitive resin composition may contain the other arbitrary component in the range which does not impair the effect of this invention. Hereinafter, each component will be described.

<[A]重合体>
[A]重合体は、構造単位(I)を有する重合体である。当該感放射線性樹脂組成物によれば、放射線の照射により[B]酸発生体等から生じる酸により露光部の[A]重合体の酸解離性基が解離して、露光部と未露光部とで現像液に対する溶解性に差異が生じ、その結果、レジストパターンを形成することができる。「酸解離性基」とは、カルボキシ基、ヒドロキシ基等の水素原子を置換する基であって、酸の作用により解離する基をいう。[A]重合体は、通常、当該感放射線性樹脂組成物におけるベース重合体となる。「ベース重合体」とは、レジストパターンを構成する重合体のうちの主成分となる重合体であって、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上を占める重合体をいう。
<[A] polymer>
[A] The polymer is a polymer having the structural unit (I). According to the radiation-sensitive resin composition, the acid-dissociable group of the [A] polymer in the exposed portion is dissociated by the acid generated from the [B] acid generator and the like by irradiation with radiation, and the exposed portion and the unexposed portion. And a difference in solubility in the developer occurs, and as a result, a resist pattern can be formed. The “acid-dissociable group” refers to a group that replaces a hydrogen atom such as a carboxy group or a hydroxy group and dissociates by the action of an acid. [A] The polymer is usually a base polymer in the radiation-sensitive resin composition. The “base polymer” refers to a polymer that is a main component of the polymers constituting the resist pattern, and preferably occupies 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more.

[A]重合体は、構造単位(I)以外にも、ラクトン構造、環状カーボネート構造及びスルトン構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む構造単位(以下、「構造単位(II)」ともいう)、下記式(3)で表される構造単位(以下、「構造単位(III)」ともいう)、ヒドロキシ基を含む構造単位(以下、「構造単位(IV)」ともいう)を有することが好ましく、これらの構造単位以外のその他の構造単位を有していてもよい。[A]重合体は、これらの構造単位を1種又は2種以上有していてもよい。以下、各構造単位について説明する。   [A] The polymer is a structural unit containing at least one selected from the group consisting of a lactone structure, a cyclic carbonate structure and a sultone structure in addition to the structural unit (I) (hereinafter also referred to as “structural unit (II)”). ), A structural unit represented by the following formula (3) (hereinafter also referred to as “structural unit (III)”), and a structural unit containing a hydroxy group (hereinafter also referred to as “structural unit (IV)”). Preferably, other structural units other than these structural units may be included. [A] The polymer may have one or more of these structural units. Hereinafter, each structural unit will be described.

[構造単位(I)]
構造単位(I)は、酸解離性基を含む構造単位である。
上記構造単位(I)としては、例えば下記式(2−1)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−1)」ともいう)、下記式(2−2)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−2)」ともいう)等が挙げられる。
[Structural unit (I)]
The structural unit (I) is a structural unit containing an acid dissociable group.
Examples of the structural unit (I) include a structural unit represented by the following formula (2-1) (hereinafter also referred to as “structural unit (I-1)”) and a following formula (2-2). And a structural unit (hereinafter also referred to as “structural unit (I-2)”).

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(2−1)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Rは、炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。R及びRはそれぞれ独立して炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基若しくは炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される炭素数3〜20の脂環構造を表す。
上記式(2−2)中、Rは、水素原子又はメチル基である。Lは、単結合、−CCOO−又は−CONH−である。R、R10及びR11は、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の炭化水素基又は炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基である。
In said formula (2-1), R < 4 > is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 5 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 6 and R 7 are each independently a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or these groups are It represents an alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms that is configured together with the carbon atoms to which they are bonded.
In the above formula (2-2), R 8 is a hydrogen atom or a methyl group. L 1 is a single bond, —CCOO— or —CONH—. R 9 , R 10 and R 11 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

上記Rとしては、構造単位(I)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 R 4 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group, from the viewpoint of copolymerization of the monomer that gives the structural unit (I).

上記Rで表される炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、例えば炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 5 include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a monovalent alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms. Examples include hydrocarbon groups and monovalent aromatic hydrocarbon groups having 6 to 20 carbon atoms.

上記鎖状炭化水素基としては、例えば
メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基等のアルキル基;
エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基等のアルケニル基;
エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基等のアルキニル基等が挙げられる。
Examples of the chain hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, and a pentyl group. An alkyl group;
Alkenyl groups such as ethenyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group;
Examples include alkynyl groups such as ethynyl group, propynyl group, butynyl group, and pentynyl group.

上記脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基;
ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等の多環のシクロアルキル基;
シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の単環のシクロアルケニル基;
ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基等の多環のシクロアルケニル基等が挙げられる。
Examples of the alicyclic hydrocarbon group include monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group;
A polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, an adamantyl group, a tricyclodecyl group, a tetracyclododecyl group;
A monocyclic cycloalkenyl group such as a cyclopropenyl group, a cyclobutenyl group, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group;
And polycyclic cycloalkenyl groups such as a norbornenyl group and a tricyclodecenyl group.

上記芳香族炭化水素基としては、例えば
フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基;
ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、アントリルメチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
Examples of the aromatic hydrocarbon group include aryl groups such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, and an anthryl group;
Examples include aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group, and anthrylmethyl group.

上記R及びRで表される炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基としては、例えば上記Rで例示した1価の鎖状炭化水素基のうち炭素数1〜10のもの等が挙げられる。 Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 6 and R 7 include those having 1 to 10 carbon atoms among the monovalent chain hydrocarbon groups exemplified for R 5 above. And the like.

及びRが互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される炭素数3〜20の脂環構造としては、例えば
シクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造等の単環のシクロアルカン構造;
ノルボルナン構造、アダマンタン構造、トリシクロデカン構造、テトラシクロドデカン構造等の多環のシクロアルカン構造等が挙げられる。
Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms configured together with the carbon atoms to which R 6 and R 7 are combined and bonded to each other include a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, Monocyclic cycloalkane structures such as cyclooctane structures;
Examples thereof include polycyclic cycloalkane structures such as a norbornane structure, an adamantane structure, a tricyclodecane structure, and a tetracyclododecane structure.

構造単位(I−1)としては下記式(2−1−1)〜(2−1−5)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−1−1)〜(I−1−5)」ともいう)が好ましい。
構造単位(I−2)としては下記式(2−2−1)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−2−1)」ともいう)が好ましい。
As the structural unit (I-1), structural units represented by the following formulas (2-1-1) to (2-1-5) (hereinafter referred to as “structural units (I-1-1) to (I-1) −5) ”) is preferred.
As the structural unit (I-2), a structural unit represented by the following formula (2-2-1) (hereinafter also referred to as “structural unit (I-2-1)”) is preferable.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(2−1−1)〜(2−1−5)中、R〜Rは、上記式(2−1)と同義である。R5’、R6’及びR7’は、それぞれ独立して、炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基である。npは、それぞれ独立して、1〜4の整数である。
上記式(2−2−1)中、R〜R11は、上記式(2−2)と同義である。
In the above formulas (2-1-1) to (2-1-5), R 4 to R 7 have the same meanings as the above formula (2-1). R 5 ′ , R 6 ′ and R 7 ′ are each independently a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. np is each independently an integer of 1 to 4.
In the above formula (2-2-1), R 8 to R 11 is as defined in the above formula (2-2).

構造単位(I−1−1)〜(I−1−5)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural units (I-1-1) to (I-1-5) include structural units represented by the following formulas.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式中、Rは、上記式(2−1)と同義である。 In the above formula, R 4 has the same meaning as the above formula (2-1).

これらの中で、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、1−アルキル−1−シクロペンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−(1−アダマンチル)−2−プロピル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−アルキル−2−テトラシクロドデカン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−(1−シクロヘキシル)−2−プロピル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、t−デカン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、1−アルキル−1−シクロオクチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位が好ましい。   Among these, structural units derived from 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate, structural units derived from 1-alkyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate, 2- (1-adamantyl) -2-propyl Structural unit derived from (meth) acrylate, structural unit derived from 2-alkyl-2-tetracyclododecan-yl (meth) acrylate, structure derived from 2- (1-cyclohexyl) -2-propyl (meth) acrylate A unit, a structural unit derived from t-decane-yl (meth) acrylate, and a structural unit derived from 1-alkyl-1-cyclooctyl (meth) acrylate are preferred.

上記構造単位(I−2)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (I-2) include structural units represented by the following formulas.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式中、Rは、上記式(2−2)と同義である。 In said formula, R < 8 > is synonymous with said formula (2-2).

構造単位(I−2)としては、p−(1−シクロヘキシルエトキシエトキシ)スチレンに由来する構造単位が好ましい。   As the structural unit (I-2), a structural unit derived from p- (1-cyclohexylethoxyethoxy) styrene is preferable.

構造単位(I)の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%〜90モル%が好ましく、20モル%〜80モル%がより好ましく、30モル%〜75モル%がさらに好ましい。構造単位(I)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の感度をより高めることができ、結果として、リソグラフィー性能をより向上させることができる。   As a content rate of structural unit (I), 10 mol%-90 mol% are preferable with respect to all the structural units which comprise a [A] polymer, 20 mol%-80 mol% are more preferable, 30 mol% More preferred is ˜75 mol%. By making the content rate of structural unit (I) into the said range, the sensitivity of the said radiation sensitive resin composition can be raised more, and, as a result, lithography performance can be improved more.

[構造単位(II)]
構造単位(II)は、ラクトン構造、環状カーボネート構造及びスルトン構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む構造単位である(但し、構造単位(I)を除く)。[A]重合体は、構造単位(II)をさらに有することで、現像液への溶解性を適度に調整することができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のリソグラフィー性能をより向上させることができる。また、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジストパターンと基板との密着性を向上させることができる。
[Structural unit (II)]
The structural unit (II) is a structural unit containing at least one selected from the group consisting of a lactone structure, a cyclic carbonate structure and a sultone structure (except for the structural unit (I)). [A] By further having the structural unit (II), the polymer can appropriately adjust the solubility in the developer, and as a result, the lithography performance of the radiation-sensitive resin composition is further improved. be able to. Moreover, the adhesiveness of the resist pattern formed from the said radiation sensitive resin composition and a board | substrate can be improved.

構造単位(II)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (II) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 2015191216
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Figure 2015191216
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Figure 2015191216
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上記式中、RL1は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。 In the above formula, R L1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

構造単位(II)としては、ラクトン構造を有する構造単位が好ましく、ラクトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、ノルボルナンラクトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がより好ましく、ノルボルナンラクトン−イル(メタ)アクリレート、5−シアノ−ノルボルナンラクトン−イル(メタ)アクリレート、オキシノルボルナンラクトン−イル(メタ)アクリレート、γ−ブチロラクトン−イル(メタ)アクリレートがさらに好ましい。   As the structural unit (II), a structural unit having a lactone structure is preferable, a structural unit derived from lactone-yl (meth) acrylate, a structural unit derived from norbornanelactone-yl (meth) acrylate is more preferable, and norbornanelactone- More preferred are yl (meth) acrylate, 5-cyano-norbornanelactone-yl (meth) acrylate, oxynorbornanelactone-yl (meth) acrylate, and γ-butyrolactone-yl (meth) acrylate.

上記構造単位(II)の含有割合としては、[A]重合体における全構造単位に対して80モル%以下が好ましく、10モル%〜70モル%がより好ましく、20モル%〜60モル%がさらに好ましい。構造単位(II)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等をさらに向上させることができる。また、得られるレジストパターンと基板との密着性をさらに向上させることができる。   As a content rate of the said structural unit (II), 80 mol% or less is preferable with respect to all the structural units in a [A] polymer, 10 mol%-70 mol% are more preferable, 20 mol%-60 mol% are Further preferred. By making the content rate of structural unit (II) into the said range, the LWR performance of the said radiation sensitive resin composition etc. can be improved further. In addition, the adhesion between the obtained resist pattern and the substrate can be further improved.

[構造単位(III)]
構造単位(III)は、下記式(3)で表される構造単位である。照射する放射線として、KrFエキシマレーザー光、EUV、電子線等を用いる場合には、当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体が構造単位(III)を有することで、感度を高めることができる。
[Structural unit (III)]
The structural unit (III) is a structural unit represented by the following formula (3). When KrF excimer laser light, EUV, electron beam, or the like is used as the radiation to be irradiated, the radiation sensitive resin composition increases the sensitivity because the polymer [A] has the structural unit (III). Can do.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(3)中、R12は、水素原子又はメチル基である。R13は、炭素数1〜20の1価の有機基である。pは、0〜3の整数である。pが2又は3の場合、複数のR13は同一でも異なっていてもよい。qは、1〜3の整数である。但し、p+qは、5以下である。 In the formula (3), R 12 is a hydrogen atom or a methyl group. R 13 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. p is an integer of 0-3. When p is 2 or 3, the plurality of R 13 may be the same or different. q is an integer of 1 to 3. However, p + q is 5 or less.

上記R12としては、構造単位(III)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子が好ましい。 R 12 is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of the copolymerizability of the monomer giving the structural unit (III).

上記R13で表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、例えば炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基、これらの基が有する水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基、これらの基の炭素−炭素間に、−CO−、−CS−、−O−、−S−若しくは−NR”−又はこれらのうちの2種以上を組み合わせた基を含む基等が挙げられる。R”は、水素原子又は1価の有機基である。
これらの中で、1価の鎖状炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 13 include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a monovalent alicyclic carbon group having 3 to 20 carbon atoms. A hydrogen group, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, a group in which part or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent, and carbon-carbon between these groups -, -CS-, -O-, -S- or -NR "-or a group containing a combination of two or more of these. R" is a hydrogen atom or a monovalent organic group. It is.
Among these, a monovalent chain hydrocarbon group is preferable, an alkyl group is more preferable, and a methyl group is more preferable.

上記pとしては、0〜2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。   As said p, the integer of 0-2 is preferable, 0 or 1 is more preferable, and 0 is further more preferable.

上記qとしては、1又は2が好ましく、1がより好ましい。   The q is preferably 1 or 2, and more preferably 1.

構造単位(III)としては、例えば下記式(3−1)〜(3−4)で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (III) include structural units represented by the following formulas (3-1) to (3-4).

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(3−1)〜(3−4)中、R12は、上記式(3)と同義である。 In the above formulas (3-1) to (3-4), R 12 has the same meaning as the above formula (3).

これらの中で、上記式(3−1)で表される構造単位、(3−2)で表される構造単位が好ましく、上記式(3−1)で表される構造単位がより好ましい。   Among these, the structural unit represented by the above formula (3-1) and the structural unit represented by (3-2) are preferable, and the structural unit represented by the above formula (3-1) is more preferable.

構造単位(III)の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、0モル%〜90モル%が好ましく、30モル%〜80モル%がより好ましく、50モル%〜75モル%がさらに好ましい。構造単位(III)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物は、感度をより向上させることができる。   As a content rate of structural unit (III), 0 mol%-90 mol% are preferable with respect to all the structural units which comprise a [A] polymer, 30 mol%-80 mol% are more preferable, 50 mol% More preferred is ˜75 mol%. By making the content rate of structural unit (III) into the said range, the said radiation sensitive resin composition can improve a sensitivity more.

なお、構造単位(III)は、ヒドロキシスチレンの−OH基の水素原子をアセチル基等で置換した単量体を重合した後、得られた重合体を、アミン存在下で加水分解反応を行うこと等により形成することができる。   The structural unit (III) is obtained by polymerizing a monomer obtained by substituting the hydrogen atom of the —OH group of hydroxystyrene with an acetyl group, and then subjecting the obtained polymer to a hydrolysis reaction in the presence of an amine. Or the like.

[構造単位(IV)]
構造単位(IV)は、ヒドロキシ基を含む構造単位である。[A]重合体は、構造単位(IV)を有することで、溶解性をより適度に調製することができる。また、当該樹脂組成物から形成されるレジストパターンの基板への密着性を高めることがでる。
[Structural unit (IV)]
The structural unit (IV) is a structural unit containing a hydroxy group. [A] A polymer can have more moderate solubility by having a structural unit (IV). Moreover, the adhesiveness to the board | substrate of the resist pattern formed from the said resin composition can be improved.

構造単位(IV)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (IV) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式中、Rは水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。 In the above formula, R B is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

これらの中で、ヒドロキシアダマンチル基を有する構造単位が好ましく、3−ヒドロキシアダマンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がより好ましい。   Among these, a structural unit having a hydroxyadamantyl group is preferable, and a structural unit derived from 3-hydroxyadamantyl (meth) acrylate is more preferable.

上記ヒドロキシ基を含む構造単位の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、35モル%以下が好ましく、30モル%以下が好ましく、3モル%〜25モル%がさらに好ましい。上記含有割合が上記上限を超えると、当該感放射線性樹脂組成物のパターン形成性が低下する場合がある。   As a content rate of the structural unit containing the said hydroxyl group, 35 mol% or less is preferable with respect to all the structural units which comprise a [A] polymer, 30 mol% or less is preferable, and 3 mol%-25 mol% are preferable. Further preferred. When the said content rate exceeds the said upper limit, the pattern formation property of the said radiation sensitive resin composition may fall.

[その他の構造単位]
[A]重合体は、上記構造単位(I)〜(IV)以外にもその他の構造単位を有してもよい。上記その他の構造単位としては、例えば、ケトン性カルボニル基、シアノ基、カルボキシ基、ニトロ基及びアミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む構造単位、非解離性の1価の脂環式炭化水素基を含む(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位等が挙げられる。その他の構造単位の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、20モル%以下が好ましく、10モル%以下がより好ましい。
[Other structural units]
[A] The polymer may have other structural units in addition to the structural units (I) to (IV). Examples of the other structural units include a structural unit containing at least one selected from the group consisting of a ketonic carbonyl group, a cyano group, a carboxy group, a nitro group, and an amino group, and a non-dissociable monovalent alicyclic group. Examples include a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester containing a hydrocarbon group. As a content rate of another structural unit, 20 mol% or less is preferable with respect to all the structural units which comprise a [A] polymer, and 10 mol% or less is more preferable.

<[A]重合体の合成方法>
[A]重合体は、例えば、各構造単位を与える単量体を、ラジカル重合開始剤等を用い、適当な溶媒中で重合することにより合成できる。
<[A] Polymer Synthesis Method>
[A] The polymer can be synthesized, for example, by polymerizing a monomer giving each structural unit in a suitable solvent using a radical polymerization initiator or the like.

上記ラジカル重合開始剤としては、例えば
アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート等のアゾ系ラジカル開始剤;
ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系ラジカル開始剤等が挙げられる。
これらの中で、AIBN、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレートが好ましく、AIBNがより好ましい。これらのラジカル開始剤は1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
Examples of the radical polymerization initiator include azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-cyclopropyl). Azo radical initiators such as propionitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate;
Examples thereof include peroxide radical initiators such as benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide.
Among these, AIBN and dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate are preferable, and AIBN is more preferable. These radical initiators can be used alone or in combination of two or more.

上記重合に使用される溶媒としては、例えば
n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;
シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;
クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;
酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;
アセトン、メチルエチルケトン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;
テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;
メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、4−メチル−2−ペンタノール等のアルコール類等が挙げられる。これらの重合に使用される溶媒は、1種単独で又は2種以上を併用してもよい。
Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane;
Cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane;
Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene;
Halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide, chlorobenzene;
Saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate;
Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, 4-methyl-2-pentanone, 2-heptanone;
Ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, diethoxyethanes;
Examples include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, and 4-methyl-2-pentanol. The solvent used for these polymerizations may be used alone or in combination of two or more.

上記重合における反応温度としては、通常40℃〜150℃、50℃〜120℃が好ましい。反応時間としては、通常1時間〜48時間、1時間〜24時間が好ましい。   As reaction temperature in the said superposition | polymerization, 40 to 150 degreeC and 50 to 120 degreeC are preferable normally. The reaction time is usually preferably 1 hour to 48 hours and 1 hour to 24 hours.

[A]重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は特に限定されないが、1,000以上50,000以下が好ましく、2,000以上30,000以下がより好ましく、2,500以上20,000以下がさらに好ましく、3,000以上15,000が特に好ましい。[A]重合体のMwを上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の塗布性及び現像欠陥抑制性が向上する。[A]重合体のMwが上記下限未満であると、十分な耐熱性を有するレジスト膜が得られない場合がある。[A]重合体のMwが上記上限を超えると、レジスト膜の現像性が低下する場合がある。   [A] The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer is not particularly limited, but is preferably 1,000 or more and 50,000 or less, more preferably 2,000 or more and 30,000 or less. Preferably, 2,500 or more and 20,000 or less are more preferable, and 3,000 or more and 15,000 are particularly preferable. [A] By making Mw of a polymer into the said range, the applicability | paintability and development defect inhibitory property of the said radiation sensitive resin composition improve. [A] If the Mw of the polymer is less than the lower limit, a resist film having sufficient heat resistance may not be obtained. [A] If the Mw of the polymer exceeds the above upper limit, the developability of the resist film may deteriorate.

[A]重合体のGPCによるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)に対するMwの比(Mw/Mn)は、通常、1以上5以下であり、1以上3以下が好ましく、1以上2以下がさらに好ましい。   [A] The ratio (Mw / Mn) of Mw to the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene by GPC of the polymer is usually from 1 to 5, preferably from 1 to 3, more preferably from 1 to 2. .

本明細書における重合体のMw及びMnは、以下の条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定される値である。
GPCカラム:東ソー社の「G2000HXL」2本、「G3000HXL」1本、「G4000HXL」1本
カラム温度:40℃
溶出溶媒:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:100μL
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
Mw and Mn of the polymer in this specification are values measured using gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
GPC column: 2 "G2000HXL" from Tosoh Corporation, 1 "G3000HXL", 1 "G4000HXL" Column temperature: 40 ° C
Elution solvent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: 1.0% by mass
Sample injection volume: 100 μL
Detector: Differential refractometer Standard material: Monodisperse polystyrene

<[B]酸発生体>
[B]酸発生体は、露光により酸を発生する物質である。この発生した酸により[A]重合体等が有する酸解離性基が解離してカルボキシ基等が生じ、これらの重合体の現像液への溶解性が変化するため、当該感放射線性樹脂組成物から、レジストパターンを形成することができる。当該感放射線性樹脂組成物における[B]酸発生体の含有形態としては、後述するような低分子化合物の形態(以下、適宜「[B]酸発生剤」と称する)でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[B] Acid generator>
[B] The acid generator is a substance that generates an acid upon exposure. Since the acid-dissociable group of the [A] polymer or the like is dissociated by the generated acid to generate a carboxy group or the like, and the solubility of these polymers in the developer changes, the radiation-sensitive resin composition Thus, a resist pattern can be formed. The content form of the [B] acid generator in the radiation-sensitive resin composition may be a low molecular compound form (hereinafter referred to as “[B] acid generator” as appropriate), as described later. It may be a form incorporated as a part or both of these forms.

[B]酸発生剤としては、例えばオニウム塩化合物、N−スルホニルオキシイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物等が挙げられる。   [B] Examples of the acid generator include onium salt compounds, N-sulfonyloxyimide compounds, halogen-containing compounds, diazoketone compounds, and the like.

オニウム塩化合物としては、例えばスルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等が挙げられる。   Examples of the onium salt compounds include sulfonium salts, tetrahydrothiophenium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like.

[B]酸発生剤の具体例としては、例えば特開2009−134088号公報の段落[0080]〜[0113]に記載されている化合物等が挙げられる。   [B] Specific examples of the acid generator include compounds described in paragraphs [0080] to [0113] of JP-A-2009-134088.

[B]酸発生体としては、下記式(4)で表される化合物が好ましい。[B]酸発生剤を下記式(4)で表される化合物とすることで、[A]重合体が有する極性構造との相互作用等により、露光により発生する酸のレジスト膜中の拡散長がより適度に短くなると考えられ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等をより向上させることができる。   [B] The acid generator is preferably a compound represented by the following formula (4). [B] By making the acid generator a compound represented by the following formula (4), the diffusion length of acid generated by exposure in the resist film due to the interaction with the polar structure of the [A] polymer, etc. As a result, the LWR performance and the like of the radiation sensitive resin composition can be further improved.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(4)中、Ra1は、環員数6以上の脂環構造を含む1価の基又は環員数6以上の脂肪族複素環構造を含む1価の基である。Ra2は、炭素数1〜10のフッ素化アルカンジイル基である。Mは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 In the above formula (4), R a1 is a monovalent group containing an alicyclic structure having 6 or more ring members or a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 6 or more ring members. R a2 is a fluorinated alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. M + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

上記Ra1における「環員数」とは、脂環構造及び脂肪族複素環構造の環を構成する原子数をいい、多環の脂環構造及び多環の脂肪族複素環構造の場合は、この多環を構成する原子数をいう。 The “number of ring members” in R a1 means the number of atoms constituting the ring of the alicyclic structure and the aliphatic heterocyclic structure, and in the case of the polycyclic alicyclic structure and the polycyclic aliphatic heterocyclic structure, The number of atoms that make up a polycycle.

上記Ra1で表される環員数6以上の脂環構造を含む1価の基としては、例えば
シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の単環のシクロアルキル基;
シクロオクテニル基、シクロデセニル基等の単環のシクロアルケニル基;
ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等の多環のシクロアルキル基;
ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基等の多環のシクロアルケニル基等が挙げられる。
Examples of the monovalent group including an alicyclic structure having 6 or more ring members represented by R a1 include monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclooctyl group, a cyclononyl group, a cyclodecyl group, and a cyclododecyl group;
A monocyclic cycloalkenyl group such as a cyclooctenyl group and a cyclodecenyl group;
A polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, an adamantyl group, a tricyclodecyl group, a tetracyclododecyl group;
And polycyclic cycloalkenyl groups such as a norbornenyl group and a tricyclodecenyl group.

上記Ra1で表される環員数6以上の脂肪族複素環構造を含む1価の基としては、例えば
ノルボルナンラクトン−イル基等のラクトン構造を含む基;
ノルボルナンスルトン−イル基等のスルトン構造を含む基;
オキサシクロヘプチル基、オキサノルボルニル基等の酸素原子含有複素環基;
アザシクロヘキシル基、アザシクロヘプチル基、ジアザビシクロオクタン−イル基等の窒素原子含有複素環基;
チアシクロヘプチル基、チアノルボルニル基等のイオウ原子含有複素環基等が挙げられる。
Examples of the monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 6 or more ring members represented by R a1 include a group containing a lactone structure such as a norbornanelactone-yl group;
A group containing a sultone structure such as a norbornane sultone-yl group;
An oxygen atom-containing heterocyclic group such as an oxacycloheptyl group and an oxanorbornyl group;
A nitrogen atom-containing heterocyclic group such as an azacyclohexyl group, an azacycloheptyl group, a diazabicyclooctane-yl group;
And sulfur atom-containing heterocyclic groups such as a thiacycloheptyl group and a thianorbornyl group.

上記Ra1で表される基の環員数としては、上述の酸の拡散長がさらに適度になる観点から、8以上が好ましく、9〜15がより好ましく、10〜13がさらに好ましい。 The number of ring members of the group represented by R a1 is preferably 8 or more, more preferably 9 to 15 and even more preferably 10 to 13 from the viewpoint that the diffusion length of the acid described above becomes more appropriate.

上記Ra1としては、これらの中で、環員数9以上の脂環構造を含む1価の基、環員数9以上の脂肪族複素環構造を含む1価の基が好ましく、アダマンチル基、ヒドロキシアダマンチル基、ノルボルナンラクトン−イル基、5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−イル基がより好ましく、アダマンチル基がさらに好ましい。 Among these, R a1 is preferably a monovalent group containing an alicyclic structure having 9 or more ring members, or a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 9 or more ring members, an adamantyl group, a hydroxyadamantyl group Group, norbornanelactone-yl group, and 5-oxo-4-oxatricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecan-yl group are more preferable, and an adamantyl group is more preferable.

上記Ra2で表される炭素数1〜10のフッ素化アルカンジイル基としては、例えばメタンジイル基、エタンジイル基、プロパンジイル基等の炭素数1〜10のアルカンジイル基が有する水素原子の1個以上をフッ素原子で置換した基等が挙げられる。
これらの中で、SO 基に隣接する炭素原子にフッ素原子が結合しているフッ素化アルカンジイル基が好ましく、SO 基に隣接する炭素原子に2個のフッ素原子が結合しているフッ素化アルカンジイル基がより好ましく、1,1−ジフルオロメタンジイル基、1,1−ジフルオロエタンジイル基、1,1,3,3,3−ペンタフルオロ−1,2−プロパンジイル基、1,1,2,2−テトラフルオロエタンジイル基、1,1,2,2−テトラフルオロブタンジイル基、1,1,2,2−テトラフルオロヘキサンジイル基がさらに好ましい。
Examples of the fluorinated alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R a2 include one or more hydrogen atoms of an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms such as a methanediyl group, an ethanediyl group, and a propanediyl group. And a group in which is substituted with a fluorine atom.
Among these, SO 3 - fluorinated alkane diyl group which has a fluorine atom to carbon atom is bonded to adjacent groups are preferred, SO 3 - 2 fluorine atoms to the carbon atom adjacent to the group is attached More preferred are fluorinated alkanediyl groups, 1,1-difluoromethanediyl group, 1,1-difluoroethanediyl group, 1,1,3,3,3-pentafluoro-1,2-propanediyl group, 1,1 1,2,2-tetrafluoroethanediyl group, 1,1,2,2-tetrafluorobutanediyl group, and 1,1,2,2-tetrafluorohexanediyl group are more preferable.

上記Mで表される1価の感放射線性オニウムカチオンは、放射線の照射により分解するカチオンである。露光部では、この感放射線性オニウムカチオンの分解により生成するプロトンと、スルホネートアニオンとからスルホン酸を生じる。上記Mで表される1価の感放射線性オニウムカチオンとしては、例えばS、I、O、N、P、Cl、Br、F、As、Se、Sn、Sb、Te、Bi等の元素を含む感放射線性オニウムカチオンが挙げられる。元素としてS(イオウ)を含むカチオンとしては、例えばスルホニウムカチオン、テトラヒドロチオフェニウムカチオン等が挙げられ、元素としてI(ヨウ素)を含むカチオンとしては、例えばヨードニウムカチオン等が挙げられる。これらの中で、下記式(X−1)で表されるスルホニウムカチオン、下記式(X−2)で表されるテトラヒドロチオフェニウムカチオン、下記式(X−3)で表されるヨードニウムカチオンが好ましい。 The monovalent radiation-sensitive onium cation represented by M + is a cation that decomposes upon irradiation with radiation. In the exposed portion, sulfonic acid is generated from protons generated by the decomposition of the radiation-sensitive onium cation and sulfonate anions. Examples of the monovalent radiation-sensitive onium cation represented by M + include elements such as S, I, O, N, P, Cl, Br, F, As, Se, Sn, Sb, Te, and Bi. Examples include radiation-sensitive onium cations. Examples of the cation containing S (sulfur) as an element include a sulfonium cation and a tetrahydrothiophenium cation. Examples of the cation containing I (iodine) as an element include an iodonium cation. Among these, a sulfonium cation represented by the following formula (X-1), a tetrahydrothiophenium cation represented by the following formula (X-2), and an iodonium cation represented by the following formula (X-3) preferable.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(X−1)中、Ra1、Ra2及びRa3は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、−OSO−R若しくは−SO−Rであるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。R及びRは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基である。k1、k2及びk3は、それぞれ独立して0〜5の整数である。Ra1〜Ra3並びにR及びRがそれぞれ複数の場合、複数のRa1〜Ra3並びにR及びRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
上記式(X−2)中、Rb1は、置換若しくは非置換の炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜8の芳香族炭化水素基である。k4は0〜7の整数である。Rb1が複数の場合、複数のRb1は同一でも異なっていてもよく、また、複数のRb1は、互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。Rb2は、置換若しくは非置換の炭素数1〜7の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6若しくは7の芳香族炭化水素基である。k5は、0〜6の整数である。Rb2が複数の場合、複数のRb2は同一でも異なっていてもよく、また、複数のRb2は互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。qは、0〜3の整数である。
上記式(X−3)中、Rc1及びRc2は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、−OSO−R若しくは−SO−Rであるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。R及びRは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基である。k6及びk7は、それぞれ独立して0〜5の整数である。Rc1、Rc2、R及びRがそれぞれ複数の場合、複数のRc1、Rc2、R及びRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
In the above formula (X-1), R a1 , R a2 and R a3 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, substituted or unsubstituted. aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, a or a -OSO 2 -R P or -SO 2 -R Q, or two or more are combined with each other configured ring of these groups . R P and R Q are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms. Or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. k1, k2 and k3 are each independently an integer of 0 to 5. R a1 to R a3 and when R P and R Q are a plurality each of the plurality of R a1 to R a3 and R P and R Q may be the same as or different from each other.
In the above formula (X-2), R b1 represents a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms. It is a group. k4 is an integer of 0-7. If R b1 is plural, the plurality of R b1 may be the same or different, and plural R b1 may represent a constructed ring aligned with each other. R b2 is a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 or 7 carbon atoms. k5 is an integer of 0-6. If R b2 is plural, the plurality of R b2 may be the same or different, and plural R b2 may represent a keyed configured ring structure. q is an integer of 0-3.
In the above formula (X-3), R c1 and R c2 each independently represent a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon number of 6 12 aromatic hydrocarbon group, or an -OSO 2 -R R or -SO 2 -R S, or two or more are combined with each other configured ring of these groups. R R and R S are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms. Or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. k6 and k7 are each independently an integer of 0 to 5. R c1, R c2, R when R and R S is plural respective plurality of R c1, R c2, R R and R S may have respectively the same or different.

上記Ra1〜Ra3、Rb1、Rb2、Rc1及びRc2で表される非置換の直鎖状のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基等が挙げられる。
上記Ra1〜Ra3、Rb1、Rb2、Rc1及びRc2で表される非置換の分岐状のアルキル基としては、例えばi−プロピル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。
上記Ra1〜Ra3、Rc1及びRc2で表される非置換の芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
上記Rb1及びRb2で表される非置換の芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、トリル基、ベンジル基等が挙げられる。
Examples of the unsubstituted linear alkyl group represented by R a1 to R a3 , R b1 , R b2 , R c1 and R c2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an n-butyl group. Etc.
Examples of the unsubstituted branched alkyl group represented by R a1 to R a3 , R b1 , R b2 , R c1 and R c2 include i-propyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t -A butyl group etc. are mentioned.
Examples of the unsubstituted aromatic hydrocarbon group represented by R a1 to R a3 , R c1, and R c2 include aryl groups such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a mesityl group, and a naphthyl group; a benzyl group, Examples include aralkyl groups such as phenethyl group.
Examples of the unsubstituted aromatic hydrocarbon group represented by R b1 and R b2 include a phenyl group, a tolyl group, and a benzyl group.

上記アルキル基及び芳香族炭化水素基が有する水素原子を置換していてもよい置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。
これらの中で、ハロゲン原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
Examples of the substituent that may be substituted for the hydrogen atom of the alkyl group and aromatic hydrocarbon group include a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, a hydroxy group, a carboxy group, and a cyano group. Nitro group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, alkoxycarbonyloxy group, acyl group, acyloxy group and the like.
Among these, a halogen atom is preferable and a fluorine atom is more preferable.

上記Ra1〜Ra3、Rb1、Rb2、Rc1及びRc2としては、非置換の直鎖状又は分岐状のアルキル基、フッ素化アルキル基、非置換の1価の芳香族炭化水素基、−OSO−R”、−SO−R”が好ましく、フッ素化アルキル基、非置換の1価の芳香族炭化水素基がより好ましく、フッ素化アルキル基がさらに好ましい。R”は、非置換の1価の脂環式炭化水素基又は非置換の1価の芳香族炭化水素基である。 R a1 to R a3 , R b1 , R b2 , R c1 and R c2 include an unsubstituted linear or branched alkyl group, a fluorinated alkyl group, and an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group. , —OSO 2 —R ″ and —SO 2 —R ″ are preferred, fluorinated alkyl groups, unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon groups are more preferred, and fluorinated alkyl groups are more preferred. R ″ is an unsubstituted monovalent alicyclic hydrocarbon group or an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group.

上記式(X−1)におけるk1、k2及びk3としては、0〜2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。
上記式(X−2)におけるk4としては、0〜2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、1がさらに好ましい。k5としては、0〜2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。
上記式(X−3)におけるk6及びk7としては、0〜2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。
As k1, k2, and k3 in the formula (X-1), integers of 0 to 2 are preferable, 0 or 1 is more preferable, and 0 is more preferable.
As k4 in the formula (X-2), an integer of 0 to 2 is preferable, 0 or 1 is more preferable, and 1 is more preferable. k5 is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and still more preferably 0.
As k6 and k7 in the formula (X-3), an integer of 0 to 2 is preferable, 0 or 1 is more preferable, and 0 is more preferable.

上記Mとしては、上記式(X−1)で表されるカチオンが好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオンがより好ましい。 As said M <+> , the cation represented by the said Formula (X-1) is preferable, and a triphenylsulfonium cation is more preferable.

上記式(4)で表される酸発生剤としては、例えば、下記式(4−1)〜(4−17)で表される化合物(以下、「化合物(4−1)〜(4−17)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the acid generator represented by the above formula (4) include compounds represented by the following formulas (4-1) to (4-17) (hereinafter referred to as “compounds (4-1) to (4-17)”. ) ")) And the like.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(4−1)〜(4−17)中、Mは、上記式(4)と同義である。 In the above formulas (4-1) to (4-17), M + has the same meaning as in the above formula (4).

[B]酸発生剤としては、これらの中でも、オニウム塩化合物が好ましく、スルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩がより好ましく、化合物(4−1)、化合物(4−2)、化合物(4−12)〜(4−17)がさらに好ましい。   [B] Among these, the acid generator is preferably an onium salt compound, more preferably a sulfonium salt or a tetrahydrothiophenium salt, and a compound (4-1), a compound (4-2), or a compound (4-12). ) To (4-17) are more preferable.

[B]酸発生体の含有量としては、[B]酸発生体が[B]酸発生剤の場合、当該感放射線性樹脂組成物の感度を確保する観点から、[A]重合体100質量部に対して、0.1質量部以上30質量部以下が好ましく、0.5質量部以上20質量部以下がより好ましく、1質量部以上15質量部以下がさらに好ましい。[B]酸発生剤の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の感度が向上する。当該感放射線性樹脂組成物は、[B]酸発生体を1種又は2種以上を含有していてもよい。   [B] As content of the acid generator, when the [B] acid generator is a [B] acid generator, from the viewpoint of securing the sensitivity of the radiation-sensitive resin composition, [A] 100 mass of the polymer. 0.1 parts by mass or more and 30 parts by mass or less are preferable, 0.5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less are more preferable, and 1 part by mass or more and 15 parts by mass or less are more preferable. [B] By making content of an acid generator into the said range, the sensitivity of the said radiation sensitive resin composition improves. The radiation-sensitive resin composition may contain one or more [B] acid generators.

<[C]酸拡散制御剤>
[C]酸拡散制御剤は、下記式(1)で表される化合物である。当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体及び[B]酸発生体に加えて、[C]酸拡散制御剤を含有することで、良好な保存安定性を確保しつつ、LWR性能等に優れる。
<[C] acid diffusion controller>
[C] The acid diffusion controller is a compound represented by the following formula (1). The radiation-sensitive resin composition contains a [C] acid diffusion controller in addition to the [A] polymer and the [B] acid generator, thereby ensuring good storage stability and LWR performance. Etc.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(1)中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。nは、1〜5の整数である。nが2以上の場合、複数のRはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、複数のRもそれぞれ同一でも異なっていてもよい。X及びXは、それぞれ独立して、酸素原子又は硫黄原子である。 The formula (1), R 1, R 2 and R 3 are each independently a monovalent organic group hydrogen atom or a C 1-20. n is an integer of 1-5. When n is 2 or more, the plurality of R 2 may be the same or different, and the plurality of R 3 may be the same or different. X 1 and X 2 are each independently an oxygen atom or a sulfur atom.

当該感放射線性樹脂組成物が上記特定構造の[C]酸拡散制御剤を含有することで、上記効果を奏する理由については必ずしも明確ではないが、例えば、以下のように推察することができる。すなわち、[C]酸拡散制御剤は、上記式(1)の構造に起因して適度に弱い塩基性を示し、レジストプロセスにおいて使用される強酸に対して酸捕捉機能を適度に示すと考えられる。また、[C]酸拡散制御剤がこのような弱塩基であることで、後述するアルカリ現像液反応型の[E]重合体等との反応を抑制でき、当該感放射線性樹脂組成物の保存安定性を向上させることができると考えられる。
また、[C]酸拡散制御剤は弱塩基であるため、[C]酸拡散制御剤の含有量を高めてレジスト膜内に[C]酸拡散制御剤を均一に分布させることができる。これにより、従来の強塩基の酸拡散制御剤がレジスト膜内に不均一に分布していること等に起因するLWR性能等の低下を招来せず、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等を向上させることができると考えられる。
The reason why the radiation-sensitive resin composition exhibits the above-described effect by containing the [C] acid diffusion controller having the specific structure is not necessarily clear, but can be inferred as follows, for example. That is, it is considered that the [C] acid diffusion controller exhibits a moderately weak basicity due to the structure of the above formula (1) and moderately exhibits an acid trapping function with respect to a strong acid used in the resist process. . In addition, since the [C] acid diffusion controller is such a weak base, the reaction with an alkali developer reaction type [E] polymer or the like described later can be suppressed, and the radiation sensitive resin composition can be preserved. It is thought that stability can be improved.
Moreover, since the [C] acid diffusion control agent is a weak base, the content of the [C] acid diffusion control agent can be increased and the [C] acid diffusion control agent can be uniformly distributed in the resist film. As a result, the LWR performance of the radiation sensitive resin composition is not reduced without causing a decrease in LWR performance due to non-uniform distribution of the conventional strong base acid diffusion control agent in the resist film. Can be improved.

上記R〜Rで表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、例えば炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基、これらの基が有する水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基、これらの基の炭素−炭素間に、−CO−、−CS−、−O−、−S−若しくは−NR”−又はこれらのうちの2種以上を組み合わせた基を含む基等が挙げられる。R”は、水素原子又は1価の有機基である。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 to R 3 include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a monovalent fat having 3 to 20 carbon atoms. A cyclic hydrocarbon group, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, a group in which part or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent, and between these carbon-carbon groups. , —CO—, —CS—, —O—, —S—, or —NR ″ — or a group containing a combination of two or more thereof. R ″ represents a hydrogen atom or a monovalent group. Is an organic group.

上記炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基としては、例えば
メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等のアルキル基;
エテニル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基;
エチニル基、プロピニル基、ブチニル基等のアルキニル基等が挙げられる。
Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, alkyl groups such as t-butyl groups;
An alkenyl group such as an ethenyl group, a propenyl group, a butenyl group;
Examples thereof include alkynyl groups such as ethynyl group, propynyl group, and butynyl group.

上記炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の単環のシクロアルキル基;
シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の単環のシクロアルケニル基;
ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等の多環のシクロアルキル基;
ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基、テトラシクロドデセニル基等の多環のシクロアルケニル基等が挙げられる。
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group;
A monocyclic cycloalkenyl group such as a cyclobutenyl group, a cyclopentenyl group, or a cyclohexenyl group;
A polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, an adamantyl group, a tricyclodecyl group, a tetracyclododecyl group;
And polycyclic cycloalkenyl groups such as a norbornenyl group, a tricyclodecenyl group, and a tetracyclododecenyl group.

上記炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば
フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基;
ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms include aryl groups such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, and an anthryl group;
Examples thereof include aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, phenylpropyl group and naphthylmethyl group.

上記R〜Rとしては、炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、下記式(a)で表される基が好ましい。 Examples of R 1 to R 3 include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and a group represented by the following formula (a). Is preferred.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(a)中、R’は、炭素数1〜20の2価の炭化水素基である。Xは、OR”、COOR”、OCOR”、CONR”、NR”COR”、SR”、SOR”、又はラクトン構造、環状カーボネート構造、若しくはスルトン構造を有する1価の基である。R”は、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。 In said formula (a), R 'is a C1-C20 bivalent hydrocarbon group. X 3 is OR ″, COOR ″, OCOR ″, CONR ″ 2 , NR ″ COR ″, SR ″, SO 2 R ″, or a monovalent group having a lactone structure, a cyclic carbonate structure, or a sultone structure. R ″ is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.

上記R〜Rで表される炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基としては、エチル基、i−プロピル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、エテニル基、ブテニル基が好ましい。 Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 to R 3 include an ethyl group, an i-propyl group, an i-butyl group, a sec-butyl group, an ethenyl group, and a butenyl group. Is preferred.

上記R〜Rで表される炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基が好ましい。 Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms represented by R 1 to R 3, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, adamantyl group.

上記R’で表される炭素数1〜20の2価の炭化水素基としては、例えば上記式(2−1)におけるRとして例示した炭素数1〜20の1価の炭化水素基から1個の水素原子を除いた基等が挙げられる。 Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R ', for example from monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms exemplified as R 5 in the formula (2-1) 1 And a group excluding individual hydrogen atoms.

上記R’としては、2価の鎖状炭化水素基が好ましく、メタンジイル基、エタンジイル基がより好ましい。
上記Xとしては、OR”、COOR”、OCOR”、CONR”、SR”、SOR”、ラクトン構造を有する1価の基が好ましい。上記R”としては、水素原子、メチル基が好ましい。
R ′ is preferably a divalent chain hydrocarbon group, more preferably a methanediyl group or an ethanediyl group.
X 3 is preferably OR ″, COOR ″, OCOR ″, CONR ″ 2 , SR ″, SO 2 R ″, or a monovalent group having a lactone structure. R ″ is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

nとしては、1又は2が好ましく、1がより好ましい。   n is preferably 1 or 2, and more preferably 1.

上記X及びXとしては、酸素原子が好ましく、X及びXが共に酸素原子であることがより好ましい。 As the X 1 and X 2, preferably an oxygen atom, more preferably X 1 and X 2 are both oxygen atoms.

[C]酸拡散制御剤としては、下記式で挙げられる化合物が好ましい。   [C] As the acid diffusion controller, a compound represented by the following formula is preferable.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

([C]酸拡散制御剤の合成)
[C]酸拡散制御剤は、例えば式(1)におけるX及びXが酸素原子である場合、下記反応スキームに従い合成することができる。
([C] Synthesis of acid diffusion controller)
[C] The acid diffusion controller can be synthesized according to the following reaction scheme, for example, when X 1 and X 2 in Formula (1) are oxygen atoms.

下記式(i−a)で表される化合物と下記式(i−b)で表される塩化カルボニル化合物とを、例えば炭酸ナトリウム等の塩基存在下、有機溶媒中で反応させることにより、下記式(i−c)で表される化合物が得られる。
上記化合物(i−c)を、トリフルオロ酢酸無水物等の脱水剤の存在下、脱水ジクロロメタン等の溶媒中で閉環脱水反応させることにより、下記式(i)で表される酸拡散制御剤が得られる。生成した酸拡散制御剤(i)は、溶媒洗浄、再結晶等により精製することにより単離することができる。
By reacting the compound represented by the following formula (ia) with the carbonyl chloride compound represented by the following formula (ib) in an organic solvent in the presence of a base such as sodium carbonate, the following formula A compound represented by (ic) is obtained.
By subjecting the compound (ic) to a ring-closing dehydration reaction in a solvent such as dehydrated dichloromethane in the presence of a dehydrating agent such as trifluoroacetic anhydride, an acid diffusion controller represented by the following formula (i) is obtained. can get. The produced acid diffusion controller (i) can be isolated by purification by solvent washing, recrystallization or the like.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記スキーム中、R、R、R及びnは、上記式(1)と同義である。 In the above scheme, R 1 , R 2 , R 3 and n are as defined in the above formula (1).

[C]酸拡散制御剤の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.5質量部が好ましく、1.0質量部がより好ましく、2.0質量部がさらに好ましく、3.0質量部が特に好ましい。[C]酸拡散制御剤の含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、40質量部が好ましく、30質量部がより好ましく、25質量部がさらに好ましく、20質量部が特に好ましい。[C]酸拡散制御剤の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物は、良好な保存安定性をさらに確保しつつ、LWR性能等をさらに向上させることができる。当該感放射線性樹脂組成物は[C]酸拡散制御剤を1種又は2種以上含有してもよい。   [C] The lower limit of the content of the acid diffusion controller is preferably 0.5 parts by mass, more preferably 1.0 part by mass, and 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer [A]. Further preferred is 3.0 parts by mass. [C] The upper limit of the content of the acid diffusion controller is preferably 40 parts by mass, more preferably 30 parts by mass, further preferably 25 parts by mass, and 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer [A]. Is particularly preferred. [C] By making the content rate of an acid diffusion control agent into the said range, the said radiation sensitive resin composition can further improve LWR performance etc., further ensuring favorable storage stability. The radiation-sensitive resin composition may contain one or more [C] acid diffusion control agents.

<[D]溶媒>
当該感放射線性樹脂組成物は、[D]溶媒を含有する。[D]溶媒は、少なくとも[A]重合体、[B]酸発生体、[C]酸拡散制御剤、必要に応じて含有される[E]重合体等を溶解又は分散可能な溶媒であれば特に限定されない。
<[D] solvent>
The said radiation sensitive resin composition contains a [D] solvent. [D] The solvent may be a solvent that can dissolve or disperse at least the [A] polymer, the [B] acid generator, the [C] acid diffusion controller, and the [E] polymer contained as necessary. If it does not specifically limit.

[D]溶媒としては、例えばアルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系有機溶媒、アミド系溶媒、エステル系有機溶媒、炭化水素系溶媒等が挙げられる。   [D] Examples of the solvent include alcohol solvents, ether solvents, ketone organic solvents, amide solvents, ester organic solvents, hydrocarbon solvents, and the like.

アルコール系溶媒としては、例えば
4−メチル−2−ペンタノール、n−ヘキサノール等の炭素数1〜18の脂肪族モノアルコール系溶媒;
シクロヘキサノール等の炭素数3〜18の脂環式モノアルコール系溶媒;
1,2−プロピレングリコール等の炭素数2〜18の多価アルコール系溶媒;
プロピレングリコールモノメチルエーテル等の炭素数3〜19の多価アルコール部分エーテル系溶媒等が挙げられる。
Examples of the alcohol solvent include aliphatic monoalcohol solvents having 1 to 18 carbon atoms such as 4-methyl-2-pentanol and n-hexanol;
An alicyclic monoalcohol solvent having 3 to 18 carbon atoms such as cyclohexanol;
A C2-C18 polyhydric alcohol solvent such as 1,2-propylene glycol;
Examples include C3-C19 polyhydric alcohol partial ether solvents such as propylene glycol monomethyl ether.

エーテル系溶媒としては、例えば
ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジヘプチルエーテル等のジアルキルエーテル系溶媒;
テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル系溶媒;
ジフェニルエーテル、アニソール(メチルフェニルエーテル)等の芳香環含有エーテル系溶媒等が挙げられる。
Examples of ether solvents include dialkyl ether solvents such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, dipentyl ether, diisoamyl ether, dihexyl ether, and diheptyl ether;
Cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran;
Aromatic ring-containing ether solvents such as diphenyl ether and anisole (methylphenyl ether) are exemplified.

ケトン系溶媒としては、例えば
アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−iso−ブチルケトン、2−ヘプタノン(メチル−n−ペンチルケトン)、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−iso−ブチルケトン、トリメチルノナノン等の鎖状ケトン系溶媒;
シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン等の環状ケトン系溶媒;
2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン等が挙げられる。
Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, 2-heptanone (methyl-n-pentyl ketone), ethyl-n-butyl ketone. Chain ketone solvents such as methyl-n-hexyl ketone, di-iso-butyl ketone, and trimethylnonanone;
Cyclic ketone solvents such as cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, methylcyclohexanone;
2,4-pentanedione, acetonylacetone, acetophenone and the like can be mentioned.

アミド系溶媒としては、例えば
N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルピロリドン等の環状アミド系溶媒;
N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド等の鎖状アミド系溶媒等が挙げられる。
Examples of the amide solvent include cyclic amide solvents such as N, N′-dimethylimidazolidinone and N-methylpyrrolidone;
Examples thereof include chain amide solvents such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methylpropionamide.

エステル系溶媒としては、例えば
酢酸n−ブチル、乳酸エチル等のモノカルボン酸エステル系溶媒;
プロピレングリコールアセテート等の多価アルコールカルボキシレート系溶媒;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒;
シュウ酸ジエチル等の多価カルボン酸ジエステル系溶媒;
ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のカーボネート系溶媒などが挙げられる。
Examples of ester solvents include monocarboxylic acid ester solvents such as n-butyl acetate and ethyl lactate;
Polyhydric alcohol carboxylate solvents such as propylene glycol acetate;
Polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate;
Polycarboxylic acid diester solvents such as diethyl oxalate;
Examples thereof include carbonate solvents such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate.

炭化水素系溶媒としては、例えば
n−ペンタン、n−ヘキサン等の炭素数5〜12の脂肪族炭化水素系溶媒;
トルエン、キシレン等の炭素数6〜16の芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon solvent include aliphatic hydrocarbon solvents having 5 to 12 carbon atoms such as n-pentane and n-hexane;
Examples thereof include aromatic hydrocarbon solvents having 6 to 16 carbon atoms such as toluene and xylene.

これらの中で、[D]溶媒としては、エステル系溶媒、ケトン系溶媒が好ましく、多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒、環状ケトン系溶媒がより好ましく、多価アルコール部分アルキルエーテルアセテート、シクロアルカノンがさらに好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノンが特に好ましい。当該感放射線性樹脂組成物は、[D]溶媒を1種又は2種以上含有していてもよい。   Among these, the solvent [D] is preferably an ester solvent or a ketone solvent, more preferably a polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvent or a cyclic ketone solvent, a polyhydric alcohol partial alkyl ether acetate, a cycloalcohol. Canon is more preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate and cyclohexanone are particularly preferable. The radiation-sensitive resin composition may contain one or more [D] solvents.

<[E]重合体>
[E]重合体は、[A]重合体よりもフッ素原子含有率が大きい重合体である。当該感放射線性組成物が、[E]重合体を含有することで、レジスト膜を形成した際に、膜中の[E]重合体の撥油性的特徴により、その分布がレジスト膜表面近傍で偏在化する傾向があり、液浸露光時における酸発生剤や酸拡散制御剤等が液浸媒体に溶出することを抑制することができる。また、この[E]重合体の撥水性的特徴により、レジスト膜と液浸媒体との前進接触角が所望の範囲に制御でき、バブル欠陥の発生を抑制できる。さらに、レジスト膜と液浸媒体との後退接触角が高くなり、水滴が残らずに高速でのスキャン露光が可能となる。このように当該感放射線性樹脂組成物が[E]重合体を含有することにより、液浸露光法に好適なレジスト膜を形成することができる。
<[E] polymer>
The [E] polymer is a polymer having a higher fluorine atom content than the [A] polymer. When the radiation-sensitive composition contains the [E] polymer, when the resist film is formed, the distribution is near the resist film surface due to the oil-repellent characteristics of the [E] polymer in the film. There is a tendency to be unevenly distributed, and it is possible to prevent the acid generator, the acid diffusion controller, and the like from being eluted into the immersion medium during immersion exposure. Further, due to the water-repellent characteristics of the [E] polymer, the advancing contact angle between the resist film and the immersion medium can be controlled within a desired range, and the occurrence of bubble defects can be suppressed. Furthermore, the receding contact angle between the resist film and the immersion medium is increased, and high-speed scanning exposure is possible without leaving water droplets. Thus, when the said radiation sensitive resin composition contains an [E] polymer, the resist film suitable for an immersion exposure method can be formed.

[E]重合体のフッ素原子含有率としては、1質量%以上が好ましく、2質量%〜60質量%がより好ましく、4質量%〜40質量%がさらに好ましく、7質量%〜30質量%が特に好ましい。[E]重合体のフッ素原子含有率が上記下限未満だと、レジスト膜表面の疎水性が低下する場合がある。なお重合体のフッ素原子含有率(質量%)は、13C−NMRスペクトル測定により重合体の構造を求め、その構造から算出することができる。 [E] The fluorine atom content of the polymer is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass to 60% by mass, further preferably 4% by mass to 40% by mass, and 7% by mass to 30% by mass. Particularly preferred. [E] When the fluorine atom content of the polymer is less than the lower limit, the hydrophobicity of the resist film surface may be lowered. In addition, the fluorine atom content rate (mass%) of a polymer can obtain | require the structure of a polymer by < 13 > C-NMR spectrum measurement, and can calculate it from the structure.

[E]重合体におけるフッ素原子の含有形態は特に限定されず、主鎖、側鎖及び末端のいずれに結合するものでもよいが、フッ素原子を含む構造単位(以下、「構造単位(V)」ともいう)を有することが好ましい。[E]重合体は、構造単位(V)以外にも、当該感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性向上の観点から、酸解離性基を含む構造単位を有することが好ましい。酸解離性基を含む構造単位としては、例えば、[A]重合体における構造単位(I)等が挙げられる。   [E] The fluorine atom content in the polymer is not particularly limited, and may be bonded to any of the main chain, the side chain, and the terminal, but is a structural unit containing a fluorine atom (hereinafter referred to as “structural unit (V)”). It is preferable to have (also called). [E] In addition to the structural unit (V), the polymer preferably has a structural unit containing an acid-dissociable group from the viewpoint of improving development defect suppression of the radiation-sensitive resin composition. Examples of the structural unit containing an acid dissociable group include the structural unit (I) in the [A] polymer.

[E]重合体は、アルカリ解離性基を有することが好ましい。[E]重合体がアルカリ解離性基を有すると、レジスト膜表面をアルカリ現像時に疎水性から親水性に効果的に変えることができ、当該感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性が向上する。「アルカリ解離性基」とは、カルボキシ基、ヒドロキシ基等が有する水素原子を置換する基であって、アルカリ水溶液(例えば、23℃の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)中で解離する基をいう。   [E] The polymer preferably has an alkali dissociable group. [E] When the polymer has an alkali-dissociable group, the resist film surface can be effectively changed from hydrophobic to hydrophilic during alkali development, and the development defect suppression of the radiation-sensitive resin composition is improved. . An “alkali dissociable group” is a group that replaces a hydrogen atom of a carboxy group, a hydroxy group, etc., and dissociates in an alkaline aqueous solution (eg, 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C.). Group.

上記構造単位(V)としては、下記式(5a)で表される構造単位(以下、「構造単位(V−a)」ともいう)及び下記式(5b)で表される構造単位(以下、「構造単位(V−b)」ともいう)からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。構造単位(V)は、構造単位(Va)及び構造単位(Vb)をそれぞれ1種又は2種以上有していてもよい。   As the structural unit (V), a structural unit represented by the following formula (5a) (hereinafter, also referred to as “structural unit (Va)”) and a structural unit represented by the following formula (5b) (hereinafter, At least one selected from the group consisting of “structural units (Vb)” is preferred. The structural unit (V) may have one or more structural units (Va) and structural units (Vb).

[構造単位(Va)]
構造単位(Va)は、下記式(5a)で表される構造単位である。[E]重合体は構造単位(Va)を有することでフッ素原子含有率を調整することができる。
[Structural unit (Va)]
The structural unit (Va) is a structural unit represented by the following formula (5a). [E] A polymer can adjust a fluorine atom content rate by having a structural unit (Va).

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(5a)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Gは、単結合、酸素原子、硫黄原子、−CO−O−、−SO−O−NH−、−CO−NH−又は−O−CO−NH−である。Rは、炭素数1〜6の1価のフッ素化鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の1価のフッ素化脂環式炭化水素基である。 In said formula (5a), Rd is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. G is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, —CO—O—, —SO 2 —O—NH—, —CO—NH— or —O—CO—NH—. R e is a monovalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a monovalent fluorinated alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms.

上記Rとしては、構造単位(Va)を与える単量体の共重合性等の観点から、水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 R d is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group, from the viewpoint of the copolymerizability of the monomer giving the structural unit (Va).

上記Gとしては、−CO−O−、−SO−O−NH−、−CO−NH−又は−O−CO−NH−が好ましく、−CO−O−がより好ましい。 As the G, -CO-O -, - SO 2 -O-NH -, - CO-NH- or -O-CO-NH- are preferred, -CO-O-are more preferred.

上記Rで表される炭素数1〜6の1価のフッ素化鎖状炭化水素基としては、例えば、トリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、パーフルオロn−プロピル基、パーフルオロi−プロピル基、パーフルオロn−ブチル基、パーフルオロi−ブチル基、パーフルオロt−ブチル基、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられる。 Examples of the monovalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R e, for example, a trifluoromethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, perfluoroethyl group, 2 , 2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl group, perfluoro n-propyl group, perfluoro i-propyl group, perfluoro n-butyl Group, perfluoro i-butyl group, perfluoro t-butyl group, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl group, perfluorohexyl group and the like.

上記Rで表される炭素数4〜20の1価のフッ素化脂環式炭化水素基としては、例えばモノフルオロシクロペンチル基、ジフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロペンチル基、モノフルオロシクロヘキシル基、ジフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロヘキシルメチル基、フルオロノルボルニル基、フルオロアダマンチル基、フルオロボルニル基、フルオロイソボルニル基、フルオロトリシクロデシル基、フルオロテトラシクロデシル基等が挙げられる。 The monovalent fluorine-cycloaliphatic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R e, for example monofluoromethyl cyclopentyl group, difluorocyclopentyl groups, perfluorocyclopentyl group, monofluoromethyl cyclohexyl group, difluorocyclopentyl groups Perfluorocyclohexylmethyl group, fluoronorbornyl group, fluoroadamantyl group, fluorobornyl group, fluoroisobornyl group, fluorotricyclodecyl group, fluorotetracyclodecyl group and the like.

上記Rとしては、これらの中で、フッ素化鎖状炭化水素基が好ましく、2,2,2−トリフルオロエチル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロピル基がより好ましく、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロピル基がさらに好ましい。 Among these, as R e , a fluorinated chain hydrocarbon group is preferable, and 2,2,2-trifluoroethyl group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl group is preferable. The group is more preferable, and the 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl group is more preferable.

構造単位(Va)の含有割合としては、[E]重合体を構成する全構造単位に対して、0モル%〜90モル%が好ましく、3モル%〜70モル%がより好ましく、5モル%〜50モル%がさらに好ましい。このような含有割合にすることによって、[E]重合体のフッ素原子含有率をより適度に調整することができる。   As a content rate of a structural unit (Va), 0 mol%-90 mol% are preferable with respect to all the structural units which comprise a [E] polymer, 3 mol%-70 mol% are more preferable, 5 mol% More preferred is ˜50 mol%. By setting it as such a content rate, the fluorine atom content rate of an [E] polymer can be adjusted more appropriately.

[構造単位(Vb)]
構造単位(Vb)は、下記式(5b)で表される構造単位である。[E]重合体は構造単位(Vb)を有することで、フッ素原子含有率を調整すると共に、アルカリ現像前後における撥水性及び親水性を変化させることができる。
[Structural unit (Vb)]
The structural unit (Vb) is a structural unit represented by the following formula (5b). [E] By having the structural unit (Vb), the polymer can adjust the fluorine atom content and change the water repellency and hydrophilicity before and after alkali development.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(5b)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R11は、炭素数1〜20の(s+1)価の炭化水素基、又はこの炭化水素基のR12側の末端に酸素原子、硫黄原子、−NR’−、カルボニル基、−CO−O−若しくは−CO−NH−が結合された構造のものである。R’は、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。R12は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。Wは、単結合又は炭素数1〜20の2価のフッ素化鎖状炭化水素基である。Aは、酸素原子、−NR”−、−CO−O−*又は−SO−O−*である。R”は、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。*は、R13に結合する部位を示す。R13は、水素原子又は炭素数1〜30の1価の有機基である。sは、1〜3の整数である。但し、sが1の場合、R11は単結合であってもよい。sが2又は3の場合、複数のR12、W、A及びR13はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Wが単結合の場合、R13は、フッ素原子を含む基である。 In said formula (5b), Rf is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 11 is an (s + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an oxygen atom, a sulfur atom, —NR′—, a carbonyl group, —CO—O— at the terminal of R 12 side of this hydrocarbon group. Alternatively, it has a structure in which —CO—NH— is bonded. R ′ is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R 12 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. W 1 is a single bond or a divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. A 1 is an oxygen atom, —NR ″ —, —CO—O— *, or —SO 2 —O— *. R ″ is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. . * Indicates a site binding to R 13. R 13 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. s is an integer of 1 to 3. However, when s is 1, R 11 may be a single bond. When s is 2 or 3, a plurality of R 12 , W 1 , A 1 and R 13 may be the same or different. When W 1 is a single bond, R 13 is a group containing a fluorine atom.

上記Rとしては、構造単位(Vb)を与える単量体の共重合性等の観点から、水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 R f is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group, from the viewpoint of copolymerization of the monomer that gives the structural unit (Vb).

上記R11で表される炭素数1〜20の(s+1)価の炭化水素基としては、例えば、上記式(1)におけるRとして例示した1価の炭化水素基からs個の水素原子を除いた基等が挙げられる。
上記sとしては、1又は2が好ましく、1がより好ましい。
上記R11としては、sが1の場合、単結合、2価の炭化水素基が好ましく、単結合、アルカンジイル基がより好ましく、単結合、炭素数1〜4のアルカンジイル基がさらに好ましく、単結合、メタンジイル基、プロパンジイル基が特に好ましい。
Examples of the (s + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 11 include s hydrogen atoms from the monovalent hydrocarbon group exemplified as R 1 in the above formula (1). Excluded groups and the like.
As said s, 1 or 2 is preferable and 1 is more preferable.
As R 11 , when s is 1, a single bond or a divalent hydrocarbon group is preferable, a single bond or an alkanediyl group is more preferable, a single bond or an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, A single bond, a methanediyl group, and a propanediyl group are particularly preferable.

上記R12で表される炭素数1〜20の2価の有機基としては、例えば上記式(1)におけるR〜Rとして例示した炭素数1〜20の1価の有機基から、1個の水素原子を除いた基等が挙げられる。
上記R12としては、単結合、ラクトン構造を有する基が好ましく、単結合、多環のラクトン構造を有する基がより好ましく、単結合、ノルボルナンラクトン構造を有する基がより好ましい。
As a C1-C20 bivalent organic group represented by said R < 12 >, from C1-C20 monovalent organic group illustrated as R < 1 > -R < 3 > in the said Formula (1), for example, 1 And a group excluding individual hydrogen atoms.
R 12 is preferably a group having a single bond or a lactone structure, more preferably a group having a single bond or a polycyclic lactone structure, and more preferably a group having a single bond or a norbornane lactone structure.

上記Wで表される炭素数1〜20の2価のフッ素化鎖状炭化水素基としては、例えば
フルオロメタンジイル基、ジフルオロメタンジイル基、フルオロエタンジイル基、ジフルオロエタンジイル基、テトラフルオロエタンジイル基、ヘキサフルオロプロパンジイル基、オクタフルオロブタンジイル基等のフッ素化アルカンジイル基;
フルオロエテンジイル基、ジフルオロエテンジイル基等のフッ素化アルケンジイル基などが挙げられる。
これらの中で、フッ素化アルカンジイル基が好ましく、ジフルオロメタンジイル基がより好ましい。
Examples of the divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by W 1 include a fluoromethanediyl group, a difluoromethanediyl group, a fluoroethanediyl group, a difluoroethanediyl group, and a tetrafluoroethanediyl group. Fluorinated alkanediyl groups such as a group, hexafluoropropanediyl group, octafluorobutanediyl group;
Examples thereof include fluorinated alkenediyl groups such as a fluoroethenediyl group and a difluoroethenediyl group.
Among these, a fluorinated alkanediyl group is preferable, and a difluoromethanediyl group is more preferable.

上記Aとしては、酸素原子、−CO−O−*、−SO−O−*が好ましく、−CO−O−*がより好ましい。 As the A 1, an oxygen atom, -CO-O - *, - SO 2 -O- * are preferred, -CO-O- * is more preferable.

上記R13で表される炭素数1〜30の1価の有機基としては、例えばアルカリ解離性基、酸解離性基、炭素数1〜30の炭化水素基等が挙げられる。上記R13としては、これらの中で、アルカリ解離性基が好ましい。上記R13をアルカリ解離性基とすることで、アルカリ現像時に、レジスト膜表面を疎水性から親水性により効果的に変えることができ、当該感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性がさらに向上する。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms represented by R 13 include an alkali dissociable group, an acid dissociable group, and a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. Of these, R 13 is preferably an alkali-dissociable group. By using R 13 as an alkali dissociable group, the resist film surface can be effectively changed from hydrophobic to hydrophilic during alkali development, and development defect suppression of the radiation-sensitive resin composition is further improved. To do.

上記R13がアルカリ解離性基である場合、上記R13としては、下記式(iii)〜(v)で表される基(以下、「基(iii)〜(v)」ともいう)が好ましい。 When R 13 is an alkali-dissociable group, R 13 is preferably a group represented by the following formulas (iii) to (v) (hereinafter also referred to as “groups (iii) to (v)”). .

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(iii)中、R3a及びR3bは、それぞれ独立して炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3〜20の脂環構造を表す。 In the above formula (iii), R 3a and R 3b are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or these groups are combined with each other and configured with a carbon atom to which they are bonded. Represents an alicyclic structure having 3 to 20 ring members.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(iv)中、R3c及びR3dは、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する窒素原子と共に構成される環員数3〜20の複素環構造を表す。 In the above formula (iv), R 3c and R 3d are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or these groups are combined with each other to form a nitrogen atom to which they are bonded. Represents a heterocyclic structure having 3 to 20 ring members.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

上記式(v)中、R3eは、炭素数1〜20の1価の炭化水素基又は炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基である。 In said formula (v), R <3e> is a C1-C20 monovalent hydrocarbon group or a C1-C20 monovalent fluorinated hydrocarbon group.

上記炭素数1〜20の1価の有機基及び上記炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、上記式(1)のR〜Rとして例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include groups similar to those exemplified as R 1 to R 3 in the above formula (1). Can be mentioned.

上記炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基としては、例えば上記炭素数1〜20の1価の炭化水素基として例示した基が有する水素原子の一部又は全部が、フッ素原子で置換された基等が挙げられる。   As the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, for example, part or all of the hydrogen atoms included in the group exemplified as the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is a fluorine atom. Examples include substituted groups.

上記基(iii)としては下記式(iii−1)〜(iii−4)で表される基が、上記基(iv)としては下記式(iv−1)で表される基が、上記基(v)としては下記式(v−1)〜(v−5)で表される基が好ましい。   The group represented by the following formulas (iii-1) to (iii-4) as the group (iii), and the group represented by the following formula (iv-1) as the group (iv) (V) is preferably a group represented by the following formulas (v-1) to (v-5).

Figure 2015191216
Figure 2015191216

これらの中で、上記式(v−3)で表される基、上記式(v−5)で表される基が好ましい。   Among these, the group represented by the formula (v-3) and the group represented by the formula (v-5) are preferable.

また、R13が水素原子であると、[E]重合体のアルカリ現像液に対する溶解性が向上するため好ましい。この場合、Aが酸素原子かつWが1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−メタンジイル基であると、上記溶解性がさらに向上する。 R 13 is preferably a hydrogen atom, because the solubility of the [E] polymer in an alkaline developer is improved. In this case, if A 1 is an oxygen atom and W 1 is a 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-methanediyl group, the solubility is further improved.

上記構造単位(Vb)の含有割合としては、[E]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%〜90モル%が好ましく、20モル%〜85モル%がより好ましく、40モル%〜80モル%がさらに好ましい。このような含有割合にすることによって、当該感放射線性樹脂組成物から形成されたレジスト膜表面のアルカリ現像前後の撥水性及び親水性等をより適切に調整することができる。   As a content rate of the said structural unit (Vb), 10 mol%-90 mol% are preferable with respect to all the structural units which comprise a [E] polymer, 20 mol%-85 mol% are more preferable, 40 mol% % To 80 mol% is more preferable. By setting it as such a content rate, the water repellency before and behind alkali development of the resist film surface formed from the said radiation sensitive resin composition, hydrophilicity, etc. can be adjusted more appropriately.

上記構造単位(V)の含有割合としては、[E]重合体を構成する全構造単位に対して、20モル%〜90モル%が好ましく、30モル%〜85モル%がより好ましく、40モル%〜80モル%がさらに好ましい。   As a content rate of the said structural unit (V), 20 mol%-90 mol% are preferable with respect to all the structural units which comprise a [E] polymer, 30 mol%-85 mol% are more preferable, 40 mol% % To 80 mol% is more preferable.

[E]重合体における酸解離性基を含む構造単位([A]重合体における構造単位(I))の含有割合としては、[E]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%〜60モル%が好ましく、15モル%〜50モル%がより好ましく、20モル%〜40モル%がさらに好ましい。[E]重合体における酸解離性基を含む構造単位の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性をさらに向上させることができる。   [E] The content ratio of the structural unit containing an acid dissociable group in the polymer (the structural unit (I) in the [A] polymer) is 10 mol with respect to all the structural units constituting the [E] polymer. % To 60 mol% is preferable, 15 mol% to 50 mol% is more preferable, and 20 mol% to 40 mol% is more preferable. [E] By making the content rate of the structural unit containing an acid dissociable group in a polymer into the said range, the development defect inhibitory property of the said radiation sensitive resin composition can further be improved.

[E]重合体の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、0.2質量部がより好ましく、0.5質量部がさらに好ましく、1質量部が特に好ましい。[E]重合体の含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、30質量部が好ましく、20質量部がより好ましく、15質量部がさらに好ましく、10質量部が特に好ましい。   [E] The lower limit of the content of the polymer is preferably 0.1 parts by mass, more preferably 0.2 parts by mass, and even more preferably 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer [A]. 1 part by mass is particularly preferred. [E] The upper limit of the content of the polymer is preferably 30 parts by mass, more preferably 20 parts by mass, further preferably 15 parts by mass, and particularly preferably 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer [A]. preferable.

[E]重合体は、上述した[A]重合体と同様の方法で合成することができる。   The [E] polymer can be synthesized by the same method as the above-described [A] polymer.

[E]重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は特に限定されないが、1,000以上50,000以下が好ましく、2,000以上30,000以下がより好ましく、2,500以上20,000以下がさらに好ましく、3,000以上15,000が特に好ましい。[E]重合体のMwを上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の塗布性及び現像欠陥抑制性が向上する。[E]重合体のMwが上記下限未満であると、十分な耐熱性を有するレジスト膜が得られない場合がある。[E]重合体のMwが上記上限を超えると、レジスト膜の現像性が低下する場合がある。   [E] The polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) of the polymer by gel permeation chromatography (GPC) is not particularly limited, but is preferably 1,000 or more and 50,000 or less, more preferably 2,000 or more and 30,000 or less. Preferably, 2,500 or more and 20,000 or less are more preferable, and 3,000 or more and 15,000 are particularly preferable. [E] By making Mw of a polymer into the said range, the applicability | paintability and development defect inhibitory property of the said radiation sensitive resin composition improve. [E] If the Mw of the polymer is less than the lower limit, a resist film having sufficient heat resistance may not be obtained. [E] If the Mw of the polymer exceeds the above upper limit, the developability of the resist film may be lowered.

[E]重合体のGPCによるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)に対するMwの比(Mw/Mn)は、通常、1以上5以下であり、1以上3以下が好ましく、1以上2以下がさらに好ましい。   [E] The ratio (Mw / Mn) of Mw to the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene by GPC of the polymer is usually from 1 to 5, preferably from 1 to 3, more preferably from 1 to 2. .

<その他の任意成分>
当該感放射線性樹脂組成物は、上記[A]〜[E]成分以外にも、その他の任意成分を含有していてもよい。上記その他の任意成分としては、例えば偏在化促進剤、界面活性剤、脂環式骨格含有化合物、増感剤等が挙げられる。これらのその他の任意成分は、それぞれ1種又は2種以上を併用してもよい。
<Other optional components>
The said radiation sensitive resin composition may contain other arbitrary components other than said [A]-[E] component. Examples of the other optional components include uneven distribution accelerators, surfactants, alicyclic skeleton-containing compounds, and sensitizers. Each of these other optional components may be used alone or in combination of two or more.

[偏在化促進剤]
偏在化促進剤は、当該感放射線性樹脂組成物が[E]重合体として撥水性重合体添加剤を含有する場合等に、この撥水性重合体添加剤を、より効率的にレジスト膜表面に偏析させる効果を有するものである。当該感放射線性樹脂組成物にこの偏在化促進剤を含有させることで、上記撥水性重合体添加剤の添加量を従来よりも少なくすることができる。従って、解像性、LWR性能及び現像欠陥抑制性を損なうことなく、レジスト膜から液浸液への成分の溶出をさらに抑制したり、高速スキャンにより液浸露光をより高速に行うことが可能になり、結果としてウォーターマーク欠陥等の液浸由来欠陥を抑制するレジスト膜表面の疎水性を向上させることができる。このような偏在化促進剤として用いることができるものとしては、比誘電率が30以上200以下で、1気圧における沸点が100℃以上の低分子化合物を挙げることができる。このような化合物としては、具体的には、ラクトン化合物、カーボネート化合物、ニトリル化合物、多価アルコール等が挙げられる。
[Uneven distribution promoter]
The uneven distribution accelerator is used to more efficiently apply the water-repellent polymer additive to the resist film surface when the radiation-sensitive resin composition contains the water-repellent polymer additive as the [E] polymer. It has an effect of segregation. By adding this uneven distribution accelerator to the radiation sensitive resin composition, the amount of the water-repellent polymer additive added can be reduced as compared with the conventional case. Therefore, it is possible to further suppress the elution of components from the resist film to the immersion liquid without impairing resolution, LWR performance, and development defect suppression, or to perform immersion exposure at a higher speed by high-speed scanning. As a result, it is possible to improve the hydrophobicity of the resist film surface that suppresses immersion-derived defects such as watermark defects. Examples of such an uneven distribution promoter include low molecular compounds having a relative dielectric constant of 30 or more and 200 or less and a boiling point at 1 atm of 100 ° C. or more. Specific examples of such compounds include lactone compounds, carbonate compounds, nitrile compounds, and polyhydric alcohols.

上記ラクトン化合物としては、例えばγ−ブチロラクトン、バレロラクトン、メバロニックラクトン、ノルボルナンラクトン等が挙げられる。
上記カーボネート化合物としては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等が挙げられる。
上記ニトリル化合物としては、例えばスクシノニトリル等が挙げられる。
上記多価アルコールとしては、例えばグリセリン等が挙げられる。
Examples of the lactone compound include γ-butyrolactone, valerolactone, mevalonic lactone, and norbornane lactone.
Examples of the carbonate compound include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, and the like.
Examples of the nitrile compound include succinonitrile.
Examples of the polyhydric alcohol include glycerin.

偏在化促進剤の含有量としては、当該感放射線性樹脂組成物における重合体の総量100質量部に対して、10質量部〜500質量部が好ましく、15質量部〜300質量部がより好ましく、20質量部〜200質量部がさらに好ましく、25質量部〜100質量部が特に好ましい。   The content of the uneven distribution accelerator is preferably 10 parts by mass to 500 parts by mass, more preferably 15 parts by mass to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymer in the radiation sensitive resin composition. 20 mass parts-200 mass parts are further more preferable, and 25 mass parts-100 mass parts are especially preferable.

(界面活性剤)
界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する効果を奏する。界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤;市販品としては、KP341(信越化学工業製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ製)、メガファックF171、同F173(以上、DIC製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子工業製)等が挙げられる。当該感放射線性樹脂組成物における界面活性剤の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して通常2質量部以下である。
(Surfactant)
Surfactants have the effect of improving coatability, striation, developability, and the like. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol diacrylate. Nonionic surfactants such as stearate; commercially available products include KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products), MegaFuck F171, F173 (above, manufactured by DIC), Florard FC430, FC431 (above, Sumitomo 3M) Manufactured by Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (above, manufactured by Asahi Glass Industrial Co., Ltd.) Can be mentioned. As content of surfactant in the said radiation sensitive resin composition, it is 2 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of [A] polymers.

(脂環式骨格含有化合物)
脂環式骨格含有化合物は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を改善する効果を奏する。
(Alicyclic skeleton-containing compound)
The alicyclic skeleton-containing compound has an effect of improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to the substrate, and the like.

脂環式骨格含有化合物としては、例えば
1−アダマンタンカルボン酸、2−アダマンタノン、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル等のアダマンタン誘導体類;
デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル等のデオキシコール酸エステル類;
リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル等のリトコール酸エステル類;
3−〔2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、2−ヒドロキシ−9−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン等が挙げられる。当該感放射線性樹脂組成物における脂環式骨格含有化合物の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して通常5質量部以下である。
Examples of the alicyclic skeleton-containing compound include adamantane derivatives such as 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, and 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl;
Deoxycholic acid esters such as t-butyl deoxycholate, t-butoxycarbonylmethyl deoxycholic acid, 2-ethoxyethyl deoxycholic acid;
Lithocholic acid esters such as t-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid;
3- [2-Hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ethyl] tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 2-hydroxy-9-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane, and the like. As content of the alicyclic skeleton containing compound in the said radiation sensitive resin composition, it is 5 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of [A] polymers.

(増感剤)
増感剤は、[B]酸発生剤等からの酸の生成量を増加する作用を示すものであり、当該感放射線性樹脂組成物の「みかけの感度」を向上させる効果を奏する。
(Sensitizer)
A sensitizer exhibits the effect | action which increases the production amount of the acid from [B] acid generator etc., and there exists an effect which improves the "apparent sensitivity" of the said radiation sensitive resin composition.

増感剤としては、例えばカルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等が挙げられる。これらの増感剤は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。当該感放射線性樹脂組成物における増感剤の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して通常2質量部以下である。   Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines and the like. These sensitizers may be used alone or in combination of two or more. As content of the sensitizer in the said radiation sensitive resin composition, it is 2 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of [A] polymers.

<感放射線性樹脂組成物の調製方法>
当該感放射線性樹脂組成物は、例えば[A]重合体、[B]酸発生体、[C]酸拡散制御剤、必要に応じて含有される任意成分及び[D]溶媒を所定の割合で混合することにより調製できる。当該感放射線性樹脂組成物は、混合後に、例えば、孔径0.2μm程度のフィルター等でろ過することが好ましい。当該感放射線性樹脂組成物の固形分濃度としては、0.1質量%〜50質量%が好ましく、0.5質量%〜30質量%がより好ましく、1質量%〜20質量%がさらに好ましく、1.5質量%〜10質量%が特に好ましい。
<Method for preparing radiation-sensitive resin composition>
The radiation sensitive resin composition includes, for example, a [A] polymer, a [B] acid generator, a [C] acid diffusion controller, an optional component contained as necessary, and a [D] solvent at a predetermined ratio. It can be prepared by mixing. The radiation-sensitive resin composition is preferably filtered after mixing with, for example, a filter having a pore size of about 0.2 μm. As solid content concentration of the said radiation sensitive resin composition, 0.1 mass%-50 mass% are preferable, 0.5 mass%-30 mass% are more preferable, 1 mass%-20 mass% are more preferable, 1.5 mass%-10 mass% are especially preferable.

<レジストパターン形成方法>
当該レジストパターン形成方法は、レジスト膜を形成する工程(以下、「レジスト膜形成工程」ともいう)、上記レジスト膜を露光する工程(以下、「露光工程」ともいう)、及び上記露光されたレジスト膜を現像する工程(以下、「現像工程」ともいう)
を備え、上記レジスト膜を当該感放射線性樹脂組成物により形成する。
<Resist pattern formation method>
The resist pattern forming method includes a step of forming a resist film (hereinafter also referred to as “resist film forming step”), a step of exposing the resist film (hereinafter also referred to as “exposure step”), and the exposed resist. Process of developing the film (hereinafter also referred to as “development process”)
The resist film is formed from the radiation-sensitive resin composition.

当該レジストパターン形成方法によれば、上述の当該感放射線性樹脂組成物を用いているので、優れたMEEF性能、焦点深度及び露光余裕度を発揮しつつ、LWR及びCDUが小さく、解像度が高く、断面形状の矩形性に優れるレジストパターンを形成することができる。以下、レジストパターン形成方法の各工程について説明する。   According to the resist pattern forming method, since the radiation sensitive resin composition described above is used, while exhibiting excellent MEEF performance, depth of focus, and exposure margin, LWR and CDU are small, resolution is high, It is possible to form a resist pattern that is excellent in rectangular shape in cross section. Hereinafter, each step of the resist pattern forming method will be described.

[レジスト膜形成工程]
本工程では、当該感放射線性樹脂組成物によりレジスト膜を形成する。このレジスト膜を形成する基板としては、例えばシリコンウェハ、二酸化シリコン、アルミニウムで被覆されたウェハ等の従来公知のもの等が挙げられる。また、例えば特公平6−12452号公報や特開昭59−93448号公報等に開示されている有機系又は無機系の反射防止膜を基板上に形成してもよい。塗布方法としては、例えば回転塗布(スピンコーティング)、流延塗布、ロール塗布等が挙げられる。塗布した後に、必要に応じて、塗膜中の溶媒を揮発させるため、プレベーク(PB)を行ってもよい。PB温度としては、通常60℃〜140℃であり、80℃〜120℃が好ましい。PB時間としては、通常5秒〜600秒であり、10秒〜300秒が好ましい。形成されるレジスト膜の膜厚としては、10nm〜1,000nmが好ましく、10nm〜500nmがより好ましい。
[Resist film forming step]
In this step, a resist film is formed from the radiation sensitive resin composition. Examples of the substrate on which the resist film is formed include conventionally known ones such as a silicon wafer, silicon dioxide, and a wafer coated with aluminum. Further, for example, an organic or inorganic antireflection film disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12452, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-93448, or the like may be formed on the substrate. Examples of the coating method include spin coating (spin coating), cast coating, and roll coating. After application, pre-baking (PB) may be performed as needed to volatilize the solvent in the coating film. As PB temperature, it is 60 to 140 degreeC normally, and 80 to 120 degreeC is preferable. The PB time is usually 5 seconds to 600 seconds, and preferably 10 seconds to 300 seconds. The thickness of the resist film to be formed is preferably 10 nm to 1,000 nm, and more preferably 10 nm to 500 nm.

[露光工程]
本工程では、レジスト膜形成工程で形成されたレジスト膜に、フォトマスクを介するなどして(場合によっては、水等の液浸媒体を介して)放射線を照射し、露光する。放射線としては、目的とするパターンの線幅に応じて、例えば可視光線、紫外線、遠紫外線、極端紫外線(EUV)、X線、γ線等の電磁波;電子線、α線等の荷電粒子線等が挙げられる。これらの中でも、遠紫外線、EUV、電子線が好ましく、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)、KrFエキシマレーザー光(波長248nm)、EUV、電子線がより好ましく、ArFエキシマレーザー光、EUV、電子線がさらに好ましい。
[Exposure process]
In this step, the resist film formed in the resist film forming step is exposed by irradiation with radiation through a photomask or the like (in some cases through an immersion medium such as water). Examples of radiation include electromagnetic waves such as visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultraviolet light (EUV), X-rays, and γ rays, and charged particle beams such as electron beams and α rays, depending on the line width of the target pattern. Is mentioned. Among these, far ultraviolet rays, EUV, and electron beams are preferable, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), EUV, and electron beams are more preferable, and ArF excimer laser light, EUV, and electron beams are preferable. Further preferred.

露光を液浸露光により行う場合、用いる液浸液としては、例えば水、フッ素系不活性液体等が挙げられる。液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつ膜上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、特に露光光源がArFエキシマレーザー光(波長193nm)である場合、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのが好ましい。水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させる添加剤をわずかな割合で添加しても良い。この添加剤は、ウェハ上のレジスト膜を溶解させず、かつレンズの下面の光学コートに対する影響が無視できるものが好ましい。使用する水としては蒸留水が好ましい。   When the exposure is performed by immersion exposure, examples of the immersion liquid to be used include water and a fluorine-based inert liquid. The immersion liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure wavelength and has a refractive index temperature coefficient that is as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected onto the film. In the case of excimer laser light (wavelength 193 nm), it is preferable to use water from the viewpoints of availability and easy handling in addition to the above-described viewpoints. When water is used, an additive that reduces the surface tension of water and increases the surface activity may be added in a small proportion. This additive is preferably one that does not dissolve the resist film on the wafer and can ignore the influence on the optical coating on the lower surface of the lens. The water used is preferably distilled water.

上記露光の後、ポストエクスポージャーベーク(PEB)を行い、レジスト膜の露光された部分において、露光により[B]酸発生体から発生した酸による[A]重合体等が有する酸解離性基の解離を促進させることが好ましい。このPEBによって、露光部と未露光部とで現像液に対する溶解性に差が生じる。PEB温度としては、通常50℃〜180℃であり、80℃〜130℃が好ましい。PEB時間としては、通常5秒〜600秒であり、10秒〜300秒が好ましい。   After the exposure, post-exposure baking (PEB) is performed, and in the exposed part of the resist film, the acid-dissociable group of the [A] polymer and the like by the acid generated from the [B] acid generator by exposure is dissociated. Is preferably promoted. This PEB causes a difference in solubility in the developer between the exposed area and the unexposed area. As PEB temperature, it is 50 to 180 degreeC normally, and 80 to 130 degreeC is preferable. The PEB time is usually 5 seconds to 600 seconds, and preferably 10 seconds to 300 seconds.

[現像工程]
本工程では、上記露光工程で露光されたレジスト膜を現像する。これにより、所定のレジストパターンを形成することができる。現像後は、水又はアルコール等のリンス液で洗浄し、乾燥することが一般的である。
[Development process]
In this step, the resist film exposed in the exposure step is developed. Thereby, a predetermined resist pattern can be formed. After development, it is common to wash with water or a rinse solution such as alcohol and then dry.

上記現像に用いる現像液としては、
アルカリ現像の場合、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(TMAH)、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水溶液等が挙げられる。これらの中でも、TMAH水溶液が好ましく、2.38質量%TMAH水溶液がより好ましい。
また、有機溶媒現像の場合、炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒等の有機溶媒、又は有機溶媒を含有する溶媒が挙げられる。上記有機溶媒としては、例えば上述の樹脂組成物の[B]溶媒として列挙した溶媒の1種又は2種以上等が挙げられる。これらの中でも、エステル系溶媒、ケトン系溶媒が好ましい。エステル系溶媒としては、酢酸エステル系溶媒が好ましく、酢酸n−ブチルがより好ましい。ケトン系溶媒としては、鎖状ケトンが好ましく、2−ヘプタノンがより好ましい。現像液中の有機溶媒の含有量としては、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がさらに好ましく、99質量%以上が特に好ましい。現像液中の有機溶媒以外の成分としては、例えば水、シリコンオイル等が挙げられる。
As a developer used for the above development,
In the case of alkaline development, for example, 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 (TMAH), pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4. 3.0] -5 aqueous solution in which at least one alkaline compound such as 5-nonene is dissolved. Among these, a TMAH aqueous solution is preferable, and a 2.38 mass% TMAH aqueous solution is more preferable.
In the case of organic solvent development, organic solvents such as hydrocarbon solvents, ether solvents, ester solvents, ketone solvents, alcohol solvents, etc., or solvents containing organic solvents can be mentioned. As said organic solvent, the 1 type (s) or 2 or more types of the solvent enumerated as the [B] solvent of the above-mentioned resin composition are mentioned, for example. Among these, ester solvents and ketone solvents are preferable. As the ester solvent, an acetate solvent is preferable, and n-butyl acetate is more preferable. As the ketone solvent, a chain ketone is preferable, and 2-heptanone is more preferable. As content of the organic solvent in a developing solution, 80 mass% or more is preferable, 90 mass% or more is more preferable, 95 mass% or more is further more preferable, 99 mass% or more is especially preferable. Examples of components other than the organic solvent in the developer include water and silicone oil.

現像方法としては、例えば現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。   As a developing method, for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle method) ), A method of spraying the developer on the substrate surface (spray method), a method of continuously applying the developer while scanning the developer coating nozzle on the substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method) Etc.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。各種物性値の測定方法を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. 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)及び分散度(Mw/Mn)の測定]
東ソー社の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: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。
[Measurement of weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn) and dispersity (Mw / Mn)]
Using Tosoh GPC columns (two "G2000HXL", one "G3000HXL", one "G4000HXL"), flow rate: 1.0 ml / min, elution solvent: tetrahydrofuran, column temperature: 40 ° C. Measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard.

H−NMR分析及び13C−NMR分析]
日本電子社の「JNM−Delta400」を用いて測定した。
[ 1 H-NMR analysis and 13 C-NMR analysis]
It measured using "JNM-Delta400" of JEOL.

<[C]酸拡散制御剤の合成>
[合成例1]化合物(C−1)の合成
500mLのナス型フラスコにアラニン3.56g(40.0mmol)と炭酸ナトリウム4.24g(40.0mmol)、臭化テトラブチルアンモニウム1.29g(4.0mmol)及び脱水テトラヒドロフラン200mLを加えた後、室温にて30分間撹拌した。そこへ塩化シクロヘキサンカルボニル5.86gを加え、80℃にて12時間撹拌し、TLCにて原料の消失を確認した。ジイソプロピルエーテルと水を加えて分液精製を行い、水層を回収した。水層はジイソプロピルエーテルで2回洗浄した後、3N塩酸を加えてpH3の酸性条件にした。そこに酢酸エチルを加えて分液精製を行い、有機層を回収した。溶媒を留去した後、再結晶精製することにより、2−(シクロヘキサンカルボキサミド)プロピオン酸6.38gを得た(収率80%)。
300mLのナス型フラスコに2−(シクロヘキサンカルボキサミド)プロピオン酸6.38g(32.0mmol)及び脱水ジクロロメタン160mLを加えた後、氷水浴にて0℃に冷却した。そこへ、トリフルオロ酢酸無水物6.72g(32.0mmol)を加え、0℃にて30分間撹拌した後、室温で2時間撹拌した。TLCにて原料の消失を確認した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えて分液精製を行い、有機層を回収した。溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフィで精製することにより、下記式(C−1)で表される化合物4.93gを得た(収率85%)。
<Synthesis of [C] acid diffusion controller>
Synthesis Example 1 Synthesis of Compound (C-1) Alanine 3.56 g (40.0 mmol), sodium carbonate 4.24 g (40.0 mmol), tetrabutylammonium bromide 1.29 g (4) 0.0 mmol) and 200 mL of dehydrated tetrahydrofuran were added, followed by stirring at room temperature for 30 minutes. Thereto was added 5.86 g of cyclohexanecarbonyl chloride, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 12 hours, and disappearance of the raw material was confirmed by TLC. Diisopropyl ether and water were added for liquid separation purification, and the aqueous layer was recovered. The aqueous layer was washed twice with diisopropyl ether, and then 3N hydrochloric acid was added to make the pH 3 acidic. Ethyl acetate was added thereto for liquid separation purification, and the organic layer was recovered. After the solvent was distilled off, recrystallization was performed to obtain 6.38 g of 2- (cyclohexanecarboxamide) propionic acid (yield 80%).
After adding 6.38 g (32.0 mmol) of 2- (cyclohexanecarboxamide) propionic acid and 160 mL of dehydrated dichloromethane to a 300 mL eggplant-shaped flask, it was cooled to 0 ° C. in an ice-water bath. Thereto was added 6.72 g (32.0 mmol) of trifluoroacetic anhydride, and the mixture was stirred at 0 ° C. for 30 minutes, and then stirred at room temperature for 2 hours. After confirming the disappearance of the raw material by TLC, a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added for liquid separation purification, and the organic layer was recovered. After removing the solvent, the residue was purified by column chromatography to obtain 4.93 g of a compound represented by the following formula (C-1) (yield 85%).

Figure 2015191216
Figure 2015191216

[合成例2〜21](化合物(C−2)〜(C−21)の合成)
前駆体を適宜選択し、合成例1と同様の操作を行うことによって、下記式(C−2)〜(C−21)で表される化合物を合成した。
[Synthesis Examples 2 to 21] (Synthesis of Compounds (C-2) to (C-21))
By appropriately selecting a precursor and performing the same operation as in Synthesis Example 1, compounds represented by the following formulas (C-2) to (C-21) were synthesized.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

<[A]重合体及び[E]重合体の合成>
各実施例及び比較例における各重合体の合成で用いた単量体を以下に示す。
<Synthesis of [A] polymer and [E] polymer>
The monomers used in the synthesis of each polymer in each example and comparative example are shown below.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

[合成例22](重合体(A−1)の合成)
化合物(M−1)7.97g(35モル%)、化合物(M−2)7.44g(45モル%)、及び化合物(M−3)4.49g(20モル%)を2−ブタノン40gに溶解し、ラジカル開始剤としてAIBN0.80g(全単量体に対して5モル%)を添加して単量体溶液を調製した。次いで20gの2−ブタノンを入れた100mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、攪拌しながら80℃に加熱し、上記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。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。400gのメタノール中に冷却した重合溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を80gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−1)を合成した(15.2g、収率76%)。重合体(A−1)のMwは7,300であり、Mw/Mnは1.53であった。13C−NMR分析の結果、(M−1)、(M−2)、(M−3)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ34.3モル%、45.1モル%、及び20.6モル%であった。
[Synthesis Example 22] (Synthesis of Polymer (A-1))
Compound (M-1) 7.97 g (35 mol%), compound (M-2) 7.44 g (45 mol%), and compound (M-3) 4.49 g (20 mol%) were converted to 2-butanone 40 g. A monomer solution was prepared by adding 0.80 g of AIBN (5 mol% based on the total monomers) as a radical initiator. Next, a 100 mL three-necked flask containing 20 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, and 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 reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower. The polymerization solution cooled in 400 g of methanol was added, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 80 g of methanol, filtered, and dried at 50 ° C. for 17 hours to synthesize a white powder polymer (A-1) (15.2 g, yield 76). %). Mw of the polymer (A-1) was 7,300, and Mw / Mn was 1.53. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each structural unit derived from (M-1), (M-2), and (M-3) is 34.3 mol%, 45.1 mol%, and It was 20.6 mol%.

[合成例23〜32、34及び35](重合体(A−2)〜(A−11)、(A−13)及び(A−14)の合成)
下記表1に示す種類及び使用量の単量体を用いた以外は、合成例22と同様の操作を行うことによって、重合体(A−2)〜(A−11)、(A−13)及び(A−14)を合成した。
[Synthesis Examples 23 to 32, 34 and 35] (Synthesis of Polymers (A-2) to (A-11), (A-13) and (A-14))
Polymers (A-2) to (A-11) and (A-13) are obtained by performing the same operations as in Synthesis Example 22 except that the types and amounts of monomers shown in Table 1 are used. And (A-14) were synthesized.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

[合成例33](重合体(A−12)の合成)
化合物(M−22)55.0g(65モル%)及び化合物(M−21)45.0g(35モル%)、ラジカル開始剤としてAIBN4g、並びに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100gに溶解した後、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間共重合させた。重合反応終了後、重合溶液を1,000gのn−ヘキサン中に滴下して、重合体を凝固精製した。次いで上記重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えた後、更に、メタノール150g、トリエチルアミン34g及び水6g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った。反応終了後、溶媒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150gに溶解した後、2,000gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ過し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−12)を得た(65.7g、収率77%)。重合体(A−12)のMwは7,500であり、Mw/Mnは1.90であった。13C−NMR分析の結果、p−ヒドロキシスチレン及び(M−21)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ65.4モル%及び34.6モル%であった。
[Synthesis Example 33] (Synthesis of Polymer (A-12))
55.0 g (65 mol%) of compound (M-22) and 45.0 g (35 mol%) of compound (M-21), 4 g of AIBN as a radical initiator, and 1 g of t-dodecyl mercaptan were added to 100 g of propylene glycol monomethyl ether. After dissolution, the reaction temperature was maintained at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere and copolymerization was performed for 16 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymer solution was dropped into 1,000 g of n-hexane to solidify and purify the polymer. Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added to the polymer again, and then 150 g of methanol, 34 g of triethylamine and 6 g of water were further added, and a hydrolysis reaction was performed for 8 hours while refluxing at the boiling point. After completion of the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the resulting polymer was dissolved in 150 g of acetone, then dropped into 2,000 g of water and solidified, and the resulting white powder was filtered and filtered at 50 ° C. It was made to dry for a period of time to obtain a white powdery polymer (A-12) (65.7 g, yield 77%). Mw of the polymer (A-12) was 7,500, and Mw / Mn was 1.90. As a result of 13 C-NMR analysis, the content of each structural unit derived from p-hydroxystyrene and (M-21) was 65.4 mol% and 34.6 mol%, respectively.

[合成例36](重合体(E−1)の合成)
化合物(M−25)82.2g(70モル%)及び化合物(M−10)17.8g(30モル%)を2−ブタノン200gに溶解し、ラジカル開始剤としてAIBN0.46g(全単量体に対して1モル%)を添加して単量体溶液を調製した。次いで100gの2−ブタノンを入れた500mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、攪拌しながら80℃に加熱し、上記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。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。アセトニトリル400gに溶媒を置換した後、ヘキサン100gを加えて撹拌しアセトニトリル層を回収する作業を3回繰り返した。溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに置換することで、重合体(E−1)を60.1g含む溶液を得た(収率60%)。重合体(E−1)のMwは15,000であり、Mw/Mnは1.90であった。13C−NMR分析の結果、(M−25)、(M−10)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ70.3モル%、29.7モル%であった。
[Synthesis Example 36] (Synthesis of Polymer (E-1))
Compound (M-25) 82.2 g (70 mol%) and compound (M-10) 17.8 g (30 mol%) were dissolved in 2-butanone 200 g, and AIBN 0.46 g (total monomer) was used as a radical initiator. 1 mol%) was added to prepare a monomer solution. Next, a 500 mL three-necked flask containing 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, and 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 reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower. After replacing the solvent with 400 g of acetonitrile, the operation of adding 100 g of hexane and stirring to recover the acetonitrile layer was repeated three times. By replacing the solvent with propylene glycol monomethyl ether acetate, a solution containing 60.1 g of the polymer (E-1) was obtained (yield 60%). Mw of the polymer (E-1) was 15,000, and Mw / Mn was 1.90. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of structural units derived from (M-25) and (M-10) were 70.3 mol% and 29.7 mol%, respectively.

<感放射線性樹脂組成物の調製>
各感放射線性樹脂組成物の調製に用いた各成分を以下に示す。
<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
Each component used for preparation of each radiation sensitive resin composition is shown below.

[[C]成分(比較例用)]
下記式(Q−1)〜(Q−9)で表される化合物。
[[C] component (for comparative example)]
Compounds represented by the following formulas (Q-1) to (Q-9).

Figure 2015191216
Figure 2015191216

[[B]酸発生剤]
下記式(B−1)〜(B−9)で表される化合物
[[B] acid generator]
Compounds represented by the following formulas (B-1) to (B-9)

Figure 2015191216
Figure 2015191216

[[D]溶媒]
D−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
D−2:シクロヘキサン
D−3:γ−ブチロラクトン
[[D] solvent]
D-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate D-2: Cyclohexane D-3: γ-butyrolactone

[実施例1](感放射線性樹脂組成物(J−1)の調製)
[A]重合体としての(A−1)100質量部、[B]酸発生剤としての(B−1)10質量部、[C]酸拡散制御剤としての化合物(C−1)7質量部、[E]重合体としての(E−1)3質量部、[D]溶媒としての(D−1)2,427質量部、(D−2)1,040質量部及び(D−3)200質量部を混合し、0.2μmのメンブランフィルターで濾過することにより、感放射線性樹脂組成物(J−1)を調製した。
[Example 1] (Preparation of radiation-sensitive resin composition (J-1))
[A] 100 parts by mass of (A-1) as a polymer, [B] 10 parts by mass of (B-1) as an acid generator, [C] 7 parts by mass of compound (C-1) as an acid diffusion controller Parts, (E-1) 3 parts by mass as a polymer, [D] (D-1) 2,427 parts by mass, (D-2) 1,040 parts by mass and (D-3) as a solvent. ) 200 parts by mass were mixed and filtered through a 0.2 μm membrane filter to prepare a radiation sensitive resin composition (J-1).

[実施例2〜26及び比較例1〜26]
下記表2に示す種類及び含有量の各成分を用いた以外は実施例1と同様に操作して、各感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Examples 2 to 26 and Comparative Examples 1 to 26]
Each radiation-sensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the components having the types and contents shown in Table 2 were used.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

<レジストパターンの形成(1)>
12インチのシリコンウェハ表面に、スピンコーター(東京エレクトロン社の「CLEAN TRACK ACT12」)を使用して、下層反射防止膜形成用組成物(ブルワーサイエンス社の「ARC66」)を塗布した後、205℃で60秒間加熱することにより膜厚105nmの下層反射防止膜を形成した。この下層反射防止膜上に、上記スピンコーターを使用して各感放射線性樹脂組成物を塗布し、100℃で50秒間PBを行った。その後23℃で30秒間冷却し、膜厚90nmのレジスト膜を形成した。次に、この塗膜を、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(ASML社の「TWINSCAN XT−1900i」)を用い、NA=1.35、Dipole35X(σ=0.97/0.77)の光学条件にて、38nmラインアンドスペース(1L/1S)のレジストパターン形成用のマスクパターンを介して露光した。露光後、90℃で50秒間PEBを行った。その後、2.38質量%TMAH水溶液を用い、23℃で30秒間パドル現像を行い、次いで、超純水を用いて7秒間リンスし、その後、2,000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、38nmラインアンドスペース(1L/1S)のレジストパターンを形成した。
<Formation of resist pattern (1)>
On the surface of a 12-inch silicon wafer, using a spin coater (“CLEAN TRACK ACT12” manufactured by Tokyo Electron), a composition for forming a lower antireflection film (“ARC66” manufactured by Brewer Science) was applied at 205 ° C. Was heated for 60 seconds to form a lower antireflection film having a thickness of 105 nm. Each radiation-sensitive resin composition was applied onto the lower antireflection film using the spin coater, and PB was performed at 100 ° C. for 50 seconds. Thereafter, it was cooled at 23 ° C. for 30 seconds to form a resist film having a thickness of 90 nm. Next, this coating film was subjected to an optical condition of NA = 1.35, Dipole 35X (σ = 0.97 / 0.77) using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (“TWINSCAN XT-1900i” manufactured by ASML). Then, it was exposed through a mask pattern for forming a resist pattern of 38 nm line and space (1L / 1S). After the exposure, PEB was performed at 90 ° C. for 50 seconds. Then, using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution, performing paddle development at 23 ° C. for 30 seconds, then rinsing with ultrapure water for 7 seconds, and then spin-drying by shaking off at 2,000 rpm for 15 seconds. A 38 nm line and space (1L / 1S) resist pattern was formed.

<レジストパターンの形成(2)>
上記TMAH水溶液の代わりに酢酸n−ブチルを用いて有機溶媒現像し、かつ水での洗浄を行わなかった以外は、上記レジストパターンの形成(1)と同様に操作して、ネガ型のレジストパターンを形成した。
<Formation of resist pattern (2)>
A negative resist pattern was prepared in the same manner as in the above resist pattern formation (1) except that n-butyl acetate was used instead of the TMAH aqueous solution and the organic solvent was developed, and washing with water was not performed. Formed.

<評価>
上記形成したレジストパターンについて、下記方法に従って測定することにより、各感放射線性樹脂組成物の評価を行った。評価結果を下記表3に示す。なお、レジストパターンの測長には走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社の「CG−4100」)を用いた。
<Evaluation>
About the formed resist pattern, each radiation sensitive resin composition was evaluated by measuring according to the following method. The evaluation results are shown in Table 3 below. A scanning electron microscope (Hitachi High-Technologies “CG-4100”) was used for measuring the resist pattern.

[放射線感度]
上記レジストパターンの形成において、38nmラインアンドスペース(1L/1S)のレジストパターンを形成する露光量を最適露光量(Eop)として求め、これを放射線感度(mJ/cm)とした。
[Radiation sensitivity]
In the formation of the resist pattern, the exposure dose for forming a 38 nm line and space (1L / 1S) resist pattern was determined as the optimum exposure dose (Eop), and this was defined as the radiation sensitivity (mJ / cm 2 ).

[LWR性能]
上記で求めたEopの露光量を照射して形成したレジストパターンを、上記走査型電子顕微鏡を用い、パターン上部から観察した。線幅のばらつきを計500点測定し、その測定値の分布から3シグマ値を求め、これをLWR性能(nm)とした。LWR性能は、その値が小さいほど、ラインのがたつきが小さく良好である。LWR性能は、2.5nm以下の場合は「良好」と、2.5を超える場合は「不良」と評価できる。
[LWR performance]
The resist pattern formed by irradiating the exposure amount of Eop obtained above was observed from above the pattern using the scanning electron microscope. A total of 500 line width variations were measured, and a 3-sigma value was determined from the distribution of the measured values, and this was defined as LWR performance (nm). The smaller the value of the LWR performance, the smaller the line play and the better. The LWR performance can be evaluated as “good” when it is 2.5 nm or less, and “bad” when it exceeds 2.5 nm.

[CDU性能]
上記で求めたEopの露光量を照射して形成したレジストパターンを、上記走査型電子顕微鏡を用い、パターン上部から観察した。400nmの範囲で線幅を20点測定してその平均値を求め、その平均値を任意のポイントで計500点測定し、その測定値の分布から3シグマ値を求め、これをCDU性能(nm)とした。CDU性能は、その値が小さいほど、長周期での線幅のばらつきが小さく良好である。CDU性能は、1.5nm以下の場合は「良好」と、2.0を超える場合は「不良」と評価できる。
[CDU performance]
The resist pattern formed by irradiating the exposure amount of Eop obtained above was observed from above the pattern using the scanning electron microscope. The line width is measured at 20 points in the range of 400 nm, the average value is obtained, the average value is measured at a total of 500 points, and the 3 sigma value is obtained from the distribution of the measured values. ). The smaller the value of the CDU performance, the better the line width variation over a long period. The CDU performance can be evaluated as “good” when it is 1.5 nm or less, and “bad” when it exceeds 2.0 nm.

[EL性能]
各感放射線性樹脂組成物のEL性能は、下記方法で測定される10%EL、Bridge限界及びCollapse限界の各値により評価した。
[EL performance]
The EL performance of each radiation-sensitive resin composition was evaluated by each value of 10% EL, Bridge limit and Collapse limit measured by the following method.

(10%EL)
38nmラインアンドスペース(1L/1S)のレジストパターン形成用のマスクパターンを用いた場合に解像されるレジストパターンの寸法が、マスクの設計寸法の±10%以内となる場合の露光量の範囲の上記Eopに対する割合を10%EL(%)とした。10%ELは、その値が大きいほど、露光量変化に対するパターニング性能の変化量が小さく良好である。10%ELは、18%以上の場合は「良好」と、18%未満の場合は「不良」と評価できる。
(10% EL)
When the mask pattern for forming a 38 nm line and space (1L / 1S) resist pattern is used, the resist pattern dimension resolved is within ± 10% of the mask design dimension. The ratio to the above Eop was 10% EL (%). The larger the value of 10% EL, the smaller the change amount of the patterning performance with respect to the exposure amount change, and the better. 10% EL can be evaluated as “good” when 18% or more and “bad” when less than 18%.

(Bridge限界)
上記レジストパターンの形成において、上記Eopからアルカリ現像の場合は露光量を小さくしていく場合に、有機溶剤現像の場合は露光量を大きくしていく場合に、ブリッジが発生する最小のパターン幅(Bridge限界)(nm)を求め、この値をBridge限界の指標とした。Bridge限界の値が大きいほど、ブリッジ欠陥が発生し難く良好である。Bridge限界は、50nm以上の場合は「良好」と、50nm未満の場合は「不良」と評価できる。
(Bridge limit)
In the formation of the resist pattern, when the exposure amount is reduced in the case of alkali development from the Eop, and when the exposure amount is increased in the case of organic solvent development, the minimum pattern width that causes a bridge ( (Bridge limit) (nm) was determined, and this value was used as an index of the Bridge limit. As the value of the Bridge limit is larger, the bridge defect is less likely to occur. The Bridge limit can be evaluated as “good” when it is 50 nm or more, and “bad” when it is less than 50 nm.

(Collapse限界)
上記レジストパターンの形成において、上記Eopからアルカリ現像の場合は露光量を大きくしていく場合に、有機溶剤現像の場合は露光量を小さくしていく場合にパターン倒れが発生する最小のパターン幅(Collapse限界)(nm)を求め、この値をCollapse限界の指標とした。Collapse限界の値が小さいほど、レジストパターンの倒れが発生し難く良好である。Collapse限界は、28nm以下の場合は「良好」と、28nmを超える場合は「不良」と評価できる。
(Collapse limit)
In the formation of the resist pattern, the minimum pattern width (when the exposure amount is increased in the case of alkali development from the Eop and the exposure amount is decreased in the case of organic solvent development is the minimum pattern width that causes pattern collapse ( Collapse limit) (nm) was determined, and this value was used as an index of Collapse limit. The smaller the Collapse limit value, the less likely the resist pattern collapses. The Collapse limit can be evaluated as “good” when it is 28 nm or less, and “bad” when it exceeds 28 nm.

[現像欠陥抑制性]
下層反射防止膜形成用組成物(日産化学社の「ARC66」)により下層反射防止膜を形成した12インチシリコンウェハ上に、感放射線性樹脂組成物により塗膜を形成し、120℃で50秒間SBを行い、膜厚110nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜についてArFエキシマレーザー液浸露光装置(NIKON社の「NSR−S610C」)を用い、NA=1.3、ratio=0.800、Dipoleの条件により、ターゲットサイズが幅38nmのラインアンドスペース(1L/1S)形成用のマスクパターンを介して露光した。露光後、95℃で50秒間PEBを行った。その後、現像装置(東京エレクトロン社の「クリーントラック ACT8」)のGPノズルによって2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液又は酢酸ブチルにより10秒間現像した。なお、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液現像の場合には引き続き15秒間純水によりリンスをし、2,000rpmで液振り切り乾燥させた。このとき、幅38nmの1L/1Sを形成する露光量を最適露光量とした。この最適露光量にてウェハ全面に線幅38nmの1L/1Sを形成し、欠陥検査用ウェハとした。なお、測長には走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社、CC−4000)を用いた。この欠陥検査用ウェハ上の欠陥数を、欠陥検査装置(KLA−Tencor社の「KLA2810」)を用いて測定した。そして、上記測定された欠陥をレジスト膜由来と判断されるものと外部由来の異物とに分類し、レジスト膜由来と判断されるものの数を算出した。欠陥抑制性は、このレジスト膜由来と判断される欠陥の数が少ないほど良好である。欠陥抑制性は、このレジスト膜由来を判断される欠陥の数が0.1個/cm以下の場合は「良好」と、0.1個/cmを超える場合は「不良」と評価できる。
[Development defect suppression]
A coating film is formed with a radiation-sensitive resin composition on a 12-inch silicon wafer on which a lower antireflection film is formed with a composition for forming an lower antireflection film (“ARC66” of Nissan Chemical Co., Ltd.), and is heated at 120 ° C. for 50 seconds. SB was performed to form a resist film having a thickness of 110 nm. Next, an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (“NSR-S610C” from NIKON) was used for this resist film, and the target size was 38 nm in width under the conditions of NA = 1.3, ratio = 0.800, Dipole. It exposed through the mask pattern for line and space (1L / 1S) formation. After exposure, PEB was performed at 95 ° C. for 50 seconds. Thereafter, development was performed for 10 seconds with a 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide or butyl acetate using a GP nozzle of a developing device (“Clean Track ACT8” manufactured by Tokyo Electron). In the case of development with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution, rinsing was continued with pure water for 15 seconds, and the solution was shaken off and dried at 2,000 rpm. At this time, the exposure amount for forming 1 L / 1S having a width of 38 nm was determined as the optimum exposure amount. With this optimum exposure amount, 1 L / 1S having a line width of 38 nm was formed on the entire surface of the wafer to obtain a defect inspection wafer. Note that a scanning electron microscope (Hitachi High-Technologies Corporation, CC-4000) was used for length measurement. The number of defects on the defect inspection wafer was measured using a defect inspection apparatus (“KLA2810” manufactured by KLA-Tencor). Then, the measured defects were classified into those judged to be derived from the resist film and foreign matters derived from the outside, and the number of those judged to be derived from the resist film was calculated. The smaller the number of defects judged to be derived from this resist film, the better the defect suppression. Defect suppression can be evaluated as “good” when the number of defects judged to be derived from the resist film is 0.1 piece / cm 2 or less, and “bad” when it exceeds 0.1 piece / cm 2. .

Figure 2015191216
Figure 2015191216

[実施例27](感放射線性樹脂組成物(J−27)の調製)
[A]重合体としての(A−1)100質量部、[B]酸発生剤としての(B−1)20質量部、[C]酸拡散制御剤としての化合物(C−1)3.6質量部、[D]溶媒としての(D−1)4,280質量部及び(D−2)1,830質量部を混合し、0.2μmのメンブランフィルターで濾過することにより、感放射線性樹脂組成物(J−27)を調製した。
[Example 27] (Preparation of radiation-sensitive resin composition (J-27))
[A] 100 parts by mass of (A-1) as a polymer, [B] 20 parts by mass of (B-1) as an acid generator, [C] Compound (C-1) as an acid diffusion controller 6 parts by mass, (D-1) 4,280 parts by mass as a solvent and (D-2) 1,830 parts by mass are mixed and filtered through a 0.2 μm membrane filter, thereby providing radiation sensitivity. A resin composition (J-27) was prepared.

[実施例28〜33及び比較例27〜33]
下記表4に示す種類及び含有量の各成分を用いた以外は実施例27と同様にして、各感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Examples 28 to 33 and Comparative Examples 27 to 33]
Each radiation-sensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 27 except that the components having the types and contents shown in Table 4 below were used.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

<レジストパターンの形成(3)>
8インチのシリコンウエハー表面にスピンコーター(CLEAN TRACK ACT8、東京エレクトロン社)を使用して、表4に記載の各感放射線性樹脂組成物を塗布し、90℃で60秒間PBを行った。その後、23℃で30秒間冷却し、膜厚50nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜に、簡易型の電子線描画装置(日立製作所社、型式「HL800D」、出力:50KeV、電流密度:5.0A/cm)を用いて電子線を照射した。照射後、120℃で60秒間PEBを行った。その後、アルカリ現像液として2.38質量%のTMAH水溶液を用いて23℃で30秒間現像し、水で洗浄し、乾燥してポジ型のレジストパターンを形成した。
<Formation of resist pattern (3)>
Using a spin coater (CLEAN TRACK ACT8, Tokyo Electron) on the surface of an 8-inch silicon wafer, each radiation-sensitive resin composition shown in Table 4 was applied, and PB was performed at 90 ° C. for 60 seconds. Then, it cooled at 23 degreeC for 30 second, and formed the resist film with a film thickness of 50 nm. Next, the resist film was irradiated with an electron beam using a simple electron beam drawing apparatus (Hitachi, Ltd., model “HL800D”, output: 50 KeV, current density: 5.0 A / cm 2 ). After irradiation, PEB was performed at 120 ° C. for 60 seconds. Thereafter, development was performed at 23 ° C. for 30 seconds using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution as an alkali developer, washed with water, and dried to form a positive resist pattern.

<レジストパターンの形成(4)>
上記TMAH水溶液の代わりに酢酸n−ブチルを用いて有機溶媒現像し、かつ水での洗浄を行わなかった以外は、上記レジストパターンの形成(3)と同様に操作して、ネガ型のレジストパターンを形成した。
<Formation of resist pattern (4)>
A negative resist pattern was prepared in the same manner as in the above resist pattern formation (3) except that n-butyl acetate was used instead of the TMAH aqueous solution and the organic solvent was developed. Formed.

<評価>
上記レジストパターンの形成(3)及び(4)で形成したレジストパターンについて、上記実施例と同様の評価を実施した。結果を下記表5に示す。
<Evaluation>
Formation of the resist pattern The resist patterns formed in (3) and (4) were evaluated in the same manner as in the above examples. The results are shown in Table 5 below.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

[実施例34〜42及び比較例33〜42]
上記感放射線性樹脂組成物(J−1)〜(J−9)及び(CJ−1)〜(CJ−9)について、保存安定性の評価を行った。
[Examples 34 to 42 and Comparative Examples 33 to 42]
The storage stability of the radiation sensitive resin compositions (J-1) to (J-9) and (CJ-1) to (CJ-9) was evaluated.

<評価(保存安定性)>
各感放射線性樹脂組成物を35℃で3ケ月保管した後、各感放射線性樹脂組成物の濁り具合を目視にて確認した。保存安定性は濁りが確認されなかった場合には「良好」と、濁りが確認された場合は「不良」と評価した。その結果を以下に示す。
<Evaluation (storage stability)>
After each radiation sensitive resin composition was stored at 35 ° C. for 3 months, the turbidity of each radiation sensitive resin composition was visually confirmed. The storage stability was evaluated as “good” when no turbidity was confirmed, and “bad” when turbidity was confirmed. The results are shown below.

Figure 2015191216
Figure 2015191216

表3及び表5の結果から、実施例の感放射線性樹脂組成物は、ArF露光及び電子線露光の場合において、アルカリ現像の場合及び有機溶媒現像の場合とも、放射線感度、LWR性能、CDU性能、EL性能及び現像欠陥抑制性に優れていることが示された。また表6の結果から、保存安定性に優れることも示された。一方、比較例の感放射線性樹脂組成物は、上記性能が実施例のものに対していずれも劣っていることも示された。なお、一般的に、電子線露光によればEUV露光の場合と同様の傾向を示すことが知られており、従って、EUV露光の場合においても、実施例の感放射線性樹脂組成物によれば、放射線感度等に優れることが推測される。   From the results of Tables 3 and 5, the radiation-sensitive resin compositions of the examples show the radiation sensitivity, LWR performance, and CDU performance in the case of ArF exposure and electron beam exposure, in the case of alkali development and in the case of organic solvent development. , It was shown that the EL performance and development defect suppression were excellent. Moreover, it was shown from the result of Table 6 that it is excellent in storage stability. On the other hand, it was also shown that the radiation sensitive resin compositions of the comparative examples were inferior in performance to the examples. In general, it is known that the electron beam exposure shows the same tendency as in the case of EUV exposure. Therefore, even in the case of EUV exposure, according to the radiation-sensitive resin composition of the examples. It is estimated that the radiation sensitivity is excellent.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、良好な保存安定性を確保しつつ、LWR性能、CDU性能、EL性能、放射線感度及び現像欠陥抑制性に優れる。従って、当該感放射線性樹脂組成物は、今後さらに微細化が進行すると予想される半導体デバイスの製造に好適に用いることができる。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention is excellent in LWR performance, CDU performance, EL performance, radiation sensitivity, and development defect suppression while ensuring good storage stability. Therefore, the said radiation sensitive resin composition can be used suitably for manufacture of the semiconductor device from which further refinement | miniaturization is anticipated from now on.

Claims (7)

酸解離性基を含む構造単位を有する第1重合体、
感放射線性酸発生体、
下記式(1)で表される酸拡散制御剤、及び
溶媒
を含有する感放射線性樹脂組成物。
Figure 2015191216
(式(1)中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。nは、1〜5の整数である。nが2以上の場合、複数のRはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、複数のRもそれぞれ同一でも異なっていてもよい。X及びXは、それぞれ独立して、酸素原子又は硫黄原子である。)
A first polymer having a structural unit containing an acid-dissociable group,
Radiation sensitive acid generator,
The radiation sensitive resin composition containing the acid diffusion control agent represented by following formula (1), and a solvent.
Figure 2015191216
(In the formula (1), R 1, R 2 and R 3 are each independently a is .n monovalent organic group hydrogen atom or a C 1 to 20, an integer from 1 to 5. When n is 2 or more, the plurality of R 2 may be the same or different, and the plurality of R 3 may be the same or different, and X 1 and X 2 are each independently an oxygen atom or It is a sulfur atom.)
上記式(1)におけるR、R及びRが炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基又は下記式(a)で表される基である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2015191216
(式(a)中、R’は、炭素数1〜20の2価の炭化水素基である。Xは、OR”、COOR”、OCOR”、CONR”、NR”COR”、SR”、SOR”、又はラクトン構造、環状カーボネート構造若しくはスルトン構造を有する1価の基である。R”は、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。)
In the above formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are monovalent chain hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, monovalent alicyclic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms, or the following formula (a The radiation sensitive resin composition according to claim 1, which is a group represented by:
Figure 2015191216
(In the formula (a), R ′ is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. X 3 is OR ″, COOR ″, OCOR ″, CONR ″ 2 , NR ″ COR ″, SR ″. , SO 2 R ″, or a monovalent group having a lactone structure, a cyclic carbonate structure or a sultone structure. R ″ is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.)
上記式(1)におけるX及びXが共に酸素原子である請求項1又は請求項2に記載の感放射線性樹脂組成物。 The radiation sensitive resin composition according to claim 1 or 2 , wherein both X 1 and X 2 in the formula (1) are oxygen atoms. 上記式(1)におけるnが1である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の感放射線性樹脂組成物。   4. The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein n in the formula (1) is 1. 5. 上記構造単位が下記式(2−1)で表される請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2015191216
(式(2−1)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Rは、炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。R及びRはそれぞれ独立して炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基若しくは炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される炭素数3〜20の脂環構造を表す。)
The radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the structural unit is represented by the following formula (2-1).
Figure 2015191216
(In Formula (2-1), R 4 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 5 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 6 And R 7 are each independently a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or these groups are combined with each other. This represents an alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms that is constituted together with the carbon atom to which they are bonded.)
上記第1重合体よりもフッ素原子含有率が大きい第2重合体
をさらに含有する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物。
The radiation sensitive resin composition of any one of Claims 1-5 which further contains the 2nd polymer with a larger fluorine atom content rate than the said 1st polymer.
レジスト膜を形成する工程、
上記レジスト膜を露光する工程、及び
上記露光されたレジスト膜を現像する工程
を備え、
上記レジスト膜を請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物により形成するレジストパターン形成方法。
Forming a resist film;
A step of exposing the resist film, and a step of developing the exposed resist film,
The resist pattern formation method which forms the said resist film with the radiation sensitive resin composition of any one of Claims 1-6.
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