JP2017173420A - Radiation-sensitive composition and pattern formation method - Google Patents

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恭志 中川
Yasushi Nakagawa
恭志 中川
岳彦 成岡
Takehiko Naruoka
岳彦 成岡
永井 智樹
Tomoki Nagai
智樹 永井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation-sensitive composition that can exhibit excellent sensitivity when EUV light or the like having a wavelength of 250 nm or less is used as pattern exposure light.SOLUTION: The radiation-sensitive composition includes: a polymer having a structural unit including an acid-dissociable group; a sensitizer precursor which generates a sensitizer absorbing a first radiation having a wavelength of more than 250 nm by light exposure; a metal-containing compound; and a solvent. In the radiation-sensitive composition, the sensitizer precursor includes at least one of the following components (a) and (b): (a) a radiation-sensitive acid-sensitizer generating body which generates an acid and the above-mentioned sensitizer when irradiated with a second radiation having a wavelength of 250 nm or less and not irradiated with the above-mentioned first radiation; and (b) a radiation-sensitive sensitizer generating body which generates the sensitizer when irradiated with the above-mentioned second radiation and not emitting the first radiation.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、感放射線性組成物及びパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive composition and a pattern forming method.

次世代の半導体デバイスを製造するための要素技術の一つとして、EUV(極紫外線光)リソグラフィが注目されている。EUVリソグラフィは、露光光源として波長13.5nmのEUV光を利用するパターン形成技術である。EUVリソグラフィによれば、半導体デバイス製造プロセスの露光工程において、極めて微細なパターン(例えば20nm以下)を形成できることが実証されている。   EUV (extreme ultraviolet light) lithography has attracted attention as one of elemental technologies for manufacturing next-generation semiconductor devices. EUV lithography is a pattern formation technique that uses EUV light having a wavelength of 13.5 nm as an exposure light source. According to EUV lithography, it has been demonstrated that an extremely fine pattern (for example, 20 nm or less) can be formed in the exposure step of the semiconductor device manufacturing process.

しかし、現時点で開発されているEUV光源は出力が低いため、露光処理に長時間を要する。そのため、EUVリソグラフィは実用性に乏しいという不都合がある。この不都合に対し、感放射線性組成物(レジスト組成物)の感度を向上させる技術が開発されている(特開2002−174894号公報参照)。   However, since the EUV light source currently developed has a low output, it takes a long time for the exposure process. Therefore, EUV lithography has a disadvantage that it is not practical. In response to this inconvenience, a technique for improving the sensitivity of the radiation-sensitive composition (resist composition) has been developed (see JP-A-2002-174894).

しかし、上記技術における感放射線性組成物であってもEUV光に対する感度は不十分である。この不都合は、照射光として電子線等を用いる場合にも同様に存在する。   However, even the radiation-sensitive composition in the above technique has insufficient sensitivity to EUV light. This inconvenience also exists when an electron beam or the like is used as irradiation light.

特開2002−174894号公報JP 2002-174894 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、250nm以下の波長を有するEUV光、電子線、イオンビーム等の電離放射線又はKrFエキシマレーザー及びArFエキシマレーザー等の非電離放射線をパターン露光光として用いた場合において優れた感度を発揮することが可能な感放射線性組成物及びこの感放射線性組成物を用いたパターン形成方法を提供することにある。   The present invention has been made on the basis of the above-mentioned circumstances, and the object thereof is ionizing radiation such as EUV light, electron beam, ion beam or the like having a wavelength of 250 nm or less, or non-radiation such as KrF excimer laser and ArF excimer laser. An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive composition capable of exhibiting excellent sensitivity when ionizing radiation is used as pattern exposure light, and a pattern forming method using the radiation-sensitive composition.

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)を有する重合体(以下、「[A]重合体」ともいう)と、露光により250nmを超える波長を有する第1放射線(以下、「放射線(I)」ともいう)を吸収する増感体を発生する増感体前駆体(以下、「[B]増感体前駆体」ともいう)と、金属含有化合物(以下、「[C]金属含有化合物」ともいう)と、溶媒(以下、「[D]溶媒」ともいう)とを含有し、上記[B]増感体前駆体が、下記(a)及び(b)成分の少なくとも一方を含む感放射線性組成物である。
(a)250nm以下の波長を有する第2放射線(以下、「放射線(II)」ともいう)を照射し上記放射線(I)を照射しない場合に酸と上記増感体とを発生し、かつ上記放射線(II)を照射せず上記放射線(I)のみを照射した場合に上記酸及び増感体を実質的に発生しない感放射線性酸−増感体発生体
(b)上記放射線(II)を照射し上記放射線(I)を放射しない場合に上記増感体を発生し、かつ上記放射線(II)を照射せず上記放射線(I)のみを照射した場合に上記増感体を実質的に発生しない感放射線性増感体発生体
The invention made to solve the above problems is a polymer having a structural unit containing an acid-dissociable group (hereinafter also referred to as “structural unit (I)”) (hereinafter also referred to as “[A] polymer”). And a sensitizer precursor (hereinafter referred to as “[B] sensitizer precursor”) that generates a sensitizer that absorbs first radiation (hereinafter also referred to as “radiation (I)”) having a wavelength exceeding 250 nm by exposure. ), A metal-containing compound (hereinafter also referred to as “[C] metal-containing compound”), and a solvent (hereinafter also referred to as “[D] solvent”). The body precursor is a radiation-sensitive composition containing at least one of the following components (a) and (b).
(A) When the second radiation (hereinafter also referred to as “radiation (II)”) having a wavelength of 250 nm or less is irradiated and the radiation (I) is not irradiated, an acid and the sensitizer are generated, and A radiation-sensitive acid-sensitizer generator (b) that does not substantially generate the acid and sensitizer when irradiated with only the radiation (I) without irradiation with radiation (II). The sensitizer is generated when irradiated and does not emit the radiation (I), and the sensitizer is substantially generated when only the radiation (I) is irradiated without irradiating the radiation (II). Does not cause radiation-sensitive sensitizer

上記課題を解決するためになされた発明は、基板の少なくとも一方の面に当該感放射線性組成物を使用して膜を形成する膜形成工程と、上記膜に250nm以下の波長を有する放射線を照射するパターン露光工程と、上記パターン露光工程後の上記膜に250nmを超える波長を有する放射線を照射する一括露光工程と、上記一括露光工程後の上記膜を加熱するベーク工程と、上記ベーク工程後の上記膜を現像液に接触させる現像工程と
を備えるパターン形成方法である。
The invention made to solve the above problems includes a film forming step of forming a film using the radiation-sensitive composition on at least one surface of a substrate, and irradiating the film with radiation having a wavelength of 250 nm or less. A pattern exposure step, a batch exposure step of irradiating the film after the pattern exposure step with radiation having a wavelength of more than 250 nm, a baking step of heating the film after the batch exposure step, and a post-bake step And a development step of bringing the film into contact with a developer.

ここで、「放射線(II)を照射せず放射線(I)のみを照射した場合に上記酸及び増感体を実質的に発生しない」、「放射線(II)を照射せず放射線(I)のみを照射した場合に上記増感体を実質的に発生しない」とは、放射線(I)の照射によっては酸や増感体が発生しないか、又は放射線(I)の照射によって酸や増感体が発生した場合であっても、放射線(I)を照射するパターン露光における露光部と非露光部との間における酸や増感体の濃度の差をパターン形成可能な程度の大きさに維持できる程度に放射線(I)による上記パターン露光における非露光部の酸や増感体の発生量が少なく、その結果、現像後に上記パターン露光における露光部又は非露光部のいずれかのみを現像液に溶解できる程度に酸や増感体の発生量が少ないことを意味する。   Here, “when the radiation (II) is not irradiated and only the radiation (I) is irradiated, the acid and the sensitizer are not substantially generated”, “the radiation (II) is not irradiated and only the radiation (I) is not irradiated. The above-mentioned sensitizer is not substantially generated when irradiated with "I" means that acid or sensitizer is not generated by irradiation with radiation (I), or acid or sensitizer by irradiation with radiation (I). Even when this occurs, the difference in the concentration of the acid and the sensitizer between the exposed portion and the non-exposed portion in the pattern exposure that irradiates the radiation (I) can be maintained to a size that allows pattern formation. The amount of acid and sensitizer in the non-exposed area in the pattern exposure due to radiation (I) is small, and as a result, only either the exposed or non-exposed area in the pattern exposure is dissolved in the developer after development. As little acid and sensitizer as possible Means that no.

本発明の感放射線性組成物は、250nm以下の波長を有するEUV光、電子線、イオンビーム等の電離放射線又はKrFエキシマレーザー及びArFエキシマレーザー等の非電離放射線をパターン露光光として用いた場合において優れた感度を発揮することが可能である。また、当該感放射線性組成物は、当該パターン形成方法に好適に用いることができる。   When the radiation-sensitive composition of the present invention uses ionizing radiation such as EUV light having a wavelength of 250 nm or less, electron beam, ion beam, or non-ionizing radiation such as KrF excimer laser and ArF excimer laser as pattern exposure light. It is possible to exhibit excellent sensitivity. Moreover, the said radiation sensitive composition can be used suitably for the said pattern formation method.

本発明に係る感放射線性組成物を使用したパターン形成方法の一実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows one Embodiment of the pattern formation method using the radiation sensitive composition which concerns on this invention. 従来の感放射線性組成物を使用したパターン形成方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the pattern formation method using the conventional radiation sensitive composition. 本発明に係る感放射線性組成物を使用したパターン形成方法の別の実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows another embodiment of the pattern formation method using the radiation sensitive composition which concerns on this invention. 膜のパターン露光部の吸光度と、未露光部の吸光度とをグラフとして示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the light absorbency of the pattern exposure part of a film | membrane, and the light absorbency of an unexposed part as a graph. (a)は従来の感放射線性組成物を使用したパターン形成方法による酸濃度分布をグラフとして示す概念図である。(b)は本実施形態に係る感放射線性組成物を使用したパターン形成方法による増感体濃度分布及び酸濃度分布をグラフとして示す概念図である。(A) is a conceptual diagram which shows the acid concentration distribution by the pattern formation method using the conventional radiation sensitive composition as a graph. (B) is a conceptual diagram showing the sensitizer concentration distribution and the acid concentration distribution by a pattern forming method using the radiation-sensitive composition according to the present embodiment as a graph. 本発明の一実施形態に係る半導体デバイスの製造工程の一例を説明する断面図であり、(a)はパターン形成工程を示す断面図であり、(b)はエッチング工程を示す断面図であり、(c)はパターン除去工程を示す断面図である。It is sectional drawing explaining an example of the manufacturing process of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention, (a) is sectional drawing which shows a pattern formation process, (b) is sectional drawing which shows an etching process, (C) is sectional drawing which shows a pattern removal process.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

<感放射線性組成物>
当該感放射線性組成物は、[A]重合体と、[B]増感体前駆体と、[C]金属含有化合物と、[D]溶媒とを含有し、上記[B]増感体前駆体が、下記(a)及び(b)成分の少なくとも一方を含む。
(a)250nm以下の波長を有する放射線(II)を照射し上記放射線(I)を照射しない場合に酸と上記増感体とを発生し、かつ上記放射線(II)を照射せず上記放射線(I)のみを照射した場合に上記酸及び増感体を実質的に発生しない感放射線性酸−増感体発生体
(b)上記放射線(II)を照射し上記放射線(I)を放射しない場合に上記増感体を発生し、かつ上記放射線(II)を照射せず上記放射線(I)のみを照射した場合に上記増感体を実質的に発生しない感放射線性増感体発生体
<Radiation sensitive composition>
The radiation-sensitive composition contains a [A] polymer, a [B] sensitizer precursor, a [C] metal-containing compound, and a [D] solvent, and the [B] sensitizer precursor. The body contains at least one of the following components (a) and (b).
(A) When radiation (II) having a wavelength of 250 nm or less is irradiated and the radiation (I) is not irradiated, the acid and the sensitizer are generated, and the radiation (II) is not irradiated and the radiation (II) I) A radiation-sensitive acid-sensitizer generator that does not substantially generate the acid and sensitizer when irradiated only (b) When the radiation (II) is irradiated and the radiation (I) is not emitted A radiation-sensitive sensitizer that does not substantially generate the sensitizer when irradiated with only the radiation (I) without irradiation with the radiation (II)

当該感放射線性組成物は、[A]重合体及び[B]増感体前駆体に加えて[C]金属含有化合物を含有することで、250nm以下のEUV光、電子線、イオンビーム等の電離放射線又はKrFエキシマレーザー及びArFエキシマレーザー等の非電離放射線をパターン露光光として用いた場合において優れた感度を発揮することが可能である。当該感放射線性組成物が、上記構成を有することで上記効果を奏する理由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、放射線(II)の照射によるパターン露光光によって発生した酸の作用により[B]増感体前駆体から生じる増感体の放射線(I)の吸収(吸収波長及び/又は吸光度)が、[C]金属含有化合物との相互作用により変化すると考えられる。これにより、一括露光工程における上記増感体による放射線(I)の吸収を増大することができ、その結果、一括露光工程で発生する酸の量が増大するので、当該感放射線性組成物の感度を高めることができる。   The radiation-sensitive composition contains a [C] metal-containing compound in addition to the [A] polymer and [B] sensitizer precursor, so that EUV light of 250 nm or less, electron beam, ion beam, etc. It is possible to exhibit excellent sensitivity when ionizing radiation or non-ionizing radiation such as KrF excimer laser and ArF excimer laser is used as pattern exposure light. The reason why the radiation-sensitive composition exhibits the above-described effect by having the above-described configuration is not necessarily clear, but can be inferred as follows, for example. That is, the absorption (absorption wavelength and / or absorbance) of the radiation (I) of the sensitizer generated from the [B] sensitizer precursor by the action of the acid generated by the pattern exposure light by irradiation with the radiation (II) is [ C] It is considered to change due to interaction with the metal-containing compound. Thereby, the absorption of the radiation (I) by the sensitizer in the batch exposure step can be increased, and as a result, the amount of acid generated in the batch exposure step increases, and thus the sensitivity of the radiation-sensitive composition. Can be increased.

当該感放射線性組成物は、[A]重合体、[B]増感体前駆体、[C]金属含有化合物及び[D]溶媒以外に、[E]感放射線性酸発生体をさらに含有することが好ましく、また、酸拡散制御剤、ラジカル捕捉剤、架橋剤、他の重合体、その他の添加剤等をさらに含んでもよい。   The radiation-sensitive composition further contains a [E] radiation-sensitive acid generator in addition to the [A] polymer, the [B] sensitizer precursor, the [C] metal-containing compound and the [D] solvent. It is preferable that an acid diffusion control agent, a radical scavenger, a crosslinking agent, other polymers, other additives, and the like may be further included.

ここで、[B]増感体前駆体は、[A]重合体の一部に組み込まれていてもよく、[A]重合体とは異なる成分であってもよい。この場合、[B]増感体前駆体の一部が[A]重合体と異なる成分であっても、[B]増感体前駆体の全部が[A]重合体と異なる成分であってもよい。   Here, the [B] sensitizer precursor may be incorporated in a part of the [A] polymer, or may be a component different from the [A] polymer. In this case, even if a part of the [B] sensitizer precursor is a component different from the [A] polymer, the whole [B] sensitizer precursor is a component different from the [A] polymer. Also good.

[[A]重合体]
[A]重合体は、構造単位(I)を有する重合体である。構造単位(I)は、酸解離性基を含む構造単位である。「酸解離性基」とは、酸の作用により極性基を生じる基である。[A]重合体は、酸解離性基を有するので、酸の作用により現像液に可溶又は不溶となる。
[[A] polymer]
[A] The polymer is a polymer having the structural unit (I). The structural unit (I) is a structural unit containing an acid dissociable group. An “acid-dissociable group” is a group that generates a polar group by the action of an acid. [A] Since the polymer has an acid dissociable group, it becomes soluble or insoluble in the developer by the action of an acid.

[A]重合体は、フッ素原子を含む構造単位(以下、「構造単位(II)ともいう」)、フェノール性水酸基を含む構造単位(III)及びラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む構造単位(IV)をさらに有してもよく、構造単位(I)〜(IV)以外のその他の構造単位をさらに有してもよい。以下、各構造単位について説明する。   [A] The polymer is a structural unit containing a fluorine atom (hereinafter, also referred to as “structural unit (II)”), a structural unit (III) containing a phenolic hydroxyl group, and a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or these The structural unit (IV) including a combination may be further included, and other structural units other than the structural units (I) to (IV) may be further included. 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。[A]重合体が構造単位(I)を有することで、当該感放射線性組成物は、解像性に優れるパターンを形成することができる。構造単位(I)としては、例えば下記式(a−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(a−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。下記式(a−1)及び(a−2)中、−CRA2A3A4及び−CRA6A7A8で表される基は酸解離性基である。
(Structural unit (I))
The structural unit (I) is a structural unit containing an acid dissociable group. [A] When the polymer has the structural unit (I), the radiation-sensitive composition can form a pattern with excellent resolution. Examples of the structural unit (I) include a structural unit represented by the following formula (a-1) (hereinafter also referred to as “structural unit (I-1)”), and a structure represented by the following formula (a-2). A unit (hereinafter also referred to as “structural unit (I-2)”). In the following formulas (a-1) and (a-2), groups represented by —CR A2 R A3 R A4 and —CR A6 R A7 R A8 are acid dissociable groups.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記式(a−1)中、RA1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。RA2は、炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。RA3及びRA4は、それぞれ独立して炭素数1〜20の1価の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環員数3〜20の脂環構造を表す。
上記式(a−2)中、RA5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。RA6は、水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基又は炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基である。RA7及びRA8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。Lは、単結合、−O−、−COO−又は−CONH−である。
In the above formula (a-1), R A1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R A2 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R A3 and R A4 each independently represent a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or have 3 to 20 ring members formed together with carbon atoms to which these groups are combined with each other. Represents an alicyclic structure.
In the above formula (a-2), R A5 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R A6 is a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R A7 and R A8 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. L A is a single bond, -O -, - COO- or -CONH-.

上記RA2、RA3、RA4、RA6、RA7及びRA8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1〜30の鎖状炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30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 the above R A2 , R A3 , R A4 , R A6 , R A7 and R A8 include a chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, A C3-C30 alicyclic hydrocarbon group, a C6-C30 aromatic hydrocarbon group, etc. are mentioned.

上記炭素数1〜30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などが挙げられる。
Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an i-propyl group;
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3〜30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、シクロペンチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の飽和単環炭化水素基;
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、シクロオクテニル基、シクロデセニル基等の不飽和単環炭化水素基;
ビシクロ[2.2.1]ヘプタニル基、ビシクロ[2.2.2]オクタニル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカニル基等の飽和多環炭化水素基;
ビシクロ[2.2.1]ヘプテニル基、ビシクロ[2.2.2]オクテニル基等の不飽和多環炭化水素基などが挙げられる。
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms include a saturated simple group such as a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecyl group, and a cyclododecyl group. A cyclic hydrocarbon group;
Unsaturated monocyclic hydrocarbon groups such as cyclopropenyl group, cyclobutenyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group, cyclooctenyl group, cyclodecenyl group;
Saturated polycyclic hydrocarbon groups such as bicyclo [2.2.1] heptanyl group, bicyclo [2.2.2] octanyl group, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decanyl group;
And unsaturated polycyclic hydrocarbon groups such as a bicyclo [2.2.1] heptenyl group and a bicyclo [2.2.2] octenyl group.

上記炭素数6〜30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、メシチル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントリル基、メチル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などが挙げられる。
Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, mesityl group, naphthyl group, methylnaphthyl group, anthryl group, and methylanthryl group;
Examples thereof include aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group and anthrylmethyl group.

上記RA2としては、鎖状炭化水素基及びシクロアルキル基が好ましく、アルキル基及びシクロアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基及びアダマンチル基がさらに好ましい。 R A2 is preferably a chain hydrocarbon group and a cycloalkyl group, more preferably an alkyl group and a cycloalkyl group, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, and an adamantyl group. Further preferred.

上記RA3及びRA4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、シクロペンテン構造、シクロペンタジエン構造、シクロヘキサン構造、シクロオクタン構造、シクロデカ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などが挙げられる。
Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 ring members composed of the R A3 and R A4 groups together with the carbon atom to which they are bonded include a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclopentene structure, a cyclopentane structure, and the like. Monocyclic cycloalkane structures such as pentadiene structure, cyclohexane structure, cyclooctane structure, cyclodecane structure;
Examples thereof include polycyclic cycloalkane structures such as a norbornane structure, an adamantane structure, a tricyclodecane structure, and a tetracyclododecane structure.

上記RA3及びRA4としては、アルキル基、これらの基が互いに合わせられ構成される単環のシクロアルカン構造、ノルボルナン構造及びアダマンタン構造が好ましく、メチル基、エチル基、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造及びアダマンタン構造がより好ましい。 As R A3 and R A4 , an alkyl group, a monocyclic cycloalkane structure, a norbornane structure, and an adamantane structure constituted by combining these groups are preferable, and a methyl group, an ethyl group, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, and An adamantane structure is more preferred.

上記RA6、RA7及びRA8で表される炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基としては、例えば上記RA2、RA3、RA4、RA6、RA7及びRA8の炭素数1〜20の1価の炭化水素基として例示したものの結合手側の末端に酸素原子を含む基等が挙げられる。 Examples of the monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R A6 , R A7 and R A8 include, for example, carbons of R A2 , R A3 , R A4 , R A6 , R A7 and R A8 . Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 include groups containing an oxygen atom at the terminal on the bond side.

上記RA6、RA7及びRA8としては、鎖状炭化水素基及びオキシ脂環式炭化水素基が好ましい。 R A6 , R A7 and R A8 are preferably a chain hydrocarbon group and an oxyalicyclic hydrocarbon group.

上記Lとしては、単結合及び−COO−が好ましく、単結合がより好ましい。 As the L A, a single bond and -COO- is more preferably a single bond.

上記RA1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、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 R A1 is preferably a hydrogen atom and a methyl group, more preferably a methyl group, from the viewpoint of copolymerization of the monomer that gives the structural unit (I).

上記RA5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、水素原子及びメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。 R A5 is preferably a hydrogen atom and a methyl group, and more preferably a hydrogen atom, from the viewpoint of copolymerization of the monomer that gives the structural unit (I).

構造単位(I−1)としては、例えば下記式(a−1−a)〜(a−1−d)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−1−a)〜(I−1−d)」ともいう)等が挙げられる。構造単位(I−2)としては、下記式(a−2−a)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−2−a)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the structural unit (I-1) include structural units represented by the following formulas (a-1-a) to (a-1-d) (hereinafter referred to as “structural units (I-1-a) to (I -1-d) ”) and the like. Examples of the structural unit (I-2) include a structural unit represented by the following formula (a-2-a) (hereinafter also referred to as “structural unit (I-2-a)”).

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記式(a−1−a)〜(a−1−d)中、RA1〜RA4は、上記式(a−1)と同義である。nは、1〜4の整数である。上記式(a−2−a)中、RA5〜RA8は、上記式(a−2)と同義である。 In the formulas (a-1-a) to (a-1-d), R A1 to R A4 have the same meanings as the formula (a-1). n a is an integer of 1 to 4. In the above formula (a-2-a), R A5 to R A8 have the same meanings as the above formula (a-2).

としては、1、2及び4が好ましく、1がより好ましい。 The n a, preferably 1, 2 and 4, more preferably 1.

構造単位(I−1−a)〜(I−1−d)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-a) to (I-1-d) include structural units represented by the following formulas.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記式中、RA1は、上記式(a−1)と同義である。 In the above formula, R A1 has the same meaning as the above formula (a-1).

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 a structural unit represented by the following formula.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記式中、RA5は上記式(a−2)と同義である。 In the above formula, R A5 has the same meaning as in the above formula (a-2).

構造単位(I)としては構造単位(I−1−a)〜(I−1−d)が好ましく、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−iプロピル−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−メチル−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、1−エチル−1−シクロヘキシル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、1−iプロピル−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−シクロヘキシルプロパン−2−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、及び2−(アダマンタン−1−イル)プロパン−2−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い。   As the structural unit (I), structural units (I-1-a) to (I-1-d) are preferable, and a structural unit derived from 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2-ipropyl-2 -Structural unit derived from adamantyl (meth) acrylate, structural unit derived from 1-methyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate, structural unit derived from 1-ethyl-1-cyclohexyl (meth) acrylate, 1-ipropyl Structural units derived from -1-cyclopentyl (meth) acrylate, structural units derived from 2-cyclohexylpropan-2-yl (meth) acrylate, and 2- (adamantan-1-yl) propan-2-yl (meth) A structural unit derived from acrylate is more preferred.

[A]重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(I)の含有割合の下限としては、10モル%が好ましく、20モル%がより好ましく、25モル%がさらに好ましく、30モル%が特に好ましい。一方、上記含有割合の上限としては、80モル%が好ましく、70モル%がより好ましく、65モル%がさらに好ましく、60モル%が特に好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性組成物から形成される膜のパターン露光部と非露光部との現像液に対する溶解コントラストを十分に確保することができ、その結果、解像性等が向上する。   [A] As a minimum of the content rate of structural unit (I) with respect to all the structural units which constitute a polymer, 10 mol% is preferred, 20 mol% is more preferred, 25 mol% is still more preferred, and 30 mol% is especially preferable. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 80 mol%, more preferably 70 mol%, further preferably 65 mol%, particularly preferably 60 mol%. By setting the content ratio within the above range, it is possible to sufficiently ensure the dissolution contrast of the pattern-exposed portion and the non-exposed portion of the film formed from the radiation-sensitive composition with respect to the developer. Image properties and the like are improved.

(構造単位(II))
構造単位(II)は、フッ素原子を含む構造単位である(但し、構造単位(I)に該当するものを除く)。構造単位(II)は、通常塩構造を含まない。この構造単位(II)としては、例えば下記式(f−1)〜(f−4)で表される構造単位等が挙げられる。
(Structural unit (II))
The structural unit (II) is a structural unit containing a fluorine atom (except for those corresponding to the structural unit (I)). The structural unit (II) usually does not contain a salt structure. Examples of the structural unit (II) include structural units represented by the following formulas (f-1) to (f-4).

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記式(f−1)中、RF1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。LF1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。RF2は、炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基である。
上記式(f−2)中、RF3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。LF2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。RF4は、単結合、炭素数1〜20の(u+1)価の炭化水素基、又はこの炭化水素基のRF5側の末端に酸素原子、硫黄原子、−NRFF1−、カルボニル基、−CO−O−若しくは−CO−NH−が結合した構造である。RFF1は、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。RF5は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。LF3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、−NRFF2−、−CO−O−*又は−SO−O−*である。RFF2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、RF6に結合する部位を示す。RF6は、水素原子又は炭素数1〜30の1価の有機基である。uは、1〜3の整数である。但し、uが1の場合、RF4は単結合であってもよい。uが2又は3の場合、複数のRF5は同一でも異なっていてもよく、複数のLF3は同一でも異なっていてもよく、複数のAは同一でも異なっていてもよく、複数のRF6は同一でも異なっていてもよい。
上記式(f−3)中、RF7は、水素原子、フッ素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又は炭素数2〜20の1価のカルボニルオキシ炭化水素基である。LF4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。RF8は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。RF9及びRF10は、それぞれ独立して、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数1〜10のフッ素化アルキル基である。但し、RF9及びRF10のいずれかはフッ素化アルキル基である。vは、1〜3の整数である。vが2又は3の場合、複数のRF9は同一でも異なっていてもよく、複数のRF10は同一でも異なっていてもよい。
上記式(f−4)中、RF11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。RF12及びRF13は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜20の1価の有機基である。wは1〜4の整数である。wが2以上の場合、複数のRF12は同一でも異なっていてもよく、複数のRF13は同一でも異なっていてもよい。1又は複数のRF12及び1又は複数のRF13のうちの2つ以上は、互いに合わせられこれらが結合する炭素原子又は炭素鎖と共に構成される環員数3〜20の環構造を形成していてもよい。RF14及びRF15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。但し、RF14及びRF15のうちの少なくとも一方は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜20の1価の有機基である。RF14とRF15とは、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の環構造を形成していてもよい。
In said formula (f-1), R <F1> is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. L F1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, —CO—O—, —SO 2 —O—NH—, —CO—NH—, or —O—CO—NH—. R F2 is a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
In said formula (f-2), R <F3> is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. L F2 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, —CO—O—, —SO 2 —O—NH—, —CO—NH—, or —O—CO—NH—. R F4 is a single bond, a (u + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an oxygen atom, a sulfur atom, —NR FF1 —, a carbonyl group, —CO at the terminal of R F5 side of this hydrocarbon group. A structure in which —O— or —CO—NH— is bonded. R FF1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R F5 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. L F3 is a single bond or a divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. A 1 is an oxygen atom, —NR FF2 —, —CO—O— *, or —SO 2 —O— *. R FF2 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. * Indicates a site that binds to R F6 . R F6 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. u is an integer of 1 to 3. However, when u is 1, R F4 may be a single bond. When u is 2 or 3, a plurality of R F5 may be the same or different, a plurality of L F3 may be the same or different, a plurality of A 1 may be the same or different, and a plurality of R F6 may be the same or different.
In formula (f-3), R F7 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a monovalent carbonyloxy hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. L F4 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, —CO—O—, —SO 2 —O—NH—, —CO—NH—, or —O—CO—NH—. R F8 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R F9 and R F10 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. However, one of R F9 and R F10 is a fluorinated alkyl group. v is an integer of 1 to 3. When v is 2 or 3, a plurality of R F9 may be the same or different, and a plurality of R F10 may be the same or different.
In said formula (f-4), R <F11> is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R F12 and R F13 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. w is an integer of 1-4. When w is 2 or more, the plurality of R F12 may be the same or different, and the plurality of R F13 may be the same or different. Two or more of one or more of R F12 and one or more of R F13 form a ring structure having 3 to 20 ring members that is combined with a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded together. Also good. R F14 and R F15 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. However, at least one of R F14 and R F15 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. R F14 and R F15 may be combined with each other to form a ring structure with 3 to 20 ring members that is configured together with the carbon atom to which they are bonded.

上記RF1、RF3及びRF11としては、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。上記RF7としては、水素原子、メチル基及び1価のカルボニルオキシ炭化水素基が好ましく、メチル基及びアルコキシカルボニル基がより好ましく、メチル基及びエトキシカルボニル基がさらに好ましい。 As said R <F1 > , R < F3> and R <F11> , a hydrogen atom and a methyl group are preferable and a methyl group is more preferable. As R F7 , a hydrogen atom, a methyl group, and a monovalent carbonyloxy hydrocarbon group are preferable, a methyl group and an alkoxycarbonyl group are more preferable, and a methyl group and an ethoxycarbonyl group are further preferable.

上記LF1、LF2及びLF4としては、単結合、酸素原子及び−CO−O−が好ましく、−CO−O−がより好ましい。 As said L <F1> , L <F2> and L <F4> , a single bond, an oxygen atom, and -CO-O- are preferable, and -CO-O- is more preferable.

上記RF2で表される炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基としては、炭素数1〜20の1価の炭化水素基の有する水素原子の一部又は全部をフッ素原子で置換したものが挙げられる。上記炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、例えば上記RA2、RA6、RA7及びRA8で例示したものと同様の基等が挙げられる。 The monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R F2, replacing part or all of the hydrogen atoms included in the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms with a fluorine atom The thing which was done is mentioned. Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include groups similar to those exemplified for the above R A2 , R A6 , R A7 and R A8 .

上記RF2としては、フッ素化鎖状炭化水素基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましく、フッ素化メチル基及びフッ素化エチル基がさらに好ましい。 As R F2 , a fluorinated chain hydrocarbon group is preferable, a fluorinated alkyl group is more preferable, and a fluorinated methyl group and a fluorinated ethyl group are further preferable.

上記RF4で表される炭素数1〜20の(u+1)価の炭化水素基としては、例えば上記RA2、RA6、RA7及びRA8で例示した炭素数1〜20の1価の炭化水素基から、さらにu個の水素原子を除いたもの等が挙げられる。 Examples of the (u + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R F4 include monovalent carbon atoms having 1 to 20 carbon atoms exemplified by R A2 , R A6 , R A7 and R A8. Examples include those obtained by further removing u hydrogen atoms from a hydrogen group.

上記RFF1としては、水素原子及び炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基及びエチル基がより好ましい。 As said RFF1 , a hydrogen atom and a C1-C10 alkyl group are preferable, and a hydrogen atom, a methyl group, and an ethyl group are more preferable.

上記RF4としては、単結合、炭素数1〜20の(u+1)価の鎖状炭化水素基、及び炭素数6〜20の(u+1)価の芳香族炭化水素基が好ましく、単結合、炭素数1〜10の(u+1)価の鎖状炭化水素基及び炭素数6〜10の(u+1)価の鎖状炭化水素基がさらに好ましい。 As R F4 , a single bond, a (u + 1) -valent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and an (u + 1) -valent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms are preferable. A (u + 1) -valent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and a (u + 1) -valent chain hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms are more preferable.

上記RF5及びRF8で表される炭素数1〜20の2価の有機基としては、例えば2価の炭化水素基、この炭化水素基の炭素−炭素間又は結合手側の末端に2価のヘテロ原子含有基を含む基、これらの基の水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基等が挙げられる。 Examples of the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R F5 and R F8 include a divalent hydrocarbon group, divalent at the carbon-carbon end of the hydrocarbon group or at the terminal on the bond side. Groups containing a heteroatom-containing group, a group in which part or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent, and the like.

上記炭素数1〜20の2価の炭化水素基としては、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、ブタンジイル基等のアルカンジイル基;
エテンジイル基、プロペンジイル基、ブテンジイル基等のアルケンジイル基;
エチンジイル基、プロピンジイル基、ブチンジイル基等のアルキンジイル基などの鎖状炭化水素基;
シクロプロパンジイル基、シクロブタンジイル基、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基等の単環のシクロアルカンジイル基;
シクロプロペンジイル基、シクロブテンジイル基等の単環のシクロアルケンジイル基;
ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基、トリシクロデカンジイル基、テトラシクロドデカンジイル基等の多環のシクロアルカンジイル基;
ノルボルネンジイル基、トリシクロデセンジイル基等の多環のシクロアルケンジイル基などの脂環式炭化水素基;
ベンゼンジイル基、トルエンジイル基、キシレンジイル基、ナフタレンジイル基等のアレーンジイル基;
ベンゼンジイルメタンジイル基、ナフタレンジイルシクロヘキサンジイル基等のアレーンジイル(シクロ)アルカンジイル基などの芳香族炭化水素基などが挙げられる。
Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include alkanediyl groups such as methanediyl group, ethanediyl group, propanediyl group, and butanediyl group;
Alkenediyl groups such as ethenediyl group, propenediyl group, butenediyl group;
Chain hydrocarbon groups such as alkynediyl groups such as ethynediyl, propynediyl, butynediyl;
Monocyclic cycloalkanediyl groups such as cyclopropanediyl group, cyclobutanediyl group, cyclopentanediyl group, cyclohexanediyl group;
Monocyclic cycloalkenediyl groups such as cyclopropenediyl group and cyclobutenediyl group;
A polycyclic cycloalkanediyl group such as a norbornanediyl group, an adamantanediyl group, a tricyclodecanediyl group, a tetracyclododecanediyl group;
An alicyclic hydrocarbon group such as a polycyclic cycloalkenediyl group such as a norbornenediyl group or a tricyclodecenediyl group;
Arenediyl groups such as benzenediyl group, toluenediyl group, xylenediyl group, naphthalenediyl group;
Aromatic hydrocarbon groups such as arenediyl (cyclo) alkanediyl groups such as benzenediylmethanediyl group and naphthalenediylcyclohexanediyl group.

上記ヘテロ原子含有基とは、構造中に2価以上のヘテロ原子を有する基をいう。上記ヘテロ原子含有基は、ヘテロ原子を1個有してもよく、2個以上有してもよい。ここで「ヘテロ原子」とは、水素原子及び炭素原子以外の原子をいう。上記へテロ原子含有基は、ヘテロ原子のみを有していてもよい。   The hetero atom-containing group refers to a group having a divalent or higher valent hetero atom in the structure. The hetero atom-containing group may have one hetero atom or two or more hetero atoms. Here, the “hetero atom” refers to an atom other than a hydrogen atom and a carbon atom. The hetero atom-containing group may have only a hetero atom.

上記ヘテロ原子含有基が有する2価以上のへテロ原子としては、2価以上の原子価を有するヘテロ原子であれば特に限定されないが、例えば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子等が挙げられる。   The divalent or higher valent hetero atom of the hetero atom-containing group is not particularly limited as long as it is a hetero atom having a valence of 2 or higher. For example, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a phosphorus atom And boron atoms.

上記ヘテロ原子含有基としては、例えば−O−、−S−、−NRHE−、−PRHE−、−SO−、−SO−、−SOO−、−OPO(ORHE)O−、−PO−、−POO−、−CO−、−COO−、−COS−、−CONRHE−、−OCOO−、−OCOS−、−OCONRHE−、−SCONRHE−、−SCSNRHE−、−SCSS−基等が挙げられる。ここでRHEは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。 Examples of the hetero atom-containing group include —O—, —S—, —NR HE —, —PR HE —, —SO—, —SO 2 —, —SO 2 O—, —OPO (OR HE ) O—. , -PO 2 -, - PO 2 O -, - CO -, - COO -, - COS -, - CONR HE -, - OCOO -, - OCOS -, - OCONR HE -, - SCONR HE -, - SCSNR HE -, -SCSS- group, etc. are mentioned. Here, R HE is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

上記置換基としては、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、ニトロ基、シアノ基などが挙げられる。   Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, hydroxy group, carboxy group, nitro group and cyano group.

上記RF5及びRF8としては、単結合、炭素数1〜20の2価の炭化水素基及び2価の炭化水素基の炭素−炭素間に酸素原子を含む基が好ましく、単結合、炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基、2価の鎖状炭化水素基の炭素−炭素間に酸素原子を含む基及び炭素数1〜20の2価の芳香族炭化水素基がより好ましく、単結合、アルカンジイル基、アルカンジイルオキシアルカンジイル基及びアレーンジイル基がさらに好ましい。 R F5 and R F8 are preferably a single bond, a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a group containing an oxygen atom between carbon-carbon atoms of the divalent hydrocarbon group. A divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 and a group containing an oxygen atom between carbon and carbon of the divalent chain hydrocarbon group and a divalent aromatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms are more preferable. More preferred are a single bond, an alkanediyl group, an alkanediyloxyalkanediyl group and an arenediyl group.

上記LF3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、例えば上記RF5及びRF8で例示した2価の鎖状炭化水素基の有する水素原子の一部又は全部をフッ素原子で置換した基等が挙げられる。 Examples of the divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by L F3 include one of hydrogen atoms possessed by the divalent chain hydrocarbon group exemplified by the above R F5 and R F8. Examples include groups in which part or all are substituted with fluorine atoms.

上記LF3としては、単結合及び炭素数1〜10の2価のフッ素化鎖状炭化水素基が好ましく、単結合及び炭素数1〜10のフッ素化アルカンジイル基がより好ましい。 As said LF3 , a single bond and a C1-C10 bivalent fluorinated chain hydrocarbon group are preferable, and a single bond and a C1-C10 fluorinated alkanediyl group are more preferable.

上記Aとしては、酸素原子及び−CO−O−が好ましい。 The above-mentioned A 1, oxygen atom and -CO-O- are preferable.

上記RFF2としては、水素原子及び炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基及びエチル基がより好ましい。 As said RFF2 , a hydrogen atom and a C1-C10 alkyl group are preferable, and a hydrogen atom, a methyl group, and an ethyl group are more preferable.

上記RF6、RF12、RF13、RF14及びRF15で表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、例えば1価の炭化水素基、この炭化水素基の炭素−炭素間又は結合手側の末端に2価のヘテロ原子含有基を含む基、これらの基の水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R F6 , R F12 , R F13 , R F14, and R F15 include a monovalent hydrocarbon group and a carbon-carbon bond of the hydrocarbon group. Alternatively, a group containing a divalent heteroatom-containing group at the terminal on the bond side, a group in which part or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent, and the like can be given.

上記1価の炭化水素基としては、例えば上記RA2、RA6、RA7及びRA8で例示したものと同様の基等が挙げられる。上記ヘテロ原子含有基及び置換基としては、例えば上記RF5及びRF8において例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent hydrocarbon group include the same groups as those exemplified for R A2 , R A6 , R A7 and R A8 . Examples of the heteroatom-containing group and substituent include the same groups as those exemplified for R F5 and R F8 above.

上記RF6としては、水素原子及び炭素数1〜30の1価の鎖状炭化水素基が好ましく、水素原子及び炭素数1〜30のアルキル基がより好ましく、水素原子及び炭素数1〜10のアルキル基がさらに好ましい。但し、上記LF3が単結合の場合、上記RF6はフッ素原子を有することが好ましい。 As R F6 , a hydrogen atom and a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms are preferable, a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms are more preferable, and a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms are preferable. More preferred is an alkyl group. However, when L F3 is a single bond, R F6 preferably has a fluorine atom.

上記RF12及びRF13としては、水素原子及び炭素数1〜12の1価の炭化水素基が好ましく、炭素数1〜12の1価の炭化水素基がより好ましく、フェニル基、シクロアルキル基、及びヒドロキシ基で置換されたフッ素原子含有アルキル基がさらに好ましい。 R F12 and R F13 are preferably a hydrogen atom and a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a phenyl group, a cycloalkyl group, And a fluorine atom-containing alkyl group substituted with a hydroxy group is more preferable.

上記RF14及びRF15としては、水素原子、炭素数1〜12の1価の炭化水素基及び炭素数3〜12の1価のヒドロキシ置換フッ素化炭化水素基が好ましく、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基及び炭素数3〜12のヒドロキシフッ素化アルキル基がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基及びヒドロキシジ(トリフルオロメチル)エチル基がさらに好ましい。 R F14 and R F15 are preferably a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a monovalent hydroxy-substituted fluorinated hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. ˜12 alkyl groups and C 3-12 hydroxyfluorinated alkyl groups are more preferred, and hydrogen atom, methyl group, ethyl group and hydroxydi (trifluoromethyl) ethyl group are more preferred.

上記RF9及びRF10としては、メチル基、エチル基、プロピル基、フッ素化メチル基、フッ素化エチル基及びフッ素化プロピル基が好ましく、フッ素化メチル基及びフッ素化エチル基がより好ましく、フッ素化メチル基がさらに好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。 R F9 and R F10 are preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a fluorinated methyl group, a fluorinated ethyl group and a fluorinated propyl group, more preferably a fluorinated methyl group and a fluorinated ethyl group, and a fluorinated group. A methyl group is more preferable, and a trifluoromethyl group is particularly preferable.

上記uとしては、1及び2が好ましく、1がより好ましい。上記vとしては、1及び2が好ましく、1がより好ましい。上記wとしては、1及び2が好ましく、1がより好ましい。   As said u, 1 and 2 are preferable and 1 is more preferable. As said v, 1 and 2 are preferable and 1 is more preferable. As said w, 1 and 2 are preferable and 1 is more preferable.

構造単位(II)としては、下記式で表される構造単位が好ましい。   As the structural unit (II), a structural unit represented by the following formula is preferred.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記式中、RF1は、上記式(f−1)と同義である。RF7は、上記式(f−3)と同義である。 In the above formula, R F1 has the same meaning as the above formula (f-1). R F7 has the same meaning as in the above formula (f-3).

[A]重合体が構造単位(II)を有する場合、[A]重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(II)の含有割合の下限としては、3モル%が好ましく、5モル%がより好ましく、10モル%がさらに好ましい。一方、上記含有割合の上限としては、40モル%が好ましく、35モル%がより好ましく、30モル%がさらに好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることで、EUV等をパターン露光光とした場合における感度をより向上できる。一方、上記含有割合が上記上限を超えると、パターンの断面形状における矩形性が低下するおそれがある。   [A] When the polymer has the structural unit (II), the lower limit of the content ratio of the structural unit (II) to all structural units constituting the [A] polymer is preferably 3 mol%, and 5 mol% More preferred is 10 mol%. On the other hand, as an upper limit of the said content rate, 40 mol% is preferable, 35 mol% is more preferable, and 30 mol% is further more preferable. By making the said content rate into the said range, the sensitivity in case EUV etc. are used as pattern exposure light can be improved more. On the other hand, when the said content rate exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the rectangularity in the cross-sectional shape of a pattern may fall.

(構造単位(III))
構造単位(III)は、フェノール性水酸基を含む構造単位である(但し、構造単位(I)及び構造単位(II)に該当するものを除く)。[A]重合体が構造単位(III)を有することで、後述するパターン露光工程においてKrFエキシマレーザー光、EUV(極端紫外線)、電子線等を照射する場合における感度をより向上することができる。
(Structural unit (III))
The structural unit (III) is a structural unit containing a phenolic hydroxyl group (except for those corresponding to the structural unit (I) and the structural unit (II)). [A] When the polymer has the structural unit (III), the sensitivity in the case of irradiation with KrF excimer laser light, EUV (extreme ultraviolet), an electron beam, or the like can be further improved in the pattern exposure step described later.

上記フェノール性水酸基を含む芳香環の有する水素原子の一部又は全部は、置換基により置換されていてもよい。この置換基としては、例えば上記RF5及びRF8において例示した基と同様のもの等が挙げられる。 Part or all of the hydrogen atoms of the aromatic ring containing the phenolic hydroxyl group may be substituted with a substituent. Examples of this substituent include the same groups as those exemplified for R F5 and R F8 above.

構造単位(III)としては、下記式(h−1)〜(h−6)で表される構造単位(以下、「構造単位(III−1)〜(III−6)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the structural unit (III) include structural units represented by the following formulas (h-1) to (h-6) (hereinafter also referred to as “structural units (III-1) to (III-6)”). Can be mentioned.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記式(h−1)〜(h−6)中、RAF1は、水素原子又はメチル基である。 In the above formulas (h-1) to (h-6), R AF1 is a hydrogen atom or a methyl group.

上記RAF1としては、水素原子が好ましい。 As said RAF1 , a hydrogen atom is preferable.

構造単位(III)としては、構造単位(III−1)及び(III−2)が好ましく、(III−1)がより好ましい。   As the structural unit (III), structural units (III-1) and (III-2) are preferable, and (III-1) is more preferable.

[A]重合体が構造単位(III)を有する場合、[A]重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(III)の含有割合の下限としては、1モル%が好ましく、30モル%がより好ましく、50モル%がさらに好ましい。一方、上記含有割合の上限としては、90モル%が好ましく、80モル%がより好ましく、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、当該感放射線性組成物の感度をより向上させることができる。   [A] When the polymer has the structural unit (III), the lower limit of the content ratio of the structural unit (III) with respect to all the structural units constituting the [A] polymer is preferably 1 mol%, preferably 30 mol%. More preferred is 50 mol%. On the other hand, as an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 80 mol% is more preferable, and 75 mol% is further more preferable. By making the content rate of structural unit (III) into the said range, the sensitivity of the said radiation sensitive composition can be improved more.

なお、構造単位(III)は、フェノール性水酸基を含む芳香環の−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する方法等により形成することができる。   The structural unit (III) is obtained by polymerizing a monomer in which a hydrogen atom of an —OH group of an aromatic ring containing a phenolic hydroxyl group is substituted with an acetyl group, and then hydrolyzing the obtained polymer in the presence of an amine. It can be formed by a reaction method or the like.

(構造単位(IV))
構造単位(IV)は、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む構造単位である(但し、構造単位(I)〜構造単位(III)に該当するものを除く)。[A]重合体は、構造単位(IV)をさらに有することで、現像液への溶解性をより適度なものに調整することができ、その結果、当該感放射線性組成物のリソグラフィ性能をより向上させることができる。また、当該感放射線性組成物から形成される膜と基板との密着性を向上させることができる。ここで、ラクトン構造とは、−O−C(O)−で表される基を含む1つの環(ラクトン環)を有する構造をいう。環状カーボネート構造とは、−O−C(O)−O−で表される基を含む1つの環(環状カーボネート環)を有する構造をいう。スルトン構造とは、−O−S(O)−で表される基を含む1つの環(スルトン環)を有する構造をいう。構造単位(III)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。
(Structural unit (IV))
The structural unit (IV) is a structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof (except for those corresponding to the structural unit (I) to the structural unit (III)). [A] Since the polymer further has the structural unit (IV), the solubility in the developer can be adjusted to a more appropriate one, and as a result, the lithography performance of the radiation-sensitive composition can be further improved. Can be improved. Moreover, the adhesiveness of the film | membrane formed from the said radiation sensitive composition and a board | substrate can be improved. Here, the lactone structure refers to a structure having one ring (lactone ring) including a group represented by —O—C (O) —. The cyclic carbonate structure refers to a structure having one ring (cyclic carbonate ring) including a group represented by —O—C (O) —O—. The sultone structure refers to a structure having one ring (sultone ring) including a group represented by —O—S (O) 2 —. Examples of the structural unit (III) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 2017173420
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Figure 2017173420
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Figure 2017173420
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Figure 2017173420
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上記式中、RAL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 AL is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.

上記RALとしては、構造単位(IV)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 As said RAL , a hydrogen atom and a methyl group are preferable from the viewpoint of the copolymerizability of the monomer which gives structural unit (IV), and a methyl group is more preferable.

構造単位(IV)としては、これらの中で、ノルボルナンラクトン構造を含む構造単位、オキサノルボルナンラクトン構造を含む構造単位、γ−ブチロラクトン構造を含む構造単位、エチレンカーボネート構造を含む構造単位、及びノルボルナンスルトン構造を含む構造単位が好ましく、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、オキサ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、シアノ置換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、ノルボルナンラクトン−イルオキシカルボニルメチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、ブチロラクトン−3−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、ブチロラクトン−4−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、3,5−ジメチルブチロラクトン−3−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、4,5−ジメチルブチロラクトン−4−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、1−(ブチロラクトン−3−イル)シクロヘキサン−1−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、エチレンカーボネート−イルメチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、シクロヘキセンカーボネート−イルメチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、ノルボルナンスルトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、及びノルボルナンスルトン−イルオキシカルボニルメチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がより好ましい。   As the structural unit (IV), among these, a structural unit containing a norbornane lactone structure, a structural unit containing an oxanorbornane lactone structure, a structural unit containing a γ-butyrolactone structure, a structural unit containing an ethylene carbonate structure, and norbornane sultone A structural unit containing a structure is preferable, a structural unit derived from norbornanelactone-yl (meth) acrylate, a structural unit derived from oxanorbornanelactone-yl (meth) acrylate, and a cyano-substituted norbornanelactone-yl (meth) acrylate Structural unit, structural unit derived from norbornanelactone-yloxycarbonylmethyl (meth) acrylate, structural unit derived from butyrolactone-3-yl (meth) acrylate, butyrolactone-4-yl (meth) acrylate A structural unit derived from 3,5-dimethylbutyrolactone-3-yl (meth) acrylate, a structural unit derived from 4,5-dimethylbutyrolactone-4-yl (meth) acrylate, 1- (butyrolactone) -3-yl) cyclohexane-1-yl (meth) acrylate-derived structural unit, ethylene carbonate-ylmethyl (meth) acrylate-derived structural unit, cyclohexene carbonate-ylmethyl (meth) acrylate-derived structural unit, norbornane sultone -A structural unit derived from yl (meth) acrylate and a structural unit derived from norbornane sultone-yloxycarbonylmethyl (meth) acrylate are more preferred.

[A]重合体が構造単位(IV)を有する場合、[A]重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(IV)の含有割合の下限としては、1モル%が好ましく、10モル%がより好ましく、20モル%がさらに好ましく、25モル%が特に好ましい。一方、上記含有割合の上限としては、70モル%が好ましく、65モル%がより好ましく、60モル%がさらに好ましく、55モル%が特に好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることで当該感放射線性組成物から形成される膜と基板との密着性をより向上させることができる。   [A] When the polymer has a structural unit (IV), the lower limit of the content ratio of the structural unit (IV) to all structural units constituting the [A] polymer is preferably 1 mol%, and 10 mol% More preferably, 20 mol% is more preferable, and 25 mol% is particularly preferable. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 70 mol%, more preferably 65 mol%, still more preferably 60 mol%, and particularly preferably 55 mol%. By making the said content rate into the said range, the adhesiveness of the film | membrane formed from the said radiation sensitive composition and a board | substrate can be improved more.

[その他の構造単位]
[A]重合体は、構造単位(I)〜(IV)以外にその他の構造単位を有してもよい。その他の構造単位としては、例えば極性基を含む構造単位、非解離性の炭化水素基を含む構造単位等が挙げられる。上記極性基としては、例えばアルコール性水酸基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、スルホンアミド基等が挙げられる。上記非解離性の炭化水素基としては、例えば直鎖状のアルキル基等が挙げられる。[A]重合体を構成する全構造単位に対する上記その他の構造単位の含有割合の上限としては、20モル%が好ましく、10モル%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 other structural units include a structural unit containing a polar group and a structural unit containing a non-dissociable hydrocarbon group. Examples of the polar group include an alcoholic hydroxyl group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, and a sulfonamide group. Examples of the non-dissociable hydrocarbon group include a linear alkyl group. [A] As an upper limit of the content rate of the said other structural unit with respect to all the structural units which comprise a polymer, 20 mol% is preferable and 10 mol% is more preferable.

[A]重合体の含有量の下限としては、当該感放射線性組成物の全固形分中、70質量%が好ましく、75質量%がより好ましく、80質量%がさらに好ましい。ここで「全固形分」とは、当該感放射線性組成物の溶媒以外の成分をいう。   [A] As a minimum of content of a polymer, 70 mass% is preferable in the total solid of the said radiation sensitive composition, 75 mass% is more preferable, 80 mass% is further more preferable. Here, “total solid content” refers to components other than the solvent of the radiation-sensitive composition.

[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、その下限としては、1,000が好ましく、2,000がより好ましく、3,000がさらに好ましく、5,000が特に好ましい。一方、[A]重合体のMwの上限としては、50,000が好ましく、30,000がより好ましく、20,000がさらに好ましく、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が上記下限より小さい場合、十分な耐熱性を有する膜が得られないおそれがある。逆に、[A]重合体のMwが上記上限を超える場合、膜の現像性が低下するおそれがある。   [A] The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer is not particularly limited, but the lower limit thereof is preferably 1,000, more preferably 2,000, and 3,000. Is more preferable, and 5,000 is particularly preferable. On the other hand, the upper limit of the Mw of the [A] polymer is preferably 50,000, more preferably 30,000, still more preferably 20,000, and particularly preferably 15,000. [A] By making Mw of a polymer into the said range, the applicability | paintability and development defect inhibitory property of the said radiation sensitive composition improve. [A] When Mw of the polymer is smaller than the lower limit, a film having sufficient heat resistance may not be obtained. Conversely, when the Mw of the [A] polymer exceeds the above upper limit, the developability of the film may be reduced.

[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)の下限としては、通常1である。一方、上記比の上限としては、通常5であり、3が好ましく、2がさらに好ましい。   [A] The lower limit of the ratio (Mw / Mn) of Mw to the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene by GPC of the polymer is usually 1. On the other hand, the upper limit of the ratio is usually 5, preferably 3 and more preferably 2.

なお、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:G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本(以上、東ソー社)
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
In addition, 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, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL (above, Tosoh Corporation)
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

[A]重合体は、分子量1,000以下の低分子量成分を含んでもよい。[A]重合体における低分子量成分の含有量の上限としては、1.0質量%が好ましく、0.5質量%がより好ましく、0.3質量%がさらに好ましい。上記含有量の下限としては、例えば0.01質量%である。[A]重合体の低分子量成分の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性組成物のリソグラフィ性能をより向上させることができる。   [A] The polymer may contain a low molecular weight component having a molecular weight of 1,000 or less. [A] The upper limit of the content of the low molecular weight component in the polymer is preferably 1.0% by mass, more preferably 0.5% by mass, and still more preferably 0.3% by mass. As a minimum of the above-mentioned content, it is 0.01 mass%, for example. [A] By making content of the low molecular weight component of a polymer into the said range, the lithography performance of the said radiation sensitive composition can be improved more.

なお、本明細書における重合体の低分子量成分の含有量は、以下の条件による高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて測定される値である。
カラム:ジーエルサイエンス社の「Inertsil ODA−25μmカラム」(4.6mmφ×250mm)
溶離液:アクリロニトリル/0.1質量%リン酸水溶液
流量: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
In addition, the content of the low molecular weight component of the polymer in the present specification is a value measured using high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions.
Column: GL Science's “Inertsil ODA-25 μm column” (4.6 mmφ × 250 mm)
Eluent: Acrylonitrile / 0.1% by mass phosphoric acid aqueous solution Flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: 1.0% by mass
Sample injection volume: 100 μL
Detector: Differential refractometer

[A]重合体におけるフッ素原子含有率の下限としては、1質量%が好ましく、2質量%がより好ましく、4質量%がさらに好ましく、7質量%が特に好ましい。一方、上記含有率の上限としては、60質量%が好ましく、40質量%がより好ましく、30質量%がさらに好ましい。ここで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求められる重合体の構造から算出することができる。 [A] The lower limit of the fluorine atom content in the polymer is preferably 1% by mass, more preferably 2% by mass, further preferably 4% by mass, and particularly preferably 7% by mass. On the other hand, as an upper limit of the said content rate, 60 mass% is preferable, 40 mass% is more preferable, and 30 mass% is further more preferable. Here, the fluorine atom content (% by mass) of the polymer can be calculated from the structure of the polymer determined by 13 C-NMR spectrum measurement.

([A]重合体の合成方法)
[A]重合体は、例えば所定の各構造単位に対応する単量体をラジカル重合開始剤等の重合開始剤を使用し、適当な重合反応溶媒中で重合することにより製造できる。具体的な合成方法としては、例えば単量体及びラジカル重合開始剤を含有する溶液を重合反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法、単量体を含有する溶液と、ラジカル重合開始剤を含有する溶液とを各別に重合反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法、各々の単量体を含有する複数種の溶液と、ラジカル重合開始剤を含有する溶液とを各別に重合反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法等が挙げられる。
([A] Polymer Synthesis Method)
[A] The polymer can be produced, for example, by polymerizing a monomer corresponding to each predetermined structural unit in a suitable polymerization reaction solvent using a polymerization initiator such as a radical polymerization initiator. As a specific synthesis method, for example, a method of dropping a solution containing a monomer and a radical polymerization initiator into a polymerization reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction, a solution containing a monomer, , A method of dropping a solution containing a radical polymerization initiator separately into a polymerization reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction, a plurality of types of solutions containing each monomer, and initiation of radical polymerization Examples thereof include a method in which a solution containing an agent is dropped into a solution containing a polymerization reaction solvent or a monomer separately to cause a polymerization reaction.

上記ラジカル重合開始剤としては、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などが挙げられる。上記ラジカル重合開始剤としては、これらの中で、AIBN及びジメチル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-cyclopropylpropylene). Pionitrile), azo radical initiators such as 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate; benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, And peroxide radical initiators such as cumene hydroperoxide. Among these, as the radical polymerization initiator, 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、例えば後述する当該感放射線性組成物が含有する溶媒と同様のものを使用できる。   As a solvent used for the said polymerization, the thing similar to the solvent which the said radiation sensitive composition mentioned later contains can be used, for example.

上記重合における反応温度の下限としては、40℃が好ましく、50℃がより好ましい。一方、上記反応温度の上限としては、150℃が好ましく、120℃がより好ましい。上記重合における反応時間の下限としては、1時間が好ましい。一方、上記反応時間の上限としては、48時間が好ましく、24時間がより好ましい。   As a minimum of reaction temperature in the above-mentioned polymerization, 40 ° C is preferred and 50 ° C is more preferred. On the other hand, the upper limit of the reaction temperature is preferably 150 ° C, more preferably 120 ° C. The lower limit of the reaction time in the polymerization is preferably 1 hour. On the other hand, the upper limit of the reaction time is preferably 48 hours, more preferably 24 hours.

[A]重合体は、再沈殿法により回収することが好ましい。すなわち、反応終了後、反応液を再沈溶媒に投入することにより、目的の重合体を粉体として回収する。再沈溶媒としては、アルコール類やアルカン類等を1種単独で又は2種以上を混合して使用することができる。再沈殿法の他に、分液操作やカラム操作、限外ろ過操作等により、単量体、オリゴマー等の低分子成分を除去して重合体を回収することもできる。   [A] The polymer is preferably recovered by a reprecipitation method. That is, after completion of the reaction, the target polymer is recovered as a powder by introducing the reaction solution into a reprecipitation solvent. As the reprecipitation solvent, alcohols, alkanes and the like can be used singly or in combination of two or more. In addition to the reprecipitation method, the polymer can be recovered by removing low molecular components such as monomers and oligomers by a liquid separation operation, a column operation, an ultrafiltration operation, or the like.

[[B]増感体前駆体]
[B]増感体前駆体は、露光(放射線照射)により250nmを超える波長を有する放射線(I)を吸収する増感体を発生する成分である。[B]増感体前駆体は、下記(a)(以下、「(a)感放射線性酸−増感体発生体」ともいう)及び(b)成分(以下、「(b)感放射線性増感体発生体」ともいう)の少なくとも一方を含む。
(a)放射線(II)を照射し上記放射線(I)を照射しない場合に酸と上記増感体とを発生し、かつ上記放射線(II)を照射せず上記放射線(I)のみを照射した場合に上記酸及び増感体を実質的に発生しない感放射線性酸−増感体発生体
(b)上記放射線(II)を照射し上記放射線(I)を放射しない場合に上記増感体を発生し、かつ上記放射線(II)を照射せず上記放射線(I)のみを照射した場合に上記増感体を実質的に発生しない感放射線性増感体発生体
[[B] Sensitizer precursor]
[B] A sensitizer precursor is a component that generates a sensitizer that absorbs radiation (I) having a wavelength of more than 250 nm by exposure (radiation irradiation). [B] The sensitizer precursor includes the following (a) (hereinafter also referred to as “(a) radiation-sensitive acid-sensitizer generator”) and component (b) (hereinafter referred to as “(b) radiation-sensitive”. At least one of "sensitizer generator".
(A) When the radiation (II) is irradiated and the radiation (I) is not irradiated, an acid and the sensitizer are generated, and the radiation (II) is not irradiated and only the radiation (I) is irradiated. A radiation-sensitive acid-sensitizer generator that does not substantially generate the acid and sensitizer (b) when the radiation (II) is irradiated and the radiation (I) is not emitted, the sensitizer is A radiation-sensitive sensitizer generator that is generated and does not substantially generate the sensitizer when irradiated with only the radiation (I) without irradiation with the radiation (II)

[B]増感体前駆体としては、後述する[C]金属含有化合物の作用により、発生する増感体の放射線(I)の吸収(吸光度)が増大するものが好ましい。当該感放射線性組成物は、そのような[B]増感体前駆体を用いることにより、感度をより高めることができる。そのような[B]増感体前駆体としては、例えば[B]増感体前駆体及び/又は発生した増感体に、[C]金属含有化合物の金属原子に対し配位等の相互作用可能な部位を有するものなどが挙げられる。   [B] As the sensitizer precursor, those that increase the absorption (absorbance) of radiation (I) of the sensitizer generated by the action of the [C] metal-containing compound described later are preferable. The radiation-sensitive composition can further increase sensitivity by using such a [B] sensitizer precursor. As such [B] sensitizer precursor, for example, [B] sensitizer precursor and / or the generated sensitizer interact with the metal atom of [C] metal-containing compound, such as coordination. The thing which has a possible site | part etc. is mentioned.

この場合、[B]増感体前駆体自体は、[C]金属含有化合物の存在により、放射線(I)の吸収が増大しないものが好ましい。当該感放射線性組成物は、そのような[B]増感体前駆体を用いることにより、露光部と非露光部とのコントラストを高めることができ、その結果、より良好なパターンを形成することができる。   In this case, the [B] sensitizer precursor itself is preferably one that does not increase the absorption of radiation (I) due to the presence of the [C] metal-containing compound. By using such a [B] sensitizer precursor, the radiation-sensitive composition can increase the contrast between the exposed part and the non-exposed part, and as a result, forms a better pattern. Can do.

((a)感放射線性酸−増感体発生体)
(a)感放射線性酸−増感体発生体は、250nm以下の波長を有する放射線(II)を照射し上記放射線(I)を照射しない場合に酸と上記増感体とを発生し、かつ上記放射線(II)を照射せず上記第1放射線のみを照射した場合に上記酸及び増感体を実質的に発生しない。上記(a)感放射線性酸−増感体発生体は、上記性質を有するので、一括露光工程における放射線(I)の照射による上記酸及び増感体の発生を抑制することができる。(a)感放射線性酸−増感体発生体は、[A]重合体とは異なる成分(以下、適宜「(a)感放射線性酸−増感体発生剤」と称する)であっても、[A]重合体の一部であってもよい。
((A) Radiation sensitive acid-sensitizer generator)
(A) The radiation-sensitive acid-sensitizer generator generates an acid and the sensitizer when irradiated with radiation (II) having a wavelength of 250 nm or less and not irradiated with the radiation (I), and When the radiation (II) is not irradiated and only the first radiation is irradiated, the acid and the sensitizer are not substantially generated. Since the (a) radiation-sensitive acid-sensitizer generator has the above properties, generation of the acid and sensitizer due to radiation (I) irradiation in the batch exposure step can be suppressed. (A) The radiation-sensitive acid-sensitizer generator may be a component different from the polymer [A] (hereinafter referred to as “(a) radiation-sensitive acid-sensitizer generator” as appropriate). [A] A part of the polymer may be used.

(a)感放射線性酸−増感体発生剤としては、オニウム塩化合物、ジアゾメタン化合物、及びスルホンイミド化合物等が挙げられる。オニウム塩化合物としては、例えばスルホニウム塩化合物、テトラヒドロチオフェニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物等が挙げられる。スルホニウム塩化合物とは、スルホニウムカチオンと酸のアニオンとからなるものである。テトラヒドロチオフェニウム塩化合物とは、テトラヒドロチオフェニウムカチオンと酸のアニオンとからなるものである。ヨードニウム塩化合物とはヨードニウムカチオンと酸のアニオンとからなるものである。   (A) Examples of the radiation-sensitive acid-sensitizer generator include onium salt compounds, diazomethane compounds, and sulfonimide compounds. Examples of the onium salt compound include a sulfonium salt compound, a tetrahydrothiophenium salt compound, and an iodonium salt compound. The sulfonium salt compound is composed of a sulfonium cation and an acid anion. The tetrahydrothiophenium salt compound is composed of a tetrahydrothiophenium cation and an acid anion. The iodonium salt compound is composed of an iodonium cation and an acid anion.

スルホニウム塩化合物としては、下記式(I)〜(III)で表される化合物が好ましい。   As the sulfonium salt compound, compounds represented by the following formulas (I) to (III) are preferable.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記式(I)〜(III)中、R、R、R’、R’、R’’、R’’、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子;フェニル基;ナフチル基;アントラセニル基;フェノキシ基;ナフトキシ基;アントラセノキシ基;アミノ基;アミド基;ハロゲン原子;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);炭素数1〜5のアルコキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アミド基、若しくは炭素数1〜5のアルキル基で置換されたフェノキシ基;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシ基で置換されたフェニル基;炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5のアルキル基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシ基で置換されたナフトキシ基;炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5のアルキル基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシ基で置換されたアントラセノキシ基;炭素数1〜5のアルコキシ基、フェノキシ基、ナフトキシ基、アントラセノキシ基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシ基で置換された、炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);又は炭素数1〜12のアルキル基が結合したカルボニル基を示す。上記式(I)〜(III)中、ヒドロキシ基の水素原子は、フェニル基;ハロゲン原子;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);又は炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、若しくはヒドロキシ基で置換されたフェニル基で置換されていてもよい。ヒドロキシ基の水素原子が置換されているときスルホニウム塩化合物はケタール化合物基又はアセタール化合物基を含むことになる。式(I)〜(III)中、R、R、R’、R’、R’’、R’’、R、及びRのうち任意の2つ以上の基は、単結合若しくは二重結合により、又は−CH−、−O−、−S−、−SO−、−SONH−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−NHCO−、−NHC(=O)NH−、−CHR−、−CR −、−NH−若しくは−NR−を含む結合を介して、互いに結合して環構造を形成していてもよい。Rは、フェニル基;フェノキシ基;ハロゲン原子;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);炭素数1〜5のアルコキシ基、ヒドロキシ基、若しくは炭素数1〜5のアルキル基で置換されたフェノキシ基;又は炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、若しくはヒドロキシ基で置換されたフェニル基を示す。R、R、R’、R’、R’’、R’’、R及びRは、それぞれ独立して、好ましくはフェニル基;フェノキシ基;炭素数1〜5のアルキル基で置換されたフェノキシ基;又は炭素数1〜5のアルコキシ基、若しくはヒドロキシ基で置換されたフェニル基を示す。式(I)〜(III)中、Xは酸、好ましくは強酸、より好ましくは超強酸のアニオンを示す。 In the above formulas (I) to (III), R 1 , R 2 , R 1 ′, R 2 ′, R 1 ″, R 2 ″, R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom; Phenyl group; naphthyl group; anthracenyl group; phenoxy group; naphthoxy group; anthracenoxy group; amino group; amide group; halogen atom; straight chain, branched chain having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms), or A cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group); a phenoxy group substituted by an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group, an amino group, an amide group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; C1-C30 (preferably C1-C5) linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably alkyl group), C1-C5 alkoxy group, amino group Amide group, Or a phenyl group substituted with a hydroxy group; an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a naphthoxy group substituted with a hydroxy group; An anthracenoxy group substituted with an alkoxy group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxy group; an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenoxy group, a naphthoxy group, an anthracenoxy group, an amino group, A linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) substituted with an amide group or a hydroxy group; Or the carbonyl group which the C1-C12 alkyl group couple | bonded is shown. In the above formulas (I) to (III), the hydrogen atom of the hydroxy group is a phenyl group; a halogen atom; a linear, branched or cyclic saturated group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms). Or an unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group); or a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms). Group), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group substituted with a hydroxy group. When the hydrogen atom of the hydroxy group is substituted, the sulfonium salt compound will contain a ketal compound group or an acetal compound group. In formulas (I) to (III), any two or more groups of R 1 , R 2 , R 1 ′, R 2 ′, R 1 ″, R 2 ″, R 3 , and R 4 are A single bond or a double bond, or —CH 2 —, —O—, —S—, —SO 2 —, —SO 2 NH—, —C (═O) —, —C (═O) O— , —NHCO—, —NHC (═O) NH—, —CHR e —, —CR e 2 —, —NH— or —NR e — to form a ring structure. May be. R e is a phenyl group; a phenoxy group; a halogen atom; a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms). ); A phenoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; or a straight chain having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms), A phenyl group substituted with a branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a hydroxy group is shown. R 1 , R 2 , R 1 ′, R 2 ′, R 1 ″, R 2 ″, R 3 and R 4 are preferably each independently a phenyl group; a phenoxy group; A phenoxy group substituted with an alkyl group; or a phenyl group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a hydroxy group. In the formulas (I) to (III), X represents an anion of an acid, preferably a strong acid, more preferably a super strong acid.

上記式(I)〜(III)において、−C(−OH)R、−C(−OH)R’R’、及び−C(−OH)R’’R’’等で表される基としては、例えば下記式で表される基が挙げられる。なお、式中の*は、上記式(I)〜(III)中の硫黄イオンとの結合部分を示す。−C(−OH)R、−C(−OH)R’R’、及び−C(−OH)R’’R’’で表される基において、ヒドロキシ基とこのヒドロキシ基が結合する炭素原子は、パターン露光によりカルボニル基となる。このようにして、上記式(I)〜(III)で表される化合物では、−C(−OH)R、−C(−OH)R’R’、及び−C(−OH)R’’R’’で表される基がパターン露光後に分離して増感体を発生する。 In the above formulas (I) to (III), —C (—OH) R 1 R 2 , —C (—OH) R 1 ′ R 2 ′, and —C (—OH) R 1 ″ R 2 ″ Examples of the group represented by the above include groups represented by the following formulas. In addition, * in a formula shows the coupling | bond part with the sulfur ion in said formula (I)-(III). In the groups represented by —C (—OH) R 1 R 2 , —C (—OH) R 1 ′ R 2 ′, and —C (—OH) R 1 ″ R 2 ″, The carbon atom to which the hydroxy group is bonded becomes a carbonyl group by pattern exposure. Thus, in the compounds represented by the above formulas (I) to (III), —C (—OH) R 1 R 2 , —C (—OH) R 1 'R 2 ', and —C (— OH) The group represented by R 1 ″ R 2 ″ is separated after pattern exposure to generate a sensitizer.

Figure 2017173420
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Figure 2017173420
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Figure 2017173420
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ヨードニウム塩化合物としては下記式(IV)〜(V)で表される化合物が好ましい。   As the iodonium salt compound, compounds represented by the following formulas (IV) to (V) are preferable.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記式(IV)〜(V)中、R、R、R’、R’、及びRは、それぞれ独立して、水素原子;フェニル基;ナフチル基;アントラセニル基;フェノキシ基;ナフトキシ基;アントラセノキシ基;アミノ基;アミド基;ハロゲン原子;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);炭素数1〜5のアルコキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、アミド基、若しくは炭素数1〜5のアルキル基で置換されたフェノキシ基;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシ基で置換されたフェニル基;炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5のアルキル基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシ基で置換されたナフトキシ基;炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5のアルキル基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシ基で置換されたアントラセノキシ基;炭素数1〜5のアルコキシ基、フェノキシ基、ナフトキシ基、アントラセノキシ基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシ基で置換された、炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);又は炭素数1〜12のアルキル基が結合したカルボニル基を示す。上記式(IV)〜(V)中、ヒドロキシ基の水素原子は、フェニル基;ハロゲン原子;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);又は炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、若しくはヒドロキシ基で置換されたフェニル基で置換されていてもよい。ヒドロキシ基の水素原子が置換されているときヨードニウム塩化合物はケタール化合物基又はアセタール化合物基を含むことになる。式(IV)〜(V)中、R、R、R’、R’、及びRのうち任意の2つ以上の基は、単結合若しくは二重結合により、又は−CH−、−O−、−S−、−SONH−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−NHCO−、−NHC(=O)NH−、−CHR−、−CR −、−NH−若しくは−NR−を含む結合を介して環構造を形成していてもよい。Rは、フェニル基;フェノキシ基;ハロゲン原子;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);炭素数1〜5のアルコキシ基、ヒドロキシ基、若しくは炭素数1〜5のアルキル基で置換されたフェノキシ基;又は炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、若しくはヒドロキシ基で置換されたフェニル基を示す。R、R、R’、R’、及びRは、それぞれ独立して、好ましくはフェニル基;フェノキシ基;炭素数1〜5のアルコキシ基、ヒドロキシ基、若しくは炭素数1〜5のアルキル基で置換されたフェノキシ基;又は炭素数1〜5のアルコキシ基、若しくはヒドロキシ基で置換されたフェニル基を示す。式(IV)〜(V)中、Yは酸、好ましくは強酸、より好ましくは超強酸のアニオンを示す。 In the above formulas (IV) to (V), R 5 , R 6 , R 5 ′, R 6 ′ and R 7 are each independently a hydrogen atom; a phenyl group; a naphthyl group; an anthracenyl group; a phenoxy group; Naphthoxy group; anthracenoxy group; amino group; amide group; halogen atom; linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) (preferably Alkyl group); a phenoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group, an amino group, an amide group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 1 carbon atoms) 5) a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxy group. A phenyl group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxy group; an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms and a carbon number An anthracenoxy group substituted with an alkyl group of 1 to 5, an amino group, an amide group, or a hydroxy group; an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenoxy group, a naphthoxy group, an anthracenoxy group, an amino group, an amide group, or a hydroxy group; A linear, branched, or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) substituted with 1 or 12; A carbonyl group to which an alkyl group is bonded is shown. In the above formulas (IV) to (V), the hydrogen atom of the hydroxy group is a phenyl group; a halogen atom; a linear, branched or cyclic saturated group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms). Or an unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group); or a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms). Group), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group substituted with a hydroxy group. When the hydrogen atom of the hydroxy group is substituted, the iodonium salt compound will contain a ketal compound group or an acetal compound group. In formulas (IV) to (V), any two or more groups of R 5 , R 6 , R 5 ′, R 6 ′, and R 7 are each a single bond or a double bond, or —CH 2 -, - O -, - S -, - SO 2 NH -, - C (= O) -, - C (= O) O -, - NHCO -, - NHC (= O) NH -, - CHR f - , —CR f 2 —, —NH—, or —NR f — may be used to form a ring structure. R f represents a phenyl group; a phenoxy group; a halogen atom; a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) (preferably an alkyl group). ); A phenoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; or a straight chain having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms), A phenyl group substituted with a branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a hydroxy group is shown. R 5 , R 6 , R 5 ′, R 6 ′ and R 7 are preferably each independently a phenyl group; a phenoxy group; an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group, or 1 to 5 carbon atoms. A phenoxy group substituted with an alkyl group, or a phenyl group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a hydroxy group. In formulas (IV) to (V), Y represents an anion of an acid, preferably a strong acid, more preferably a super strong acid.

上記式(IV)〜(V)において、−C(−OH)R及び−C(−OH)R’R’で表される基としては、例えば上記式(I)〜(III)において例示した−C(−OH)R、−C(−OH)R’R’、−C(−OH)R’’R’’等で表される基と同様の基が挙げられる。 In the above formulas (IV) to (V), examples of the groups represented by —C (—OH) R 5 R 6 and —C (—OH) R 5 'R 6 ' include, for example, the above formulas (I) to ( A group represented by —C (—OH) R 1 R 2 , —C (—OH) R 1 ′ R 2 ′, —C (—OH) R 1 ″ R 2 ″ and the like exemplified in III) Similar groups are mentioned.

で表されるアニオンとしては、下記一般式(XX)、(XXI)及び(XXII)で表される酸のアニオンが好ましく、下記一般式(XX)で表される酸のアニオンがより好ましい。 Y - The anion represented by the following general formula (XX), the anion of the acid is preferably represented by (XXI) and (XXII), more preferably anions of the acid represented by the following general formula (XX) .

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記一般式(XX)、(XXI)及び(XXII)において、R18〜R21は、それぞれ独立して有機基を示す。上記有機基としては、例えばアルキル基、アリール基、これらの複数が連結された基等が挙げられる。有機基は、1位がフッ素原子若しくはフロロアルキル基で置換されたアルキル基、及びフッ素原子若しくはフロロアルキル基で置換されたフェニル基が好ましい。有機基がフッ素原子又はフロロアルキル基を有することにより、露光によって発生する酸の酸性度が上がり、感度が向上する傾向がある。ただし、有機基は末端に置換基としてフッ素原子を含有しないことが好ましい。 In the general formulas (XX), (XXI), and (XXII), R 18 to R 21 each independently represents an organic group. Examples of the organic group include an alkyl group, an aryl group, and a group in which a plurality of these groups are linked. The organic group is preferably an alkyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group, and a phenyl group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. When the organic group has a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by exposure increases, and the sensitivity tends to be improved. However, the organic group preferably does not contain a fluorine atom as a substituent at the terminal.

酸のアニオンとしては、スルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン、ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、及びトリス(アルキルスルホニル)メチドアニオンからなる群より選択される少なくとも一種のアニオン基を有するものが好ましい。酸のアニオンとしては、例えば一般式「R22−SO 」(R22は、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又はアルケニル基を示す。)で表されるアニオンが挙げられる。上記R22としての直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基の炭素数としては、1以上10以下が好ましい。例えばR22がアルキル基の場合、酸のアニオンとしては、例えばメタンスルホネート、n−プロパンスルホネート、n−ブタンスルホネート、n−オクタンスルホネート、1−アダマンタンスルホネート、2−ノルボルナンスルホネート、d−カンファー−10−スルホネート等のアルキルスルホネートが挙げられる。上記R22としてのハロゲン化アルキル基は、アルキル基中の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換されたものであり、このアルキル基の炭素数としては、1以上10以下が好ましく、なかでも直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、及びイソペンチル基がさらに好ましい。そして、水素原子が置換されるハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、臭素原子等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基において、アルキル基(ハロゲン化前のアルキル基)の水素原子の全個数の50%以上100%以下がハロゲン原子で置換されていることが好ましく、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていることがより好ましい。ここで、このハロゲン化アルキル基としては、フッ素化アルキル基が好ましい。フッ素化アルキル基における炭素数としては、1以上10以下が好ましく、1以上8以下がより好ましく、1以上4以下が最も好ましい。また、このフッ素化アルキル基のフッ素化率としては、10%以上100%以下が好ましく、50%以上100%以下がより好ましく、特に水素原子を全てフッ素原子で置換したものが、酸の強度が強くなるため好ましい。このような好ましいフッ素化アルキル基としては、例えばトリフルオロメチル基、へプタフルオロ−n−プロピル基、ノナフルオロ−n−ブチル基等が挙げられる。 The acid anion preferably has at least one anion group selected from the group consisting of a sulfonate anion, a carboxylate anion, a sulfonylimide anion, a bis (alkylsulfonyl) imide anion, and a tris (alkylsulfonyl) methide anion. . Examples of the acid anion include, for example, the general formula “R 22 —SO 3 ” (R 22 is a linear, branched or cyclic alkyl group, halogenated alkyl group, aryl which may have a substituent. An anion represented by a group or an alkenyl group). The carbon number of the linear or branched alkyl group as R 22 is preferably 1 or more and 10 or less. For example, when R 22 is an alkyl group, examples of the acid anion include methane sulfonate, n-propane sulfonate, n-butane sulfonate, n-octane sulfonate, 1-adamantane sulfonate, 2-norbornane sulfonate, d-camphor-10- Examples thereof include alkyl sulfonates such as sulfonate. The halogenated alkyl group as R 22 is one in which part or all of the hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with halogen atoms, and the alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms. However, a linear or branched alkyl group is more preferable, and a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, tert-butyl group, tert-pentyl group, and isopentyl group are more preferable. And as a halogen atom by which a hydrogen atom is substituted, a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom, a bromine atom etc. are mentioned, for example. In the halogenated alkyl group, it is preferable that 50% to 100% of the total number of hydrogen atoms in the alkyl group (alkyl group before halogenation) are substituted with halogen atoms, and all the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms. More preferably. Here, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group. The number of carbon atoms in the fluorinated alkyl group is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably 1 or more and 8 or less, and most preferably 1 or more and 4 or less. Further, the fluorination rate of the fluorinated alkyl group is preferably 10% or more and 100% or less, more preferably 50% or more and 100% or less, and in particular, those in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms have an acid strength. Since it becomes strong, it is preferable. Examples of such a preferable fluorinated alkyl group include a trifluoromethyl group, a heptafluoro-n-propyl group, and a nonafluoro-n-butyl group.

22は置換基を有していてもよい。上記置換基は酸素原子を含む2価の連結基を含む。上記連結基としては、例えば酸素原子(エーテル結合:−O−)、エステル結合(−C(=O)−O−)、アミド結合(−C(=O)−NH−)、カルボニル基(−C(=O)−)、スルホニル基(−SO−)、カーボネート結合(−O−C(=O)−O−)等の非炭化水素系の酸素原子含有連結基が挙げられる。 R 22 may have a substituent. The said substituent contains the bivalent coupling group containing an oxygen atom. Examples of the linking group include an oxygen atom (ether bond: —O—), an ester bond (—C (═O) —O—), an amide bond (—C (═O) —NH—), and a carbonyl group (— Non-hydrocarbon oxygen-containing linking groups such as C (═O) —), sulfonyl groups (—SO 2 —), carbonate bonds (—O—C (═O) —O—), and the like can be mentioned.

(a)感放射線性酸−増感体発生剤としては、下記式(1)で表されるものが好ましい。すなわち、上記Yで表される酸のアニオンとしては、下記式(1)に記載の構造を有することが好ましい。 (A) As a radiation sensitive acid-sensitizer generator, what is represented by following formula (1) is preferable. That is, the anion of the acid represented by Y preferably has a structure represented by the following formula (1).

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記式(1)中、Rp1は、環員数6以上の環構造を含む1価の基である。Rp2は、2価の連結基である。Rp3及びRp4は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、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。Rp5及びRp6は、それぞれ独立して、フッ素原子又は炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基である。np1は、0〜10の整数である。np2は、0〜10の整数である。np3は、1〜10の整数である。np1が2以上の場合、複数のRp2は同一でも異なっていてもよい。np2が2以上の場合、複数のRp3は同一でも異なっていてもよく、複数のRp4は同一でも異なっていてもよい。np3が2以上の場合、複数のRp5は同一でも異なっていてもよく、複数のRp6は同一でも異なっていてもよい。Xは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 In the above formula (1), R p1 is a monovalent group containing a ring structure having 6 or more ring members. R p2 is a divalent linking group. R p3 and R p4 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R p5 and R p6 are each independently a fluorine atom or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. n p1 is an integer of 0 to 10. n p2 is an integer of 0 to 10. n p3 is an integer of 1 to 10. When n p1 is 2 or more, the plurality of R p2 may be the same or different. When n p2 is 2 or more, the plurality of R p3 may be the same or different, and the plurality of R p4 may be the same or different. When n p3 is 2 or more, the plurality of R p5 may be the same or different, and the plurality of R p6 may be the same or different. X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

ここで、「環員数」とは、芳香環構造、芳香族複素環構造、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、多環の環構造の場合は、この多環を構成する原子数をいう。「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 “number of ring members” refers to the number of atoms constituting a ring of an aromatic ring structure, aromatic heterocyclic structure, alicyclic structure and aliphatic heterocyclic structure, and in the case of a polycyclic ring structure, The number of atoms that make up the ring. 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.

p1で表される環員数6以上の環構造を含む1価の基としては、例えば環員数6以上の脂環構造を含む1価の基、環員数6以上の脂肪族複素環構造を含む1価の基、環員数6以上の芳香環構造を含む1価の基、環員数6以上の芳香族複素環構造を含む1価の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent group including a ring structure having 6 or more ring members represented by R p1 include a monovalent group including an alicyclic structure having 6 or more ring members and an aliphatic heterocyclic structure having 6 or more ring members. A monovalent group, a monovalent group containing an aromatic ring structure having 6 or more ring members, a monovalent group containing an aromatic heterocyclic structure having 6 or more ring members, and the like.

上記環員数6以上の脂環構造としては、例えば
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、シクロノナン構造、シクロデカン構造、シクロドデカン構造等の単環のシクロアルカン構造;
シクロヘキセン構造、シクロヘプテン構造、シクロオクテン構造、シクロデセン構造等の単環のシクロアルケン構造;
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;
ノルボルネン構造、トリシクロデセン構造等の多環のシクロアルケン構造などが挙げられる。
Examples of the alicyclic structure having 6 or more ring members include monocyclic cycloalkane structures such as a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, a cyclooctane structure, a cyclononane structure, a cyclodecane structure, and a cyclododecane structure;
Monocyclic cycloalkene structures such as cyclohexene structure, cycloheptene structure, cyclooctene structure, cyclodecene structure;
Polycyclic cycloalkane structures such as norbornane structure, adamantane structure, tricyclodecane structure and tetracyclododecane structure;
Examples thereof include polycyclic cycloalkene structures such as a norbornene structure and a tricyclodecene structure.

上記環員数6以上の脂肪族複素環構造としては、例えば
ヘキサノラクトン構造、ノルボルナンラクトン構造等のラクトン構造;
ヘキサノスルトン構造、ノルボルナンスルトン構造等のスルトン構造;
オキサシクロヘプタン構造、オキサノルボルナン構造等の酸素原子含有複素環構造;
アザシクロヘキサン構造、ジアザビシクロオクタン構造等の窒素原子含有複素環構造;
チアシクロヘキサン構造、チアノルボルナン構造のイオウ原子含有複素環構造などが挙げられる。
Examples of the aliphatic heterocyclic structure having 6 or more ring members include lactone structures such as a hexanolactone structure and a norbornane lactone structure;
Sultone structures such as hexanosultone structure and norbornane sultone structure;
An oxygen atom-containing heterocyclic structure such as an oxacycloheptane structure or an oxanorbornane structure;
Nitrogen atom-containing heterocyclic structures such as azacyclohexane structure and diazabicyclooctane structure;
Examples thereof include a sulfur atom-containing heterocyclic structure having a thiacyclohexane structure and a thianorbornane structure.

上記環員数6以上の芳香環構造としては、例えば
ベンゼン構造、ナフタレン構造、フェナントレン構造、アントラセン構造等が挙げられる。
Examples of the aromatic ring structure having 6 or more ring members include a benzene structure, a naphthalene structure, a phenanthrene structure, and an anthracene structure.

上記環員数6以上の芳香族複素環構造としては、例えばフラン構造、ピラン構造、ベンゾピラン構造等の酸素原子含有複素環構造、ピリジン構造、ピリミジン構造、インドール構造等の窒素原子含有複素環構造などが挙げられる。   Examples of the aromatic heterocyclic structure having 6 or more ring members include oxygen atom-containing heterocyclic structures such as furan structure, pyran structure and benzopyran structure, nitrogen atom-containing heterocyclic structures such as pyridine structure, pyrimidine structure and indole structure. Can be mentioned.

p1の環構造の環員数の下限としては、7が好ましく、8がより好ましく、9がさらに好ましく、10が特に好ましい。一方、上記環員数の上限としては、15が好ましく、14がより好ましく、13がさらに好ましく、12が特に好ましい。上記環員数を上記範囲とすることで、上述の酸の拡散長をさらに適度に短くすることができ、その結果、本実施形態の感放射線性組成物におけるLWR性能等をより向上させることができる。 The lower limit of the number of ring members of the ring structure of R p1 is preferably 7, more preferably 8, more preferably 9, and particularly preferably 10. On the other hand, the upper limit of the number of ring members is preferably 15, more preferably 14, still more preferably 13, and particularly preferably 12. By setting the number of ring members in the above range, the acid diffusion length can be further appropriately shortened, and as a result, the LWR performance and the like in the radiation-sensitive composition of the present embodiment can be further improved. .

p1の環構造が有する水素原子の一部又は全部は、置換基で置換されていてもよい。上記置換基としては、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。これらの中でヒドロキシ基が好ましい。 A part or all of the hydrogen atoms contained in the ring structure of R p1 may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, hydroxy group, carboxy group, cyano group, nitro group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, alkoxycarbonyloxy group, acyl group, Examples include an acyloxy group. Of these, a hydroxy group is preferred.

p1としては、これらの中で、環員数6以上の脂環構造を含む1価の基及び環員数6以上の脂肪族複素環構造を含む1価の基が好ましく、環員数9以上の脂環構造を含む1価の基及び環員数9以上の脂肪族複素環構造を含む1価の基がより好ましく、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、ノルボルナンスルトン−イル基及び5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−イル基がさらに好ましく、アダマンチル基が特に好ましい。 Among these, R p1 is preferably a monovalent group containing an alicyclic structure having 6 or more ring members and a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 6 or more ring members, and an alicyclic group having 9 or more ring members. A monovalent group containing a ring structure and a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 9 or more ring members are more preferred. An oxo-4-oxatricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecan-yl group is more preferred, and an adamantyl group is particularly preferred.

p2で表される2価の連結基としては、例えばカルボニル基、エーテル基、カルボニルオキシ基、スルフィド基、チオカルボニル基、スルホニル基、2価の炭化水素基等が挙げられる。Rp2で表される2価の連結基としては、カルボニルオキシ基、スルホニル基、アルカンジイル基及びシクロアルカンジイル基が好ましく、カルボニルオキシ基及びシクロアルカンジイル基がより好ましく、カルボニルオキシ基及びノルボルナンジイル基がさらに好ましく、カルボニルオキシ基が特に好ましい。 Examples of the divalent linking group represented by R p2 include a carbonyl group, an ether group, a carbonyloxy group, a sulfide group, a thiocarbonyl group, a sulfonyl group, and a divalent hydrocarbon group. The divalent linking group represented by R p2 is preferably a carbonyloxy group, a sulfonyl group, an alkanediyl group and a cycloalkanediyl group, more preferably a carbonyloxy group and a cycloalkanediyl group, a carbonyloxy group and a norbornanediyl group. A group is more preferred, and a carbonyloxy group is particularly preferred.

p3及びRp4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のアルキル基等が挙げられる。Rp3及びRp4で表される炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基としては、例えば炭素数1〜20のフッ素化アルキル基等が挙げられる。Rp3及びRp4としては、水素原子、フッ素原子及びフッ素化アルキル基が好ましく、フッ素原子及びパーフルオロアルキル基がより好ましく、フッ素原子及びトリフルオロメチル基がさらに好ましい。 Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R p3 and R p4 include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R p3 and R p4 include a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R p3 and R p4 are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom and a fluorinated alkyl group, more preferably a fluorine atom and a perfluoroalkyl group, and still more preferably a fluorine atom and a trifluoromethyl group.

p5及びRp6で表される炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基としては、例えば炭素数1〜20のフッ素化アルキル基等が挙げられる。Rp5及びRp6としては、フッ素原子及びフッ素化アルキル基が好ましく、フッ素原子及びパーフルオロアルキル基がより好ましく、フッ素原子及びトリフルオロメチル基がさらに好ましく、フッ素原子が特に好ましい。 Examples of the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R p5 and R p6 include a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R p5 and R p6 are preferably a fluorine atom and a fluorinated alkyl group, more preferably a fluorine atom and a perfluoroalkyl group, still more preferably a fluorine atom and a trifluoromethyl group, and particularly preferably a fluorine atom.

p1の下限としては、0が好ましい。一方、np1の上限としては、5が好ましく、3がより好ましく、2がさらに好ましく、1が特に好ましい。 The lower limit of n p1 is preferably 0. On the other hand, the upper limit of n p1 is preferably 5, more preferably 3, more preferably 2, and particularly preferably 1.

p2の下限としては、0が好ましい。一方、np2の上限としては、5が好ましく、2がより好ましく、1がさらに好ましい。 The lower limit of n p2 is preferably 0. On the other hand, the upper limit of n p2 is preferably 5, more preferably 2, and even more preferably 1.

p3の下限としては、1が好ましい。一方、np3の上限としては、5が好ましく、4がより好ましく、3がさらに好ましく、2が特に好ましい。 The lower limit of n p3 is preferably 1. On the other hand, the upper limit of n p3 is preferably 5, more preferably 4, more preferably 3, and particularly preferably 2.

で表される酸のアニオンとしては、例えば下記式で表されるアニオンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Y - as the anion of the acid represented by, for example, include anions represented by the following formula, but is not limited thereto.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

また、上記式(1)中に記載のアニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Moreover, as an anion as described in said formula (1), the following are mentioned, for example.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

Figure 2017173420
Figure 2017173420

(a)感放射線性酸−増感体発生体が[A]重合体の一部である場合、(a)感放射線性酸−増感体発生体は、上記化合物から水素原子1つを除いた基が重合体に結合する形で存在する。   When (a) the radiation-sensitive acid-sensitizer generator is a part of the [A] polymer, (a) the radiation-sensitive acid-sensitizer generator removes one hydrogen atom from the above compound. Groups are present in the form attached to the polymer.

(a)感放射線性酸−増感体発生剤が[A]重合体とは異なる成分である場合、[A]重合体100質量部に対する(a)感放射線性酸−増感体発生剤の含有量の下限としては、0.005質量部が好ましく、0.1質量部がより好ましい。一方、上記含有量の上限としては、50質量部が好ましく、30質量部がより好ましい。   (A) When the radiation-sensitive acid-sensitizer generator is a component different from the [A] polymer, the (a) radiation-sensitive acid-sensitizer generator with respect to 100 parts by mass of the polymer [A] As a minimum of content, 0.005 mass part is preferred and 0.1 mass part is more preferred. On the other hand, as an upper limit of the said content, 50 mass parts is preferable and 30 mass parts is more preferable.

(a)感放射線性酸−増感体発生体が[A]重合体の一部である場合、[A]重合体を構成する全構造単位1モルに対する(a)感放射線性酸−増感体発生体に由来する構造単位の含有割合の下限としては、0.001モルが好ましく、0.002モルがより好ましく、0.01モルがさらに好ましい。一方、上記含有割合の上限としては、0.5モルが好ましく、0.3モルがより好ましい。   (A) When the radiation-sensitive acid-sensitizer generator is a part of the [A] polymer, (a) the radiation-sensitive acid-sensitization with respect to 1 mol of all structural units constituting the [A] polymer. As a minimum of the content rate of the structural unit derived from a body generator, 0.001 mol is preferable, 0.002 mol is more preferable, and 0.01 mol is further more preferable. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 0.5 mol, more preferably 0.3 mol.

上記含有量又は含有割合が上記下限より小さいと、感度が低下するおそれがある。逆に、上記含有量又は含有割合が上記上限を超えると、膜を形成し難くなるおそれや、パターンの断面形状における矩形性が低下するおそれがある。   If the content or content ratio is smaller than the lower limit, the sensitivity may decrease. On the other hand, when the content or content ratio exceeds the upper limit, it may be difficult to form a film or the rectangularity in the cross-sectional shape of the pattern may be reduced.

((b)感放射線性増感体発生体)
(b)感放射線性増感体発生体は、放射線(II)を照射し放射線(I)を放射しない場合に上記増感体を発生し、かつ放射線(II)を照射せず放射線(I)のみを照射した場合に上記増感体を実質的に発生しない。(b)感放射線性増感体発生体は、上記(a)感放射線性酸−増感体発生体とは異なるものである。(b)感放射線性増感体発生体は、[A]重合体とは異なる成分(以下、適宜「(b)感放射線性増感体発生剤」と称する)であっても、[A]重合体の一部であってもよい。
((B) Radiation-sensitive sensitizer generator)
(B) The radiation-sensitive sensitizer generator generates the sensitizer when irradiated with radiation (II) and does not emit radiation (I), and does not emit radiation (II). The above sensitizer is not substantially generated when only the light is irradiated. (B) The radiation sensitive sensitizer generator is different from the above (a) radiation sensitive acid-sensitizer generator. Even if the (b) radiation-sensitive sensitizer generator is a component different from the [A] polymer (hereinafter referred to as “(b) a radiation-sensitive sensitizer generator” as appropriate), the [A] It may be part of a polymer.

当該感放射線性組成物では、放射線(II)の照射により(b)感放射線性増感体発生体の化学構造が直接的又は間接的な反応により変換し、放射線(I)照射時に酸発生を補助する増感体を生成する。この増感体は、(b)感放射線性増感体発生体と比べ放射線(I)を吸収し易いため、放射線(II)によりパターン露光を行った場合に、増感体が発生する露光部と増感体が発生しないパターン非露光部との間における放射線(I)の吸収量が大きく異なり、吸収量のコントラストが得られ易くなる。   In the radiation-sensitive composition, the chemical structure of (b) the radiation-sensitive sensitizer generator is converted by direct or indirect reaction upon irradiation with radiation (II), and acid generation occurs upon irradiation with radiation (I). Produce a sensitizer to assist. Since this sensitizer absorbs radiation (I) more easily than the (b) radiation-sensitive sensitizer generator, the exposed portion where the sensitizer is generated when pattern exposure is performed with the radiation (II). And the non-exposed portion of the pattern where the sensitizer is not generated differ greatly in the amount of absorption of radiation (I), and the contrast of the amount of absorption is easily obtained.

(b)感放射線性増感体発生剤は、放射線(II)の照射によって、放射線(I)を吸収するカルボニル基を有するカルボニル化合物となるものが好ましい。カルボニル化合物としては、例えばアルデヒド、ケトン、カルボン酸、カルボン酸エステル等が挙げられる。上記反応により、パターン露光部の(b)感放射線性増感体発生剤でのみ放射線の吸収波長のピークのシフトが起こる。従って、パターン露光後に、パターン露光部だけが吸収できる波長の放射線で一括露光を行えば、パターン露光部だけを選択的に増感できる。(b)感放射線性増感体発生剤としては下記式(VI)で表されるアルコール化合物がより好ましく、第2級アルコール化合物であってもよい。なお、本明細書において、アルコール化合物とは、アルコール性水酸基を有している化合物のみを指すものではなく、アルコール性水酸基の水素原子が置換されたケタール化合物及びアセタール化合物並びにオルトエステル化合物等であってもよい。(b)感放射線性増感体発生剤がケタール化合物又はアセタール化合物である場合、パターン露光で発生した酸触媒によるカルボニル化合物への加水分解反応を加速するために、パターン露光後一括露光前に加熱してもよい。   (B) The radiation-sensitive sensitizer generating agent is preferably a carbonyl compound having a carbonyl group that absorbs radiation (I) when irradiated with radiation (II). Examples of the carbonyl compound include aldehyde, ketone, carboxylic acid, carboxylic acid ester and the like. The above reaction causes a shift in the peak of the absorption wavelength of radiation only in the (b) radiation-sensitive sensitizer generating agent in the pattern exposure portion. Therefore, if pattern exposure is performed with radiation having a wavelength that can be absorbed only by the pattern exposure portion after pattern exposure, only the pattern exposure portion can be selectively sensitized. (B) As the radiation-sensitive sensitizer generator, an alcohol compound represented by the following formula (VI) is more preferable, and a secondary alcohol compound may be used. In the present specification, the alcohol compound does not mean only a compound having an alcoholic hydroxyl group, but includes a ketal compound, an acetal compound, an orthoester compound, etc., in which a hydrogen atom of the alcoholic hydroxyl group is substituted. May be. (B) When the radiation-sensitive sensitizer generator is a ketal compound or an acetal compound, heating is performed after pattern exposure and before batch exposure in order to accelerate the hydrolysis reaction to the carbonyl compound by the acid catalyst generated by pattern exposure. May be.

Figure 2017173420
式(VI)中、R、R及びR10は、それぞれ独立して、水素原子;フェニル基;ナフチル基;アントラセニル基;ピリジル基;炭素数1〜5のアルコキシ基;炭素数1〜5のアルキルチオ基;フェノキシ基;ナフトキシ基;アントラセノキシ基;アミノ基;アミド基;ハロゲン原子;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシル基で置換された、炭素数1〜5のアルコキシ基;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシル基で置換された、炭素数1〜5のアルキルチオ基;炭素数1〜5のアルコキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基、若しくは炭素数1〜5のアルキル基で置換されたフェノキシ基;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシル基で置換されたフェニル基;炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5のアルキル基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシル基で置換されたナフトキシ基;炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5のアルキル基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシル基で置換されたアントラセノキシ基;炭素数1〜5のアルコキシ基、フェノキシ基、ナフトキシ基、アントラセノキシ基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシル基で置換された、炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);又は炭素数1〜12のアルキル基が結合したカルボニル基を示す。アルコール化合物は、式(VI)中のアルコール性水酸基(ヒドロキシル基)がチオール基となったチオール化合物であってもよい。上記式(VI)中、ヒドロキシル基又はチオール基の水素原子は、フェニル基;ハロゲン原子;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);又は炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、若しくはヒドロキシル基で置換されたフェニル基で置換されていてもよい。式中、R、R及びR10のうち任意の2つ以上の基は、単結合若しくは二重結合により、又は−CH−、−O−、−S−、−SO−、−SONH−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−NHCO−、−NHC(=O)NH−、−CHR−、−CR −、−NH−若しくは−NR−を含む結合を介して環構造を形成してもよい。Rは、フェニル基;フェノキシ基;ハロゲン原子;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);炭素数1〜5のアルコキシ基、ヒドロキシル基、若しくは炭素数1〜5のアルキル基で置換されたフェノキシ基;又は炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、若しくはヒドロキシル基で置換されたフェニル基を示す。R、R及びR10は、それぞれ独立して、好ましくは水素原子;フェニル基;フェノキシ基;炭素数1〜5のアルコキシ基、ヒドロキシル基、若しくは炭素数1〜5のアルキル基で置換されたフェノキシ基;又は炭素数1〜5のアルコキシ基、若しくはヒドロキシル基で置換されたフェニル基を示す。
Figure 2017173420
In formula (VI), R 8 , R 9 and R 10 each independently represent a hydrogen atom; a phenyl group; a naphthyl group; an anthracenyl group; a pyridyl group; an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms; An alkylthio group; a phenoxy group; a naphthoxy group; an anthracenoxy group; an amino group; an amide group; a halogen atom; a linear, branched, or cyclic saturated or unsaturated group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) A saturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group); a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms), An alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxyl group; 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) A linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxyl group, An alkylthio group having 1 to 5 carbon atoms; a phenoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, an amino group, an amide group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; 1 to 30 carbon atoms (preferably carbon Substituted with a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) of 1 to 5), an alkoxy group of 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxyl group A phenyl group substituted by an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxyl group; An anthracenoxy group substituted by an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxyl group; an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenoxy group, a naphthoxy group, and an anthracenoxy group A linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms) substituted with an amino group, an amide group or a hydroxyl group Alkyl group); or a carbonyl group to which an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is bonded. The alcohol compound may be a thiol compound in which the alcoholic hydroxyl group (hydroxyl group) in formula (VI) is a thiol group. In the formula (VI), the hydrogen atom of the hydroxyl group or thiol group is a phenyl group; a halogen atom; a linear, branched or cyclic saturated group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) or An unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group); or a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms). ), An alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group substituted with a hydroxyl group. In the formula, any two or more groups of R 8 , R 9 and R 10 are each a single bond or a double bond, or —CH 2 —, —O—, —S—, —SO 2 —, — SO 2 NH—, —C (═O) —, —C (═O) O—, —NHCO—, —NHC (═O) NH—, —CHR g —, —CR g 2 —, —NH— or A ring structure may be formed through a bond containing —NR g —. R g is a phenyl group; a phenoxy group; a halogen atom; a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms). ); A phenoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; or a straight chain having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms), A phenyl group substituted with a branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a hydroxyl group is shown. R 8 , R 9 and R 10 are preferably each independently substituted with a hydrogen atom; a phenyl group; a phenoxy group; an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Or a phenyl group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a hydroxyl group.

なお、式(VI)中のヒドロキシル基の水素原子が置換されたケタール化合物又はアセタール化合物としては、下記式(XXXVI)で表される化合物が好ましい。すなわち、(b)感放射線性増感体発生剤は下記式(XXXVI)で表される化合物であってもよい。R又はR10のいずれか一方が水素原子である場合、下記式(XXXVI)で表される化合物はアセタール化合物であるということができる。 In addition, as a ketal compound or acetal compound in which the hydrogen atom of the hydroxyl group in formula (VI) is substituted, a compound represented by the following formula (XXXVI) is preferable. That is, (b) the radiation-sensitive sensitizer generating agent may be a compound represented by the following formula (XXXVI). When either one of R 9 and R 10 is a hydrogen atom, it can be said that the compound represented by the following formula (XXXVI) is an acetal compound.

Figure 2017173420
式(XXXVI)中、R及びR10は上記式(VI)中のR及びR10とそれぞれ同義である。R及びR10は、上記式(VI)中のR及びR10と同様に環構造を形成していてもよい。式(XXXVI)中、R23及びR24は、それぞれ独立して、フェニル基;ハロゲン原子;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);又は炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、若しくはヒドロキシル基で置換されたフェニル基を示す。R23及びR24は、単結合、二重結合、−CH−、−O−、−S−、−SO−、−SONH−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−NHCO−、NHC(=O)NH−、−CHR−、−CR 、−NH−又は−NR−を含む結合を介して環構造を形成していてもよい。Rは上記式(VI)中のRと同義である。ケタール化合物又はアセタール化合物は、式(XXXVI)中のR23及び/又はR24と結合する酸素原子が硫黄に置き換えられたチオケタール化合物又はチオアセタール化合物であってもよい。
Figure 2017173420
Wherein (XXXVI), R 9 and R 10 are the same meanings as R 9 and R 10 in formula (VI). R 9 and R 10, may form a similarly ring structure with R 9 and R 10 in formula (VI). In formula (XXXVI), R 23 and R 24 each independently represent a phenyl group; a halogen atom; a linear, branched or cyclic saturated group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms). Or an unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group); or a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms). Group), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group substituted with a hydroxyl group. R 23 and R 24 are a single bond, a double bond, —CH 2 —, —O—, —S—, —SO 2 —, —SO 2 NH—, —C (═O) —, —C (= A ring structure may be formed through a bond containing O) O—, —NHCO—, NHC (═O) NH—, —CHR g —, —CR g 2 , —NH— or —NR g —. . R g has the same meaning as R g in the formula (VI). The ketal compound or acetal compound may be a thioketal compound or a thioacetal compound in which the oxygen atom bonded to R 23 and / or R 24 in formula (XXXVI) is replaced with sulfur.

ケタール化合物及びアセタール化合物は、カルボニル化合物をアルコールと反応させることで得ることができる。上記反応は、放射線増感作用に寄与するカルボニル基を保護する反応ということができ、上記式(XXXVI)におけるR23及びR24はカルボニル基の保護基ということができる。この場合、放射線等により(b)感放射線性増感体発生剤が増感体となる反応を脱保護反応ということができる。保護基の反応性(脱保護反応の起こりやすさ)の例を下記に示す。保護基の反応性は右に行くほど高く、左に行くほど低い。例えばメトキシ基をカルボニル基の保護基として使用すると、脱保護反応の反応性は高く、常温でも酸触媒下で脱保護反応が進む傾向がある。このように常温で脱保護反応が進むことで、像のにじみを防ぐことができるというメリットがある。一方、パターン露光の時点で、パターン未露光部において脱保護反応が起こり増感体が生成すると、膜におけるコントラストが劣化するおそれがある。パターン未露光部における増感体の生成を防ぐために、脱保護反応の活性化エネルギーを上げる(保護基の反応性を下げる)ように保護基を選択することもできる。保護基の反応性を下げる観点からは、式(XXXVI)中のR23及びR24が互いに結合して環構造を形成した環状の保護基がより好ましい。上記環構造としては6員環及び5員環が挙げられ、5員環が好ましい。反応性が低い保護基を用いる場合は、感放射線性組成物は後述する第1の捕捉剤を含むことが好ましく、かつパターン露光後一括露光前に膜をベークすることが望ましい。ベークを行うことにより、パターン未露光部の不要な酸が捕捉剤によって中和され、潜像のコントラストを向上させることができる。また、上記ベークにより保護基の反応性の低下を補うことができると共に、ベークによる物質の拡散により膜中の酸の潜像のラフネスを低減できる。 A ketal compound and an acetal compound can be obtained by reacting a carbonyl compound with an alcohol. The above reaction can be referred to as a reaction for protecting a carbonyl group that contributes to radiosensitization, and R 23 and R 24 in the above formula (XXXVI) can be referred to as a protecting group for a carbonyl group. In this case, the reaction in which the radiation-sensitive sensitizer generating agent becomes a sensitizer by radiation or the like can be referred to as a deprotection reaction. Examples of the reactivity of the protecting group (ease of deprotection reaction) are shown below. The reactivity of the protecting group increases as it goes to the right and decreases as it goes to the left. For example, when a methoxy group is used as a protecting group for a carbonyl group, the reactivity of the deprotection reaction is high, and the deprotection reaction tends to proceed under an acid catalyst even at room temperature. As described above, the deprotection reaction proceeds at room temperature, so that there is an advantage that blurring of the image can be prevented. On the other hand, when a deprotection reaction occurs in a pattern unexposed portion at the time of pattern exposure and a sensitizer is generated, the contrast in the film may be deteriorated. In order to prevent the formation of a sensitizer in the pattern unexposed area, a protecting group can be selected so as to increase the activation energy of the deprotection reaction (decrease the reactivity of the protecting group). From the viewpoint of lowering the reactivity of the protecting group, a cyclic protecting group in which R 23 and R 24 in formula (XXXVI) are bonded to each other to form a ring structure is more preferable. Examples of the ring structure include a 6-membered ring and a 5-membered ring, and a 5-membered ring is preferable. When a protective group having low reactivity is used, the radiation-sensitive composition preferably contains a first scavenger described later, and it is desirable to bake the film after pattern exposure and before batch exposure. By performing baking, unnecessary acid in the unexposed portion of the pattern is neutralized by the capturing agent, and the contrast of the latent image can be improved. In addition, the baking can compensate for the decrease in the reactivity of the protecting group, and the roughness of the latent image of the acid in the film can be reduced by the diffusion of the substance by baking.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

ケタールタイプの(b)感放射線性増感体発生剤は、下記式(XXVII)〜(XXX)で表される化合物であってもよい。   The ketal type (b) radiation-sensitive sensitizer generating agent may be compounds represented by the following formulas (XXVII) to (XXX).

Figure 2017173420
Figure 2017173420

式(XXVII)〜(XXXI)中、R23及びR24は、式(XXXVI)中のR23及びR24とそれぞれ同義である。式(XXVII)〜(XXXI)中、芳香環の水素原子は炭素数1〜5のアルコキシ基又は炭素数1〜5のアルキル基で置換されていてもよく、芳香環は別の芳香環と結合してナフタレン環又はアントラセン環を形成していてもよい。R25は炭素数1〜5のアルキル基を示す。(b)感放射線性増感体発生剤として上記式(XXVII)〜(XXXI)で表される化合物を用いた場合、(b)感放射線性増感体発生剤から増感体となったときの放射線の吸収波長のシフトがより大きく、パターン露光部でのより選択的な増感反応を起こすことができる。また、(XXIX)〜(XXXI)で表される化合物のように、[C]金属含有化合物の金属原子に配位等の相互作用可能な窒素原子、硫黄原子等の原子を有する化合物を用いた場合、(b)感放射線性増感体発生剤から増感体となったときの放射線の吸収波長のシフト及び/又は放射線の吸光度の増大をさらに大きくすることができ、当該感放射線性組成物の感度をさらに高めることができる。 Wherein (XXVII) ~ (XXXI), R 23 and R 24 are the same meanings as R 23 and R 24 in the formula (XXXVI). In formulas (XXVII) to (XXXI), the hydrogen atom of the aromatic ring may be substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and the aromatic ring is bonded to another aromatic ring Thus, a naphthalene ring or an anthracene ring may be formed. R 25 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. (B) When the compounds represented by the above formulas (XXVII) to (XXXI) are used as the radiation-sensitive sensitizer generating agent, (b) when the sensitizer is changed from the radiation-sensitive sensitizer generating agent. The shift of the absorption wavelength of radiation is larger, and a more selective sensitization reaction can be caused in the pattern exposure part. Moreover, the compound which has atoms, such as a nitrogen atom and a sulfur atom which can interact, such as coordination, to the metal atom of a [C] metal containing compound like the compound represented by (XXIX)-(XXXI) was used. In this case, (b) it is possible to further increase the shift in the absorption wavelength of the radiation and / or increase in the absorbance of the radiation when the sensitizer is changed from the radiation-sensitive sensitizer generating agent, and the radiation-sensitive composition. The sensitivity can be further increased.

なお、式(VI)中のヒドロキシル基の水素原子が置換されたオルトエステル化合物としては、下記式(XLVI)で表される化合物が好ましい。すなわち、(b)感放射線性増感体発生剤は下記式(XLVI)で表される化合物であってもよい。   In addition, as an orthoester compound by which the hydrogen atom of the hydroxyl group in Formula (VI) was substituted, the compound represented by a following formula (XLVI) is preferable. That is, (b) the radiation-sensitive sensitizer generating agent may be a compound represented by the following formula (XLVI).

Figure 2017173420
式(XLVI)中、Rは上記式(VI)中のRと同義である。式(XLVI)中、R38〜R40は、それぞれ独立して、フェニル基;ハロゲン原子;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素(好ましくはアルキル基基);又は炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、若しくはヒドロキシル基で置換されたフェニル基を示す。R38〜R40は、単結合若しくは二重結合により、又は−CH−、−O−、−S−、−SO−、−SONH−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−NHCO−、−NHC(=O)NH−、−CHR−、−CR 、−NH−若しくは−NR−を含む結合を介して環構造を形成していてもよい。Rは上記式(VI)中のRと同義である。
Figure 2017173420
Wherein (XLVI), R 9 has the same meaning as R 9 in the formula (VI). In formula (XLVI), R 38 to R 40 each independently represent a phenyl group; a halogen atom; a linear, branched or cyclic saturated group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms). Or an unsaturated hydrocarbon (preferably an alkyl group); or a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms). Group), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group substituted with a hydroxyl group. R 38 to R 40 are each a single bond or a double bond, or —CH 2 —, —O—, —S—, —SO 2 —, —SO 2 NH—, —C (═O) —, —C A ring structure is formed through a bond containing (═O) O—, —NHCO—, —NHC (═O) NH—, —CHR g —, —CR g 2 , —NH— or —NR g —. May be. R g has the same meaning as R g in the formula (VI).

オルトエステル化合物は、パターン露光において脱保護反応で分解し、例えばカルボニル基を含むカルボン酸エステル又はカルボン酸になる。オルトエステル化合物としては、カルボキシル基を有する増感体のカルボキシル基の部分をOBO(例えば4−メチル2,6,7−トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン−1−イル)で置換(保護)した、下記式(XLVII)で表されるOBOエステル化合物が好ましい。OBOでカルボキシル基を保護した(b)感放射線性増感体発生剤は、パターン露光時に発生する酸触媒によってカルボン酸を生成し、放射線の吸収波長がシフトし、一括露光時に増感体として働く。(b)感放射線性増感体発生剤からカルボン酸が生成することで、パターン露光部で、例えば非極性から極性へと膜の極性が変わる。このため、オルトエステル化合物は現像工程における溶解促進剤としても機能し、膜のコントラストの向上にも寄与する。(b)感放射線性増感体発生剤がOBOエステル化合物を含むことにより、増感体の生成と極性変化反応を同時に起こすことも可能である。   The ortho ester compound is decomposed by a deprotection reaction in pattern exposure to become, for example, a carboxylic acid ester or carboxylic acid containing a carbonyl group. As the ortho ester compound, the carboxyl group portion of the sensitizer having a carboxyl group is replaced with OBO (for example, 4-methyl 2,6,7-trioxabicyclo [2.2.2] octane-1-yl) ( An OBO ester compound represented by the following formula (XLVII) is preferred. The (b) radiation-sensitive sensitizer generator in which the carboxyl group is protected with OBO generates carboxylic acid by the acid catalyst generated during pattern exposure, shifts the radiation absorption wavelength, and acts as a sensitizer during batch exposure. . (B) By generating carboxylic acid from the radiation-sensitive sensitizer generating agent, the polarity of the film changes, for example, from nonpolar to polar in the pattern exposure part. For this reason, the ortho ester compound also functions as a dissolution accelerator in the development process, and contributes to an improvement in the contrast of the film. (B) When the radiation-sensitive sensitizer generating agent contains an OBO ester compound, it is possible to simultaneously generate a sensitizer and a polarity change reaction.

Figure 2017173420
式(XLVII)中、R41及びR42は、それぞれ独立して、水素原子;フェニル基;ナフチル基;アントラセニル基;フェノキシ基;ナフトキシ基;アントラセノキシ基;アミノ基;アミド基;ハロゲン原子;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);炭素数1〜5のアルコキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基、若しくは炭素数1〜5のアルキル基で置換されたフェノキシ基;炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基)、炭素数1〜5のアルコキシ基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシル基で置換されたフェニル基;炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5のアルキル基、若しくはヒドロキシル基で置換されたナフトキシ基;炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5のアルキル基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシル基で置換されたアントラセノキシ基;炭素数1〜5のアルコキシ基、フェノキシ基、ナフトキシ基、アントラセノキシ基、アミノ基、アミド基、若しくはヒドロキシル基で置換された、炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜5)の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和若しくは不飽和炭化水素基(好ましくはアルキル基);又は炭素数1〜12のアルキル基が結合したカルボニル基を示す。R41及びR42は、それぞれ独立して、好ましくは水素原子;フェニル基;フェノキシ基;炭素数1〜5のアルコキシ基、ヒドロキシル基、若しくは炭素数1〜5のアルキル基で置換されたフェノキシ基;又は炭素数1〜5のアルコキシ基、若しくはヒドロキシル基で置換されたフェニル基を示す。
Figure 2017173420
In formula (XLVII), R 41 and R 42 each independently represent a hydrogen atom; a phenyl group; a naphthyl group; an anthracenyl group; a phenoxy group; a naphthoxy group; an anthracenoxy group; an amino group; 1 to 30 (preferably 1 to 5 carbon atoms) linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group); an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, amino Group, amide group, or phenoxy group substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; linear, branched or cyclic saturated or unsaturated having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) A phenyl group substituted by a hydrocarbon group (preferably an alkyl group), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxyl group; carbon A naphthoxy group substituted by an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a hydroxyl group; an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, Or an anthracenoxy group substituted with a hydroxyl group; an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenoxy group, a naphthoxy group, an anthracenoxy group, an amino group, an amide group, or a hydroxyl group, substituted with 1 to 30 carbon atoms (preferably A linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 5 carbon atoms; or a carbonyl group to which an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is bonded. R 41 and R 42 are each independently preferably a hydrogen atom; a phenyl group; a phenoxy group; a phenoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Or a phenyl group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a hydroxyl group;

(b)感放射線性増感体発生剤としては、例えば下記式で表される化合物等が挙げられる。これらの化合物はアルコール性水酸基の水素原子が置換されていないアルコール化合物であり、パターン露光時の反応によりケトン化合物に変わる。   (B) As a radiation sensitive sensitizer generating agent, the compound etc. which are represented by a following formula are mentioned, for example. These compounds are alcohol compounds in which the hydrogen atom of the alcoholic hydroxyl group is not substituted, and change into a ketone compound by a reaction during pattern exposure.

Figure 2017173420
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次の化合物は、増感体のカルボニル基を保護した、ケタール化合物又はアセタール化合物の例である。これらの化合物は、パターン露光で生成する酸による触媒作用によりパターン露光部においてケトンを含む増感体になるものである。   The following compounds are examples of ketal compounds or acetal compounds in which the carbonyl group of the sensitizer is protected. These compounds become a sensitizer containing a ketone in a pattern exposure part by a catalytic action by an acid generated by pattern exposure.

Figure 2017173420
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次の化合物は、3個のアルコキシ基で置換された炭素原子を有するオルトエステル化合物の例である。   The following compounds are examples of orthoester compounds having carbon atoms substituted with three alkoxy groups.

Figure 2017173420
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上記オルトエステル化合物は、パターン露光時に発生する酸触媒によって脱保護し、カルボニル基を有するエステル(以下の例ではカルボン酸メチル)を生成する。   The ortho ester compound is deprotected by an acid catalyst generated during pattern exposure to produce an ester having a carbonyl group (methyl carboxylate in the following example).

Figure 2017173420
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次の化学式は、カルボキシル基を有する増感体のカルボキシル基部分をOBO(例えば4−メチル−2,6,7−トリオキサビシクロ[2.2.2]オクタン−1−イル)で保護した誘導体であるOBOエステル化合物の例である。   The following chemical formula is a derivative in which the carboxyl group part of a sensitizer having a carboxyl group is protected with OBO (for example, 4-methyl-2,6,7-trioxabicyclo [2.2.2] octane-1-yl). This is an example of an OBO ester compound.

Figure 2017173420
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上記OBOエステル化合物は、パターン露光時に発生する酸触媒によって以下のようなカルボン酸を生成する。   The OBO ester compound generates the following carboxylic acid by an acid catalyst generated during pattern exposure.

Figure 2017173420
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露光により上記(a)感放射線性酸−増感体発生剤及び(b)感放射線性増感体発生剤から発生する増感体としては、例えばカルコン及びその誘導体、1,2−ジケトン及びその誘導体、ベンゾイン及びその誘導体、ベンゾフェノン及びその誘導体、フルオレン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、キサンテン及びその誘導体、チオキサンテン及びその誘導体、キサントン及びその誘導体、チオキサントン及びその誘導体、シアニン及びその誘導体、メロシアニン及びその誘導体、ナフタロシアニン及びその誘導体、サブフタロシアニン及びその誘導体、ピリリウム及びその誘導体、チオピリリウム及びその誘導体、テトラフィリン及びその誘導体、アヌレン及びその誘導体、スピロピラン及びその誘導体、スピロオキサジン及びその誘導体、チオスピロピラン及びその誘導体、オキソール及びその誘導体、アジン及びその誘導体、チアジン及びその誘導体、オキサジン及びその誘導体、インドリン及びその誘導体、アズレン及びその誘導体、アズレニウム及びその誘導体、スクアリリウム及びその誘導体、ポルフィリン及びその誘導体、ポルフィラジン及びその誘導体、トリアリールメタン及びその誘導体、フタロシアニン及びその誘導体、アクリドン及びその誘導体、クマリン及びその誘導体、ケトクマリン及びその誘導体、キノリノン及びその誘導体、ベンゾオキサゾール及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、チアジン及びその誘導体、ベンゾチアゾール及びその誘導体、フェノチアジン及びその誘導体、ベンゾトリアゾール及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、ナフタレン及びその誘導体、アントラセン及びその誘導体、フェナントレン及びその誘導体、ピレン及びその誘導体、ナフタセン及びその誘導体、ペンタセン及びその誘導体、並びにコロネン及びその誘導体等が挙げられる。また、露光により上記(b)感放射線増感体発生剤から発生する上記増感体はカルボニル化合物を含有することが好ましい。カルボニル化合物は、ケトン、アルデヒド、カルボン酸、エステル、アミド、エノン、カルボン酸塩化物、及びカルボン酸無水物等をカルボニル基として含むことが好ましい。上記カルボニル化合物としては、一括露光時の放射線の波長をパターン露光時の放射線の波長から十分に離して感放射線性組成物のコントラストを上げる観点から、250nmを超える長波長側の放射線を吸収する化合物が好ましい。カルボニル化合物としては、例えばベンゾフェノン誘導体、キサントン誘導体、チオキサントン誘導体、クマリン誘導体、アクリドン誘導体等が挙げられる。上記カルボニル化合物は、ナフタレン誘導体又はアントラセン誘導体であってもよく、アクリドン誘導体であってもよい。増感体において、芳香環の水素は電子供与基で置換されていることが好ましい。増感体の芳香環の水素が電子供与基で置換されていることで、一括露光時の増感反応による電子移動効率が向上し、感放射線性組成物の感度が向上する傾向がある。また、(b)感放射線性増感体発生剤の放射線の吸収波長と増感体の放射線の吸収波長との差を大きくすることができ、一括露光時により選択的に増感体を励起できるため、感放射線性組成物中の酸の潜像のコントラストが向上する傾向がある。電子供与基としては、例えば水酸基、メトキシ基、アルコキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルキル基等が挙げられる。   Examples of sensitizers generated from the above-mentioned (a) radiation-sensitive acid-sensitizer generator and (b) radiation-sensitive sensitizer generator upon exposure include chalcone and its derivatives, 1,2-diketones and their Derivatives, benzoin and its derivatives, benzophenone and its derivatives, fluorene and its derivatives, naphthoquinone and its derivatives, anthraquinone and its derivatives, xanthene and its derivatives, thioxanthene and its derivatives, xanthone and its derivatives, thioxanthone and its derivatives, cyanine and Its derivatives, merocyanine and its derivatives, naphthalocyanine and its derivatives, subphthalocyanine and its derivatives, pyrylium and its derivatives, thiopyrylium and its derivatives, tetraphylline and its derivatives, annulene and its derivatives, spiropyran and its derivatives Derivatives, spirooxazine and its derivatives, thiospiropyran and its derivatives, oxol and its derivatives, azine and its derivatives, thiazine and its derivatives, oxazine and its derivatives, indoline and its derivatives, azulene and its derivatives, azulene and its derivatives And derivatives thereof, porphyrin and derivatives thereof, porphyrazine and derivatives thereof, triarylmethane and derivatives thereof, phthalocyanine and derivatives thereof, acridone and derivatives thereof, coumarin and derivatives thereof, ketocoumarin and derivatives thereof, quinolinone and derivatives thereof, benzoxazole and Derivatives thereof, acridine and derivatives thereof, thiazine and derivatives thereof, benzothiazole and derivatives thereof, phenothiazine and derivatives thereof, benzotriazo Le and its derivatives, perylene and its derivatives, naphthalene and its derivatives, anthracene and its derivatives, phenanthrene and derivatives thereof, pyrene and derivatives thereof, naphthacene and derivatives thereof, pentacene and its derivatives, and coronene and derivatives thereof. Moreover, it is preferable that the said sensitizer generate | occur | produced from said (b) radiation sensitizer generator by exposure contains a carbonyl compound. The carbonyl compound preferably contains ketone, aldehyde, carboxylic acid, ester, amide, enone, carboxylic acid chloride, carboxylic acid anhydride and the like as a carbonyl group. As the carbonyl compound, a compound that absorbs radiation on a long wavelength side exceeding 250 nm from the viewpoint of increasing the contrast of the radiation-sensitive composition by sufficiently separating the wavelength of radiation at the time of batch exposure from the wavelength of radiation at the time of pattern exposure. Is preferred. Examples of the carbonyl compound include benzophenone derivatives, xanthone derivatives, thioxanthone derivatives, coumarin derivatives, and acridone derivatives. The carbonyl compound may be a naphthalene derivative or an anthracene derivative, or an acridone derivative. In the sensitizer, the hydrogen of the aromatic ring is preferably substituted with an electron donating group. When the hydrogen in the aromatic ring of the sensitizer is replaced with an electron donating group, the electron transfer efficiency due to the sensitization reaction during batch exposure is improved, and the sensitivity of the radiation-sensitive composition tends to be improved. Further, (b) the difference between the radiation absorption wavelength of the radiation-sensitive sensitizer generating agent and the radiation absorption wavelength of the sensitizer can be increased, and the sensitizer can be selectively excited during batch exposure. Therefore, the contrast of the acid latent image in the radiation-sensitive composition tends to be improved. Examples of the electron donating group include a hydroxyl group, a methoxy group, an alkoxy group, an amino group, an alkylamino group, and an alkyl group.

ベンゾフェノン及びその誘導体としては、例えば下記の化合物が挙げられる。   Examples of benzophenone and derivatives thereof include the following compounds.

Figure 2017173420
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チオキサントン及びその誘導体としては、例えば下記の化合物が挙げられる。   Examples of thioxanthone and derivatives thereof include the following compounds.

Figure 2017173420
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キサントン及びその誘導体としては、例えば下記の化合物が挙げられる。   Examples of xanthone and derivatives thereof include the following compounds.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

アクリドン及びその誘導体としては、例えば下記の化合物が挙げられる。   Examples of acridone and derivatives thereof include the following compounds.

Figure 2017173420
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クマリン及びその誘導体としては、例えば下記の化合物が挙げられる。   Examples of coumarin and its derivatives include the following compounds.

Figure 2017173420
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上記増感体は下記の化合物を含んでいてもよい。   The sensitizer may contain the following compound.

Figure 2017173420
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上記増感体としては、例えばアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン、1,2−ヒドロオキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、α−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−イソプロピルフェニル)プロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−ドデシルフェニル)プロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパノン、ベンゾフェノン、2−メチルベンゾフェノン、3−メチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4−ブロモベンゾフェノン、2−カルボキシベンゾフェノン、2−エトキシカルボニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド、ベンゾフェノンテトラカルボン酸又はそのテトラメチルエステル、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジシクロへキシルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジヒドロキシエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンジル、アントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−メチルアントラキノン、フェナントラキノン、フルオレノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−1−ブタノン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−1−プロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノールオリゴマー、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンジルジメチルケタール、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、N−ブチル−クロロアクリドン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,6−ジメトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,6−ジクロロベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルメトキシフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキサイド、2,3,5,6−テトラメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−プロピルフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−1−ナフチルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、(2,5,6−トリメチルベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、ベンゾイルジ−(2,6−ジメチルフェニル)ホスホネート、1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン−2−(O−ベンゾイルオキシム)、1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン−1−(O−アセチルオキシム)、1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−3−シクロペンチルプロパノン−1−(O−アセチルオキシム)、1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−3−シクロペンチルプロパン−1,2−ジオン−2−(O−ベンゾイルオキシム)、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、1.2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)等が挙げられる。   Examples of the sensitizer include acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, diethoxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 1,2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1 -One, α-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropanone, 2-hydroxy-2-methyl-1- (4-isopropylphenyl) propanone, 2-hydroxy-2- Methyl-1- (4-dodecylphenyl) propanone, 2-hydroxy-2-methyl-1-[(2-hydroxyethoxy) phenyl] propanone, benzophenone, 2-methylbenzophenone, 3-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 4-methoxybenzophenone, -Chlorobenzophenone, 4-chlorobenzophenone, 4-bromobenzophenone, 2-carboxybenzophenone, 2-ethoxycarbonylbenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, benzophenone tetracarboxylic acid or its tetramethyl ester, 4,4 ' -Bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4'-bis (dicyclohexylamino) benzophenone, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, 4,4'-bis (dihydroxyethylamino) benzophenone, 4-methoxy-4 '-Dimethylaminobenzophenone, 4,4'-dimethoxybenzophenone, 4-dimethylaminobenzophenone, 4-dimethylaminoacetophenone, benzyl, anthraquinone, 2-t-butylanthra Quinone, 2-methylanthraquinone, phenanthraquinone, fluorenone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone, 2- (dimethylamino) -2-[(4- Methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-1-propanone, 2-hydroxy- 2-methyl- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propanol oligomer, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin phenyl ether, benzyldimethyl ketal, acridone, Chloroact Don, N-methylacridone, N-butylacridone, N-butyl-chloroacridone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-dimethoxybenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-dichlorobenzoyl Diphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoylmethoxyphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoylethoxyphenylphosphine oxide, 2,3,5,6-tetramethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis- (2, 6-dichlorobenzoyl) phenylphosphine oxide, bis- (2,6-dichlorobenzoyl) -2,5-dimethylphenylphosphine oxide, bis- (2,6-dichlorobenzoyl)- -Propylphenylphosphine oxide, bis- (2,6-dichlorobenzoyl) -1-naphthylphosphine oxide, bis- (2,6-dimethoxybenzoyl) phenylphosphine oxide, bis- (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, bis- (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,5-dimethylphenylphosphine oxide, bis- (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide (2,5,6-trimethylbenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 1- Chloro-4-propoxythioxanthone, benzoyldi- (2,6-dimethylphenyl) phosphonate, 1- [4- (phenylthio) phenyl] -1,2-octanedione-2- (O-benzoyloxime), 1- [9 -Ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] ethanone-1- (O-acetyloxime), 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazole -3-yl] -3-cyclopentylpropanone-1- (O-acetyloxime), 1- [4- (phenylthio) phenyl] -3-cyclopentylpropane-1,2-dione-2- (O-benzoyloxime) ), 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl]- -Hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1- {4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl} -2-methyl-propane- 1-one, phenylglyoxylic acid methyl ester, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpho Linophenyl) -butanone-1,1.2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methyl) Benzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (O-acetyloxime) and the like.

その他のスルホニウム塩化合物としては、例えば4−シクロへキシルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シクロへキシルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−シクロへキシルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−シクロへキシルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]へプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。   Examples of other sulfonium salt compounds include 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n- Octanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium perf Oro -n- octane sulfonate, 4-methanesulfonyl-phenyl diphenyl sulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethane ethanesulfonate.

(b)感放射線性増感体発生体が[A]重合体の一部である場合、(b)感放射線性増感体発生体は上記化合物から水素原子1つを除いた基が重合体に結合する形で存在する。   (B) When the radiation-sensitive sensitizer generator is a part of the [A] polymer, (b) the group obtained by removing one hydrogen atom from the above compound is a polymer. It exists in a form that binds to.

(b)感放射線性増感体発生剤が[A]重合体とは異なる成分である場合、[A]重合体100質量部に対する(b)感放射線性増感体発生剤の含有量の下限としては、0.005質量部が好ましく、0.1質量部がより好ましい。上記含有量の上限としては、50質量部が好ましく、30質量部がより好ましい。   When the (b) radiation-sensitive sensitizer generator is a component different from the [A] polymer, the lower limit of the content of the (b) radiation-sensitive sensitizer generator with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer. Is preferably 0.005 parts by mass, more preferably 0.1 parts by mass. As an upper limit of the said content, 50 mass parts is preferable and 30 mass parts is more preferable.

(b)感放射線性増感体発生体が[A]重合体の一部である場合、[A]重合体を構成する全構造単位1モルに対する(b)感放射線性増感体発生体に由来する構造単位の含有割合の下限としては、0.001モルが好ましく、0.002モルがより好ましく、0.01モルがさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、0.95モルが好ましく、0.3モルがより好ましい。   (B) When the radiation-sensitive sensitizer generator is a part of the [A] polymer, the (b) radiation-sensitive sensitizer generator with respect to 1 mol of all structural units constituting the [A] polymer As a minimum of the content rate of the derived structural unit, 0.001 mol is preferred, 0.002 mol is more preferred, and 0.01 mol is still more preferred. As an upper limit of the said content rate, 0.95 mol is preferable and 0.3 mol is more preferable.

上記含有量又は含有割合が上記下限より小さいと、感度が低下するおそれがある。逆に、上記含有量又は含有割合が上記上限を超えると、膜を形成し難くなるおそれや、パターンの断面形状における矩形性が低下するおそれがある。   If the content or content ratio is smaller than the lower limit, the sensitivity may decrease. On the other hand, when the content or content ratio exceeds the upper limit, it may be difficult to form a film or the rectangularity in the cross-sectional shape of the pattern may be reduced.

[B]増感体前駆体が[A]重合体とは異なる成分である場合、当該感放射線性組成物の全固形分に対する[B]増感体前駆体の含有量の下限としては、0.1質量%が好ましく、1質量%がより好ましい。一方、上記含有量の上限としては、30質量%が好ましく、10質量%がより好ましい。[B]増感体前駆体の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性組成物の感度をより向上できる。ここで「[B]増感体前駆体の含有量」とは、[B]増感体前駆体のうち[A]重合体と異なる成分の合計含有量をいう。   When the [B] sensitizer precursor is a component different from the [A] polymer, the lower limit of the content of the [B] sensitizer precursor relative to the total solid content of the radiation-sensitive composition is 0. 1 mass% is preferable, and 1 mass% is more preferable. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 30% by mass, and more preferably 10% by mass. [B] By making content of a sensitizer precursor into the said range, the sensitivity of the said radiation sensitive composition can be improved more. Here, the “content of [B] sensitizer precursor” refers to the total content of components different from the [A] polymer in the [B] sensitizer precursor.

<[C]金属含有化合物>
[C]金属含有化合物は、金属原子を含む化合物である。[C]金属含有化合物は、[B]増感体前駆体から生じる増感体による放射線(I)等の吸収(吸収波長及び吸光度)を変化させ、好ましくは一括露光で照射する放射線(I)の増感体による吸光度を増大させる。その結果、当該感放射線性組成物の感度がより高まる。
<[C] Metal-containing compound>
[C] The metal-containing compound is a compound containing a metal atom. [C] The metal-containing compound changes the absorption (absorption wavelength and absorbance) of the radiation (I) and the like by the sensitizer generated from the [B] sensitizer precursor, and preferably the radiation (I) irradiated by batch exposure Increase the absorbance by the sensitizer. As a result, the sensitivity of the radiation sensitive composition is further increased.

[C]金属含有化合物の金属原子としては、[B]増感体前駆体から生じる増感体との相互作用が大きい金属原子が好ましく、増感体が配位可能な金属原子がより好ましい。   [C] The metal atom of the metal-containing compound is preferably a metal atom having a large interaction with the sensitizer generated from the [B] sensitizer precursor, and more preferably a metal atom to which the sensitizer can coordinate.

[C]金属含有化合物としては、例えば遷移金属含有化合物、典型金属含有化合物等が挙げられる。   [C] Examples of the metal-containing compound include transition metal-containing compounds and typical metal-containing compounds.

遷移金属含有化合物における遷移金属原子としては、例えば
スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム等の第3族金属原子;
チタン、ジルコニウム、ハフニウム等の第4族金属原子;
バナジウム、ニオブ、タンタル等の第5族金属原子;
クロム、モリブデン、タングステン等の第6族金属原子;
マンガン、レニウム等の第7族金属原子;
鉄、ルテニウム、オスミウム等の第8族金属原子;
コバルト、ロジウム、イリジウム等の第9族金属原子;
ニッケル、パラジウム、白金等の第10族金属原子;
銅、銀、金等の第11族金属原子などが挙げられる。
Examples of the transition metal atom in the transition metal-containing compound include Group 3 metal atoms such as scandium, yttrium, lanthanum, and cerium;
Group 4 metal atoms such as titanium, zirconium and hafnium;
Group 5 metal atoms such as vanadium, niobium and tantalum;
Group 6 metal atoms such as chromium, molybdenum, tungsten;
Group 7 metal atoms such as manganese and rhenium;
Group 8 metal atoms such as iron, ruthenium, osmium;
Group 9 metal atoms such as cobalt, rhodium, iridium;
Group 10 metal atoms such as nickel, palladium, platinum;
Examples include Group 11 metal atoms such as copper, silver, and gold.

典型金属含有化合物における典型金属原子としては、例えば
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等の第1族金属原子;
ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の第2族金属原子;
亜鉛、カドミウム、水銀等の第12族金属原子;
ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム等の第13族金属原子;
ゲルマニウム、スズ、鉛等の第14族金属原子;
アンチモン、ビスマス等の第15族金属原子などが挙げられる。
Examples of typical metal atoms in typical metal-containing compounds include Group 1 metal atoms such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium;
Group 2 metal atoms such as beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium;
Group 12 metal atoms such as zinc, cadmium, mercury;
Group 13 metal atoms such as boron, aluminum, gallium, indium, thallium;
Group 14 metal atoms such as germanium, tin, lead;
Examples thereof include Group 15 metal atoms such as antimony and bismuth.

これらの中で、[B]増感体前駆体から生じる増感体と金属原子との相互作用が大きいと考えられ、当該感放射線性組成物の感度をより向上できる観点から、遷移金属含有化合物が好ましく、第8族、第9族、第10族及び第11族金属原子がより好ましく、銅、コバルト、ルテニウム、パラジウム及び白金が特に好ましい。   Among these, it is considered that the interaction between the sensitizer generated from the [B] sensitizer precursor and the metal atom is large, and from the viewpoint of further improving the sensitivity of the radiation-sensitive composition, the transition metal-containing compound Group 8, Group 9, Group 10 and Group 11 metal atoms are more preferable, and copper, cobalt, ruthenium, palladium and platinum are particularly preferable.

[C]金属含有化合物の化合物の形態としては、例えば金属原子と配位子とからなる錯体、金属カチオンとアニオンとからなる塩、金属間化合物等が挙げられる。   [C] Examples of the form of the metal-containing compound include a complex composed of a metal atom and a ligand, a salt composed of a metal cation and an anion, and an intermetallic compound.

上記錯体の配位子としては、例えば単座配位子、多座配位子等が挙げられる。   Examples of the ligand of the complex include a monodentate ligand and a polydentate ligand.

単座配位子としては、例えばヒドロキソ配位子(OH)、カルボキシ配位子(COOH)、アミド配位子、アシロキシ配位子、アミン配位子等が挙げられる。   Examples of the monodentate ligand include a hydroxo ligand (OH), a carboxy ligand (COOH), an amide ligand, an acyloxy ligand, and an amine ligand.

アミド配位子としては、例えば無置換アミド配位子(NH)、メチルアミド配位子(NHMe)、ジメチルアミド配位子(NMe)、ジエチルアミド配位子(NEt)、ジプロピルアミド配位子(NPr)等が挙げられる。 Examples of the amide ligand include an unsubstituted amide ligand (NH 2 ), a methylamide ligand (NHMe), a dimethylamide ligand (NMe 2 ), a diethylamide ligand (NEt 2 ), and a dipropylamide ligand. Examples include a ligand (NPr 2 ).

アシロキシ配位子としては、例えばホルミルオキシ配位子、アセチルオキシ配位子、プロピオニルオキシ配位子、ステアロイルオキシ配位子、アクリルオキシ配位子等が挙げられる。   Examples of the acyloxy ligand include formyloxy ligand, acetyloxy ligand, propionyloxy ligand, stearoyloxy ligand, acryloxy ligand and the like.

アミン配位子としては、例えばピリジン配位子、トリメチルアミン配位子、ピペリジン配位子等が挙げられる。   Examples of the amine ligand include a pyridine ligand, a trimethylamine ligand, and a piperidine ligand.

多座配位子としては、例えばヒドロキシ酸エステル、β−ジケトン、β−ケトエステル、β−ジカルボン酸エステル、o−アシルフェノール、π結合を有する炭化水素、ジホスフィン、アンモニア等が挙げられる。   Examples of the polydentate ligand include hydroxy acid ester, β-diketone, β-keto ester, β-dicarboxylic acid ester, o-acylphenol, hydrocarbon having π bond, diphosphine, ammonia and the like.

ヒドロキシ酸エステルとしては例えばグリコール酸エステル、乳酸エステル、2−ヒドロキシシクロヘキサン−1−カルボン酸エステル、サリチル酸エステル等が挙げられる。   Examples of the hydroxy acid ester include glycolic acid ester, lactic acid ester, 2-hydroxycyclohexane-1-carboxylic acid ester, and salicylic acid ester.

β−ジケトンとしては、例えばアセチルアセトン、3−メチル−2,4−ペンタンジオン、3−エチル−2,4−ペンタンジオン、2,2−ジメチル−3,5−ヘキサンジオン等が挙げられる。   Examples of β-diketone include acetylacetone, 3-methyl-2,4-pentanedione, 3-ethyl-2,4-pentanedione, 2,2-dimethyl-3,5-hexanedione, and the like.

β−ケトエステルとしては、例えばアセト酢酸エステル、α−アルキル置換アセト酢酸エステル、β−ケトペンタン酸エステル、ベンゾイル酢酸エステル、1,3−アセトンジカルボン酸エステル等が挙げられる。   Examples of the β-keto ester include acetoacetate ester, α-alkyl-substituted acetoacetate ester, β-ketopentanoic acid ester, benzoyl acetate ester, 1,3-acetone dicarboxylic acid ester, and the like.

β−ジカルボン酸エステルとしては、例えばマロン酸ジエステル、α−アルキル置換マロン酸ジエステル、α−シクロアルキル置換マロン酸ジエステル、α−アリール置換マロン酸ジエステル等が挙げられる。   Examples of the β-dicarboxylic acid ester include malonic acid diester, α-alkyl substituted malonic acid diester, α-cycloalkyl substituted malonic acid diester, α-aryl substituted malonic acid diester, and the like.

o−アシルフェノールとしては、例えばo−ヒドロキシアセトフェノン、o−ヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられる。   Examples of o-acylphenol include o-hydroxyacetophenone and o-hydroxybenzophenone.

π結合を有する炭化水素としては、例えば
エチレン、プロピレン等の鎖状オレフィン;
シクロペンテン、シクロヘキセン、ノルボルネン等の環状オレフィン;
ブタジエン、イソプレン等の鎖状ジエン;
シクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエン、ペンタメチルシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ノルボルナジエン等の環状ジエン;
ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサメチルベンゼン、ナフタレン、インデン等の芳香族炭化水素などが挙げられる。
Examples of hydrocarbons having a π bond include chain olefins such as ethylene and propylene;
Cyclic olefins such as cyclopentene, cyclohexene, norbornene;
Chain dienes such as butadiene and isoprene;
Cyclic dienes such as cyclopentadiene, methylcyclopentadiene, pentamethylcyclopentadiene, cyclohexadiene, norbornadiene;
Examples thereof include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, hexamethylbenzene, naphthalene, and indene.

ジホスフィンとしては、例えば1,1−ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン等が挙げられる。   Examples of the diphosphine include 1,1-bis (diphenylphosphino) methane, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1,3-bis (diphenylphosphino) propane, and 2,2′-bis (diphenylphosphine). Fino) -1,1′-binaphthyl, 1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene and the like.

上記錯体としては、例えば下記式(C−1)で表される化合物等が挙げられる。   Examples of the complex include a compound represented by the following formula (C-1).

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記式(C−1)中、Mは、金属原子である。Lは、配位子である。xは、1〜10の整数である。yは、1〜20の整数である。xが2以上の場合、複数のMは同一でも異なっていてもよい。yが2以上の場合、複数のLは同一でも異なっていてもよい。   In said formula (C-1), M is a metal atom. L is a ligand. x is an integer of 1-10. y is an integer of 1-20. When x is 2 or more, the plurality of M may be the same or different. When y is 2 or more, the plurality of L may be the same or different.

xとしては、1〜4が好ましく、1又は2がより好ましく、1がさらに好ましい。
yとしては、1〜10が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1又は2が特に好ましい。
As x, 1-4 are preferable, 1 or 2 is more preferable, and 1 is further more preferable.
As y, 1-10 are preferable, 1-6 are more preferable, 1-4 are more preferable, and 1 or 2 is especially preferable.

上記塩の金属カチオンとしては、上記金属原子の1〜6価のカチオン等が挙げられる。これらの中で、   Examples of the metal cation of the salt include 1 to 6 valent cations of the metal atom. Among these,

上記塩のアニオンとしては、例えば
トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、p−トルエンスルホン酸アニオン等のスルホン酸アニオン;
硫酸アニオン;
メタンホスホン酸アニオン、エタンホスホン酸アニオン等のホスホン酸アニオン;
ギ酸アニオン、酢酸アニオン等のカルボン酸アニオン;
硝酸アニオン;
塩化物アニオン、臭化物アニオン、ヨウ化物アニオン等のハロゲン化物アニオン;
ビス(メチルスルホニル)イミドアニオン等のスルホンイミドアニオンなどが挙げられる。これらの中で、スルホン酸アニオンが好ましく、トリフルオロメタンスルホン酸アニオンがより好ましい。
Examples of the anion of the salt include sulfonate anions such as trifluoromethanesulfonate anion and p-toluenesulfonate anion;
Sulfate anion;
Phosphonate anions such as methanephosphonate anion and ethanephosphonate anion;
Carboxylate anions such as formate anion and acetate anion;
Nitrate anion;
Halide anions such as chloride anions, bromide anions, iodide anions;
And sulfonimide anions such as bis (methylsulfonyl) imide anion. Among these, a sulfonate anion is preferable, and a trifluoromethanesulfonate anion is more preferable.

上記塩としては、例えば下記式(C−2)で表される化合物等が挙げられる。   Examples of the salt include a compound represented by the following formula (C-2).

Figure 2017173420
Figure 2017173420

上記式(C−2)中、Mm+は、m価の金属カチオンである。Zn−は、n価のアニオンである。mは、1〜6の整数である。nは、1〜4の整数である。zは、1〜10の整数である。wは、1〜10の整数である。zが2以上の場合、複数のMm+は同一でも異なっていてもよい。wが2以上の場合、複数のZn−は同一でも異なっていてもよい。但し、m×z=n×wを満たす。 In the above formula (C-2), M m + is an m-valent metal cation. Z n− is an n-valent anion. m is an integer of 1-6. n is an integer of 1 to 4. z is an integer of 1-10. w is an integer of 1-10. When z is 2 or more, the plurality of M m + may be the same or different. When w is 2 or more, the plurality of Zn- may be the same or different. However, it satisfies m × z = n × w.

mとしては、1〜4が好ましく、1〜3がより好ましく、1又は2がさらに好ましい。
nとしては、1又は2が好ましく、1がより好ましい。
As m, 1-4 are preferable, 1-3 are more preferable, and 1 or 2 is further more preferable.
n is preferably 1 or 2, and more preferably 1.

zとしては、1〜4が好ましく、1又は2がより好ましく、1がさらに好ましい。
wとしては、1〜4が好ましく、1又は2がより好ましく、1がさらに好ましい。
z is preferably 1 to 4, more preferably 1 or 2, and still more preferably 1.
As w, 1-4 are preferable, 1 or 2 is more preferable, and 1 is further more preferable.

[C]金属含有化合物としては、[B]増感体前駆体から生じる増感体と金属原子との相互作用が大きいと考えられ、当該感放射線性組成物の感度をより向上できる観点から、錯体又は塩が好ましく、塩がより好ましく、銅(II)塩がさらに好ましく、トリフルオロメタンスルホン酸銅(II)が特に好ましい。   [C] As the metal-containing compound, [B] It is considered that the interaction between the sensitizer generated from the sensitizer precursor and the metal atom is large, and from the viewpoint of further improving the sensitivity of the radiation-sensitive composition, Complexes or salts are preferred, salts are more preferred, copper (II) salts are more preferred, and copper (II) trifluoromethanesulfonate is particularly preferred.

[C]金属含有化合物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、1質量部がより好ましく、3質量部がさらに好ましく、5質量部が特に好ましい。上記含有量の上限としては、1,000質量部が好ましく、100質量部がより好ましく、50質量部がさらに好ましく、20質量部が特に好ましい。   [C] The lower limit of the content of the metal-containing compound is preferably 0.1 parts by weight, more preferably 1 part by weight, further preferably 3 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the polymer [A]. Part is particularly preferred. As an upper limit of the said content, 1,000 mass parts is preferable, 100 mass parts is more preferable, 50 mass parts is further more preferable, 20 mass parts is especially preferable.

[C]金属含有化合物中の金属原子のモル数の下限としては、[B]増感剤前駆体1モルに対して、0.01モルが好ましく、0.1モルがより好ましく、0.3モルがさらに好ましく、0.5モルが特に好ましい。上記モル数の上限としては、100モルが好ましく、10モルがより好ましく、5モルがさらに好ましく、2モルが特に好ましい。   [C] The lower limit of the number of moles of metal atoms in the metal-containing compound is preferably 0.01 moles, more preferably 0.1 moles, and more preferably 0.3 moles per mole of [B] sensitizer precursor. Mole is more preferable, and 0.5 mol is particularly preferable. The upper limit of the number of moles is preferably 100 moles, more preferably 10 moles, further preferably 5 moles, and particularly preferably 2 moles.

[C]金属含有化合物の含有量の下限としては、[B]増感剤前駆体100質量部に対して、1質量部が好ましく、10質量部がより好ましく、30質量部がさらに好ましく、50質量部が特に好ましい。上記含有量の上限としては、10,000質量部が好ましく、1,000質量部がより好ましく、500質量部がさらに好ましく、200質量部が特に好ましい。   [C] The lower limit of the content of the metal-containing compound is preferably 1 part by weight, more preferably 10 parts by weight, still more preferably 30 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the [B] sensitizer precursor. Part by mass is particularly preferred. The upper limit of the content is preferably 10,000 parts by mass, more preferably 1,000 parts by mass, further preferably 500 parts by mass, and particularly preferably 200 parts by mass.

[C]金属含有化合物の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性組成物の感度をさらに高めることができる。   [C] By making content of a metal containing compound into the said range, the sensitivity of the said radiation sensitive composition can further be improved.

[[D]溶媒]
[D]溶媒としては、当該感放射線性組成物の各成分を溶解し、スピンコーティング法等での塗布機による膜の形成を容易とするためのものである。なお、上記(b)感放射線性増感体発生剤等に包含される化合物は[D]溶媒からは除くものとする。[D]溶媒としては、例えばシクロへキサノン、メチル−2−アミルケトン等のケトン類;3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール等のアルコール類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;並びにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテート等のエステル類などが挙げられる。
[[D] solvent]
[D] The solvent is for dissolving each component of the radiation-sensitive composition and facilitating the formation of a film by a coating machine using a spin coating method or the like. In addition, the compound included in said (b) radiation sensitive sensitizer generator etc. shall be remove | excluded from [D] solvent. [D] Examples of the solvent include ketones such as cyclohexanone and methyl-2-amylketone; 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2- Alcohols such as propanol; ethers such as propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether; and propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl Ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropiate Ethyl phosphate, acetate tert- butyl, tert- butyl propionate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and esters such as propylene glycol monobutyl tert- butyl ether acetate.

[[E]感放射線性酸発生体]
[E]感放射線性酸発生体は、放射線照射により酸を発生する成分である。当該感放射線性組成物は、[B]増感体前駆体及び/又は[C]金属含有化合物からパターン露光における放射線(II)の照射により酸が発生する場合は特に必要ないが、[A]〜[D]成分に加え、[E]感放射線性酸発生体をさらに含有すると、パターン露光における酸の発生量を増大させることができ、その結果、当該感放射線性組成物の感度をより高めることができる。[E]感放射線性酸発生体は、放射線(II)を照射し、放射線(I)を放射しない場合に、酸を発生し、かつ放射線(II)を照射せず放射線(I)のみを照射した場合に上記酸を実質的に発生しないことが好ましい。この場合、[E]感放射線性酸発生剤は、一括露光時に放射線増感反応により膜のパターン露光部だけで酸を発生させることができる。
[[E] Radiation sensitive acid generator]
[E] The radiation-sensitive acid generator is a component that generates an acid upon irradiation. The radiation-sensitive composition is not particularly necessary when an acid is generated by irradiation with radiation (II) in pattern exposure from the [B] sensitizer precursor and / or [C] metal-containing compound, but [A] When the [E] radiation sensitive acid generator is further contained in addition to the [D] component, the amount of acid generated in pattern exposure can be increased, and as a result, the sensitivity of the radiation sensitive composition is further increased. be able to. [E] The radiation-sensitive acid generator emits radiation (II) and does not emit radiation (I), generates acid, and does not emit radiation (II) but only radiation (I). In this case, it is preferable that the acid is not substantially generated. In this case, the [E] radiation-sensitive acid generator can generate an acid only at the pattern exposed portion of the film by a radiation sensitization reaction during batch exposure.

[E]感放射線性酸発生剤に放射線(I)を照射することで酸が発生した場合に、パターン露光における露光部と未露光部との間における酸の濃度の差をパターン形成可能な程度の大きさに維持できる程度に放射線(I)照射による酸の発生量を少なくできる放射線(I)の波長の下限としては、300nmが好ましく、320nmがより好ましく、350nmがさらに好ましい。[E]感放射線性酸発生剤が放射線(I)の照射により酸を発生する場合におけるの放射線(I)の波長を上記下限以上とすることで、放射線(II)が照射されるパターン露光部では、発生した増感体の増感作用により放射線(I)照射時に酸が発生し、反対に放射線(II)が照射されないパターン未露光部では放射線(I)照射時における酸の発生が抑制される。その結果、パターン露光部とパターン未露光部との間における感度及びコントラストを向上できる。   [E] When acid is generated by irradiating the radiation-sensitive acid generator with radiation (I), the difference in acid concentration between the exposed and unexposed areas in pattern exposure can be patterned. The lower limit of the wavelength of radiation (I) that can reduce the amount of acid generated by irradiation with radiation (I) to such an extent that it can be maintained at a size of 300 nm is preferably 300 nm, more preferably 320 nm, and even more preferably 350 nm. [E] A pattern exposure unit irradiated with radiation (II) by setting the wavelength of radiation (I) to be not less than the above lower limit when the radiation-sensitive acid generator generates an acid upon irradiation with radiation (I). Then, due to the sensitizing action of the generated sensitizer, acid is generated when irradiated with radiation (I), and conversely, generation of acid during irradiation with radiation (I) is suppressed in a pattern unexposed portion where radiation (II) is not irradiated. The As a result, the sensitivity and contrast between the pattern exposed portion and the pattern unexposed portion can be improved.

[E]感放射線性酸発生体は、[A]重合体とは異なる成分(以下、適宜「[E]感放射線性酸発生剤」と称する)であってもよく、[A]重合体の一部であってもよい。この場合、[E]感放射線性酸発生体は、[E]感放射線性酸発生剤の化合物から水素原子1つを除いた基が[A]重合体に結合する形で存在する。   [E] The radiation-sensitive acid generator may be a component different from the [A] polymer (hereinafter referred to as “[E] radiation-sensitive acid generator” as appropriate). It may be a part. In this case, the [E] radiation sensitive acid generator is present in a form in which a group obtained by removing one hydrogen atom from the compound of the [E] radiation sensitive acid generator is bonded to the [A] polymer.

[E]感放射線性酸発生剤としては、カチオンとアニオンとの塩が好ましい。このアニオンとしては、例えば上記(a)感放射線性酸−増感体発生剤において酸のアニオンとして例示したものと同様のアニオンが挙げられる。また、[E]感放射線性酸発生剤は、上記(a)感放射線性酸−増感体発生剤と同様に、上記式(1)で表されるものであることが好ましい。すなわち、[E]感放射線性酸発生剤におけるアニオンとしては、上記式(1)中に記載されたものが好ましい。   [E] The radiation-sensitive acid generator is preferably a salt of a cation and an anion. Examples of the anion include the same anions as those exemplified as the acid anion in the above-mentioned (a) radiation-sensitive acid-sensitizer generating agent. Moreover, it is preferable that [E] a radiation sensitive acid generator is what is represented by the said Formula (1) similarly to the said (a) radiation sensitive acid-sensitizer generator. That is, as the anion in the [E] radiation sensitive acid generator, those described in the above formula (1) are preferable.

上記Xで表される1価のオニウムカチオンとしては、例えば下記式(X−1)で表されるカチオン(以下、「カチオン(X−1)」ともいう)、下記式(X−2)で表されるカチオン(以下、「カチオン(X−2)」ともいう)、下記式(X−3)で表されるカチオン(以下、「カチオン(X−3)」ともいう)等が挙げられる。 Examples of the monovalent onium cation represented by X + include a cation represented by the following formula (X-1) (hereinafter also referred to as “cation (X-1)”), and the following formula (X-2). And a cation represented by the following formula (X-3) (hereinafter also referred to as “cation (X-3)”), and the like. .

Figure 2017173420
Figure 2017173420

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。 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.

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。
b2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。rは、0〜3の整数である。Rb3は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。tは、0〜2の整数である。
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. r is an integer of 0-3. R b3 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. t is an integer of 0-2.

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-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.

a1〜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。 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. Is mentioned.

a1〜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。 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.

a1〜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。 Examples of the unsubstituted aromatic hydrocarbon group represented by R a1 to R a3 , R c1 and R c2 include aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, mesityl group and naphthyl group; benzyl group and phenethyl group And an aralkyl group such as a group.

b1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 aromatic hydrocarbon group represented by R b1 and R b2 include a phenyl group, a tolyl group, and a benzyl group.

b3で表される2価の有機基としては、例えば2価の鎖状炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基が挙げられる。 Examples of the divalent organic group represented by R b3 include a divalent chain hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, and a divalent aromatic hydrocarbon group.

上記2価の鎖状炭化水素基としては、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、ブタンジイル基等のアルカンジイル基;
エテンジイル基、プロペンジイル基、ブテンジイル基等のアルケンジイル基;
エチンジイル基、プロピンジイル基、ブチンジイル基等のアルキンジイル基などが挙げられる。
Examples of the divalent chain hydrocarbon group include alkanediyl groups such as methanediyl group, ethanediyl group, propanediyl group, butanediyl group;
Alkenediyl groups such as ethenediyl group, propenediyl group, butenediyl group;
Examples include alkynediyl groups such as ethynediyl group, propynediyl group, and butynediyl group.

上記2価の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロパンジイル基、シクロブタンジイル基、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基等の単環のシクロアルカンジイル基;
シクロプロペンジイル基、シクロブテンジイル基等の単環のシクロアルケンジイル基;
ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基、トリシクロデカンジイル基、テトラシクロドデカンジイル基等の多環のシクロアルカンジイル基;
ノルボルネンジイル基、トリシクロデセンジイル基等の多環のシクロアルケンジイル基などが挙げられる。
Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include monocyclic cycloalkanediyl groups such as a cyclopropanediyl group, a cyclobutanediyl group, a cyclopentanediyl group, and a cyclohexanediyl group;
Monocyclic cycloalkenediyl groups such as cyclopropenediyl group and cyclobutenediyl group;
A polycyclic cycloalkanediyl group such as a norbornanediyl group, an adamantanediyl group, a tricyclodecanediyl group, a tetracyclododecanediyl group;
Examples thereof include polycyclic cycloalkenediyl groups such as norbornenediyl group and tricyclodecenediyl group.

上記2価の芳香族炭化水素基としては、例えば
ベンゼンジイル基、トルエンジイル基、キシレンジイル基、ナフタレンジイル基等のアレーンジイル基;
ベンゼンジイルメタンジイル基、ナフタレンジイルシクロヘキサンジイル基等のアレーンジイル(シクロ)アルカンジイル基などが挙げられる。
Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group include arenediyl groups such as benzenediyl group, toluenediyl group, xylenediyl group, naphthalenediyl group;
Examples thereof include arenediyl (cyclo) alkanediyl groups such as benzenediylmethanediyl group and naphthalenediylcyclohexanediyl group.

上記ヘテロ原子含有基とは、構造中に2価以上のヘテロ原子を有する基をいう。上記ヘテロ原子含有基はヘテロ原子を1個有していてもよく、2個以上有していてもよい。   The hetero atom-containing group refers to a group having a divalent or higher valent hetero atom in the structure. The hetero atom-containing group may have one hetero atom or two or more hetero atoms.

上記ヘテロ原子含有基が有する2価以上のへテロ原子としては、2価以上の原子価を有するヘテロ原子であれば特に限定されず、例えば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子等が挙げられる。   The divalent or higher valent hetero atom of the hetero atom-containing group is not particularly limited as long as it is a hetero atom having a valence of 2 or higher. For example, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a phosphorus atom And boron atoms.

上記ヘテロ原子含有基としては、例えば
−SO−、−SO−、−SOO−、−SO−等のヘテロ原子のみからなる基;
−CO−、−COO−、−COS−、−CONH−、−OCOO−、−OCOS−、−OCONH−、−SCONH−、−SCSNH−、−SCSS−等の炭素原子とヘテロ原子とを組み合わせた基などが挙げられる。
As the hetero atom-containing group, for example -SO -, - SO 2 -, - SO 2 O -, - SO 3 - groups consist of a hetero atom such as;
-CO-, -COO-, -COS-, -CONH-, -OCOO-, -OCOS-, -OCONH-, -SCONH-, -SCSNH-, -SCSS-, etc. Group and the like.

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並びに上記有機基が有し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 and the substituent that the organic group may have include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Examples include a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, and an acyloxy group. Among these, a halogen atom is preferable and a fluorine atom is more preferable.

a1〜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”及び−SO−R”が好ましく、−SO−R”、フッ素化アルキル基、非置換の直鎖状又は分岐状のアルキル基、及び非置換の1価の芳香族炭化水素基がより好ましく、−SO−R”及び非置換の直鎖状又は分岐状のアルキル基がさらに好ましい。R”は、非置換の1価の鎖状炭化水素基、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, an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group, —OSO 2 —R ″ and —SO 2 —R ″ are preferred, —SO 2 —R ″, fluorinated alkyl groups, unsubstituted linear or branched alkyl groups, and unsubstituted monovalent aromatics. A hydrocarbon group is more preferable, and —SO 2 —R ″ and an unsubstituted linear or branched alkyl group are further preferable. R ″ is an unsubstituted monovalent chain hydrocarbon group, an unsubstituted monovalent alicyclic hydrocarbon group or an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group.

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

としては、これらの中で、カチオン(X−1)及びカチオン(X−3)が好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムカチオン、及びビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムカチオンがより好ましい。 Among these, as C + , cation (X-1) and cation (X-3) are preferable, and triphenylsulfonium cation, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium cation, and bis (4-tert-butylphenyl). An iodonium cation is more preferred.

このような[E]感放射線性酸発生剤としては、例えばオニウム塩化合物、ジアゾメタン化合物、N−スルホニルオキシイミド化合物等が挙げられる。また、オニウム塩化合物としては、例えばスルホニウム塩化合物、テトラヒドロチオフェニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物等が挙げられる。[E]感放射線性酸発生剤としては、スルホニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物、スルホニルジアゾメタン、N−スルホニルオキシイミド化合物及びオキシム−O−スルホネート型感放射線性酸発生剤が好ましく、スルホニウム塩化合物及びヨードニウム塩化合物がより好ましい。   Examples of such [E] radiation-sensitive acid generators include onium salt compounds, diazomethane compounds, N-sulfonyloxyimide compounds, and the like. Examples of the onium salt compound include a sulfonium salt compound, a tetrahydrothiophenium salt compound, and an iodonium salt compound. [E] As the radiation-sensitive acid generator, sulfonium salt compounds, iodonium salt compounds, sulfonyldiazomethane, N-sulfonyloxyimide compounds and oxime-O-sulfonate type radiation-sensitive acid generators are preferable, and sulfonium salt compounds and iodonium. A salt compound is more preferable.

スルホニウム塩化合物としては、例えばトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−シクロへキシルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シクロへキシルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−シクロへキシルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−シクロへキシルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]へプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。   Examples of the sulfonium salt compounds include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept. 2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexane Xylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] To-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyl Examples include diphenylsulfonium perfluoro-n-octane sulfonate, 4-methanesulfonylphenyl diphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethane sulfonate, and the like. .

テトラヒドロチオフェニウム塩化合物としては、例えば1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]へプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]へプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]へプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。   Examples of the tetrahydrothiophenium salt compound include 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium. Nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothio Phenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium Trifluoromethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalene) 2-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (6-n- Butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl- 4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4- Hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-oct Sulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate Etc.

ヨードニウム塩化合物としては、例えばジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]へプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]へプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。   Examples of the iodonium salt compound include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2- Yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4 -T-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2- Tiger fluoro ethanesulfonate.

N−スルホニルオキシイミド化合物としては、例えばN−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]へプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド等が挙げられる。   Examples of the N-sulfonyloxyimide compound include N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyl). Oxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5 En-2,3-dicarboximide, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2. 1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide and the like.

ジアゾメタン化合物としては、例えばビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニウム)ジアゾメタン、ビス(シクロペンチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロへキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−クロロフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−キシリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−イソプロピルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−tert−ブチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(ナフチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(アントラセニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。   Examples of the diazomethane compound include bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonium) diazomethane, bis (cyclopentylsulfonyl) diazomethane, and bis (cyclo Hexylsulfonyl) diazomethane, bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (4-chlorophenylsulfonyl) diazomethane, bis (p-tolylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4-xylylsulfonyl) diazomethane, bis (4-isopropylphenylsulfonyl) ) Diazomethane, bis (4-tert-butylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (naphthylsulfonyl) diazomethane, bis (anthracenylsulfur) ) Diazomethane.

[E]感放射線性酸発生体が[A]重合体とは異なる成分である場合、[A]重合体100質量部に対する[E]感放射線性酸発生剤の含有量の下限としては、0.1質量部が好ましく、1質量部がより好ましい。上記含有量の上限としては、50質量部が好ましく、30質量部がより好ましい。   When the [E] radiation sensitive acid generator is a component different from the [A] polymer, the lower limit of the content of the [E] radiation sensitive acid generator relative to 100 parts by mass of the [A] polymer is 0. 1 part by mass is preferable, and 1 part by mass is more preferable. As an upper limit of the said content, 50 mass parts is preferable and 30 mass parts is more preferable.

[E]感放射線性酸発生体が[A]重合体を構成する重合体の一部である場合、(1)重合体成分の1モルに対する(c)感放射線性酸発生剤の含有割合の下限としては、0.01モルが好ましく、0.02モルがより好ましく、0.1モルがさらに好ましい。一方、上記含有割合の上限としては、0.5モルが好ましく、0.3モルがより好ましい。   [E] When the radiation-sensitive acid generator is a part of the polymer constituting the [A] polymer, (1) the content ratio of (c) the radiation-sensitive acid generator to 1 mol of the polymer component As a minimum, 0.01 mol is preferred, 0.02 mol is more preferred, and 0.1 mol is still more preferred. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 0.5 mol, more preferably 0.3 mol.

上記含有量又は含有割合が上記下限より小さいと、感度が低下するおそれがある。逆に、上記含有量又は含有割合が上記上限を超えると、膜を形成し難くなるおそれや、パターンの断面形状における矩形性が低下するおそれがある。   If the content or content ratio is smaller than the lower limit, the sensitivity may decrease. On the other hand, when the content or content ratio exceeds the upper limit, it may be difficult to form a film or the rectangularity in the cross-sectional shape of the pattern may be reduced.

[酸拡散制御剤]
当該感放射線性組成物は、酸拡散制御剤を配合してもよい。酸拡散制御剤は酸及びカチオンを捕捉するものであり、クエンチャーとして機能するものである。当該感放射線性組成物が酸拡散制御剤を含むことで、膜中で発生した余剰の酸を中和して、パターン露光部とパターン非露光部との間における酸の潜像の化学コントラストを上げることができる。
[Acid diffusion control agent]
The radiation sensitive composition may contain an acid diffusion control agent. The acid diffusion control agent captures an acid and a cation and functions as a quencher. The radiation-sensitive composition contains an acid diffusion control agent to neutralize excess acid generated in the film, thereby increasing the chemical contrast of the latent image of the acid between the pattern exposed portion and the pattern non-exposed portion. Can be raised.

上記酸拡散制御剤は、感放射線性を有する化合物と感放射線性を有しない化合物とに分けられる。   The acid diffusion controller is classified into a compound having radiation sensitivity and a compound having no radiation sensitivity.

上記感放射線性を有しない化合物としては塩基性化合物が好ましい。この塩基性化合物としては、例えばヒドロキシド化合物、カルボキシラート化合物、アミン化合物、イミン化合物、アミド化合物等が挙げられ、より具体的には、第1級〜第3級脂肪族アミン、芳香族アミン、複素環アミン、カルボキシル基を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、ヒドロキシル基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、カルバメート基を有する含窒素化合物、アミド化合物、イミド化合物等が挙げられ、これらの中でカルバメート基を有する含窒素化合物が好ましい。   As the compound having no radiation sensitivity, a basic compound is preferable. Examples of the basic compound include a hydroxide compound, a carboxylate compound, an amine compound, an imine compound, an amide compound, and more specifically, primary to tertiary aliphatic amines, aromatic amines, Heterocyclic amine, nitrogen-containing compound having carboxyl group, nitrogen-containing compound having sulfonyl group, nitrogen-containing compound having hydroxyl group, nitrogen-containing compound having hydroxyphenyl group, alcoholic nitrogen-containing compound, nitrogen-containing compound having carbamate group , Amide compounds, imide compounds, and the like. Among these, nitrogen-containing compounds having a carbamate group are preferred.

上記塩基性化合物は、トレーガー(Troger’s)塩基;ジアザビシクロウンデセン(DBU)、ジアザビシクロノネン(DBM)等のヒンダードアミン;テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)、テトラブチルアンモニウムラクタート等のイオン性クエンチャーであってもよい。   The basic compounds include: Troger's base; hindered amines such as diazabicycloundecene (DBU) and diazabicyclononene (DBM); tetrabutylammonium hydroxide (TBAH) and tetrabutylammonium lactate It may be an ionic quencher.

上記第1級脂肪族アミンとしては、例えばアンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペンチルアミン、tert−アミルアミン、シクロペンチルアミン、へキシルアミン、シクロへキシルアミン、へプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、セチルアミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン等が挙げられる。   Examples of the primary aliphatic amine include ammonia, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, tert-amylamine, and cyclopentylamine. Hexylamine, cyclohexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dodecylamine, cetylamine, methylenediamine, ethylenediamine, tetraethylenepentamine and the like.

上記第2級脂肪族アミンとしては、例えばジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、ジへキシルアミン、ジシクロへキシルアミン、ジへプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジドデシルアミン、ジセチルアミン、N,N−ジメチルメチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルテトラエチレンペンタミン等が挙げられる。   Examples of the secondary aliphatic amine include dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, diisopropylamine, di-n-butylamine, diisobutylamine, di-sec-butylamine, dipentylamine, dicyclopentylamine, and diheptyl. Xylamine, dicyclohexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, didodecylamine, dicetylamine, N, N-dimethylmethylenediamine, N, N-dimethylethylenediamine, N, N-dimethyltetraethylenepentamine, etc. It is done.

上記第3級脂肪族アミンとしては、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ−sec−ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリシクロペンチルアミン、トリへキシルアミン、トリシクロへキシルアミン、トリへプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、トリドデシルアミン、トリセチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルテトラエチレンペンタミン等が挙げられる。   Examples of the tertiary aliphatic amine include trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, triisobutylamine, tri-sec-butylamine, tripentylamine, tricyclopentylamine, Trihexylamine, tricyclohexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, tridodecylamine, tricetylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylmethylenediamine, N, N , N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethyltetraethylenepentamine and the like.

上記芳香族アミン及び複素環アミンとしては、例えばアニリン、N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−プロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、エチルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリン、2−ニトロアニリン、3−ニトロアニリン、4−ニトロアニリン、2,4−ジニトロアニリン、2,6−ジニトロアニリン、3,5−ジニトロアニリン、N,N−ジメチルトルイジン等のアニリン誘導体;ジフェニル(p−トリル)アミン;メチルジフェニルアミン;トリフェニルアミン;フェニレンジアミン;ナフチルアミン;ジアミノナフタレン;ピロール、2H−ピロール、1−メチルピロール、2,4−ジメチルピロール、2,5−ジメチルピロール、N−メチルピロール等のピロール誘導体;オキサゾール、イソオキサゾール等のオキサゾール誘導体;チアゾール、イソチアゾール等のチアゾール誘導体;イミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール誘導体;ピラゾール誘導体;フラザン誘導体;ピロリン、2−メチル−1−ピロリン等のピロリン誘導体;ピロリジン、N−メチルピロリジン、ピロリジノン、N−メチルピロリドン等のピロリジン誘導体;イミダゾリン誘導体;イミダゾリジン誘導体;ピリジン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピリジン、4−(1−ブチルペンチル)ピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニルピリジン、3−メチル−2−フェニルピリジン、4−tert−ブチルピリジン、ジフェニルピリジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメトキシピリジン、4−ピロリジノピリジン、2−(1−エチルプロピル)ピリジン、アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等のピリジン誘導体;ピリダジン誘導体;ピリミジン誘導体;ピラジン誘導体;ピラゾリン誘導体;ピラゾリジン誘導体;ピペリジン誘導体;ピペラジン誘導体;モルホリン誘導体;インドール誘導体;イソインドール誘導体;1H−インダゾール誘導体;インドリン誘導体;キノリン、3−キノリンカルボニトリル等のキノリン誘導体;イソキノリン誘導体;シンノリン誘導体;キナゾリン誘導体;キノキサリン誘導体;フタラジン誘導体;プリン誘導体;プテリジン誘導体;カルバゾール誘導体;フェナントリジン誘導体;アクリジン誘導体;フェナジン誘導体;1,10−フェナントロリン誘導体;アデニン誘導体;アデノシン誘導体;グアニン誘導体;グアノシン誘導体;ウラシル誘導体;ウリジン誘導体などが挙げられる。   Examples of the aromatic amine and heterocyclic amine include aniline, N-methylaniline, N-ethylaniline, N-propylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, and 4-methylaniline. , Ethylaniline, propylaniline, trimethylaniline, 2-nitroaniline, 3-nitroaniline, 4-nitroaniline, 2,4-dinitroaniline, 2,6-dinitroaniline, 3,5-dinitroaniline, N, N- Aniline derivatives such as dimethyltoluidine; diphenyl (p-tolyl) amine; methyldiphenylamine; triphenylamine; phenylenediamine; naphthylamine; diaminonaphthalene; pyrrole, 2H-pyrrole, 1-methylpyrrole, 2,4-dimethylpyrrole, 2, 5-dimethylpi And pyrrole derivatives such as N-methylpyrrole; oxazole derivatives such as oxazole and isoxazole; thiazole derivatives such as thiazole and isothiazole; imidazole derivatives such as imidazole, 4-methylimidazole and 4-methyl-2-phenylimidazole; Pyrazole derivatives; furazane derivatives; pyrroline derivatives such as pyrroline and 2-methyl-1-pyrroline; pyrrolidine derivatives such as pyrrolidine, N-methylpyrrolidine, pyrrolidinone and N-methylpyrrolidone; imidazoline derivatives; imidazolidine derivatives; pyridine, methylpyridine, Ethylpyridine, propylpyridine, butylpyridine, 4- (1-butylpentyl) pyridine, dimethylpyridine, trimethylpyridine, triethylpyridine, phenylpyridine, 3-methyl- -Phenylpyridine, 4-tert-butylpyridine, diphenylpyridine, benzylpyridine, methoxypyridine, butoxypyridine, dimethoxypyridine, 4-pyrrolidinopyridine, 2- (1-ethylpropyl) pyridine, aminopyridine, dimethylaminopyridine, etc. Pyridine derivatives; pyrimidine derivatives; pyrazoline derivatives; pyrazolidine derivatives; piperidine derivatives; piperazine derivatives; morpholine derivatives; indole derivatives; isoindole derivatives; 1H-indazole derivatives; indoline derivatives; quinoline, 3-quinolinecarbonitrile, etc. Quinoline derivatives; isoquinoline derivatives; cinnoline derivatives; quinazoline derivatives; quinoxaline derivatives; phthalazine derivatives; purine derivatives; Conductors; carbazole derivatives; phenanthridine derivatives; acridine derivatives; phenazine derivatives; 1,10-phenanthroline derivatives; adenine derivatives; adenosine derivatives; guanine derivatives;

上記カルボキシ基を有する含窒素化合物としては、例えばアミノ安息香酸;インドールカルボン酸;ニコチン酸、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、リジン、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、メトキシアラニン等のアミノ酸誘導体等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing compound having a carboxy group include aminobenzoic acid; indolecarboxylic acid; nicotinic acid, alanine, arginine, aspartic acid, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, glycylleucine, leucine, methionine, phenylalanine, threonine, Examples include amino acid derivatives such as lysine, 3-aminopyrazine-2-carboxylic acid, and methoxyalanine.

上記スルホニル基を有する含窒素化合物としては、例えば3−ピリジンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing compound having a sulfonyl group include 3-pyridinesulfonic acid and pyridinium p-toluenesulfonate.

上記ヒドロキシル基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、及びアルコール性含窒素化合物としては、例えば2−ヒドロキシピリジン、アミノクレゾール、2,4−キノリンジオール、3−インドールメタノールヒドレート、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2,2’−イミノジエタノール、2−アミノエタノール、3−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1−ブタノール、4−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン、2−(2−ヒドロキシエチル)ピリジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、1−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチル]ピペラジン、ピペリジンエタノール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピロリジン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリジノン、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、3−ピロリジノ−1,2−プロパンジオール、8−ヒドロキシユロリジン、3−クイヌクリジノール、3−トロパノール、1−メチル−2−ピロリジンエタノール、1−アジリジンエタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)フタルイミド、N−(2−ヒドロキシエチル)イソニコチンアミド等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, the nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, and the alcoholic nitrogen-containing compound include 2-hydroxypyridine, aminocresol, 2,4-quinolinediol, 3-indolemethanol hydrate, Monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N, N-diethylethanolamine, triisopropanolamine, 2,2′-iminodiethanol, 2-aminoethanol, 3-amino-1-propanol, 4- Amino-1-butanol, 4- (2-hydroxyethyl) morpholine, 2- (2-hydroxyethyl) pyridine, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, 1- [2- (2-hydroxyethoxy) ethyl] piperazi Piperidine ethanol, 1- (2-hydroxyethyl) pyrrolidine, 1- (2-hydroxyethyl) -2-pyrrolidinone, 3-piperidino-1,2-propanediol, 3-pyrrolidino-1,2-propanediol, 8 -Hydroxyurolidine, 3-cuincridinol, 3-tropanol, 1-methyl-2-pyrrolidineethanol, 1-aziridineethanol, N- (2-hydroxyethyl) phthalimide, N- (2-hydroxyethyl) isonicotine Examples include amides.

カルバメート基を有する含窒素化合物としては、例えばN−(tert−ブトキシカルボニル)−L−アラニン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−アラニンメチルエステル、(S)−(−)−2−(tert−ブトキシカルボニルアミノ)−3−シクロへキシル−1−プロパノール、(R)−(+)−2−(tert−ブトキシカルボニルアミノ)−3−メチル−1−ブタノール、(R)−(+)−2−(tert−ブトキシカルボニルアミノ)−3−フェニルプロパノール、(S)−(−)−2−(tert−ブトキシカルボニルアミノ)−3−フェニルプロパノール、(R)−(+)−2−(tert−ブトキシカルボニルアミノ)−3−フェニル−1−プロパノール、(S)−(−)−2−(tert−ブトキシカルボニルアミノ)−3−フェニル−1−プロパノール、(R)−(+)−2−(tert−ブトキシカルボニルアミノ)−1−プロパノール、(S)−(−)−2−(tert−ブトキシカルボニルアミノ)−1−プロパノール、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−アスパラチック酸4−ベンジルエステル、N−(tert−ブトキシカルボニル)−O−ベンジル−L−スレオニン、(R)−(+)−1−(tert−ブトキシカルボニル)−2−tert−ブチル−3−メチル−4−イミダゾリジノン、(S)−(−)−1−(tert−ブトキシカルボニル)−2−tert−ブチル−3−メチル−4−イミダゾリジノン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−3−シクロへキシル−L−アラニンメチルエステル、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−システインメチルエステル、N−(tert−ブトキシカルボニル)エタノールアミン、N−(tert−ブトキシカルボニルエチレンジアミン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−D−グルコースアミン、Nα−(tert−ブトキシカルボニル)−L−グルタミン、1−(tert−ブトキシカルボニル)イミダゾール、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−イソロイシン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−イソロイシンメチルエステル、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−ロイシノール、Nα−(tert−ブトキシカルボニル)−L−リシン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−メチノニン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−3−(2−ナフチル)−L−アラニン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−フェニルアラニン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−フェニルアラニンメチルエステル、N−(tert−ブトキシカルボニル)−D−プロリナル、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−プロリン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−プロリン−N’−メトキシ−N’−メチルアミド、N−(tert−ブトキシカルボニル)−1H−ピラゾール−1−カルボキシアミヂン、(S)−(−)−1−(tert−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(R)−(+)−1−(tert−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、1−(tert−ブトキシカルボニル)3−[4−(1−ピロリル)フェニル]−L−アラニン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−セリン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−セリンメチルエステル、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−スレオニン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−p−トルエンスルホンアミド、N−(tert−ブトキシカルボニル)−S−トリチル−L−システイン、Nα−(tert−ブトキシカルボニル)−L−トリプトファン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−チロシン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−チロシンメチルエステル、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−バリン、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−バリンメチルエステル、N−(tert−ブトキシカルボニル)−L−バリノール、tert−ブチルN−(3−ヒドロキシプロピル)カルバメート、tert−ブチルN−(6−アミノへキシル)カルバメート、tert−ブチルカルバメート、tert−ブチルカルバゼート、tert−ブチル−N−(ベンジロキシ)カルバメート、tert−ブチル−4−ベンジル−1−ピペラジンカルボキシレート、tert−ブチル(1S,4S)−(−)−2,5−ジアザビシクロ[2.2.1]へプタン−2−カルボキシレート、tert−ブチル−N−(2,3−ジヒドロキシプロピル)カルバメート、tert−ブチル(S)−(−)−4−ホルミル−2,2−ジメチル−3−オキサゾリジンカルボキシレート、tert−ブチル[R−(R*,S*)]−N−[2−ヒドロキシ−2−(3−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]カルバメート、tert−ブチル−4−オキソ−1−ピペリジンカルボキシレート、tert−ブチル−1−ピロールカルボキシレート、tert−ブチル−1−ピロリジンカルボキシレート、tert−ブチル(テトラヒドロ−2−オキソ−3−フラニル)カルバメート等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing compound having a carbamate group include N- (tert-butoxycarbonyl) -L-alanine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-alanine methyl ester, (S)-(−)-2- ( tert-butoxycarbonylamino) -3-cyclohexyl-1-propanol, (R)-(+)-2- (tert-butoxycarbonylamino) -3-methyl-1-butanol, (R)-(+) -2- (tert-butoxycarbonylamino) -3-phenylpropanol, (S)-(−)-2- (tert-butoxycarbonylamino) -3-phenylpropanol, (R)-(+)-2- ( tert-butoxycarbonylamino) -3-phenyl-1-propanol, (S)-(−)-2- (tert-butoxycarbonyl) Amino) -3-phenyl-1-propanol, (R)-(+)-2- (tert-butoxycarbonylamino) -1-propanol, (S)-(−)-2- (tert-butoxycarbonylamino) -1-propanol, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-aspartic acid 4-benzyl ester, N- (tert-butoxycarbonyl) -O-benzyl-L-threonine, (R)-(+)-1 -(Tert-Butoxycarbonyl) -2-tert-butyl-3-methyl-4-imidazolidinone, (S)-(-)-1- (tert-butoxycarbonyl) -2-tert-butyl-3-methyl -4-imidazolidinone, N- (tert-butoxycarbonyl) -3-cyclohexyl-L-alanine methyl ester, N- (ter -Butoxycarbonyl) -L-cysteine methyl ester, N- (tert-butoxycarbonyl) ethanolamine, N- (tert-butoxycarbonylethylenediamine), N- (tert-butoxycarbonyl) -D-glucosamine, Nα- (tert- Butoxycarbonyl) -L-glutamine, 1- (tert-butoxycarbonyl) imidazole, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-isoleucine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-isoleucine methyl ester, N- (tert -Butoxycarbonyl) -L-leucinol, Nα- (tert-butoxycarbonyl) -L-lysine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-methionine, N- (tert-butoxycarbonyl) -3- (2-naphtho) ) -L-alanine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-phenylalanine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-phenylalanine methyl ester, N- (tert-butoxycarbonyl) -D-prolinal, N- (Tert-butoxycarbonyl) -L-proline, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-proline-N′-methoxy-N′-methylamide, N- (tert-butoxycarbonyl) -1H-pyrazole-1-carboxyl Amidin, (S)-(−)-1- (tert-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-(+)-1- (tert-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, 1- ( tert-butoxycarbonyl) 3- [4- (1-pyrrolyl) phenyl] -L- Alanine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-serine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-serine methyl ester, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-threonine, N- (tert-butoxycarbonyl) ) -P-toluenesulfonamide, N- (tert-butoxycarbonyl) -S-trityl-L-cysteine, Nα- (tert-butoxycarbonyl) -L-tryptophan, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-tyrosine N- (tert-butoxycarbonyl) -L-tyrosine methyl ester, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-valine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-valine methyl ester, N- (tert-butoxy Carbonyl) -L-valinol, tert Butyl N- (3-hydroxypropyl) carbamate, tert-butyl N- (6-aminohexyl) carbamate, tert-butylcarbamate, tert-butylcarbazate, tert-butyl-N- (benzyloxy) carbamate, tert- Butyl-4-benzyl-1-piperazinecarboxylate, tert-butyl (1S, 4S)-(−)-2,5-diazabicyclo [2.2.1] heptane-2-carboxylate, tert-butyl-N -(2,3-dihydroxypropyl) carbamate, tert-butyl (S)-(-)-4-formyl-2,2-dimethyl-3-oxazolidinecarboxylate, tert-butyl [R- (R *, S * ]]-N- [2-Hydroxy-2- (3-hydroxyphenyl) -1-methylethyl L] carbamate, tert-butyl-4-oxo-1-piperidinecarboxylate, tert-butyl-1-pyrrolecarboxylate, tert-butyl-1-pyrrolidinecarboxylate, tert-butyl (tetrahydro-2-oxo-3- Furanyl) carbamate and the like.

上記アミド化合物としては例えばホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、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、プロピオンアミド、ベンズアミド、1−シクロへキシルピロリドン等が挙げられる。   Examples of the amide compound include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, 1-cyclohexylpyrrolidone and the like.

上記イミド化合物としては、例えばフタルイミド、サクシンイミド、マレイミド等が挙げられる。   Examples of the imide compound include phthalimide, succinimide, maleimide and the like.

上記感放射線性を有する化合物は、放射線により分解し酸拡散制御能を失う化合物(放射線分解型化合物)及び放射線により生成し酸拡散制御能を得るもの(放射線生成型化合物)に分けられる。   The compound having radiation sensitivity is classified into a compound that is decomposed by radiation and loses acid diffusion control ability (radiolysis type compound) and a compound that is generated by radiation and obtains acid diffusion control ability (radiation generation compound).

上記放射線分解型化合物がパターン露光工程においてパターン露光部のみで分解することで、パターン露光部では酸及びカチオンを捕捉する作用が低下し、パターン非露光部では酸及びカチオンを捕捉する作用が維持される。このため、露光部と非露光部との間における酸の潜像の化学コントラストを向上させることができる。   The radiation-decomposable compound is decomposed only in the pattern exposure part in the pattern exposure step, so that the action of capturing the acid and cation is reduced in the pattern exposure part, and the action of capturing the acid and cation is maintained in the pattern non-exposed part. The For this reason, the chemical contrast of the latent image of the acid between the exposed part and the non-exposed part can be improved.

上記放射線分解型化合物としては、スルホン酸塩及びカルボン酸塩が好ましい。上記スルホン酸塩におけるスルホン酸としては、弱い酸が好ましく、炭素数1〜10の炭化水素基を有し、かつ上記炭化水素基がフッ素を含まないものがより好ましい。このようなスルホン酸としては、例えばアルキルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、10−カンファースルホン酸等のスルホン酸が挙げられる。上記カルボン酸塩におけるカルボン酸としては弱酸が好ましく、炭素数1〜20のカルボン酸がより好ましい。このようなカルボン酸としては、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酒石酸、コハク酸、シクロへキシルカルボン酸、安息香酸、サリチル酸等のカルボン酸が挙げられる。放射線分解性カチオンのカルボン酸塩における放射線分解性カチオンとしてはオニウムカチオンが好ましく、このオニウムカチオンとしては、例えばヨードニウムカチオン等が挙げられる。   As the radiolytic compound, sulfonate and carboxylate are preferable. The sulfonic acid in the sulfonate is preferably a weak acid, more preferably a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and the hydrocarbon group not containing fluorine. Examples of such sulfonic acid include sulfonic acids such as alkyl sulfonic acid, benzene sulfonic acid, and 10-camphor sulfonic acid. The carboxylic acid in the carboxylate is preferably a weak acid, more preferably a carboxylic acid having 1 to 20 carbon atoms. Examples of such carboxylic acids include carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, tartaric acid, succinic acid, cyclohexyl carboxylic acid, benzoic acid, and salicylic acid. The radiolytic cation in the carboxylate of the radiolytic cation is preferably an onium cation, and examples of the onium cation include an iodonium cation.

上記放射線生成型化合物がパターン露光工程においてパターン露光部のみで生成することで、パターン露光部では酸及びカチオンの捕捉する作用が発生し、パターン非露光部で発生しない。   Since the radiation generating compound is generated only in the pattern exposure part in the pattern exposure step, an action of capturing an acid and a cation occurs in the pattern exposure part and does not occur in the pattern non-exposure part.

上記放射線生成型化合物は、パターン露光工程において生成せず、一括露光工程において生成するものであってもよい。この場合、パターン露光工程の露光部においては増感体を効率よく発生できると共に、一括露光工程の非露光部における不要な酸及びカチオンを捕捉することができる。   The radiation generating compound may be generated in the batch exposure process without being generated in the pattern exposure process. In this case, the sensitizer can be efficiently generated in the exposed portion of the pattern exposure step, and unnecessary acids and cations in the non-exposed portion of the batch exposure step can be captured.

上記放射線生成型化合物としては、露光により塩基を発生する化合物(感放射線性塩基発生剤)が好ましく、アミノ基を発生する含窒素有機化合物がより好ましい。   As the radiation-generating compound, a compound that generates a base upon exposure (a radiation-sensitive base generator) is preferable, and a nitrogen-containing organic compound that generates an amino group is more preferable.

上記感放射線性塩基発生剤としては、例えば特開平4−151156号、同4−162040号、同5−197148号、同5−5995号、同6−194834号、同8−146608号、同10−83079号、及び欧州特許622682号に記載の化合物が挙げられる。   Examples of the radiation sensitive base generator include, for example, JP-A-4-151156, JP-A-4-162040, JP-A-5-197148, JP-A-5-5995, JP-A-6-194634, JP-A-8-146608, and JP-A-10. -83079, and the compound as described in European Patent 622682.

上記感放射線性塩基発生剤としては、カルバメート基(ウレタン結合)を含有する化合物、アシルオキシイミノ基を含有する化合物、イオン系化合物(アニオン−カチオン複合体)、カルバモイルオキシイミノ基を含有する化合物等が挙げられ、カルバメート基(ウレタン結合)を含有する化合物、アシルオキシイミノ基を含有する化合物、及びイオン系化合物(アニオン−カチオン複合体)が好ましい。   Examples of the radiation sensitive base generator include a compound containing a carbamate group (urethane bond), a compound containing an acyloxyimino group, an ionic compound (anion-cation complex), a compound containing a carbamoyloxyimino group, and the like. And a compound containing a carbamate group (urethane bond), a compound containing an acyloxyimino group, and an ionic compound (anion-cation complex) are preferable.

さらに、感放射線性塩基発生剤としては、分子内に環構造を有する化合物が好ましい。この環構造としては、例えばベンゼン、ナフタレン、アントラセン、キサントン、チオキサントン、アントラキノン、フルオレン等が挙げられる。   Furthermore, as the radiation sensitive base generator, a compound having a ring structure in the molecule is preferable. Examples of this ring structure include benzene, naphthalene, anthracene, xanthone, thioxanthone, anthraquinone, fluorene, and the like.

感放射線性塩基発生剤としては、例えば2−ニトロベンジルカルバメート、2,5−ジニトロベンジルシクロへキシルカルバメート、N−シクロへキシル−4−メチルフェニルスルホンアミド、1,1−ジメチル−2−フェニルエチル−N−イソプロピルカルバメート等が挙げられる。   Examples of the radiation sensitive base generator include 2-nitrobenzyl carbamate, 2,5-dinitrobenzyl cyclohexyl carbamate, N-cyclohexyl-4-methylphenylsulfonamide, 1,1-dimethyl-2-phenylethyl. -N-isopropyl carbamate and the like.

酸拡散制御剤は、熱反応により生成して酸拡散制御能を得る化合物(熱生成型化合物)であってもよい。この場合、一括露光工程後のベーク工程において生成することが望ましい。このように、ベーク工程において酸拡散制御剤が酸拡散制御能を得る観点から、後述するベーク工程における加熱温度は、他の工程における加熱温度よりも高いことが好ましい。   The acid diffusion control agent may be a compound (heat generation compound) that is generated by a thermal reaction and obtains acid diffusion control ability. In this case, it is desirable to generate in the baking process after the batch exposure process. Thus, it is preferable that the heating temperature in the baking process mentioned later is higher than the heating temperature in another process from a viewpoint that an acid diffusion control agent acquires acid diffusion control ability in a baking process.

当該感放射線性組成物が上記酸拡散制御剤を含有する場合、[A]重合体100質量部に対する酸拡散制御剤の含有量の下限としては、0.001質量部が好ましく、0.01質量部がより好ましい。一方、上記含有量の上限としては、20質量部が好ましく、10質量部がより好ましい。上記含有量が上記下限より小さい場合、上記酸拡散制御剤が十分に酸及びカチオンを捕捉できないおそれがある。逆に、上記含有量が上記上限を超える場合、感度が過度に低下するおそれがある。   When the said radiation sensitive composition contains the said acid diffusion control agent, as a minimum of content of the acid diffusion control agent with respect to 100 mass parts of [A] polymers, 0.001 mass part is preferable, 0.01 mass Part is more preferred. On the other hand, as an upper limit of the said content, 20 mass parts is preferable and 10 mass parts is more preferable. When the said content is smaller than the said minimum, there exists a possibility that the said acid diffusion control agent cannot fully capture | acquire an acid and a cation. On the contrary, when the content exceeds the upper limit, the sensitivity may be excessively lowered.

[ラジカル捕捉剤]
上記ラジカル捕捉剤は、遊離ラジカルを捕捉するものである。当該感放射線性組成物が上記ラジカル捕捉剤を含むことにより、パターン非露光部においてラジカルによる反応を経由した増感体の発生が低減され、後述する一括露光工程後のパターン露光部と非露光部との酸濃度のコントラストをより向上できる。このラジカル捕捉剤としては、例えばフェノール系化合物、キノン系化合物、アミン系化合物等の化合物や、ゴム等の天然由来の酸化防止剤などが挙げられる。
[Radical scavenger]
The radical scavenger traps free radicals. When the radiation-sensitive composition contains the radical scavenger, generation of a sensitizer via a reaction due to radicals in the pattern non-exposed portion is reduced, and a pattern exposed portion and a non-exposed portion after a collective exposure step described later are performed. The contrast of the acid concentration with can be further improved. Examples of the radical scavenger include compounds such as phenolic compounds, quinone compounds, and amine compounds, and natural antioxidants such as rubber.

[架橋剤]
架橋剤は、一括露光後のベーク工程において、酸触媒反応により重合体成分間で架橋反応を引き起こし、重合体成分の分子量を増加させ、現像液に対して不溶化するためのものであり、上記(1)重合体成分とは異なるものである。感放射線性組成物が架橋剤を含むことにより、架橋と同時に極性部位が非極性化し、現像液に対して不溶化するため、ネガ型レジスト材料を提供することができる。
[Crosslinking agent]
The cross-linking agent is used to cause a cross-linking reaction between polymer components by an acid catalyst reaction in a baking step after collective exposure, to increase the molecular weight of the polymer component, and to insolubilize in the developer. 1) It is different from the polymer component. When the radiation-sensitive composition contains a crosslinking agent, the polar part becomes nonpolar at the same time as crosslinking and becomes insoluble in the developer, so that a negative resist material can be provided.

架橋剤は2つ以上の官能基を有する化合物である。上記官能基は、(メタ)アクリロイル基、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基、エポキシ基及びビニルエーテル基からなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。   The crosslinking agent is a compound having two or more functional groups. The functional group is preferably at least one selected from the group consisting of a (meth) acryloyl group, a hydroxymethyl group, an alkoxymethyl group, an epoxy group, and a vinyl ether group.

[他の重合体]
当該感放射線性組成物は、[A]重合体以外の他の重合体を含有していてもよい。他の重合体としては、[A]重合体における構造単位(I)を有さない限り特に限定されないが、[A]重合体における構造単位(II)を有するとよく、構造単位(III)、構造単位(IV)及びその他の構造単位を有してもよい。
[Other polymers]
The radiation-sensitive composition may contain a polymer other than the [A] polymer. The other polymer is not particularly limited as long as it does not have the structural unit (I) in the [A] polymer, but may have the structural unit (II) in the [A] polymer, the structural unit (III), You may have structural unit (IV) and another structural unit.

当該感放射線性組成物が他の重合体を含み、他の重合体が構造単位(II)を有する場合、他の重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(II)の下限としては、3モル%が好ましく、5モル%がより好ましく、10モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、40モル%が好ましく、35モル%がより好ましく、30モル%がさらに好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることで、EUV等をパターン露光光とした場合における感度をより向上できる。一方、上記含有割合が上記上限を超えると、パターンの断面形状における矩形性が低下するおそれがある。   When the radiation-sensitive composition contains another polymer and the other polymer has the structural unit (II), the lower limit of the structural unit (II) with respect to all the structural units constituting the other polymer is 3 Mol% is preferable, 5 mol% is more preferable, and 10 mol% is further more preferable. As an upper limit of the said content rate, 40 mol% is preferable, 35 mol% is more preferable, and 30 mol% is further more preferable. By making the said content rate into the said range, the sensitivity in case EUV etc. are used as pattern exposure light can be improved more. On the other hand, when the said content rate exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the rectangularity in the cross-sectional shape of a pattern may fall.

当該感放射線性組成物が他の重合体を含み、他の重合体が構造単位(III)を有する場合、他の重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(III)の含有割合の下限としては、1モル%が好ましく、30モル%がより好ましく、50モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、90モル%が好ましく、80モル%がより好ましく、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、当該感放射線性組成物の感度をより向上させることができる。   When the radiation-sensitive composition contains another polymer and the other polymer has the structural unit (III), the lower limit of the content ratio of the structural unit (III) with respect to all the structural units constituting the other polymer Is preferably 1 mol%, more preferably 30 mol%, still more preferably 50 mol%. As an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 80 mol% is more preferable, and 75 mol% is further more preferable. By making the content rate of structural unit (III) into the said range, the sensitivity of the said radiation sensitive composition can be improved more.

当該感放射線性組成物が他の重合体を含み、他の重合体が構造単位(IV)を有する場合、他の重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(IV)の含有割合の下限としては、1モル%が好ましく、10モル%がより好ましく、20モル%がさらに好ましく、25モル%が特に好ましい。上記含有割合の上限としては、70モル%が好ましく、65モル%がより好ましく、60モル%がさらに好ましく、55モル%が特に好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性組成物から形成される膜と基板との密着性をより向上させることができる。   When the said radiation sensitive composition contains another polymer and another polymer has structural unit (IV), as a minimum of the content rate of structural unit (IV) with respect to all the structural units which comprise other polymer. Is preferably 1 mol%, more preferably 10 mol%, further preferably 20 mol%, particularly preferably 25 mol%. As an upper limit of the said content rate, 70 mol% is preferable, 65 mol% is more preferable, 60 mol% is further more preferable, 55 mol% is especially preferable. By making the said content rate into the said range, the adhesiveness of the film | membrane formed from the said radiation sensitive composition and a board | substrate can be improved more.

当該感放射線性組成物が他の重合体を含み、他の重合体を構成する全構造単位に対する上記その他の構造単位の含有割合の上限としては、20モル%が好ましく、10モル%がより好ましい。   The radiation-sensitive composition contains another polymer, and the upper limit of the content ratio of the other structural units with respect to all the structural units constituting the other polymer is preferably 20 mol%, more preferably 10 mol%. .

他の重合体における低分子量成分の含有量の上限としては、1.0質量%が好ましく、0.5質量%がより好ましく、0.3質量%がさらに好ましい。上記含有量の下限としては、例えば0.01質量%である。他の重合体の低分子量成分の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性組成物のリソグラフィ性能をより向上させることができる。   As an upper limit of content of the low molecular weight component in another polymer, 1.0 mass% is preferable, 0.5 mass% is more preferable, and 0.3 mass% is further more preferable. As a minimum of the above-mentioned content, it is 0.01 mass%, for example. By making content of the low molecular weight component of another polymer into the said range, the lithography performance of the said radiation sensitive composition can be improved more.

他の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、その下限としては、1,000が好ましく、2,000がより好ましく、2,500がさらに好ましく、3,000が特に好ましい。他の重合体のMwの上限としては、50,000が好ましく、30,000がより好ましく、20,000がさらに好ましく、15,000が特に好ましい。他の重合体のMwを上記範囲とすることで、当該感放射線性組成物の塗布性及び現像欠陥抑制性が向上する。他の重合体のMwが上記下限より小さい場合、十分な耐熱性を有する膜が得られないおそれがある。逆に、他の重合体のMwが上記上限を超える場合、膜の現像性が低下するおそれがある。   Although the polystyrene conversion weight average molecular weight (Mw) by gel permeation chromatography (GPC) of other polymers is not particularly limited, the lower limit thereof is preferably 1,000, more preferably 2,000, and 2,500. More preferably, 3,000 is particularly preferable. The upper limit of Mw of other polymers is preferably 50,000, more preferably 30,000, still more preferably 20,000, and particularly preferably 15,000. By making Mw of another polymer into the said range, the applicability | paintability and development defect inhibitory property of the said radiation sensitive composition improve. When Mw of other polymers is smaller than the above lower limit, a film having sufficient heat resistance may not be obtained. Conversely, if the Mw of the other polymer exceeds the above upper limit, the developability of the film may be reduced.

他の重合体の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)の下限としては、1が好ましい。上記比の上限としては、5が好ましく、3がより好ましく、2がさらに好ましい。   As a minimum of ratio (Mw / Mn) of Mw with respect to polystyrene conversion number average molecular weight (Mn) by GPC of other polymers, 1 is preferred. As an upper limit of the ratio, 5 is preferable, 3 is more preferable, and 2 is more preferable.

当該感放射線性組成物は、フッ素原子含有率の異なる2以上の重合体を有するとよい。このような2以上の重合体としては、例えば[A]重合体及び他の重合体を含み、かつ[A]重合体より他の重合体のフッ素原子含有率が高いもの、[A]重合体及び他の重合体を含み、かつ他の重合体より[A]重合体のフッ素原子含有率が高いもの、フッ素原子含有率の異なる2以上の[A]重合体を含むもの、フッ素原子含有率の異なる2以上の他の重合体を含むもの等が挙げられる。このように、当該感放射線性組成物がフッ素原子含有率の異なる2以上の重合体を有することで、フッ素原子含有率が高い重合体を膜の表層に偏在化させ、撥水性重合体添加剤として機能させることができる。その結果、膜からの[B]増感体前駆体、[E]感放射線性酸発生体等等の溶出を抑制できるとともに、膜表面の動的接触角を向上し、優れた水切れ特性を発揮させることができる。これにより、後述する液浸露光を行う場合に高速スキャン露光が可能となる。   The radiation-sensitive composition may have two or more polymers having different fluorine atom contents. Examples of such two or more polymers include [A] polymers and other polymers, and those having a higher fluorine atom content in other polymers than [A] polymers, [A] polymers And [A] a polymer having a higher fluorine atom content than other polymers, a polymer containing two or more [A] polymers having different fluorine atom contents, and fluorine atom content And those containing two or more other polymers having different from each other. As described above, the radiation-sensitive composition has two or more polymers having different fluorine atom contents, so that a polymer having a high fluorine atom content is unevenly distributed in the surface layer of the film, and the water-repellent polymer additive Can function as. As a result, elution of [B] sensitizer precursor, [E] radiation-sensitive acid generator, etc. from the film can be suppressed, and the dynamic contact angle on the film surface is improved and excellent water drainage characteristics are exhibited. Can be made. This enables high-speed scan exposure when performing immersion exposure described later.

[その他の添加剤]
その他の添加剤としては、例えば界面活性剤、酸化防止剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料等が挙げられる。界面活性剤、酸化防止剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤及び染料には公知の材料を選択することができる。界面活性剤としては、例えばイオン性や非イオン性のフッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤等を用いることができる。酸化防止剤としては、例えばフェノール系酸化防止剤、有機酸誘導体からなる酸化防止剤、硫黄含有酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、アミン−アルデヒド縮合物からなる酸化防止剤、アミン−ケトン縮合物からなる酸化防止剤等が挙げられる。
[Other additives]
Examples of other additives include surfactants, antioxidants, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents, and dyes. Known materials can be selected for the surfactant, antioxidant, dissolution inhibitor, plasticizer, stabilizer, colorant, antihalation agent, and dye. As the surfactant, for example, an ionic or nonionic fluorine-based surfactant, a silicon-based surfactant, or the like can be used. Examples of the antioxidant include a phenolic antioxidant, an antioxidant made of an organic acid derivative, a sulfur-containing antioxidant, a phosphorus antioxidant, an amine antioxidant, and an antioxidant made of an amine-aldehyde condensate. And an antioxidant comprising an amine-ketone condensate.

[感放射線性組成物の調製方法]
当該感放射線性組成物は、例えば[A]重合体、[B]増感体前駆体、[C]金属含有成分、[D]溶媒及び必要に応じて任意成分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。当該感放射線性組成物の全固形分濃度の下限としては、通常0.1質量%であり、0.5質量%が好ましく、1質量%がより好ましい。一方、上記全固形分濃度の上限としては、通常50質量%であり、30質量%が好ましく、20質量%がより好ましい。
[Method for preparing radiation-sensitive composition]
In the radiation-sensitive composition, for example, a [A] polymer, a [B] sensitizer precursor, a [C] metal-containing component, a [D] solvent, and an optional component as necessary are mixed at a predetermined ratio. Can be prepared. The radiation-sensitive composition is preferably filtered through a filter having a pore size of about 0.2 μm after mixing. The lower limit of the total solid content concentration of the radiation-sensitive composition is usually 0.1% by mass, preferably 0.5% by mass, and more preferably 1% by mass. On the other hand, the upper limit of the total solid content is usually 50% by mass, preferably 30% by mass, and more preferably 20% by mass.

<パターン形成方法>
当該感放射線性組成物は二段露光リソグラフィプロセスに好適に使用される。すなわち、本実施形態に係るリソグラフィプロセス(パターン形成方法)は、基板の一方の面に当該感放射線性組成物を使用して膜(以下、「膜(I)」ともいう)を形成する膜形成工程と、上記膜(I)に250nm以下の波長を有する放射線を照射する放射線を照射するパターン露光工程と、上記パターン露光工程後の上記膜(I)に250nmを超える波長を有する放射線を照射する一括露光工程と、上記一括露光工程後の上記膜(I)を加熱するベーク工程と、上記ベーク工程後の上記膜(I)を現像液に接触させる現像工程とを備える。
<Pattern formation method>
The radiation sensitive composition is suitably used in a two-step exposure lithography process. That is, the lithography process (pattern formation method) according to this embodiment forms a film (hereinafter also referred to as “film (I)”) using the radiation-sensitive composition on one surface of the substrate. A step, a pattern exposure step of irradiating the film (I) with radiation having a wavelength of 250 nm or less, and a radiation having a wavelength of more than 250 nm on the film (I) after the pattern exposure step. A batch exposure step; a baking step for heating the film (I) after the batch exposure step; and a development step for bringing the film (I) after the baking step into contact with a developer.

図1は、本実施形態に係るリソグラフィプロセスを示す工程図である。なお、図2は従来の化学増幅型レジスト材料を使用したパターン形成方法の一例を示す工程図である。   FIG. 1 is a process diagram showing a lithography process according to this embodiment. FIG. 2 is a process diagram showing an example of a pattern forming method using a conventional chemically amplified resist material.

図1に示すように、本実施形態に係るリソグラフィプロセスは以下の工程を備える。
工程S1:加工対象の基板を準備する工程
工程S2:下層膜及び膜(I)を形成する工程(膜形成工程)
工程S3:パターン露光により、露光部に酸を発生させる工程(パターン露光工程)
工程S4:一括露光により、パターン露光部のみに酸を増殖させる工程(一括露光工程)
工程S5:露光後ベークにより、パターン露光部に酸触媒による極性変化反応を生じさせる工程(ベーク工程)
工程S6:現像処理によってパターンを形成する工程(現像工程)
工程S7:エッチングによってパターンを転写する工程(エッチング工程)
As shown in FIG. 1, the lithography process according to this embodiment includes the following steps.
Step S1: Step of preparing a substrate to be processed Step S2: Step of forming a lower layer film and a film (I) (film forming step)
Step S3: A step of generating an acid in the exposed portion by pattern exposure (pattern exposure step)
Step S4: a step of multiplying acid only in the pattern exposure portion by batch exposure (collective exposure step)
Step S5: A step of causing a polarity change reaction by an acid catalyst in the pattern exposed portion by baking after exposure (baking step).
Step S6: a step of forming a pattern by development processing (development step)
Step S7: Step of transferring pattern by etching (etching step)

(工程S1)
以下の工程において加工対象となる基板(被加工基板)は、シリコン基板、二酸化シリコン基板、ガラス基板、及びITO基板等の半導体ウェハから構成されたものであってもよく、上記半導体ウェハ上に絶縁膜層が形成されたものであってもよい。
(Process S1)
The substrate to be processed (substrate to be processed) in the following steps may be composed of a semiconductor wafer such as a silicon substrate, a silicon dioxide substrate, a glass substrate, and an ITO substrate, and is insulated on the semiconductor wafer. A film layer may be formed.

(工程S2:膜形成工程)
上記膜(I)は本実施形態の感放射線性組成物を使用して形成される。膜(I)の形成方法としては、例えば液状の感放射線性組成物をスピンコート等により塗布する方法、フィルム状(固体状)の感放射線性組成物を貼り付ける方法等が挙げられる。液状の感放射線性組成物を塗布する場合には、塗布後に加熱(プリベーク)して感放射線性組成物中の溶媒を揮発させてもよい。膜(I)の形成条件は、感放射線性組成物の性状及び得られる膜(I)の厚さ等に応じて適宜選択される。膜(I)の平均厚さとしては、1nm以上5,000nm以下が好ましく、10nm以上1,000nm以下がより好ましく、30nm以上200nm以下がさらに好ましい。
(Process S2: Film formation process)
The film (I) is formed using the radiation-sensitive composition of this embodiment. Examples of the method for forming the film (I) include a method of applying a liquid radiation-sensitive composition by spin coating or the like, and a method of attaching a film-like (solid) radiation-sensitive composition. When applying a liquid radiation sensitive composition, you may volatilize the solvent in a radiation sensitive composition by heating (prebaking) after application | coating. The conditions for forming the film (I) are appropriately selected according to the properties of the radiation-sensitive composition, the thickness of the film (I) to be obtained, and the like. The average thickness of the film (I) is preferably from 1 nm to 5,000 nm, more preferably from 10 nm to 1,000 nm, and even more preferably from 30 nm to 200 nm.

基板上に膜(I)を形成するに先立って、上記基板上に下層膜(反射防止膜、密着性改善のための膜、パターン形状改善のための膜等)を形成してもよい。反射防止膜を形成することにより、パターン露光工程において放射線が基板等で反射することによる定在波の発生を抑制することができる。膜(I)密着性改善のための膜を形成することにより、基板と膜(I)との間の密着性を向上させることができる。パターン形状改善のための膜を形成することにより、現像後の膜(I)の形状をさらに向上させることができる。すなわち、膜(I)のすそ引き形状又はくびれ形状を低減できる。一方、一括露光の放射線の定在波の発生によるパターン形状劣化を防ぐために、下層膜の厚さは一括露光の放射線の反射も抑えられるように設計することが望ましい。下層膜は、一括露光の放射線を吸収しない膜であることが望ましい。仮に、下層膜が一括露光の放射線を吸収する場合、下層膜からのエネルギー移動又は電子移動により膜内で放射線増感反応が生じ、これによりパターン未露光部で酸が発生するおそれがある。そのため、膜(I)と下層膜との間に放射線増感反応を伝搬しないバッファ層を配置し、放射線を吸収した下層膜からの増感を防いでもよい。   Prior to forming the film (I) on the substrate, a lower layer film (an antireflection film, a film for improving adhesion, a film for improving pattern shape, etc.) may be formed on the substrate. By forming the antireflection film, it is possible to suppress the occurrence of standing waves due to radiation reflected by the substrate or the like in the pattern exposure step. By forming a film for improving the adhesion of the film (I), the adhesion between the substrate and the film (I) can be improved. By forming a film for improving the pattern shape, the shape of the film (I) after development can be further improved. That is, it is possible to reduce the soaking shape or the constriction shape of the film (I). On the other hand, in order to prevent deterioration of the pattern shape due to the generation of standing waves of batch exposure radiation, it is desirable to design the thickness of the lower layer film so that reflection of radiation of batch exposure is also suppressed. The lower layer film is desirably a film that does not absorb the radiation for batch exposure. If the lower layer film absorbs the radiation of the batch exposure, a radiation sensitization reaction occurs in the film due to energy transfer or electron transfer from the lower layer film, and there is a possibility that acid is generated in the pattern unexposed part. For this reason, a buffer layer that does not propagate the radiation sensitization reaction may be disposed between the film (I) and the lower layer film to prevent sensitization from the lower layer film that has absorbed the radiation.

上記膜(I)の上に保護膜をさらに形成してもよい。保護膜を形成することによりパターン露光工程S3で生成する増感体、酸、及びこれらの反応中間体の失活を抑え、プロセス安定性を向上させることができる。上記保護膜は、一括露光工程における未露光部での酸発生反応を防ぐために、上記(a)感放射線性酸−増感体発生剤又は[E]感放射線性酸発生体が直接吸収する非電離放射線の波長の少なくとも一部を吸収する吸収膜であってもよい。上記吸収膜を用いることで、EUV露光時に発生する紫外線領域の放射線であるアウトオブバンド光(OOB光)の膜(I)への進入を抑制し、パターン未露光部における感放射線性酸発生剤又は感放射線性酸発生基の分解を防ぐこともできる。さらに、上記吸収膜が直接膜(I)上に形成される場合は、パターン未露光部における放射線増感反応による膜(I)中の酸発生を抑えるために、一括露光工程における放射線(I)で保護膜からの放射線増感反応を誘発しないものがよい。また、膜(I)内の増感体が保護膜からのエネルギー移動又は電子移動等により増感しないように、膜(I)と保護膜の間にバッファ層を配置し、放射線を吸収した吸収膜からの増感を防いでもよい。パターン露光工程S3後、一括露光工程S4前に上記吸収膜を膜(I)上に形成することにより、一括露光工程S4における放射線(I)の照射によって、パターン露光工程S3後の膜(I)に残存する上記感放射線性酸発生剤又は感放射線性酸発生基から直接酸が発生するのをさらに抑制させることができる。   A protective film may be further formed on the film (I). By forming the protective film, it is possible to suppress the deactivation of the sensitizer, acid, and these reaction intermediates generated in the pattern exposure step S3 and improve the process stability. In order to prevent the acid generation reaction in the unexposed area in the batch exposure process, the protective film is a non-absorbable material directly absorbed by the (a) radiation-sensitive acid-sensitizer generator or [E] radiation-sensitive acid generator. It may be an absorption film that absorbs at least a part of the wavelength of ionizing radiation. Use of the absorbing film suppresses the entry of out-of-band light (OOB light), which is ultraviolet radiation generated during EUV exposure, into the film (I), and the radiation-sensitive acid generator in the pattern unexposed area Alternatively, decomposition of the radiation-sensitive acid generating group can be prevented. Furthermore, when the absorption film is directly formed on the film (I), the radiation (I) in the batch exposure process is performed in order to suppress acid generation in the film (I) due to the radiation sensitization reaction in the pattern unexposed portion. It is preferable that it does not induce a radiosensitization reaction from the protective film. In addition, a buffer layer is disposed between the film (I) and the protective film so that the sensitizer in the film (I) is not sensitized by energy transfer or electron transfer from the protective film, and absorption by absorbing radiation. Sensitization from the film may be prevented. By forming the absorption film on the film (I) after the pattern exposure step S3 and before the batch exposure step S4, the film (I) after the pattern exposure step S3 is irradiated by radiation (I) in the batch exposure step S4. Direct generation of acid from the above-mentioned radiation-sensitive acid generator or radiation-sensitive acid-generating group remaining in the water can be further suppressed.

(工程S3:パターン露光工程)
パターン露光工程S3では、上記膜形成工程S2で形成された膜(I)上に、所定のパターンの遮光マスクを配置する。その後、上記膜(I)に、投影レンズ、電子光学系ミラー、又は反射ミラーを有する露光装置(放射線照射モジュール)から、上記マスクを介して放射線(II)が照射(パターン露光)される。
(Process S3: Pattern exposure process)
In the pattern exposure step S3, a light shielding mask having a predetermined pattern is arranged on the film (I) formed in the film formation step S2. Thereafter, the film (I) is irradiated (pattern exposure) with radiation (II) through the mask from an exposure apparatus (radiation irradiation module) having a projection lens, an electron optical system mirror, or a reflection mirror.

パターン露光に用いられるの放射線(II)は、250nm以下の波長を有する放射線である。上記放射線の波長の上限としては250nmであり、200nmが好ましい。一方、上記放射線の波長の下限としては、150nmが好ましく、190nmがより好ましい。   The radiation (II) used for pattern exposure is radiation having a wavelength of 250 nm or less. The upper limit of the wavelength of the radiation is 250 nm, preferably 200 nm. On the other hand, the lower limit of the wavelength of the radiation is preferably 150 nm, and more preferably 190 nm.

なお、放射線(II)は、電離放射線でも非電離放射線であってもよい。電離放射線は原子又は分子を電離させるのに十分なエネルギーを有する放射線である。これに対し、非電離放射線は、原子又は分子を電離させるのに十分なエネルギーを有しない放射線である。電離放射線としては、例えばガンマ線、エックス線、アルファ線、重粒子線、陽子線、ベータ線、イオンビーム、電子線、EUV等が挙げられる。パターン露光に用いる電離放射線としては電子線、EUV及びイオンビームが好ましく、電子線及びEUVがより好ましい。非電離放射線としては、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光等が挙げられる。   The radiation (II) may be ionizing radiation or non-ionizing radiation. Ionizing radiation is radiation that has sufficient energy to ionize atoms or molecules. In contrast, non-ionizing radiation is radiation that does not have sufficient energy to ionize atoms or molecules. Examples of the ionizing radiation include gamma rays, X-rays, alpha rays, heavy particle rays, proton rays, beta rays, ion beams, electron beams, EUV, and the like. The ionizing radiation used for pattern exposure is preferably an electron beam, EUV or ion beam, more preferably an electron beam or EUV. Examples of non-ionizing radiation include KrF excimer laser light and ArF excimer laser light.

パターン露光の光源としては、例えば1keVから200keVの電子線、13.5nmの波長を有するEUV、193nmのエキシマレーザー光(ArFエキシマレーザー光)、248nmのエキシマレーザー光(KrFエキシマレーザー光)が用いられることが多い。パターン露光における露光量は本実施形態の感放射線性組成物を用いて一括露光する場合よりも少ない露光量でよい。上記パターン露光により膜(I)中の上記[B]増感体前駆体が分解して、250nmを超える波長を有する放射線(I)を吸収する増感体を発生する。   As a light source for pattern exposure, for example, an electron beam of 1 keV to 200 keV, EUV having a wavelength of 13.5 nm, excimer laser light of 193 nm (ArF excimer laser light), excimer laser light of 248 nm (KrF excimer laser light) is used. There are many cases. The exposure amount in pattern exposure may be smaller than that in the case of batch exposure using the radiation-sensitive composition of the present embodiment. The pattern exposure exposes the [B] sensitizer precursor in the film (I) to generate a sensitizer that absorbs radiation (I) having a wavelength of more than 250 nm.

露光には「スキャナ」と呼ばれるステップアンドスキャン方式の露光装置が広く用いられる。この方法では、マスクと基板を同期しながらスキャン露光することで、1ショットごとのパターンが形成される。この露光により、膜(I)内で露光された箇所に選択的な反応が起こる。   For exposure, a step-and-scan type exposure apparatus called a “scanner” is widely used. In this method, a pattern for each shot is formed by performing scanning exposure while synchronizing the mask and the substrate. By this exposure, a selective reaction occurs at the exposed portion in the film (I).

また、下記一括露光工程S4を実施するに先立って、パターン露光後工程S3の上記膜(I)の上に、上記(a)感放射線性酸−増感体発生体又は[E]感放射線性酸発生体が直接吸収する放射線の波長の少なくとも一部を吸収する吸収膜を形成してもよい。吸収膜を形成することにより、下記一括露光工程S4における放射線(II)の照射により、パターン露光工程S3後の上記膜(I)に残存する上記(a)感放射線性酸−増感体発生体又は[E]感放射線性酸発生体からの直接の酸発生をさらに抑制できる。   Prior to performing the following batch exposure step S4, the (a) radiation-sensitive acid-sensitizer generator or [E] radiation-sensitive property is formed on the film (I) in the post-pattern exposure step S3. You may form the absorption film which absorbs at least one part of the wavelength of the radiation which an acid generator absorbs directly. (A) The radiation-sensitive acid-sensitizer generator remaining on the film (I) after the pattern exposure step S3 by irradiation with radiation (II) in the following batch exposure step S4 by forming an absorption film. Alternatively, [E] direct acid generation from the radiation-sensitive acid generator can be further suppressed.

水素原子が置換されていないアルコール性水酸基を有する(b)感放射線性増感体発生剤を用いる場合、上記パターン露光工程S3後下記一括露光工程S4を実施するまでの間、上記膜(I)を減圧雰囲気又は窒素若しくはアルゴンを含む不活性雰囲気に置くことが好ましい。膜(I)を上記雰囲気下に置くことにより、露光中の膜(I)の酸素への曝露、及びこの酸素によるラジカル反応の停止を抑制することができ、また、微量の塩基性化合物による酸のクエンチングを抑制することができることから、よりプロセスを安定化できる傾向がある。パターン露光工程S3後、一括露光工程S4を実施するまでの時間(保管時間)の上限としては、30分が好ましく、10分がより好ましい。保管時間が30分以下であることにより、感度の低下を抑制できる傾向がある。一方、水素原子が置換されたアルコール性水酸基を有する(b)感放射線性増感体発生剤(すなわち、ケタール化合物、アセタール化合物又はオルトエステル化合物等)を用いる場合、上記パターン露光工程S3後、下記一括露光工程S4を実施するまでの間、上記膜(I)が存在する雰囲気をアミン除去フィルターで清浄化した大気中とすることが好ましい。上記(b)感放射線性増感体発生剤を用いる場合、上述のような酸素の影響は受けにくいのでアミン除去フィルターで清浄化した大気中で処理してもよい。膜(I)を上記雰囲気下に置くことにより、微量の塩基性化合物による酸のクエンチングを抑制することができることから、よりプロセスを安定化できる傾向がある。パターン露光工程S3後、一括露光工程S4を実施するまでの時間(保管時間)の上限としては、30分が好ましく、10分がより好ましい。保管時間が30分以下であることにより、感度の低下を抑制できる傾向がある。   When the (b) radiation-sensitive sensitizer generator having an alcoholic hydroxyl group in which hydrogen atoms are not substituted is used, the film (I) is subjected to the following batch exposure step S4 after the pattern exposure step S3. Is preferably placed in a reduced-pressure atmosphere or an inert atmosphere containing nitrogen or argon. By placing the film (I) under the above-mentioned atmosphere, exposure of the film (I) during exposure to oxygen and the termination of radical reaction by this oxygen can be suppressed, and an acid by a trace amount of basic compound can be suppressed. Therefore, the process can be more stabilized. The upper limit of the time (storage time) until the collective exposure step S4 is performed after the pattern exposure step S3 is preferably 30 minutes, and more preferably 10 minutes. There exists a tendency which can suppress the fall of a sensitivity because storage time is 30 minutes or less. On the other hand, when (b) a radiation-sensitive sensitizer generating agent (that is, a ketal compound, an acetal compound or an orthoester compound) having an alcoholic hydroxyl group substituted with a hydrogen atom is used, after the pattern exposure step S3, the following Until the collective exposure step S4 is performed, it is preferable that the atmosphere in which the film (I) exists is in the atmosphere cleaned with an amine removal filter. When the above-mentioned (b) radiation-sensitive sensitizer generating agent is used, it may be treated in the atmosphere cleaned with an amine removing filter because it is not easily affected by oxygen as described above. By placing the membrane (I) in the above atmosphere, it is possible to suppress acid quenching by a small amount of a basic compound, so that the process tends to be further stabilized. The upper limit of the time (storage time) until the collective exposure step S4 is performed after the pattern exposure step S3 is preferably 30 minutes, and more preferably 10 minutes. There exists a tendency which can suppress the fall of a sensitivity because storage time is 30 minutes or less.

本実施形態のパターン形成方法は、上記パターン露光工程S3後、下記一括露光工程S4前に、パターン露光工程S3を実施する露光装置から一括露光工程S4を実施する露光装置に上記基板を搬送する工程をさらに備えていてもよい。また、一括露光をインライン接続された塗布現像装置の中、又は露光機とのインターフェースに相当するモジュールで行ってよい。なお、上記[B]増感体前駆体がケタール化合物、アセタール化合物又はオルトエステル化合物を含む場合、本実施形態のパターン形成方法は、上記パターン露光工程S3後、下記一括露光工程S4前にベーク工程S3a(ポストパターンエクスポージャーベーク(PPEB又はPEB)と言うこともある)を備えていてもよい(図3参照)。上記ベーク工程における加熱の温度としては、30℃以上150℃以下が好ましく、50℃以上120℃以下がより好ましく、60℃以上100℃以下がさらに好ましい。加熱時間としては、5秒以上3分以下が好ましく、10秒以上60秒以下がより好ましい。また上記ベークは、湿度を制御した環境下で行うことが好ましい。増感体を生成する脱保護反応として加水分解反応を用いた場合、湿度が反応速度に影響するからである。パターン形成方法が上記ベーク工程S3aを備えることにより、アセタール化合物、オルトエステル化合物、又はケタール化合物等からカルボニル化合物への加水分解反応による増感体発生を加速することができる。   In the pattern forming method of the present embodiment, after the pattern exposure step S3 and before the following batch exposure step S4, the step of transporting the substrate from the exposure apparatus that performs the pattern exposure step S3 to the exposure device that performs the batch exposure step S4 May be further provided. Further, the batch exposure may be performed in a coating and developing apparatus connected inline or in a module corresponding to an interface with the exposure machine. When the [B] sensitizer precursor contains a ketal compound, an acetal compound or an orthoester compound, the pattern forming method of the present embodiment is a baking step after the pattern exposure step S3 and before the following batch exposure step S4. S3a (also referred to as post pattern exposure bake (PPEB or PEB)) may be provided (see FIG. 3). The heating temperature in the baking step is preferably 30 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and further preferably 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. The heating time is preferably 5 seconds to 3 minutes, more preferably 10 seconds to 60 seconds. Moreover, it is preferable to perform the said baking in the environment which controlled humidity. This is because when the hydrolysis reaction is used as a deprotection reaction for generating a sensitizer, the humidity affects the reaction rate. When the pattern forming method includes the baking step S3a, it is possible to accelerate the generation of a sensitizer by a hydrolysis reaction from an acetal compound, an ortho ester compound, a ketal compound, or the like to a carbonyl compound.

(工程S4:一括露光工程)
一括露光工程S4では、上記パターン露光工程S3後の膜(I)全面(パターン露光部とパターン未露光部とを併せた全面)に、投影レンズ(又は光源)を有する高感度化モジュール(露光装置又は放射線照射モジュールということもある)から放射線(I)が照射(一括露光)される。この一括露光としてはウェハ全面を一度に露光してもよく、局所的な露光を組み合わせたものでもよく、又は重ね合わせて露光してもよい。一括露光用の光源には、一般的な光源を用いることができ、パンドパスフィルターやカットオフフィルターを通すことで、所望とする波長に制御した水銀ランプ及びキセノンランプ等からの紫外線の他、LED光源、レーザーダイオード、レーザー光源等による帯域の狭い紫外線であってもよい。上記一括露光では、膜(I)中のパターン露光部で発生した増感体のみが放射線を吸収する。このため、一括露光では、パターン露光部において選択的に放射線の吸収が起こる。よって、一括露光中、パターン露光部においてのみ酸を継続的に発生させることができ、感度を大きく向上させることが可能となる。一方、パターン未露光部には酸が発生しないことから、膜(I)中の化学コントラストを維持しつつ感度を向上させることができる。
(Process S4: Batch exposure process)
In the collective exposure step S4, a high-sensitivity module (exposure device) having a projection lens (or light source) on the entire surface of the film (I) after the pattern exposure step S3 (the entire surface including the pattern exposed portion and the pattern unexposed portion). Or radiation (I) may be irradiated (collective exposure) from a radiation irradiation module. As this collective exposure, the entire wafer surface may be exposed at one time, a combination of local exposures, or overlapping exposure. As a light source for batch exposure, a general light source can be used. In addition to ultraviolet rays from mercury lamps and xenon lamps controlled to a desired wavelength by passing through a pan-pass filter or a cut-off filter, LEDs are used. Narrow-band ultraviolet light from a light source, laser diode, laser light source, or the like may be used. In the batch exposure, only the sensitizer generated at the pattern exposure portion in the film (I) absorbs radiation. For this reason, in the batch exposure, radiation is selectively absorbed in the pattern exposure portion. Therefore, during the batch exposure, the acid can be continuously generated only in the pattern exposure part, and the sensitivity can be greatly improved. On the other hand, since no acid is generated in the unexposed pattern portion, the sensitivity can be improved while maintaining the chemical contrast in the film (I).

また、本実施形態の感放射線性組成物を用いるので、パターン露光部で発生した増感体における放射線(I)の吸収が増大する。従って、一括露光中、パターン露光部において、より多量の酸を発生させることができ、感度をさらに大きく向上させることが可能となる。   Moreover, since the radiation sensitive composition of this embodiment is used, the absorption of the radiation (I) in the sensitizer which generate | occur | produced in the pattern exposure part increases. Therefore, during the batch exposure, a larger amount of acid can be generated in the pattern exposure part, and the sensitivity can be further improved greatly.

一括露光に用いられる上記放射線(I)は、上記放射線(II)の波長よりも長い波長を有し、250nmを超える波長を有し、近紫外線(波長250〜450nm)が好ましい。   The radiation (I) used for batch exposure has a wavelength longer than the wavelength of the radiation (II), has a wavelength exceeding 250 nm, and is preferably near-ultraviolet (wavelength 250 to 450 nm).

一括露光工程S4では、パターン未露光部での酸発生反応を抑えるために、[A]重合体、[B]増感体前駆体が吸収可能な放射線の波長よりも長い波長を有する放射線で露光する必要がある。これらを考慮すると、一括露光における放射線(I)の波長の下限としては、280nmが好ましく、320nmがより好ましい。より長い波長の放射線を吸収可能な増感体を発生する場合、上記非電離放射線の波長は350nm以上であってもよい。ただし、上記非電離放射線の波長が長すぎる場合は、放射線増感反応の効率が落ちるため、重合体成分、感放射線性酸発生剤、感放射線性増感体発生剤が吸収可能な放射線の波長を避けつつも、増感体が吸収可能なできるだけ短い波長の非電離放射線を用いることが望ましい。このような観点から、上記放射線の放射線(I)の波長の上限としては、450nmが好ましく、400nmがより好ましい。   In the batch exposure step S4, in order to suppress the acid generation reaction in the pattern unexposed area, the exposure is performed with radiation having a wavelength longer than the wavelength of radiation that can be absorbed by the [A] polymer and the [B] sensitizer precursor. There is a need to. Considering these, the lower limit of the wavelength of the radiation (I) in the batch exposure is preferably 280 nm, and more preferably 320 nm. When generating a sensitizer capable of absorbing longer wavelengths of radiation, the wavelength of the non-ionizing radiation may be 350 nm or more. However, if the wavelength of the non-ionizing radiation is too long, the efficiency of the radiation sensitization reaction is reduced, so the wavelength of radiation that can be absorbed by the polymer component, the radiation sensitive acid generator, and the radiation sensitive sensitizer generator. It is desirable to use non-ionizing radiation having a wavelength as short as possible that can be absorbed by the sensitizer. From such a viewpoint, the upper limit of the wavelength of the radiation (I) is preferably 450 nm, and more preferably 400 nm.

パターン露光工程S3及び/又は一括露光工程S4は液浸リソグラフィ(液浸露光)によって実施されてもよく、ドライリソグラフィ(ドライ露光)によって実施されてもよい。液浸リソグラフィとは、膜(I)と投影レンズとの間に液体を介在させた状態で行う露光をいう。これに対し、ドライリソグラフィとは、膜(I)と投影レンズとの間に気体を介在させた状態、減圧下、又は真空中で行う露光をいう。   The pattern exposure step S3 and / or the collective exposure step S4 may be performed by immersion lithography (immersion exposure) or may be performed by dry lithography (dry exposure). Immersion lithography refers to exposure performed with a liquid interposed between a film (I) and a projection lens. In contrast, dry lithography refers to exposure performed in a state where a gas is interposed between the film (I) and the projection lens, under reduced pressure, or in a vacuum.

また、パターン露光工程S3及び/又は一括露光工程S4における上記液浸リソグラフィは、上記膜形成工程S2において形成した膜(I)又は保護膜と投影レンズとの間に屈折率1.0以上の液体を介在させた状態で行ってもよい。上記保護膜は反射防止又は反応安定性向上のためのものであることが好ましい。また、上記保護膜は液体の浸透を防ぎ、膜表面における撥水性を高め、液浸露光における液体に起因する欠陥を防止可能なものであることが好ましい。   The immersion lithography in the pattern exposure step S3 and / or the batch exposure step S4 is a liquid having a refractive index of 1.0 or more between the film (I) or protective film formed in the film formation step S2 and the projection lens. You may carry out in the state which intervened. The protective film is preferably for preventing reflection or improving reaction stability. The protective film preferably prevents liquid penetration, enhances water repellency on the film surface, and prevents defects due to liquid in immersion exposure.

一括露光工程S4における上記液浸リソグラフィでは、上記液体が上記(a)感放射線性酸−増感体発生体又は[E]感放射線性酸発生体が直接吸収する放射線(I)の波長の少なくとも一部を吸収するものであってもよい。上記液浸リソグラフィに上記液体を用いることにより、一括露光工程S4における放射線(I)の照射によって、パターン露光工程S4後の上記膜(I)に残存する上記感放射線性酸発生剤又は感放射線性酸発生基からの直接の酸発生をさらに抑制できる。   In the immersion lithography in the collective exposure step S4, the liquid has at least a wavelength of radiation (I) that is directly absorbed by the (a) radiation-sensitive acid-sensitizer generator or [E] radiation-sensitive acid generator. Some of them may be absorbed. By using the liquid in the immersion lithography, the radiation-sensitive acid generator or radiation-sensitive property remaining on the film (I) after the pattern exposure step S4 due to irradiation of the radiation (I) in the batch exposure step S4. Direct acid generation from the acid generating group can be further suppressed.

上記パターン露光工程S3及び/又は上記一括露光工程S4をドライリソグラフィにて実施する場合、大気中、減圧雰囲気下及び不活性雰囲気下のいずれにおいても実施できるが、減圧雰囲気下又は窒素若しくはアルゴンを含む不活性雰囲気下で実施することが好ましく、さらに、実施の際の雰囲気における塩基性化合物濃度の上限としては20ppbが好ましく、5ppbがより好ましく、1ppbがさらに好ましい。   When the pattern exposure step S3 and / or the batch exposure step S4 is performed by dry lithography, the pattern exposure step S3 and / or the batch exposure step S4 can be performed in the air, in a reduced pressure atmosphere, or in an inert atmosphere, but include a reduced pressure atmosphere or nitrogen or argon. It is preferable to carry out in an inert atmosphere. Furthermore, the upper limit of the concentration of the basic compound in the atmosphere during the implementation is preferably 20 ppb, more preferably 5 ppb, and even more preferably 1 ppb.

(工程S5:ベーク工程)
ベーク工程S5では、上記一括露光工程S4後の膜(I)が加熱(以下、「ポストフラッドエクスポージャベーク(PFEB)」又は「ポストエスポージャーベーク(PEB)」ともいう。)される。なお、本実施形態のパターン形成方法が、上記パターン露光工程S3後上記一括露光工程S4前にベーク工程S3aを備える場合、上記ベーク工程S3aを1stPEB工程、上記ベーク工程S5を2ndPEB工程ということがある(図3参照)。加熱条件としては、例えば大気中、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で、50℃以上200℃以下、10秒以上300秒以下とすることができる。加熱条件を上記範囲とすることにより、酸の拡散を制御でき、また、半導体ウェハの処理速度を確保できる傾向がある。ベーク工程S5では、上記パターン露光工程S3及び一括露光工程S4で発生した酸により、[A]重合体の脱保護反応等の極性変化反応及び架橋反応等が起こる。また、膜(I)内における放射線の定在波の影響により膜(I)の側壁が波打つことがあるが、ベーク工程S5では反応物の拡散により上記波打ちを低減できる。
(Process S5: Baking process)
In the baking step S5, the film (I) after the batch exposure step S4 is heated (hereinafter also referred to as “post-flood exposure baking (PFEB)” or “post-exposure baking (PEB)”). In addition, when the pattern formation method of this embodiment is equipped with the baking process S3a after the said pattern exposure process S3 and before the said batch exposure process S4, the said baking process S3a may be called 1stPEB process, and the said baking process S5 may be called 2ndPEB process. (See FIG. 3). The heating condition can be, for example, 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower and 10 seconds or longer and 300 seconds or shorter in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon. By setting the heating condition within the above range, acid diffusion can be controlled, and the processing speed of the semiconductor wafer tends to be ensured. In the baking step S5, the acid generated in the pattern exposure step S3 and the batch exposure step S4 causes a polarity change reaction such as a deprotection reaction of the polymer [A] and a crosslinking reaction. Further, the side wall of the film (I) may be undulated due to the influence of the standing wave of radiation in the film (I), but in the baking step S5, the waving can be reduced by the diffusion of the reactant.

(工程S6:現像工程)
現像工程S6では、上記ベーク工程S5後の膜(I)を現像液に接触させる。上記ベーク工程S5における膜(I)内の反応により、パターン露光部で選択的に現像液への溶解性が変わることを利用して現像し、パターンが形成される。現像液はポジ型現像液とネガ型現像液とに分けることができる。
(Step S6: Development step)
In the developing step S6, the film (I) after the baking step S5 is brought into contact with the developer. The pattern is formed by utilizing the fact that the solubility in the developer is selectively changed in the pattern exposure portion by the reaction in the film (I) in the baking step S5. The developer can be divided into a positive developer and a negative developer.

ポジ型現像液としてはアルカリ現像液が好ましい。アルカリ現像液は、露光後の膜(I)の極性が高い部分を選択的に溶かす。アルカリ現像液としては、例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア、アミン類(エタノールアミン等)、水酸化テトラアルキルアンモニウム(TAAH)が挙げられる。アルカリ現像液としてはTAAHが好ましい。TAAHとしては、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化メチルトリエチルアンモニウム、水酸化トリメチルエチルアンモニウム、水酸化ジメチルジエチルアンモニウム、水酸化トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム(即ち、コリン)、水酸化トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化ジメチルジ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化ジエチルジ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化メチルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化エチルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化テトラ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム等が挙げられる。   As the positive developer, an alkali developer is preferable. The alkaline developer selectively dissolves the highly polar part of the exposed film (I). Examples of the alkaline developer include potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, sodium silicate, ammonia, amines (ethanolamine, etc.), and tetraalkylammonium hydroxide (TAAH). . TAAH is preferred as the alkaline developer. As TAAH, for example, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, methyltriethylammonium hydroxide, trimethylethylammonium hydroxide, dimethyldiethylammonium hydroxide, water Trimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium oxide (ie, choline), triethyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, dimethyldi (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, diethyldi (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, hydroxylated Methyl tri (2-hydroxyethyl) ammonium, ethyl tri (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, tetra (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, etc. It is below.

ポジ型現像液には水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)の2.38質量%水溶液が広く用いられている。   A 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is widely used as a positive developer.

アルカリ現像では、露光後に膜(I)中で生成するカルボン酸や水酸基がアルカリ現像液中でイオン化し溶け出す現象を利用してパターンが形成される。現像後は、基板上に残留している現像液を除去するために、リンスと呼ばれる水洗処理が行われる。   In alkali development, a pattern is formed by utilizing a phenomenon in which carboxylic acids and hydroxyl groups generated in the film (I) after exposure are ionized and dissolved in an alkali developer. After the development, in order to remove the developer remaining on the substrate, a water washing process called rinsing is performed.

ネガ型現像液としては有機現像液が好ましい。有機現像液は、露光後の膜(I)の極性が低い部分を選択的に溶かす。有機現像液はホールやトレンチ(溝)などの抜きパターンで解像性能とプロセスウィンドウを向上するために用いられる。この場合、膜(I)中の溶媒と有機現像液との親和性の違いでパターン露光部とパターン未露光部の溶解コントラストを得る。極性が高い部分は有機現像液への溶解性が低く、パターンとして残る。有機現像液としては、例えば2−オクタノン、2−ノナノン、2−へプタノン、3−へプタノン、4−へプタノン、2−へキサノン、3−へキサノン、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキサノン、アセトフェノン、メチルアセトフェノン、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、酢酸ブテニル、酢酸イソアミル、蟻酸プロピル、蟻酸ブチル、蟻酸イソブチル、蟻酸アミル、蟻酸イソアミル、吉草酸メチル、ペンテン酸メチル、クロトン酸メチル、クロトン酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、乳酸イソブチル、乳酸アミル、乳酸イソアミル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、2−ヒドロキシイソ酪酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸フェニル、酢酸ベンジル、フェニル酢酸メチル、蟻酸ベンジル、蟻酸フェニルエチル、3−フェニルプロピオン酸メチル、プロピオン酸ベンジル、フェニル酢酸エチル、酢酸2−フェニルエチル等が挙げられる。   An organic developer is preferred as the negative developer. The organic developer selectively dissolves the low-polarity portion of the exposed film (I). The organic developer is used to improve the resolution performance and the process window by removing patterns such as holes and trenches. In this case, the dissolution contrast between the pattern exposed portion and the pattern unexposed portion is obtained by the difference in affinity between the solvent in the film (I) and the organic developer. A portion having a high polarity has low solubility in an organic developer and remains as a pattern. Examples of the organic developer include 2-octanone, 2-nonanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-hexanone, 3-hexanone, diisobutyl ketone, methylcyclohexanone, acetophenone, methyl Acetophenone, propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, amyl acetate, butenyl acetate, isoamyl acetate, propyl formate, butyl formate, isobutyl formate, amyl formate, isoamyl formate, methyl valerate, methyl pentenoate, methyl crotonic acid, ethyl crotonic acid , Methyl propionate, ethyl propionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, isobutyl lactate, amyl lactate, isoamyl lactate, methyl 2-hydroxyisobutyrate, ethyl 2-hydroxyisobutyrate , Examples include methyl benzoate, ethyl benzoate, phenyl acetate, benzyl acetate, methyl phenylacetate, benzyl formate, phenylethyl formate, methyl 3-phenylpropionate, benzyl propionate, ethyl phenylacetate, and 2-phenylethyl acetate. .

現像工程S6(リンス処理を含む)後のパターンを加熱(ポストベークということもある)することもある。ポストベークにより、リンス処理後に残るリンス液を気化し除去することができ、パターンを硬化させることができる。   The pattern after the development step S6 (including rinse treatment) may be heated (sometimes referred to as post-baking). By post-baking, the rinse liquid remaining after the rinse treatment can be vaporized and removed, and the pattern can be cured.

(工程S7)
工程S7では、上記現像工程S6後のパターンをマスクとして下地である基板がエッチング又はイオン注入されることによって基板パターンが形成される。エッチングはプラズマ励起等の雰囲気下でのドライエッチングであってもよく、薬液中に浸漬するウェットエッチングであってもよい。エッチングにより基板パターンが形成された後、パターンが除去される。
(Step S7)
In step S7, a substrate pattern is formed by etching or ion implantation of the underlying substrate using the pattern after the developing step S6 as a mask. The etching may be dry etching under an atmosphere such as plasma excitation, or may be wet etching immersed in a chemical solution. After the substrate pattern is formed by etching, the pattern is removed.

本実施形態のパターン形成方法は、上記パターン露光工程S3及び上記一括露光工程S4を備えることにより、露光後に発生する酸をパターン露光された部分にのみ大幅に増加させることができる。   The pattern forming method according to the present embodiment includes the pattern exposure step S3 and the batch exposure step S4, so that the acid generated after the exposure can be greatly increased only in the pattern-exposed portion.

図4は一括露光時の膜(I)のパターン露光部の吸光度と、未露光部の吸光度とを示すグラフである。膜(I)のパターン露光されていない部分(パターン未露光部)では比較的短い波長を有する紫外線には吸収を示すものの、長い波長を有する紫外線には吸収を示さない。一方、膜(I)のパターン露光された部分(パターン露光部)では上述のように、酸及び増感体が発生する。発生した増感体は250nmを超える波長を有する放射線を吸収するものであり、比較的長い波長を有する紫外線に吸収を示すものである。一括露光ではパターン露光のようにマスクを用いずに膜(I)の全面に対して放射線が照射されるが、パターン未露光部では一括露光工程S4における放射線(I)の吸収は少ない。従って、一括露光工程S4では、パターン露光部において酸発生が起こる。このため、一括露光中にパターン露光部のみで酸を継続的に発生させることができ、リソグラフィ特性を維持しながら感度を向上させることができる。また、本実施形態の[C]金属含有化合物を含有する感放射線性組成物を用いるので、増感体と[C]金属含有化合物との相互作用により、図4におけるパターン露光部の光吸収ピークが長波長側へシフトするなどして、一括露光を行う波長における増感体の吸光度が増大する。その結果、感度をさらに向上させることができる。   FIG. 4 is a graph showing the absorbance of the pattern exposure portion of the film (I) and the absorbance of the unexposed portion during batch exposure. The portion of the film (I) where the pattern is not exposed (pattern unexposed portion) absorbs ultraviolet rays having a relatively short wavelength, but does not absorb ultraviolet rays having a long wavelength. On the other hand, as described above, acid and sensitizer are generated in the pattern-exposed portion (pattern exposed portion) of the film (I). The generated sensitizer absorbs radiation having a wavelength exceeding 250 nm and absorbs ultraviolet rays having a relatively long wavelength. In the batch exposure, radiation is irradiated to the entire surface of the film (I) without using a mask as in pattern exposure, but the radiation (I) is not absorbed in the batch exposure step S4 in the pattern unexposed portion. Therefore, in the collective exposure step S4, acid generation occurs in the pattern exposure portion. For this reason, an acid can be continuously generated only in the pattern exposure part during the batch exposure, and the sensitivity can be improved while maintaining the lithography characteristics. Moreover, since the radiation sensitive composition containing the [C] metal containing compound of this embodiment is used, the light absorption peak of the pattern exposure part in FIG. 4 by interaction with a sensitizer and a [C] metal containing compound is used. Shifts to the longer wavelength side, and the absorbance of the sensitizer increases at the wavelength at which batch exposure is performed. As a result, the sensitivity can be further improved.

図5(a)は従来の化学増幅型レジスト材料を使用したパターン形成方法による酸濃度分布をグラフとして示す概念図である。図2のようにEUV等でパターン露光のみを行った場合、十分な酸を発生させることができず感度が低くなる。感度を向上させるために露光量を上げると、パターンの潜像が劣化(リソグラフィ特性が低下)することから、感度とリソグラフィ特性との両立が困難である。図5(b)は本実施形態に係る感放射線性組成物を使用したパターン形成方法による増感体濃度分布及び酸濃度分布をグラフとして示す概念図である。パターン露光では、パターンの潜像に優れるものの十分な酸が発生していない。しかし、一括露光において、増感体の波長(I)の吸光度が[C]金属含有化合物により増大するので、上記従来の場合に比べて、より多量の酸が発生する。従って、一括露光後には、パターン露光部でのみ酸の量を大幅に増加させることができ、パターンの優れた潜像を維持しながら少ない露光量で感度を向上させることができる。一括露光時の増感体による酸発生機構は室温で起こるため、酸発生時の潜像のにじみが少なく、解像度を維持したまま大幅な高感度化が可能となる。   FIG. 5A is a conceptual diagram showing, as a graph, an acid concentration distribution obtained by a pattern formation method using a conventional chemically amplified resist material. When only pattern exposure is performed by EUV or the like as shown in FIG. 2, sufficient acid cannot be generated and sensitivity is lowered. When the exposure amount is increased in order to improve the sensitivity, the latent image of the pattern deteriorates (lithography characteristics are lowered), and it is difficult to achieve both sensitivity and lithography characteristics. FIG.5 (b) is a conceptual diagram which shows the sensitizer density distribution and acid concentration distribution by the pattern formation method using the radiation sensitive composition which concerns on this embodiment as a graph. In the pattern exposure, although the pattern latent image is excellent, sufficient acid is not generated. However, in the collective exposure, the absorbance of the wavelength (I) of the sensitizer is increased by the [C] metal-containing compound, so that a larger amount of acid is generated than in the conventional case. Therefore, after the collective exposure, the amount of acid can be greatly increased only at the pattern exposure portion, and the sensitivity can be improved with a small exposure while maintaining a latent image having an excellent pattern. Since the acid generation mechanism by the sensitizer during batch exposure occurs at room temperature, there is little blurring of the latent image at the time of acid generation, and a significant increase in sensitivity can be achieved while maintaining the resolution.

<半導体デバイス>
本実施形態に係る半導体デバイスは、上記方法によって形成されたパターンを用いて製造される。図6は本実施形態の半導体デバイスの製造工程の一例を示した断面図である。
<Semiconductor devices>
The semiconductor device according to the present embodiment is manufactured using the pattern formed by the above method. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the manufacturing process of the semiconductor device of this embodiment.

図6(a)はパターン形成工程を示す断面図であり、半導体ウェハ1と、上記半導体ウェハ1上に形成された被エッチング膜3と、上記パターン形成方法により上記被エッチング膜3上に形成されたパターン2との断面図である(現像工程S6終了後に相当)。被エッチング膜としては、例えばアクティブレイヤー、下層絶縁膜、ゲート電極膜、上層絶縁膜等が挙げられる。被エッチング膜3とパターン2との間には、反射防止膜、膜(I)の密着性改善のための下層膜、膜(I)の形状改善のための下層膜が設けられていてもよい。また、多層マスク構造を採用してもよい。図6(b)はエッチング工程を示す断面図であり、半導体ウェハ1と、パターン2と、パターン2をマスクとしてエッチングされた被エッチング膜3の断面図である。被エッチング膜3がパターン2の開口部の形状に沿ってエッチングされている。図6(c)は、半導体ウェハ1と、パターン2が除去された後のエッチングされた被エッチング膜3のパターンとを備えるパターン基板10の断面図である。   FIG. 6A is a cross-sectional view showing a pattern forming process, which is formed on the film to be etched 3 by the semiconductor wafer 1, the film to be etched 3 formed on the semiconductor wafer 1, and the pattern forming method. FIG. 6 is a cross-sectional view of the pattern 2 (corresponding to the end of the development step S6). Examples of the film to be etched include an active layer, a lower insulating film, a gate electrode film, and an upper insulating film. Between the film 3 to be etched and the pattern 2, an antireflection film, a lower layer film for improving the adhesion of the film (I), and a lower layer film for improving the shape of the film (I) may be provided. . A multilayer mask structure may be adopted. FIG. 6B is a cross-sectional view showing the etching process, and is a cross-sectional view of the semiconductor wafer 1, the pattern 2, and the etched film 3 etched using the pattern 2 as a mask. The etched film 3 is etched along the shape of the opening of the pattern 2. FIG. 6C is a cross-sectional view of the pattern substrate 10 including the semiconductor wafer 1 and the pattern of the etched film 3 after the pattern 2 is removed.

この被エッチング膜3のパターンを備える基板を用い、半導体デバイスを形成できる。この形成方法としては、例えばパターン2が除去された被エッチング膜3のパターン間に配線を埋め込み、さらにデバイス素子を基板上に積層する方法等が挙げられる。   A semiconductor device can be formed using a substrate having the pattern of the film 3 to be etched. As this formation method, for example, a method of embedding wiring between the patterns of the etching target film 3 from which the pattern 2 is removed, and further stacking device elements on the substrate can be cited.

<リソグラフィ用マスク>
本実施形態に係るリソグラフィ用マスクは、上記方法によって形成されたパターンを用い、基板を加工して製造される。この製造方法としては、例えばガラス基板表面又はガラス基板表面に形成されたハードマスクを、パターンを用いてエッチングする方法が挙げられる。ここで、リソグラフィ用マスクには、紫外線又は電子線を用いた透過型マスク、EUV光を用いた反射型マスク等が含まれる。リソグラフィ用マスクが透過型マスクの場合、遮光部又は位相シフト部をパターンでマスクして、エッチングで加工することで製造できる。また、リソグラフィ用マスクが反射型のマスクの場合、パターンをマスクにして、エッチングで吸光体を加工することで製造できる。
<Lithography mask>
The lithography mask according to the present embodiment is manufactured by processing a substrate using the pattern formed by the above method. As this manufacturing method, the method of etching the hard mask formed in the glass substrate surface or the glass substrate surface using a pattern, for example is mentioned. Here, the lithography mask includes a transmissive mask using ultraviolet rays or an electron beam, a reflective mask using EUV light, and the like. When the lithography mask is a transmissive mask, it can be manufactured by masking the light shielding portion or the phase shift portion with a pattern and processing it by etching. Further, when the lithography mask is a reflective mask, it can be manufactured by processing the light absorber by etching using the pattern as a mask.

<ナノインプリント用テンプレート>
本実施形態に係るナノインプリント用テンプレートも、上記方法によって形成されたパターンを用いて製造できる。この製造方法としては、例えばガラス基板表面又はガラス基板表面形成されたハードマスク表面にパターンを形成し、エッチングで加工する方法等が挙げられる。
<Template for nanoimprint>
The nanoimprint template according to the present embodiment can also be manufactured using the pattern formed by the above method. Examples of the manufacturing method include a method of forming a pattern on a glass substrate surface or a hard mask surface formed on the glass substrate surface, and processing by etching.

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。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

[合成例1]
40mLの2−クロロエタノール中に、1.06gのジ2−ピリジルケトン(S−1)と12gの炭酸リチウム(LiCO)とを混合し、5時間還流した後、溶媒を減圧除去し、アルミナゲルによるカラムクロマトグラフィー精製を行うことで、下記式(P−1)で表される化合物を収率30%で得た。
[Synthesis Example 1]
In 40 mL of 2-chloroethanol, 1.06 g of di-2-pyridyl ketone (S-1) and 12 g of lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) were mixed and refluxed for 5 hours, and then the solvent was removed under reduced pressure. By performing column chromatography purification using alumina gel, a compound represented by the following formula (P-1) was obtained in a yield of 30%.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

[調製例1]
化合物(S−1)をアセトニトリルに溶解させて、0.0001質量%の溶液を調製した。
[Preparation Example 1]
Compound (S-1) was dissolved in acetonitrile to prepare a 0.0001 mass% solution.

[調製例2]
化合物(S−1)と、トリフルオロメタンスルホン酸銅(II)とを等モルとなるよう混合した後、化合物(S−1)基準で0.0001質量%となるようアセトニトリルに溶解させた。
[Preparation Example 2]
The compound (S-1) and copper (II) trifluoromethanesulfonate were mixed so as to be equimolar, and then dissolved in acetonitrile so as to be 0.0001% by mass based on the compound (S-1).

[調製例3]
化合物(P−1)をアセトニトリルに溶解させて、0.0001質量%の溶液を調製した。
[Preparation Example 3]
Compound (P-1) was dissolved in acetonitrile to prepare a 0.0001 mass% solution.

[調製例4]
化合物(P−1)と、トリフルオロメタンスルホン酸銅(II)とを等モルとなるよう混合した後、化合物(P−1)基準で0.0001質量%となるようアセトニトリルに溶解させた。
[Preparation Example 4]
The compound (P-1) and copper (II) trifluoromethanesulfonate were mixed so as to be equimolar, and then dissolved in acetonitrile so as to be 0.0001% by mass based on the compound (P-1).

[吸光度測定]
上記調製例1〜4で調製した溶液について、アセトニトリルを参照溶媒として分光光度計(日本分光社の「V−670」)を用いて吸光度を測定した。吸光度は、波長250nm以上600nm以下の各波長において、測定溶液の吸光度から参照溶媒の吸光度を差し引くことで求めた。波長320nm以上400nm以下の全波長領域における吸光度の測定値が0.001未満である場合は「透明」と評価し、上記全波長領域において吸光度が0.001以上となる波長が少しでもあった場合は「吸収あり」と評価した。評価結果を下記表1に示す。なお、吸光分析の測定に用いた溶媒であるアセトニトリルの透過率は、波長250nm以上600nm以下の全波長領域において95%以上であることを確認した。
[Absorbance measurement]
About the solution prepared in the said preparation examples 1-4, the light absorbency was measured using the spectrophotometer ("V-670" of JASCO Corporation) by using acetonitrile as a reference solvent. The absorbance was determined by subtracting the absorbance of the reference solvent from the absorbance of the measurement solution at each wavelength of 250 nm to 600 nm. When the measured value of the absorbance in the entire wavelength region of the wavelength of 320 nm or more and 400 nm or less is less than 0.001, it is evaluated as “transparent”, and the wavelength at which the absorbance is 0.001 or more in the entire wavelength region is a little Was rated as “absorbed”. The evaluation results are shown in Table 1 below. In addition, it was confirmed that the transmittance of acetonitrile, which is a solvent used for the measurement of absorption spectrometry, was 95% or more in the entire wavelength region of wavelengths from 250 nm to 600 nm.

Figure 2017173420
Figure 2017173420

表1の結果から明らかなように、増感体として用いるケトン体単独では一括露光波長における吸収を有しなくても、金属含有成分と混合することにより吸収を持つようになる一方で、増感体前駆体では、金属含有成分の有無に関わらず一括露光波長における吸収を有しない。よって、増感体前駆体と金属含有成分とを両方含有する本発明の感放射線性組成物において、パターン露光と一括露光との組合せによる感度増大の効果を発揮することが期待される。   As is clear from the results in Table 1, the ketone body used alone as a sensitizer does not have absorption at the batch exposure wavelength, but has absorption by mixing with a metal-containing component, while sensitization. The body precursor has no absorption at the batch exposure wavelength regardless of the presence or absence of the metal-containing component. Therefore, in the radiation-sensitive composition of the present invention containing both the sensitizer precursor and the metal-containing component, it is expected that the effect of increasing the sensitivity by combining the pattern exposure and the collective exposure is exhibited.

本発明の感放射線性組成物は、250nm以下の波長を有するEUV光、電子線、イオンビーム等の電離放射線又はKrFエキシマレーザー及びArFエキシマレーザー等の非電離放射線をパターン露光光として用いた場合において優れた感度を発揮することが可能である。また、当該感放射線性組成物は、当該パターン形成方法に好適に用いることができる。   When the radiation-sensitive composition of the present invention uses ionizing radiation such as EUV light having a wavelength of 250 nm or less, electron beam, ion beam, or non-ionizing radiation such as KrF excimer laser and ArF excimer laser as pattern exposure light. It is possible to exhibit excellent sensitivity. Moreover, the said radiation sensitive composition can be used suitably for the said pattern formation method.

1 半導体ウェハ
2 パターン
3 被エッチング膜
1 Semiconductor wafer 2 Pattern 3 Etched film

Claims (5)

酸解離性基を含む構造単位を有する重合体と、
露光により250nmを超える波長を有する第1放射線を吸収する増感体を発生する増感体前駆体と、
金属含有化合物と、
溶媒と
を含有し、
上記増感体前駆体が、下記(a)及び(b)成分の少なくとも一方を含む感放射線性組成物。
(a)250nm以下の波長を有する第2放射線を照射し上記第1放射線を照射しない場合に酸と上記増感体とを発生し、かつ上記第2放射線を照射せず上記第1放射線のみを照射した場合に上記酸及び増感体を実質的に発生しない感放射線性酸−増感体発生体
(b)上記第2放射線を照射し上記第1放射線を放射しない場合に上記増感体を発生し、かつ上記第2放射線を照射せず上記第1放射線のみを照射した場合に上記増感体を実質的に発生しない感放射線性増感体発生体
A polymer having a structural unit containing an acid dissociable group;
A sensitizer precursor that generates a sensitizer that absorbs first radiation having a wavelength greater than 250 nm upon exposure;
A metal-containing compound;
Containing a solvent and
The radiation-sensitive composition in which the sensitizer precursor contains at least one of the following components (a) and (b).
(A) When the second radiation having a wavelength of 250 nm or less is irradiated and the first radiation is not irradiated, an acid and the sensitizer are generated, and only the first radiation is not irradiated with the second radiation. Radiation-sensitive acid-sensitizer generator that does not substantially generate the acid and sensitizer when irradiated (b) When the second radiation is irradiated and the first radiation is not emitted, the sensitizer is A radiation-sensitive sensitizer generator that is generated and does not substantially generate the sensitizer when irradiated with only the first radiation without irradiating the second radiation.
感放射線性酸発生体をさらに含有する請求項1に記載の感放射線性組成物。   The radiation-sensitive composition according to claim 1, further comprising a radiation-sensitive acid generator. 上記金属含有化合物が、遷移金属含有化合物である請求項1又は請求項2に記載の感放射線性組成物。   The radiation-sensitive composition according to claim 1 or 2, wherein the metal-containing compound is a transition metal-containing compound. 上記金属含有化合物が、錯体又は塩である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の感放射線性組成物。   The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the metal-containing compound is a complex or a salt. 基板の少なくとも一方の面に請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の感放射線性組成物を使用して膜を形成する膜形成工程と、
上記膜に250nm以下の波長を有する放射線を照射するパターン露光工程と、
上記パターン露光工程後の上記膜に250nmを超える波長を有する放射線を照射する一括露光工程と、
上記一括露光工程後の上記膜を加熱するベーク工程と、
上記ベーク工程後の上記膜を現像液に接触させる現像工程と
を備えるパターン形成方法。
A film forming step of forming a film on at least one surface of the substrate using the radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 4;
A pattern exposure step of irradiating the film with radiation having a wavelength of 250 nm or less;
A batch exposure step of irradiating the film after the pattern exposure step with radiation having a wavelength of more than 250 nm;
A baking step for heating the film after the batch exposure step;
A pattern forming method comprising: a developing step of bringing the film after the baking step into contact with a developer.
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