JP2019032349A - Patterning method, method for producing electronic device and resin composition for reverse pattern - Google Patents

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Abstract

To provide a patterning method that can form a fine reverse pattern in which the occurrence of a bridge fault is prevented.SOLUTION: A patterning method has includes the steps of (a) applying an active ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (A) that has its polarity increased by the action of an acid, to a substrate to form a first film 30, (b) exposing the first film 30, (c) patterning the exposed first film 3 by image development, to form a first pattern 30a, (d) applying a resin composition for reverse pattern to the first pattern, to form a second film 40, and (e) removing the first pattern 30a with a treatment liquid to pattern the second film, thereby forming a second pattern 40a having a reversed shape of the first. The resin composition for reverse pattern contains two or more resins, and at least two of the resins have different dissolution rates in the treatment liquid.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法及びパターン反転用樹脂組成物に関する。より詳細には、本発明は、IC(Integrated Circuit)等の半導体製造工程、液晶及びサーマルヘッド等の回路基板の製造、並びにその他のフォトファブリケーションのリソグラフィー工程に好適な、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法及びパターン反転用樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a pattern forming method, an electronic device manufacturing method, and a pattern reversal resin composition. More specifically, the present invention relates to a pattern forming method and an electronic device suitable for semiconductor manufacturing processes such as IC (Integrated Circuit), circuit boards such as liquid crystal and thermal head, and other photofabrication lithography processes. And a resin composition for pattern reversal.

KrFエキシマレーザー(248nm)用レジスト以降、光吸収による感度低下を補うべく、化学増幅を利用したパターン形成方法が用いられている。例えば、ポジ型の化学増幅法では、まず、露光部に含まれる光酸発生剤が、光照射により分解して酸を発生する。そして、露光後のベーク(Post Exposure Bake;PEB)過程等において発生した酸の触媒作用により、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含まれるアルカリ不溶性の基をアルカリ可溶性の基に変化させる。その後、例えばアルカリ溶液を用いて、現像を行う。これにより、露光部を除去して、所望のパターンを得る。   Since the resist for KrF excimer laser (248 nm), a pattern formation method using chemical amplification has been used to compensate for the sensitivity reduction due to light absorption. For example, in the positive chemical amplification method, first, a photoacid generator contained in an exposed portion is decomposed by light irradiation to generate an acid. The alkali-insoluble group contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is changed to an alkali-soluble group by the catalytic action of the acid generated in the post exposure bake (PEB) process. . Thereafter, development is performed using, for example, an alkaline solution. Thereby, an exposed part is removed and a desired pattern is obtained.

上記方法において、アルカリ現像液としては、種々のものが提案されている。例えば、このアルカリ現像液として、2.38質量%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液)の水系アルカリ現像液が汎用的に用いられている。   In the above method, various alkali developers have been proposed. For example, as this alkaline developer, a 2.38 mass% TMAH (tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) aqueous alkaline developer is generally used.

半導体素子の微細化のために、露光光源の短波長化及び投影レンズの高開口数(高NA)化が進み、現在では、193nmの波長を有するArFエキシマレーザーを光源とする露光機が開発されている。解像力を更に高める技術として、投影レンズと試料との間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)を満たす方法(即ち、液浸法)が提唱されている。また、更に短い波長(13.5nm)の紫外光で露光を行なうEUVリソグラフィも提唱されている。   To reduce the size of semiconductor elements, the exposure light source has become shorter and the projection lens has a higher numerical aperture (high NA). Currently, an exposure machine using an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm as a light source has been developed. ing. As a technique for further increasing the resolving power, a method of filling a liquid having a high refractive index (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) between the projection lens and the sample (that is, an immersion method) has been proposed. In addition, EUV lithography in which exposure is performed with ultraviolet light having a shorter wavelength (13.5 nm) has also been proposed.

このような現状のもと、ポジ型パターンの形成方法に関する種々の技術が提案されている。また、現在主流のポジ型だけではなく、ネガ型現像液、即ち、有機溶剤を含んだ現像液(以下、「有機系現像液」ともいう。)を用いたネガ型パターンの形成方法も開発されている。これは、半導体素子等の製造にあたってはライン、トレンチ、ホールなど種々の形状を有するパターン形成の要請がある一方、現状のポジ型化学増幅法では形成することが難しいパターンが存在するためである。   Under such circumstances, various techniques relating to a method for forming a positive pattern have been proposed. In addition to the current mainstream positive type, a negative type developer, that is, a negative pattern forming method using a developer containing an organic solvent (hereinafter also referred to as “organic developer”) has been developed. ing. This is because, in the manufacture of semiconductor elements and the like, there is a demand for forming patterns having various shapes such as lines, trenches, and holes, but there are patterns that are difficult to form by the current positive chemical amplification method.

また、種々の形状の微細パターンを解像するための技術として、最近では、ネガ型パターンをポジ型パターンに反転させる技術が種々提案されている。このような技術の一つとして、有機系現像液を用いた現像により形成されたネガ型レジストパターン上に、パターン反転用樹脂組成物を塗布してパターン反転用膜を形成した後、アルカリ現像により上記ネガ型レジストパターンを除去してパターン反転用膜をパターニングすることにより、上記ネガ型レジストパターンのイメージが反転したパターンを形成するという技術がある(例えば、特許文献1及び2を参照)。   Recently, various techniques for reversing a negative pattern into a positive pattern have been proposed as techniques for resolving fine patterns of various shapes. As one of such technologies, a pattern reversal resin composition is applied on a negative resist pattern formed by development using an organic developer to form a pattern reversal film, and then subjected to alkali development. There is a technique of forming a pattern in which an image of the negative resist pattern is inverted by removing the negative resist pattern and patterning a pattern inversion film (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2015−125387号公報JP2015-125387A 特開2014−106298号公報JP 2014-106298 A

本発明者等による鋭意研究の結果、上述したパターン反転技術を用いて微細なパターンを形成する場合、ブリッジ欠陥の問題が発生しやすく、更なる改善の余地のあることがわかった。   As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that when a fine pattern is formed using the above-described pattern inversion technique, a problem of a bridge defect is likely to occur and there is room for further improvement.

本発明は、上記事情に鑑み開発されたものであり、ブリッジ欠陥の発生が抑制された微細な反転パターンを形成することができるパターン形成方法を提供することを課題とする。また、本発明は、このパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法、及び、このパターン形成方法に有用なパターン反転用樹脂組成物を提供することを課題とする。   This invention is developed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the pattern formation method which can form the fine inversion pattern by which generation | occurrence | production of the bridge defect was suppressed. Moreover, this invention makes it a subject to provide the resin composition for pattern inversion useful for the manufacturing method of an electronic device containing this pattern formation method, and this pattern formation method.

本発明は、一態様において、以下の通りである。
[1]
(a)酸の作用により極性が増大する樹脂(A)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を、基板上に塗布して第一の膜を形成する工程、
(b)第一の膜を露光する工程、
(c)露光された第一の膜を現像によりパターニングし、第一のパターンを形成する工程、
(d)第一のパターン上に、パターン反転用樹脂組成物を塗布して第二の膜を形成する工程、及び、
(e)処理液を用いて第一のパターンを除去することにより第二の膜をパターニングし、第一のパターンの形状が反転した第二のパターンを形成する工程
を含むパターン形成方法であって、
前記パターン反転用樹脂組成物は、2種以上の樹脂を含有し、前記樹脂の少なくとも2種は、前記処理液に対する溶解速度が互いに異なるパターン形成方法。
In one aspect, the present invention is as follows.
[1]
(A) a step of applying an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (A) whose polarity is increased by the action of an acid onto a substrate to form a first film;
(B) exposing the first film;
(C) patterning the exposed first film by development to form a first pattern;
(D) applying a resin composition for pattern reversal on the first pattern to form a second film; and
(E) A pattern forming method including a step of patterning a second film by removing a first pattern using a treatment liquid and forming a second pattern in which the shape of the first pattern is reversed. ,
The pattern reversal resin composition contains two or more kinds of resins, and at least two kinds of the resins have different dissolution rates in the treatment liquid.

[2]
現像工程(c)が、有機溶剤を含む現像液を用いて第一の膜を現像することによりネガ型パターンを形成する工程である、[1]に記載のパターン形成方法。
[3]
前記処理液がアルカリ性溶液である、[1]又は[2]に記載のパターン形成方法。
[2]
The pattern forming method according to [1], wherein the developing step (c) is a step of forming a negative pattern by developing the first film using a developer containing an organic solvent.
[3]
The pattern forming method according to [1] or [2], wherein the treatment liquid is an alkaline solution.

[4]
前記処理液に対する溶解速度が互いに異なる少なくとも2種の樹脂のうち、前記処理液に対する溶解速度がより高い樹脂として少なくとも1種のアルカリ可溶樹脂を含有し、前記処理液に対する溶解速度がより低い樹脂として少なくとも1種のアルカリ不溶樹脂を含有する、[1]〜[3]のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
[4]
Among at least two types of resins having different dissolution rates in the treatment liquid, the resin contains at least one alkali-soluble resin as a resin having a higher dissolution rate in the treatment liquid and has a lower dissolution rate in the treatment liquid. The pattern forming method according to any one of [1] to [3], which contains at least one alkali-insoluble resin.

[5]
前記処理液に対する溶解速度が互いに異なる少なくとも2種の樹脂のうち、前記処理液に対する溶解速度がより高い樹脂の少なくとも1種が、フッ素原子、珪素原子、及び、該樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造のいずれか1種以上を有する、[1]〜[4]のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
[5]
Of at least two resins having different dissolution rates in the treatment liquid, at least one resin having a higher dissolution rate in the treatment liquid is contained in fluorine atoms, silicon atoms, and side chain portions of the resin. The pattern forming method according to any one of [1] to [4], which has any one or more of CH 3 partial structures.

[6]
現像工程(c)とパターン反転工程(e)との間にベークを行う工程を少なくとも1回含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
[6]
The pattern formation method of any one of Claims 1-5 including the process of baking at least once between a image development process (c) and a pattern inversion process (e).

[7]
現像工程(c)と第二の膜を形成する工程(d)との間、及び、第二の膜を形成する工程(d)とパターン反転工程(e)との間に、ベークを行う工程を含む、[6]に記載のパターン形成方法。
[7]
Baking process between the development process (c) and the second film forming process (d) and between the second film forming process (d) and the pattern reversal process (e). The pattern forming method according to [6], including:

[8]
前記パターン反転用樹脂組成物がさらに熱酸発生剤を含有する、[1]〜[7]のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
[8]
The pattern forming method according to any one of [1] to [7], wherein the resin composition for pattern reversal further contains a thermal acid generator.

[9]
[1]〜[8]のいずれか1項に記載のパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法。
[9]
The manufacturing method of an electronic device containing the pattern formation method of any one of [1]-[8].

[10]
レジストパターンをアルカリ性溶液で除去して該レジストパターンに対する反転パターンを得るパターン形成方法に用いられるパターン反転用樹脂組成物であって、前記アルカリ性溶液に対する溶解速度が互いに異なる2種の樹脂を含有するパターン反転用樹脂組成物。
[10]
A pattern reversal resin composition used in a pattern forming method for removing a resist pattern with an alkaline solution to obtain a reversal pattern for the resist pattern, the pattern comprising two types of resins having different dissolution rates in the alkaline solution Inversion resin composition.

本発明により、ブリッジ欠陥の発生が抑制された微細な反転パターンを形成することができるパターン形成方法を提供することが可能となった。また、本発明により、このパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法、及び、このパターン形成方法に有用なパターン反転用樹脂組成物を提供することが可能となった。   According to the present invention, it is possible to provide a pattern forming method capable of forming a fine reversal pattern in which generation of bridge defects is suppressed. In addition, according to the present invention, it is possible to provide an electronic device manufacturing method including this pattern forming method and a pattern reversal resin composition useful for this pattern forming method.

図1(a)〜(e)は、それぞれ、本発明の一実施形態に係るパターン形成方法を説明するための概略断面図である。1A to 1E are schematic sectional views for explaining a pattern forming method according to an embodiment of the present invention. 図2Aは、反転前のレジストパターン(第一のパターン)の走査型電子顕微鏡による観察像である。FIG. 2A is an image observed by a scanning electron microscope of the resist pattern (first pattern) before inversion. 図2Bは、本発明の一実施形態に係るパターン形成方法により得られた反転パターン(第二のパターン)の走査型電子顕微鏡による観察像である。FIG. 2B is an image observed by a scanning electron microscope of the reverse pattern (second pattern) obtained by the pattern forming method according to the embodiment of the present invention. 図2Cは、比較例に係るパターン形成方法により得られた反転パターンであって、樹脂成分として、処理液に溶解しない1種の樹脂のみ含有するパターン反転用樹脂組成物を用いたパターン形成方法により得られた反転パターンの走査型電子顕微鏡による観察像である。FIG. 2C is a reversal pattern obtained by the pattern formation method according to the comparative example, and a pattern formation method using a pattern reversal resin composition containing only one kind of resin that does not dissolve in the treatment liquid as a resin component. It is an observation image by the scanning electron microscope of the obtained inversion pattern.

本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。   In the description of the group (atomic group) in this specification, the notation which does not describe substitution and non-substitution includes the thing which has a substituent with the thing which does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

また、本明細書における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外(Extreme ultra violet;EUV)線、X線又は電子線(Electron Beam;EB)を意味している。また、本発明において「光」とは、活性光線又は放射線を意味している。   In addition, the term “active light” or “radiation” in the present specification refers to, for example, an emission line spectrum of a mercury lamp, a far ultraviolet ray represented by an excimer laser, an extreme ultra violet (EUV) ray, an X ray or an electron beam ( Electron Beam (EB). In the present invention, “light” means actinic rays or radiation.

また、本明細書における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線及びEUV光等による露光のみならず、電子線及びイオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
In addition, the term “exposure” in the present specification is not limited to exposure with far-ultraviolet rays such as mercury lamps and excimer lasers, X-rays and EUV light, but also with particle beams such as electron beams and ion beams, unless otherwise specified. Drawing is also included in the exposure.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明のパターン形成方法は、
(a)酸の作用により極性が増大する樹脂(A)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を、基板上に塗布して第一の膜を形成する工程、
(b)第一の膜を露光する工程、
(c)露光された第一の膜を現像によりパターニングし、第一のパターンを形成する工程、
(d)第一のパターン上に、パターン反転用樹脂組成物を塗布して第二の膜を形成する工程、及び、
(e)処理液を用いて第一のパターンを除去することにより第二の膜をパターニングし、第一のパターンの形状が反転した第二のパターンを形成する工程
を含む。
The pattern forming method of the present invention comprises:
(A) a step of applying an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (A) whose polarity is increased by the action of an acid onto a substrate to form a first film;
(B) exposing the first film;
(C) patterning the exposed first film by development to form a first pattern;
(D) applying a resin composition for pattern reversal on the first pattern to form a second film; and
(E) The process of patterning a 2nd film | membrane by removing a 1st pattern using a process liquid, and forming the 2nd pattern in which the shape of the 1st pattern was reversed is included.

そして、本発明のパターン形成方法は、上記パターン反転用樹脂組成物として、2種以上の樹脂を含有し、その中の少なくとも2種の樹脂は、上記処理液に対する溶解速度が互いに異なる組成物を用いることを特徴の一つとする。   And the pattern formation method of this invention contains 2 or more types of resin as said resin composition for pattern inversion, and at least 2 types of resin in it has the composition from which the melt | dissolution rate with respect to the said process liquid differs mutually. One of the features is the use.

本発明者等による鋭意研究の結果、上記工程(a)〜工程(e)を含む従来のパターン反転技術においては、ブリッジ欠陥が生じやすく、その原因として、第二の膜であるパターン反転用膜の表層部が、第一のパターンを除去(剥離)するために用いられる処理液に対する溶解性不十分のため残存することにあると見出された。   As a result of intensive studies by the present inventors, in the conventional pattern reversal technique including the steps (a) to (e), a bridge defect is likely to occur, and the cause thereof is a film for pattern reversal that is the second film. It has been found that the surface layer portion of the layer remains due to insufficient solubility in the treatment liquid used for removing (peeling) the first pattern.

そして、本発明は、第二の膜であるパターン反転用膜を形成するパターン反転用樹脂組成物の主成分として、上記処理液に対する溶解速度が互いに異なる少なくとも2種の樹脂を組み合わせて用いることが、上記パターン反転技術におけるブリッジ欠陥の抑制に有効であるという本発明者等により見出された知見に基づき完成されたものである。   And this invention uses as a main component of the pattern reversal resin composition which forms the film for pattern reversal which is a 2nd film | membrane, combining and using at least 2 type of resin from which the melt | dissolution rate with respect to the said process liquid mutually differs. The present invention has been completed based on the knowledge found by the present inventors that it is effective in suppressing bridge defects in the pattern inversion technique.

以下、図1を参照しながら本発明のパターン形成方法について説明し、次いで、パターン反転用樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の順で説明する。   Hereinafter, the pattern forming method of the present invention will be described with reference to FIG. 1, and then the pattern reversal resin composition, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition will be described in this order.

<<パターン形成方法>>
本発明のパターン形成方法は、以下に説明するように、第一の膜を形成する工程(a)、露光工程(b)、現像工程(c)、第二の膜を形成する工程(d)及びパターン反転工程(e)を含む。本発明のパターン形成方法は、一形態において、現像工程(c)とパターン反転工程(e)との間にベーク工程を少なくとも1回含むことが好ましく、他の形態において、現像工程(c)と第二の膜を形成する工程(d)との間、及び/又は、第二の膜を形成する工程(d)とパターン反転工程(e)との間にベーク工程を含むことが好ましい。
<< Pattern Forming Method >>
The pattern forming method of the present invention includes a step (a) for forming a first film, an exposure step (b), a developing step (c), and a step (d) for forming a second film, as will be described below. And a pattern inversion step (e). In one embodiment, the pattern forming method of the present invention preferably includes at least one baking step between the development step (c) and the pattern reversal step (e), and in another embodiment, the development step (c) A baking step is preferably included between the step (d) of forming the second film and / or between the step (d) of forming the second film and the pattern inversion step (e).

<第一の膜を形成する工程(a)>
本発明のパターン形成方法は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布して第一の膜(以下、「感活性光線性又は感放射線性膜」又は「レジスト膜」ともいう。)を形成する工程(a)を含む。
<Step (a) of Forming First Film>
In the pattern forming method of the present invention, an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is applied onto a substrate and a first film (hereinafter referred to as “activatable light-sensitive or radiation-sensitive film” or “resist film”) is used. Step (a).

より具体的には、図1(a)に示すように、通常、基板10上には被加工層20が形成されており、被加工層20上に感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布することにより、感活性光線性又は感放射線性膜(第一の膜)30が被加工層20上に形成される。   More specifically, as shown in FIG. 1 (a), a processed layer 20 is usually formed on the substrate 10, and the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is formed on the processed layer 20. As a result, an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film (first film) 30 is formed on the work layer 20.

基板上への感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の塗布は、スピンコーター等の適当な塗布方法により行うことができる。   Application of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition on the substrate can be performed by an appropriate application method such as a spin coater.

感活性光線性又は感放射線性膜の膜厚には特に制限はないが、好ましくは10〜500nmの範囲に、より好ましくは10〜200nmの範囲に、更により好ましくは10〜80nmの範囲に調整する。スピナーにより感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布する場合、その回転速度は、通常500〜3000rpm、好ましくは800〜2000rpm、より好ましくは1000〜1500rpmである。   The film thickness of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is not particularly limited, but is preferably adjusted in the range of 10 to 500 nm, more preferably in the range of 10 to 200 nm, and still more preferably in the range of 10 to 80 nm. To do. When the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is applied by a spinner, the rotation speed is usually 500 to 3000 rpm, preferably 800 to 2000 rpm, more preferably 1000 to 1500 rpm.

被加工層20としては、集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン、二酸化シリコン被覆)を用いることができる。   As the layer to be processed 20, a substrate (eg, silicon, silicon dioxide coating) used for manufacturing an integrated circuit element can be used.

また、被加工層20は、必要により、無機あるいは有機反射防止膜具備していてもよい。反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。   Moreover, the to-be-processed layer 20 may be equipped with the inorganic or organic anti-reflective film as needed. As the antireflection film, any of an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and amorphous silicon, and an organic film type made of a light absorber and a polymer material can be used. In addition, as the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series, DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR-3, AR-5 manufactured by Shipley, etc. may be used. it can.

<ベーク工程(1)>
本発明の一形態において、上記感活性光線性又は感放射線性膜は、乾燥されることが好ましく、乾燥の段階では加熱(プリベーク)(Prebake;PB)を行うことが好ましい。
<Bake process (1)>
In one embodiment of the present invention, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is preferably dried, and preferably heated (prebaked) (PB) at the drying stage.

加熱(PB)の温度は60〜200℃で行うことが好ましく、80〜150℃で行うことがより好ましく、90〜140℃で行うことが更に好ましい。
加熱(PB)の時間は、特に制限はないが、30〜300秒が好ましく、30〜180秒がより好ましく、30〜90秒が更に好ましい。
加熱(PB)は通常の露光・現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行ってもよい。
The heating (PB) temperature is preferably 60 to 200 ° C, more preferably 80 to 150 ° C, and still more preferably 90 to 140 ° C.
The heating (PB) time is not particularly limited, but is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, and still more preferably 30 to 90 seconds.
Heating (PB) can be performed by means provided in a normal exposure / developing machine, and may be performed using a hot plate or the like.

<露光工程(b)>
本発明のパターン形成方法は、工程(a)の後、図1(b)に示すように、感活性光線性又は感放射線性膜(第一の膜)30を露光する工程(b)を含む。
<Exposure step (b)>
The pattern formation method of this invention includes the process (b) which exposes the actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive film | membrane (1st film | membrane) 30 after a process (a), as shown in FIG.1 (b). .

本発明において、露光装置に用いられる光源波長に制限は無いが、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、極紫外線(Extreme ultra violet;EUV)光、X線、電子線(Electron beam: EB)等を挙げることができ、好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下、特に好ましくは1〜200nmの波長の遠紫外光、具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、Fエキシマレーザー(157nm)、X線、EUV光(13nm)、電子線(EB)等であり、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、X線、EUV光又は電子線が好ましく、ArFエキシマレーザー、電子線、X線又はEUV光であることがより好ましい。 In the present invention, the wavelength of the light source used in the exposure apparatus is not limited, but infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultra violet (EUV) light, X-ray, electron beam (electron beam). EB) and the like, preferably far ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, more preferably 220 nm or less, particularly preferably 1 to 200 nm, specifically KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser ( 193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, EUV light (13 nm), electron beam (EB), etc., preferably KrF excimer laser, ArF excimer laser, X-ray, EUV light or electron beam, ArF excimer Laser, electron beam, X-ray or EUV light is more preferable.

極紫外線(EUV)光などを露光源とする場合、形成した膜に、所定のマスクを通してEUV光(13nm付近)を照射することが好ましい。電子ビーム(EB)の照射では、マスクを介さない描画(直描)が一般的である。   When extreme ultraviolet (EUV) light or the like is used as an exposure source, it is preferable to irradiate the formed film with EUV light (around 13 nm) through a predetermined mask. In irradiation with an electron beam (EB), drawing (direct drawing) without using a mask is common.

本発明に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物から形成された感活性光線性又は感放射線性膜について、活性光線又は放射線の照射時に、膜とレンズの間に空気よりも屈折率の高い液体(液浸媒体)を満たして露光(液浸露光)を行ってもよい。これにより解像性を高めることができる。用いる液浸媒体としては空気よりも屈折率の高い液体であればいずれのものでも用いることができるが好ましくは純水である。   The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film formed from the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the present invention has a refractive index that is higher than that of air between the film and the lens when irradiated with actinic rays or radiation. Exposure (immersion exposure) may be performed by filling a high liquid (immersion medium). Thereby, resolution can be improved. As the immersion medium to be used, any liquid can be used as long as it has a higher refractive index than air, but pure water is preferred.

液浸露光する際に使用する液浸液について、以下に説明する。   The immersion liquid used for the immersion exposure will be described below.

液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつレジスト膜上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう、屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのが好ましい。   The immersion liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure wavelength and has a refractive index temperature coefficient as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected onto the resist film. In addition, it is preferable to use water from the viewpoint of easy availability and ease of handling.

また、更に屈折率が向上できるという点で屈折率1.5以上の媒体を用いることもできる。この媒体は、水溶液でもよく有機溶剤でもよい。   Further, a medium having a refractive index of 1.5 or more can be used in that the refractive index can be further improved. This medium may be an aqueous solution or an organic solvent.

液浸液として水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させるために、ウェハ上のレジスト膜を溶解させず、且つレンズ素子の下面の光学コートに対する影響が無視できる添加剤(液体)を僅かな割合で添加しても良い。その添加剤としては水とほぼ等しい屈折率を有する脂肪族系のアルコールが好ましく、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。水とほぼ等しい屈折率を有するアルコールを添加することにより、水中のアルコール成分が蒸発して含有濃度が変化しても、液体全体としての屈折率変化を極めて小さくできるといった利点が得られる。一方で、屈折率が水と大きく異なる不純物が混入した場合、レジスト膜上に投影される光学像の歪みを招くため、使用する水としては、蒸留水が好ましい。更にイオン交換フィルター等を通して濾過を行った純水を用いてもよい。   When water is used as the immersion liquid, the surface tension of the water is decreased and the surface activity is increased, so that the resist film on the wafer is not dissolved and the influence on the optical coating on the lower surface of the lens element can be ignored. An additive (liquid) may be added in a small proportion. The additive is preferably an aliphatic alcohol having a refractive index substantially equal to that of water, and specifically includes methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like. By adding an alcohol having a refractive index substantially equal to that of water, even if the alcohol component in water evaporates and the content concentration changes, an advantage that the change in the refractive index of the entire liquid can be made extremely small can be obtained. On the other hand, when an impurity whose refractive index is significantly different from that of water is mixed, the optical image projected on the resist film is distorted, so that distilled water is preferable as the water to be used. Further, pure water filtered through an ion exchange filter or the like may be used.

水の電気抵抗は、18.3MΩcm以上であることが望ましく、TOC(Total Organic Carbon; 全有機炭素)濃度は20ppb(parts per billion)以下であることが望ましく、脱気処理をしていることが望ましい。
また、液浸液の屈折率を高めることにより、リソグラフィー性能を高めることが可能である。このような観点から、屈折率を高めるような添加剤を水に加えたり、水の代わりに重水(DO)を用いてもよい。
The electrical resistance of water is desirably 18.3 MΩcm or more, the TOC (Total Organic Carbon) concentration is desirably 20 ppb (parts per billion) or less, and deaeration treatment is performed. desirable.
Moreover, it is possible to improve lithography performance by increasing the refractive index of the immersion liquid. From such a viewpoint, an additive that increases the refractive index may be added to water, or heavy water (D 2 O) may be used instead of water.

本発明の組成物による膜と液浸液との間には、膜を直接、液浸液に接触させないために、液浸液難溶性膜(以下、「トップコート」ともいう)を設けてもよい。トップコートに必要な機能としては、組成物膜上層部への塗布適性、液浸液難溶性である。トップコートは、組成物膜と混合せず、更に組成物膜上層に均一に塗布できることが好ましい。   An immersion liquid poorly soluble film (hereinafter also referred to as “topcoat”) may be provided between the film of the composition of the present invention and the immersion liquid so that the film does not directly contact the immersion liquid. Good. The functions necessary for the top coat are suitability for application to the upper layer portion of the composition film and poor solubility of the immersion liquid. It is preferable that the top coat is not mixed with the composition film and can be uniformly applied to the upper layer of the composition film.

トップコートは、具体的には、炭化水素ポリマー、アクリル酸エステルポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリビニルエーテル、シリコン含有ポリマー、フッ素含有ポリマーなどが挙げられる。トップコートから液浸液へ不純物が溶出すると光学レンズを汚染するという観点からは、トップコートに含まれるポリマーの残留モノマー成分は少ない方が好ましい。   Specific examples of the topcoat include hydrocarbon polymers, acrylic ester polymers, polymethacrylic acid, polyacrylic acid, polyvinyl ether, silicon-containing polymers, fluorine-containing polymers, and the like. From the viewpoint of contaminating the optical lens when impurities are eluted from the top coat into the immersion liquid, it is preferable that the residual monomer component of the polymer contained in the top coat is small.

トップコートを剥離する際は、現像液を使用してもよいし、別途剥離剤を使用してもよい。剥離剤としては、膜への浸透が小さい溶剤が好ましい。剥離工程が膜の現像処理工程と同時にできるという点では、有機溶媒を含んだ現像液で剥離できることが好ましい。   When peeling the top coat, a developer may be used, or a separate release agent may be used. As the release agent, a solvent having low penetration into the film is preferable. From the viewpoint that the peeling step can be performed at the same time as the film development processing step, it is preferable that the peeling step can be performed with a developer containing an organic solvent.

トップコートと液浸液との間には屈折率の差がない方が、解像力が向上する。液浸液として水を用いる場合には、トップコートは、液浸液の屈折率に近いことが好ましい。屈折率を液浸液に近くするという観点からは、トップコート中にフッ素原子を有することが好ましい。また、透明性・屈折率の観点から薄膜の方が好ましい。   The resolution is improved when there is no difference in refractive index between the top coat and the immersion liquid. When water is used as the immersion liquid, the top coat is preferably close to the refractive index of the immersion liquid. From the viewpoint of making the refractive index close to the immersion liquid, it is preferable to have fluorine atoms in the topcoat. A thin film is more preferable from the viewpoint of transparency and refractive index.

トップコートは、膜と混合せず、更に液浸液とも混合しないことが好ましい。この観点から、液浸液が水の場合には、トップコートに使用される溶剤は、本発明の組成物に使用される溶媒に難溶で、かつ非水溶性の媒体であることが好ましい。更に、液浸液が有機溶剤である場合には、トップコートは水溶性であっても非水溶性であってもよい。   The topcoat is preferably not mixed with the membrane and further not mixed with the immersion liquid. From this point of view, when the immersion liquid is water, the solvent used for the top coat is preferably a water-insoluble medium that is hardly soluble in the solvent used for the composition of the present invention. Further, when the immersion liquid is an organic solvent, the topcoat may be water-soluble or water-insoluble.

<ベーク工程(2)>
本発明のパターン形成方法は、上述した露光工程(b)の後、且つ、後述する現像工程(c)の前に、ベーク(加熱)(Post Exposure Bake;PEB)を行うことが好ましい。
加熱(PEB)の温度は60〜150℃で行うことが好ましく、80〜150℃で行うことがより好ましく、90〜140℃で行うことが更に好ましい。
加熱(PEB)の時間は特に限定されないが、30〜300秒が好ましく、30〜180秒がより好ましく、30〜90秒が更に好ましい。
加熱(PEB)のは通常の露光・現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行ってもよい。
PEBにより露光部の反応が促進され、感度やパターンプロファイルが改善する。
<Bake process (2)>
In the pattern forming method of the present invention, it is preferable to perform post exposure bake (PEB) after the exposure step (b) described above and before the development step (c) described later.
The heating (PEB) temperature is preferably 60 to 150 ° C, more preferably 80 to 150 ° C, and still more preferably 90 to 140 ° C.
The time for heating (PEB) is not particularly limited, but is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, and still more preferably 30 to 90 seconds.
Heating (PEB) can be performed by means provided in a normal exposure / developing machine, and may be performed using a hot plate or the like.
PEB promotes the reaction of the exposed area and improves the sensitivity and pattern profile.

<現像工程(c)>
本発明のパターン形成方法は、露光工程(b)の後、露光された感活性光線性又は感放射線性膜(第一の膜)を、現像液を用いて現像してパターニングする工程(c)を含む。この現像により、感活性光線性又は感放射線性膜の一部が除去されてなる空間部(凹部)と、除去されない残膜部(凸部)とを含む第一のパターンが形成される。
<Development step (c)>
In the pattern forming method of the present invention, after the exposure step (b), the exposed actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film (first film) is developed with a developer and patterned (c). including. By this development, a first pattern including a space portion (concave portion) from which a part of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is removed and a remaining film portion (convex portion) that is not removed is formed.

現像液工程(c)において使用できる現像液は、有機溶剤を含む現像液(以下、「有機系現像液」ともいう。)であってもよいし、アルカリ現像液であってもよく、形成される第一のパターンは、ネガ型パターンであってもよいし、ポジ型パターンであってもよい。   The developer that can be used in the developer step (c) may be a developer containing an organic solvent (hereinafter also referred to as “organic developer”) or an alkali developer, and is formed. The first pattern may be a negative pattern or a positive pattern.

現像工程(c)としては、有機溶剤を含む現像液を用いてネガ型パターンを形成する工程と、アルカリ現像液を用いてポジ型パターンを形成する工程とを好適に挙げることができる。   Preferred examples of the developing step (c) include a step of forming a negative pattern using a developer containing an organic solvent and a step of forming a positive pattern using an alkaline developer.

図1(c)は、有機系現像液を用いてネガ型パターンを形成する工程を示すものであり、有機溶剤現像により、感活性光線性又は感放射線性膜30の一部が除去されてなる空間部(凹部)31aと、有機溶剤現像により除去されない残膜部(凸部)31bを含むネガ型パターン(第一のパターン)30aが形成される。   FIG. 1C shows a process of forming a negative pattern using an organic developer, and a part of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film 30 is removed by organic solvent development. A negative pattern (first pattern) 30a including a space (concave portion) 31a and a remaining film portion (convex portion) 31b that is not removed by organic solvent development is formed.

本発明の一形態において、第一のパターンの膜厚は、好ましくは10〜500nmの範囲であり、より好ましくは10〜200nmの範囲であり、更により好ましくは10〜80nmの範囲である。
[有機系現像液]
工程(c)が、有機系現像液を用いた現像によるパターニングにより、第一のパターンとしてネガ型パターンを形成する工程である場合に使用し得る有機系現像液の蒸気圧(混合溶媒である場合は全体としての蒸気圧)は、20℃に於いて、5kPa以下が好ましく、3kPa以下が更に好ましく、2kPa以下が特に好ましい。有機溶剤の蒸気圧を5kPa以下にすることにより、現像液の基板上あるいは現像カップ内での蒸発が抑制され、ウェハ面内の温度均一性が向上し、結果としてウェハ面内の寸法均一性が良化する。
In one embodiment of the present invention, the thickness of the first pattern is preferably in the range of 10 to 500 nm, more preferably in the range of 10 to 200 nm, and even more preferably in the range of 10 to 80 nm.
[Organic developer]
Vapor pressure of organic developer that can be used when step (c) is a step of forming a negative pattern as the first pattern by patterning by development using an organic developer (in the case of a mixed solvent) (Vapor pressure as a whole) at 20 ° C. is preferably 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and particularly preferably 2 kPa or less. By setting the vapor pressure of the organic solvent to 5 kPa or less, evaporation of the developer on the substrate or in the developing cup is suppressed, temperature uniformity in the wafer surface is improved, and as a result, dimensional uniformity in the wafer surface is improved. It improves.

有機系現像液に用いられる有機溶剤としては、種々の有機溶剤が広く使用されるが、たとえば、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤、炭化水素系溶剤等の溶剤を用いることができる。   Various organic solvents are widely used as organic solvents used in organic developers. For example, ester solvents, ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, hydrocarbon solvents, etc. These solvents can be used.

本発明において、エステル系溶剤とは分子内にエステル基を有する溶剤のことであり、ケトン系溶剤とは分子内にケトン基を有する溶剤のことであり、アルコール系溶剤とは分子内にアルコール性水酸基を有する溶剤のことであり、アミド系溶剤とは分子内にアミド基を有する溶剤のことであり、エーテル系溶剤とは分子内にエーテル結合を有する溶剤のことである。これらの中には、1分子内に上記官能基を複数種類有する溶剤も存在するが、その場合は、その溶剤の有する官能基を含むいずれの溶剤種にも該当するものとする。例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルは、上記分類中の、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤いずれにも該当するものとする。また、炭化水素系溶剤とは置換基を有さない炭化水素溶剤のことである。   In the present invention, the ester solvent is a solvent having an ester group in the molecule, the ketone solvent is a solvent having a ketone group in the molecule, and the alcohol solvent is alcoholic in the molecule. It is a solvent having a hydroxyl group, an amide solvent is a solvent having an amide group in the molecule, and an ether solvent is a solvent having an ether bond in the molecule. Among these, there is a solvent having a plurality of types of the above functional groups in one molecule. In that case, it corresponds to any solvent type including the functional group of the solvent. For example, diethylene glycol monomethyl ether corresponds to both alcohol solvents and ether solvents in the above classification. Further, the hydrocarbon solvent is a hydrocarbon solvent having no substituent.

特に、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を含有する現像液であることが好ましい。   In particular, a developer containing at least one kind of solvent selected from ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents and ether solvents is preferable.

エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA;別名1−メトキシ−2−アセトキシプロパン)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2−メトキシブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、4−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−エチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート等を挙げることができる。   Examples of the ester solvent include methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, pentyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA; also known as 1-methoxy- 2-acetoxypropane), ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, Diethylene glycol monophenyl ether ace , Diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3-methoxybutyl Acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4-ethoxybutyl acetate, 4-propoxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl Acetate, 2-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl Ru-4-methoxypentyl acetate, 4-methyl-4-methoxypentyl acetate, propylene glycol diacetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, Butyl carbonate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, isopropyl propionate, methyl 2-hydroxypropionate, Examples include ethyl 2-hydroxypropionate, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, propyl-3-methoxypropionate, and the like. it can.

ケトン系溶剤としては、例えば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン等を挙げることができる。   Examples of the ketone solvent include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 2-heptanone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, Examples include phenylacetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, propylene carbonate, and γ-butyrolactone.

アルコール系溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、2−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、n−デカノール、3−メトキシ−1−ブタノール等のアルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、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メチルエーテル(PGME;別名1−メトキシ−2−プロパノール)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等の水酸基を含有するグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。これらの中でもグリコールエーテル系溶剤を用いることが好ましい。   Examples of the alcohol solvent include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, 2-hexyl alcohol, alcohols such as n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, n-decanol, 3-methoxy-1-butanol, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME; also known as 1-methoxy-2-propanol), diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether Contains hydroxyl groups such as methoxymethyl butanol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monophenyl ether Examples include glycol ether solvents. Among these, it is preferable to use a glycol ether solvent.

エーテル系溶剤としては、例えば、上記水酸基を含有するグリコールエーテル系溶剤の他、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等の水酸基を含有しないグリコールエーテル系溶剤、アニソール、フェネトール等の芳香族エーテル溶剤、ジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、パーフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフラン、パーフルオロテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等が挙げられる。好ましくは、グリコールエーテル系溶剤、又はアニソールなどの芳香族エーテル溶剤を用いる。   Examples of ether solvents include glycol ether solvents containing hydroxyl groups, glycol ether solvents that do not contain hydroxyl groups such as propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol diethyl ether, anisole, and phenetole. Aromatic ether solvents, dioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, perfluoro-2-butyltetrahydrofuran, perfluorotetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like. Preferably, an glycol ether solvent or an aromatic ether solvent such as anisole is used.

アミド系溶剤としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が使用できる。   Examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. Can be used.

炭化水素系溶剤としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、2,2,4−トリメチルペンタン、2,2,3−トリメチルヘキサン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶剤、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、1−メチルプロピルベンゼン、2−メチルプロピルベンゼン、ジメチルベンゼン、ジエチルベンゼン、エチルメチルベンゼン、トリメチルベンゼン、エチルジメチルベンゼン、ジプロピルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。これらの中でも、芳香族炭化水素系溶剤が好ましい。   Examples of the hydrocarbon solvent include aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane, decane, 2,2,4-trimethylpentane, 2,2,3-trimethylhexane, perfluorohexane, and perfluoroheptane. Aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, ethylbenzene, propylbenzene, 1-methylpropylbenzene, 2-methylpropylbenzene, dimethylbenzene, diethylbenzene, ethylmethylbenzene, trimethylbenzene, ethyldimethylbenzene, dipropylbenzene, etc. Can be mentioned. Among these, aromatic hydrocarbon solvents are preferable.

上記の溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。但し、本発明の効果を十二分に奏するためには、現像液全体としての含水率が10質量%未満であることが好ましく、5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、実質的に水分を含有しないことが最も好ましい。   A plurality of the above solvents may be mixed, or may be used by mixing with a solvent other than those described above or water. However, in order to fully achieve the effects of the present invention, the water content of the developer as a whole is preferably less than 10% by mass, preferably 5% by mass or less, and 1% by mass or less. More preferably, it is most preferably substantially free of moisture.

有機系現像液における有機溶剤(複数混合の場合は合計)の濃度(含有量)は、現像液の全量に対して、好ましくは50質量%以上100質量%以下、より好ましくは70質量%以上100質量%以下、更に好ましくは90質量%以上100質量%以下である。特に好ましくは、実質的に有機溶剤のみからなる場合である。なお、実質的に有機溶剤のみからなる場合とは、微量の界面活性剤、酸化防止剤、安定剤、消泡剤などを含有する場合を含むものとする。   The concentration (content) of the organic solvent in the organic developer (total in the case of mixing) is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 100% with respect to the total amount of the developer. It is 90 mass% or less, More preferably, it is 90 mass% or more and 100 mass% or less. Particularly preferred is a case consisting essentially of an organic solvent. In addition, the case where it consists only of an organic solvent includes the case where a trace amount surfactant, antioxidant, stabilizer, an antifoamer, etc. are contained.

上記溶剤のうち、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、及びアニソールの群から選ばれる1種以上を含有することがより好ましい。   Of the above solvents, it is more preferable to contain one or more selected from the group consisting of butyl acetate, pentyl acetate, isopentyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and anisole.

・界面活性剤
有機系現像液には、必要に応じて界面活性剤を適当量含有させることができる。
-Surfactant The organic developer may contain an appropriate amount of a surfactant as required.

界面活性剤としては、後述する、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に用いられる界面活性剤と同様のものを用いることができる。   As the surfactant, the same surfactants as those used in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition described later can be used.

界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、更に好ましくは0.01〜0.5質量%である。   The amount of the surfactant used is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the developer.

現像工程(c)が、アルカリ現像液を用いた現像によるパターニングにより、第一のパターンとしてポジ型パターンを形成する工程であり、且つ、後述するパターン反転工程(e)において処理液としてアルカリ性溶液を使用する場合、第一のパターンであるポジ型パターンをアルカリ性溶液に可溶化する処理が必要となる。   The development step (c) is a step of forming a positive pattern as a first pattern by patterning by development using an alkaline developer, and an alkaline solution is used as a treatment solution in the pattern inversion step (e) described later. When using, the process which solubilizes the positive pattern which is a 1st pattern in an alkaline solution is needed.

この可溶化処理としては、例えば、現像工程(c)により得られた第一のパターンであるポジ型パターンを加熱する手段が挙げられる。加熱により、ポジ型パターン中に僅かに残存している露光工程(c)で発生した酸が、後述する樹脂(A)に含まれる、酸の作用により極性が増大する基(以下、「酸分解性基」ともいう。)の分解反応を進行させるため、パターン反転工程(e)で使用されるアルカリ性溶液に対するポジ型パターンの溶解性が向上する。この加熱処理は、後述するベーク工程(3)として説明する「現像後ベーク」、及び/又は、ベーク工程(4)として説明する「塗布後ベーク」が該当する。   Examples of the solubilization treatment include a means for heating the positive pattern which is the first pattern obtained in the development step (c). A group (hereinafter referred to as “acid decomposition”), which is generated in the exposure step (c), which remains slightly in the positive pattern by heating, is contained in the resin (A) described later and whose polarity is increased by the action of the acid. Since the decomposition reaction of the functional group is also advanced, the solubility of the positive pattern in the alkaline solution used in the pattern inversion step (e) is improved. This heat treatment corresponds to “post-development baking” described as a baking step (3) described later and / or “post-application baking” described as a baking step (4).

また、他の可溶化処理としては、現像工程(c)により得られた第一のパターンであるポジ型パターンを露光し、その後、好ましくは加熱する手段が挙げられる。露光により、ポジ型パターンに含有され得る酸発生剤が分解し、後述する樹脂(A)に含まれる酸分解性基の分解反応が進行するため、パターン反転工程(e)で使用されるアルカリ性溶液に対するポジ型パターンの溶解性が向上する。この加熱処理は、「現像後ベーク」、及び/又は、「塗布後ベーク」が該当する。   As another solubilization treatment, there is a means for exposing the positive pattern, which is the first pattern obtained in the development step (c), and then preferably heating. Since the acid generator that can be contained in the positive pattern is decomposed by exposure and the decomposition reaction of the acid-decomposable group contained in the resin (A) described later proceeds, the alkaline solution used in the pattern inversion step (e) The solubility of the positive pattern with respect to is improved. This heat treatment corresponds to “baking after development” and / or “baking after application”.

また、他の可溶化処理としては、後述する第二の膜の形成工程(d)において、パターン反転用樹脂組成物として熱酸発生剤を含有する組成物を使用してパターン反転膜(第二の膜)を形成した後、加熱する手段が挙げられる。これにより、ポジ型パターンに含有され得る酸発生剤が分解し、後述する樹脂(A)に含まれる酸分解性基の分解反応が進行するため、パターン反転工程(e)で使用されるアルカリ性溶液に対するポジ型パターンの溶解性が向上する。この加熱処理は、後述するベーク工程(4)として説明する「塗布後ベーク」が該当する。   As another solubilization treatment, in the second film formation step (d) described later, a pattern reversal film (second film) is formed by using a composition containing a thermal acid generator as the pattern reversal resin composition. The film may be heated after the film is formed. As a result, the acid generator that can be contained in the positive pattern is decomposed, and the decomposition reaction of the acid-decomposable group contained in the resin (A) described later proceeds, so that the alkaline solution used in the pattern inversion step (e) The solubility of the positive pattern with respect to is improved. This heat treatment corresponds to “post-application baking” described as a baking step (4) described later.

[アルカリ現像液]
工程(c)が、アルカリ現像液を用いた現像によるパターニングにより、第一のパターンとしてポジ型パターンを形成する工程である場合に使用し得るアルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
[Alkali developer]
Examples of the alkaline developer that can be used when the step (c) is a step of forming a positive pattern as the first pattern by patterning by development using an alkaline developer include, for example, sodium hydroxide, hydroxide Inorganic alkalis such as potassium, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, triethylamine, Tertiary amines such as methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide, cyclic amines such as pyrrole and pihelidine, etc. Arca It can be used sex solution.

更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。界面活性剤としては、有機系現像液において添加し得るものと同様の界面活性剤を使用することができる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
本発明の一形態において、アルカリ現像液として、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)の2.38質量%の水溶液が特に好ましい。
Furthermore, an appropriate amount of alcohol or surfactant may be added to the alkaline aqueous solution. As the surfactant, the same surfactants that can be added in the organic developer can be used.
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.
In one embodiment of the present invention, a 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is particularly preferable as the alkaline developer.

[現像方法]
現像方法としては、たとえば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)などを適用することができる。
また、現像を行う工程の後に、他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。
[Development method]
As a developing method, for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle) Method), a method of spraying the developer on the substrate surface (spray method), a method of continuously discharging the developer while scanning the developer discharge nozzle on the substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method) Etc. can be applied.
Moreover, you may implement the process of stopping image development, after the process of developing, substituting with another solvent.

現像時間は未露光部の樹脂が十分に溶解する時間であれば特に制限はなく、通常は10秒〜300秒であり。好ましくは、20秒〜120秒である。   The development time is not particularly limited as long as the resin in the unexposed area is sufficiently dissolved, and is usually 10 seconds to 300 seconds. Preferably, it is 20 seconds to 120 seconds.

現像液の温度は0℃〜50℃が好ましく、15℃〜35℃が更に好ましい。   The temperature of the developer is preferably from 0 ° C to 50 ° C, more preferably from 15 ° C to 35 ° C.

<リンス工程(1)>
本発明のパターン形成方法では、現像工程(c)の後に、リンス液を用いて洗浄する工程を含んでいてもよい。
<Rinse process (1)>
The pattern forming method of the present invention may include a step of washing with a rinsing liquid after the developing step (c).

[リンス液]
有機系現像液を用いて現像する工程の後のリンス工程に用いるリンス液としては、レジストパターンを溶解しなければ特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶液を使用することができる。
[Rinse solution]
The rinsing solution used in the rinsing step after the step of developing with an organic developer is not particularly limited as long as the resist pattern is not dissolved, and a solution containing a general organic solvent can be used.

現像後に用いるリンス液の蒸気圧(混合溶媒である場合は全体としての蒸気圧)は、20℃に於いて0.05kPa以上、5kPa以下が好ましく、0.1kPa以上、5kPa以下が更に好ましく、0.12kPa以上、3kPa以下が最も好ましい。リンス液の蒸気圧を0.05kPa以上、5kPa以下にすることにより、ウェハ面内の温度均一性が向上し、更にはリンス液の浸透に起因した膨潤が抑制され、ウェハ面内の寸法均一性が良化する。   The vapor pressure of the rinse liquid used after development (the vapor pressure as a whole in the case of a mixed solvent) is preferably 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, more preferably 0.1 kPa or more and 5 kPa or less at 20 ° C. It is most preferably 12 kPa or more and 3 kPa or less. By setting the vapor pressure of the rinse liquid to 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, the temperature uniformity in the wafer surface is improved, and further, the swelling due to the penetration of the rinse solution is suppressed, and the dimensional uniformity in the wafer surface. Improves.

上記リンス液としては、種々の有機溶剤が用いられるが、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤又は水を含有するリンス液を用いることが好ましい。   As the rinsing liquid, various organic solvents are used. At least one organic solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents or It is preferable to use a rinse solution containing water.

より好ましくは、現像の後に、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤又は炭化水素系溶剤から選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。更により好ましくは、現像の後に、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤又はケトン系溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。   More preferably, after the development, a step of washing with a rinse solution containing at least one organic solvent selected from a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent or a hydrocarbon solvent. Do. Even more preferably, after the development, a washing step is performed using a rinse solution containing an alcohol solvent, a hydrocarbon solvent, or a ketone solvent.

特に好ましくは、一価のアルコール及び炭化水素系溶剤の群から選ばれる少なくとも1種以上を含有するリンス液を用いる。   Particularly preferably, a rinse liquid containing at least one selected from the group of monohydric alcohols and hydrocarbon solvents is used.

ここで、有機溶剤現像後のリンス工程で用いられる1価アルコールとしては、直鎖状、分岐状、環状の1価アルコールが挙げられ、具体的には、1−ブタノール、2−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、tert―ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、3−メチル−3−ペンタノール、シクロペンタノール、2,3−ジメチル−2−ブタノール、3,3−ジメチル−2−ブタノール、2−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−3−ペンタノール、3−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−3−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、4−メチル−3−ペンタノール、シクロヘキサノール、5−メチル−2−ヘキサノール、4−メチル−2−ヘキサノール、4,5−ジチル−2−ヘキサール、6−メチル−2−ヘプタノール、7−メチル−2−オクタノール、8−メチル−2−ノナール、9−メチル−2−デカノールなどを用いることができ、好ましくは、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、1−ペンタノール、3−メチル−1−ブタノール、3−メチル−2−ペンタノール、3−メチル−3−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、4−メチル−3−ペンタノールであり、最も好ましくは、1−ヘキサノール又は4−メチル−2−ペンタノールである。   Here, examples of the monohydric alcohol used in the rinsing step after the organic solvent development include linear, branched, and cyclic monohydric alcohols. Specific examples include 1-butanol, 2-butanol, 3- Methyl-1-butanol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3 -Heptanol, 3-octanol, 4-octanol, 3-methyl-3-pentanol, cyclopentanol, 2,3-dimethyl-2-butanol, 3,3-dimethyl-2-butanol, 2-methyl-2- Pentanol, 2-methyl-3-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentano 4-methyl-2-pentanol, 4-methyl-3-pentanol, cyclohexanol, 5-methyl-2-hexanol, 4-methyl-2-hexanol, 4,5-dityl-2-hexal, 6 -Methyl-2-heptanol, 7-methyl-2-octanol, 8-methyl-2-nonal, 9-methyl-2-decanol, etc. can be used, preferably 1-hexanol, 2-hexanol, 1- Pentanol, 3-methyl-1-butanol, 3-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 4-methyl-3-pentanol, most Preferably, it is 1-hexanol or 4-methyl-2-pentanol.

炭化水素系溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン、ウンデカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。   Examples of the hydrocarbon solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as octane, decane, and undecane.

ケトン系溶剤としては、例えば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、2−ヘプタノン(メチルアミルケトン)、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート等を挙げることができる。   Examples of the ketone solvent include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 2-heptanone (methyl amyl ketone), 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, Examples include cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetylalcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, and propylene carbonate.

上記リンス液は、1−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール(Methyl isobutyl carbinol;MIBC)、デカン、ウンデカン及びジイソブチルケトンの群から選ばれる1種又は2種以上を含有することがより好ましい。   More preferably, the rinse liquid contains one or more selected from the group consisting of 1-hexanol, 4-methyl-2-pentanol (MIBC), decane, undecane, and diisobutyl ketone.

上記各成分は、複数混合してもよいし、上記以外の有機溶剤と混合し使用してもよい。上記溶剤は水と混合しても良いが、リンス液中の含水率は通常60質量%以下であり、好ましくは30質量%以下、更に好ましくは10質量%以下、最も好ましくは5質量%以下である。含水率を60質量%以下にすることで、良好なリンス特性を得ることができる。   A plurality of the above components may be mixed, or may be used by mixing with an organic solvent other than the above. The solvent may be mixed with water, but the water content in the rinsing liquid is usually 60% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and most preferably 5% by mass or less. is there. A favorable rinse characteristic can be acquired by making a moisture content into 60 mass% or less.

リンス液には、界面活性剤を適当量含有させて使用することもできる。   An appropriate amount of a surfactant can be contained in the rinse liquid.

界面活性剤としては、後述する、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に用いられる界面活性剤と同様のものを用いることができ、その使用量はリンス液の全量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、更に好ましくは0.01〜0.5質量%である。   As the surfactant, the same surfactants used in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition described later can be used, and the amount used is usually 0 with respect to the total amount of the rinsing liquid. 0.001 to 5 mass%, preferably 0.005 to 2 mass%, more preferably 0.01 to 0.5 mass%.

アルカリ現像液を用いて現像する工程の後のリンス工程に用いるリンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。   As the rinsing solution used in the rinsing step after the step of developing with an alkaline developer, pure water can be used, and an appropriate amount of a surfactant can be added.

[リンス方法]
リンス工程においては、現像を行ったウェハを上記のリンス液を用いて洗浄処理する。
[Rinse method]
In the rinsing step, the developed wafer is cleaned using the rinsing liquid.

洗浄処理の方法は特に限定されないが、たとえば、一定速度で回転している基板上にリンス液を吐出しつづける方法(回転吐出法)、リンス液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)、などを適用することができ、この中でも回転吐出方法で洗浄処理を行い、洗浄後に基板を2000rpm〜4000rpmの回転数で回転させ、リンス液を基板上から除去することが好ましい。   The method of the cleaning process is not particularly limited. For example, a method of continuously discharging the rinse liquid onto the substrate rotating at a constant speed (rotary discharge method), or immersing the substrate in a tank filled with the rinse liquid for a certain period of time. A method (dip method), a method of spraying a rinsing liquid on the substrate surface (spray method), and the like can be applied. Among these, a cleaning process is performed by a rotary discharge method, and after cleaning, the substrate is rotated at a speed of 2000 rpm to 4000 rpm. It is preferable to rotate and remove the rinse liquid from the substrate.

リンス時間には特に制限はないが、通常は10秒〜300秒であり。好ましくは10秒〜180秒であり、最も好ましくは20秒〜120秒である。   The rinsing time is not particularly limited, but is usually 10 seconds to 300 seconds. It is preferably 10 seconds to 180 seconds, and most preferably 20 seconds to 120 seconds.

リンス液の温度は0℃〜50℃が好ましく、15℃〜35℃が更に好ましい。   The temperature of the rinse liquid is preferably 0 ° C. to 50 ° C., more preferably 15 ° C. to 35 ° C.

また、現像処理又はリンス処理の後に、パターン上に付着している現像液又はリンス液を超臨界流体により除去する処理を行うことができる。   In addition, after the developing process or the rinsing process, a process of removing the developing solution or the rinsing liquid adhering to the pattern with a supercritical fluid can be performed.

更に、現像処理又はリンス処理又は超臨界流体による処理の後、パターン中に残存する溶剤を除去するために加熱処理を行うことができる。加熱温度は、良好なレジストパターンが得られる限り特に限定されるものではなく、通常40℃〜160℃である。加熱温度は50℃以上150℃以下が好ましく、50℃以上110℃以下が最も好ましい。加熱時間に関しては良好なレジストパターンが得られる限り特に限定されないが、通常15秒〜300秒であり、好ましくは、15〜180秒である。   Furthermore, after the development processing, the rinsing processing or the processing with the supercritical fluid, a heat processing can be performed in order to remove the solvent remaining in the pattern. The heating temperature is not particularly limited as long as a good resist pattern can be obtained, and is usually 40 ° C to 160 ° C. The heating temperature is preferably 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and most preferably 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. The heating time is not particularly limited as long as a good resist pattern is obtained, but is usually 15 seconds to 300 seconds, and preferably 15 to 180 seconds.

<ベーク工程(3)>
本発明のパターン形成方法は、一形態において、上述した現像工程(c)の後(リンス工程を含む場合はリンス工程の後)に、ベーク工程(以下、「現像後ベーク」ともいう。)を含むことが好ましい。現像後ベークにより、次の工程(d)で塗布される画像反転用樹脂組成物中に含有される溶剤に不溶化することができる。また、現像後ベークにより、第一のパターンに含有される樹脂(A)中の酸の作用により極性が増大する基の分解反応が進行し、後述するパターン反転工程(e)で使用する処理液に対する溶解性を向上させることが可能となる。
<Bake process (3)>
In one embodiment, the pattern forming method of the present invention includes a baking step (hereinafter also referred to as “post-development baking”) after the development step (c) described above (after the rinse step when a rinse step is included). It is preferable to include. Baking after development can be insolubilized in the solvent contained in the image reversal resin composition applied in the next step (d). In addition, the post-development baking causes a decomposition reaction of the group whose polarity is increased by the action of the acid in the resin (A) contained in the first pattern, and the processing liquid used in the pattern reversal step (e) described later. It becomes possible to improve the solubility with respect to.

加熱温度は、好ましくは80〜300℃であり、より好ましくは90〜300℃であり、更に好ましくは100〜250℃であり、特に好ましくは150〜210℃である。   The heating temperature is preferably 80 to 300 ° C, more preferably 90 to 300 ° C, still more preferably 100 to 250 ° C, and particularly preferably 150 to 210 ° C.

加熱時間は、特に制限はないが、例えば、30〜300秒が好ましく、30〜180秒がより好ましく、30〜90秒が更に好ましい。   The heating time is not particularly limited, but is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, and still more preferably 30 to 90 seconds.

また、この加熱工程により、パターン間及びパターン内部に残留した現像液又はリンス液を除去することができる。   In addition, the developing solution or the rinsing solution remaining between the patterns and inside the patterns can be removed by this heating step.

<第二の膜(パターン反転用膜)を形成する工程(d)>
本発明のパターン形成方法は、現像工程(c)により得られた第一のパターン上に、パターン反転用樹脂組成物を塗布し、図1(d)に示す第二の膜(パターン反転用膜)40を形成する工程(d)を含む。この工程により、図1(d)に示すように、第一のパターンの凹部31aにパターン反転用樹脂組成物が埋め込まれる。
<Step (d) of Forming Second Film (Pattern for Pattern Reversal)>
In the pattern forming method of the present invention, the resin composition for pattern reversal is applied onto the first pattern obtained by the developing step (c), and the second film (pattern reversal film) shown in FIG. ) 40 is formed. By this step, as shown in FIG. 1D, the resin composition for pattern reversal is embedded in the recesses 31a of the first pattern.

塗布方法は、特に限定されるものではなく、スピンコーター等の適当な塗布方法により塗布される。   The coating method is not particularly limited, and the coating is performed by an appropriate coating method such as a spin coater.

パターン反転用膜(第二の膜)の膜厚には特に制限はないが、好ましくは10〜500nmの範囲に、より好ましくは10〜200nmの範囲に、更により好ましくは10〜80nmの範囲に調整する。ここで、パターン反転用膜の膜厚とは、第一のパターン30aの空間部(凹部)31aの底面(被加工層20の表面)からパターン反転用膜40の表面までの厚みを意味する。   The film thickness of the pattern inversion film (second film) is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 500 nm, more preferably in the range of 10 to 200 nm, and still more preferably in the range of 10 to 80 nm. adjust. Here, the film thickness of the pattern reversal film means the thickness from the bottom surface (surface of the layer 20 to be processed) of the space (recessed portion) 31a of the first pattern 30a to the surface of the pattern reversal film 40.

本発明の一形態において、第一のパターンの膜厚(t1)とパターン反転用膜(第二の膜)の膜厚(t2)は以下の関係を満たすことが好ましい。すなわち、t2/t1≦2が好ましく、t2/t1≦1.5がより好ましく、t2/t1≦1が更に好ましい。   In one embodiment of the present invention, the film thickness (t1) of the first pattern and the film thickness (t2) of the pattern inversion film (second film) preferably satisfy the following relationship. That is, t2 / t1 ≦ 2 is preferable, t2 / t1 ≦ 1.5 is more preferable, and t2 / t1 ≦ 1 is still more preferable.

<ベーク工程(4)>
本発明のパターン形成方法は、一形態において、上述した第二の膜を形成する工程(d)の後に、ベーク工程を含むことが好ましい。工程(d)の後のベーク(以下、「塗布後ベーク」ともいう。)は、上述した現像工程(c)の後の現像後ベークと同様、第一のパターンに含有される樹脂(A)中の酸の作用により極性が増大する基の分解反応が進行し、次の第二のパターンを形成する工程(e)で使用する処理液に対する溶解性を向上させることが可能となるため好ましい。また、工程(d)の後の塗布後ベークは、パターン反転用膜(第二の膜)が熱フローし、平坦性を向上させることが可能となるため好ましい。
<Bake process (4)>
In one form, the pattern forming method of the present invention preferably includes a baking step after the step (d) of forming the second film. The bake after the step (d) (hereinafter also referred to as “post-apply bake”) is the resin (A) contained in the first pattern, similar to the post-development bake after the development step (c) described above. It is preferable because the decomposition reaction of the group whose polarity increases by the action of the acid therein proceeds and the solubility in the treatment liquid used in the step (e) for forming the next second pattern can be improved. Further, post-application baking after the step (d) is preferable because the film for pattern reversal (second film) can be heated to improve the flatness.

加熱の温度は80〜300℃で行うことが好ましく、90〜300℃で行うことがより好ましく、100〜250℃で行うことが更に好ましく、150〜210℃で行うことが特に好ましい。
加熱の時間は、特に制限はないが、30〜300秒が好ましく、30〜180秒がより好ましく、30〜90秒が更に好ましい。
加熱は、ホットプレート等を用いて行うことができる。
The heating temperature is preferably 80 to 300 ° C, more preferably 90 to 300 ° C, still more preferably 100 to 250 ° C, and particularly preferably 150 to 210 ° C.
The heating time is not particularly limited, but is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, and still more preferably 30 to 90 seconds.
Heating can be performed using a hot plate or the like.

<パターン反転工程(e)>
本発明のパターン形成方法は、処理液を用いて第一のパターンにおける残膜部を除去することにより、第二の膜がパターニングされ、第一のパターンに対し残膜部と空間部が反転した第二のパターン(反転パターン)を形成する工程(e)(以下、「パターン反転工程」ともいう。)を含む。
<Pattern reversal process (e)>
In the pattern forming method of the present invention, the second film is patterned by removing the remaining film portion in the first pattern using the treatment liquid, and the remaining film portion and the space portion are reversed with respect to the first pattern. A step (e) of forming a second pattern (reversal pattern) (hereinafter also referred to as a “pattern reversal step”).

図1に基づき説明すると、パターン反転工程(e)では、図1(d)に示される第一のパターン30(a)の残膜部(31b)が処理液により除去されることにより、第二の膜40がパターニングされ、第一のパターン30aに対し残膜部と空間部が反転した、図1(e)に示される第二のパターン(40a)が形成される。   Referring to FIG. 1, in the pattern inversion step (e), the remaining film portion (31b) of the first pattern 30 (a) shown in FIG. The film 40 is patterned to form a second pattern (40a) shown in FIG. 1 (e) in which the remaining film portion and the space portion are inverted with respect to the first pattern 30a.

パターン反転用膜(第二の膜)は、後述するように、処理液に対する溶解速度が互いに異なる2種の樹脂(樹脂(XA1)と樹脂(XA2))を含有する。パターン反転工程(e)において、処理液により第一のパターンが除去されると共に、パターン反転用膜の表層部に含有される、処理液に対する溶解速度がより高い樹脂(XA1)が処理液に溶解することがブリッジ欠陥の抑制に貢献している。   As will be described later, the pattern reversal film (second film) contains two types of resins (resin (XA1) and resin (XA2)) having different dissolution rates in the treatment liquid. In the pattern reversal step (e), the first pattern is removed by the treatment liquid, and the resin (XA1) contained in the surface layer portion of the pattern reversal film and having a higher dissolution rate with respect to the treatment liquid is dissolved in the treatment liquid. This contributes to the suppression of bridge defects.

このため、パターン反転工程(e)で使用し得る処理液(以下、「本発明の処理液」ともいう。)としては、第一のパターンと、パターン反転用膜に含有される、処理液に対する溶解度がより高い樹脂(XA1)を溶解する処理液が使用される。   For this reason, the treatment liquid that can be used in the pattern reversal step (e) (hereinafter also referred to as “the treatment liquid of the present invention”) is the first pattern and the treatment liquid contained in the pattern reversal film. A treatment solution that dissolves the resin (XA1) having higher solubility is used.

このような処理液としては、例えば、アルカリ性溶液が挙げられる。処理液として使用し得るアルカリ性溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液が挙げられる。   An example of such a treatment liquid is an alkaline solution. Examples of the alkaline solution that can be used as the treatment liquid include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, and first amines such as ethylamine and n-propylamine. Secondary amines such as amines, diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxy And alkaline aqueous solutions of quaternary ammonium salts such as pyrrole and cyclic amines such as pyrrole and pihelidine.

更に、上記アルカリ性溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。   Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline solution.

アルカリ性溶液のアルカリ濃度は、通常、0.1〜20質量%であり、好ましくは1〜10質量%である。入手容易性の観点からは2.38質量%が好ましい。   The alkali concentration of the alkaline solution is usually 0.1 to 20% by mass, preferably 1 to 10% by mass. From the viewpoint of availability, 2.38% by mass is preferable.

本発明の一形態において、アルカリ性溶液は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38質量%の水溶液が望ましい。   In one embodiment of the present invention, the alkaline solution is preferably a 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.

アルカリ性溶液のpHは、通常10.0〜15.0である。
本発明の処理液としてアルカリ性溶液を使用した場合の処理時間(アルカリ現像時間)は特に制限はなく、通常は10秒〜300秒であり、好ましくは、20秒〜120秒である。
The pH of the alkaline solution is usually 10.0 to 15.0.
The processing time (alkali development time) when an alkaline solution is used as the processing solution of the present invention is not particularly limited, and is usually 10 seconds to 300 seconds, and preferably 20 seconds to 120 seconds.

アルカリ性溶液の温度は0℃〜50℃が好ましく、15℃〜35℃が更に好ましい。   The temperature of the alkaline solution is preferably 0 ° C to 50 ° C, more preferably 15 ° C to 35 ° C.

<リンス工程(2)>
パターン反転工程(e)の後、リンス処理を行うことができる。アルカリ処理を用いた第一のパターンの除去後に行うリンス処理におけるリンス液としては、純水が好ましく、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
<Rinse process (2)>
After the pattern inversion step (e), a rinsing process can be performed. As the rinse liquid in the rinse treatment performed after the removal of the first pattern using the alkali treatment, pure water is preferable, and an appropriate amount of a surfactant can be added and used.

<ベーク工程(5)>
更に、パターン反転処理又はリンス処理の後、加熱により、残存している現像液又はリンス液を除去する処理を行うことができる。加熱温度は、良好なパターンが得られる限り特に限定されるものではなく、通常40℃〜160℃である。加熱温度は50℃以上150℃以下が好ましく、50℃以上110℃以下が最も好ましい。加熱時間に関しては良好なパターンが得られる限り特に限定されないが、通常15秒〜300秒であり、好ましくは、15〜180秒である。
<Bake process (5)>
Furthermore, after the pattern reversal process or the rinsing process, a process of removing the remaining developer or rinsing liquid by heating can be performed. The heating temperature is not particularly limited as long as a good pattern is obtained, and is usually 40 ° C to 160 ° C. The heating temperature is preferably 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and most preferably 50 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. The heating time is not particularly limited as long as a good pattern is obtained, but is usually 15 seconds to 300 seconds, and preferably 15 to 180 seconds.

<<パターン反転用樹脂組成物>>
パターン反転用樹脂組成物は、膜形成能を有する有機化合物である樹脂として、少なくとも、パターン反転工程(e)において使用される本発明の処理液に対する溶解速度が互いに異なる2種の樹脂を含有する。また、パターン反転用樹脂組成物は、樹脂以外の成分として、有機溶剤、熱酸発生剤、界面活性剤等を含有していてもよい。以下、各成分について説明する。
<< Pattern Reversal Resin Composition >>
The resin composition for pattern reversal contains at least two kinds of resins having different dissolution rates in the treatment liquid of the present invention used in the pattern reversal step (e) as a resin that is an organic compound having film forming ability. . The resin composition for pattern reversal may contain an organic solvent, a thermal acid generator, a surfactant, and the like as components other than the resin. Hereinafter, each component will be described.

<樹脂>
パターン反転用樹脂組成物は、膜形成能を有する有機化合物として樹脂成分(XA)を含有し、樹脂成分(XA)として、少なくとも、本発明の処理液に対する溶解速度が互いに異なる2種の樹脂を含有する。ここで、本発明の処理液に対する溶解速度がより高い樹脂を「樹脂(XA1)」、処理液に対する溶解速度がより低い樹脂を「樹脂(XA2)」という。
<Resin>
The resin composition for pattern reversal contains a resin component (XA) as an organic compound having film-forming ability, and at least two resins having different dissolution rates in the treatment liquid of the present invention are used as the resin component (XA). contains. Here, a resin having a higher dissolution rate in the treatment liquid of the present invention is referred to as “resin (XA1)”, and a resin having a lower dissolution rate in the treatment liquid is referred to as “resin (XA2)”.

パターン反転工程(e)では、上述の通り、処理液により第一のパターンが除去されると共に、パターン反転用膜の表層部に含有される、処理液に対する溶解速度がより高い樹脂(XA1)が処理液に溶解し、これがブリッジ欠陥の抑制に貢献する。この観点から、樹脂(XA1)は、膜の表層部に偏在する性質(以下、「偏在性」などともいう。)を有することが好ましく、本発明の一形態において、“フッ素原子”、“珪素原子”、及び、“樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造”(以下、単に「CH部分構造」ともいう。)のいずれか1種以上を有することが好ましい。 In the pattern reversal step (e), as described above, the first pattern is removed by the treatment liquid, and the resin (XA1) contained in the surface layer portion of the pattern reversal film and having a higher dissolution rate with respect to the treatment liquid. It dissolves in the processing solution, which contributes to the suppression of bridge defects. From this viewpoint, the resin (XA1) preferably has a property of being unevenly distributed in the surface layer portion of the film (hereinafter also referred to as “unevenly distributed”). In one embodiment of the present invention, “fluorine atom”, “silicon It preferably has at least one of “atom” and “CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin” (hereinafter also simply referred to as “CH 3 partial structure”).

本発明の処理液として、アルカリ性溶液が使用される場合、樹脂(XA1)と樹脂(XA2)は、アルカリ性溶液に対する溶解速度が、樹脂(XA1)の方が樹脂(XA2)より高い関係にある。   When an alkaline solution is used as the treatment liquid of the present invention, the resin (XA1) and the resin (XA2) have a higher dissolution rate for the alkaline solution in the resin (XA1) than in the resin (XA2).

ここで、樹脂(XA1)及び樹脂(XA2)のアルカリ性溶液に対する溶解速度は、23℃のTMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液)(2.38質量%)に対して、樹脂(XA1)又は樹脂(XA2)のみからなる樹脂膜を製膜した際の膜厚が減少する速度(nm/sec)として定義される。   Here, the dissolution rate of the resin (XA1) and the resin (XA2) in the alkaline solution was 23% C. TMAH (tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) (2.38 mass%) with respect to the resin (XA1) or the resin ( XA2) is defined as a rate (nm / sec) at which the film thickness decreases when a resin film made only of XA2) is formed.

本発明の一形態において、樹脂(XA1)と樹脂(XA2)各々のアルカリ性溶液に対する溶解速度は、樹脂(XA1)の溶解速度が樹脂(XA2)の溶解速度の2倍以上大きいことが好ましく、10倍以上大きいことがより好ましく、100倍以上大きいことが更に好ましい。   In one embodiment of the present invention, the dissolution rate of each of the resin (XA1) and the resin (XA2) in the alkaline solution is preferably at least twice as high as the dissolution rate of the resin (XA2). It is more preferably at least twice as large, and even more preferably at least 100 times as large.

また、本発明の一形態において、樹脂(XA1)はアルカリ可溶性樹脂であり、且つ、樹脂(XA2)はアルカリ不溶性樹脂であることが好ましい。
以下に、樹脂(XA1)と樹脂(XA2)について更に詳細に説明する。
In one embodiment of the present invention, the resin (XA1) is preferably an alkali-soluble resin, and the resin (XA2) is preferably an alkali-insoluble resin.
Hereinafter, the resin (XA1) and the resin (XA2) will be described in more detail.

[樹脂(XA1)]
本発明の処理液に対する溶解速度がより高い樹脂(XA1)は、膜表層部における偏在性の観点から、“フッ素原子”、“珪素原子”、及び、“樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造”のいずれか1種以上を有することが好ましい。
[Resin (XA1)]
The resin (XA1) having a higher dissolution rate with respect to the treatment liquid of the present invention is made of “fluorine atom”, “silicon atom”, and “CH contained in the side chain portion of the resin” from the viewpoint of uneven distribution in the film surface layer portion. It is preferable to have any one or more of “ three partial structures”.

樹脂(XA1)がフッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する場合、フッ素原子及び/又は珪素原子は、樹脂の主鎖中に含まれていてもよく、側鎖中に含まれていてもよい。   When the resin (XA1) has at least one of a fluorine atom and a silicon atom, the fluorine atom and / or the silicon atom may be contained in the main chain of the resin or may be contained in the side chain. .

樹脂(XA1)がフッ素原子を含んでいる場合、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、又は、フッ素原子を有するアリール基を有する樹脂であることが好ましい。   When the resin (XA1) contains a fluorine atom, it is a resin having an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom as a partial structure having a fluorine atom. Is preferred.

フッ素原子を有するアルキル基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖又は分岐アルキル基であり、好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜4であり、更に他の置換基を有していてもよい。   The alkyl group having a fluorine atom is a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, You may have the substituent of.

フッ素原子を有するシクロアルキル基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された単環又は多環のシクロアルキル基であり、更に他の置換基を有していてもよい。   The cycloalkyl group having a fluorine atom is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and may further have another substituent.

フッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などのアリール基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられ、更に他の置換基を有していてもよい。   Examples of the aryl group having a fluorine atom include those in which at least one hydrogen atom of an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group is substituted with a fluorine atom, and the aryl group may further have another substituent.

フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、又は、フッ素原子を有するアリール基として、好ましくは、下記一般式(F2)〜(F4)のいずれかで表される基を挙げることができるが、本発明は、これに限定されるものではない。   As the alkyl group having a fluorine atom, the cycloalkyl group having a fluorine atom, or the aryl group having a fluorine atom, a group represented by any one of the following general formulas (F2) to (F4) is preferable. However, the present invention is not limited to this.

一般式(F2)〜(F4)中、
57〜R68は、各々独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基(直鎖若しくは分岐)を表す。但し、R57〜R61の少なくとも1つ、R62〜R64の少なくとも1つ及びR65〜R68の少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。
In general formulas (F2) to (F4),
R 57 to R 68 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group (straight or branched). Provided that at least one of R 57 to R 61 , at least one of R 62 to R 64 and at least one of R 65 to R 68 are a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. (Preferably having 1 to 4 carbon atoms).

57〜R61及びR65〜R67は、全てがフッ素原子であることが好ましい。R62、R63及びR68は、フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)が好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることが更に好ましい。R62及びR63がパーフルオロアルキル基であるとき、R64は水素原子であることが好ましい。R62とR63は、互いに連結して環を形成してもよい。 R 57 to R 61 and R 65 to R 67 are preferably all fluorine atoms. R 62 , R 63 and R 68 are preferably a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), and more preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. When R 62 and R 63 is a perfluoroalkyl group, it is preferred that R 64 is a hydrogen atom. R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.

一般式(F2)で表される基の具体例としては、例えば、p−フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニル基等が挙げられる。   Specific examples of the group represented by the general formula (F2) include a p-fluorophenyl group, a pentafluorophenyl group, and a 3,5-di (trifluoromethyl) phenyl group.

一般式(F3)で表される基の具体例としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ノナフルオロブチル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基、2,2,3,3−テトラフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロヘキシル基などが挙げられる。ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基が好ましく、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基が更に好ましい。   Specific examples of the group represented by the general formula (F3) include trifluoromethyl group, pentafluoropropyl group, pentafluoroethyl group, heptafluorobutyl group, hexafluoroisopropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoro (2 -Methyl) isopropyl group, nonafluorobutyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluorohexyl group, nonafluoro-t-butyl group, perfluoroisopentyl group, perfluorooctyl group, perfluoro (trimethyl) hexyl group, 2,2 , 3,3-tetrafluorocyclobutyl group, perfluorocyclohexyl group and the like. Hexafluoroisopropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoro (2-methyl) isopropyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluoro-t-butyl group and perfluoroisopentyl group are preferable, and hexafluoroisopropyl group and heptafluoroisopropyl group are preferable. Further preferred.

一般式(F4)で表される基の具体例としては、例えば、−C(CFOH、−C(COH、−C(CF)(CH)OH、−CH(CF)OH等が挙げられ、−C(CFOHが好ましい。 Specific examples of the group represented by the general formula (F4) include, for example, —C (CF 3 ) 2 OH, —C (C 2 F 5 ) 2 OH, —C (CF 3 ) (CH 3 ) OH, -CH (CF 3) OH and the like, -C (CF 3) 2 OH is preferred.

フッ素原子を含む部分構造は、主鎖に直接結合してもよく、更に、アルキレン基、フェニレン基、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合及びウレイレン結合よりなる群から選択される基、あるいはこれらの2つ以上を組み合わせた基を介して主鎖に結合してもよい。   The partial structure containing a fluorine atom may be directly bonded to the main chain, and further from the group consisting of an alkylene group, a phenylene group, an ether bond, a thioether bond, a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, a urethane bond and a ureylene bond. You may couple | bond with a principal chain through the group selected or the group which combined these 2 or more.

フッ素原子を有する好適な繰り返し単位としては、以下に示すものが挙げられる。   Suitable examples of the repeating unit having a fluorine atom include those shown below.

式(C−Ia)〜(C−Id)中、R10及びR11は、各々独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。アルキル基は、好ましくは炭素数1〜4の直鎖又は分岐のアルキル基であり、置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基としては特にフッ素化アルキル基を挙げることができる。 In formulas (C-Ia) to (C-Id), R 10 and R 11 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. The alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may have a substituent, and examples of the alkyl group having a substituent include a fluorinated alkyl group. .

〜Wは、各々独立に、少なくとも1つ以上のフッ素原子を含有する有機基を表す。具体的には上記(F2)〜(F4)の原子団が挙げられる。 W 3 to W 6 each independently represents an organic group containing at least one fluorine atom. Specific examples include the atomic groups (F2) to (F4).

また、樹脂(XA1)は、これら以外にも、フッ素原子を有する繰り返し単位として下記に示すような単位を有していてもよい。   In addition to these, the resin (XA1) may have a unit as shown below as a repeating unit having a fluorine atom.

式(C−II)及び(C−III)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、フッ素原子、又はアルキル基を表す。アルキル基は、好ましくは炭素数1〜4の直鎖又は分岐のアルキル基であり、置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基としては特にフッ素化アルキル基を挙げることができる。 In formulas (C-II) and (C-III), R 4 to R 7 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. The alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may have a substituent, and examples of the alkyl group having a substituent include a fluorinated alkyl group. .

ただし、R〜Rの少なくとも1つはフッ素原子を表す。RとR若しくはRとRは環を形成していてもよい。 However, at least one of R 4 to R 7 represents a fluorine atom. R 4 and R 5 or R 6 and R 7 may form a ring.

は、少なくとも1つのフッ素原子を含有する有機基を表す。具体的には上記(F2)〜(F4)の原子団が挙げられる。 W 2 represents an organic group containing at least one fluorine atom. Specific examples include the atomic groups (F2) to (F4).

は、単結合、あるいは2価の連結基を示す。2価の連結基としては、置換又は無置換のアリーレン基、置換又は無置換のアルキレン基、置換又は無置換のシクロアルキレン基、−O−、−SO−、−CO−、−N(R)−(式中、Rは水素原子又はアルキルを表す)、−NHSO−又はこれらの複数を組み合わせた2価の連結基を示す。 L 2 represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a substituted or unsubstituted arylene group, a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, —O—, —SO 2 —, —CO—, —N (R )-(Wherein R represents a hydrogen atom or alkyl), —NHSO 2 — or a divalent linking group in which a plurality of these are combined.

Qは脂環式構造を表す。脂環式構造は置換基を有していてもよく、単環型でもよく、多環型でもよく、多環型の場合は有橋式であってもよい。単環型としては、炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロブチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。多環型としては、炭素数5以上のビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができ、炭素数6〜20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、ジシクロペンチル基、トリシクロデカニル基、テトシクロドデシル基等を挙げることができる。なお、シクロアルキル基中の少なくとも1つの炭素原子が、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。Qとして特に好ましくはノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトシクロドデシル基等を挙げることができる。   Q represents an alicyclic structure. The alicyclic structure may have a substituent, may be monocyclic, may be polycyclic, and may be bridged in the case of polycyclic. As the monocyclic type, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms is preferable, and examples thereof include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclobutyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic type include groups having a bicyclo, tricyclo or tetracyclo structure having 5 or more carbon atoms, and a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable, for example, an adamantyl group, norbornyl group, dicyclopentyl group. , Tricyclodecanyl group, tetocyclododecyl group and the like. Note that at least one carbon atom in the cycloalkyl group may be substituted with a heteroatom such as an oxygen atom. Particularly preferred examples of Q include a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetocyclododecyl group, and the like.

樹脂(XA1)は、珪素原子を含有してもよい。   Resin (XA1) may contain a silicon atom.

珪素原子を有する部分構造として、アルキルシリル構造(好ましくはトリアルキルシリル基)、又は環状シロキサン構造を有することが好ましい。   The partial structure having a silicon atom preferably has an alkylsilyl structure (preferably a trialkylsilyl group) or a cyclic siloxane structure.

アルキルシリル構造、又は環状シロキサン構造としては、具体的には、下記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基などが挙げられる。   Specific examples of the alkylsilyl structure or the cyclic siloxane structure include groups represented by the following general formulas (CS-1) to (CS-3).

一般式(CS−1)〜(CS−3)に於いて、
12〜R26は、各々独立に、直鎖若しくは分岐アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)又はシクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)を表す。
In general formulas (CS-1) to (CS-3),
R 12 to R 26 each independently represent a linear or branched alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) or a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms).

〜Lは、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、アルキレン基、フェニレン基、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、又はウレイレン結合よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを挙げられる。 L < 3 > -L < 5 > represents a single bond or a bivalent coupling group. The divalent linking group includes an alkylene group, a phenylene group, an ether bond, a thioether bond, a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, or a group of two or more groups selected from the group consisting of a ureylene bond. A combination is mentioned.

nは、1〜5の整数を表す。nは、好ましくは、2〜4の整数である。   n represents an integer of 1 to 5. n is preferably an integer of 2 to 4.

フッ素原子又は珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位は、(メタ)アクリレート系繰り返し単位であることが好ましい。   The repeating unit having at least either a fluorine atom or a silicon atom is preferably a (meth) acrylate repeating unit.

フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位の具体例としては米国公開特許公報2012/0135348号の段落0576に開示されている繰り返し単位を挙げることができるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit having at least one of a fluorine atom and a silicon atom include the repeating unit disclosed in paragraph 0576 of US Publication No. 2012/0135348, but the present invention is not limited thereto. Is not to be done.

また、上述したように、樹脂(XA1)は、側鎖部分にCH部分構造を含むことも好ましい。本発明の効果がより優れるという理由から、樹脂(XA1)は、側鎖部分に少なくとも1つのCH部分構造を有する繰り返し単位を含むことが好ましく、側鎖部分に少なくとも2つのCH部分構造を有する繰り返し単位を含むことがより好ましく、側鎖部分に少なくとも3つのCH部分構造を有する繰り返し単位を含むことが更に好ましい。 Further, as described above, the resin (XA1) also preferably includes a CH 3 partial structure in the side chain portion. For the reason that the effect of the present invention is more excellent, the resin (XA1) preferably contains a repeating unit having at least one CH 3 partial structure in the side chain portion, and has at least two CH 3 partial structures in the side chain portion. It is more preferable to include a repeating unit having, and it is further preferable to include a repeating unit having at least three CH 3 partial structures in the side chain portion.

ここで、樹脂(XA1)中の側鎖部分が有するCH部分構造(以下、単に「側鎖CH部分構造」ともいう)には、エチル基、プロピル基等が有するCH部分構造を包含するものである。 Here, the CH 3 partial structure possessed by the side chain moiety in the resin (XA1) (hereinafter also simply referred to as “side chain CH 3 partial structure”) includes the CH 3 partial structure possessed by an ethyl group, a propyl group, or the like. To do.

一方、樹脂(XA1)の主鎖に直接結合しているメチル基(例えば、メタクリル酸構造を有する繰り返し単位のα−メチル基)は、主鎖の影響により樹脂(XA1)の表面偏在化への寄与が小さいため、本発明におけるCH部分構造に包含されないものとする。 On the other hand, a methyl group directly bonded to the main chain of the resin (XA1) (for example, an α-methyl group of a repeating unit having a methacrylic acid structure) causes the uneven distribution of the surface of the resin (XA1) by the influence of the main chain. Since the contribution is small, it is not included in the CH 3 partial structure in the present invention.

より具体的には、樹脂(XA1)が、例えば、下記一般式(M)で表される繰り返し単位などの、炭素−炭素二重結合を有する重合性部位を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含む場合であって、R11〜R14がCH「そのもの」である場合、そのCHは、本発明における側鎖部分が有するCH部分構造には包含されない。 More specifically, the resin (XA1) includes a repeating unit derived from a monomer having a polymerizable moiety having a carbon-carbon double bond, such as a repeating unit represented by the following general formula (M). In the case where R 11 to R 14 are CH 3 “as is”, the CH 3 is not included in the CH 3 partial structure of the side chain moiety in the present invention.

一方、C−C主鎖から何らかの原子を介して存在するCH部分構造は、本発明におけるCH部分構造に該当するものとする。例えば、R11がエチル基(CHCH)である場合、本発明におけるCH部分構造を「1つ」有するものとする。 Meanwhile, CH 3 partial structure exists through some atoms from C-C backbone, and those falling under CH 3 partial structures in the present invention. For example, when R 11 is an ethyl group (CH 2 CH 3 ), it is assumed that it has “one” CH 3 partial structure in the present invention.

上記一般式(M)中、
11〜R14は、各々独立に、側鎖部分を表す。
In the general formula (M),
R < 11 > -R < 14 > represents a side chain part each independently.

側鎖部分のR11〜R14としては、水素原子、1価の有機基などが挙げられる。 Examples of R 11 to R 14 in the side chain portion include a hydrogen atom and a monovalent organic group.

11〜R14についての1価の有機基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルオキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、シクロアルキルアミノカルボニル基、アリールアミノカルボニル基などが挙げられ、これらの基は、更に置換基を有していてもよい。 Examples of the monovalent organic group for R 11 to R 14 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkyloxycarbonyl group, a cycloalkyloxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylaminocarbonyl group, and a cycloalkylaminocarbonyl. Group, an arylaminocarbonyl group, and the like, and these groups may further have a substituent.

樹脂(XA1)は、側鎖部分にCH部分構造を有する繰り返し単位として、下記一般式(II)で表される繰り返し単位を有していることがより好ましい。 The resin (XA1) more preferably has a repeating unit represented by the following general formula (II) as a repeating unit having a CH 3 partial structure in the side chain portion.

以下、一般式(II)で表される繰り返し単位について詳細に説明する。   Hereinafter, the repeating unit represented by formula (II) will be described in detail.

上記一般式(II)中、Xb1は水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、Rは1つ以上のCH部分構造を有する、有機基を表す。 In the general formula (II), X b1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom, R 2 has one or more CH 3 partial structure represents an organic group.

b1のアルキル基は、炭素数1〜4のものが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基等が挙げられるが、メチル基であることが好ましい。 The alkyl group of Xb1 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxymethyl group, and a trifluoromethyl group, and a methyl group is preferable.

b1は、水素原子又はメチル基であることが好ましい。 X b1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

としては、1つ以上のCH部分構造を有する、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基、及び、アラルキル基が挙げられる。上記のシクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基、及び、アラルキル基は、更に、置換基としてアルキル基を有していてもよい。 Examples of R 2 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, and an aralkyl group having one or more CH 3 partial structures. The above cycloalkyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group, aryl group and aralkyl group may further have an alkyl group as a substituent.

は、1つ以上のCH部分構造を有する、アルキル基又はアルキル置換シクロアルキル基が好ましい。 R 2 is preferably an alkyl group or an alkyl-substituted cycloalkyl group having one or more CH 3 partial structures.

としての1つ以上のCH部分構造を有する酸に安定な有機基は、CH部分構造を2個以上10個以下有することが好ましく、2個以上8個以下有することがより好ましい。 The acid-stable organic group having one or more CH 3 partial structures as R 2 preferably has 2 or more and 10 or less CH 3 partial structures, and more preferably 2 or more and 8 or less.

に於ける、1つ以上のCH部分構造を有するアルキル基としては、炭素数3〜20の分岐のアルキル基が好ましい。好ましいアルキル基としては、具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、3−ペンチル基、2−メチル−3−ブチル基、3−ヘキシル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、イソオクチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基等が挙げられる。より好ましくは、イソブチル基、t−ブチル基、2−メチル−3−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基である。 The alkyl group having one or more CH 3 partial structures in R 2 is preferably a branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms. Specific examples of preferable alkyl groups include isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group, 3-pentyl group, 2-methyl-3-butyl group, 3-hexyl group, 2-methyl-3-pentyl group, 3-methyl-4-hexyl group, 3,5-dimethyl-4-pentyl group, isooctyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5- Examples thereof include a dimethyl-3-heptyl group and 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group. More preferably, an isobutyl group, a t-butyl group, a 2-methyl-3-butyl group, a 2-methyl-3-pentyl group, a 3-methyl-4-hexyl group, a 3,5-dimethyl-4-pentyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group is there.

に於ける、1つ以上のCH部分構造を有するシクロアルキル基は、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。好ましいシクロアルキル基としては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、ノルボルニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基である。 The cycloalkyl group having one or more CH 3 partial structures in R 2 may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. Preferred cycloalkyl groups include adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, A cyclodecanyl group and a cyclododecanyl group can be mentioned. More preferable examples include an adamantyl group, norbornyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, tetracyclododecanyl group, and tricyclodecanyl group. More preferably, they are a norbornyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.

に於ける、1つ以上のCH部分構造を有するアルケニル基としては、炭素数1〜20の直鎖または分岐のアルケニル基が好ましく、分岐のアルケニル基がより好ましい。 The alkenyl group having one or more CH 3 partial structures in R 2 is preferably a linear or branched alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, and more preferably a branched alkenyl group.

に於ける、1つ以上のCH部分構造を有するアリール基としては、炭素数6〜20のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基を挙げることができ、好ましくはフェニル基である。 The aryl group having one or more CH 3 partial structures in R 2 is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group. is there.

に於ける、1つ以上のCH部分構造を有するアラルキル基としては、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。 The aralkyl group having one or more CH 3 partial structures in R 2 is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.

に於ける、2つ以上のCH部分構造を有する炭化水素基としては、具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、3−ペンチル基、2−メチル−3−ブチル基、3−ヘキシル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、イソオクチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,5−ジtert−ブチルシクロヘキシル基、4−イソプロピルシクロヘキシル基、4−tブチルシクロヘキシル基、イソボルニル基などが挙げられる。より好ましくは、イソブチル基、t−ブチル基、2−メチル−3−ブチル基、2,3−ジメチル−2−ブチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基、3,5−ジメチルシクロヘキシル基、3,5−ジtert−ブチルシクロヘキシル基、4−イソプロピルシクロヘキシル基、4−tブチルシクロヘキシル基、イソボルニル基である。 Specific examples of the hydrocarbon group having two or more CH 3 partial structures in R 2 include isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group, 3-pentyl group, 2-methyl-3-butyl. Group, 3-hexyl group, 2,3-dimethyl-2-butyl group, 2-methyl-3-pentyl group, 3-methyl-4-hexyl group, 3,5-dimethyl-4-pentyl group, isooctyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group, Examples include 3,5-dimethylcyclohexyl group, 3,5-ditert-butylcyclohexyl group, 4-isopropylcyclohexyl group, 4-tbutylcyclohexyl group, and isobornyl group. More preferably, an isobutyl group, a t-butyl group, a 2-methyl-3-butyl group, a 2,3-dimethyl-2-butyl group, a 2-methyl-3-pentyl group, a 3-methyl-4-hexyl group, 3,5-dimethyl-4-pentyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5 , 7-tetramethyl-4-heptyl group, 3,5-dimethylcyclohexyl group, 3,5-ditert-butylcyclohexyl group, 4-isopropylcyclohexyl group, 4-tbutylcyclohexyl group and isobornyl group.

一般式(II)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を以下に挙げる。尚、本発明はこれに限定されるものではない。   Preferred specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II) are shown below. Note that the present invention is not limited to this.

樹脂(XA1)がフッ素原子を有する場合、フッ素原子の含有率は、樹脂(XA1)の重量平均分子量に対し、5〜80質量%であることが好ましく、10〜80質量%であることがより好ましい。また、フッ素原子を含む繰り返し単位が、樹脂(XA1)中の全繰り返し単位に対し、10〜100モル%であることが好ましく、30〜100モル%であることがより好ましい。   When the resin (XA1) has a fluorine atom, the fluorine atom content is preferably 5 to 80% by mass, more preferably 10 to 80% by mass, based on the weight average molecular weight of the resin (XA1). preferable. Moreover, it is preferable that the repeating unit containing a fluorine atom is 10-100 mol% with respect to all the repeating units in resin (XA1), and it is more preferable that it is 30-100 mol%.

樹脂(XA1)が珪素原子を有する場合、珪素原子の含有率は、樹脂(XA1)の重量平均分子量に対し、2〜50質量%であることが好ましく、2〜30質量%であることがより好ましい。また、珪素原子を含む繰り返し単位は、樹脂(XA1)の全繰り返し単位に対し、10〜90モル%であることが好ましく、20〜80モル%であることがより好ましい。   When the resin (XA1) has a silicon atom, the content of the silicon atom is preferably 2 to 50% by mass and more preferably 2 to 30% by mass with respect to the weight average molecular weight of the resin (XA1). preferable. Moreover, it is preferable that it is 10-90 mol% with respect to all the repeating units of resin (XA1), and, as for the repeating unit containing a silicon atom, it is more preferable that it is 20-80 mol%.

樹脂(XA1)が“樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造”を有する場合、樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造を有する繰り返し単位が、樹脂中の全繰り返し単位に対し、10〜100モル%であることが好ましく、30〜100モル%であることがより好ましい。 When the resin (XA1) has “CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin”, the repeating unit having the CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin is included in all the repeating units in the resin. On the other hand, it is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 30 to 100 mol%.

本発明の処理液としてアルカリ性溶液が使用される場合、ブリッジ欠陥抑制の観点から、樹脂(XA1)はアルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。ここで、アルカリ可溶性樹脂とは、上記で定義されるアルカリ性溶液に対する溶解速度が1nm/sec以上の樹脂を意味する。アルカリ可溶性樹脂(AX1)は、アルカリ性溶液に対する溶解速度が、10nm/sec以上であることが好ましく、100nm/sec以上であることがより好ましく、1000nm/sec以上であることがさらに好ましい。   When an alkaline solution is used as the treatment liquid of the present invention, the resin (XA1) is preferably an alkali-soluble resin from the viewpoint of suppressing bridge defects. Here, the alkali-soluble resin means a resin having a dissolution rate in an alkaline solution as defined above of 1 nm / sec or more. The dissolution rate of the alkali-soluble resin (AX1) in the alkaline solution is preferably 10 nm / sec or more, more preferably 100 nm / sec or more, and further preferably 1000 nm / sec or more.

樹脂(XA1)は、下記(x)〜(z)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有する繰り返し単位(b)を有することが好ましい。   The resin (XA1) preferably has a repeating unit (b) having at least one group selected from the group consisting of the following (x) to (z).

(x)アルカリ可溶性基
(y)アルカリ現像液の作用により分解してアルカリ現像液に対する溶解度が増大する基(以下、極性変換基ともいう)
(z)酸の作用により分解してアルカリ現像液に対する溶解度が増大する基
以下において、上記(x)〜(z)からなる群から選ばれる基を、「(x)〜(z)からなる群から選ばれるアルカリ可溶性基」という場合がある。
(X) Alkali-soluble group (y) A group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in an alkali developer (hereinafter also referred to as a polar conversion group).
(Z) a group that is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer. In the following, a group selected from the group consisting of (x) to (z) above is a group consisting of “(x) to (z)”. May be referred to as “an alkali-soluble group selected from”.

繰り返し単位(b)としては、以下の類型が挙げられる。   Examples of the repeating unit (b) include the following types.

・1つの側鎖上に、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかと、上記(x)〜(z)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有する繰り返し単位(b’)
・上記(x)〜(z)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有し、かつ、フッ素原子及び珪素原子を有さない繰り返し単位(b*)
・1つの側鎖上に上記(x)〜(z)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有し、かつ、同一繰り返し単位内の上記側鎖と異なる側鎖上に、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位(b”)
アルカリ可溶性基(x)としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等が挙げられる。
A repeating unit (b ′) having at least one of a fluorine atom and a silicon atom and at least one group selected from the group consisting of the above (x) to (z) on one side chain
A repeating unit (b *) having at least one group selected from the group consisting of (x) to (z) and having no fluorine atom and no silicon atom
A fluorine atom and silicon on one side chain having at least one group selected from the group consisting of (x) to (z) and different from the side chain in the same repeating unit Repeating unit (b ″) having at least one of atoms
Examples of the alkali-soluble group (x) include phenolic hydroxyl group, carboxylic acid group, fluorinated alcohol group, sulfonic acid group, sulfonamide group, sulfonylimide group, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene group, (alkylsulfonyl) ( Alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) ) And a methylene group.

好ましいアルカリ可溶性基としては、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホンイミド基、ビス(カルボニル)メチレン基が挙げられる。   Preferred alkali-soluble groups include fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), sulfonimide groups, and bis (carbonyl) methylene groups.

アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位(bx)としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接アルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、又は、連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位などが挙げられ、更にはアルカリ可溶性基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入することもでき、いずれの場合も好ましい。   As the repeating unit (bx) having an alkali-soluble group (x), a repeating unit in which an alkali-soluble group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or a linking group is used. Examples include repeating units in which an alkali-soluble group is bonded to the main chain of the resin, and a polymerization initiator or chain transfer agent having an alkali-soluble group can also be introduced at the end of the polymer chain during polymerization. In any case, it is preferable.

繰り返し単位(bx)が、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位である場合(すなわち、上記繰り返し単位(b’)又は(b”)に相当する場合)、繰り返し単位(bx)におけるフッ素原子を有する部分構造としては、上記フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位において挙げたものと同様のものが挙げられ、好ましくは、上記一般式(F2)〜(F4)で表される基を挙げることができる。またこの場合、繰り返し単位(bx)における珪素原子を有する部分構造は、上記フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位において挙げたものと同様のものが挙げられ、好ましくは上記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基を挙げることができる。   When the repeating unit (bx) is a repeating unit having at least one of a fluorine atom and a silicon atom (that is, when the repeating unit (bx) corresponds to the repeating unit (b ′) or (b ″)), the repeating unit (bx) Examples of the partial structure having a fluorine atom include the same ones as mentioned in the repeating unit having at least one of the fluorine atom and the silicon atom, and preferably represented by the general formulas (F2) to (F4). In this case, the partial structure having a silicon atom in the repeating unit (bx) is the same as that described in the repeating unit having at least one of the fluorine atom and the silicon atom. Preferably, groups represented by the above general formulas (CS-1) to (CS-3) can be exemplified.

アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位(bx)の含有率は、樹脂(XA1)中の全繰り返し単位に対し、10〜100mol%が好ましく、より好ましくは30〜100mol%、更に好ましくは50〜100mol%である。   As for the content rate of the repeating unit (bx) which has an alkali-soluble group (x), 10-100 mol% is preferable with respect to all the repeating units in resin (XA1), More preferably, it is 30-100 mol%, More preferably, it is 50- 100 mol%.

アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位(bx)の具体例としては米国公開特許公報2012/0135348号の段落0595に開示されている繰り返し単位を挙げることができるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit (bx) having an alkali-soluble group (x) include the repeating unit disclosed in paragraph 0595 of US Published Patent Application 2012/0135348, but the present invention is not limited thereto. Is not to be done.

極性変換基(y)としては、例えば、ラクトン基、カルボン酸エステル基(−COO−)、酸無水物基(−C(O)OC(O)−)、酸イミド基(−NHCONH−)、カルボン酸チオエステル基(−COS−)、炭酸エステル基(−OC(O)O−)、硫酸エステル基(−OSOO−)、スルホン酸エステル基(−SOO−)などが挙げられ、好ましくはラクトン基である。 Examples of the polar conversion group (y) include a lactone group, a carboxylic acid ester group (—COO—), an acid anhydride group (—C (O) OC (O) —), an acid imide group (—NHCONH—), A carboxylic acid thioester group (—COS—), a carbonic acid ester group (—OC (O) O—), a sulfate ester group (—OSO 2 O—), a sulfonic acid ester group (—SO 2 O—), and the like. A lactone group is preferred.

極性変換基(y)は、例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルによる繰り返し単位中に含まれることにより、樹脂の側鎖に導入される形態、あるいは極性変換基(y)を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入される形態のいずれも好ましい。   The polarity converting group (y) is, for example, introduced into the side chain of the resin by being included in a repeating unit of acrylic acid ester or methacrylic acid ester, or a polymerization initiator or chain having the polarity converting group (y). Any form in which a transfer agent is introduced at the end of the polymer chain using the polymerization is preferred.

極性変換基(y)を有する繰り返し単位(by)の具体例としては、後述の式(KA−1−1)〜(KA−1−17)で表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を挙げることができる。   Specific examples of the repeating unit (by) having a polar conversion group (y) include a repeating unit having a lactone structure represented by formulas (KA-1-1) to (KA-1-17) described later. Can do.

更に、極性変換基(y)を有する繰り返し単位(by)は、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位である(すなわち、上記繰り返し単位(b’)又は(b”)に相当する場合)ことが好ましい。上記繰り返し単位(by)を有する樹脂は疎水性を有するものであるが、特に現像欠陥の低減の点で好ましい。   Furthermore, the repeating unit (by) having the polarity converting group (y) is a repeating unit having at least one of a fluorine atom and a silicon atom (that is, the repeating unit (b ′) or (b ″)). The resin having the repeating unit (by) is hydrophobic, but is particularly preferable from the viewpoint of reducing development defects.

繰り返し単位(by)として、例えば、式(K0)で示される繰り返し単位を挙げることができる。   As the repeating unit (by), for example, a repeating unit represented by the formula (K0) can be given.

式中、Rk1は水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は極性変換基を含む基を表す。 In the formula, R k1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group containing a polarity converting group.

k2はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は極性変換基を含む基を表す。 R k2 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group containing a polarity converting group.

但し、Rk1、Rk2の少なくとも一方は、極性変換基を含む基を表す。 However, at least one of R k1 and R k2 represents a group containing a polarity converting group.

極性変換基とは、上述したようにアルカリ現像液の作用により分解しアルカリ現像液中での溶解度が増大する基を表す。極性変換基としては、一般式(KA−1)又は(KB−1)で表される部分構造におけるXで表される基であることが好ましい。   The polarity converting group represents a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer as described above. The polar conversion group is preferably a group represented by X in the partial structure represented by the general formula (KA-1) or (KB-1).

一般式(KA−1)又は(KB−1)におけるXは、カルボン酸エステル基:−COO−、酸無水物基:−C(O)OC(O)−、酸イミド基:−NHCONH−、カルボン酸チオエステル基:−COS−、炭酸エステル基:−OC(O)O−、硫酸エステル基:−OSOO−、スルホン酸エステル基:−SOO−を表す。 X in the general formula (KA-1) or (KB-1) is a carboxylic acid ester group: —COO—, an acid anhydride group: —C (O) OC (O) —, an acid imide group: —NHCONH—, Carboxylic acid thioester group: —COS—, carbonate ester group: —OC (O) O—, sulfate ester group: —OSO 2 O—, sulfonate ester group: —SO 2 O—.

及びYは、それぞれ同一でも異なってもよく、電子求引性基を表す。 Y 1 and Y 2 may be the same or different and each represents an electron-withdrawing group.

なお、繰り返し単位(by)は、一般式(KA−1)又は(KB−1)で表される部分構造を有する基を有することで、好ましいアルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有するが、一般式(KA−1)で表される部分構造、Y及びYが1価である場合の(KB−1)で表される部分構造の場合のように、部分構造が結合手を有しない場合は、部分構造を有する基とは、部分構造における任意の水素原子を少なくとも1つ除いた1価以上の基を有する基である。 The repeating unit (by) has a group that increases the solubility in a preferable alkali developer by having a group having a partial structure represented by the general formula (KA-1) or (KB-1). Is a bond having a bond as in the case of the partial structure represented by the general formula (KA-1) and the partial structure represented by (KB-1) when Y 1 and Y 2 are monovalent. When it does not have, the group having a partial structure is a group having a monovalent or higher valent group excluding at least one arbitrary hydrogen atom in the partial structure.

一般式(KA−1)又は(KB−1)で表される部分構造は、任意の位置で置換基を介して樹脂(XA1)の主鎖に連結している。   The partial structure represented by the general formula (KA-1) or (KB-1) is linked to the main chain of the resin (XA1) through a substituent at an arbitrary position.

一般式(KA−1)で表される部分構造は、Xとしての基とともに環構造(例えば、脂環式構造)を形成する構造である。   The partial structure represented by the general formula (KA-1) is a structure that forms a ring structure (for example, an alicyclic structure) together with a group as X.

一般式(KA−1)におけるXとして好ましくは、カルボン酸エステル基(即ち、KA−1としてラクトン環構造を形成する場合)、及び酸無水物基、炭酸エステル基である。より好ましくはカルボン酸エステル基である。   X in the general formula (KA-1) is preferably a carboxylic acid ester group (that is, when a lactone ring structure is formed as KA-1), an acid anhydride group, or a carbonic acid ester group. More preferably, it is a carboxylic acid ester group.

一般式(KA−1)で表される環構造は、置換基を有していてもよく、例えば、置換基Zka1をnka個有していてもよい。 The ring structure represented by the general formula (KA-1) may have a substituent, for example, may have nka substituents Z ka1 .

ka1は、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、エーテル基、ヒドロキシル基、アミド基、アリール基、ラクトン環基、又は電子求引性基を表す。Zka1が複数ある場合は、各Zka1は同一であっても異なっていてもよい。 Z ka1 represents a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an ether group, a hydroxyl group, an amide group, an aryl group, a lactone ring group, or an electron withdrawing group. If Z ka1 there are a plurality, each Z ka1 may or may not be the same.

ka1同士が連結して環を形成してもよい。Zka1同士が連結して形成する環としては、例えば、シクロアルキル環、ヘテロ環(環状エーテル環、ラクトン環など)が挙げられる。 Z ka1 may be linked to form a ring. Examples of the ring formed by connecting Z ka1 to each other include a cycloalkyl ring and a hetero ring (a cyclic ether ring, a lactone ring, etc.).

nkaは0〜10の整数を表す。好ましくは0〜8の整数、より好ましくは0〜5の整数、更に好ましくは1〜4の整数、最も好ましくは1〜3の整数である。   nka represents an integer of 0 to 10. Preferably it is an integer of 0 to 8, more preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 1 to 4, and most preferably an integer of 1 to 3.

ka1としての電子求引性基は、後述のY及びYとしての電子求引性基と同様である。なお、上記電子求引性基は、別の電子求引性基で置換されていてもよい。 The electron withdrawing group as Z ka1 is the same as the electron withdrawing group as Y 1 and Y 2 described later. The electron withdrawing group may be substituted with another electron withdrawing group.

ka1は好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、エーテル基、ヒドロキシル基、又は電子求引性基であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又は電子求引性基である。なお、エーテル基としては、アルキル基又はシクロアルキル基等で置換されたもの、すなわち、アルキルエーテル基等が好ましい。電子求引性基は上記と同義である。 Z ka1 is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an ether group, a hydroxyl group, or an electron withdrawing group, and more preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, or an electron withdrawing group. The ether group is preferably an ether group substituted with an alkyl group or a cycloalkyl group, that is, an alkyl ether group. The electron withdrawing group is as defined above.

ka1としてのハロゲン原子はフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。 Examples of the halogen atom as Z ka1 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.

ka1としてのアルキル基は置換基を有していてもよく、直鎖、分岐のいずれでもよい。直鎖アルキル基としては、好ましくは炭素数1〜30、更に好ましくは1〜20である。分岐アルキル基としては、好ましくは炭素数3〜30、更に好ましくは3〜20である。メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基などの炭素数1〜4のものが好ましい。 The alkyl group as Z ka1 may have a substituent and may be linear or branched. The linear alkyl group preferably has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms. The branched alkyl group preferably has 3 to 30 carbon atoms, and more preferably 3 to 20 carbon atoms. C1-C4 things, such as a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, are preferable.

ka1としてのシクロアルキル基は、置換基を有していてもよく、単環型でもよく、
多環型でもよい。多環型の場合、シクロアルキル基は有橋式であってもよい。即ち、この場合、シクロアルキル基は橋かけ構造を有していてもよい。単環型としては、炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロブチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。多環型としては、炭素数5以上のビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができ、炭素数6〜20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトシクロドデシル基、アンドロスタニル基が挙げられる。シクロアルキル基としては、米国公開特許公報2012/0135348号の段落0619に開示されている構造式(1)〜(50)も好ましい。なお、シクロアルキル基中の少なくとも1つの炭素原子が、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
The cycloalkyl group as Z ka1 may have a substituent, may be monocyclic,
It may be polycyclic. In the case of a polycyclic type, the cycloalkyl group may be a bridged type. That is, in this case, the cycloalkyl group may have a bridged structure. The monocyclic type is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclobutyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic type include groups having a bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms, and a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable. For example, an adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, Examples thereof include a camphanyl group, a dicyclopentyl group, an α-pinel group, a tricyclodecanyl group, a tetocyclododecyl group, and an androstanyl group. As the cycloalkyl group, structural formulas (1) to (50) disclosed in paragraph 0619 of US Patent Publication No. 2012/0135348 are also preferable. Note that at least one carbon atom in the cycloalkyl group may be substituted with a heteroatom such as an oxygen atom.

上記脂環部分の好ましいものとしては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、デカリン基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基、トリシクロデカニル基である。   Preferred examples of the alicyclic moiety include adamantyl group, noradamantyl group, decalin group, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecanyl group. And cyclododecanyl group. More preferred are an adamantyl group, a decalin group, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, a cyclododecanyl group, and a tricyclodecanyl group.

これらの脂環式構造の置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基が挙げられる。   Examples of the substituent of these alicyclic structures include an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, and an alkoxycarbonyl group.

また、上記基は更に置換基を有していてもよい。   Moreover, the said group may have a substituent further.

一般式(KA−1)におけるXがカルボン酸エステル基であり、一般式(KA−1)が示す部分構造がラクトン環であることが好ましく、5〜7員環ラクトン環であることが好ましい。   X in the general formula (KA-1) is a carboxylic acid ester group, and the partial structure represented by the general formula (KA-1) is preferably a lactone ring, and more preferably a 5- to 7-membered lactone ring.

なお、下記(KA−1−1)〜(KA−1−17)におけるように、一般式(KA−1)で表される部分構造としての5〜7員環ラクトン環に、ビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環していることが好ましい。   In addition, as in the following (KA-1-1) to (KA-1-17), a 5- to 7-membered lactone ring as a partial structure represented by the general formula (KA-1) has a bicyclo structure, a spiro It is preferred that other ring structures are condensed in a form that forms the structure.

一般式(KA−1)で表される環構造が結合してもよい周辺の環構造については、例えば、下記(KA−1−1)〜(KA−1−17)におけるもの、又はこれに準じたものを挙げることができる。   As for the peripheral ring structure to which the ring structure represented by the general formula (KA-1) may be bonded, for example, those in the following (KA-1-1) to (KA-1-17), or The thing according to can be mentioned.

一般式(KA−1)が示すラクトン環構造を含有する構造として、下記(KA−1−1)〜(KA−1−17)のいずれかで表される構造がより好ましい。なお、ラクトン構造が主鎖に直接結合していてもよい。好ましい構造としては、(KA−1−1)、(KA−1−4)、(KA−1−5)、(KA−1−6)、(KA−1−13)、(KA−1−14)、(KA−1−17)である。   As a structure containing a lactone ring structure represented by the general formula (KA-1), a structure represented by any one of the following (KA-1-1) to (KA-1-17) is more preferable. The lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred structures include (KA-1-1), (KA-1-4), (KA-1-5), (KA-1-6), (KA-1-13), (KA-1- 14) and (KA-1-17).

上記ラクトン環構造を含有する構造は、置換基を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基としては、上記一般式(KA−1)が示す環構造が有してもよい置換基Zka1と同様のものが挙げられる。 The structure containing the lactone ring structure may or may not have a substituent. Preferable substituents include those similar to the substituent Z ka1 that the ring structure represented by the general formula (KA-1) may have.

一般式(KB−1)のXとして好ましくは、カルボン酸エステル基(−COO−)を挙げることができる。   Preferred examples of X in the general formula (KB-1) include a carboxylic acid ester group (—COO—).

一般式(KB−1)におけるY及びYは、それぞれ独立に、電子求引性基を表す。 Y 1 and Y 2 in formula (KB-1) each independently represent an electron-withdrawing group.

電子求引性基は、下記式(EW)で示す部分構造である。式(EW)における*は(KA−1)に直結している結合手、又は(KB−1)中のXに直結している結合手を表す。   The electron withdrawing group is a partial structure represented by the following formula (EW). * In the formula (EW) represents a bond directly connected to (KA-1) or a bond directly connected to X in (KB-1).

式(EW)中、
ew1、Rew2は、各々独立して任意の置換基を表し、例えば水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
In formula (EW),
R ew1 and R ew2 each independently represent an arbitrary substituent, for example, a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.

ewは−C(Rew1)(Rew2)−で表される連結基の繰り返し数であり、0又は1の整数を表す。newが0の場合は単結合を表し、直接Yew1が結合していることを示す。 n ew is the repeating number of the linking group represented by —C (R ew1 ) (R ew2 ) — and represents an integer of 0 or 1. When n ew is 0, it represents a single bond, indicating that Y ew1 is directly bonded.

ew1は、ハロゲン原子、シアノ基、ニトリル基、ニトロ基、−C(Rf1)(Rf2)−Rf3で表されるハロ(シクロ)アルキル基又はハロアリール基、オキシ基、カルボニル基、スルホニル基、スルフィニル基、及びこれらの組み合わせをあげることができ、電子求引性基は例えば下記構造であってもよい。なお、「ハロ(シクロ)アルキル基」とは、少なくとも一部がハロゲン化したアルキル基及びシクロアルキル基を表し、「ハロアリール基」とは、少なくとも一部がハロゲン化したアリール基を表す。下記構造式において、Rew3、Rew4は、各々独立して任意の構造を表す。Rew3、Rew4はどのような構造でも式(EW)で表される部分構造は電子求引性を有し、例えば樹脂の主鎖に連結していてもよいが、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、フッ化アルキル基である。 Y ew1 is a halogen atom, a cyano group, a nitrile group, a nitro group, a halo (cyclo) alkyl group or a haloaryl group represented by —C (R f1 ) (R f2 ) —R f3 , an oxy group, a carbonyl group, a sulfonyl group Examples thereof include a group, a sulfinyl group, and a combination thereof. The electron-withdrawing group may have the following structure, for example. The “halo (cyclo) alkyl group” represents an alkyl group and a cycloalkyl group that are at least partially halogenated, and the “haloaryl group” represents an aryl group that is at least partially halogenated. In the following structural formula, R ew3 and R ew4 each independently represent an arbitrary structure. R ew3 and R ew4 may have any structure, and the partial structure represented by the formula (EW) may have an electron withdrawing property, and may be linked to, for example, the main chain of the resin. An alkyl group and a fluorinated alkyl group;

ew1が2価以上の基である場合、残る結合手は、任意の原子又は置換基との結合を形成するものである。Yew1、Rew1、Rew2の少なくとも何れかの基が更なる置換基を介して樹脂(XA1)の主鎖に連結していてもよい。 When Y ew1 is a divalent or higher group, the remaining bond forms a bond with an arbitrary atom or substituent. At least one group of Y ew1 , R ew1 , and R ew2 may be connected to the main chain of the resin (XA1) through a further substituent.

ew1は、好ましくはハロゲン原子、又は、−C(Rf1)(Rf2)−Rf3で表されるハロ(シクロ)アルキル基又はハロアリール基である。 Y ew1 is preferably a halogen atom, or a halo (cyclo) alkyl group or haloaryl group represented by —C (R f1 ) (R f2 ) —R f3 .

ew1、Rew2及びYew1の少なくとも2つが互いに連結して環を形成していてもよい。 At least two of R ew1 , R ew2 and Y ew1 may be connected to each other to form a ring.

ここでRf1はハロゲン原子、パーハロアルキル基、パーハロシクロアルキル基、又はパーハロアリール基を表し、より好ましくはフッ素原子、パーフルオロアルキル基又はパーフルオロシクロアルキル基、更に好ましくはフッ素原子又はトリフルオロメチル基を表す。 Here, R f1 represents a halogen atom, a perhaloalkyl group, a perhalocycloalkyl group, or a perhaloaryl group, more preferably a fluorine atom, a perfluoroalkyl group, or a perfluorocycloalkyl group, still more preferably a fluorine atom or a trialkyl group. Represents a fluoromethyl group.

f2、Rf3は各々独立して水素原子、ハロゲン原子又は有機基を表し、Rf2とRf3とが連結して環を形成してもよい。有機基としては例えばアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基等を表す。Rf2はRf1と同様の基を表すか、又はRf3と連結して環を形成していることがより好ましい。 R f2 and R f3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or an organic group, and R f2 and R f3 may be linked to form a ring. Examples of the organic group include an alkyl group, a cycloalkyl group, and an alkoxy group. More preferably, R f2 represents the same group as R f1 or is linked to R f3 to form a ring.

f1〜Rf3とは連結して環を形成してもよく、形成する環としては、(ハロ)シクロアルキル環、(ハロ)アリール環等が挙げられる。 R f1 to R f3 may be linked to form a ring, and examples of the ring formed include a (halo) cycloalkyl ring and a (halo) aryl ring.

f1〜Rf3における(ハロ)アルキル基としては、例えば前述したZka1におけるアルキル基、及びこれがハロゲン化した構造が挙げられる。 Examples of the (halo) alkyl group in R f1 to R f3 include the alkyl group in Z ka1 described above and a structure in which this is halogenated.

f1〜Rf3における、又は、Rf2とRf3とが連結して形成する環における(パー)ハロシクロアルキル基及び(パー)ハロアリール基としては、例えば前述したZka1におけるシクロアルキル基がハロゲン化した構造、より好ましくは−C(n)(2n−2)Hで表されるフルオロシクロアルキル基、及び、−C(n)(n−1)で表されるパーフルオロアリール基が挙げられる。ここで炭素数nは特に限定されないが、5〜13のものが好ましく、6がより好ましい。 Examples of the (per) halocycloalkyl group and the (per) haloaryl group in R f1 to R f3 or in the ring formed by linking R f2 and R f3 include, for example, the aforementioned cycloalkyl group in Z ka1 is a halogen atom. And a perfluoroaryl group represented by -C (n) F (n-1) and more preferably a fluorocycloalkyl group represented by -C (n) F (2n-2) H Can be mentioned. Although carbon number n is not specifically limited here, the thing of 5-13 is preferable and 6 is more preferable.

ew1、Rew2及びYew1の少なくとも2つが互いに連結して形成してもよい環としては、好ましくはシクロアルキル基又はヘテロ環基が挙げられ、ヘテロ環基としてはラクトン環基が好ましい。ラクトン環としては、例えば上記式(KA−1−1)〜(KA−1−17)で表される構造が挙げられる。 The ring that may be formed by linking at least two of R ew1 , R ew2 and Y ew1 preferably includes a cycloalkyl group or a heterocyclic group, and the heterocyclic group is preferably a lactone ring group. Examples of the lactone ring include structures represented by the above formulas (KA-1-1) to (KA-1-17).

なお、繰り返し単位(by)中に、一般式(KA−1)で表される部分構造を複数、あるいは、一般式(KB−1)で表される部分構造を複数、あるいは、一般式(KA−1)で表される部分構造と一般式(KB−1)で表される部分構造の両方を有していてもよい。   In the repeating unit (by), a plurality of partial structures represented by the general formula (KA-1), a plurality of partial structures represented by the general formula (KB-1), or a general formula (KA) It may have both a partial structure represented by -1) and a partial structure represented by the general formula (KB-1).

なお、一般式(KA−1)の部分構造の一部又は全部が、一般式(KB−1)におけるY又はYとしての電子求引性基を兼ねてもよい。例えば、一般式(KA−1)のXがカルボン酸エステル基である場合、そのカルボン酸エステル基は一般式(KB−1)におけるY又はYとしての電子求引性基として機能することもあり得る。 Note that part or all of the partial structure of the general formula (KA-1) may also serve as an electron withdrawing group as Y 1 or Y 2 in the general formula (KB-1). For example, when X in the general formula (KA-1) is a carboxylic acid ester group, the carboxylic acid ester group functions as an electron withdrawing group as Y 1 or Y 2 in the general formula (KB-1). There is also a possibility.

また、繰り返し単位(by)が、上記繰り返し単位(b*)又は繰り返し単位(b”)に該当し、かつ、一般式(KA−1)で表される部分構造を有する場合、一般式(KA−1)で表される部分構造は、極性変換基が、一般式(KA−1)で示す構造における−COO−で表される部分構造であることがより好ましい。   In addition, when the repeating unit (by) corresponds to the repeating unit (b *) or the repeating unit (b ″) and has a partial structure represented by the general formula (KA-1), the general formula (KA) As for the partial structure represented by -1), it is more preferable that the polarity conversion group is a partial structure represented by -COO- in the structure represented by the general formula (KA-1).

繰り返し単位(by)は、一般式(KY−0)で表わされる部分構造を有する繰り返し単位でありえる。   The repeating unit (by) can be a repeating unit having a partial structure represented by the general formula (KY-0).

一般式(KY−0)に於いて、
は、鎖状若しくは環状アルキレン基を表し、複数個ある場合は、同じでも異なっていてもよい。
In the general formula (KY-0),
R 2 represents a chain or cyclic alkylene group, and when there are a plurality of R 2 groups, they may be the same or different.

は、構成炭素上の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換され、直鎖状、分岐状又は環状の炭化水素基を示す。 R 3 represents a linear, branched or cyclic hydrocarbon group in which part or all of the hydrogen atoms on the constituent carbons are substituted with fluorine atoms.

は、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、アミド基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、フェニル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、又はR−C(=O)−若しくはR−C(=O)O−で表される基(Rは、アルキル基若しくはシクロアルキル基を表す。)を表す。Rが複数個ある場合は、同じでも異なっていてもよく、また、2つ以上のRが結合し、環を形成していてもよい。 R 4 is a halogen atom, cyano group, hydroxy group, amide group, alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, phenyl group, acyl group, alkoxycarbonyl group, or R—C (═O) — or R—C ( = O) A group represented by O- (R represents an alkyl group or a cycloalkyl group). When there are a plurality of R 4 s , they may be the same or different, and two or more R 4 may be bonded to form a ring.

Xは、アルキレン基、酸素原子又は硫黄原子を表す。   X represents an alkylene group, an oxygen atom, or a sulfur atom.

Z、Zaは、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合又はウレア結合を表し、複数ある場合は、同じでも異なっていてもよい。   Z and Za represent a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond or a urea bond, and when there are a plurality of them, they may be the same or different.

*は、樹脂の主鎖又は側鎖への結合手を表す。   * Represents a bond to the main chain or side chain of the resin.

oは、置換基数であって、1〜7の整数を表す。   o is the number of substituents and represents an integer of 1 to 7.

mは、置換基数であって、0〜7の整数を表す。   m is the number of substituents and represents an integer of 0 to 7.

nは、繰り返し数を表し、0〜5の整数を表す。   n represents the number of repetitions and represents an integer of 0 to 5.

−R−Z−の構造として好ましくは、−(CH−COO−で表される構造が好ましい(lは1〜5の整数を表す)。 The structure represented by —R 2 —Z— is preferably a structure represented by — (CH 2 ) 1 —COO— (l represents an integer of 1 to 5).

としての鎖状若しくは環状アルキレン基の好ましい炭素数範囲及び具体例は、一般式(bb)のZにおける鎖状アルキレン基及び環状アルキレン基で説明したものと同様である。 The preferred carbon number range and specific examples of the chain or cyclic alkylene group as R 2 are the same as those described for the chain alkylene group and cyclic alkylene group in Z 2 of the general formula (bb).

としての直鎖状、分岐状又は環状の炭化水素基の炭素数は、直鎖状の場合、好ましくは1〜30、更に好ましくは1〜20であり、分岐状の場合、好ましくは3〜30、更に好ましくは3〜20であり、環状の場合、6〜20である。Rの具体例としては、上記したZka1としてのアルキル基及びシクロアルキル基の具体例を挙げることができる。 The linear, branched or cyclic hydrocarbon group as R 3 has preferably 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, and preferably 3 carbon atoms when branched. -30, more preferably 3-20, and in the case of a ring, it is 6-20. Specific examples of R 3 include specific examples of the alkyl group and cycloalkyl group as Z ka1 described above.

及びRとしてのアルキル基及びシクロアルキル基における好ましい炭素数、及び、具体例は、上記したZka1としてのアルキル基及びシクロアルキル基において記載したものと同様である。 Preferred carbon numbers and specific examples of the alkyl group and cycloalkyl group as R 4 and R are the same as those described in the alkyl group and cycloalkyl group as Z ka1 described above.

としてのアシル基としては、炭素数1〜6のものが好ましく、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、ピバロイル基などを挙げることができる。 The acyl group as R 4 is preferably one having 1 to 6 carbon atoms, and examples thereof include a formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, valeryl group, and pivaloyl group.

としてのアルコキシ基及びアルコキシカルボニル基におけるアルキル部位としては、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル部位を挙げることができ、アルキル部位の好ましい炭素数、及び、具体例は、上記したZka1としてのアルキル基及びシクロアルキル基において記載したものと同様である。 Examples of the alkyl moiety in the alkoxy group and alkoxycarbonyl group as R 4 include a linear, branched or cyclic alkyl moiety, and the preferred carbon number of the alkyl moiety and specific examples thereof are those described above for Z ka1. The same as those described in the alkyl group and cycloalkyl group.

Xとしてのアルキレン基としては、鎖状若しくは環状アルキレン基を挙げることができ、好ましい炭素数及びその具体例は、Rとしての鎖状アルキレン基及び環状アルキレン基で説明したものと同様である。 Examples of the alkylene group as X include a chain or cyclic alkylene group, and preferred carbon numbers and specific examples thereof are the same as those described for the chain alkylene group and cyclic alkylene group as R 2 .

また、繰り返し単位(by)の具体的な構造として、以下に示す部分構造を有する繰り返し単位も挙げられる。   Moreover, the repeating unit which has a partial structure shown below as a specific structure of a repeating unit (by) is mentioned.

一般式(rf−1)及び(rf−2)中、
X´は、電子求引性の置換基を表し、好ましくは、カルボニルオキシ基、オキシカルボニル基、フッ素原子で置換されているアルキレン基、フッ素原子で置換されているシクロアルキレン基である。
In general formulas (rf-1) and (rf-2),
X ′ represents an electron-attracting substituent, preferably a carbonyloxy group, an oxycarbonyl group, an alkylene group substituted with a fluorine atom, or a cycloalkylene group substituted with a fluorine atom.

Aは、単結合又は−C(Rx)(Ry)−で表される2価の連結基を表す。ここで、Rx、Ryは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜6で、フッ素原子等で置換されていてもよい)、又はシクロアルキル基(好ましくは炭素数5〜12で、フッ素原子等で置換されていてもよい)を表す。Rx,Ryとして好ましくは、水素原子、アルキル基、フッ素原子で置換されているアルキル基である。   A represents a single bond or a divalent linking group represented by -C (Rx) (Ry)-. Here, Rx and Ry are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms and optionally substituted with a fluorine atom or the like), or a cycloalkyl group (preferably a carbon atom). And may be substituted with a fluorine atom or the like. Rx and Ry are preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or an alkyl group substituted with a fluorine atom.

Xは、電子求引性基を表し、その具体例としては、前述のY及びYとしての電子求引性基を挙げることができ、好ましくは、フッ化アルキル基、フッ化シクロアルキル基、フッ素又はフッ化アルキル基で置換されているアリール基、フッ素又はフッ化アルキル基で置換されているアラルキル基、シアノ基、ニトロ基である。 X represents an electron withdrawing group, and specific examples thereof include the above-mentioned electron withdrawing groups as Y 1 and Y 2 , preferably a fluorinated alkyl group or a fluorinated cycloalkyl group. An aryl group substituted with a fluorine or fluorinated alkyl group, an aralkyl group substituted with a fluorine or fluorinated alkyl group, a cyano group, or a nitro group.

*は、樹脂の主鎖又は側鎖への結合手を表す。即ち、単結合あるいは連結基を通じて樹脂の主鎖に結合する結合手を表す。   * Represents a bond to the main chain or side chain of the resin. That is, it represents a bond that bonds to the main chain of the resin through a single bond or a linking group.

なお、X´がカルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基であるとき、Aは単結合ではない。   In addition, when X 'is a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group, A is not a single bond.

極性変換基がアルカリ現像液の作用により分解し極性変換がなされることによって、アルカリ溶液に対する溶解性を向上させることができる。   The polarity-converting group is decomposed by the action of an alkali developer and subjected to polarity conversion, whereby the solubility in an alkali solution can be improved.

また、繰り返し単位(by)は、少なくとも2つ以上の極性変換基を有する繰り返し単位であることがより好ましい。   The repeating unit (by) is more preferably a repeating unit having at least two or more polar conversion groups.

繰り返し単位(by)が少なくとも2つの極性変換基を有する場合、下記一般式(KY−1)で示す、2つの極性変換基を有する部分構造を有する基を有することが好ましい。なお、一般式(KY−1)で表される構造が、結合手を有さない場合は、この構造における任意の水素原子を少なくとも1つ除いた1価以上の基を有する基である。   When the repeating unit (by) has at least two polar conversion groups, the repeating unit (by) preferably has a group having a partial structure having two polar conversion groups represented by the following general formula (KY-1). In addition, when the structure represented by general formula (KY-1) does not have a bond, it is a group having a monovalent or higher valent group in which at least one arbitrary hydrogen atom in this structure is removed.

一般式(KY−1)において、
ky1、Rky4はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、カルボニル基、カルボニルオキシ基、オキシカルボニル基、エーテル基、ヒドロキシル基、シアノ基、アミド基、又はアリール基を表す。或いは、Rky1、Rky4が同一の原子と結合して二重結合を形成していてもよく、例えばRky1、Rky4が同一の酸素原子と結合してカルボニル基の一部(=O)を形成してもよい。
In general formula (KY-1),
R ky1 and R ky4 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, carbonyl group, carbonyloxy group, oxycarbonyl group, ether group, hydroxyl group, cyano group, amide group, or aryl group Represents. Alternatively, R ky1 and R ky4 may be bonded to the same atom to form a double bond. For example, R ky1 and R ky4 are bonded to the same oxygen atom to form a part of a carbonyl group (═O). May be formed.

ky2、Rky3はそれぞれ独立して電子求引性基であるか、又はRky1とRky2が連結してラクトン環を形成するとともにRky3が電子求引性基である。形成するラクトン環としては、上記(KA−1−1)〜(KA−1−17)の構造が好ましい。電子求引性基としては、上記式(KB−1)におけるY、Yと同様のものが挙げられ、好ましくはハロゲン原子、又は、上記−C(Rf1)(Rf2)−Rf3で表されるハロ(シクロ)アルキル基又はハロアリール基である。好ましくはRky3がハロゲン原子、又は、上記−C(Rf1)(Rf2)−Rf3で表されるハロ(シクロ)アルキル基又はハロアリール基であり、Rky2はRky1と連結してラクトン環を形成するか、ハロゲン原子を有さない電子求引性基である。 R ky2 and R ky3 are each independently an electron withdrawing group, or R ky1 and R ky2 are linked to form a lactone ring and R ky3 is an electron withdrawing group. As the lactone ring to be formed, the structures (KA-1-1) to (KA-1-17) are preferable. Examples of the electron withdrawing group include those similar to Y 1 and Y 2 in the above formula (KB-1), and preferably a halogen atom or the above —C (R f1 ) (R f2 ) —R f3. A halo (cyclo) alkyl group or a haloaryl group represented by the formula: Preferably R ky3 halogen atom, or, the -C (R f1) (R f2) halo (cyclo) alkyl groups or haloaryl groups represented by -R f3, lactone R ky2 is linked to R ky1 An electron withdrawing group that forms a ring or has no halogen atom.

ky1、Rky2、Rky4はそれぞれ互いに連結して単環又は多環構造を形成してもよい。 R ky1 , R ky2 , and R ky4 may be connected to each other to form a monocyclic or polycyclic structure.

ky1、Rky4は具体的には式(KA−1)におけるZka1と同様の基が挙げられる。 Specific examples of R ky1 and R ky4 include the same groups as Z ka1 in formula (KA-1).

ky1とRky2が連結して形成するラクトン環としては、上記(KA−1−1)〜(KA−1−17)の構造が好ましい。電子求引性基としては、上記式(KB−1)におけるY、Yと同様のものが挙げられる。 As the lactone ring formed by linking R ky1 and R ky2 , the structures (KA-1-1) to (KA-1-17) are preferable. Examples of the electron withdrawing group include those similar to Y 1 and Y 2 in the above formula (KB-1).

一般式(KY−1)で表される構造としては、下記一般式(KY−2)で示す構造であることがより好ましい。なお、一般式(KY−2)で表される構造は、この構造における任意の水素原子を少なくとも1つ除いた1価以上の基を有する基である。   The structure represented by the general formula (KY-1) is more preferably a structure represented by the following general formula (KY-2). Note that the structure represented by the general formula (KY-2) is a group having a monovalent or higher group obtained by removing at least one arbitrary hydrogen atom in the structure.

式(KY−2)中、
ky6〜Rky10は、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、カルボニル基、カルボニルオキシ基、オキシカルボニル基、エーテル基、ヒドロキシル基、シアノ基、アミド基、又はアリール基を表す。
In formula (KY-2),
R ky6 to R ky10 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, carbonyl group, carbonyloxy group, oxycarbonyl group, ether group, hydroxyl group, cyano group, amide group, or aryl. Represents a group.

ky6〜Rky10は、2つ以上が互いに連結して単環又は多環構造を形成してもよい。 Two or more of R ky6 to R ky10 may be linked to each other to form a monocyclic or polycyclic structure.

ky5は電子求引性基を表す。電子求引性基は上記Y、Yにおけるものと同様のものが挙げられ、好ましくはハロゲン原子、又は、上記−C(Rf1)(Rf2)−Rf3で表されるハロ(シクロ)アルキル基又はハロアリール基である。 R ky5 represents an electron withdrawing group. Examples of the electron withdrawing group include the same groups as those described above for Y 1 and Y 2 , preferably a halogen atom or a halo (cyclo (cyclo) represented by —C (R f1 ) (R f2 ) —R f3 above. ) An alkyl group or a haloaryl group.

ky5〜Rky10は具体的には式(KA−1)におけるZka1と同様の基が挙げられる。 Specific examples of R ky5 to R ky10 include the same groups as Z ka1 in formula (KA-1).

式(KY−2)で表される構造は、下記一般式(KY−3)で示す部分構造であることがより好ましい。   The structure represented by the formula (KY-2) is more preferably a partial structure represented by the following general formula (KY-3).

式(KY−3)中、Zka1、nkaは各々上記一般式(KA−1)と同義である。Rky5は上記式(KY−2)と同義である。 In the formula (KY-3), Z ka1 and nka are each synonymous with the general formula (KA-1). R ky5 is synonymous with the above formula (KY-2).

kyはアルキレン基、酸素原子又は硫黄原子を表す。Lkyのアルキレン基としてはメチレン基、エチレン基等が挙げられる。Lkyは酸素原子又はメチレン基であることが好ましく、メチレン基であることが更に好ましい。 L ky represents an alkylene group, an oxygen atom or a sulfur atom. Examples of the alkylene group for L ky include a methylene group and an ethylene group. L ky is preferably an oxygen atom or a methylene group, and more preferably a methylene group.

繰り返し単位(b)は、付加重合、縮合重合、付加縮合、等、重合により得られる繰り返し単位であれば限定されるものではないが、炭素−炭素2重結合の付加重合により得られる繰り返し単位であることが好ましい。例として、アクリレート系繰り返し単位(α位、β位に置換基を有する系統も含む)、スチレン系繰り返し単位(α位、β位に置換基を有する系統も含む)、ビニルエーテル系繰り返し単位、ノルボルネン系繰り返し単位、マレイン酸誘導体(マレイン酸無水物やその誘導体、マレイミド、等)の繰り返し単位、等を挙げることが出来、アクリレート系繰り返し単位、スチレン系繰り返し単位、ビニルエーテル系繰り返し単位、ノルボルネン系繰り返し単位が好ましく、アクリレート系繰り返し単位、ビニルエーテル系繰り返し単位、ノルボルネン系繰り返し単位が好ましく、アクリレート系繰り返し単位が最も好ましい。   The repeating unit (b) is not limited as long as it is a repeating unit obtained by polymerization such as addition polymerization, condensation polymerization, addition condensation, etc., but is a repeating unit obtained by addition polymerization of a carbon-carbon double bond. Preferably there is. Examples include acrylate-based repeating units (including those having substituents at the α-position and β-position), styrene-based repeating units (including those having substituents at the α-position and β-position), vinyl ether-based repeating units, norbornene-based Repeating units, maleic acid derivatives (maleic anhydride and derivatives thereof, maleimides, etc.), and the like, acrylate-based repeating units, styrene-based repeating units, vinyl ether-based repeating units, norbornene-based repeating units Preferred are acrylate repeat units, vinyl ether repeat units, and norbornene repeat units, with acrylate repeat units being most preferred.

繰り返し単位(by)が、フッ素原子、珪素原子及びCH部分構造の少なくともいずれかを有する繰り返し単位である場合(すなわち、上記繰り返し単位(b’)又は(b”)に相当する場合)、繰り返し単位(by)におけるフッ素原子を有する部分構造としては、上記フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位において挙げたものと同様のものが挙げられ、好ましくは、上記一般式(F2)〜(F4)で表される基を挙げることができる。またこの場合、繰り返し単位(by)における珪素原子を有する部分構造は、上記フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位において挙げたものと同様のものが挙げられ、好ましくは上記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基を挙げることができる。 When the repeating unit (by) is a repeating unit having at least one of a fluorine atom, a silicon atom, and a CH 3 partial structure (that is, when the repeating unit corresponds to the above repeating unit (b ′) or (b ″)), the repeating unit Examples of the partial structure having a fluorine atom in the unit (by) include the same as those mentioned in the repeating unit having at least one of the fluorine atom and the silicon atom, and preferably the general formula (F2) to In this case, the partial structure having a silicon atom in the repeating unit (by) is the same as that in the repeating unit having at least one of the fluorine atom and the silicon atom. And the same groups as those described above, preferably the groups represented by the above general formulas (CS-1) to (CS-3) It is possible.

樹脂(XA1)に於ける、繰り返し単位(by)の含有率は、樹脂(XA1)中の全繰り返し単位に対し、10〜100mol%が好ましく、より好ましくは30〜100mol%、最も好ましくは50〜100mol%である。   The content of the repeating unit (by) in the resin (XA1) is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 30 to 100 mol%, most preferably 50 to the total repeating units in the resin (XA1). 100 mol%.

アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有する繰り返し単位(by)の具体例としては米国公開特許公報2012/0135348号の段落0725に開示されている繰り返し単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit (by) having a group that increases the solubility in an alkali developer include the repeating unit disclosed in paragraph 0725 of US Patent Publication No. 2012/0135348. It is not limited.

上述したような極性変換基(y)を有する繰り返し単位(by)に対応するモノマーの合成方法としては、例えば、国際公開第2010/067905号、又は国際公開第2010/067905号等に記載の方法を参考にして合成することができる。   Examples of the method for synthesizing the monomer corresponding to the repeating unit (by) having the polar conversion group (y) as described above include the method described in International Publication No. 2010/069705, International Publication No. 2010/069705, or the like. Can be synthesized with reference to

樹脂(XA1)に於ける、酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位(bz)は、後述する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中に含有される樹脂Aで挙げる酸分解性基を有する繰り返し単位と同様のものが挙げられる。   In the resin (XA1), the repeating unit (bz) having a group (z) that is decomposed by the action of an acid is an acid mentioned in the resin A contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition described later. Examples thereof include the same repeating units having a decomposable group.

繰り返し単位(bz)が、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位である場合(すなわち、上記繰り返し単位(b’)又は(b”)に相当する場合)、繰り返し単位(bz)におけるフッ素原子を有する部分構造としては、上記フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位において挙げたものと同様のものが挙げられ、好ましくは、上記一般式(F2)〜(F4)で表される基を挙げることができる。またこの場合、繰り返し単位(by)における珪素原子を有する部分構造は、上記フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位において挙げたものと同様のものが挙げられ、好ましくは上記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基を挙げることができる。   When the repeating unit (bz) is a repeating unit having at least one of a fluorine atom and a silicon atom (that is, when the repeating unit corresponds to the above repeating unit (b ′) or (b ″)), the repeating unit (bz) Examples of the partial structure having a fluorine atom include the same ones as mentioned in the repeating unit having at least one of the fluorine atom and the silicon atom, and preferably represented by the general formulas (F2) to (F4). In this case, the partial structure having a silicon atom in the repeating unit (by) has the same structure as that described in the repeating unit having at least one of the fluorine atom and the silicon atom. Preferably, groups represented by the above general formulas (CS-1) to (CS-3) can be exemplified.

樹脂(XA1)に於ける、酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位(bz)の含有率は、樹脂(XA1)中の全繰り返し単位に対し、10〜100mol%が好ましく、より好ましくは30〜100mol%、更に好ましくは50〜100mol%である。   In the resin (XA1), the content of the repeating unit (bz) having a group (z) that decomposes by the action of an acid is preferably 10 to 100 mol% with respect to all the repeating units in the resin (XA1). Preferably it is 30-100 mol%, More preferably, it is 50-100 mol%.

以上、上記(x)〜(z)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有する繰り返し単位(b)について説明したが、樹脂(XA1)に於ける、繰り返し単位(b)の含有率は、樹脂(XA1)中の全繰り返し単位に対し、10〜100mol%が好ましく、より好ましくは30〜100mol%、最も好ましくは50〜100mol%である。   Hereinabove, the repeating unit (b) having at least one group selected from the group consisting of the above (x) to (z) has been described. The content of the repeating unit (b) in the resin (XA1) is as follows: 10-100 mol% is preferable with respect to all the repeating units in resin (XA1), More preferably, it is 30-100 mol%, Most preferably, it is 50-100 mol%.

繰り返し単位(b’)の含有率は、樹脂(XA1)中の全繰り返し単位に対し、10〜100mol%が好ましく、より好ましくは30〜100mol%、最も好ましくは50〜100mol%ある。   The content of the repeating unit (b ′) is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 30 to 100 mol%, and most preferably 50 to 100 mol% with respect to all the repeating units in the resin (XA1).

繰り返し単位(b*)の含有率は、樹脂(XA1)中の全繰り返し単位に対し、1〜90mol%が好ましく、より好ましくは3〜80mol%、更に好ましくは5〜70mol%、最も好ましくは10〜60mol%である。繰り返し単位(b*)と共に用いられる、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(XA1)中の全繰り返し単位に対し、10〜99mol%が好ましく、より好ましくは20〜97mol%、更に好ましくは30〜95mol%、最も好ましくは40〜90mol%である。   The content of the repeating unit (b *) is preferably 1 to 90 mol%, more preferably 3 to 80 mol%, still more preferably 5 to 70 mol%, most preferably 10 with respect to all repeating units in the resin (XA1). ~ 60 mol%. The content of the repeating unit having at least one of a fluorine atom and a silicon atom used together with the repeating unit (b *) is preferably 10 to 99 mol% with respect to all the repeating units in the resin (XA1), more preferably It is 20-97 mol%, More preferably, it is 30-95 mol%, Most preferably, it is 40-90 mol%.

繰り返し単位(b”)の含有率は、樹脂(XA1)中の全繰り返し単位に対し、10〜100mol%が好ましく、より好ましくは30〜100mol%、最も好ましくは50〜100mol%である。   The content of the repeating unit (b ″) is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 30 to 100 mol%, and most preferably 50 to 100 mol% with respect to all the repeating units in the resin (XA1).

樹脂(XA1)は、更に、下記一般式(CIII)で表される繰り返し単位を有していてもよい。   The resin (XA1) may further have a repeating unit represented by the following general formula (CIII).

一般式(CIII)に於いて、
c31は、水素原子、アルキル基(フッ素原子等で置換されていてもよい)、シアノ基又は−CH−O−Rac基を表す。式中、Racは、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。Rc31は、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基が好ましく、水素原子、メチル基が特に好ましい。
In general formula (CIII):
R c31 represents a hydrogen atom, an alkyl group (which may be substituted with a fluorine atom or the like), a cyano group, or a —CH 2 —O—Rac 2 group. In the formula, Rac 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group. R c31 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group or a trifluoromethyl group, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

c32は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する基を表す。これら基はフッ素原子、珪素原子を含む基等で置換されていてもよい。 R c32 represents a group having an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group. These groups may be substituted with a fluorine atom, a group containing a silicon atom, or the like.

c3は、単結合又は2価の連結基を表す。 L c3 represents a single bond or a divalent linking group.

一般式(CIII)に於ける、Rc32のアルキル基は、炭素数3〜20の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましい。 In general formula (CIII), the alkyl group represented by R c32 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.

シクロアルキル基は、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。   The cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.

アルケニル基は、炭素数3〜20のアルケニル基が好ましい。   The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.

シクロアルケニル基は、炭素数3〜20のシクロアルケニル基が好ましい。   The cycloalkenyl group is preferably a cycloalkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.

アリール基は、炭素数6〜20のフェニル基、ナフチル基が好ましく、これらは置換基を有していてもよい。   The aryl group is preferably a phenyl group or naphthyl group having 6 to 20 carbon atoms, and these may have a substituent.

c32は無置換のアルキル基又はフッ素原子で置換されているアルキル基が好ましい。 R c32 is preferably an unsubstituted alkyl group or an alkyl group substituted with a fluorine atom.

c3の2価の連結基は、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜5)、オキシ基、フェニレン基、エステル結合(−COO−で表される基)が好ましい。 The divalent linking group of L c3 is preferably an alkylene group (preferably having 1 to 5 carbon atoms), an oxy group, a phenylene group, or an ester bond (a group represented by —COO—).

以下に一般式(CIII)で表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、Raは、H、CH、CHOH、CF又はCNを表す。なお、RaがCFである場合の繰り返し単位は、上記フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位にも相当する。 Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (CIII) are listed below, but the present invention is not limited thereto. In the formula, Ra represents H, CH 3 , CH 2 OH, CF 3 or CN. Note that the repeating unit in the case where Ra is CF 3 also corresponds to the repeating unit having at least one of the fluorine atom and the silicon atom.

樹脂(XA1)は、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が0〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0〜5質量%、0〜1質量%が更により好ましい。それにより、液中異物のないパターン反転用組成物が得られる。また、反転後のパターンの形状、ラフネスなどの点から、分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は、1〜3の範囲が好ましく、より好ましくは1〜2、更に好ましくは1〜1.8、最も好ましくは1〜1.5の範囲である。   As for resin (XA1), it is natural that there are few impurities, such as a metal, It is preferable that a residual monomer and an oligomer component are 0-10 mass%, More preferably, 0-5 mass%, 0-1 Mass% is even more preferred. Thereby, the composition for pattern reversal without the foreign material in a liquid is obtained. The molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as dispersity) is preferably in the range of 1 to 3, more preferably 1 to 2, and still more preferably 1 to 1, in view of the shape of the pattern after inversion, roughness, and the like. .8, most preferably in the range of 1 to 1.5.

樹脂(XA1)は、各種市販品を利用することもできるし、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種及び開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。   As the resin (XA1), various commercially available products can be used, and the resin (XA1) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and heating is performed, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable.

反応溶媒、重合開始剤、反応条件(温度、濃度等)、及び、反応後の精製方法は、後述する樹脂Aで説明する内容と同様である。   The reaction solvent, the polymerization initiator, the reaction conditions (temperature, concentration, etc.) and the purification method after the reaction are the same as those described for the resin A described later.

以下に樹脂(XA1)の具体例を示す。   Specific examples of the resin (XA1) are shown below.

樹脂(XA1)の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜100,000、より好ましくは2,000〜50,000、更に好ましくは3,000〜35,000である。ここで、樹脂の重量平均分子量は、GPC(キャリア:テトラヒドロフラン(THF))によって測定したポリスチレン換算分子量を示す。   The weight average molecular weight of the resin (XA1) is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 2,000 to 50,000, and still more preferably 3,000 to 35,000. Here, the weight average molecular weight of the resin indicates a molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC (carrier: tetrahydrofuran (THF)).

パターン反転用樹脂組成物における樹脂(XA1)の樹脂(XA)中の配合率は、樹脂(XA)成分100質量部に対し、0.01〜50質量部が好ましく、0.1〜20質量部がより好ましく、0.5〜10質量部がさらに好ましい。   The blending ratio of the resin (XA1) in the resin (XA) in the resin composition for pattern reversal is preferably 0.01 to 50 parts by mass, and 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (XA) component. Is more preferable, and 0.5 to 10 parts by mass is even more preferable.

[樹脂(XA2)]
樹脂(XA2)は、第二のパターンである反転パターンの残存性の観点から、本発明の処理液がアルカリ性溶液である場合、樹脂(XA2)はアルカリ不溶性樹脂であることが好ましい。
[Resin (XA2)]
Resin (XA2) is preferably an alkali-insoluble resin when the treatment liquid of the present invention is an alkaline solution from the viewpoint of the persistence of the reverse pattern which is the second pattern.

ここで、アルカリ不溶性樹脂とは、上記で定義されるアルカリ性溶液に対する溶解速度が1nm/sec未満の樹脂を意味する。アルカリ不溶性樹脂(AX2)は、アルカリ性溶液に対する溶解速度が、0.1nm/sec未満であることが好ましく、0.01nm/sec未満であることがより好ましく、溶解しないことがさらに好ましい。   Here, the alkali-insoluble resin means a resin having a dissolution rate in an alkaline solution as defined above of less than 1 nm / sec. The dissolution rate of the alkali-insoluble resin (AX2) in the alkaline solution is preferably less than 0.1 nm / sec, more preferably less than 0.01 nm / sec, and even more preferably not dissolved.

本発明の処理液としてアルカリ性溶液が使用される場合、樹脂(XA2)は、パターン残存性の観点から、上記(x)〜(z)からなる群から選ばれるアルカリ可溶性基を含まないか、含む場合にはアルカリ性溶液に対する樹脂(XA2)の溶解速度が上記範囲内となる範囲で含むことが好ましい。   When an alkaline solution is used as the treatment liquid of the present invention, the resin (XA2) does not contain or contains an alkali-soluble group selected from the group consisting of the above (x) to (z) from the viewpoint of pattern persistence. In some cases, it is preferable that the dissolution rate of the resin (XA2) in the alkaline solution is within the above range.

本発明の一形態において、樹脂(XA2)は、上記(x)〜(z)からなる群から選ばれるアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位の含有率が、樹脂(XA2)中の全繰り返し単位に対し、0〜30モル%であることが好ましく、0〜10モル%であることがより好ましく、0〜1モル%であることが更に好ましい。   In one embodiment of the present invention, the resin (XA2) has a content of repeating units having an alkali-soluble group selected from the group consisting of the above (x) to (z) with respect to all the repeating units in the resin (XA2). 0 to 30 mol% is preferable, 0 to 10 mol% is more preferable, and 0 to 1 mol% is still more preferable.

樹脂(XA2)は、第二の膜であるパターン反転用膜の表層部に、樹脂(XA1)を偏在させるものであることが好ましい。この偏在性の観点からは、樹脂(XA2)は、“フッ素原子”、“珪素原子”、及び、“樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造”(CH部分構造)を含有しないか、含有する場合には、以下に示す範囲内とすることが好ましい。 The resin (XA2) is preferably one in which the resin (XA1) is unevenly distributed in the surface layer portion of the pattern reversal film that is the second film. From the viewpoint of uneven distribution, the resin (XA2) does not contain “fluorine atom”, “silicon atom”, and “CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin” (CH 3 partial structure). If it is contained, it is preferably within the range shown below.

すなわち、樹脂(XA2)は、偏在性の観点から、フッ素原子の含有率が、樹脂(XA2)の重量平均分子量に対し、0〜20質量%であることが好ましく、0〜5質量%であることがより好ましい。また、樹脂(XA2)は、フッ素原子を含む繰り返し単位が、樹脂(XA2)中の全繰り返し単位に対し、0〜30モル%であることが好ましく、0〜10モル%であることがより好ましい。   That is, from the viewpoint of uneven distribution, the resin (XA2) preferably has a fluorine atom content of 0 to 20% by mass and 0 to 5% by mass with respect to the weight average molecular weight of the resin (XA2). It is more preferable. Moreover, it is preferable that it is 0-30 mol%, and, as for resin (XA2), the repeating unit containing a fluorine atom is 0-30 mol% with respect to all the repeating units in resin (XA2), and it is more preferable that it is 0-10 mol%. .

また、樹脂(XA2)は、偏在性の観点から、珪素原子の含有率が、樹脂(XA2)の重量平均分子量に対し、0〜30質量%であることが好ましく、0〜20質量%であることがより好ましい。また、樹脂(XA2)は、珪素原子を含む繰り返し単位が、樹脂(XA2)中の全繰り返し単位に対し、0〜30モル%であることが好ましく、0〜10モル%であることがより好ましい。   Moreover, it is preferable that the content rate of a silicon atom is 0-30 mass% with respect to the weight average molecular weight of resin (XA2), and resin (XA2) is 0-20 mass% from a ubiquitous viewpoint. It is more preferable. Moreover, it is preferable that it is 0-30 mol%, and, as for resin (XA2), the repeating unit containing a silicon atom is 0-30 mol% with respect to all the repeating units in resin (XA2), and it is more preferable that it is 0-10 mol%. .

また、樹脂(XA2)は、偏在性の観点から、CH部分構造を有する繰り返し単位が、樹脂(XA2)中の全繰り返し単位に対し、0〜80モル%であることが好ましく、0〜30モル%であることがより好ましい。 In addition, from the viewpoint of uneven distribution, the resin (XA2) preferably has 0 to 80 mol% of repeating units having a CH 3 partial structure based on all repeating units in the resin (XA2). More preferably, it is mol%.

樹脂(XA1)及び樹脂(XA2)の双方が、“フッ素原子”、“珪素原子”、及び、“樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造”のいずれか1種以上を有する場合、それぞれの樹脂の表面エネルギーは、樹脂(XA1)<樹脂(XA1)の関係であることが好ましい。なお、本発明に係る表面エネルギーは、表面張力が既知の2種類以上の液体を用いて接触角を測定することにより算出できる。 When both the resin (XA1) and the resin (XA2) have one or more of “fluorine atom”, “silicon atom”, and “CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin”, The surface energy of each resin is preferably in the relationship of resin (XA1) <resin (XA1). The surface energy according to the present invention can be calculated by measuring the contact angle using two or more kinds of liquids with known surface tensions.

樹脂(XA2)は、反転パターンのエッチング耐性の観点から、環構造を含む基を有することが好ましく、環構造を含む繰り返し単位を含むことがより好ましい。環構造としては、脂環式基であってもよいし、芳香族基であってもよい。   The resin (XA2) preferably has a group containing a ring structure, and more preferably contains a repeating unit containing a ring structure, from the viewpoint of etching resistance of the inverted pattern. The ring structure may be an alicyclic group or an aromatic group.

脂環式基としては多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。モノシクロアルカンとしては、炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、ポリシクロアルカンとしては、炭素数7〜30のものが好ましい。中でも、ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカン;ステロイド骨格を有する環式基等の縮合環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンがより好ましい。   The alicyclic group may be a polycyclic group or a monocyclic group. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane is preferable. Monocycloalkanes preferably have 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 30 carbon atoms. Among them, polycycloalkanes include polycycloalkanes having a polycyclic skeleton of a bridged ring system such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, and the like; condensed ring systems such as a cyclic group having a steroid skeleton A polycycloalkane having a polycyclic skeleton is more preferred.

本明細書において「ステロイド骨格」とは、3つの六員環及び1つの五員環がつながった下記化学式で示される骨格(st)を意味する。   In the present specification, the “steroid skeleton” means a skeleton (st) represented by the following chemical formula in which three six-membered rings and one five-membered ring are connected.

脂環式基を含む繰り返し単位は、樹脂(XA2)中の全繰り返し単位に対し、30〜100モル%であることが好ましく、50〜100モル%であることがより好ましい。   The repeating unit containing an alicyclic group is preferably 30 to 100 mol%, more preferably 50 to 100 mol%, based on all repeating units in the resin (XA2).

芳香族基としては、具体的には、芳香環から水素原子を1つ除いた基(アリール基:たとえば、フェニル基、ナフチル基など)、芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられ、上記芳香族基は置換基を有していてもよい。   Specifically, the aromatic group is a group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic ring (aryl group: for example, phenyl group, naphthyl group, etc.), and one of the aromatic ring hydrogen atoms is substituted with an alkylene group. Groups (for example, arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group, etc.) and the like, It may have a substituent.

芳香族基を含む繰り返し単位は、樹脂(XA2)中の全繰り返し単位に対し、30〜100モル%であることが好ましく、50〜100モル%であることがより好ましい。   The repeating unit containing an aromatic group is preferably 30 to 100 mol%, more preferably 50 to 100 mol%, based on all repeating units in the resin (XA2).

樹脂(XA2)は、反転パターンのエッチング耐性の観点から、珪素原子を含む基を有することも好ましく、珪素原子を含む繰り返し単位を含むことがより好ましい。   The resin (XA2) preferably has a group containing a silicon atom, and more preferably contains a repeating unit containing a silicon atom, from the viewpoint of etching resistance of the reverse pattern.

珪素原子を含む基としては、珪素原子を有する部分構造として、アルキルシリル構造(好ましくはトリアルキルシリル基)、又は環状シロキサン構造を有することが好ましい。   The group containing a silicon atom preferably has an alkylsilyl structure (preferably a trialkylsilyl group) or a cyclic siloxane structure as a partial structure having a silicon atom.

アルキルシリル構造、又は環状シロキサン構造としては、具体的には、樹脂(XA1)において説明した上記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基などが挙げられる。   Specific examples of the alkylsilyl structure or the cyclic siloxane structure include groups represented by the general formulas (CS-1) to (CS-3) described in the resin (XA1).

樹脂(XA2)は、反転パターンのエッチング耐性の観点から珪素原子を含有する場合、珪素原子の含有質は、樹脂(XA2)の重量平均分子量に対し、1〜30質量%であることが好ましく、1〜20質量%であることがより好ましい。また、珪素原子を含む繰り返し単位は、樹脂(XA2)中の全繰り返し単位に対し、1〜30モル%であることが好ましく、1〜10モル%であることがより好ましい。   When the resin (XA2) contains a silicon atom from the viewpoint of etching resistance of the reverse pattern, the content of the silicon atom is preferably 1 to 30% by mass with respect to the weight average molecular weight of the resin (XA2). It is more preferable that it is 1-20 mass%. Moreover, it is preferable that it is 1-30 mol% with respect to all the repeating units in resin (XA2), and, as for the repeating unit containing a silicon atom, it is more preferable that it is 1-10 mol%.

樹脂(XA2)は、上述した樹脂(XA1)と同様、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が0〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0〜5質量%、0〜1質量%が更により好ましい。それにより、液中異物のないパターン反転用樹脂組成物が得られる。また、反転後のパターン形状、ラフネスなどの点から、分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は、1〜3の範囲が好ましく、より好ましくは1〜2、更に好ましくは1〜1.8、最も好ましくは1〜1.5の範囲である。   As with the resin (XA1) described above, the resin (XA2) preferably has 0 to 10% by mass of residual monomer and oligomer components, and more preferably has few impurities such as metals. 0-5 mass% and 0-1 mass% are still more preferable. Thereby, a resin composition for pattern reversal free from foreign matter in the liquid is obtained. The molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as dispersity) is preferably in the range of 1 to 3, more preferably 1 to 2, and still more preferably 1 to 1 in terms of the pattern shape after inversion and roughness. 8, most preferably in the range of 1 to 1.5.

樹脂(XA2)は、各種市販品を利用することもできるし、樹脂(XA1)と同様、常法に従って合成することができる。   As the resin (XA2), various commercially available products can be used, and as with the resin (XA1), it can be synthesized according to a conventional method.

以下に樹脂(XA2)の具体例を示す。   Specific examples of the resin (XA2) are shown below.

樹脂(XA2)の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜100,000、より好ましくは2,000〜50,000、更に好ましくは3,000〜35,000である。ここで、樹脂の重量平均分子量は、GPC(キャリア:テトラヒドロフラン(THF))によって測定したポリスチレン換算分子量を示す。   The weight average molecular weight of the resin (XA2) is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 2,000 to 50,000, and still more preferably 3,000 to 35,000. Here, the weight average molecular weight of the resin indicates a molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC (carrier: tetrahydrofuran (THF)).

パターン反転用樹脂組成物における樹脂(XA2)の樹脂(XA)中の配合率は、樹脂(XA)成分100質量部に対し、30〜99.5質量部が好ましく、50〜99質量部がより好ましく、80〜99質量部がさらに好ましい。   The mixing ratio of the resin (XA2) in the resin (XA) in the resin composition for pattern reversal is preferably 30 to 99.5 parts by mass, more preferably 50 to 99 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (XA) component. 80 to 99 parts by mass are more preferable.

樹脂(XA2)は1種類単独又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。   Resin (XA2) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

パターン反転用樹脂組成物中の樹脂成分(XA)の含有率は、パターン反転用樹脂組成物中の全固形分(後述の溶剤以外の成分)を基準として、通常30〜100質量%であり、好ましくは50〜100質量%であり、より好ましくは80〜100質量%である。   The content of the resin component (XA) in the resin composition for pattern reversal is usually 30 to 100% by mass based on the total solid content (components other than the solvent described later) in the resin composition for pattern reversal, Preferably it is 50-100 mass%, More preferably, it is 80-100 mass%.

<熱酸発生剤>
パターン反転用樹脂組成物は、さらに熱酸発生剤を含有していてもよい。
熱酸発生剤としては特に限定されないが、例えば、イソプロピル−p−トルエンスルホネート及びシクロヘキシル−p−トルエンスルホネート、また、芳香族スルホニウム塩化合物である三新化学工業製サンエイドSIシリーズ及びサンアプロ製CPIシリーズなどが挙げられる。熱酸発生剤を添加した場合、パターン反転膜を形成した後、ベークを行うことにより、酸の作用により樹脂(A)の極性がさらに増大し、アルカリ溶解性を向上させることができる。
<Heat acid generator>
The resin composition for pattern inversion may further contain a thermal acid generator.
Although it does not specifically limit as a thermal acid generator, For example, isopropyl-p-toluenesulfonate, cyclohexyl-p-toluenesulfonate, Sanshin Chemical Industries sun aid SI series and San Apro CPI series which are aromatic sulfonium salt compounds, etc. Is mentioned. When the thermal acid generator is added, the pattern reversal film is formed and then baked, whereby the polarity of the resin (A) is further increased by the action of the acid and the alkali solubility can be improved.

熱酸発生剤の含有率としては、パターン反転用樹脂組成物中の全固形分に対し、通常0.1〜10質量%、好ましくは1〜5質量%である。   As a content rate of a thermal acid generator, it is 0.1-10 mass% normally with respect to the total solid in the resin composition for pattern inversion, Preferably it is 1-5 mass%.

<界面活性剤>
本発明のパターン反転用樹脂組成物には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。
<Surfactant>
An appropriate amount of a surfactant can be added to the pattern reversal resin composition of the present invention, if necessary.

界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されないが、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用いることが更に好ましい。   The surfactant is not particularly limited, and for example, ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactants can be used. Examples of these fluorine and / or silicon surfactants include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, US Pat. No. 5,405,720, etc. The surfactants described in US Pat. Nos. 5,360,692, 5,298,881, 5,296,330, 5,346,098, 5,576,143, 5,294,511, and 5,824,451 can be mentioned. Preferably, it is a nonionic surfactant. Although it does not specifically limit as a nonionic surfactant, It is still more preferable to use a fluorochemical surfactant or a silicon-type surfactant.

界面活性剤の含有率としては、パターン反転用樹脂組成物中の全固形分に対し、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、更に好ましくは0.01〜0.5質量%である。   As content rate of surfactant, it is 0.001-5 mass% normally with respect to the total solid in the resin composition for pattern inversion, Preferably it is 0.005-2 mass%, More preferably, it is 0.01-0. 0.5% by mass.

<その他の添加剤>
本発明のパターン反転用樹脂組成物は、添加剤として、上述した熱酸発生剤、界面発生剤以外の他の添加剤を含んでいてもよく、例えば、光酸発生剤、光塩基発生剤、熱塩基発生剤などを含有していてもよい。
<Other additives>
The resin composition for pattern reversal of the present invention may contain additives other than the above-mentioned thermal acid generator and interface generator as additives, such as a photoacid generator, a photobase generator, It may contain a thermal base generator.

<有機溶剤>
本発明のパターン反転用樹脂組成物は、有機溶剤(XS)を含有することが好ましい。
有機溶剤(XS)としてはパターン反転用樹脂組成物に配合される成分を溶解し得るものであれば、後述する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含有され得る有機溶剤、上述した有機溶剤を含む現像液に用いられる有機溶剤、上述したリンス液に用いられる有機溶剤に例示された溶剤を使用することができる。
<Organic solvent>
The resin composition for pattern reversal of the present invention preferably contains an organic solvent (XS).
The organic solvent (XS) may be any organic solvent that can be contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition described below, as long as it can dissolve the components blended in the pattern reversal resin composition. The organic solvent used for the developing solution containing a solvent and the solvent illustrated to the organic solvent used for the rinse liquid mentioned above can be used.

有機溶剤(XS)は、第一のレジストパターンを溶解しない有機溶剤であることが好ましい。有機溶剤(XS)における「第一のレジストパターンを溶解しない」とは、支持体上に感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布し、乾燥させて、23℃条件下、膜厚0.2μmの感活性光線性又は感放射線性膜を形成し、これを有機溶剤(XS)に浸漬したときに、60分経過後においても、感活性光線性又は感放射線性膜の消失または膜厚の顕著な変動が生じない(好ましくは、感活性光線性又は感放射線性膜の膜厚が0.16μm以下とならない。)ことを示す。   The organic solvent (XS) is preferably an organic solvent that does not dissolve the first resist pattern. “Do not dissolve the first resist pattern” in the organic solvent (XS) means that an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is applied on a support and dried, and the film thickness is 0 at 23 ° C. When an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film having a thickness of 2 μm is formed and immersed in an organic solvent (XS), the loss or thickness of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is lost even after 60 minutes. (Notably, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film does not have a thickness of 0.16 μm or less).

有機溶剤(XS)は、1種類単独で、又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。   An organic solvent (XS) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

本発明のパターン反転用樹脂組成物における固形分濃度は、1.0〜10.0質量%が好ましく、1.0〜6.0質量%がより好ましい。   1.0-10.0 mass% is preferable and, as for the solid content concentration in the resin composition for pattern inversion of this invention, 1.0-6.0 mass% is more preferable.

<<感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物>>
本発明のパターン形成方法において使用される感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、ネガ型の現像、すなわち、露光部がパターンとして残り、未露光部が除去される現像に用いられてもよく、ポジ型の現像、すなわち、露光部が除去され、未露光部がパターンとして残る現像に用いられてもよい。
<< Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition >>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition used in the pattern forming method of the present invention may be used for negative development, i.e., development in which an exposed portion remains as a pattern and an unexposed portion is removed. Alternatively, it may be used for positive development, that is, development in which an exposed portion is removed and an unexposed portion remains as a pattern.

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、典型的にはレジスト組成物であることが、特に高い効果を得ることができることから好ましい。また本発明で使用される感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、典型的には化学増幅型のレジスト組成物である。   The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is typically a resist composition, since a particularly high effect can be obtained. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition used in the present invention is typically a chemically amplified resist composition.

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有する成分について以下に説明する。   The components contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition will be described below.

<樹脂(A)>
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、酸の作用により極性が増大する樹脂(A)を含有する。樹脂(A)は、有機溶剤を含む現像液を用いたネガ型の現像を行う場合には、酸の作用により極性が増大して、有機系現像液に対する溶解度が減少する樹脂であり、また、アルカリ現像液を用いたポジ型の現像を行う場合には、酸の作用により極性が増大して、アルカリ現像液に対する溶解度が増大する樹脂でもある。
<Resin (A)>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a resin (A) whose polarity is increased by the action of an acid. Resin (A) is a resin whose polarity is increased by the action of an acid and its solubility in an organic developer decreases when negative development using a developer containing an organic solvent is performed, In the case of performing positive development using an alkali developer, it is a resin whose polarity is increased by the action of an acid and its solubility in an alkali developer is increased.

[酸分解性基を有する繰り返し単位(a)]
樹脂(A)は、酸の作用により極性が増大する基として、酸の作用により分解して極性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう。)を有する繰り返し単位(a)を含むことが好ましい。酸分解性基を有する繰り返し単位(a)とは、例えば、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸分解性基を有する繰り返し単位である。酸分解性基が分解して生じる基は極性基であることが、例えば、有機溶剤を含む現像液との親和性が低くなり、不溶化又は難溶化(ネガ化)を進行するため好ましい。また、極性基は酸性基であることがより好ましい。極性基の定義は後述する繰り返し単位(b)の項で説明する定義と同義であるが、酸分解性基が分解して生じる極性基の例としては、アルコール性水酸基、アミノ基、酸性基などが挙げられる。
[Repeating unit having acid-decomposable group (a)]
Resin (A) includes a repeating unit (a) having a group that is decomposed by the action of an acid to generate a polar group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”) as a group that increases in polarity by the action of an acid. It is preferable to include. The repeating unit (a) having an acid-decomposable group is, for example, a repeating unit having an acid-decomposable group in the main chain or side chain of the resin, or in both the main chain and side chain. The group generated by the decomposition of the acid-decomposable group is preferably a polar group because, for example, the affinity with a developer containing an organic solvent is lowered, and insolubilization or insolubilization (negative conversion) proceeds. The polar group is more preferably an acidic group. The definition of the polar group is synonymous with the definition described in the section of the repeating unit (b) described later. Examples of the polar group generated by the decomposition of the acid-decomposable group include an alcoholic hydroxyl group, an amino group, and an acidic group. Is mentioned.

酸分解性基が分解して生じる極性基は、酸性基であることが好ましい。   The polar group generated by the decomposition of the acid-decomposable group is preferably an acidic group.

酸性基としては、例えば、有機溶剤を含む現像液中で不溶化する基であれば特に限定されないが、好ましくは、フェノール性ヒドロキシル基、カルボン酸基、スルホン酸基、フッ素化アルコール基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基であり、より好ましくは、カルボン酸基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、フェノール性ヒドロキシル基、スルホン酸基等の酸性基(従来レジストの現像液として用いられている、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液中で解離する基)が挙げられる。   The acidic group is not particularly limited as long as it is a group that is insolubilized in a developer containing an organic solvent, but is preferably a phenolic hydroxyl group, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a fluorinated alcohol group, or a sulfonamide group. Sulfonylimide group, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene group, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group Bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene group, more preferably carboxylic acid group, fluorinated alcohol group (preferably hexafluoroisopropanol), phenol Hydroxyl group, (used as a developer for conventional resist, a group dissociated in 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) acidic group such as a sulfonic acid group include.

酸分解性基として好ましい基は、これらの基の水素原子を酸の作用により脱離する基で置換した基である。   Preferred groups as the acid-decomposable group are groups in which the hydrogen atom of these groups is substituted with a group capable of leaving by the action of an acid.

酸分解性基としては、酸の作用により分解してアルコール性水酸基を生じる基も好ましい。   As the acid-decomposable group, a group that decomposes by the action of an acid to generate an alcoholic hydroxyl group is also preferable.

酸の作用により脱離する脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。 Examples of the group capable of leaving by the action of an acid include -C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), -C (R 36 ) (R 37 ) (OR 39 ), and -C (R 01) (R 02) (can be exemplified OR 39) or the like.

式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、1価の芳香環基、アルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。 In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, a monovalent aromatic ring group, a group in which an alkylene group and a monovalent aromatic ring group are combined, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.

01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、1価の芳香環基、アルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。 R 01 and R 02 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a monovalent aromatic ring group, a group in which an alkylene group and a monovalent aromatic ring group are combined, or an alkenyl group.

酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。   The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group or the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group.

以下に、酸分解性基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit having an acid-decomposable group are shown below, but the present invention is not limited thereto.

具体例中、Rx、Xaは、水素原子、CH、CF、又はCHOHを表す。Rxa、Rxbは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数6〜18のアリール基、又は、炭素数7〜19のアラルキル基を表す。Zは、置換基を表す。pは0又は正の整数を表し、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0又は1である。Zが複数存在する場合、互いに同じでも異なっていてもよい。Zとしては、酸分解前後での有機溶剤を含有する現像液に対する溶解コントラストを増大させる観点から、水素原子及び炭素原子のみからなる基が好適に挙げられ、例えば、直鎖又は分岐のアルキル基、シクロアルキル基であることが好ましい。 In specific examples, Rx and Xa 1 represent a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH. Rxa and Rxb each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 19 carbon atoms. Z represents a substituent. p represents 0 or a positive integer, preferably 0 to 2, and more preferably 0 or 1. When a plurality of Z are present, they may be the same as or different from each other. Z is preferably a group consisting of only a hydrogen atom and a carbon atom from the viewpoint of increasing the dissolution contrast with respect to a developer containing an organic solvent before and after acid decomposition, for example, a linear or branched alkyl group, A cycloalkyl group is preferred.

また、樹脂(A)は、繰り返し単位(a)として、下記一般式(VI)で表される繰り返し単位を含んでいてもよい。   The resin (A) may contain a repeating unit represented by the following general formula (VI) as the repeating unit (a).

一般式(VI)中、
61、R62及びR63は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、又はアルコキシカルボニル基を表す。但し、R62はArと結合して環を形成していてもよく、その場合のR62は単結合又はアルキレン基を表す。
In general formula (VI),
R 61 , R 62 and R 63 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group. However, R 62 may be bonded to Ar 6 to form a ring, and R 62 in this case represents a single bond or an alkylene group.

は、単結合、−COO−、又は−CONR64−を表す。R64は、水素原子又はアルキル基を表す。 X 6 represents a single bond, —COO—, or —CONR 64 —. R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

は、単結合又はアルキレン基を表す。 L 6 represents a single bond or an alkylene group.

Arは、(n+1)価の芳香環基を表し、R62と結合して環を形成する場合には(n+2)価の芳香環基を表す。 Ar 6 represents an (n + 1) -valent aromatic ring group, and represents an (n + 2) -valent aromatic ring group when bonded to R 62 to form a ring.

は、n≧2の場合には各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、Yの少なくとも1つは、酸の作用により脱離する基を表す。 Y 2 independently represents a hydrogen atom or a group capable of leaving by the action of an acid when n ≧ 2. However, at least one of Y 2 represents a group capable of leaving by the action of an acid.

nは、1〜4の整数を表す。   n represents an integer of 1 to 4.

一般式(VI)で表される繰り返し単位の詳細な説明及び具体例としては、特開2014−106298号公報の段落0040〜0058の記載を援用することができ、それらの内容は本明細書に組み込まれる。   As a detailed description and specific examples of the repeating unit represented by the general formula (VI), the descriptions in paragraphs 0040 to 0058 of JP-A-2014-106298 can be used, and the contents thereof are described in the present specification. Incorporated.

上記酸分解性基を有する繰り返し単位は、1種類であってもよいし、2種以上を併用してもよい。   One type of repeating unit having the acid-decomposable group may be used, or two or more types may be used in combination.

樹脂(A)における酸分解性基を有する繰り返し単位の含有率(酸分解性基を有する繰り返し単位を複数種類含有する場合はその合計)は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対して5モル%以上80モル%以下であることが好ましく、5モル%以上75モル%以下であることがより好ましく、10モル%以上65モル%以下であることが更に好ましい。   The content of the repeating unit having an acid-decomposable group in the resin (A) (the total when containing plural types of repeating units having an acid-decomposable group) is 5 with respect to all repeating units in the resin (A). It is preferably from mol% to 80 mol%, more preferably from 5 mol% to 75 mol%, still more preferably from 10 mol% to 65 mol%.

[極性基を有する繰り返し単位(b)]
樹脂(A)は、極性基を有する繰り返し単位(b)を含むことが好ましい。繰り返し単位(b)を含むことにより、例えば、樹脂を含んだ組成物の感度を向上させることができる。繰り返し単位(b)は、非酸分解性の繰り返し単位であること(すなわち、酸分解性基を有さないこと)が好ましい。
[Repeating unit having polar group (b)]
The resin (A) preferably contains a repeating unit (b) having a polar group. By including the repeating unit (b), for example, the sensitivity of the composition containing a resin can be improved. The repeating unit (b) is preferably a non-acid-decomposable repeating unit (that is, having no acid-decomposable group).

繰り返し単位(b)が含み得る「極性基」としては、例えば、以下の(1)〜(4)が挙げられる。なお、以下において、「電気陰性度」とは、Paulingによる値を意味している。   Examples of the “polar group” that the repeating unit (b) may contain include the following (1) to (4). In the following, “electronegativity” means a value by Pauling.

(1)酸素原子と、酸素原子との電気陰性度の差が1.1以上である原子とが、単結合により結合した構造を含む官能基
このような極性基としては、例えば、ヒドロキシ基などのO−Hにより表される構造を含んだ基が挙げられる。
(1) A functional group including a structure in which an oxygen atom and an atom having an electronegativity difference of 1.1 or more are bonded by a single bond. Examples of such a polar group include a hydroxy group and the like. And a group containing a structure represented by O—H.

(2)窒素原子と、窒素原子との電気陰性度の差が0.6以上である原子とが、単結合により結合した構造を含む官能基
このような極性基としては、例えば、アミノ基などのN−Hにより表される構造を含んだ基が挙げられる。
(2) Functional group including a structure in which a nitrogen atom and an atom having a difference in electronegativity of the nitrogen atom of 0.6 or more are bonded by a single bond. Examples of such a polar group include an amino group and the like. And a group containing a structure represented by N—H.

(3)電気陰性度が0.5以上異なる2つの原子が二重結合又は三重結合により結合した構造を含む官能基
このような極性基としては、例えば、C≡N、C=O、N=O、S=O又はC=Nにより表される構造を含んだ基が挙げられる。
(3) Functional group including a structure in which two atoms having electronegativity different by 0.5 or more are bonded by a double bond or a triple bond. Examples of such a polar group include C≡N, C═O, N = And a group containing a structure represented by O, S═O or C═N.

(4)イオン性部位を有する官能基
このような極性基としては、例えば、N又はSにより表される部位を有する基が挙げられる。
(4) Functional group having an ionic moiety Examples of such a polar group include a group having a moiety represented by N + or S + .

繰り返し単位(b)は、極性基としてラクトン構造を有する繰り返し単位であってもよい。   The repeating unit (b) may be a repeating unit having a lactone structure as a polar group.

ラクトン構造を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AII)で表される繰り返し単位がより好ましい。   The repeating unit having a lactone structure is more preferably a repeating unit represented by the following general formula (AII).

一般式(AII)中、
Rbは、水素原子、ハロゲン原子又は置換基を有していてもよいアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。
In general formula (AII),
Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an optionally substituted alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms).

Rbのアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。Rbのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Rbとして、好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基であり、水素原子、メチル基が特に好ましい。 Preferable substituents that the alkyl group of Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom. Examples of the halogen atom for Rb 0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Rb 0 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group or a trifluoromethyl group, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

Abは、単結合、アルキレン基、単環又は多環のシクロアルキル構造を有する2価の連結基、エーテル結合、エステル結合、カルボニル基、又はこれらを組み合わせた2価の連結基を表す。Abは、好ましくは、単結合、−Ab−CO−で表される2価の連結基である。 Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl structure, an ether bond, an ester bond, a carbonyl group, or a divalent linking group obtained by combining these. Ab is preferably a single bond or a divalent linking group represented by —Ab 1 —CO 2 —.

Abは、直鎖又は分岐アルキレン基、単環又は多環のシクロアルキレン基であり、好ましくはメチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。 Ab 1 is a linear or branched alkylene group, a monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, and preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group, or a norbornylene group.

Vは、ラクトン構造を有する基を表す。   V represents a group having a lactone structure.

ラクトン構造を有する基としては、ラクトン構造を有していればいずれでも用いることができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−17)のいずれかで表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−8)、(LC1−13)、(LC1−14)である。   As the group having a lactone structure, any group having a lactone structure can be used, but a 5- to 7-membered ring lactone structure is preferable, and a bicyclo structure or a spiro structure is added to the 5- to 7-membered ring lactone structure. Those in which other ring structures are condensed in the form to be formed are preferred. It is more preferable to have a repeating unit having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-17). The lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures are (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-8), (LC1-13), and (LC1-14).

ラクトン構造部分は、置換基(Rb)を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7の1価のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数2〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、シアノ基、酸分解性基である。nは、0〜4の整数を表す。nが2以上の時、複数存在する置換基(Rb)は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在する置換基(Rb)同士が結合して環を形成してもよい。 The lactone structure portion may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a monovalent cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, and an alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms. , Carboxyl group, halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-decomposable group and the like. More preferably, they are a C1-C4 alkyl group, a cyano group, and an acid-decomposable group. and n 2 represents an integer of 0-4. When n 2 is 2 or more, a plurality of substituents (Rb 2 ) may be the same or different, and a plurality of substituents (Rb 2 ) may be bonded to form a ring. .

ラクトン基を有する繰り返し単位は、通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体を混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90%以上のものが好ましく、より好ましくは95%以上である。   The repeating unit having a lactone group usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90% or more, more preferably 95% or more.

樹脂(A)はラクトン構造を有する繰り返し単位を含有しても含有しなくてもよいが、ラクトン構造を有する繰り返し単位を含有する場合、樹脂(A)中の上記繰り返し単位の含有率は、全繰り返し単位に対して、1〜70モル%の範囲が好ましく、より好ましくは3〜65モル%の範囲であり、更に好ましくは5〜60モル%の範囲である。   The resin (A) may or may not contain a repeating unit having a lactone structure, but when it contains a repeating unit having a lactone structure, the content of the repeating unit in the resin (A) is The range of 1 to 70 mol% is preferable with respect to the repeating unit, more preferably 3 to 65 mol%, and still more preferably 5 to 60 mol%.

樹脂(A)中のラクトン構造を有する繰り返し単位の具体例としては、特開2014−106298号公報の段落0094〜0095に記載の具体例を援用することができ、それらの内容は本明細書に組み込まれる。   As specific examples of the repeating unit having a lactone structure in the resin (A), specific examples described in paragraphs 0094 to 0095 of JP-A-2014-106298 can be used, and the contents thereof are described in this specification. Incorporated.

また、繰り返し単位(b)が有しうる極性基が酸性基であることも特に好ましい態様の一つである。好ましい酸性基としてはフェノール性ヒドロキシル基、カルボン酸基、スルホン酸基、フッ素化アルコール基(例えばヘキサフロロイソプロパノール基)、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基が挙げられる。なかでも繰り返し単位(b)はカルボキシル基を有する繰り返し単位であることがより好ましい。酸性基を有する繰り返し単位を含有することによりコンタクトホール用途での解像性が増す。酸性基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接酸性基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖に酸性基が結合している繰り返し単位、更には酸性基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入のいずれも好ましい。特に好ましくはアクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位である。   Moreover, it is also one of the especially preferable aspects that the polar group which a repeating unit (b) can have is an acidic group. Preferable acidic groups include phenolic hydroxyl group, carboxylic acid group, sulfonic acid group, fluorinated alcohol group (for example, hexafluoroisopropanol group), sulfonamide group, sulfonylimide group, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene group, ( Alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, A tris (alkylsulfonyl) methylene group is mentioned. Of these, the repeating unit (b) is more preferably a repeating unit having a carboxyl group. By containing the repeating unit having an acidic group, the resolution in the contact hole application is increased. The repeating unit having an acidic group includes a repeating unit in which an acidic group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or an acidic group in the main chain of the resin through a linking group. It is preferable to use a polymerization initiator or a chain transfer agent having a repeating unit bonded to each other, or an acidic group, at the time of polymerization and introduce it at the end of the polymer chain. Particularly preferred are repeating units of acrylic acid or methacrylic acid.

繰り返し単位(b)が有しうる酸性基は、芳香環を含んでいてもいなくてもよいが、芳香環を有する場合はフェノール性水酸基以外の酸性基から選ばれることが好ましい。繰り返し単位(b)が酸性基を有する場合、酸性基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、30モル%以下であることが好ましく、20モル%以下であることがより好ましい。樹脂(A)が酸性基を有する繰り返し単位を含有する場合、樹脂(A)における酸性基を有する繰り返し単位の含有量は、通常、1モル%以上である。   The acidic group that the repeating unit (b) can have may or may not contain an aromatic ring, but when it has an aromatic ring, it is preferably selected from acidic groups other than phenolic hydroxyl groups. When the repeating unit (b) has an acidic group, the content of the repeating unit having an acidic group is preferably 30 mol% or less, preferably 20 mol% or less, based on all repeating units in the resin (A). More preferably. When resin (A) contains the repeating unit which has an acidic group, content of the repeating unit which has an acidic group in resin (A) is 1 mol% or more normally.

酸性基を有する繰り返し単位の具体例としては、特開2014−106298号公報の段落0098に記載の具体例を援用することができ、それらの内容は本明細書に組み込まれる。   As specific examples of the repeating unit having an acidic group, specific examples described in paragraph 0098 of JP-A-2014-106298 can be used, and the contents thereof are incorporated in the present specification.

また、樹脂(A)は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基を有する繰り返し単位を含有していてもよい。   Moreover, resin (A) may contain the repeating unit which has the group which generate | occur | produces an acid by irradiation of actinic light or a radiation.

活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基を有する繰り返し単位としては、例えば、後記の樹脂(A)の具体例の樹脂P−65〜P−70に各々含有される、オニウムカチオンを有する繰り返し単位などが挙げられる。
〔芳香環基を有する繰り返し単位(c)〕
樹脂(A)は、好ましい一実施形態において、芳香環基を有する繰り返し単位(c)を有していてもよい。
Examples of the repeating unit having a group capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation include, for example, a repeating unit having an onium cation contained in each of resins P-65 to P-70 of specific examples of the resin (A) described later. Examples include units.
[Repeating unit having aromatic ring group (c)]
In a preferred embodiment, the resin (A) may have a repeating unit (c) having an aromatic ring group.

芳香環基を有する繰り返し単位(c)としては、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を好適に挙げることができる。   Preferred examples of the repeating unit (c) having an aromatic ring group include a repeating unit having a phenolic hydroxyl group.

本明細書において、フェノール性水酸基とは、芳香環基の水素原子をヒドロキシ基で置換してなる基である。芳香環基の芳香環は単環又は多環の芳香環であり、ベンゼン環やナフタレン環等が挙げられる。   In this specification, the phenolic hydroxyl group is a group formed by substituting a hydrogen atom of an aromatic ring group with a hydroxy group. The aromatic ring of the aromatic ring group is a monocyclic or polycyclic aromatic ring, and examples thereof include a benzene ring and a naphthalene ring.

特に、露光工程(b)における露光光源として、電子線又は極紫外線露光が使用される場合には、樹脂(A)は、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。   In particular, when electron beam or extreme ultraviolet exposure is used as the exposure light source in the exposure step (b), the resin (A) preferably has a repeating unit having a phenolic hydroxyl group.

フェノール性水酸基を有する繰り返し単位としては、例えば、下記一般式(I)又は(I−1)で表される繰り返し単位が挙げられる。   As a repeating unit which has a phenolic hydroxyl group, the repeating unit represented by the following general formula (I) or (I-1) is mentioned, for example.

式中、
41、R42及びR43は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。但し、R42はArと結合して環を形成していてもよく、その場合のR42は単結合又はアルキレン基を表す。
Where
R 41 , R 42 and R 43 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group. However, R 42 may form a ring with Ar 4, R 42 in this case represents a single bond or an alkylene group.

は、単結合、−COO−、又は−CONR64−を表し、R64は、水素原子又はアルキル基を表す。 X 4 represents a single bond, —COO—, or —CONR 64 —, and R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

は、それぞれ独立して単結合又は2価の連結基を表す。 L 4 each independently represents a single bond or a divalent linking group.

Arは、(n+1)価の芳香環基を表し、R42と結合して環を形成する場合には(n+2)価の芳香環基を表す。 Ar 4 represents an (n + 1) -valent aromatic ring group, and when bonded to R 42 to form a ring, represents an (n + 2) -valent aromatic ring group.

nは、1〜5の整数を表す。   n represents an integer of 1 to 5.

一般式(I)又は(I−1)の繰り返し単位を高極性化する目的では、nが2以上の整数、またはXが−COO−、又は−CONR64−であることも好ましい。 For the purpose of making the repeating unit of the general formula (I) or (I-1) highly polar, it is also preferable that n is an integer of 2 or more, or X 4 is —COO— or —CONR 64 —.

一般式(I)及び(I−1)におけるR41、R42、R43のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基、特に好ましくは炭素数3以下のアルキル基が挙げられる。 As the alkyl group of R 41 , R 42 and R 43 in the general formulas (I) and (I-1), a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, n which may have a substituent is preferable. -Alkyl groups having 20 or less carbon atoms such as butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group and dodecyl group are mentioned, more preferably alkyl groups having 8 or less carbon atoms, particularly preferably carbon number. Examples of the alkyl group are 3 or less.

一般式(I)及び(I−1)におけるR41、R42、R43のシクロアルキル基としては、単環型でも、多環型でもよい。好ましくは置換基を有していてもよいシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの炭素数3〜8個で単環型のシクロアルキル基が挙げられる。 The cycloalkyl group of R 41 , R 42 and R 43 in the general formulas (I) and (I-1) may be monocyclic or polycyclic. Preferable examples include a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group, which may have a substituent.

一般式(I)及び(I−1)におけるR41、R42、R43のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が特に好ましい。 Examples of the halogen atom of R 41 , R 42 , and R 43 in the general formulas (I) and (I-1) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.

一般式(I)及び(I−1)におけるR41、R42、R43のアルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記R41、R42、R43におけるアルキル基と同様のものが好ましい。 As the alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group of R 41 , R 42 , and R 43 in the general formulas (I) and (I-1), the same alkyl groups as those in the above R 41 , R 42 , and R 43 are preferable. .

上記各基における好ましい置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等を挙げることができ、置換基の炭素数は8以下が好ましい。   Preferred substituents in each of the above groups include, for example, alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, amino groups, amide groups, ureido groups, urethane groups, hydroxyl groups, carboxyl groups, halogen atoms, alkoxy groups, thioether groups, acyls. Groups, acyloxy groups, alkoxycarbonyl groups, cyano groups, nitro groups and the like, and the substituent preferably has 8 or less carbon atoms.

Arは、(n+1)価の芳香環基を表す。nが1である場合における2価の芳香環基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基などの炭素数6〜18のアリーレン基、あるいは、例えば、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む芳香環基を好ましい例として挙げることができる。 Ar 4 represents an (n + 1) -valent aromatic ring group. The divalent aromatic ring group in the case where n is 1 may have a substituent, for example, an arylene group having 6 to 18 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, a naphthylene group, and an anthracenylene group, or Examples of preferred aromatic ring groups include heterocycles such as thiophene, furan, pyrrole, benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazole, thiazole.

nが2以上の整数である場合における(n+1)価の芳香環基の具体例としては、2価の芳香環基の上記した具体例から、(n−1)個の任意の水素原子を除してなる基を好適に挙げることができる。   Specific examples of the (n + 1) -valent aromatic ring group in the case where n is an integer of 2 or more include (n-1) arbitrary hydrogen atoms removed from the above-described specific examples of the divalent aromatic ring group. The group formed can be preferably mentioned.

(n+1)価の芳香環基は、更に置換基を有していてもよい。   The (n + 1) -valent aromatic ring group may further have a substituent.

上述したアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基及び(n+1)価の芳香環基が有し得る置換基としては、例えば、一般式(I)におけるR41、R42、R43で挙げたアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基などのアルコキシ基;フェニル基などのアリール基;等が挙げられる。 Examples of the substituent that the above-described alkyl group, cycloalkyl group, alkoxycarbonyl group, and (n + 1) -valent aromatic ring group may have include alkyls exemplified as R 41 , R 42 , and R 43 in formula (I). Group, methoxy group, ethoxy group, hydroxyethoxy group, propoxy group, hydroxypropoxy group, butoxy group and other alkoxy groups; phenyl group and other aryl groups; and the like.

により表わされる−CONR64−(R64は、水素原子、アルキル基を表す)におけるR64のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基が挙げられる。 -CONR 64 represented by X 4 - (R 64 represents a hydrogen atom, an alkyl group) The alkyl group for R 64 in, preferably an optionally substituted methyl group, an ethyl group, a propyl group , An isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a hexyl group, a 2-ethylhexyl group, an octyl group, a dodecyl group, or the like, and an alkyl group having a carbon number of 8 or less is more preferable. Can be mentioned.

としては、単結合、−COO−、−CONH−が好ましく、単結合、−COO−がより好ましい。 X 4 is preferably a single bond, —COO—, or —CONH—, and more preferably a single bond or —COO—.

としての2価の連結基としては、アルキレン基であることが好ましく、アルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のものが挙げられる。 The divalent linking group as L 4 is preferably an alkylene group, and the alkylene group is preferably an optionally substituted methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group. And those having 1 to 8 carbon atoms such as an octylene group.

Arとしては、置換基を有していてもよい炭素数6〜18の芳香環基がより好ましく、ベンゼン環基、ナフタレン環基、ビフェニレン環基が特に好ましい。 As Ar 4 , an aromatic ring group having 6 to 18 carbon atoms which may have a substituent is more preferable, and a benzene ring group, a naphthalene ring group, and a biphenylene ring group are particularly preferable.

一般式(I)で表される繰り返し単位は、ヒドロキシスチレン構造を備えていることが好ましい。即ち、Arは、ベンゼン環基であることが好ましい。 The repeating unit represented by the general formula (I) preferably has a hydroxystyrene structure. That is, Ar 4 is preferably a benzene ring group.

樹脂(A)が有するフェノール性水酸基を有する繰り返し単位としては、好ましくは、下記一般式(p1)で表される繰り返し単位が挙げられる。   The repeating unit having a phenolic hydroxyl group contained in the resin (A) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (p1).

一般式(p1)におけるRは、水素原子、ハロゲン原子又は1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。一般式(p1)中のRとしては水素原子が特に好ましい。   R in the general formula (p1) represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A plurality of R may be the same or different. As R in the general formula (p1), a hydrogen atom is particularly preferable.

一般式(p1)におけるArは芳香族環を表し、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、フェナントレン環などの炭素数6〜18の置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、又は、例えば、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ベンゾチオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾピロール環、トリアジン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、トリアゾール環、チアジアゾール環、チアゾール環等のヘテロ環を含む芳香環ヘテロ環を挙げることができる。中でも、ベンゼン環が最も好ましい。   Ar in the general formula (p1) represents an aromatic ring, for example, an aromatic carbon which may have a substituent having 6 to 18 carbon atoms such as a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a fluorene ring, a phenanthrene ring, or the like. A hydrogen ring or a heterocycle such as a thiophene ring, furan ring, pyrrole ring, benzothiophene ring, benzofuran ring, benzopyrrole ring, triazine ring, imidazole ring, benzimidazole ring, triazole ring, thiadiazole ring, thiazole ring, etc. And aromatic ring heterocycles. Of these, a benzene ring is most preferable.

一般式(p1)におけるmは、1〜5の整数を表し、好ましくは1である。   M in the general formula (p1) represents an integer of 1 to 5, and is preferably 1.

以下、樹脂(A)が有するフェノール性水酸基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。式中、aは1又は2を表す。   Hereinafter, although the specific example of the repeating unit which has the phenolic hydroxyl group which resin (A) has is shown, this invention is not limited to this. In the formula, a represents 1 or 2.

樹脂(A)は、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を1種で有していても、2種以上で有していてもよい。   Resin (A) may have 1 type of repeating units which have a phenolic hydroxyl group, or may have 2 or more types.

フェノール性水酸基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位に対して、10〜95モル%であることが好ましく、20〜90モル%であることがより好ましく、30〜85モル%であることが更に好ましい。   The content of the repeating unit having a phenolic hydroxyl group is preferably from 10 to 95 mol%, more preferably from 20 to 90 mol%, more preferably from 30 to 85, based on all repeating units of the resin (A). More preferably, it is mol%.

また、芳香環基を有する繰り返し単位(c)は、上述した酸分解性基を有する繰り返し単位(a)又は極性基を有する繰り返し単位(b)において、芳香環基を有するものであっても良い。   Further, the repeating unit (c) having an aromatic ring group may have an aromatic ring group in the above-described repeating unit (a) having an acid-decomposable group or repeating unit (b) having a polar group. .

樹脂(A)は、芳香環基を有する繰り返し単位(c)を1種で有していても、2種以上で有していてもよい。   Resin (A) may have 1 type of repeating units (c) which have an aromatic ring group, or may have 2 or more types.

芳香環基を有する繰り返し単位(c)の含有率は、樹脂(A)の全繰り返し単位に対して、5〜100モル%であることが好ましく、7〜98モル%であることがより好ましく、8〜96モル%であることが更に好ましい。   The content of the repeating unit (c) having an aromatic ring group is preferably 5 to 100 mol%, more preferably 7 to 98 mol%, based on all repeating units of the resin (A). More preferably, it is 8 to 96 mol%.

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に用いられる樹脂(A)において、各繰り返し構造単位の含有モル比は、レジストの標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、更にはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。   In the resin (A) used in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, the content molar ratio of each repeating structural unit is the resist standard developer compatibility, substrate adhesion, resist profile, and general resist characteristics. It is appropriately set in order to adjust the necessary performance such as resolving power, heat resistance, sensitivity, and the like.

樹脂(A)の分子量は、特に制限されないが、重量平均分子量が1000〜100000の範囲であることが好ましく、1500〜60000の範囲であることがより好ましく、2000〜30000の範囲であることが特に好ましい。重量平均分子量を1000〜100000の範囲とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、且つ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化することを防ぐことができる。ここで、樹脂の重量平均分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography)(キャリア:THF(Tetrahydrofuran)あるいはN−メチル−2−ピロリドン)によって測定したポリスチレン換算分子量を示す。   The molecular weight of the resin (A) is not particularly limited, but the weight average molecular weight is preferably in the range of 1000 to 100,000, more preferably in the range of 1500 to 60000, and particularly in the range of 2000 to 30000. preferable. By setting the weight average molecular weight in the range of 1000 to 100,000, it is possible to prevent heat resistance and dry etching resistance from being deteriorated, and also to prevent developability from being deteriorated and the film forming property from being deteriorated due to increased viscosity. be able to. Here, the weight average molecular weight of the resin indicates a molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC (Gel Permeation Chromatography) (carrier: THF (Tetrahydrofuran) or N-methyl-2-pyrrolidone).

また分散度(Mw/Mn)は、好ましくは1.00〜5.00、より好ましくは1.03〜3.50であり、更に好ましくは、1.05〜2.50である。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。   The dispersity (Mw / Mn) is preferably 1.00 to 5.00, more preferably 1.03 to 3.50, and still more preferably 1.05 to 2.50. The smaller the molecular weight distribution, the better the resolution and the resist shape, and the smoother the side wall of the resist pattern, the better the roughness.

樹脂(A)は、1種類単独で、又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。樹脂(A)の含有率は、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中の全固形分を基準にして、20〜99質量%が好ましく、30〜89質量%がより好ましく、40〜79質量%が特に好ましい。   Resin (A) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The content of the resin (A) is preferably 20 to 99% by mass, more preferably 30 to 89% by mass, based on the total solid content in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention. 40-79 mass% is especially preferable.

樹脂(A)の具体例としては、特開2014−106298号公報の段落0120〜0125に記載の具体例を援用することができ、それらの内容は本明細書に組み込まれる。   As specific examples of the resin (A), specific examples described in paragraphs 0120 to 0125 of JP-A-2014-106298 can be used, and the contents thereof are incorporated herein.

<活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物>
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「酸発生剤」ともいう)を含有することが好ましい。
<Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition preferably contains a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation (hereinafter also referred to as “acid generator”).

酸発生剤としては、公知のものであれば特に限定されないが、活性光線又は放射線の照射により、有機酸、例えば、スルホン酸、ビス(アルキルスルホニル)イミド、又はトリス(アルキルスルホニル)メチドの少なくともいずれかを発生する化合物が好ましい。   The acid generator is not particularly limited as long as it is a publicly known acid generator, but upon irradiation with actinic rays or radiation, at least any of organic acids such as sulfonic acid, bis (alkylsulfonyl) imide, and tris (alkylsulfonyl) methide. Compounds that generate such are preferred.

より好ましくは下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。   More preferred examples include compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII).

上記一般式(ZI)において、
201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
In the general formula (ZI),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.

201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。 The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1 to 30, preferably 1 to 20.

また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。 Two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. Examples of the group formed by combining two of R 201 to R 203 include an alkylene group (eg, butylene group, pentylene group).

は、非求核性アニオン(求核反応を起こす能力が著しく低いアニオン)を表す。 Z represents a non-nucleophilic anion (an anion having an extremely low ability to cause a nucleophilic reaction).

非求核性アニオンとしては、例えば、スルホン酸アニオン(脂肪族スルホン酸アニオン、芳香族スルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンなど)、カルボン酸アニオン(脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族カルボン酸アニオン、アラルキルカルボン酸アニオンなど)、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、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン等を挙げられる。   Non-nucleophilic anions include, for example, sulfonate anions (aliphatic sulfonate anions, aromatic sulfonate anions, camphor sulfonate anions, etc.), carboxylate anions (aliphatic carboxylate anions, aromatic carboxylate anions, aralkyls). Carboxylate anion, etc.), sulfonylimide anion, bis (alkylsulfonyl) imide anion, tris (alkylsulfonyl) methide anion and the like.

脂肪族スルホン酸アニオン及び脂肪族カルボン酸アニオンにおける脂肪族部位は、アルキル基であってもシクロアルキル基であってもよく、好ましくは炭素数1〜30の直鎖又は分岐のアルキル基及び炭素数3〜30のシクロアルキル基が挙げられる。   The aliphatic moiety in the aliphatic sulfonate anion and the aliphatic carboxylate anion may be an alkyl group or a cycloalkyl group, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and a carbon number. 3-30 cycloalkyl groups are mentioned.

芳香族スルホン酸アニオン及び芳香族カルボン酸アニオンにおける芳香族基としては、好ましくは炭素数6〜14のアリール基、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等を挙げることができる。   The aromatic group in the aromatic sulfonate anion and aromatic carboxylate anion is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms such as a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.

上記で挙げたアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基は、置換基を有していてもよい。この具体例としては、ニトロ基、フッ素原子などのハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜15)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜7)、アシル基(好ましくは炭素数2〜12)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜7)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜15)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1〜15)、アルキルイミノスルホニル基(好ましくは炭素数2〜15)、アリールオキシスルホニル基(好ましくは炭素数6〜20)、アルキルアリールオキシスルホニル基(好ましくは炭素数7〜20)、シクロアルキルアリールオキシスルホニル基(好ましくは炭素数10〜20)、アルキルオキシアルキルオキシ基(好ましくは炭素数5〜20)、シクロアルキルアルキルオキシアルキルオキシ基(好ましくは炭素数8〜20)等を挙げることができる。各基が有するアリール基及び環構造については、置換基として更にアルキル基(好ましくは炭素数1〜15)を挙げることができる。   The alkyl group, cycloalkyl group and aryl group mentioned above may have a substituent. Specific examples thereof include nitro groups, halogen atoms such as fluorine atoms, carboxyl groups, hydroxyl groups, amino groups, cyano groups, alkoxy groups (preferably having 1 to 15 carbon atoms), cycloalkyl groups (preferably having 3 to 15 carbon atoms). ), An aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably 2 to 7 carbon atoms), an acyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms), an alkoxycarbonyloxy group (preferably 2 to 2 carbon atoms). 7), an alkylthio group (preferably 1 to 15 carbon atoms), an alkylsulfonyl group (preferably 1 to 15 carbon atoms), an alkyliminosulfonyl group (preferably 2 to 15 carbon atoms), an aryloxysulfonyl group (preferably carbon) Number 6-20), alkylaryloxysulfonyl group (preferably C7-20), cycloalkylary Examples thereof include an oxysulfonyl group (preferably having 10 to 20 carbon atoms), an alkyloxyalkyloxy group (preferably having 5 to 20 carbon atoms), a cycloalkylalkyloxyalkyloxy group (preferably having 8 to 20 carbon atoms), and the like. . About the aryl group and ring structure which each group has, an alkyl group (preferably C1-C15) can further be mentioned as a substituent.

アラルキルカルボン酸アニオンにおけるアラルキル基としては、好ましくは炭素数7〜12のアラルキル基、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルブチル基等を挙げることができる。   The aralkyl group in the aralkyl carboxylate anion is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, such as a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, a naphthylethyl group, and a naphthylbutyl group.

スルホニルイミドアニオンとしては、例えば、サッカリンアニオンを挙げることができる。   Examples of the sulfonylimide anion include saccharin anion.

ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオンにおけるアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。これらのアルキル基の置換基としてはハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルオキシスルホニル基、アリールオキシスルホニル基、シクロアルキルアリールオキシスルホニル基等を挙げることができ、フッ素原子又はフッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。   The alkyl group in the bis (alkylsulfonyl) imide anion and tris (alkylsulfonyl) methide anion is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Examples of substituents for these alkyl groups include halogen atoms, alkyl groups substituted with halogen atoms, alkoxy groups, alkylthio groups, alkyloxysulfonyl groups, aryloxysulfonyl groups, cycloalkylaryloxysulfonyl groups, and the like. A fluorine atom or an alkyl group substituted with a fluorine atom is preferred.

また、ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオンにおけるアルキル基は、互いに結合して環構造を形成してもよい。これにより、酸強度が増加する。   The alkyl groups in the bis (alkylsulfonyl) imide anion may be bonded to each other to form a ring structure. This increases the acid strength.

その他の非求核性アニオンとしては、例えば、弗素化燐(例えば、PF )、弗素化硼素(例えば、BF )、弗素化アンチモン(例えば、SbF )等を挙げることができる。 Examples of other non-nucleophilic anions include fluorinated phosphorus (eg, PF 6 ), fluorinated boron (eg, BF 4 ), and fluorinated antimony (eg, SbF 6 ). .

非求核性アニオンとしては、スルホン酸の少なくともα位がフッ素原子で置換された脂肪族スルホン酸アニオン、フッ素原子又はフッ素原子を有する基で置換された芳香族スルホン酸アニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたトリス(アルキルスルホニル)メチドアニオンが好ましい。非求核性アニオンとして、より好ましくはパーフロロ脂肪族スルホン酸アニオン(更に好ましくは炭素数4〜8)、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸アニオン、更により好ましくはノナフロロブタンスルホン酸アニオン、パーフロロオクタンスルホン酸アニオン、ペンタフロロベンゼンスルホン酸アニオン、3,5−ビス(トリフロロメチル)ベンゼンスルホン酸アニオンである。   Examples of the non-nucleophilic anion include an aliphatic sulfonate anion in which at least α-position of the sulfonic acid is substituted with a fluorine atom, an aromatic sulfonate anion substituted with a fluorine atom or a group having a fluorine atom, and an alkyl group having a fluorine atom And a tris (alkylsulfonyl) methide anion in which the alkyl group is substituted with a fluorine atom. The non-nucleophilic anion is more preferably a perfluoroaliphatic sulfonate anion (more preferably 4 to 8 carbon atoms), a benzenesulfonate anion having a fluorine atom, still more preferably a nonafluorobutanesulfonate anion, or perfluorooctane. A sulfonate anion, a pentafluorobenzenesulfonate anion, and a 3,5-bis (trifluoromethyl) benzenesulfonate anion.

酸強度の観点からは、発生酸のpKaが−1以下であることが、感度向上のために好ましい。   From the viewpoint of acid strength, the pKa of the generated acid is preferably −1 or less in order to improve sensitivity.

また、非求核性アニオンとしては、以下の一般式(AN1)で表されるアニオンも好ましい態様として挙げられる。   Moreover, as a non-nucleophilic anion, the anion represented with the following general formula (AN1) is also mentioned as a preferable aspect.

式中、
Xfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
Where
Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom.

、Rは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、又は、アルキル基を表し、複数存在する場合のR、Rは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group, and when there are a plurality of R 1 and R 2 , they may be the same or different.

Lは、二価の連結基を表し、複数存在する場合のLは同一でも異なっていてもよい。   L represents a divalent linking group, and when there are a plurality of L, L may be the same or different.

Aは、環状の有機基を表す。   A represents a cyclic organic group.

xは1〜20の整数を表し、yは0〜10の整数を表し、zは0〜10の整数を表す。   x represents an integer of 1 to 20, y represents an integer of 0 to 10, and z represents an integer of 0 to 10.

一般式(AN1)について、更に詳細に説明する。   The general formula (AN1) will be described in more detail.

Xfのフッ素原子で置換されたアルキル基におけるアルキル基としては、好ましくは炭素数1〜10であり、より好ましくは炭素数1〜4である。また、Xfのフッ素原子で置換されたアルキル基は、パーフルオロアルキル基であることが好ましい。   The alkyl group in the alkyl group substituted with the fluorine atom of Xf preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms. The alkyl group substituted with a fluorine atom of Xf is preferably a perfluoroalkyl group.

Xfとして好ましくは、フッ素原子又は炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基である。Xfの具体的としては、フッ素原子、CF、C、C、C、CHCF、CHCHCF、CH、CHCH、CH、CHCH、CH、CHCHが挙げられ、中でもフッ素原子、CFが好ましい。特に、双方のXfがフッ素原子であることが好ましい。 Xf is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples of Xf include fluorine atom, CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 4 F 9 , CH 2 CF 3 , CH 2 CH 2 CF 3 , CH 2 C 2 F 5 , CH 2 CH 2 C 2 F 5 , CH 2 C 3 F 7 , CH 2 CH 2 C 3 F 7 , CH 2 C 4 F 9 , CH 2 CH 2 C 4 F 9 may be mentioned, among which a fluorine atom and CF 3 are preferable. In particular, it is preferable that both Xf are fluorine atoms.

、Rのアルキル基は、置換基(好ましくはフッ素原子)を有していてもよく、炭素数1〜4のものが好ましい。更に好ましくは炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基である。R、Rの置換基を有するアルキル基の具体例としては、CF、C、C、C、C11、C13、C15、C17、CHCF、CHCHCF、CH、CHCH、CH、CHCH、CH、CHCHが挙げられ、中でもCFが好ましい。 The alkyl group of R 1 and R 2 may have a substituent (preferably a fluorine atom), and preferably has 1 to 4 carbon atoms. More preferably, it is a C1-C4 perfluoroalkyl group. Specific examples of the alkyl group having a substituent for R 1 and R 2 include CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 4 F 9 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , and C 7 F 15. , C 8 F 17, CH 2 CF 3, CH 2 CH 2 CF 3, CH 2 C 2 F 5, CH 2 CH 2 C 2 F 5, CH 2 C 3 F 7, CH 2 CH 2 C 3 F 7, CH 2 C 4 F 9 and CH 2 CH 2 C 4 F 9 can be mentioned, among which CF 3 is preferable.

、Rとしては、好ましくはフッ素原子又はCFである。 R 1 and R 2 are preferably a fluorine atom or CF 3 .

xは1〜10が好ましく、1〜5がより好ましい。   x is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 5.

yは0〜4が好ましく、0がより好ましい。   y is preferably 0 to 4, and more preferably 0.

zは0〜5が好ましく、0〜3がより好ましい。   z is preferably 0 to 5, and more preferably 0 to 3.

Lの2価の連結基としては特に限定されず、―COO−、−OCO−、−CO−、−O−、−S―、−SO―、―SO−、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基又はこれらの複数が連結した連結基などを挙げることができ、総炭素数12以下の連結基が好ましい。このなかでも―COO−、−OCO−、−CO−、−O−が好ましく、―COO−、−OCO−がより好ましい。 The divalent linking group of L is not particularly limited, and is —COO—, —OCO—, —CO—, —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, an alkylene group, a cycloalkylene group, An alkenylene group or a linking group in which a plurality of these groups are linked can be exemplified, and a linking group having a total carbon number of 12 or less is preferred. Among these, —COO—, —OCO—, —CO—, and —O— are preferable, and —COO— and —OCO— are more preferable.

Aの環状の有機基としては、環状構造を有するものであれば特に限定されず、脂環基、アリール基、複素環基(芳香族性を有するものだけでなく、芳香族性を有さないものも含む)等が挙げられる。   The cyclic organic group of A is not particularly limited as long as it has a cyclic structure, and is not limited to alicyclic groups, aryl groups, and heterocyclic groups (not only those having aromaticity but also aromaticity). And the like).

脂環基としては、単環でも多環でもよく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。中でも、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基等の炭素数7以上のかさ高い構造を有する脂環基が、露光後加熱工程での膜中拡散性を抑制でき、MEEF向上の観点から好ましい。   The alicyclic group may be monocyclic or polycyclic, and may be a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, or a cyclooctyl group, a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, or a tetracyclododecane group. A polycyclic cycloalkyl group such as a nyl group and an adamantyl group is preferred. Among them, an alicyclic group having a bulky structure having 7 or more carbon atoms, such as a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, an adamantyl group, or the like is present in the film in the post-exposure heating step. Diffusivity can be suppressed, which is preferable from the viewpoint of improving MEEF.

アリール基としては、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナンスレン環、アントラセン環が挙げられる。   Examples of the aryl group include a benzene ring, a naphthalene ring, a phenanthrene ring, and an anthracene ring.

複素環基としては、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ピリジン環由来のものが挙げられる。中でもフラン環、チオフェン環、ピリジン環由来のものが好ましい。   Examples of the heterocyclic group include those derived from a furan ring, a thiophene ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, and a pyridine ring. Of these, those derived from a furan ring, a thiophene ring and a pyridine ring are preferred.

また、環状の有機基としては、ラクトン構造も挙げることができ、具体例としては、前述の樹脂(A)が有していてもよい一般式(LC1−1)〜(LC1−17)で表されるラクトン構造を挙げることができる。   In addition, examples of the cyclic organic group may include a lactone structure, and specific examples include those represented by the general formulas (LC1-1) to (LC1-17) that the resin (A) may have. Can be mentioned.

上記環状の有機基は、置換基を有していてもよく、この置換基としては、アルキル基(直鎖、分岐、環状のいずれであっても良く、炭素数1〜12が好ましい)、シクロアルキル基(単環、多環、スピロ環のいずれであっても良く、炭素数3〜20が好ましい)、アリール基(炭素数6〜14が好ましい)、ヒドロキシ基、アルコキシ基、エステル基、アミド基、ウレタン基、ウレイド基、チオエーテル基、スルホンアミド基、スルホン酸エステル基等が挙げられる。なお、環状の有機基を構成する炭素(環形成に寄与する炭素)はカルボニル炭素であっても良い。   The cyclic organic group may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group (which may be linear, branched or cyclic, preferably 1 to 12 carbon atoms), cyclo Alkyl group (which may be monocyclic, polycyclic or spirocyclic, preferably 3 to 20 carbon atoms), aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), hydroxy group, alkoxy group, ester group, amide Group, urethane group, ureido group, thioether group, sulfonamide group, sulfonic acid ester group and the like. The carbon constituting the cyclic organic group (carbon contributing to ring formation) may be a carbonyl carbon.

201、R202及びR203の有機基としては、アリール基、アルキル基、シクロアルキル基などが挙げられる。 Examples of the organic group for R 201 , R 202, and R 203 include an aryl group, an alkyl group, and a cycloalkyl group.

201、R202及びR203のうち、少なくとも1つがアリール基であることが好ましく、三つ全てがアリール基であることがより好ましい。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基などの他に、インドール残基、ピロール残基などのヘテロアリール基も可能である。R201〜R203のアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基を挙げることができる。アルキル基として、より好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基等を挙げることができる。シクロアルキル基として、より好ましくは、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、シクロへプチル基等を挙げることができる。これらの基は更に置換基を有していてもよい。その置換基としては、ニトロ基、フッ素原子などのハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜15)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜7)、アシル基(好ましくは炭素数2〜12)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜7)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Of R 201 , R 202 and R 203 , at least one is preferably an aryl group, more preferably all three are aryl groups. As the aryl group, in addition to a phenyl group, a naphthyl group, and the like, a heteroaryl group such as an indole residue and a pyrrole residue can be used. Preferred examples of the alkyl group and cycloalkyl group represented by R 201 to R 203 include a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms. More preferable examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, and an n-butyl group. More preferable examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloheptyl group. These groups may further have a substituent. Examples of the substituent include halogen atoms such as nitro groups and fluorine atoms, carboxyl groups, hydroxyl groups, amino groups, cyano groups, alkoxy groups (preferably having 1 to 15 carbon atoms), cycloalkyl groups (preferably having 3 to 15 carbon atoms). ), An aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably 2 to 7 carbon atoms), an acyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms), an alkoxycarbonyloxy group (preferably 2 to 2 carbon atoms). 7) and the like, but are not limited thereto.

酸発生剤の具体例としては、特開2014−106298号公報の段落0162〜0168に記載の具体例を援用することができ、それらの内容は本明細書に組み込まれる。   As specific examples of the acid generator, specific examples described in paragraphs 0162 to 0168 of JP-A-2014-106298 can be used, and the contents thereof are incorporated in the present specification.

酸発生剤は、1種類単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。   An acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

また、光酸発生剤の含有率は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分を基準として、好ましくは0.1〜50質量%であり、より好ましくは0.5〜45質量%であり、更に好ましくは1〜40質量%である。   Moreover, the content rate of a photo-acid generator becomes like this. Preferably it is 0.1-50 mass% on the basis of the total solid of actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, More preferably, it is 0.5-45. It is mass%, More preferably, it is 1-40 mass%.

<溶剤(塗布溶媒)>
組成物を調製する際に使用できる溶剤としては、各成分を溶解するものである限り特に限定されないが、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate:PGMEA;別名1−メトキシ−2−アセトキシプロパン)など)、アルキレングリコールモノアルキルエーテル(プロピレングリコールモノメチルエーテル(Propylene Glycol Monomethyl Ether:PGME;1−メトキシ−2−プロパノール)など)、乳酸アルキルエステル(乳酸エチル、乳酸メチルなど)、環状ラクトン(γ−ブチロラクトンなど、好ましくは炭素数4〜10)、鎖状又は環状のケトン(2−ヘプタノン、シクロヘキサノンなど、好ましくは炭素数4〜10)、アルキレンカーボネート(エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなど)、カルボン酸アルキル(酢酸ブチルなどの酢酸アルキルが好ましい)、アルコキシ酢酸アルキル(エトキシプロピオン酸エチル)などが挙げられる。その他使用可能な溶媒として、例えば、米国特許出願公開第2008/0248425A1号明細書の[0244]以降に記載されている溶剤などが挙げられる。
<Solvent (coating solvent)>
The solvent that can be used in preparing the composition is not particularly limited as long as it dissolves each component. For example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate (Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate: PGMEA) Alias 1-methoxy-2-acetoxypropane), alkylene glycol monoalkyl ether (propylene glycol monomethyl ether (PGME; 1-methoxy-2-propanol), etc.), lactate alkyl ester (ethyl lactate, Methyl lactate, etc.), cyclic lactone (γ-butyrolactone, etc., preferably 4-10 carbon atoms), chain or cyclic ketone (2-heptanone, cyclohexanone, etc., preferably 4-10 carbon atoms), al Examples include xylene carbonate (ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), alkyl carboxylates (preferably alkyl acetates such as butyl acetate), alkyl alkoxyacetates (ethyl ethoxypropionate), and the like. Other usable solvents include, for example, the solvents described in US Patent Application Publication No. 2008 / 0248425A1 after [0244].

上記のうち、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルが好ましい。   Of the above, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate and alkylene glycol monoalkyl ether are preferred.

これら溶媒は、単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を混合する場合、水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤とを混合することが好ましい。水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤との質量比は、1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。   These solvents may be used alone or in combination of two or more. When mixing 2 or more types, it is preferable to mix the solvent which has a hydroxyl group, and the solvent which does not have a hydroxyl group. The mass ratio of the solvent having a hydroxyl group and the solvent having no hydroxyl group is from 1/99 to 99/1, preferably from 10/90 to 90/10, and more preferably from 20/80 to 60/40.

水酸基を有する溶剤としてはアルキレングリコールモノアルキルエーテルが好ましく、水酸基を有しない溶剤としてはアルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートが好ましい。   The solvent having a hydroxyl group is preferably an alkylene glycol monoalkyl ether, and the solvent having no hydroxyl group is preferably an alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate.

<塩基性化合物>
本発明において、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、塩基性化合物を更に含んでいてもよい。塩基性化合物は、好ましくは、フェノールと比較して塩基性がより強い化合物である。また、この塩基性化合物は、有機塩基性化合物であることが好ましく、含窒素塩基性化合物であることが更に好ましい。
<Basic compound>
In the present invention, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition may further contain a basic compound. The basic compound is preferably a compound having a stronger basicity than phenol. Moreover, this basic compound is preferably an organic basic compound, and more preferably a nitrogen-containing basic compound.

使用可能な含窒素塩基性化合物は特に限定されないが、例えば、以下の(ア)〜(キ)に分類される化合物を用いることができる。   Although the nitrogen-containing basic compound which can be used is not specifically limited, For example, the compound classified into the following (a)-(ki) can be used.

(ア)一般式(BS−1)により表される化合物   (A) Compound represented by general formula (BS-1)

一般式(BS−1)中、
Rは、各々独立に、水素原子又は有機基を表す。但し、3つのRのうち少なくとも1つは有機基である。この有機基は、直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基、単環若しくは多環のシクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基である。
In general formula (BS-1),
Each R independently represents a hydrogen atom or an organic group. However, at least one of the three Rs is an organic group. This organic group is a linear or branched alkyl group, a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group, an aryl group, or an aralkyl group.

Rとしてのアルキル基の炭素数は、特に限定されないが、通常1〜20であり、好ましくは1〜12である。   Although carbon number of the alkyl group as R is not specifically limited, Usually, it is 1-20, Preferably it is 1-12.

Rとしてのシクロアルキル基の炭素数は、特に限定されないが、通常3〜20であり、好ましくは5〜15である。   Although carbon number of the cycloalkyl group as R is not specifically limited, Usually, it is 3-20, Preferably it is 5-15.

Rとしてのアリール基の炭素数は、特に限定されないが、通常6〜20であり、好ましくは6〜10である。具体的には、フェニル基及びナフチル基等が挙げられる。   Although carbon number of the aryl group as R is not specifically limited, Usually, it is 6-20, Preferably it is 6-10. Specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.

Rとしてのアラルキル基の炭素数は、特に限定されないが、通常7〜20であり、好ましくは7〜11である。具体的には、ベンジル基等が挙げられる。   Although carbon number of the aralkyl group as R is not specifically limited, Usually, it is 7-20, Preferably it is 7-11. Specific examples include a benzyl group.

Rとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、水素原子が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、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基及びアルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。   In the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group as R, a hydrogen atom may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylcarbonyloxy group, and an alkyloxycarbonyl group.

なお、一般式(BS−1)により表される化合物では、Rのうち少なくとも2つが有機基であることが好ましい。   In the compound represented by the general formula (BS-1), it is preferable that at least two of R are organic groups.

一般式(BS−1)により表される化合物の具体例としては、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−デシルアミン、トリイソデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ジデシルアミン、メチルオクタデシルアミン、ジメチルウンデシルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン、メチルジオクタデシルアミン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン、及び2,4,6−トリ(t−ブチル)アニリンが挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the general formula (BS-1) include tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-octylamine, tri-n-decylamine, triisodecylamine, dicyclohexyl. Methylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, didecylamine, methyloctadecylamine, dimethylundecylamine, N, N-dimethyldodecylamine, methyldioctadecylamine, N, N-dibutylaniline, N , N-dihexylaniline, 2,6-diisopropylaniline, and 2,4,6-tri (t-butyl) aniline.

(イ)含窒素複素環構造を有する化合物
この含窒素複素環は、芳香族性を有していてもよく、芳香族性を有していなくてもよい。また、窒素原子を複数有していてもよい。更に、窒素以外のヘテロ原子を含有していてもよい。具体的には、例えば、イミダゾール構造を有する化合物(2−フェニルベンゾイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾールなど)、ピペリジン構造を有する化合物〔N−ヒドロキシエチルピペリジン及びビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートなど〕、ピリジン構造を有する化合物(4−ジメチルアミノピリジンなど)、並びにアンチピリン構造を有する化合物(アンチピリン及びヒドロキシアンチピリンなど)が挙げられる。
(A) Compound having nitrogen-containing heterocyclic structure This nitrogen-containing heterocyclic ring may have aromaticity or may not have aromaticity. Moreover, you may have two or more nitrogen atoms. Furthermore, you may contain hetero atoms other than nitrogen. Specifically, for example, compounds having an imidazole structure (2-phenylbenzimidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, etc.), compounds having a piperidine structure [N-hydroxyethylpiperidine and bis (1,2,2) , 6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate], compounds having a pyridine structure (such as 4-dimethylaminopyridine), and compounds having an antipyrine structure (such as antipyrine and hydroxyantipyrine).

また、環構造を2つ以上有する化合物も好適に用いられる。具体的には、例えば、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン及び1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕−ウンデカ−7−エンが挙げられる。   A compound having two or more ring structures is also preferably used. Specific examples include 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -undec-7-ene.

(ウ)アンモニウム塩
塩基性化合物として、アンモニウム塩も適宜用いることができる。アンモニウム塩のアニオンとしては、例えば、ハライド、スルホネート、ボレート及びフォスフェートが挙げられる。これらのうち、ハライド及びスルホネートが特に好ましい。
(U) Ammonium salt As the basic compound, an ammonium salt can also be used as appropriate. Examples of the anion of the ammonium salt include halides, sulfonates, borates, and phosphates. Of these, halides and sulfonates are particularly preferred.

ハライドとしては、クロライド、ブロマイド及びアイオダイドが特に好ましい。
スルホネートとしては、炭素数1〜20の有機スルホネートが特に好ましい。有機スルホネートとしては、例えば、炭素数1〜20のアルキルスルホネート及びアリールスルホネートが挙げられる。
As the halide, chloride, bromide and iodide are particularly preferable.
As the sulfonate, an organic sulfonate having 1 to 20 carbon atoms is particularly preferable. Examples of the organic sulfonate include alkyl sulfonates having 1 to 20 carbon atoms and aryl sulfonates.

アルキルスルホネートに含まれるアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、アルコキシ基、アシル基及びアリール基が挙げられる。アルキルスルホネートとして、具体的には、メタンスルホネート、エタンスルホネート、ブタンスルホネート、ヘキサンスルホネート、オクタンスルホネート、ベンジルスルホネート、トリフルオロメタンスルホネート、ペンタフルオロエタンスルホネート及びノナフルオロブタンスルホネートが挙げられる。   The alkyl group contained in the alkyl sulfonate may have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an alkoxy group, an acyl group, and an aryl group. Specific examples of the alkyl sulfonate include methane sulfonate, ethane sulfonate, butane sulfonate, hexane sulfonate, octane sulfonate, benzyl sulfonate, trifluoromethane sulfonate, pentafluoroethane sulfonate, and nonafluorobutane sulfonate.

アリールスルホネートに含まれるアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基及びアントリル基が挙げられる。これらアリール基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基及び炭素数3〜6のシクロアルキル基が好ましい。具体的には、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシル及びシクロヘキシル基が好ましい。他の置換基としては、炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ、ニトロ、アシル基及びアシロキシ基が挙げられる。   Examples of the aryl group contained in the aryl sulfonate include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group. These aryl groups may have a substituent. As this substituent, a C1-C6 linear or branched alkyl group and a C3-C6 cycloalkyl group are preferable, for example. Specifically, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, n-hexyl and cyclohexyl groups are preferable. Examples of the other substituent include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, cyano, nitro, an acyl group, and an acyloxy group.

このアンモニウム塩は、ヒドロキシド又はカルボキシレートであってもよい。この場合、このアンモニウム塩は、炭素数1〜8のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド及びテトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−(n−ブチル)アンモニウムヒドロキシド等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、又は、後掲の化合物(Q−2)等のアンモニウムカルボキシレートであることが特に好ましい。   The ammonium salt may be hydroxide or carboxylate. In this case, the ammonium salt is a tetraalkylammonium hydroxide having 1 to 8 carbon atoms (tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetra- (n-butyl) ammonium hydroxide, or the like, or Particularly preferred are ammonium carboxylates such as the compound (Q-2) described later.

(オ) 窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物
本発明の組成物は、窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(以下において、「低分子化合物(D)」又は「化合物(D)」ともいう)を含有することができる。低分子化合物(D)は、酸の作用により脱離する基が脱離した後は、塩基性を有することが好ましい。
(E) A low molecular compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid The composition of the present invention comprises a low molecular compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid (hereinafter referred to as “low molecular compound”). In this case, it is possible to contain “low molecular compound (D)” or “compound (D)”. The low molecular compound (D) preferably has basicity after the group capable of leaving by the action of an acid is eliminated.

酸の作用により脱離する基としては特に限定されないが、アセタール基、カルボネート基、カルバメート基、3級エステル基、3級水酸基、ヘミアミナールエーテル基が好ましく、カルバメート基、ヘミアミナールエーテル基であることが特に好ましい。   The group capable of leaving by the action of an acid is not particularly limited, but is preferably an acetal group, a carbonate group, a carbamate group, a tertiary ester group, a tertiary hydroxyl group, or a hemiaminal ether group, and a carbamate group or a hemiaminal ether group. It is particularly preferred.

酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)の分子量は、100〜1000が好ましく、100〜700がより好ましく、100〜500が特に好ましい。   The molecular weight of the low molecular weight compound (D) having a group capable of leaving by the action of an acid is preferably 100 to 1000, more preferably 100 to 700, and particularly preferably 100 to 500.

化合物(D)としては、酸の作用により脱離する基を窒素原子上に有するアミン誘導体が好ましい。   As the compound (D), an amine derivative having a group capable of leaving by the action of an acid on the nitrogen atom is preferable.

化合物(D)は、窒素原子上に保護基を有するカルバメート基を有しても良い。カルバメート基を構成する保護基としては、下記一般式(d−1)で表すことができる。   Compound (D) may have a carbamate group having a protecting group on the nitrogen atom. The protecting group constituting the carbamate group can be represented by the following general formula (d-1).

一般式(d−1)において、
R’は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖状又は分岐状アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はアルコキシアルキル基を表す。R’は相互に結合して環を形成していても良い。
R’として好ましくは、直鎖状、又は分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基である。より好ましくは、直鎖状、又は分岐状のアルキル基、シクロアルキル基である。
このような基の具体的な構造を以下に示す。
In general formula (d-1),
R ′ each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkoxyalkyl group. R ′ may be bonded to each other to form a ring.
R ′ is preferably a linear or branched alkyl group, cycloalkyl group, or aryl group. More preferably, it is a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group.
The specific structure of such a group is shown below.

化合物(D)は、塩基性化合物と一般式(d−1)で表される構造を任意に組み合わせることで構成することも出来る。   The compound (D) can also be constituted by arbitrarily combining the basic compound and the structure represented by the general formula (d-1).

化合物(D)は、下記一般式(A)で表される構造を有するものであることが特に好ましい。   The compound (D) particularly preferably has a structure represented by the following general formula (A).

なお、化合物(D)は、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物であるかぎり、上記の塩基性化合物に相当するものであってもよい。   The compound (D) may correspond to the above basic compound as long as it is a low molecular compound having a group capable of leaving by the action of an acid.

一般式(A)において、Raは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。また、n=2のとき、2つのRaは同じでも異なっていてもよく、2つのRaは相互に結合して、2価の複素環式炭化水素基(好ましくは炭素数20以下)若しくはその誘導体を形成していてもよい。   In the general formula (A), Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group. When n = 2, the two Ras may be the same or different, and the two Ras are bonded to each other to form a divalent heterocyclic hydrocarbon group (preferably having 20 or less carbon atoms) or a derivative thereof. May be formed.

Rbは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシアルキル基を示す。但し、−C(Rb)(Rb)(Rb)において、1つ以上のRbが水素原子のとき、残りのRbの少なくとも1つはシクロプロピル基、1−アルコキシアルキル基又はアリール基である。   Rb independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkoxyalkyl group. However, in -C (Rb) (Rb) (Rb), when one or more Rb is a hydrogen atom, at least one of the remaining Rb is a cyclopropyl group, a 1-alkoxyalkyl group or an aryl group.

少なくとも2つのRbが結合して脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。   At least two Rb may be bonded to form an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic hydrocarbon group or a derivative thereof.

nは0〜2の整数を表し、mは1〜3の整数を表し、n+m=3である。   n represents an integer of 0 to 2, m represents an integer of 1 to 3, and n + m = 3.

一般式(A)において、Ra及びRbが示すアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基は、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基、アルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい。Rbが示すアルコキシアルキル基についても同様である。   In general formula (A), the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group represented by Ra and Rb are functional groups such as hydroxyl group, cyano group, amino group, pyrrolidino group, piperidino group, morpholino group and oxo group. , An alkoxy group and a halogen atom may be substituted. The same applies to the alkoxyalkyl group represented by Rb.

上記Ra及び/又はRbのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基(これらのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は、上記官能基、アルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい)としては、
例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン等の直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基、これらのアルカンに由来する基を、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、
シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ノルボルナン、アダマンタン、ノラダマンタン等のシクロアルカンに由来する基、これらのシクロアルカンに由来する基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の直鎖状、分岐状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、
ベンゼン、ナフタレン、アントラセン等の芳香族化合物に由来する基、これらの芳香族化合物に由来する基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の直鎖状、分岐状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、
ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、インドール、インドリン、キノリン、パーヒドロキノリン、インダゾール、ベンズイミダゾール等の複素環化合物に由来する基、これらの複素環化合物に由来する基を直鎖状、分岐状のアルキル基或いは芳香族化合物に由来する基の1種以上或いは1個以上で置換した基、直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基・シクロアルカンに由来する基をフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等の芳香族化合物に由来する基の1種以上或いは1個以上で置換した基等或いは上記の置換基がヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基で置換された基等が挙げられる。
The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group of the Ra and / or Rb (these alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group are substituted with the functional group, alkoxy group, or halogen atom). As may be)
For example, a group derived from a linear or branched alkane such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, etc., a group derived from these alkanes, for example, A group substituted with one or more cycloalkyl groups such as a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group,
Groups derived from cycloalkanes such as cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, norbornane, adamantane, noradamantane, groups derived from these cycloalkanes, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, a group substituted with one or more linear or branched alkyl groups such as i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like,
Groups derived from aromatic compounds such as benzene, naphthalene, anthracene, etc., and groups derived from these aromatic compounds are, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2 A group substituted with one or more linear or branched alkyl groups such as -methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, and the like;
Groups derived from heterocyclic compounds such as pyrrolidine, piperidine, morpholine, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, indole, indoline, quinoline, perhydroquinoline, indazole, benzimidazole, and groups derived from these heterocyclic compounds are linear or branched A group substituted with one or more groups derived from an alkyl group or aromatic compound, a group derived from a linear or branched alkane, a group derived from a cycloalkane, a phenyl group, a naphthyl group A group substituted with one or more groups derived from an aromatic compound such as anthracenyl group or the like, or the above substituent is a hydroxyl group, cyano group, amino group, pyrrolidino group, piperidino group, morpholino group, oxo And a group substituted with a functional group such as a group.

また、上記Raが相互に結合して、形成する2価の複素環式炭化水素基(好ましくは炭素数1〜20)若しくはその誘導体としては、例えば、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1,2,3,4−テトラヒドロキノリン、1,2,3,6−テトラヒドロピリジン、ホモピペラジン、4−アザベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、5−アザベンゾトリアゾール、1H−1,2,3−トリアゾール、1,4,7−トリアザシクロノナン、テトラゾール、7−アザインドール、インダゾール、ベンズイミダゾール、イミダゾ[1,2−a]ピリジン、(1S,4S)−(+)−2,5−ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプタン、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デック−5−エン、インドール、インドリン、1,2,3,4−テトラヒドロキノキサリン、パーヒドロキノリン、1,5,9−トリアザシクロドデカン等の複素環式化合物に由来する基、これらの複素環式化合物に由来する基を直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基、シクロアルカンに由来する基、芳香族化合物に由来する基、複素環化合物に由来する基、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基の1種以上或いは1個以上で置換した基等が挙げられる。   Examples of the divalent heterocyclic hydrocarbon group (preferably having a carbon number of 1 to 20) or a derivative thereof formed by bonding the Ra to each other include, for example, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 1, 4, 5 , 6-tetrahydropyrimidine, 1,2,3,4-tetrahydroquinoline, 1,2,3,6-tetrahydropyridine, homopiperazine, 4-azabenzimidazole, benzotriazole, 5-azabenzotriazole, 1H-1, 2,3-triazole, 1,4,7-triazacyclononane, tetrazole, 7-azaindole, indazole, benzimidazole, imidazo [1,2-a] pyridine, (1S, 4S)-(+)-2 , 5-diazabicyclo [2.2.1] heptane, 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene Groups derived from heterocyclic compounds such as indole, indoline, 1,2,3,4-tetrahydroquinoxaline, perhydroquinoline, 1,5,9-triazacyclododecane, groups derived from these heterocyclic compounds A group derived from a linear or branched alkane, a group derived from a cycloalkane, a group derived from an aromatic compound, a group derived from a heterocyclic compound, a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a pyrrolidino group, a piperidino And groups substituted with one or more functional groups such as a group, a morpholino group and an oxo group.

本発明における特に好ましい化合物(D)としては、特開2014−106298号公報の段落0258〜0260に記載の具体例を援用することができ、それらの内容は本明細書に組み込まれる。   As the particularly preferable compound (D) in the present invention, specific examples described in paragraphs 0258 to 0260 of JP-A-2014-106298 can be used, and the contents thereof are incorporated herein.

一般式(A)で表される化合物は、特開2007−298569号公報、特開2009−199021号公報などに基づき合成することができる。   The compound represented by the general formula (A) can be synthesized based on JP2007-298869A, JP2009-199021A, and the like.

本発明において、低分子化合物(D)は、一種単独でも又は2種以上を混合しても使用することができる。   In the present invention, the low molecular compound (D) can be used singly or in combination of two or more.

本発明の組成物は、低分子化合物(D)を含有してもしなくてもよいが、含有する場合、化合物(D)の含有量は、上述した塩基性化合物と合わせた組成物の全固形分を基準として、通常、0.001〜20質量%、好ましくは0.001〜10質量%、より好ましくは0.01〜5質量%である。   The composition of the present invention may or may not contain the low molecular compound (D), but when it is contained, the content of the compound (D) is the total solid of the composition combined with the basic compound described above. Based on the minutes, it is usually 0.001 to 20% by mass, preferably 0.001 to 10% by mass, and more preferably 0.01 to 5% by mass.

また、本発明の組成物が酸発生剤を含有する場合、酸発生剤と化合物(D)の組成物中の使用割合は、酸発生剤/[化合物(D)+下記塩基性化合物](モル比)=2.5〜300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。酸発生剤/[化合物(D)+上記塩基性化合物](モル比)は、より好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。   When the composition of the present invention contains an acid generator, the ratio of the acid generator and the compound (D) used in the composition is: acid generator / [compound (D) + the following basic compound] (mole Ratio) = 2.5 to 300. In other words, the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing the reduction in resolution due to the thickening of the resist pattern over time until post-exposure heat treatment. The acid generator / [compound (D) + basic compound] (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, and still more preferably 7.0 to 150.

含窒素塩基性化合物としては、上記のほか、プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物、又は、グアニジン化合物が挙げられる。それら化合物の詳細な説明及び具体例については、特開2014−106298号公報の段落0201〜0236の記載を援用することができ、それらの内容は本明細書に組み込まれる。   In addition to the above, the nitrogen-containing basic compound has a proton acceptor functional group and is decomposed by irradiation with actinic rays or radiation, resulting in a decrease or disappearance of the proton acceptor, or an acid from the proton acceptor Examples thereof include compounds that generate a compound that has changed to guanidine, or guanidine compounds. For the detailed description and specific examples of these compounds, the description in paragraphs 0201 to 0236 of JP-A-2014-106298 can be incorporated, and the contents thereof are incorporated herein.

その他、本発明に係る組成物に使用可能なものとして、特開2002−363146号公報の実施例で合成されている化合物、及び特開2007−298569号公報の段落0108に記載の化合物等が挙げられる。   Other examples that can be used in the composition according to the present invention include compounds synthesized in Examples of JP-A No. 2002-363146, and compounds described in paragraph 0108 of JP-A No. 2007-298869. It is done.

塩基性化合物として、感光性の塩基性化合物を用いてもよい。感光性の塩基性化合物としては、例えば、特表2003−524799号公報、及び、J.Photopolym.Sci&Tech.Vol.8,P.543−553(1995)等に記載の化合物を用いることができる。   A photosensitive basic compound may be used as the basic compound. As the photosensitive basic compound, for example, JP-T-2003-524799 and J. Org. Photopolym. Sci & Tech. Vol. 8, P.I. 543-553 (1995) etc. can be used.

塩基性化合物の分子量は、通常は100〜1500であり、好ましくは150〜1300であり、より好ましくは200〜1000である。   The molecular weight of the basic compound is usually 100-1500, preferably 150-1300, and more preferably 200-1000.

これらの塩基性化合物は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。   These basic compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.

本発明に係る組成物が塩基性化合物を含んでいる場合、その含有量は、組成物の全固形分を基準として、0.01〜8.0質量%であることが好ましく、0.1〜5.0質量%であることがより好ましく、0.2〜4.0質量%であることが特に好ましい。   When the composition according to the present invention contains a basic compound, the content is preferably 0.01 to 8.0% by mass based on the total solid content of the composition, More preferably, it is 5.0 mass%, and it is especially preferable that it is 0.2-4.0 mass%.

塩基性化合物の光酸発生剤に対するモル比は、好ましくは0.01〜10とし、より好ましくは0.05〜5とし、更に好ましくは0.1〜3とする。このモル比を過度に大きくすると、感度及び/又は解像度が低下する場合がある。このモル比を過度に小さくすると、露光と加熱(ポストベーク)との間において、パターンの細りを生ずる可能性がある。より好ましくは0.05〜5、更に好ましくは0.1〜3である。   The molar ratio of the basic compound to the photoacid generator is preferably 0.01 to 10, more preferably 0.05 to 5, and still more preferably 0.1 to 3. If this molar ratio is excessively increased, sensitivity and / or resolution may be reduced. If this molar ratio is excessively small, there is a possibility that pattern thinning occurs between exposure and heating (post-bake). More preferably, it is 0.05-5, More preferably, it is 0.1-3.

<疎水性樹脂(HR)>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、上記樹脂(A)とは別に疎水性樹脂(HR)を有していてもよい。
<Hydrophobic resin (HR)>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention may have a hydrophobic resin (HR) separately from the resin (A).

上記疎水性樹脂(HR)は、膜表面に偏在するために、フッ素原子を有する基、珪素原子を有する基、又は炭素数5以上の炭化水素基を含有することが好ましい。これらの基は樹脂の主鎖中に有していても、側鎖に置換していてもよい。以下に疎水性樹脂(HR)の具体例を示す。   Since the hydrophobic resin (HR) is unevenly distributed on the film surface, the hydrophobic resin (HR) preferably contains a group having a fluorine atom, a group having a silicon atom, or a hydrocarbon group having 5 or more carbon atoms. These groups may be present in the main chain of the resin or may be substituted on the side chain. Specific examples of the hydrophobic resin (HR) are shown below.

なお、疎水性樹脂としてはこの他にも特開2011−248019号公報、特開2010−175859号公報、特開2012−032544号公報に記載のものも好ましく用いることができる。疎水性樹脂は、1種類単独で、又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。   As the hydrophobic resin, those described in JP 2011-248019 A, JP 2010-175859 A, and JP 2012-032544 A can also be preferably used. Hydrophobic resin can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

<界面活性剤>
本発明に係る感活性光線性又は感放射線性組成物は、界面活性剤を更に含んでいてもよい。この界面活性剤としては、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤が特に好ましい。
<Surfactant>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition according to the present invention may further contain a surfactant. As this surfactant, fluorine-based and / or silicon-based surfactants are particularly preferable.

フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、例えば、大日本インキ化学工業(株)製のメガファックF176及びメガファックR08、OMNOVA社製のPF656及びPF6320、トロイケミカル(株)製のトロイゾルS−366、住友スリーエム(株)製のフロラードFC430、並びに、信越化学工業(株)製のポリシロキサンポリマーKP−341が挙げられる。   Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include Megafac F176 and Megafac R08 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, PF656 and PF6320 manufactured by OMNOVA, and Troisol S manufactured by Troy Chemical Co., Ltd. -366, Fluorard FC430 manufactured by Sumitomo 3M Limited, and polysiloxane polymer KP-341 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.

フッ素系及び/又はシリコン系以外の界面活性剤を使用してもよい。この界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類及びポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類等のノニオン系界面活性剤が挙げられる。   Surfactants other than fluorine and / or silicon may be used. Examples of the surfactant include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers and polyoxyethylene alkyl aryl ethers.

その他、公知の界面活性剤を適宜使用することができる。使用可能な界面活性剤としては、例えば、米国特許2008/0248425A1号明細書の[0273]以降に記載の界面活性剤が挙げられる。   In addition, known surfactants can be used as appropriate. Examples of the surfactant that can be used include surfactants described in [0273] and after in US 2008 / 0248425A1.

界面活性剤は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。   One type of surfactant may be used alone, or two or more types may be used in combination.

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が界面活性剤を更に含んでいる場合、その使用量は、組成物の全固形分を基準として、好ましくは0.0001〜2質量%であり、より好ましくは0.001〜1質量%である。   When the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition further contains a surfactant, the amount used is preferably 0.0001 to 2% by mass based on the total solid content of the composition, and more Preferably it is 0.001-1 mass%.

<その他の添加剤>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、上記に説明した成分以外にも、カルボン酸、カルボン酸オニウム塩、Proceeding of SPIE, 2724,355 (1996)等に記載の分子量3000以下の溶解阻止化合物、染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、酸化防止剤などを適宜含有することができる。
<Other additives>
In addition to the components described above, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention has a molecular weight of 3000 or less as described in carboxylic acid, carboxylic acid onium salt, Proceeding of SPIE, 2724, 355 (1996) and the like. In addition, a dissolution inhibiting compound, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a light absorber, an antioxidant and the like can be appropriately contained.

特にカルボン酸は、性能向上のために好適に用いられる。カルボン酸としては、安息香酸、ナフトエ酸などの、芳香族カルボン酸が好ましい。   In particular, carboxylic acid is preferably used for improving the performance. As the carboxylic acid, aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and naphthoic acid are preferable.

カルボン酸の含有量は、組成物の全固形分濃度中、0.01〜10質量%が好ましく、より好ましくは0.01〜5質量%、更に好ましくは0.01〜3質量%である。   The content of the carboxylic acid is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass, and still more preferably 0.01 to 3% by mass in the total solid content concentration of the composition.

本発明における感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、解像力向上の観点から、膜厚10〜250nmで使用されることが好ましく、より好ましくは、膜厚20〜200nmで使用されることが好ましく、更に好ましくは30〜100nmで使用されることが好ましい。組成物中の固形分濃度を適切な範囲に設定して適度な粘度をもたせ、塗布性、製膜性を向上させることにより、このような膜厚とすることができる。   The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition in the present invention is preferably used at a thickness of 10 to 250 nm, more preferably at a thickness of 20 to 200 nm, from the viewpoint of improving resolution. More preferably, it is preferably used at 30 to 100 nm. Such a film thickness can be obtained by setting the solid content concentration in the composition to an appropriate range to give an appropriate viscosity and improving the coating property and film forming property.

本発明における感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の固形分濃度は、通常1.0〜10質量%であり、好ましくは、2.0〜5.7質量%、更に好ましくは2.0〜5.3質量%である。固形分濃度を上記範囲とすることで、レジスト溶液を基板上に均一に塗布することができ、更にはラインウィズスラフネスに優れたレジストパターンを形成することが可能になる。その理由は明らかではないが、恐らく、固形分濃度を10質量%以下、好ましくは5.7質量%以下とすることで、レジスト溶液中での素材、特には光酸発生剤の凝集が抑制され、その結果として、均一なレジスト膜が形成できたものと考えられる。   The solid content concentration of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition in the present invention is usually 1.0 to 10% by mass, preferably 2.0 to 5.7% by mass, and more preferably 2.0. It is -5.3 mass%. By setting the solid content concentration within the above range, the resist solution can be uniformly applied on the substrate, and further, a resist pattern having excellent line width roughness can be formed. The reason for this is not clear, but perhaps the solid content concentration is 10% by mass or less, preferably 5.7% by mass or less, which suppresses aggregation of the material in the resist solution, particularly the photoacid generator. As a result, it is considered that a uniform resist film was formed.

固形分濃度とは、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の総重量に対する、溶剤を除く他のレジスト成分の重量の重量百分率である。   The solid content concentration is a weight percentage of the weight of other resist components excluding the solvent with respect to the total weight of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.

本発明における感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、上記の成分を所定の有機溶剤、好ましくは上記混合溶剤に溶解し、フィルター濾過した後、所定の支持体(基板)上に塗布して用いる。フィルター濾過に用いるフィルターのポアサイズは0.1μm以下、より好ましくは0.05μm以下、更に好ましくは0.03μm以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。フィルター濾過においては、例えば特開2002−62667号公報のように、循環的な濾過を行ったり、複数種類のフィルターを直列又は並列に接続して濾過を行ったりしてもよい。また、組成物を複数回濾過してもよい。更に、フィルター濾過の前後で、組成物に対して脱気処理などを行ってもよい。   In the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention, the above components are dissolved in a predetermined organic solvent, preferably the above mixed solvent, filtered, and then applied onto a predetermined support (substrate). Use. The pore size of the filter used for filter filtration is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, and still more preferably 0.03 μm or less made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon. In filter filtration, for example, as in JP-A-2002-62667, circulation filtration may be performed, or filtration may be performed by connecting a plurality of types of filters in series or in parallel. The composition may be filtered multiple times. Furthermore, you may perform a deaeration process etc. with respect to a composition before and behind filter filtration.

本発明のパターン形成方法において使用される各種材料(例えば、樹脂、溶剤、現像液、リンス液、画像反転用樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、反射防止膜形成用組成物、トップコート形成用組成物など)は、金属等の不純物を含まないことが好ましい。これら材料に含まれる不純物の含有量としては、1ppm以下が好ましく、10ppb以下がより好ましく、100ppt以下が更に好ましく、10ppt以下が特に好ましく、1ppt以下が最も好ましい。   Various materials used in the pattern forming method of the present invention (for example, resin, solvent, developer, rinse solution, image reversal resin composition, actinic ray sensitive or radiation sensitive resin composition, antireflection film forming composition) Products, topcoat forming compositions, etc.) preferably do not contain impurities such as metals. The content of impurities contained in these materials is preferably 1 ppm or less, more preferably 10 ppb or less, still more preferably 100 ppt or less, particularly preferably 10 ppt or less, and most preferably 1 ppt or less.

上述した各種材料から金属等の不純物を除去する方法としては、例えば、フィルターを用いた濾過を挙げることができる。フィルター孔径としては、ポアサイズ10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましく、3nm以下が更に好ましい。フィルターの材質としては、ポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のフィルターが好ましい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルター濾過工程では、複数種類のフィルターを直列又は並列に接続して用いてもよい。複数種類のフィルターを使用する場合は、孔径及び/又は材質が異なるフィルターを組み合わせて使用しても良い。また、各種材料を複数回濾過してもよく、複数回濾過する工程が循環濾過工程であっても良い。   Examples of the method for removing impurities such as metals from the various materials described above include filtration using a filter. The pore size of the filter is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and still more preferably 3 nm or less. As a material of the filter, a filter made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon is preferable. A filter that has been washed in advance with an organic solvent may be used. In the filter filtration step, a plurality of types of filters may be connected in series or in parallel. When a plurality of types of filters are used, filters having different pore diameters and / or materials may be used in combination. Moreover, various materials may be filtered a plurality of times, and the step of filtering a plurality of times may be a circulating filtration step.

上記各種材料に含まれる金属等の不純物を低減するためには、製造工程における金属不純物の混入を防止することが必要である。製造装置から金属不純物が十分に除去されたかどうかは、製造装置の洗浄に使用された洗浄液中に含まれる金属成分の含有量を測定することで確認することができる。使用後の洗浄液に含まれる金属成分の含有量は、100ppt(parts per trillion)以下がより好ましく、10ppt以下が更に好ましく、1ppt以下が特に好ましい。   In order to reduce impurities such as metals contained in the various materials, it is necessary to prevent metal impurities from being mixed in the manufacturing process. Whether or not the metal impurities have been sufficiently removed from the manufacturing apparatus can be confirmed by measuring the content of the metal component contained in the cleaning liquid used for cleaning the manufacturing apparatus. The content of the metal component contained in the cleaning liquid after use is more preferably 100 ppt (parts per trigger) or less, further preferably 10 ppt or less, and particularly preferably 1 ppt or less.

また、上述した各種材料に含まれる金属等の不純物を低減する方法としては、各種材料を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、各種材料を構成する原料に対してフィルター濾過を行う、装置内をテフロン(登録商標)でライニングする等してコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法を挙げることができる。各種材料を構成する原料に対して行うフィルター濾過における好ましい条件は、上述した条件と同様である。   In addition, as a method for reducing impurities such as metals contained in the various materials described above, a material having a low metal content is selected as a material constituting the various materials, and filter filtration is performed on the materials constituting the various materials. Examples of the method include distillation under a condition in which contamination is suppressed as much as possible by lining the inside of the apparatus with Teflon (registered trademark). The preferable conditions for filter filtration performed on the raw materials constituting the various materials are the same as those described above.

なお、本発明に係る反転パターン形成方法を用いてインプリント用モールドを作製してもよい。   In addition, you may produce the mold for imprint using the inversion pattern formation method which concerns on this invention.

本発明の方法により形成されるパターンに対して、パターンの表面荒れを改善する方法を適用しても良い。パターンの表面荒れを改善する方法としては、例えば、国際公開パンフレット2014/002808号に開示された水素を含有するガスのプラズマによってレジストパターンを処理する方法が挙げられる。その他にも、特開2004−235468、US公開特許公報2010/0020297号、特開2009−19969、Proc. of SPIE Vol.8328 83280N−1”EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement”に記載されているような公知の方法を適用してもよい。   A method for improving the surface roughness of the pattern may be applied to the pattern formed by the method of the present invention. As a method for improving the surface roughness of the pattern, for example, a method of treating a resist pattern with a plasma of a hydrogen-containing gas disclosed in International Publication Pamphlet 2014/002808 can be mentioned. In addition, JP 2004-235468, US Published Patent Application 2010/0020297, JP 2009-19969, Proc. of SPIE Vol. 8328 83280N-1 “EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement” may be applied.

本発明のパターン形成方法は、DSA(Directed Self-Assembly)におけるガイドパターン形成(例えば、ACS Nano Vol.4 No.8 Page4815-4823参照)にも用いることができる。   The pattern forming method of the present invention can also be used for guide pattern formation in DSA (Directed Self-Assembly) (see, for example, ACS Nano Vol. 4 No. 8 Pages 4815-4823).

また、上記の方法によって形成されたレジストパターンは、例えば特開平3−270227号公報及び特開2013−164509号公報に開示されたスペーサープロセスの芯材(コア)として使用できる。   Further, the resist pattern formed by the above method can be used as a core material (core) of a spacer process disclosed in, for example, JP-A-3-270227 and JP-A-2013-164509.

また、本発明は、上記した本発明の反転パターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法にも関する。   The present invention also relates to a method for manufacturing an electronic device including the above-described reverse pattern forming method of the present invention.

本発明の電子デバイスは、電気電子機器(家電、OA(Office Appliance)・メディア関連機器、光学用機器及び通信機器等)に、好適に、搭載されるものである。   The electronic device of the present invention is suitably mounted on electrical and electronic equipment (home appliances, OA (Office Appliance) / media related equipment, optical equipment, communication equipment, etc.).

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。
<<パターン反転用樹脂組成物の調製>>
[樹脂]
パターン反転用樹脂組成物に用いる樹脂として、下記に示す樹脂NP−1〜NP−12及び樹脂P−1〜P−7を、公知の方法にて合成した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, the content of this invention is not limited by this.
<< Preparation of Resin Composition for Pattern Reversal >>
[resin]
As resins used for the resin composition for pattern reversal, the following resins NP-1 to NP-12 and resins P-1 to P-7 were synthesized by a known method.

得られた各樹脂につき、GPC(Gel Permeation Chromatography)(キャリア:テトラヒドロフラン)測定により、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn:ポリスチレン換算)及び分散度(Mw/Mn、以下「Pd」)を算出した。また、H−NMR(Nuclear Magnetic Resonance)と13C−NMR測定により、繰り返し単位の組成比(モル比)を算出した。 About each obtained resin, a GPC (Gel Permeation Chromatography) (carrier: tetrahydrofuran) measurement WHEREIN: A weight average molecular weight (Mw), a number average molecular weight (Mn: polystyrene conversion), and dispersion degree (Mw / Mn, hereafter "Pd") Was calculated. Further, the composition ratio (molar ratio) of the repeating units was calculated by 1 H-NMR (Nuclear Magnetic Resonance) and 13 C-NMR measurement.

[樹脂(XA2)] [Resin (XA2)]

[アルカリ性溶液への溶解速度]
各樹脂をPGMEAに溶解し、樹脂と溶剤のみからなる組成物を調製した。
[Dissolution rate in alkaline solution]
Each resin was dissolved in PGMEA to prepare a composition consisting only of a resin and a solvent.

シリコンウエハ上に、上記組成物を塗布し、樹脂のみからなる膜200nmを回転塗布法によって形成した。この膜を23℃の2.38質量%TMAH水溶液に浸漬し、浸漬後の膜厚を測定し、下記式より溶解速度を求めた。   The above composition was applied onto a silicon wafer to form a 200 nm film made of only resin by a spin coating method. This film was immersed in a 2.38 mass% TMAH aqueous solution at 23 ° C., the film thickness after immersion was measured, and the dissolution rate was determined from the following formula.

溶解速度[nm/sec]=(浸漬前の膜厚[nm]−浸漬後の膜厚[nm])/浸漬時間[秒]
[フッ素原子の含有率]
各樹脂におけるフッ素原子の含有率R(質量%)は、下式(1)により、各モノマー中のフッ素原子の含有率Mを求めた後、下式(2)により求めた。
Dissolution rate [nm / sec] = (film thickness before immersion [nm] −film thickness after immersion [nm]) / immersion time [second]
[Fluorine atom content]
Content R F of the fluorine atoms in each resin (mass%) by the following equation (1), after obtaining the content M F of fluorine atoms in each monomer was determined by the following equation (2).

・各モノマー中のフッ素原子の含有率M(質量%)
=[各モノマー中のフッ素原子の分子量/モノマーの分子量]×100 式(1)
・樹脂中のフッ素原子の含有率R(質量%)
=Σ(各モノマーの分子量×各モノマー中のフッ素原子の含有率M×各モノマーの組成比)/Σ(各モノマーの分子量×各モノマーの組成比) 式(2)
[珪素原子の含有率]
各樹脂における珪素原子の含有率RSi(質量%)は、下式(3)により、各モノマー中の珪素素原子の含有率MSiを求めた後、下式(4)により求めた。
-Fluorine atom content M F (% by mass) in each monomer
= [Molecular weight of fluorine atom in each monomer / molecular weight of monomer] × 100 Formula (1)
-Content of fluorine atom in resin R F (mass%)
= Σ (molecular weight of each monomer x fluorine atom content in each monomer M F x composition ratio of each monomer) / Σ (molecular weight of each monomer x composition ratio of each monomer) Equation (2)
[Content of silicon atom]
Content R Si of the silicon atoms in each resin (mass%) by the following equation (3), after obtaining the content M Si of the silicon atom in each monomer was determined by the following equation (4).

・各モノマー中の珪素原子の含有率MSi(質量%)
=[各モノマー中の珪素原子の分子量/モノマーの分子量]×100 式(3)
・樹脂中の珪素原子の含有率RSi(質量%)
=Σ(各モノマーの分子量×各モノマー中の珪素原子の含有率MSi×各モノマーの組成比)/Σ(各モノマーの分子量×各モノマーの組成比) 式(4)
<パターン反転用樹脂組成物の調製>
下記表3に示す成分を同表に示す溶剤に溶解させ、固形分濃度2.0質量%の溶液を調製し、これを0.04μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターで濾過して、パターン反転用樹脂組成物(R−01)〜(R−28)及び(CR−1)〜(CR−2)を調製した。
-Content of silicon atom in each monomer M Si (mass%)
= [Molecular weight of silicon atom in each monomer / molecular weight of monomer] × 100 formula (3)
-Content of silicon atoms in the resin R Si (mass%)
= Σ (Molecular weight of each monomer × Silicon atom content M Si in each monomer × Composition ratio of each monomer) / Σ (Molecular weight of each monomer × Composition ratio of each monomer) Equation (4)
<Preparation of resin composition for pattern reversal>
The components shown in Table 3 below are dissolved in the solvent shown in the same table to prepare a solution having a solid content concentration of 2.0% by mass, and this is filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.04 μm. Compositions (R-01) to (R-28) and (CR-1) to (CR-2) were prepared.

なお、組成物CR−1、CR−2に含有される樹脂RP−1、RP−2は、後掲のレジスト組成物の調製において使用した樹脂RP−1、RP−2と同じである。   The resins RP-1 and RP-2 contained in the compositions CR-1 and CR-2 are the same as the resins RP-1 and RP-2 used in the preparation of the resist composition described later.

表3における樹脂以外の略号は次の通りである。   Abbreviations other than resin in Table 3 are as follows.

[界面活性剤]
界面活性剤として、以下の化合物を用いた。
[Surfactant]
The following compounds were used as surfactants.

W−1:PF6320(OMNOVA社製;フッ素系)
[熱酸発生剤]
熱酸発生剤として、以下の化合物を用いた。
W-1: PF6320 (manufactured by OMNOVA; fluorine-based)
[Thermal acid generator]
The following compounds were used as thermal acid generators.

X−1:CPI−100P(サンアプロ社製)
[溶剤]
溶剤として下記を用いた。
X-1: CPI-100P (manufactured by Sun Apro)
[solvent]
The following were used as solvents.

SL−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
SL−3:酢酸ブチル
<<感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の調製>>
[酸分解性樹脂]
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(レジスト組成物)に用いる酸分解性樹脂として、下記に示す樹脂RP1〜RP4を公知の方法にて合成した。
SL-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
SL-3: Butyl acetate << Preparation of actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition >>
[Acid-decomposable resin]
Resins RP1 to RP4 shown below were synthesized by known methods as acid-decomposable resins used for the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition (resist composition).

得られた各樹脂につき、GPC(Gel Permeation Chromatography)(キャリア:テトラヒドロフラン)測定により、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn:ポリスチレン換算)及び分散度(Mw/Mn、以下「Pd」)を算出した。また、H−NMR(Nuclear Magnetic Resonance)と13C−NMR測定により、繰り返し単位の組成比(モル比)を算出した。 About each obtained resin, a GPC (Gel Permeation Chromatography) (carrier: tetrahydrofuran) measurement WHEREIN: A weight average molecular weight (Mw), a number average molecular weight (Mn: polystyrene conversion), and dispersion degree (Mw / Mn, hereafter "Pd") Was calculated. Further, the composition ratio (molar ratio) of the repeating units was calculated by 1 H-NMR (Nuclear Magnetic Resonance) and 13 C-NMR measurement.

<レジスト組成物の調製>
下記表4〜6に示す成分を、各表に示す溶剤に溶解させ、各表に記載の固形分濃度の溶液を調製し、これを0.04μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターで濾過して、レジスト組成物(Ar−01)、(Ar−02)、(EB−01)及び(EUV−01)を調製した。
<Preparation of resist composition>
The components shown in Tables 4 to 6 below are dissolved in the solvents shown in the respective tables, and solutions having the solid content concentrations shown in the respective tables are prepared, and this is filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.04 μm, and a resist is obtained. Compositions (Ar-01), (Ar-02), (EB-01) and (EUV-01) were prepared.

表4〜6における酸分解性樹脂以外の略号は次の通りである。   Abbreviations other than the acid-decomposable resins in Tables 4 to 6 are as follows.

[光酸発生剤]
光酸発生剤として、以下の化合物を用いた。
[Photoacid generator]
The following compounds were used as photoacid generators.

[塩基性化合物]
塩基性化合物として、以下の化合物を用いた。
[Basic compounds]
The following compounds were used as basic compounds.

[疎水性樹脂]
疎水性樹脂として、以下の樹脂を用いた。各繰り返し単位の組成比、重量平均分子量(Mw)、分散度(Pd)と共に示す。これらは上述した酸分解性樹脂と同様の方法により求めた。
[Hydrophobic resin]
The following resins were used as hydrophobic resins. It shows with the composition ratio of each repeating unit, a weight average molecular weight (Mw), and dispersion degree (Pd). These were calculated | required by the method similar to the acid-decomposable resin mentioned above.

[溶剤]
溶剤として下記を用いた。
[solvent]
The following were used as solvents.

SL−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
SL−2:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
<パターン形成>
[レジスト膜(第一の膜)形成工程]
まず、シリコンウェハ上に、Brewer製反射防止膜ARC29Aを回転塗布法によって塗布後、205℃で60秒間ベークを行うことで、膜厚86nmの下地層(反射防止膜)を形成した。
SL-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
SL-2: Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
<Pattern formation>
[Resist film (first film) formation process]
First, a Brewer antireflection film ARC29A was applied on a silicon wafer by a spin coating method, and then baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an underlayer (antireflection film) having a thickness of 86 nm.

次いで、形成された下地層(反射防止膜)上に、表4〜6に記載のレジスト組成物を塗布し、その後、後掲の表7の「PB」の欄に記載の条件でベーク(Prebake;PB)して、下地層上にレジスト膜を形成した。形成されたレジスト膜の膜厚を表7に示す。   Next, the resist composition described in Tables 4 to 6 is applied on the formed underlayer (antireflection film), and then baked under the conditions described in the column “PB” in Table 7 below. PB), and a resist film was formed on the underlayer. Table 7 shows the thickness of the formed resist film.

[露光工程]
(露光工程−ArF液浸)
得られたレジスト膜に対し、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製XT1700i、NA1.20、Annular、アウターシグマ0.95、インナーシグマ0.7)を用いて、パターン露光を行った。レチクルとしてはハーフピッチ48nmラインアンドスペース1:1のレチクルを使用した。寸法は投影時の光学像を基準にしたものである。また、液浸液としては、超純水を用いた。
[Exposure process]
(Exposure process-ArF immersion)
The resulting resist film was subjected to pattern exposure using an ArF excimer laser immersion scanner (XT1700i, NA1.20, Annular, outer sigma 0.95, inner sigma 0.7, manufactured by ASML). As the reticle, a reticle having a half pitch of 48 nm line and space of 1: 1 was used. The dimensions are based on the optical image at the time of projection. Moreover, ultrapure water was used as the immersion liquid.

その後、表7の「PEB」の欄に記載の条件でベーク(Post Exposure Bake;PEB)した後、室温まで冷却させた。   Thereafter, the substrate was baked under the conditions described in the column “PEB” in Table 7 (Post Exposure Bake; PEB), and then cooled to room temperature.

(露光工程−EB)
得られたレジスト膜に対し、電子線描画装置((株)日立製作所製HL750、加速電圧50KeV)を用いて、パターン照射を行った。この際、ハーフピッチ50nmのラインアンドスペースが形成されるように描画を行った。
(Exposure process-EB)
Pattern irradiation was performed with respect to the obtained resist film using an electron beam drawing apparatus (HL750 manufactured by Hitachi, Ltd., acceleration voltage 50 KeV). At this time, drawing was performed so that a line and space with a half pitch of 50 nm was formed.

電子線描画後、表7の「PEB」の欄に記載の条件でベーク(PEB)した後、室温まで冷却させた。   After the electron beam drawing, the resultant was baked (PEB) under the conditions described in the column “PEB” in Table 7, and then cooled to room temperature.

(露光工程−EUV)
得られたレジスト膜に対し、EUV露光装置(Exitech社製 Micro Exposure Tool、NA0.3、Quadrupole、アウターシグマ0.68、インナーシグマ0.36)を用い、パターン露光を行った。マスクとしてはハーフピッチ30nmラインアンドスペース1:1のマスクを使用した。
(Exposure process-EUV)
The obtained resist film was subjected to pattern exposure using an EUV exposure apparatus (Micro Exposure Tool, manufactured by Exitech, NA 0.3, Quadrupole, outer sigma 0.68, inner sigma 0.36). A mask having a half pitch of 30 nm line and space of 1: 1 was used as the mask.

その後、表7の「PEB」の欄に記載の条件でベーク(PEB)した後、室温まで冷却させた。   Then, after baking (PEB) on the conditions described in the column of “PEB” in Table 7, it was cooled to room temperature.

[現像工程]
次に、現像を行った。
具体的には、表7に記載の現像液および現像時間で現像し、記載のあるものについてはリンス液で30秒間リンスした。その後、表7の「現像後ベーク」の欄に記載の条件でベークした。
[Development process]
Next, development was performed.
Specifically, development was performed with the developer and development time shown in Table 7, and those described were rinsed with a rinse solution for 30 seconds. Thereafter, baking was performed under the conditions described in the column “Bake after development” in Table 7.

このようにして、ラインパターンとスペースパターンの寸法が1:2のレジストパターンを得た(図2A参照)。   Thus, a resist pattern having a line pattern and space pattern dimension of 1: 2 was obtained (see FIG. 2A).

[パターン反転用膜(第二の膜)形成工程]
得られたレジストパターンに対し、表3に記載のパターン反転用樹脂組成物を塗布し、表7に記載の膜厚になるよう回転塗布し、その後、表7の「塗布後ベーク」の欄に記載の条件でベークして、パターン上にパターン反転用膜を形成した。
[Pattern reversal film (second film) formation process]
To the obtained resist pattern, the resin composition for pattern reversal shown in Table 3 was applied and spin-coated so as to have the film thickness shown in Table 7. Then, in the column of “Bake after application” in Table 7 Baking was performed under the conditions described to form a pattern reversal film on the pattern.

[パターン反転工程]
次に、アルカリ性溶液を用いた剥離処理を行い、反転パターンを得た。
具体的には、表7に記載のアルカリ性溶液および現像時間で現像し、30秒間リンスした。その後、「リンス後ベーク」の欄に記載の条件でベークした。
[Pattern reversal process]
Next, peeling treatment using an alkaline solution was performed to obtain a reverse pattern.
Specifically, development was performed with the alkaline solution and development time shown in Table 7, and rinsed for 30 seconds. Then, it baked on the conditions as described in the column of "Bake after rinse".

このようにして、ラインパターンとスペースパターンの寸法が2:1に反転したレジストパターンを得た。   In this way, a resist pattern in which the dimensions of the line pattern and the space pattern were reversed to 2: 1 was obtained.

<ブリッジ欠陥の評価方法>
得られたラインパターンとスペースパターンの寸法が2:1のレジストパターンの観測において、KLAテンコール社製2360を用い、欠陥検査装置のピクセルサイズを0.16μmに、また閾値を20に設定して、ランダムモードで測定し、比較イメージとピクセル単位の重ね合わせによって生じる差異から抽出される現像欠陥を検出した。その後、SEMVISION G3(APPLIED MATERIALS社製)により、ウエハ上の単位面積あたりのブリッジ欠陥数(個数/cm)を測定した。
<Bridge defect evaluation method>
In the observation of the resist pattern with the dimension of the obtained line pattern and space pattern of 2: 1, using KLA Tencor 2360, the pixel size of the defect inspection apparatus is set to 0.16 μm, and the threshold is set to 20, Measurements were made in random mode to detect development defects extracted from the differences caused by the comparison image and pixel unit overlay. Thereafter, the number of bridge defects (number / cm 2 ) per unit area on the wafer was measured by SEMVISION G3 (manufactured by APPLIED MATERIALS).

実施例9のブリッジ欠陥数を1として規格化したときの評価結果を表7に示す。   Table 7 shows the evaluation results when the number of bridge defects in Example 9 is normalized as 1.

また、対照用に、実施例9のパターン形成方法により得られた反転パターンの走査型電子顕微鏡による観察像(図2B)と、比較例1のパターン形成方法により得られた反転パターンの走査型電子顕微鏡による観察像(図2C)を示す。   Further, for comparison, an observation image (FIG. 2B) of the reverse pattern obtained by the pattern formation method of Example 9 and the reverse pattern scan electron obtained by the pattern formation method of Comparative Example 1 were used. The observation image by a microscope (FIG. 2C) is shown.

これらの結果から、本発明のパターン形成方法により、ブリッジ欠陥の抑制された反転パターンが得られることがわかる。   From these results, it can be seen that a reverse pattern in which bridge defects are suppressed can be obtained by the pattern forming method of the present invention.

10・・・基板
20・・・被加工層
30・・・第一の膜(感活性光線性又は感放射線性膜)
30a・・・第一のパターン(ネガ型パターン)
31a・・・空間部(凹部)
31b・・・残膜部(凸部)
40・・・第二の膜(パターン反転用膜)
40a・・・第二のパターン(反転パターン)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Substrate 20 ... Processed layer 30 ... 1st film | membrane (Actinic-ray sensitive or radiation sensitive film | membrane)
30a: First pattern (negative pattern)
31a: Space (recessed part)
31b ... Remaining film part (convex part)
40 ... Second film (pattern inversion film)
40a ... second pattern (reversal pattern)

Claims (10)

(a)酸の作用により極性が増大する樹脂(A)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を、基板上に塗布して第一の膜を形成する工程、
(b)第一の膜を露光する工程、
(c)露光された第一の膜を現像によりパターニングし、第一のパターンを形成する工程、
(d)第一のパターン上に、パターン反転用樹脂組成物を塗布して第二の膜を形成する工程、及び、
(e)処理液を用いて第一のパターンを除去することにより第二の膜をパターニングし、第一のパターンの形状が反転した第二のパターンを形成する工程
を含むパターン形成方法であって、
前記パターン反転用樹脂組成物は、2種以上の樹脂を含有し、前記樹脂の少なくとも2種は、前記処理液に対する溶解速度が互いに異なるパターン形成方法。
(A) a step of applying an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (A) whose polarity is increased by the action of an acid onto a substrate to form a first film;
(B) exposing the first film;
(C) patterning the exposed first film by development to form a first pattern;
(D) applying a resin composition for pattern reversal on the first pattern to form a second film; and
(E) A pattern forming method including a step of patterning a second film by removing a first pattern using a treatment liquid and forming a second pattern in which the shape of the first pattern is reversed. ,
The pattern reversal resin composition contains two or more kinds of resins, and at least two kinds of the resins have different dissolution rates in the treatment liquid.
現像工程(c)が、有機溶剤を含む現像液を用いて第一の膜を現像することによりネガ型パターンを形成する工程である、請求項1に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the developing step (c) is a step of forming a negative pattern by developing the first film using a developer containing an organic solvent. 前記処理液がアルカリ性溶液である、請求項1又は2に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 1, wherein the treatment liquid is an alkaline solution. 前記処理液に対する溶解速度が互いに異なる少なくとも2種の樹脂のうち、前記処理液に対する溶解速度がより高い樹脂として少なくとも1種のアルカリ可溶樹脂を含有し、前記処理液に対する溶解速度がより低い樹脂として少なくとも1種のアルカリ不溶樹脂を含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   Among at least two types of resins having different dissolution rates in the treatment liquid, the resin contains at least one alkali-soluble resin as a resin having a higher dissolution rate in the treatment liquid and has a lower dissolution rate in the treatment liquid. The pattern formation method of any one of Claims 1-3 containing at least 1 sort (s) of alkali-insoluble resin as. 前記処理液に対する溶解速度が互いに異なる少なくとも2種の樹脂のうち、前記処理液に対する溶解速度がより高い樹脂の少なくとも1種が、フッ素原子、珪素原子、及び、該樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造のいずれか1種以上を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のパターン形成方法。 Of at least two resins having different dissolution rates in the treatment liquid, at least one resin having a higher dissolution rate in the treatment liquid is contained in fluorine atoms, silicon atoms, and side chain portions of the resin. having CH 3 parts of any one or more structures, the pattern forming method according to any one of claims 1-4. 現像工程(c)とパターン反転工程(e)との間にベークを行う工程を少なくとも1回含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method of any one of Claims 1-5 including the process of baking at least once between a image development process (c) and a pattern inversion process (e). 現像工程(c)と第二の膜を形成する工程(d)との間、及び、第二の膜を形成する工程(d)とパターン反転工程(e)との間に、ベークを行う工程を含む、請求項6に記載のパターン形成方法。   Baking process between the development process (c) and the second film forming process (d) and between the second film forming process (d) and the pattern reversal process (e). The pattern formation method of Claim 6 containing this. 前記パターン反転用樹脂組成物がさらに熱酸発生剤を含有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 1, wherein the pattern reversal resin composition further contains a thermal acid generator. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法。   The manufacturing method of an electronic device containing the pattern formation method of any one of Claims 1-8. レジストパターンをアルカリ性溶液で除去して該レジストパターンに対する反転パターンを得るパターン形成方法に用いられるパターン反転用樹脂組成物であって、前記アルカリ性溶液に対する溶解速度が互いに異なる2種の樹脂を含有するパターン反転用樹脂組成物。   A pattern reversal resin composition used in a pattern forming method for removing a resist pattern with an alkaline solution to obtain a reversal pattern for the resist pattern, the pattern comprising two types of resins having different dissolution rates in the alkaline solution Inversion resin composition.
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