JP2022131762A - Active ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, active ray-sensitive or radiation-sensitive membrane, pattern formation method, and electronic device production method - Google Patents

Active ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, active ray-sensitive or radiation-sensitive membrane, pattern formation method, and electronic device production method Download PDF

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英治 福▲崎▼
Eiji Fukuzaki
修平 山口
Shuhei Yamaguchi
知昭 吉岡
Tomoaki Yoshioka
太朗 三好
Taro Miyoshi
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Abstract

To provide an active ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition excellent in resolution and etching resistance.SOLUTION: The active ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a resin (A) with a repeating unit (P1) represented by general formula (1) and a repeating unit having at least one aromatic ring, where the content of the repeating units (P1) in the total solids is 0.25 mmol/g or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an actinic ray- or radiation-sensitive resin composition, an actinic ray- or radiation-sensitive film, a pattern forming method, and an electronic device manufacturing method.

従来、IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)などの半導体デバイスの製造プロセスにおいては、レジスト組成物を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。近年、集積回路の高集積化に伴い、サブミクロン領域又はクオーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求されるようになってきている。それに伴い、露光波長もg線からi線に、更にKrFエキシマレーザー光に、というように短波長化の傾向が見られ、現在では193nm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。また、更に解像力を高める技術として、従来から投影レンズと試料の間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)で満たす、所謂、液浸法の開発が進んでいる。 Conventionally, in the process of manufacturing semiconductor devices such as ICs (Integrated Circuits) and LSIs (Large Scale Integrations), microfabrication is performed by lithography using a resist composition. 2. Description of the Related Art In recent years, as integrated circuits have become more highly integrated, there has been a demand for ultra-fine pattern formation in the submicron region or quarter micron region. Along with this, there is a tendency for the exposure wavelength to become shorter, from the g-line to the i-line and then to the KrF excimer laser light. At present, an exposure machine using an ArF excimer laser with a wavelength of 193 nm as a light source has been developed. ing. Further, as a technique for further improving the resolution, the so-called liquid immersion method, in which the space between the projection lens and the sample is filled with a liquid with a high refractive index (hereinafter also referred to as "immersion liquid"), has been developed.

また、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線(EB)、X線及び極紫外線(EUV)等を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。これに伴い、各種の活性光線又は放射線に有効に感応するレジスト組成物が開発されている。 In addition to excimer laser light, lithography using electron beams (EB), X-rays, extreme ultraviolet rays (EUV), and the like is currently under development. Along with this, resist compositions that are effectively sensitive to various actinic rays or radiation have been developed.

レジスト組成物に用いられる樹脂として様々な樹脂が知られているが、例えば特許文献1には、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する繰り返し単位を有する樹脂が記載されている。 Various resins are known as resins used in resist compositions. For example, Patent Document 1 describes a resin having a repeating unit that is decomposed by exposure to actinic rays or radiation to generate an acid.

特開2016-47920号公報JP 2016-47920 A

しかしながら、本発明者らの検討により、特許文献1に記載された樹脂を含むレジスト組成物は、パターン形成に用いた際に解像性及びエッチング耐性に劣ることが分かった。 However, a study by the present inventors has revealed that the resist composition containing the resin described in Patent Document 1 is inferior in resolution and etching resistance when used for pattern formation.

本発明の課題は、解像性及びエッチング耐性に優れる感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いた感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an actinic ray- or radiation-sensitive resin composition excellent in resolution and etching resistance, and an actinic ray- or radiation-sensitive film using the actinic ray- or radiation-sensitive resin composition. , a pattern forming method, and an electronic device manufacturing method.

本発明者らは、鋭意検討し、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。 The present inventors have made intensive studies and found that the above-described object can be achieved with the following configuration.

[1]
活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する下記一般式(1)で表される繰り返し単位(P1)、及び上記繰り返し単位(P1)とは異なる少なくとも1つの芳香環を有する繰り返し単位(a)を有する樹脂(A)を含有し、
全固形分中の上記繰り返し単位(P1)の含有量が0.25mmol/g以上である、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[1]
A repeating unit (P1) represented by the following general formula (1) that decomposes upon exposure to actinic rays or radiation to generate an acid, and a repeating unit (P1) having at least one aromatic ring different from the repeating unit (P1) containing a resin (A) having a),
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, wherein the content of the repeating unit (P1) in the total solid content is 0.25 mmol/g or more.

Figure 2022131762000001
Figure 2022131762000001

一般式(1)中、R11~R13はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。ただし、R12はLと結合して環を形成していてもよい。Lは単結合又は2価の連結基を表す。R14は置換基を表す。Qは有機オニウムイオンを表す。
[2]
上記繰り返し単位(a)が、下記一般式(2)で表される、[1]に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
In general formula (1), R 11 to R 13 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom. However, R 12 may combine with L to form a ring. L represents a single bond or a divalent linking group. R 14 represents a substituent. Q + represents an organic onium ion.
[2]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [1], wherein the repeating unit (a) is represented by the following general formula (2).

Figure 2022131762000002
Figure 2022131762000002

一般式(2)中、R21~R24はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。R22はR24と結合して環を形成していてもよく、その場合のR22は単結合又はアルキレン基を表す。ただし、R21~R24の少なくとも1つは芳香環を有する基を表す。
[3]
上記繰り返し単位(a)が、下記一般式(3)で表される、[1]又は[2]に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
In general formula (2), R 21 to R 24 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom. R 22 may combine with R 24 to form a ring, in which case R 22 represents a single bond or an alkylene group. However, at least one of R 21 to R 24 represents a group having an aromatic ring.
[3]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [1] or [2], wherein the repeating unit (a) is represented by the following general formula (3).

Figure 2022131762000003
Figure 2022131762000003

一般式(3)中、R31~R33はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。ただし、R32はArと結合して環を形成していてもよく、その場合のR32は単結合又はアルキレン基を表す。Lは単結合又は2価の連結基を表す。Arは芳香環基を表す。
[4]
上記繰り返し単位(a)が、下記一般式(4)で表される、[1]~[3]のいずれか1つに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
In general formula (3), R 31 to R 33 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom. However, R 32 may combine with Ar to form a ring, in which case R 32 represents a single bond or an alkylene group. L3 represents a single bond or a divalent linking group. Ar represents an aromatic ring group.
[4]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the repeating unit (a) is represented by the following general formula (4).

Figure 2022131762000004
Figure 2022131762000004

一般式(4)中、R41~R43はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。ただし、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。Lは単結合又は2価の連結基を表す。Arは芳香環基を表す。kは1~5の整数を表す。
[5]
上記樹脂(A)が、酸の作用により分解して極性が増大する基を有する繰り返し単位(P2)を有し、
上記繰り返し単位(P2)が、酸の作用により分解してカルボキシ基を生じる基、及び酸の作用により分解して水酸基を生じる基からなる群より選ばれる少なくとも1つの基を有する繰り返し単位である、[1]~[4]のいずれか1つに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[6]
上記繰り返し単位(P2)が、酸の作用により分解して芳香環に結合したカルボキシ基を生じる基、及び酸の作用により分解して芳香環に結合した水酸基を生じる基からなる群より選ばれる少なくとも1つの基を有する繰り返し単位である、[5]に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[7]
上記繰り返し単位(P2)が、下記一般式(5)~(9)のいずれかで表される繰り返し単位である、[5]に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
In general formula (4), R 41 to R 43 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom. However, R42 may combine with Ar to form a ring, in which case R42 represents a single bond or an alkylene group. L4 represents a single bond or a divalent linking group. Ar represents an aromatic ring group. k represents an integer of 1 to 5;
[5]
The resin (A) has a repeating unit (P2) having a group that is decomposed by the action of an acid to increase its polarity,
The repeating unit (P2) is a repeating unit having at least one group selected from the group consisting of a group that decomposes under the action of an acid to yield a carboxyl group and a group that decomposes under the action of an acid to yield a hydroxyl group. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [4].
[6]
The repeating unit (P2) is at least selected from the group consisting of a group that decomposes under the action of an acid to produce a carboxy group bound to an aromatic ring, and a group that decomposes under the action of an acid to produce a hydroxyl group bound to an aromatic ring. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [5], which is a repeating unit having one group.
[7]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [5], wherein the repeating unit (P2) is a repeating unit represented by any one of the following general formulas (5) to (9).

Figure 2022131762000005
Figure 2022131762000005

一般式(5)中、R51~R53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、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。Lは単結合又は2価の連結基を表す。R54~R56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、又はアルケニル基を表す。R54~R56のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(6)中、R61~R64はそれぞれ独立に水素原子又は有機基を表す。ただし、R61及びR62のうち少なくとも一方は有機基を表す。Xは-CO-、-SO-、又は-SO-を表す。Yは-O-、-S-、-SO-、-SO-、又は-NR48-を表す。R48は水素原子又は有機基を表す。Lは単結合又は2価の連結基を表す。R65~R67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、又はアルケニル基を表す。R65~R67のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(7)中、R71及びR72はそれぞれ独立に水素原子又は有機基を表す。R73及びR74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、又はアルケニル基を表す。R71~R74のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(8)中、R81~R83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、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。Lは単結合又は2価の連結基を表す。Arは芳香環基を表す。R84~R86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、又はアルケニル基を表す。R84~R86のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。ArはR82又はR84と結合して環を形成しても良い。
一般式(9)中、R91~R93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、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。Lは単結合又は2価の連結基を表す。R94~R96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、又はアルケニル基を表す。R95及びR96が互いに結合して環を形成しても良い。
[8]
上記繰り返し単位(P2)が、上記一般式(5)、(8)、又は(9)で表される繰り返し単位である、[7]に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[9]
上記一般式(5)のLが2価の芳香族連結基である、[7]又は[8]に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[10]
上記一般式(9)のLが2価の芳香族連結基である、[7]又は[8]に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[11]
全固形分中の上記繰り返し単位(P1)の含有量が0.50mmol/g以上である、[1]~[10]のいずれか1つに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[12]
上記一般式(1)のLがフェニレン基である、[1]~[11]のいずれか1つに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[13]
上記一般式(1)のLが単結合である、[1]~[11]のいずれか1つに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[14]
上記一般式(1)のLが炭素数1~3のアルキレン基である、[1]~[11]のいずれか1つに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[15]
上記一般式(1)のR14が、アリール基又はフッ化アルキル基を表す、[1]~[14]のいずれか1つに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[16]
上記樹脂(A)が酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂である、[1]~[15]のいずれか1つに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[17]
[1]~[16]のいずれか1つに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて形成された感活性光線性又は感放射線性膜。
[18]
[1]~[16]のいずれか1つに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、上記レジスト膜を露光する露光工程と、露光された上記レジスト膜をアルカリ現像液を用いて現像する現像工程とを含むパターン形成方法。
[19]
[18]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。
In general formula (5), R 51 to R 53 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group. L5 represents a single bond or a divalent linking group. R 54 to R 56 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. Two of R 54 to R 56 may combine with each other to form a ring.
In general formula (6), R 61 to R 64 each independently represent a hydrogen atom or an organic group. However, at least one of R 61 and R 62 represents an organic group. X 6 represents -CO-, -SO- or -SO 2 -. Y 6 represents -O-, -S-, -SO-, -SO 2 -, or -NR 48 -. R48 represents a hydrogen atom or an organic group. L6 represents a single bond or a divalent linking group. R 65 to R 67 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. Two of R 65 to R 67 may combine with each other to form a ring.
In general formula (7), R 71 and R 72 each independently represent a hydrogen atom or an organic group. R73 and R74 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. Two of R 71 to R 74 may combine with each other to form a ring.
In general formula (8), R 81 to R 83 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group. L8 represents a single bond or a divalent linking group. Ar 8 represents an aromatic ring group. R 84 to R 86 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. Two of R 84 to R 86 may combine with each other to form a ring. Ar 8 may combine with R 82 or R 84 to form a ring.
In general formula (9), R 91 to R 93 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group. L9 represents a single bond or a divalent linking group. R 94 to R 96 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. R 95 and R 96 may combine with each other to form a ring.
[8]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [7], wherein the repeating unit (P2) is a repeating unit represented by the general formula (5), (8), or (9).
[9]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [7] or [8], wherein L 5 in the general formula (5) is a divalent aromatic linking group.
[10]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [7] or [8], wherein L 9 in the general formula (9) is a divalent aromatic linking group.
[11]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [10], wherein the content of the repeating unit (P1) in the total solid content is 0.50 mmol/g or more. .
[12]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [11], wherein L in the general formula (1) is a phenylene group.
[13]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [11], wherein L in the general formula (1) is a single bond.
[14]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [11], wherein L in the general formula (1) is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
[15]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [14], wherein R 14 in the general formula (1) represents an aryl group or a fluorinated alkyl group.
[16]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [15], wherein the resin (A) is a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid.
[17]
An actinic ray- or radiation-sensitive film formed using the actinic ray- or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [16].
[18]
A resist film forming step of forming a resist film using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [16], and an exposing step of exposing the resist film, and a developing step of developing the exposed resist film using an alkaline developer.
[19]
A method for manufacturing an electronic device, including the pattern forming method according to [18].

本発明により、解像性及びエッチング耐性に優れる感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いた感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, an actinic ray- or radiation-sensitive resin composition excellent in resolution and etching resistance, an actinic ray- or radiation-sensitive film and a pattern using the actinic ray- or radiation-sensitive resin composition Methods of forming and manufacturing electronic devices can be provided.

以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されない。
本明細書中における「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、極紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet)、X線、軟X線、及び電子線(EB:Electron Beam)等を意味する。本明細書中における「光」とは、活性光線又は放射線を意味する。本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、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、極紫外線、X線、及びEUV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含む。
本明細書において、「~」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
The present invention will be described in detail below.
The description of the constituent elements described below may be made based on representative embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
The term "actinic ray" or "radiation" as used herein refers to, for example, the emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by excimer lasers, extreme ultraviolet rays (EUV: Extreme Ultraviolet), X-rays, soft X-rays, and electron It means a line (EB: Electron Beam) or the like. As used herein, "light" means actinic rays or radiation. The term "exposure" as used herein means, unless otherwise specified, not only the emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by excimer lasers, extreme ultraviolet rays, X-rays, and EUV exposure, but also electron beams and ion beams. It also includes drawing with particle beams such as beams.
In the present specification, the term "~" is used to include the numerical values before and after it as lower and upper limits.

本明細書において、(メタ)アクリレートはアクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種を表す。また(メタ)アクリル酸はアクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種を表す。
本明細書において、樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び分散度(分子量分布ともいう)(Mw/Mn)は、GPC(Gel Permeation Chromatography)装置(東ソー株式会社製HLC-8120GPC)によるGPC測定(溶剤:テトラヒドロフラン、流量(サンプル注入量):10μL、カラム:東ソー株式会社製TSK gel Multipore HXL-M、カラム温度:40℃、流速:1.0mL/分、検出器:示差屈折率検出器(Refractive Index Detector))によるポリスチレン換算値として定義される。
As used herein, (meth)acrylate represents at least one of acrylate and methacrylate. (Meth)acrylic acid represents at least one of acrylic acid and methacrylic acid.
In this specification, the weight-average molecular weight (Mw), number-average molecular weight (Mn), and dispersity (also referred to as molecular weight distribution) (Mw/Mn) of the resin are measured using a GPC (Gel Permeation Chromatography) device (HLC manufactured by Tosoh Corporation). -8120 GPC) by GPC measurement (solvent: tetrahydrofuran, flow rate (sample injection volume): 10 μL, column: TSK gel Multipore HXL-M manufactured by Tosoh Corporation, column temperature: 40 ° C., flow rate: 1.0 mL / min, detector: It is defined as a polystyrene conversion value obtained by a differential refractive index detector (Refractive Index Detector).

本明細書中における基(原子団)の表記について、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さない基と共に置換基を有する基をも包含する。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。また、本明細書中における「有機基」とは、少なくとも1個の炭素原子を含む基をいう。
本明細書において、表記される2価の基の結合方向は、特に断らない限り制限されない。例えば、「X-Y-Z」なる式で表される化合物中の、Yが-COO-である場合、Yは、-CO-O-であってもよく、-O-CO-であってもよい。また、上記化合物は「X-CO-O-Z」であってもよく、「X-O-CO-Z」であってもよい。
Regarding the notation of groups (atomic groups) in this specification, the notations that do not describe substitution and unsubstituted include not only groups having no substituents but also groups having substituents. For example, an "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). Also, the term "organic group" as used herein refers to a group containing at least one carbon atom.
In the present specification, the bonding direction of the divalent groups represented is not limited unless otherwise specified. For example, in the compound represented by the formula "XYZ", when Y is -COO-, Y may be -CO-O- or -O-CO- good too. Further, the above compound may be "X—CO—O—Z" or "X—O—CO—Z."

本明細書において、酸解離定数(pKa)とは、水溶液中でのpKaを表し、具体的には、下記ソフトウェアパッケージ1を用いて、ハメットの置換基定数及び公知文献値のデータベースに基づいた値を、計算により求められる値である。本明細書中に記載したpKaの値は、全て、このソフトウェアパッケージを用いて計算により求めた値を示す。
ソフトウェアパッケージ1: Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V8.14 for Solaris (1994-2007 ACD/Labs)。
As used herein, the acid dissociation constant (pKa) represents the pKa in an aqueous solution. is a calculated value. All pKa values described herein are calculated using this software package.
Software Package 1: Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V8.14 for Solaris (1994-2007 ACD/Labs).

また、pKaは、分子軌道計算法によっても求められる。この具体的な方法としては、熱力学サイクルに基づいて、水溶液中におけるH解離自由エネルギーを計算することで算出する手法が挙げられる。H解離自由エネルギーの計算方法については、例えばDFT(密度汎関数法)により計算することができるが、他にも様々な手法が文献等で報告されており、これに制限されるものではない。なお、DFTを実施できるソフトウェアは複数存在するが、例えば、Gaussian16が挙げられる。 pKa can also be determined by molecular orbital calculation. As a specific method for this, there is a method of calculating the H 2 + dissociation free energy in an aqueous solution based on the thermodynamic cycle. H + dissociation free energy can be calculated by, for example, DFT (density functional theory), but various other methods have been reported in literature, etc., and are not limited to this. . Note that there are a plurality of software that can implement DFT, and Gaussian16 is an example.

本明細書中において、pKaとは、上述した通り、ソフトウェアパッケージ1を用いて、ハメットの置換基定数及び公知文献値のデータベースに基づいた値を計算により求められる値を指すが、この手法によりpKaが算出できない場合には、DFT(密度汎関数法)に基づいてGaussian16により得られる値を採用するものとする。
また、本明細書中において、pKaは、上述した通り「水溶液中でのpKa」を指すが、水溶液中でのpKaが算出できない場合には、「ジメチルスルホキシド(DMSO)溶液中でのpKa」を採用するものとする。
In the present specification, pKa refers to a value obtained by calculating a value based on Hammett's substituent constant and a database of known literature values using Software Package 1, as described above. cannot be calculated, a value obtained by Gaussian 16 based on DFT (density functional theory) shall be adopted.
In the present specification, pKa refers to "pKa in aqueous solution" as described above, but when pKa in aqueous solution cannot be calculated, "pKa in dimethyl sulfoxide (DMSO) solution" is used. shall be adopted.

<感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(以下、「本発明の組成物」ともいう)は、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する下記一般式(1)で表される繰り返し単位(P1)、及び上記繰り返し単位(P1)とは異なる少なくとも1つの芳香環を有する繰り返し単位(a)を有する樹脂(A)を含有し、全固形分中の上記繰り返し単位(P1)の含有量が0.25mmol/g以上である、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物である。
<Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention (hereinafter also referred to as "the composition of the present invention") is represented by the following general formula (1), which decomposes upon exposure to actinic rays or radiation to generate an acid. Represented repeating unit (P1) and a resin (A) having a repeating unit (a) having at least one aromatic ring different from the repeating unit (P1), and the repeating unit ( The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition has a P1) content of 0.25 mmol/g or more.

Figure 2022131762000006
Figure 2022131762000006

一般式(1)中、R11~R13はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。ただし、R12はLと結合して環を形成していてもよい。Lは単結合又は2価の連結基を表す。R14は置換基を表す。Qは有機オニウムイオンを表す。 In general formula (1), R 11 to R 13 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom. However, R 12 may combine with L to form a ring. L represents a single bond or a divalent linking group. R 14 represents a substituent. Q + represents an organic onium ion.

本発明の組成物は、典型的にはレジスト組成物である。
本発明の組成物は、ポジ型のレジスト組成物であっても、ネガ型のレジスト組成物であってもよい。また、アルカリ現像用のレジスト組成物であっても、有機溶剤現像用のレジスト組成物であってもよい。本発明の組成物は、ポジ型のレジスト組成物であり、アルカリ現像用のレジスト組成物であることが好ましい。
また、本発明の組成物は、化学増幅型のレジスト組成物であることが好ましく、化学増幅型のポジ型レジスト組成物であることがより好ましい。
The compositions of the invention are typically resist compositions.
The composition of the present invention may be a positive resist composition or a negative resist composition. Moreover, it may be a resist composition for alkali development or a resist composition for organic solvent development. The composition of the present invention is a positive resist composition, preferably a resist composition for alkali development.
The composition of the present invention is preferably a chemically amplified resist composition, more preferably a chemically amplified positive resist composition.

以下、本発明の組成物に含まれる成分について説明する。 The components contained in the composition of the present invention are described below.

[樹脂(A)]
樹脂(A)は、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する上記一般式(1)で表される繰り返し単位(P1)、及び繰り返し単位(P1)とは異なる少なくとも1つの芳香環を有する繰り返し単位(a)を有する樹脂である。
[Resin (A)]
The resin (A) comprises a repeating unit (P1) represented by the above general formula (1) that decomposes upon exposure to actinic rays or radiation to generate an acid, and at least one aromatic ring different from the repeating unit (P1). It is a resin having a repeating unit (a) having

(繰り返し単位(P1))
繰り返し単位(P1)は、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する繰り返し単位(酸発生繰り返し単位)であり、上記一般式(1)で表される。
(Repeating unit (P1))
The repeating unit (P1) is a repeating unit (acid-generating repeating unit) that decomposes upon exposure to actinic rays or radiation to generate an acid, and is represented by the general formula (1).

上記一般式(1)中、R11~R13はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。
11~R13が有機基を表す場合の有機基は特に限定されないが、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はアルコキシカルボニル基であることが好ましく、アルキル基であることがより好ましい。
11~R13としてのアルキル基は、例えば、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、ドデシル基等の炭素数20以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数8以下のアルキル基であることがより好ましい。
11~R13としてのアルキル基は置換基を有していてもよい。
In general formula (1) above, R 11 to R 13 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom.
When R 11 to R 13 represent an organic group, the organic group is not particularly limited, but is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an alkoxycarbonyl group, more preferably an alkyl group.
Alkyl groups for R 11 to R 13 are, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, dodecyl group and the like. An alkyl group having 20 or less carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 8 or less carbon atoms is more preferable.
The alkyl groups as R 11 to R 13 may have substituents.

11~R13としてのシクロアルキル基は、単環型でも、多環型でもよく、置換基を有していてもよい。
11~R13としてのシクロアルキル基は、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数3~8の単環型のシクロアルキル基であることが好ましい。
Cycloalkyl groups for R 11 to R 13 may be monocyclic or polycyclic, and may have a substituent.
Cycloalkyl groups for R 11 to R 13 are preferably C 3-8 monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopropyl, cyclopentyl and cyclohexyl groups.

11~R13としてのアリール基は、置換基を有していてもよく、炭素数6~14の単環又は多環のアリール基であることが好ましく、具体的にはフェニル基、トリル基、クロロフェニル基、メトキシフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。またアリール基同士が結合して、複環を形成していてもよい。 The aryl group as R 11 to R 13 may have a substituent, and is preferably a monocyclic or polycyclic aryl group having 6 to 14 carbon atoms, specifically a phenyl group and a tolyl group. , chlorophenyl group, methoxyphenyl group, naphthyl group and the like. Also, the aryl groups may be bonded together to form a polycyclic ring.

11~R13としてのアルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基は、上記R11~R13としてのアルキル基と同様のものが好ましい。 The alkyl groups contained in the alkoxycarbonyl groups for R 11 to R 13 are preferably the same as the alkyl groups for R 11 to R 13 above.

11~R13としてのハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 A halogen atom for R 11 to R 13 is preferably a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, more preferably a fluorine atom.

11及びR12は水素原子であることが特に好ましい。
13は水素原子又はメチル基であることが特に好ましい。
It is particularly preferred that R 11 and R 12 are hydrogen atoms.
It is particularly preferred that R 13 is a hydrogen atom or a methyl group.

12はLと結合して環を形成してもよい。 R 12 may combine with L to form a ring.

一般式(1)中、Lは単結合又は2価の連結基を表す。
Lが2価の連結基を表す場合の2価の連結基としては、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、-O-、-SO-、-CO-、-N(R33)-又はこれらの複数を組み合わせた2価の連結基が好ましい。
33は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、又はアリール基を表す。
33としてのアルキル基は、例えば、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、ドデシル基等の炭素数20以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数8以下のアルキル基であることがより好ましい。
33としてのアルキル基は置換基を有していてもよい。
In general formula (1), L represents a single bond or a divalent linking group.
When L represents a divalent linking group, the divalent linking group includes an arylene group, a heteroarylene group, an alkylene group, a cycloalkylene group, an alkenylene group, -O-, -SO 2 -, -CO-, - N(R 33 )— or a divalent linking group combining a plurality of these is preferred.
R33 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, or an aryl group.
Alkyl groups as R 33 include, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, dodecyl group and the like. The following alkyl groups are preferable, and alkyl groups having 8 or less carbon atoms are more preferable.
The alkyl group as R 33 may have a substituent.

Lとしてのアリーレン基は、置換基を有していてもよく、炭素数6~14のものが好ましく、具体的にはフェニレン基、トリレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基等が挙げられ、フェニレン基が特に好ましい。 The arylene group as L may have a substituent, and preferably has 6 to 14 carbon atoms. Especially preferred.

Lとしてのヘテロアリーレン基は、環員としてヘテロ原子を含む2価の芳香族基(2価の芳香族ヘテロ環基)であり、ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子などが挙げられる。ヘテロアリーレン基の炭素数は4~20が好ましく、5~12がより好ましい。ヘテロアリーレン基としては、例えば、ピロール、フラン、チオフェン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン等から2つの水素原子を除してなる基が挙げられる。
Lとしてのヘテロアリーレン基は、置換基を有していてもよい。
The heteroarylene group for L is a divalent aromatic group (divalent aromatic heterocyclic group) containing a heteroatom as a ring member, and the heteroatom includes an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and the like. be done. The heteroarylene group preferably has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 5 to 12 carbon atoms. Examples of heteroarylene groups include groups obtained by removing two hydrogen atoms from pyrrole, furan, thiophene, indole, benzofuran, benzothiophene, and the like.
The heteroarylene group for L may have a substituent.

Lとしてのアルキレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくはメチレン基、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のものが挙げられ、炭素数1~3のアルキレン基であることが特に好ましい。 The alkylene group as L may have a substituent, preferably a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, an octylene group and the like having 1 to 8 carbon atoms. An alkylene group of number 1 to 3 is particularly preferred.

Lとしてのシクロアルキレン基は、置換基を有していてもよく、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基等の炭素数5~12のものが好ましい。 The cycloalkylene group for L may have a substituent, and preferably has 5 to 12 carbon atoms such as cyclopentylene, cyclohexylene and adamantylene.

Lとしてのアルケニレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数2~8のものが挙げられ、炭素数2~4のアルケニレン基であることが特に好ましい。 The alkenylene group for L may have a substituent, preferably having 2 to 8 carbon atoms, and particularly preferably an alkenylene group having 2 to 4 carbon atoms.

Lは単結合、又は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、シクロアルキレン基、アルキレン基、アルケニレン基、-O-、-CO-、-N(R33)-、若しくはこれらの複数を組み合わせた2価の連結基を表すことが好ましく、単結合、アリーレン基、アルキレン基、アルケニレン基、-CO-とアルキレン基を組み合わせてなる2価の連結基、-COO-とアルキレン基を組み合わせてなる2価の連結基、-CONH-とアルキレン基を組み合わせてなる2価の連結基、又は、-COO-とシクロアルキレン基とアルキレン基を組み合わせてなる2価の連結基であることがより好ましく、単結合、フェニレン基、又は炭素数1~3のアルキレン基であることが特に好ましい。 L is a single bond, or an arylene group, a heteroarylene group, a cycloalkylene group, an alkylene group, an alkenylene group, —O—, —CO—, —N(R 33 )—, or a bivalent combination of these Preferably represents a linking group, a single bond, an arylene group, an alkylene group, an alkenylene group, a divalent linking group obtained by combining -CO- and an alkylene group, a divalent linking obtained by combining -COO- and an alkylene group group, a divalent linking group obtained by combining -CONH- and an alkylene group, or a divalent linking group obtained by combining -COO-, a cycloalkylene group and an alkylene group, a single bond, phenylene or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms is particularly preferred.

前述のR11~R13、及びLが、更に1個以上の置換基を有することができる場合、更なる置換基は特に限定されないが、例えば、後述のR14の例として挙げた置換基などが挙げられる。 When the aforementioned R 11 to R 13 and L can further have one or more substituents, the additional substituents are not particularly limited, but for example, the substituents exemplified for R 14 described later, etc. is mentioned.

一般式(1)中、R14は置換基を表す。
14が表す置換基は特に限定されないが、例えば、水酸基、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子、臭素原子、塩素原子、又はヨウ素原子)、ニトロ基、シアノ基、アミド基、スルホンアミド基、アルキル基(好ましくは炭素数1~8のアルキル基)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数5~12のシクロアルキル基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~8のアルコキシ基)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2~8のアルコキシカルボニル基)、アルキルカルボニル基(好ましくは炭素数2~8のアルキルカルボニル基)、アシル基(好ましくは炭素数2~8のアシル基)、アシロキシ基(好ましくは炭素数2~8のアシロキシ基)、カルボキシ基、アリール基(好ましくは炭素数6~12のアリール基)、ヘテロアリール基(好ましくはヘテロ原子として酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子の少なくとも1つを含む炭素数3~8のヘテロアリール基)等が挙げられる。
また、R14が表す置換基は、後述する酸分解性基であってもよい。
14が表す置換基は、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であることが好ましく、アルキル基又はアリール基であることがより好ましい。
In general formula (1), R 14 represents a substituent.
The substituent represented by R 14 is not particularly limited, but examples include hydroxyl group, halogen atom (preferably fluorine atom, bromine atom, chlorine atom, or iodine atom), nitro group, cyano group, amide group, sulfonamide group, and alkyl group. (preferably alkyl group having 1 to 8 carbon atoms), cycloalkyl group (preferably cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms), alkoxy group (preferably alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms), alkoxycarbonyl group (preferably is an alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms), an alkylcarbonyl group (preferably an alkylcarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms), an acyl group (preferably an acyl group having 2 to 8 carbon atoms), an acyloxy group (preferably a carbon 2 to 8 acyloxy groups), carboxy groups, aryl groups (preferably aryl groups having 6 to 12 carbon atoms), heteroaryl groups (preferably at least one of an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom as hetero atoms heteroaryl group containing 3 to 8 carbon atoms) and the like.
Further, the substituent represented by R 14 may be an acid-decomposable group described later.
The substituent represented by R 14 is preferably an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group, more preferably an alkyl group or an aryl group.

また、R14が表す置換基が更に1個以上の置換基を有することができる場合は、その更なる置換基として上記したR14が表す置換基から選択した置換基を有する基もR14の例に含まれる。上記更なる置換基としては、ハロゲン原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
14としては、アリール基又はフッ化アルキル基が好ましく、炭素数6~12のアリール基又は炭素数1~6のフッ化アルキル基がより好ましく、炭素数1~6のフッ化アルキル基が更に好ましい。
In addition, when the substituent represented by R 14 can further have one or more substituents, the group having a substituent selected from the above-described substituents represented by R 14 as the further substituent is also included in the example. As the further substituent, a halogen atom is preferable, and a fluorine atom is more preferable.
R 14 is preferably an aryl group or a fluorinated alkyl group, more preferably an aryl group having 6 to 12 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and further a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. preferable.

一般式(1)中、Qは有機オニウムイオンを表す。
は有機スルホニウムイオン又は有機ヨードニウムイオンであることがより好ましい。
は下記一般式(ZIa)又は(ZIIa)で表されることが特に好ましい。
In general formula (1), Q + represents an organic onium ion.
More preferably, Q + is an organic sulfonium ion or an organic iodonium ion.
Q + is particularly preferably represented by the following general formula (ZIa) or (ZIIa).

Figure 2022131762000007
Figure 2022131762000007

上記一般式(ZIa)において、
201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
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。
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。
In the above general formula (ZIa),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represent an organic group.
The number of carbon atoms in the organic groups as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1-30, preferably 1-20.
Also, two of R 201 to R 203 may combine 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, a butylene group and a pentylene group).

201、R202及びR203としての有機基としては、例えば、後述する(ZI-1a)、(ZI-2a)、(ZI-3a)又は(ZI-4a)における対応する基を挙げることができる。
更に好ましい一般式(ZIa)で表される有機スルホニウムイオンとして、以下に説明する(ZI-1a)、(ZI-2a)、(ZI-3a)、及び(ZI-4a)を挙げることができる。
Examples of organic groups for R 201 , R 202 and R 203 include groups corresponding to (ZI-1a), (ZI-2a), (ZI-3a) or (ZI-4a) described later. can.
More preferred organic sulfonium ions represented by general formula (ZIa) include (ZI-1a), (ZI-2a), (ZI-3a), and (ZI-4a) described below.

(ZI-1a)は、上記一般式(ZIa)におけるR201~R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニウムイオンである。 (ZI-1a) is an arylsulfonium ion in which at least one of R 201 to R 203 in general formula (ZIa) above is an aryl group.

201~R203の全てがアリール基でもよいし、R201~R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基又はシクロアルキル基でもよい。
(ZI-1a)としては、例えば、トリアリールスルホニウム、ジアリールアルキルスルホニウム、アリールジアルキルスルホニウム、ジアリールシクロアルキルスルホニウム、アリールジシクロアルキルスルホニウムを挙げることができる。
All of R 201 to R 203 may be aryl groups, or part of R 201 to R 203 may be aryl groups and the rest may be alkyl groups or cycloalkyl groups.
(ZI-1a) includes, for example, triarylsulfonium, diarylalkylsulfonium, aryldialkylsulfonium, diarylcycloalkylsulfonium, and aryldicycloalkylsulfonium.

アリールスルホニウムにおけるアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。アリール基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造としては、ピロール、フラン、チオフェン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン等の構造を挙げることができる。アリールスルホニウムが2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。 The aryl group in the arylsulfonium is preferably a phenyl group or a naphthyl group, more preferably a phenyl group. The aryl group may be an aryl group having a heterocyclic structure containing an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, or the like. Heterocyclic structures include structures such as pyrrole, furan, thiophene, indole, benzofuran, and benzothiophene. When the arylsulfonium has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.

アリールスルホニウムが必要に応じて有しているアルキル基又はシクロアルキル基は、炭素数1~15の直鎖又は分岐アルキル基及び炭素数3~15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。 The alkyl group or cycloalkyl group optionally possessed by the arylsulfonium is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group and the like.

201~R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1~15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3~15)、アリール基(例えば炭素数6~14)、アルコキシ基(例えば炭素数1~15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては炭素数1~12の直鎖又は分岐アルキル基、炭素数3~12のシクロアルキル基、炭素数1~12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、より好ましくは炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201~R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201~R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp-位に置換していることが好ましい。 The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 are an alkyl group (eg, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (eg, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (eg, 6 to 14 carbon atoms). , an alkoxy group (eg, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group as a substituent. Preferred substituents are linear or branched alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, and linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms, more preferably carbon atoms. It is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. Any one of the three R 201 to R 203 may be substituted with a substituent, or all three may be substituted. Further, when R 201 to R 203 are aryl groups, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

次に、(ZI-2a)について説明する。
(ZI-2a)は、一般式(ZIa)におけるR201~R203が、各々独立に、芳香環を有さない有機基を表す有機スルホニウムイオンである。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
201~R203としての芳香環を含有しない有機基は、一般的に炭素数1~30、好ましくは炭素数1~20である。
Next, (ZI-2a) will be described.
(ZI-2a) is an organic sulfonium ion in which R 201 to R 203 in general formula (ZIa) each independently represents an organic group having no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes heteroatom-containing aromatic rings.
The aromatic ring-free organic groups for R 201 to R 203 generally have 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.

201~R203は、各々独立に、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリル基、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖又は分岐の2-オキソアルキル基、2-オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、特に好ましくは直鎖又は分岐2-オキソアルキル基である。 R 201 to R 203 are each independently preferably alkyl group, cycloalkyl group, allyl group or vinyl group, and more preferably linear or branched 2-oxoalkyl group, 2-oxocycloalkyl group or alkoxy A carbonylmethyl group, particularly preferably a straight-chain or branched 2-oxoalkyl group.

201~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(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3~10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)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2-オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基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、2-オキソシクロアルキル基を挙げることができる。 The alkyl group and cycloalkyl group represented by R 201 to R 203 are preferably linear or branched alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group), carbon Cycloalkyl groups of number 3 to 10 (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group) can be mentioned. More preferably, the alkyl group includes a 2-oxoalkyl group and an alkoxycarbonylmethyl group. As the cycloalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group can be mentioned more preferably.

2-オキソアルキル基は、直鎖又は分岐のいずれであってもよく、好ましくは、上記のアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
2-オキソシクロアルキル基は、好ましくは、上記のシクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
The 2-oxoalkyl group may be either linear or branched, and preferably includes groups having >C=O at the 2-position of the above alkyl groups.
The 2-oxocycloalkyl group preferably includes groups having >C=O at the 2-position of the above cycloalkyl group.

アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1~5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)を挙げることができる。
201~R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1~5)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。
The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group preferably includes an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentoxy group).
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (eg, 1-5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

(ZI-3a)及び(ZI-4a)は、それぞれ、下記一般式(ZI-3a)又は(ZI-4a)により表される有機スルホニウムイオンである。(ZI-3a)及び(ZI-4a)は、ArFの露光波長(193nm)に対する透明性が高い。 (ZI-3a) and (ZI-4a) are organic sulfonium ions represented by the following general formula (ZI-3a) or (ZI-4a), respectively. (ZI-3a) and (ZI-4a) are highly transparent to the ArF exposure wavelength (193 nm).

Figure 2022131762000008
Figure 2022131762000008

一般式(ZI-3a)中、Mは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はベンジル基を表し、環構造を有するとき、環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、または炭素-炭素二重結合を含んでいてもよい。
1c及びR2c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、シアノ基又はアリール基を表す。
及びRは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、2-オキソアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、アリル基、又はビニル基を表す。
及びRが結合して環を形成してもよい。
M、R1c及びR2cの少なくとも2つが結合して環を形成してもよく、上記環構造に炭素-炭素二重結合を含んでいてもよい。
In general formula (ZI-3a), M represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or a benzyl group, and when it has a ring structure, the ring structure is an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or It may contain carbon-carbon double bonds.
R1c and R2c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an aryl group.
R x and R y each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, a 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylalkyl group, an allyl group, or a vinyl group.
R x and R y may combine to form a ring.
At least two of M, R 1c and R 2c may combine to form a ring, and the ring structure may contain a carbon-carbon double bond.

一般式(ZIa-4)中、
13は、水素原子、フッ素原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、または単環もしくは多環のシクロアルキル骨格を有する基を表す。
14は複数存在する場合は各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アルキルスルホニル基、シクロアルキルスルホニル基、または単環もしくは多環のシクロアルキル骨格を有する基を表す。
15は各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基又はナフチル基を表す。2個のR15は、互いに結合して、環を形成していてもよい。
kは0~2の整数を表す。
rは0~8の整数を表す。
In the general formula (ZIa-4),
R13 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, or a group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl skeleton.
When multiple R 14 are present, they are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an alkylsulfonyl group, a cycloalkylsulfonyl group, or a monocyclic or polycyclic cycloalkyl skeleton. represents a group having
Each R 15 independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a naphthyl group. Two R 15 may be bonded together to form a ring.
k represents an integer of 0 to 2;
r represents an integer of 0 to 8;

まず、一般式(ZI-3a)により表される有機スルホニウムイオンについて説明する。
Mは、上述したように、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はベンジル基を表し、環構造を有するとき、環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル原子、アミド結合または炭素-炭素二重結合を含んでいてもよい。
First, the organic sulfonium ion represented by general formula (ZI-3a) will be described.
M represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or a benzyl group as described above, and when it has a ring structure, the ring structure is an oxygen atom, a sulfur atom, an ester atom, an amide bond or a carbon-carbon double May contain a bond.

Mとしてのアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルキル基は、炭素数が1~20であることが好ましく、炭素数が1~12であることがより好ましい。このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基を挙げることができる。 The alkyl group for M may be linear or branched. The alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms. Examples of such alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, octyl, 2- Mention may be made of the ethylhexyl group.

Mとしてのシクロアルキル基は、炭素数が3~12個のであることが好ましい。このようなシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基などを挙げることができる。 The cycloalkyl group for M preferably has 3 to 12 carbon atoms. Examples of such cycloalkyl groups include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclodecyl groups.

Mとしてのアリール基は、炭素数が5~15であることが好ましい。このようなアリール基としては、フェニル基及びナフチル基が挙げられる。 The aryl group for M preferably has 5 to 15 carbon atoms. Such aryl groups include phenyl and naphthyl groups.

Mとしての各基は、置換基として、シクロアルキル基、アルコキシ基及びハロゲン原子、フェニルチオ基等を有していてもよい。Mとしてのシクロアルキル基及びアリール基は、置換基として、アルキル基を有していてもよい。これら置換基の炭素数は、15以下であることが好ましい。 Each group for M may have a cycloalkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a phenylthio group, or the like as a substituent. The cycloalkyl group and aryl group as M may have an alkyl group as a substituent. The number of carbon atoms in these substituents is preferably 15 or less.

Mがフェニル基である場合、置換基として、少なくとも1つのアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、又はフェニルチオ基を有することが好ましい。また、この場合、置換基の炭素数の和が2~15であることが更に好ましい。このような構成を採用すると、酸発生剤の溶剤への溶解性が向上し、保存時におけるパーティクルの発生を更に抑制することが可能となる。 When M is a phenyl group, it preferably has at least one alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, or phenylthio group as a substituent. In this case, it is more preferable that the total number of carbon atoms in the substituents is 2-15. By adopting such a configuration, the solubility of the acid generator in the solvent is improved, and it becomes possible to further suppress the generation of particles during storage.

1c及びR2cの各々は、上述したように、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアリール基を表す。
このアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルキル基は、炭素数が1~12であることが好ましく、炭素数が1~5であることがより好ましい。このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、及び直鎖又は分岐鎖プロピル基が挙げられる。
Each of R 1c and R 2c represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an aryl group, as described above.
This alkyl group may be linear or branched. The alkyl group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms. Such alkyl groups include, for example, methyl groups, ethyl groups, and straight or branched chain propyl groups.

シクロアルキル基は、例えば、炭素数3~12のシクロアルキル基であり、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、シクロヘプチル基、シクロデシル基などを挙げることができる。 The cycloalkyl group is, for example, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, preferably a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclodecyl group and the like.

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.

1c及びR2cとしてのアリール基としては、好ましくは炭素数5~15であり、例えば、フェニル基及びナフチル基を挙げることができる。 The aryl group for R 1c and R 2c preferably has 5 to 15 carbon atoms, and examples thereof include phenyl and naphthyl groups.

上述したように、M、R1c及びR2cのうち少なくとも2つは、互いに結合して、環を形成していてもよい。この環としては、好ましくは3~12員環、より好ましくは3~10員環、更に好ましくは3~6員環が挙げられる。この環は、炭素-炭素二重結合を備えていてもよい。 As described above, at least two of M, R1c and R2c may combine with each other to form a ring. This ring is preferably a 3- to 12-membered ring, more preferably a 3- to 10-membered ring, and still more preferably a 3- to 6-membered ring. The ring may contain a carbon-carbon double bond.

1cとR2cとが結合して環を形成する場合に、R1cとR2cとが結合して形成する基としては、炭素数2~10のアルキレン基が好ましく、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基などを挙げることができる。また、R1cとR2cとが結合して形成する環は、環内に酸素原子等のヘテロ原子を有していてもよい。 When R 1c and R 2c combine to form a ring, the group formed by combining R 1c and R 2c is preferably an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, such as ethylene and propylene. group, butylene group, pentylene group, hexylene group, and the like. Moreover, the ring formed by combining R 1c and R 2c may have a heteroatom such as an oxygen atom in the ring.

及びRの各々は、上述したように、アルキル基、シクロアルキル基、2-オキソアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、シクロアルコキシカルボニルメチル基、アリル基、又はビニル基を表す。 Each of R x and R y represents an alkyl group, cycloalkyl group, 2-oxoalkyl group, alkoxycarbonylalkyl group, cycloalkoxycarbonylmethyl group, allyl group, or vinyl group, as described above.

アルキル基としては、例えば、先にR1c及びR2cのアルキル基として説明したのと同様のものが挙げられる。
シクロアルキル基としては、炭素数3~12のものが好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基及びシクロデシル基が挙げられる。
As the alkyl group, for example, the same groups as those described above as the alkyl groups for R 1c and R 2c can be mentioned.
The cycloalkyl group preferably has 3 to 12 carbon atoms, and examples thereof include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclodecyl groups.

2-オキソアルキル基としては、例えば、上記アルキル基の2位に>C=Oを備えた基が挙げられる。 Examples of 2-oxoalkyl groups include groups having >C=O at the 2-position of the above alkyl groups.

アルコキシカルボニルメチル基のアルコキシ基部分は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシ基部分は、炭素数が1~10であることが好ましく、炭素数が1~5であることがより好ましい。このようなアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブトキシ基、及び直鎖又は分岐ペントキシ基が挙げられる。 The alkoxy group portion of the alkoxycarbonylmethyl group may be linear or branched. The alkoxy group portion preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms. Such alkoxy groups include, for example, methoxy groups, ethoxy groups, straight-chain or branched propoxy groups, straight-chain or branched butoxy groups, and straight-chain or branched pentoxy groups.

シクロアルコキシカルボニルアルキル基のシクロアルコキシ基部分は、炭素数が3~8であることが好ましい。このようなシクロアルコキシ基としては、例えば、シクロペンチルオキシ基及びシクロヘキシルオキシ基が挙げられる。また、アルコキシカルボニルアルキル基におけるアルキル基としては、例えば、炭素数1~12のアルキル基が挙げられ、好ましくは炭素数1~5の直鎖アルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基を挙げることができる。 The cycloalkoxy group portion of the cycloalkoxycarbonylalkyl group preferably has 3 to 8 carbon atoms. Such cycloalkoxy groups include, for example, cyclopentyloxy and cyclohexyloxy groups. The alkyl group in the alkoxycarbonylalkyl group includes, for example, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group and an ethyl group. be able to.

上述したように、RとRとは、互いに結合して、環を形成していてもよい。R及びRが互いに結合して形成する基としては、例えば、ブチレン基及びペンチレン基等のアルキレン基が挙げられる。
アリル基としては、特に制限は無いが、無置換の単環若しくは多環のシクロアルキル基で置換されたアリル基であることが好ましい。
ビニル基としては、特に制限は無いが、無置換の単環若しくは多環のシクロアルキル基で置換されたビニル基であることが好ましい。
As described above, R x and R y may combine with each other to form a ring. Examples of the group formed by combining R x and R y include alkylene groups such as a butylene group and a pentylene group.
The allyl group is not particularly limited, but is preferably an allyl group substituted with an unsubstituted monocyclic or polycyclic cycloalkyl group.
Although the vinyl group is not particularly limited, it is preferably a vinyl group substituted with an unsubstituted monocyclic or polycyclic cycloalkyl group.

及びRの各々は、炭素数4以上のアルキル基であることが好ましく、炭素数6以上のアルキル基であることがより好ましく、炭素数8以上のアルキル基であることが更に好ましい。 Each of R x and R y is preferably an alkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably an alkyl group having 6 or more carbon atoms, and even more preferably an alkyl group having 8 or more carbon atoms.

以下に、一般式(ZI-3a)で表される有機スルホニウムイオンの具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of the organic sulfonium ion represented by formula (ZI-3a) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2022131762000009
Figure 2022131762000009

Figure 2022131762000010
Figure 2022131762000010

Figure 2022131762000011
Figure 2022131762000011

次に、上記一般式(ZI-4a)により表される有機スルホニウムイオンについて説明する。
13、R14及びR15のアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルキル基は、炭素数が1~10であることが好ましい。このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、2-メチルプロピル基、1-メチルプロピル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基及びn-デシル基が挙げられる。これらのうち、メチル基、エチル基、n-ブチル基及びt-ブチル基が特に好ましい。
Next, the organic sulfonium ion represented by the general formula (ZI-4a) will be described.
The alkyl groups of R 13 , R 14 and R 15 may be linear or branched. This alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms. Such alkyl groups include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n- Examples include pentyl, neopentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, 2-ethylhexyl, n-nonyl and n-decyl groups. Among these, methyl group, ethyl group, n-butyl group and t-butyl group are particularly preferred.

13、R14及びR15のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロへプチル、シクロオクチル、シクロドデカニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル及びシクロオクタジエニル基が挙げられる。これらのうち、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロオクチル基が特に好ましい。 Cycloalkyl groups for R 13 , R 14 and R 15 include, for example, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclododecanyl, cyclopentenyl, cyclohexenyl and cyclooctadienyl groups. be done. Of these, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl and cyclooctyl groups are particularly preferred.

13及びR14のアルコキシ基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシ基は、炭素数が1~10であることが好ましい。このようなアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、2-メチルプロポキシ基、1-メチルプロポキシ基、t-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、n-ノニルオキシ基及びn-デシルオキシ基が挙げられる。これらのうち、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基及びn-ブトキシ基が特に好ましい。 The alkoxy groups of R 13 and R 14 may be linear or branched. This alkoxy group preferably has 1 to 10 carbon atoms. Examples of such alkoxy groups include methoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy, n-butoxy, 2-methylpropoxy, 1-methylpropoxy, t-butoxy, n- pentyloxy, neopentyloxy, n-hexyloxy, n-heptyloxy, n-octyloxy, 2-ethylhexyloxy, n-nonyloxy and n-decyloxy groups. Among these, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group and n-butoxy group are particularly preferred.

13及びR14のアルコキシカルボニル基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。このアルコキシカルボニル基の炭素数は、2~11であることが好ましい。このようなアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基、i-プロポキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基、2-メチルプロポキシカルボニル基、1-メチルプロポキシカルボニル基、t-ブトキシカルボニル基、n-ペンチルオキシカルボニル基、ネオペンチルオキシカルボニル基、n-ヘキシルオキシカルボニル基、n-ヘプチルオキシカルボニル基、n-オクチルオキシカルボニル基、2-エチルヘキシルオキシカルボニル基、n-ノニルオキシカルボニル基及びn-デシルオキシカルボニル基が挙げられる。これらのうち、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基及びn-ブトキシカルボニル基が特に好ましい。 The alkoxycarbonyl groups of R 13 and R 14 may be linear or branched. The alkoxycarbonyl group preferably has 2 to 11 carbon atoms. Examples of such alkoxycarbonyl groups include methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, n-propoxycarbonyl, i-propoxycarbonyl, n-butoxycarbonyl, 2-methylpropoxycarbonyl and 1-methylpropoxycarbonyl groups. , t-butoxycarbonyl group, n-pentyloxycarbonyl group, neopentyloxycarbonyl group, n-hexyloxycarbonyl group, n-heptyloxycarbonyl group, n-octyloxycarbonyl group, 2-ethylhexyloxycarbonyl group, n- A nonyloxycarbonyl group and an n-decyloxycarbonyl group can be mentioned. Among these, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group and n-butoxycarbonyl group are particularly preferred.

13及びR14により表される単環もしくは多環のシクロアルキル骨格を有する基は、総炭素数が7以上であることが好ましく、総炭素数が7以上15以下であることがより好ましい。 The group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl skeleton represented by R 13 and R 14 preferably has a total carbon number of 7 or more, more preferably 7 or more and 15 or less.

単環もしくは多環のシクロアルキル骨格を有する基としては、例えば、単環もしくは多環のシクロアルキルオキシ基、及び、単環もしくは多環のシクロアルキル基を有するアルコキシ基が挙げられ、単環のシクロアルキル骨格を有する基であることが好ましい。これら基は、置換基を更に有していてもよい。 The group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl skeleton includes, for example, a monocyclic or polycyclic cycloalkyloxy group and an alkoxy group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group. A group having a cycloalkyl skeleton is preferred. These groups may further have a substituent.

単環のシクロアルキルオキシ基としては、例えば、シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロプチルオキシ基、シクロオクチルオキシ基及びシクロドデカニルオキシ基が挙げられる。これら基は、置換基として、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ドデシル基、2-エチルヘキシル基、イソプロピル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基及びiso-アミル基等のアルキル基;水酸基:フッ素、塩素、臭素及びヨウ素原子等のハロゲン原子;ニトロ基;シアノ基;アミド基;スルホンアミド基;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及びブトキシ基等のアルコキシ基;メトキシカルボニル基及びエトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;ホルミル基、アセチル基及びベンゾイル基等のアシル基;アセトキシ基及びブチリルオキシ基等のアシロキシ基;又はカルボキシ基を更に有していてもよい。 Monocyclic cycloalkyloxy groups include, for example, cyclopropyloxy, cyclobutyloxy, cyclopentyloxy, cyclohexyloxy, cycloptyloxy, cyclooctyloxy and cyclododecanyloxy groups. These groups have substituents such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, dodecyl group, 2-ethylhexyl group, isopropyl group, sec-butyl group, Alkyl groups such as tert-butyl and iso-amyl groups; hydroxyl groups: halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms; nitro groups; cyano groups; amide groups; sulfonamide groups; alkoxy groups such as methoxycarbonyl and ethoxycarbonyl; acyl groups such as formyl, acetyl and benzoyl; acyloxy such as acetoxy and butyryloxy; group; or a carboxy group.

多環のシクロアルキルオキシ基としては、例えば、ノルボニルオキシ基及びアダマンチルオキシ基が挙げられる。 Polycyclic cycloalkyloxy groups include, for example, norbornyloxy and adamantyloxy groups.

単環もしくは多環のシクロアルキルオキシ基は、上述したように、総炭素数が7以上であることが好ましい。即ち、先に挙げたシクロアルキルオキシ基の炭素数と上記の置換基の炭素数との合計が7以上である構成を採用することが好ましい。 The monocyclic or polycyclic cycloalkyloxy group preferably has 7 or more carbon atoms in total, as described above. That is, it is preferable to employ a structure in which the total number of carbon atoms in the cycloalkyloxy group and the substituent is 7 or more.

単環のシクロアルキル基を有するアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプトキシ、オクチルオキシ、ドデシルオキシ、2-エチルヘキシルオキシ、イソプロポキシ、sec-ブトキシ、t-ブトキシ、iso-アミルオキシ基等のアルコキシ基に、単環のシクロアルキル基が置換したものが挙げられる。この単環のシクロアルキル基は、先に挙げた置換基を更に有していてもよい。たとえば、シクロヘキシルメトキシ基、シクロペンチルエトキシ基、シクロヘキシルエトキシ基等が挙げられ、シクロヘキシルメトキシ基が好ましい。 Alkoxy groups having monocyclic cycloalkyl groups include methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, heptoxy, octyloxy, dodecyloxy, 2-ethylhexyloxy, isopropoxy, sec-butoxy and t-butoxy. , iso-amyloxy, etc., substituted with a monocyclic cycloalkyl group. This monocyclic cycloalkyl group may further have the substituents listed above. Examples thereof include a cyclohexylmethoxy group, a cyclopentylethoxy group, a cyclohexylethoxy group and the like, with a cyclohexylmethoxy group being preferred.

多環のシクロアルキルオキシ基としては、例えば、ノルボニルオキシ基及びアダマンチルオキシ基が挙げられる。 Polycyclic cycloalkyloxy groups include, for example, norbornyloxy and adamantyloxy groups.

単環もしくは多環のシクロアルキル基を有するアルコキシ基は、上述したように、総炭素数が7以上であることが好ましい。即ち、先に挙げたアルコキシ基の炭素数と単環のシクロアルキル基の炭素数と上記の置換基の炭素数との合計が7以上である構成を採用することが好ましい。 The alkoxy group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group preferably has 7 or more carbon atoms in total, as described above. That is, it is preferable to employ a configuration in which the total number of carbon atoms in the alkoxy group, the monocyclic cycloalkyl group, and the substituent is 7 or more.

14のアルキルカルボニル基のアルキル基としては、上述したR13~R15としてのアルキル基と同様の具体例が挙げられる。 Specific examples of the alkyl group of the alkylcarbonyl group for R 14 are the same as the alkyl groups for R 13 to R 15 described above.

14のアルキルスルホニル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
14のアルキルスルホニル基及びシクロアルキルスルホニル基は、炭素数が1~10であることが好ましい。このようなアルキルスルホニル基及びシクロアルキルスルホニル基としては、例えば、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n-プロパンスルホニル基、n-ブタンスルホニル基、tert-ブタンスルホニル基、n-ペンタンスルホニル基、ネオペンタンスルホニル基、n-ヘキサンスルホニル基、n-ヘプタンスルホニル基、n-オクタンスルホニル基、2-エチルヘキサンスルホニル基、n-ノナンスルホニル基、n-デカンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基及びシクロヘキサンスルホニル基が挙げられる。これらのうち、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n-プロパンスルホニル基、n-ブタンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基及びシクロヘキサンスルホニル基が特に好ましい。
The alkylsulfonyl group for R 14 may be linear or branched.
The alkylsulfonyl group and cycloalkylsulfonyl group for R 14 preferably have 1 to 10 carbon atoms. Examples of such alkylsulfonyl groups and cycloalkylsulfonyl groups include methanesulfonyl, ethanesulfonyl, n-propanesulfonyl, n-butanesulfonyl, tert-butanesulfonyl, n-pentanesulfonyl, and neopentane. sulfonyl group, n-hexanesulfonyl group, n-heptanesulfonyl group, n-octanesulfonyl group, 2-ethylhexanesulfonyl group, n-nonanesulfonyl group, n-decanesulfonyl group, cyclopentanesulfonyl group and cyclohexanesulfonyl group; be done. Among these, methanesulfonyl group, ethanesulfonyl group, n-propanesulfonyl group, n-butanesulfonyl group, cyclopentanesulfonyl group and cyclohexanesulfonyl group are particularly preferred.

上記の各基は、置換基を更に有していてもよい。この置換基としては、例えば、フッ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アルコキシアルキル基、シクロアルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、シクロアルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基及びシクロアルコキシカルボニルオキシ基が挙げられる。これらのうち、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基及びハロゲン原子がより好ましい。このハロゲン原子としては、フッ素原子が特に好ましい。 Each of the above groups may further have a substituent. Examples of this substituent include halogen atoms such as fluorine atoms, hydroxy groups, carboxy groups, cyano groups, nitro groups, alkoxy groups, cycloalkoxy groups, alkoxyalkyl groups, cycloalkoxyalkyl groups, alkoxycarbonyl groups, and cycloalkoxycarbonyl groups. groups, alkoxycarbonyloxy groups and cycloalkoxycarbonyloxy groups. Among these, a hydroxy group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group and a halogen atom are more preferable. A fluorine atom is particularly preferable as the halogen atom.

アルコキシ基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、2-メチルプロポキシ基、1-メチルプロポキシ基及びt-ブトキシ基等の炭素数が1~20のものが挙げられる。
シクロアルコキシ基としては、例えば、シクロペンチルオキシ基及びシクロヘキシルオキシ基等の炭素数が4~20のものが挙げられる。
An alkoxy group may be linear or branched. The alkoxy group includes, for example, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, an n-butoxy group, a 2-methylpropoxy group, a 1-methylpropoxy group and a t-butoxy group. 1 to 20 are included.
Examples of cycloalkoxy groups include those having 4 to 20 carbon atoms such as cyclopentyloxy and cyclohexyloxy groups.

アルコキシアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1-メトキシエチル基、2-メトキシエチル基、1-エトキシエチル基及び2-エトキシエチル基等の炭素数が2~21のものが挙げられる。 An alkoxyalkyl group may be linear or branched. Examples of the alkoxyalkyl group include those having 2 to 21 carbon atoms such as methoxymethyl group, ethoxymethyl group, 1-methoxyethyl group, 2-methoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group and 2-ethoxyethyl group. is mentioned.

シクロアルコキシアルキル基としては、例えば、シクロペンチルオキシメチル基及びシクロペンチルオキシメチルエトキシ基が挙げられる。 Cycloalkoxyalkyl groups include, for example, cyclopentyloxymethyl and cyclopentyloxymethylethoxy groups.

アルコキシカルボニル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基、i-プロポキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基、2-メチルプロポキシカルボニル基、1-メチルプロポキシカルボニル基及びt-ブトキシカルボニル基等の炭素数が2~21のものが挙げられる。
シクロアルコキシカルボニル基としては、例えば、シクロペンチルオキシカルボニル基及びシクロヘキシルオキシカルボニル基等の炭素数が4~21のものが挙げられる。
An alkoxycarbonyl group may be linear or branched. Examples of the alkoxycarbonyl group include methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-propoxycarbonyl group, i-propoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, 2-methylpropoxycarbonyl group, 1-methylpropoxycarbonyl group and t Examples include those having 2 to 21 carbon atoms such as -butoxycarbonyl group.
Examples of cycloalkoxycarbonyl groups include those having 4 to 21 carbon atoms such as cyclopentyloxycarbonyl and cyclohexyloxycarbonyl groups.

アルコキシカルボニルオキシ基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシカルボニルオキシ基としては、例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n-プロポキシカルボニルオキシ基、i-プロポキシカルボニルオキシ基、n-ブトキシカルボニルオキシ基及びt-ブトキシカルボニルオキシ基等の炭素数が2~21のものが挙げられる。
シクロアルコキシカルボニルオキシ基としては、シクロペンチルオキシカルボニルオキシ基及びシクロヘキシルオキシカルボニルオキシ基等の炭素数が4~21のものが挙げられる。
An alkoxycarbonyloxy group may be linear or branched. Examples of the alkoxycarbonyloxy group include carbon atoms such as methoxycarbonyloxy, ethoxycarbonyloxy, n-propoxycarbonyloxy, i-propoxycarbonyloxy, n-butoxycarbonyloxy and t-butoxycarbonyloxy groups. Those having a number of 2 to 21 can be mentioned.
The cycloalkoxycarbonyloxy group includes those having 4 to 21 carbon atoms such as cyclopentyloxycarbonyloxy group and cyclohexyloxycarbonyloxy group.

2つのR15が互いに結合して形成し得る環構造としては、例えば、一般式(Z1-4a)中のS原子と共に、5員環又は6員環、特に好ましくは5員環(即ち、テトラヒドロチオフェン環)を形成する構造が挙げられる。 The ring structure that can be formed by bonding two R 15 together includes, for example, a 5- or 6-membered ring, particularly preferably a 5-membered ring (ie, tetrahydro thiophene ring).

この環構造は、置換基を更に有していてもよい。この置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、及びアルコキシカルボニルオキシ基が挙げられる。 This ring structure may further have a substituent. Examples of such substituents include hydroxy, carboxy, cyano, nitro, alkoxy, alkoxyalkyl, alkoxycarbonyl, and alkoxycarbonyloxy groups.

15としては、メチル基、エチル基、1-ナフチル基、及び2つのR15が互いに結合して硫黄原子と共にテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基が特に好ましい。 R 15 is particularly preferably a methyl group, an ethyl group, a 1-naphthyl group, or a divalent group in which two R 15 are bonded together to form a tetrahydrothiophene ring structure together with a sulfur atom.

上記kは、0又は1であることが好ましく、1であることがより好ましい。
上記rは、0~2であることが好ましい。
The above k is preferably 0 or 1, more preferably 1.
The above r is preferably 0-2.

以下に、一般式(Z1-4a)により表される有機スルホニウムイオンの好ましい具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。 Preferred specific examples of the organic sulfonium ion represented by formula (Z1-4a) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2022131762000012
Figure 2022131762000012

Figure 2022131762000013
Figure 2022131762000013

上記一般式(ZIIa)中、R204~R205は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
204~R207のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基の具体例や好適な態様などは、前述の(ZI-1a)におけるR201~R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基として説明したアリール基と同様である。
In general formula (ZIIa) above, R 204 to R 205 each independently represent an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.
Specific examples and preferred aspects of the aryl group, alkyl group and cycloalkyl group for R 204 to R 207 are described as the aryl group, alkyl group and cycloalkyl group for R 201 to R 203 in (ZI-1a) above. is the same as the aryl group described above.

204~R207のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としても、前述の(ZI-1a)におけるR201~R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基が有していてもよいものが挙げられる。 The aryl group, alkyl group and cycloalkyl group of R 204 to R 207 may have a substituent. Examples of this substituent also include those that the aryl group, alkyl group and cycloalkyl group of R 201 to R 203 in (ZI-1a) described above may have.

樹脂(A)を含む組成物をArF露光用レジスト組成物に用いる場合、繰り返し単位(P1)の少なくとも一部は、ナフタレン環以外の芳香環を含んでいないことが好ましい。樹脂(A)を含む組成物をEB又はEUV露光用レジスト組成物に用いる場合、2次電子発生効率の観点から、繰り返し単位(P1)の少なくとも一部が芳香環を含んでいることが好ましい。 When the composition containing the resin (A) is used in the resist composition for ArF exposure, at least part of the repeating units (P1) preferably do not contain aromatic rings other than naphthalene rings. When the composition containing the resin (A) is used in the resist composition for EB or EUV exposure, at least part of the repeating units (P1) preferably contain an aromatic ring from the viewpoint of secondary electron generation efficiency.

樹脂(A)が有する繰り返し単位(P1)の種類は、1種類のみであってもよいし、2種類以上であってもよい。 The type of the repeating unit (P1) that the resin (A) has may be only one type, or may be two or more types.

本発明の組成物の全固形分中の上記繰り返し単位(P1)の含有量は、0.25mmol/g以上である。本発明の組成物は、全固形分中の上記繰り返し単位(P1)の含有量を0.25mmol/g以上とすることで、優れた解像性を発揮することができる。
本発明の組成物の全固形分中の上記繰り返し単位(P1)の含有量は、0.30mmol/g以上であることが好ましく、0.40mmol/g以上であることがより好ましく、0.50mmol/g以上であることが更に好ましく、0.60mmol/g以上であることが特に好ましい。
また、本発明の組成物の全固形分中の上記繰り返し単位(P1)の含有量は、1.00mmol/g以下であることが好ましく、0.90mmol/g以下であることがより好ましく、0.80mmol/g以下であることが更に好ましい。
本発明の組成物の全固形分とは、本発明の組成物に含まれる全成分から溶剤を除いた成分である。
本発明の組成物の全固形分中の繰り返し単位(P1)の含有量は、H-NMR(nuclear magnetic resonance)及び13C-NMRで決定される樹脂(A)中の繰り返し単位(P1)の含有比率、窒素、硫黄元素量測定から測定される。
The content of the repeating unit (P1) in the total solid content of the composition of the present invention is 0.25 mmol/g or more. The composition of the present invention can exhibit excellent resolution by setting the content of the repeating unit (P1) in the total solid content to 0.25 mmol/g or more.
The content of the repeating unit (P1) in the total solid content of the composition of the present invention is preferably 0.30 mmol/g or more, more preferably 0.40 mmol/g or more, and 0.50 mmol. /g or more, and particularly preferably 0.60 mmol/g or more.
In addition, the content of the repeating unit (P1) in the total solid content of the composition of the present invention is preferably 1.00 mmol/g or less, more preferably 0.90 mmol/g or less, and 0 It is more preferably 0.80 mmol/g or less.
The total solid content of the composition of the present invention is the total components of the composition of the present invention excluding the solvent.
The content of the repeating unit (P1) in the total solid content of the composition of the present invention is the repeating unit (P1) in the resin (A) determined by 1 H-NMR (nuclear magnetic resonance) and 13 C-NMR. content ratio, nitrogen, and sulfur elemental measurements.

樹脂(A)における繰り返し単位(P1)の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位に対して、5~80モル%の範囲が好ましく、より好ましくは6~60モル%の範囲であり、さらに好ましくは7~40モル%の範囲である。 The content of the repeating unit (P1) in the resin (A) is preferably in the range of 5 to 80 mol%, more preferably in the range of 6 to 60 mol%, based on the total repeating units of the resin (A), More preferably, it is in the range of 7 to 40 mol %.

(少なくとも1つの芳香環を有する繰り返し単位(a))
樹脂(A)は、更に、少なくとも1つの芳香環を有する繰り返し単位(a)を有する。
繰り返し単位(a)は、前述の繰り返し単位(P1)とは異なる繰り返し単位である。すなわち、繰り返し単位(a)は、上記一般式(1)で表される繰り返し単位ではない。
本発明の組成物は、前述の繰り返し単位(P1)とは異なる繰り返し単位として、少なくとも1つの芳香環を有する繰り返し単位(a)を有することで、優れたエッチング耐性を発揮することができる。
(Repeating unit (a) having at least one aromatic ring)
Resin (A) further has a repeating unit (a) having at least one aromatic ring.
The repeating unit (a) is a repeating unit different from the repeating unit (P1) described above. That is, the repeating unit (a) is not a repeating unit represented by the general formula (1).
The composition of the present invention can exhibit excellent etching resistance by having a repeating unit (a) having at least one aromatic ring as a repeating unit different from the repeating unit (P1) described above.

繰り返し単位(a)の構造は特に限定されない。
繰り返し単位(a)が、下記一般式(2)で表されることが好ましい。
The structure of the repeating unit (a) is not particularly limited.
It is preferable that the repeating unit (a) is represented by the following general formula (2).

Figure 2022131762000014
Figure 2022131762000014

一般式(2)中、R21~R24はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。R22はR24と結合して環を形成していてもよく、その場合のR22は単結合又はアルキレン基を表す。ただし、R21~R24の少なくとも1つは芳香環を有する基を表す。 In general formula (2), R 21 to R 24 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom. R 22 may combine with R 24 to form a ring, in which case R 22 represents a single bond or an alkylene group. However, at least one of R 21 to R 24 represents a group having an aromatic ring.

21~R23が有機基を表す場合の有機基は特に限定されないが、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、又はアルコキシカルボニル基であることが好ましく、アルキル基であることがより好ましい。
21~R23としてのアルキル基は、例えば、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、ドデシル基等の炭素数20以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数8以下のアルキル基であることがより好ましい。
21~R23としてのアルキル基は置換基を有していてもよい。
When R 21 to R 23 represent an organic group, the organic group is not particularly limited, but is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an alkoxycarbonyl group, and is preferably an alkyl group. more preferred.
Alkyl groups for R 21 to R 23 are, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, dodecyl group and the like. An alkyl group having 20 or less carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 8 or less carbon atoms is more preferable.
The alkyl groups as R 21 to R 23 may have substituents.

21~R23としてのシクロアルキル基は、単環型でも、多環型でもよく、置換基を有していてもよい。
21~R23としてのシクロアルキル基は、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数3~8の単環型のシクロアルキル基であることが好ましい。
Cycloalkyl groups for R 21 to R 23 may be monocyclic or polycyclic, and may have a substituent.
Cycloalkyl groups for R 21 to R 23 are preferably C 3-8 monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopropyl, cyclopentyl and cyclohexyl groups.

21~R23としてのアリール基は、置換基を有していてもよく、炭素数6~14の単環又は多環のアリール基であることが好ましく、具体的にはフェニル基、ヒドロキシフェニル基、トリル基、クロロフェニル基、メトキシフェニル基、ナフチル基、ヒドロキシナフチル基等が挙げられる。またアリール基同士が結合して、複環を形成していてもよい。 The aryl group as R 21 to R 23 may have a substituent, and is preferably a monocyclic or polycyclic aryl group having 6 to 14 carbon atoms, specifically a phenyl group, hydroxyphenyl group, tolyl group, chlorophenyl group, methoxyphenyl group, naphthyl group, hydroxynaphthyl group and the like. Also, the aryl groups may be bonded together to form a polycyclic ring.

21~R23としてのヘテロアリール基は、置換基を有していてもよく、好ましくはヘテロ原子として酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子の少なくとも1つを含む炭素数3~8のヘテロアリール基等が挙げられる。 The heteroaryl group for R 21 to R 23 may have a substituent, preferably a heteroaryl having 3 to 8 carbon atoms containing at least one of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom as a heteroatom and the like.

21~R23としてのアルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基は、上記R21~R23としてのアルキル基と同様のものが好ましい。 The alkyl groups contained in the alkoxycarbonyl groups for R 21 to R 23 are preferably the same as the alkyl groups for R 21 to R 23 above.

21~R23としてのハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 A halogen atom for R 21 to R 23 is preferably a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, more preferably a fluorine atom.

21及びR22は水素原子であることが特に好ましい。
23は水素原子又はメチル基であることが特に好ましい。
It is particularly preferred that R 21 and R 22 are hydrogen atoms.
It is particularly preferred that R 23 is a hydrogen atom or a methyl group.

一般式(2)中、R24は水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。
24が有機基を表す場合の有機基は特に限定されないが、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はアルコキシカルボニル基であることが好ましく、アリール基であることがより好ましい。
24としてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアルコキシカルボニル基の具体例及び好ましい範囲は、それぞれ前述のR21~R23としてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアルコキシカルボニル基と同じである。
In general formula (2), R24 represents a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom.
When R 24 represents an organic group, the organic group is not particularly limited, but is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an alkoxycarbonyl group, more preferably an aryl group.
Specific examples and preferred ranges of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and alkoxycarbonyl group for R 24 are the alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups and alkoxycarbonyl groups for R 21 to R 23 described above, respectively. is the same as

24としてのハロゲン原子の具体例及び好ましい範囲は、前述のR21~R23としてのハロゲン原子と同じである。 Specific examples and preferred ranges of the halogen atom as R 24 are the same as the halogen atoms as R 21 to R 23 described above.

21~R24が、更に1個以上の置換基を有することができる場合、更なる置換基は特に限定されないが、例えば、水酸基、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子、臭素原子、塩素原子、又はヨウ素原子)、ニトロ基、シアノ基、アミド基、スルホンアミド基、アルキル基(好ましくは炭素数1~8のアルキル基)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数5~12のシクロアルキル基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~8のアルコキシ基)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2~8のアルコキシカルボニル基)、アルキルカルボニル基(好ましくは炭素数2~8のアルキルカルボニル基)、アシル基(好ましくは炭素数2~8のアシル基)、アシロキシ基(好ましくは炭素数2~8のアシロキシ基)、カルボキシ基、アリール基(好ましくは炭素数6~12のアリール基)、ヘテロアリール基(好ましくはヘテロ原子として酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子の少なくとも1つを含む炭素数3~8のヘテロアリール基)等が挙げられる。 When R 21 to R 24 can further have one or more substituents, the further substituents are not particularly limited, but examples include hydroxyl groups, halogen atoms (preferably fluorine atoms, bromine atoms, chlorine atoms, or iodine atom), nitro group, cyano group, amide group, sulfonamide group, alkyl group (preferably alkyl group having 1 to 8 carbon atoms), cycloalkyl group (preferably cycloalkyl group having 5 to 12 carbon atoms), alkoxy group (preferably alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms), alkoxycarbonyl group (preferably alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms), alkylcarbonyl group (preferably alkylcarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms), acyl group (preferably acyl group having 2 to 8 carbon atoms), acyloxy group (preferably acyloxy group having 2 to 8 carbon atoms), carboxy group, aryl group (preferably aryl group having 6 to 12 carbon atoms), heteroaryl group ( Preferred heteroatoms include a heteroaryl group having 3 to 8 carbon atoms containing at least one of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom.

ただし、R21~R24の少なくとも1つは芳香環を有する基を表す。 However, at least one of R 21 to R 24 represents a group having an aromatic ring.

21~R24の少なくとも2つは互いに結合して環を形成してもよい。 At least two of R 21 to R 24 may combine with each other to form a ring.

繰り返し単位(a)は、下記一般式(3)で表されることがより好ましい。 The repeating unit (a) is more preferably represented by the following general formula (3).

Figure 2022131762000015
Figure 2022131762000015

一般式(3)中、R31~R33はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。ただし、R32はArと結合して環を形成していてもよく、その場合のR32は単結合又はアルキレン基を表す。Lは単結合又は2価の連結基を表す。Arは芳香環基を表す。 In general formula (3), R 31 to R 33 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom. However, R 32 may combine with Ar to form a ring, in which case R 32 represents a single bond or an alkylene group. L3 represents a single bond or a divalent linking group. Ar represents an aromatic ring group.

31~R33の具体例及び好ましい範囲は、前述の一般式(2)のR21~R23と同じである。 Specific examples and preferred ranges of R 31 to R 33 are the same as R 21 to R 23 in formula (2) above.

は単結合又は2価の連結基を表す。
が2価の連結基を表す場合の2価の連結基としては、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、-O-、-SO-、-CO-、-N(R34)-又はこれらの複数を組み合わせた2価の連結基が好ましい。
34は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、又はアリール基を表す。
34としてのアルキル基は、例えば、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、ドデシル基等の炭素数20以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数8以下のアルキル基であることがより好ましい。
34としてのアルキル基は置換基を有していてもよい。
L3 represents a single bond or a divalent linking group.
When L 3 represents a divalent linking group, the divalent linking group includes an alkylene group, a cycloalkylene group, an alkenylene group, —O—, —SO 2 —, —CO—, —N(R 34 )— Alternatively, a divalent linking group obtained by combining a plurality of these is preferred.
R34 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, or an aryl group.
The alkyl group as R 34 is, for example, a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, dodecyl group, etc. The following alkyl groups are preferable, and alkyl groups having 8 or less carbon atoms are more preferable.
The alkyl group as R 34 may have a substituent.

としてのアルキレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくはメチレン基、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のものが挙げられ、炭素数1~3のアルキレン基であることが特に好ましい。 The alkylene group as L 3 may have a substituent, preferably those having 1 to 8 carbon atoms such as methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group and octylene group, An alkylene group having 1 to 3 carbon atoms is particularly preferred.

としてのシクロアルキレン基は、置換基を有していてもよく、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基等の炭素数5~12のものが好ましい。 The cycloalkylene group for L 3 may have a substituent, and preferably has 5 to 12 carbon atoms such as a cyclopentylene group, a cyclohexylene group and an adamantylene group.

としてのアルケニレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数2~8のものが挙げられ、炭素数2~4のアルケニレン基であることが特に好ましい。 The alkenylene group for L 3 may have a substituent, preferably having 2 to 8 carbon atoms, and particularly preferably an alkenylene group having 2 to 4 carbon atoms.

は単結合又は-COO-であることが特に好ましい。 It is particularly preferred that L3 is a single bond or -COO- .

Arは芳香環基を表す。Arが表す芳香環基は、置換基を有していてもよい。
Arが表す芳香環基は、アリール基又はヘテロアリール基であることが好ましく、アリール基であることが好ましい。
Arとしてのアリール基は、置換基を有していてもよく、炭素数6~14の単環又は多環のアリール基であることが好ましく、具体的にはフェニル基、ナフチル基等が挙げられ、フェニル基が好ましい。またアリール基同士が結合して、複環を形成していてもよい。アリール基は置換基として水酸基を有することが好ましい。
Arとしてのヘテロアリール基は、置換基を有していてもよく、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、及び、チアゾール環等のヘテロ環を含む芳香環基等が挙げられる。
Ar represents an aromatic ring group. The aromatic ring group represented by Ar may have a substituent.
The aromatic ring group represented by Ar is preferably an aryl group or a heteroaryl group, preferably an aryl group.
The aryl group as Ar may have a substituent, and is preferably a monocyclic or polycyclic aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and specifically includes a phenyl group, a naphthyl group, and the like. , is preferably a phenyl group. Also, the aryl groups may be bonded together to form a polycyclic ring. The aryl group preferably has a hydroxyl group as a substituent.
The heteroaryl group for Ar may have a substituent, and is thiophene ring, furan ring, pyrrole ring, benzothiophene ring, benzofuran ring, benzopyrrole ring, triazine ring, imidazole ring, benzimidazole ring, triazole ring. , a thiadiazole ring, and an aromatic ring group containing a hetero ring such as a thiazole ring.

前述のR31~R33、L及びArが、更に1個以上の置換基を有することができる場合、更なる置換基は特に限定されないが、例えば、前述のR21~R24が有していてもよい更なる置換基の例として挙げた置換基などが挙げられる。 When the above R 31 to R 33 , L 3 and Ar can further have one or more substituents, the further substituents are not particularly limited, for example, the above R 21 to R 24 have Examples of further substituents which may be present include the substituents exemplified above.

繰り返し単位(a)は、下記一般式(4)で表されることが更に好ましい。 The repeating unit (a) is more preferably represented by the following general formula (4).

Figure 2022131762000016
Figure 2022131762000016

一般式(4)中、R41~R43はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。ただし、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。Lは単結合又は2価の連結基を表す。Arは芳香環基を表す。kは1~5の整数を表す。 In general formula (4), R 41 to R 43 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom. However, R42 may combine with Ar to form a ring, in which case R42 represents a single bond or an alkylene group. L represents a single bond or a divalent linking group. Ar represents an aromatic ring group. k represents an integer of 1 to 5;

41~R43の具体例及び好ましい範囲は、前述の一般式(2)のR21~R23と同じである。
の具体例及び好ましい範囲は、前述の一般式(3)のLと同じである。
Arの具体例及び好ましい範囲は、前述の一般式(3)のArと同じである。
Specific examples and preferred ranges of R 41 to R 43 are the same as R 21 to R 23 in formula (2) above.
Specific examples and preferred ranges of L 4 are the same as those of L 3 in general formula (3) above.
Specific examples and preferred ranges of Ar are the same as those of Ar in general formula (3) above.

kは1~5の整数を表し、1~3の整数を表すことが好ましく、1又は2を表すことがより好ましい。 k represents an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 2;

前述のR41~R43、L及びArが、更に1個以上の置換基を有することができる場合、更なる置換基は特に限定されないが、例えば、前述のR21~R24が有していてもよい更なる置換基の例として挙げた置換基などが挙げられる。 When the above R 41 to R 43 , L 4 and Ar can further have one or more substituents, the further substituents are not particularly limited, for example, the above R 21 to R 24 have Examples of further substituents which may be present include the substituents exemplified above.

繰り返し単位(a)の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。下記具体例中aは1~3の整数を表す。 Specific examples of the repeating unit (a) are shown below, but the present invention is not limited thereto. In the following specific examples, a represents an integer of 1-3.

Figure 2022131762000017
Figure 2022131762000017

樹脂(A)が有する繰り返し単位(a)の種類は、1種類のみであってもよいし、2種類以上であってもよい。 The type of the repeating unit (a) contained in the resin (A) may be one type, or two or more types.

樹脂(A)における繰り返し単位(a)の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位に対して、10~95モル%の範囲が好ましく、より好ましくは20~90モル%の範囲であり、さらに好ましくは30~90モル%の範囲である。 The content of the repeating unit (a) in the resin (A) is preferably in the range of 10 to 95 mol%, more preferably in the range of 20 to 90 mol%, based on the total repeating units of the resin (A), More preferably, it is in the range of 30 to 90 mol %.

(繰り返し単位(P2))
樹脂(A)は、酸の作用により分解して極性が増大する基(「酸分解性基」ともいう)を有する繰り返し単位(P2)を有することが好ましい。
樹脂(A)は、前述の繰り返し単位(P1)が酸分解性基を有していてもよいが、前述の繰り返し単位(P1)とは異なる繰り返し単位として、繰り返し単位(P2)を有することが好ましい。
また、繰り返し単位(P2)は、繰り返し単位(a)に当てはまる繰り返し単位であってもよいし、繰り返し単位(a)とは異なる繰り返し単位であってもよい。
(Repeating unit (P2))
The resin (A) preferably has a repeating unit (P2) having a group that is decomposed by the action of an acid to increase polarity (also referred to as an "acid-decomposable group").
The resin (A) may have a repeating unit (P2) as a repeating unit different from the repeating unit (P1), although the repeating unit (P1) may have an acid-decomposable group. preferable.
Further, the repeating unit (P2) may be a repeating unit applicable to the repeating unit (a), or may be a repeating unit different from the repeating unit (a).

樹脂(A)は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂であることが好ましい。
酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂は、酸の作用により現像液に対する溶解性が増大する樹脂する樹脂でも良いし、酸の作用により現像液に対する溶解性が減少する樹脂でも良い。
樹脂(A)は酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂であることが好ましい。
酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂が樹脂(A)である場合、本発明のパターン形成方法において、典型的には、現像液としてアルカリ現像液を採用した場合には、ポジ型パターンが好適に形成され、現像液として有機系現像液を採用した場合には、ネガ型パターンが好適に形成される。
樹脂(A)を含むレジスト組成物は、本発明におけるパターン形成方法において、典型的には、現像液としてアルカリ現像液を採用した場合には、ネガ型パターンが好適に形成され、現像液として有機系現像液を採用した場合でも、ネガ型パターンが好適に形成される。
The resin (A) is preferably a resin whose solubility in a developer is changed by the action of acid.
The resin whose solubility in the developer changes under the action of acid may be a resin whose solubility in the developer increases under the action of acid or a resin whose solubility in the developer decreases under the action of acid.
Resin (A) is preferably a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid.
When the resin (A) is a resin whose solubility in a developer changes under the action of an acid, in the pattern forming method of the present invention, typically when an alkaline developer is employed as the developer, a positive type A pattern is preferably formed, and when an organic developer is used as the developer, a negative pattern is preferably formed.
In the pattern forming method of the present invention, the resist composition containing the resin (A) preferably forms a negative pattern, typically when an alkaline developer is employed as the developer. Even when a system developer is used, a negative pattern is preferably formed.

酸分解性基は、極性基が酸の作用により分解し脱離する基(脱離基)で保護された構造を有することが好ましい。
極性基としては、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基、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、及び、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等の酸性基(典型的には、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)、並びに、アルコール性水酸基等が挙げられる。
The acid-decomposable group preferably has a structure in which a polar group is protected by a group that decomposes and leaves by the action of an acid (leaving group).
Polar groups include, for example, carboxyl group, phenolic hydroxyl group, fluorinated alcohol group, sulfonic acid group, sulfonamide group, sulfonylimide group, (alkylsulfonyl)(alkylcarbonyl)methylene group, (alkylsulfonyl)(alkylcarbonyl) imido group, bis(alkylcarbonyl)methylene group, bis(alkylcarbonyl)imide group, bis(alkylsulfonyl)methylene group, bis(alkylsulfonyl)imide group, tris(alkylcarbonyl)methylene group, and tris(alkylsulfonyl) Examples include acidic groups such as methylene groups (typically, groups that dissociate in a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide), alcoholic hydroxyl groups, and the like.

なお、アルコール性水酸基とは、炭化水素基に結合した水酸基であって、芳香環上に直接結合した水酸基(フェノール性水酸基)以外の水酸基をいい、水酸基としてα位がフッ素原子などの電子求引性基で置換された脂肪族アルコール(例えば、ヘキサフルオロイソプロパノール基など)は除く。アルコール性水酸基としては、pKa(酸解離定数)が12以上20以下の水酸基であることが好ましい。 The alcoholic hydroxyl group is a hydroxyl group bonded to a hydrocarbon group, and refers to a hydroxyl group other than a hydroxyl group directly bonded to an aromatic ring (phenolic hydroxyl group). It excludes aliphatic alcohols substituted with functional groups (eg, hexafluoroisopropanol groups, etc.). The alcoholic hydroxyl group is preferably a hydroxyl group with a pKa (acid dissociation constant) of 12 or more and 20 or less.

極性基としては、カルボキシ基、フェノール性水酸基、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基)、又は、スルホン酸基が好ましく、カルボキシ基又はフェノール性水酸基がより好ましい。つまり、酸分解性基としては、酸の作用により分解してカルボキシ基を生じる基、又は酸の作用により分解してフェノール性水酸基を生じる基が好ましい。
繰り返し単位(P2)は、酸の作用により分解してカルボキシ基を生じる基、及び酸の作用により分解して水酸基を生じる基からなる群より選ばれる少なくとも1つの基を有する繰り返し単位であることが好ましい。
The polar group is preferably a carboxy group, a phenolic hydroxyl group, a fluorinated alcohol group (preferably a hexafluoroisopropanol group), or a sulfonic acid group, more preferably a carboxy group or a phenolic hydroxyl group. That is, the acid-decomposable group is preferably a group that is decomposed by the action of an acid to form a carboxyl group or a group that is decomposed by the action of an acid to form a phenolic hydroxyl group.
The repeating unit (P2) is preferably a repeating unit having at least one group selected from the group consisting of a group that decomposes under the action of an acid to yield a carboxyl group and a group that decomposes under the action of an acid to yield a hydroxyl group. preferable.

酸の作用により脱離する脱離基としては、例えば、式(Y1)~(Y4)で表される基が挙げられる。
式(Y1):-C(Rx)(Rx)(Rx
式(Y2):-C(=O)OC(Rx)(Rx)(Rx
式(Y3):-C(R36)(R37)(OR38
式(Y4):-C(Rn)(H)(Ar)
Examples of the leaving group that leaves by the action of an acid include groups represented by formulas (Y1) to (Y4).
Formula (Y1): -C(Rx 1 )(Rx 2 )(Rx 3 )
Formula (Y2): -C(=O)OC(Rx 1 )(Rx 2 )(Rx 3 )
Formula (Y3): —C(R 36 )(R 37 )(OR 38 )
Formula (Y4): -C(Rn)(H)(Ar)

式(Y1)及び式(Y2)中、Rx~Rxは、それぞれ独立に、アルキル基(直鎖状若しくは分岐鎖状)、シクロアルキル基(単環若しくは多環)、アリール基(単環若しくは多環)、アラルキル基(直鎖状若しくは分岐鎖状)、又はアルケニル基(直鎖状若しくは分岐鎖状)を表す。なお、Rx~Rxの全てがアルキル基(直鎖状若しくは分岐鎖状)である場合、Rx~Rxのうち少なくとも2つはメチル基であることが好ましい。
なかでも、Rx~Rxは、それぞれ独立に、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表すことが好ましく、Rx~Rxは、それぞれ独立に、直鎖状のアルキル基を表すことがより好ましい。
Rx~Rxの2つが互いに結合して環(単環及び多環のいずれであってもよい)を形成してもよい。
Rx~Rxのアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、及びt-ブチル基等の炭素数1~5のアルキル基が好ましい。
Rx~Rxのシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、並びにノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx~Rxのアリール基としては、炭素数6~10のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、及びアントリル基等が挙げられる。
Rx~Rxのアラルキル基としては、上述したRx~Rxのアルキル基中の1個の水素原子を炭素数6~10のアリール基(好ましくはフェニル基)で置換した基が好ましく、例えば、ベンジル基等が挙げられる。
Rx~Rxのアルケニル基としては、ビニル基が好ましい。
Rx~Rxの2つが結合して形成される環としては、シクロアルキル基が好ましい。Rx~Rxの2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、若しくは、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又はノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、若しくは、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましく、炭素数5~6の単環のシクロアルキル基がより好ましい。
Rx~Rxの2つが結合して形成されるシクロアルキル基は、例えば、環を構成するメチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基、又はビニリデン基で置き換わっていてもよい。また、これらのシクロアルキル基は、シクロアルカン環を構成するエチレン基の1つ以上が、ビニレン基で置き換わっていてもよい。
式(Y1)又は式(Y2)で表される基は、例えば、Rxがメチル基又はエチル基であり、RxとRxとが結合して上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。
In formulas (Y1) and (Y2), Rx 1 to Rx 3 each independently represent an alkyl group (linear or branched), a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic), an aryl group (monocyclic or polycyclic), an aralkyl group (linear or branched), or an alkenyl group (linear or branched). When all of Rx 1 to Rx 3 are alkyl groups (linear or branched), at least two of Rx 1 to Rx 3 are preferably methyl groups.
Among them, Rx 1 to Rx 3 preferably each independently represent a linear or branched alkyl group, and Rx 1 to Rx 3 each independently represent a linear alkyl group. is more preferred.
Two of Rx 1 to Rx 3 may combine with each other to form a ring (either monocyclic or polycyclic).
The alkyl group of Rx 1 to Rx 3 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group and t-butyl group. .
The cycloalkyl groups represented by Rx 1 to Rx 3 include monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopentyl and cyclohexyl groups, and polycyclic groups such as norbornyl, tetracyclodecanyl, tetracyclododecanyl and adamantyl groups. is preferred.
The aryl group represented by Rx 1 to Rx 3 is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, such as phenyl group, naphthyl group and anthryl group.
The aralkyl group represented by Rx 1 to Rx 3 is preferably a group in which one hydrogen atom in the alkyl group represented by Rx 1 to Rx 3 is substituted with an aryl group having 6 to 10 carbon atoms (preferably a phenyl group), For example, a benzyl group and the like can be mentioned.
A vinyl group is preferable as the alkenyl group for Rx 1 to Rx 3 .
The ring formed by combining two of Rx 1 to Rx 3 is preferably a cycloalkyl group. The cycloalkyl group formed by combining two of Rx 1 to Rx 3 includes a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group, a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, and a tetracyclododecanyl group. or a polycyclic cycloalkyl group such as an adamantyl group, and more preferably a monocyclic cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms.
The cycloalkyl group formed by combining two of Rx 1 to Rx 3 is, for example, a group in which one of the methylene groups constituting the ring has a heteroatom such as an oxygen atom, a heteroatom such as a carbonyl group, or a vinylidene group may be substituted. In these cycloalkyl groups, one or more ethylene groups constituting the cycloalkane ring may be replaced with a vinylene group.
In the group represented by formula (Y1) or formula (Y2), for example, Rx 1 is a methyl group or an ethyl group, and Rx 2 and Rx 3 combine to form the above-described cycloalkyl group. is preferred.

式(Y3)中、R36~R38は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。R37とR38とは、互いに結合して環を形成してもよい。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、アラルキル基、及びアルケニル基等が挙げられる。R36は水素原子であることも好ましい。
なお、上記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基には、酸素原子等のヘテロ原子及び/又はカルボニル基等のヘテロ原子を有する基が含まれていてもよい。例えば、上記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は、例えば、メチレン基の1つ以上が、酸素原子等のヘテロ原子及び/又はカルボニル基等のヘテロ原子を有する基で置き換わっていてもよい。
また、R38は、繰り返し単位の主鎖が有する別の置換基と互いに結合して、環を形成してもよい。R38と繰り返し単位の主鎖が有する別の置換基とが互いに結合して形成する基は、メチレン基等のアルキレン基が好ましい。
In formula (Y3), R 36 to R 38 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 37 and R 38 may combine with each other to form a ring. Monovalent organic groups include alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, alkenyl groups, and the like. It is also preferred that R 36 is a hydrogen atom.
The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group may contain a heteroatom such as an oxygen atom and/or a group having a heteroatom such as a carbonyl group. For example, in the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group, one or more methylene groups are replaced with a heteroatom such as an oxygen atom and/or a group having a heteroatom such as a carbonyl group. good too.
In addition, R 38 may combine with another substituent of the main chain of the repeating unit to form a ring. The group formed by bonding R 38 and another substituent of the main chain of the repeating unit to each other is preferably an alkylene group such as a methylene group.

式(Y3)としては、下記式(Y3-1)で表される基が好ましい。 As the formula (Y3), a group represented by the following formula (Y3-1) is preferable.

Figure 2022131762000018
Figure 2022131762000018

ここで、L及びL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、又はこれらを組み合わせた基(例えば、アルキル基とアリール基とを組み合わせた基)を表す。
Mは、単結合又は2価の連結基を表す。
Qは、ヘテロ原子を含んでいてもよいアルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよいシクロアルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよいアリール基、アミノ基、アンモニウム基、メルカプト基、シアノ基、アルデヒド基、又はこれらを組み合わせた基(例えば、アルキル基とシクロアルキル基とを組み合わせた基)を表す。
アルキル基及びシクロアルキル基は、例えば、メチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、又はカルボニル基等のヘテロ原子を有する基で置き換わっていてもよい。
なお、L及びLのうち一方は水素原子であり、他方はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はアルキレン基とアリール基とを組み合わせた基であることが好ましい。
Q、M、及びLの少なくとも2つが結合して環(好ましくは、5員若しくは6員環)を形成してもよい。
パターンの微細化の点では、Lが2級又は3級アルキル基であることが好ましく、3級アルキル基であることがより好ましい。2級アルキル基としては、イソプロピル基、シクロヘキシル基又はノルボルニル基が挙げられ、3級アルキル基としては、tert-ブチル基又はアダマンタン基が挙げられる。これらの態様では、Tg(ガラス転移温度)及び活性化エネルギーが高くなるため、膜強度の担保に加え、かぶりの抑制ができる。
Here, L 1 and L 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group combining these (for example, a group combining an alkyl group and an aryl group).
M represents a single bond or a divalent linking group.
Q is an alkyl group optionally containing a heteroatom, a cycloalkyl group optionally containing a heteroatom, an aryl group optionally containing a heteroatom, an amino group, an ammonium group, a mercapto group, a cyano group, an aldehyde group, or a group in which these are combined (for example, a group in which an alkyl group and a cycloalkyl group are combined).
Alkyl and cycloalkyl groups may, for example, have one of the methylene groups replaced by a heteroatom such as an oxygen atom or a heteroatom-bearing group such as a carbonyl group.
One of L 1 and L 2 is preferably a hydrogen atom, and the other is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a combination of an alkylene group and an aryl group.
At least two of Q, M, and L1 may combine to form a ring (preferably a 5- or 6-membered ring).
From the viewpoint of pattern refinement, L2 is preferably a secondary or tertiary alkyl group, more preferably a tertiary alkyl group. Secondary alkyl groups include isopropyl, cyclohexyl and norbornyl groups, and tertiary alkyl groups include tert-butyl and adamantane groups. In these embodiments, the Tg (glass transition temperature) and the activation energy are increased, so that the film strength can be ensured and fogging can be suppressed.

式(Y4)中、Arは、芳香環基を表す。Rnは、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。RnとArとは互いに結合して非芳香族環を形成してもよい。Arはより好ましくはアリール基である。 In formula (Y4), Ar represents an aromatic ring group. Rn represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. Rn and Ar may combine with each other to form a non-aromatic ring. Ar is more preferably an aryl group.

繰り返し単位の酸分解性が優れる点から、極性基を保護する脱離基において、極性基(又はその残基)に非芳香族環が直接結合している場合、上記非芳香族環中の、上記極性基(又はその残基)と直接結合している環員原子に隣接する環員原子は、置換基としてフッ素原子等のハロゲン原子を有さないことも好ましい。 From the viewpoint of excellent acid decomposability of the repeating unit, when a non-aromatic ring is directly bonded to a polar group (or a residue thereof) in a leaving group that protects a polar group, in the non-aromatic ring, It is also preferable that the ring member atoms adjacent to the ring member atoms directly bonded to the polar group (or residue thereof) do not have halogen atoms such as fluorine atoms as substituents.

酸の作用により脱離する脱離基は、他にも、3-メチル-2-シクロペンテニル基のような置換基(アルキル基等)を有する2-シクロペンテニル基、及び、1,1,4,4-テトラメチルシクロヘキシル基のような置換基(アルキル基等)を有するシクロヘキシル基でもよい。 The leaving group that leaves by the action of an acid also includes a 2-cyclopentenyl group having a substituent (such as an alkyl group) such as a 3-methyl-2-cyclopentenyl group, and a 1,1,4 , 4-tetramethylcyclohexyl group having a substituent (such as an alkyl group) may also be used.

繰り返し単位(P2)は、酸の作用により分解して芳香環(特に好ましくはベンゼン環)に結合したカルボキシ基を生じる基、及び酸の作用により分解して芳香環(特に好ましくはベンゼン環)に結合した水酸基を生じる基からなる群より選ばれる少なくとも1つの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 (P2) is a group that is decomposed by the action of an acid to give a carboxy group bonded to an aromatic ring (particularly preferably a benzene ring), and a group that is decomposed by the action of an acid to an aromatic ring (particularly preferably a benzene ring). More preferably, the repeating unit has at least one group selected from the group consisting of groups that form a bonded hydroxyl group.

繰り返し単位(P2)が、下記一般式(5)~(9)のいずれかで表される繰り返し単位であることが好ましい。 The repeating unit (P2) is preferably a repeating unit represented by any one of the following general formulas (5) to (9).

Figure 2022131762000019
Figure 2022131762000019

一般式(5)中、R51~R53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、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。Lは単結合又は2価の連結基を表す。R54~R56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、又はアルケニル基を表す。R54~R56のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(6)中、R61~R64はそれぞれ独立に水素原子又は有機基を表す。ただし、R61及びR62のうち少なくとも一方は有機基を表す。Xは-CO-、-SO-、又は-SO-を表す。Yは-O-、-S-、-SO-、-SO-、又は-NR48-を表す。R48は水素原子又は有機基を表す。Lは単結合又は2価の連結基を表す。R65~R67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、又はアルケニル基を表す。R65~R67のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(7)中、R71及びR72はそれぞれ独立に水素原子又は有機基を表す。R73及びR74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、又はアルケニル基を表す。R71~R74のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(8)中、R81~R83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、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。Lは単結合又は2価の連結基を表す。Arは芳香環基を表す。R84~R86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、又はアルケニル基を表す。R84~R86のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。ArはR82又はR84と結合して環を形成しても良い。
一般式(9)中、R91~R93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、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。Lは単結合又は2価の連結基を表す。R94~R96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、又はアルケニル基を表す。R95及びR96が互いに結合して環を形成しても良い。
In general formula (5), R 51 to R 53 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group. L5 represents a single bond or a divalent linking group. R 54 to R 56 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. Two of R 54 to R 56 may combine with each other to form a ring.
In general formula (6), R 61 to R 64 each independently represent a hydrogen atom or an organic group. However, at least one of R 61 and R 62 represents an organic group. X 6 represents -CO-, -SO- or -SO 2 -. Y 6 represents -O-, -S-, -SO-, -SO 2 -, or -NR 48 -. R48 represents a hydrogen atom or an organic group. L6 represents a single bond or a divalent linking group. R 65 to R 67 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. Two of R 65 to R 67 may combine with each other to form a ring.
In general formula (7), R 71 and R 72 each independently represent a hydrogen atom or an organic group. R73 and R74 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. Two of R 71 to R 74 may combine with each other to form a ring.
In general formula (8), R 81 to R 83 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group. L8 represents a single bond or a divalent linking group. Ar 8 represents an aromatic ring group. R 84 to R 86 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. Two of R 84 to R 86 may combine with each other to form a ring. Ar 8 may combine with R 82 or R 84 to form a ring.
In general formula (9), R 91 to R 93 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group. L9 represents a single bond or a divalent linking group. R 94 to R 96 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. R 95 and R 96 may combine with each other to form a ring.

以下、一般式(5)で表される繰り返し単位について説明する。 The repeating unit represented by formula (5) is described below.

51~R53で表されるアルキル基としては、直鎖状及び分岐鎖状のいずれであってもよい。アルキル基の炭素数は特に制限されないが、1~5が好ましく、1~3がより好ましい。
51~R53で表されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、並びにノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。
51~R53で表される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、フッ素原子又はヨウ素原子が好ましい。
51~R53で表されるアルコキシカルボニル基中に含まれるアルキル基としては直鎖状及び分岐鎖状のいずれであってもよい。アルコキシカルボニル基中に含まれるアルキル基の炭素数は特に制限されないが、1~5が好ましく、1~3がより好ましい。
The alkyl groups represented by R 51 to R 53 may be linear or branched. Although the number of carbon atoms in the alkyl group is not particularly limited, it is preferably 1-5, more preferably 1-3.
Cycloalkyl groups represented by R 51 to R 53 include monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, norbornyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group. is preferred.
Halogen atoms represented by R 51 to R 53 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, preferably a fluorine atom or an iodine atom.
The alkyl group contained in the alkoxycarbonyl groups represented by R 51 to R 53 may be linear or branched. Although the number of carbon atoms in the alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group is not particularly limited, it is preferably 1-5, more preferably 1-3.

で表される2価の連結基としては、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO-、2価の脂肪族連結基、2価の芳香族連結基、及びこれらの複数が連結した連結基等が挙げられる。2価の脂肪族連結基としては、例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基等が挙げられる。2価の脂肪族連結基はヘテロ原子(例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等)を有していてもよく、置換基を有していてもよい。2価の芳香族連結基としては、アリーレン基、ヘテロアリーレン基等が挙げられる。2価の芳香族連結基は置換基を有していてもよい。 Divalent linking groups represented by L 5 include -CO-, -O-, -S-, -SO-, -SO 2 -, divalent aliphatic linking groups, and divalent aromatic linking groups. , and a linking group in which a plurality of these are linked. Examples of divalent aliphatic linking groups include alkylene groups, cycloalkylene groups, and alkenylene groups. The divalent aliphatic linking group may have a heteroatom (eg, oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, etc.) and may have a substituent. The divalent aromatic linking group includes an arylene group, a heteroarylene group, and the like. The divalent aromatic linking group may have a substituent.

がアリーレン基を含む場合のアリーレン基は、置換基を有していてもよく、炭素数6~14のものが好ましく、具体的にはフェニレン基、トリレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基等が挙げられ、フェニレン基が特に好ましい。 When L 5 contains an arylene group, the arylene group may have a substituent, preferably having 6 to 14 carbon atoms, specifically a phenylene group, a tolylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, and the like. and a phenylene group is particularly preferred.

がヘテロアリーレン基を含む場合のヘテロアリーレン基は、環員としてヘテロ原子を含む2価の芳香族基(2価の芳香族ヘテロ環基)であり、ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子などが挙げられる。ヘテロアリーレン基の炭素数は4~20が好ましく、5~12がより好ましい。ヘテロアリーレン基としては、例えば、ピロール、フラン、チオフェン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン等から2つの水素原子を除してなる基が挙げられる。上記ヘテロアリーレン基は、置換基を有していてもよい。 When L 5 contains a heteroarylene group, the heteroarylene group is a divalent aromatic group (divalent aromatic heterocyclic group) containing a heteroatom as a ring member, and the heteroatom includes an oxygen atom, sulfur atoms, nitrogen atoms, and the like. The heteroarylene group preferably has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 5 to 12 carbon atoms. Examples of heteroarylene groups include groups obtained by removing two hydrogen atoms from pyrrole, furan, thiophene, indole, benzofuran, benzothiophene, and the like. The heteroarylene group may have a substituent.

がアルキレン基を含む場合のアルキレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくはメチレン基、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のものが挙げられ、炭素数1~3のアルキレン基であることが特に好ましい。 When L 5 contains an alkylene group, the alkylene group may have a substituent, preferably a C 1-8 group such as a methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group, octylene group, etc. and particularly preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.

がシクロアルキレン基を含む場合のシクロアルキレン基は、置換基を有していてもよく、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基等の炭素数5~12のものが好ましい。 When L 5 contains a cycloalkylene group, the cycloalkylene group may have a substituent and preferably has 5 to 12 carbon atoms such as a cyclopentylene group, a cyclohexylene group and an adamantylene group.

がアルケニレン基を含む場合のアルケニレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数2~8のものが挙げられ、炭素数2~4のアルケニレン基であることが特に好ましい。 When L 5 contains an alkenylene group, the alkenylene group may have a substituent, preferably one having 2 to 8 carbon atoms, and particularly preferably an alkenylene group having 2 to 4 carbon atoms. .

は2価の芳香族連結基であることが好ましく、アリーレン基であることがより好ましい。 L5 is preferably a divalent aromatic linking group, more preferably an arylene group.

54~R56で表されるアルキル基としては、直鎖状及び分岐鎖状のいずれであってもよい。アルキル基の炭素数は特に制限されないが、1~5が好ましく、1~3がより好ましい。R54~R56で表されるアルキル基は、メチレン基が、-CO-及び/又は-O-で置換されていてもよい。
54~R56で表されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、並びにノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。
54~R56で表されるアリール基としては、フェニル基が好ましい。
54~R56で表されるアラルキル基としては、上述したR54~R56で表されるアルキル基中の1個の水素原子を炭素数6~10のアリール基(好ましくはフェニル基)で置換した基が好ましく、例えば、ベンジル基等が挙げられる。
54~R56で表されるアルケニル基としては、ビニル基が好ましい。
54~R56の2つが結合して形成される環としては、シクロアルキル基が好ましい。R54~R56の2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、若しくは、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又はノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、若しくは、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましく、炭素数5~6の単環のシクロアルキル基がより好ましい。
54~R56の2つが結合して形成されるシクロアルキル基は、例えば、環を構成するメチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基、又はビニリデン基で置き換わっていてもよい。また、これらのシクロアルキル基は、シクロアルカン環を構成するエチレン基の1つ以上が、ビニレン基で置き換わっていてもよい。
The alkyl groups represented by R 54 to R 56 may be linear or branched. Although the number of carbon atoms in the alkyl group is not particularly limited, it is preferably 1-5, more preferably 1-3. In the alkyl groups represented by R 54 to R 56 , methylene groups may be substituted with -CO- and/or -O-.
Cycloalkyl groups represented by R 54 to R 56 include monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, norbornyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group. is preferred.
A phenyl group is preferable as the aryl group represented by R 54 to R 56 .
As the aralkyl group represented by R 54 to R 56 , one hydrogen atom in the alkyl group represented by R 54 to R 56 is replaced by an aryl group having 6 to 10 carbon atoms (preferably a phenyl group). Substituted groups are preferred, and examples thereof include benzyl groups and the like.
A vinyl group is preferred as the alkenyl group represented by R 54 to R 56 .
The ring formed by combining two of R 54 to R 56 is preferably a cycloalkyl group. The cycloalkyl group formed by combining two of R 54 to R 56 includes a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group, a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, and a tetracyclododecanyl group. or a polycyclic cycloalkyl group such as an adamantyl group, and more preferably a monocyclic cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms.
The cycloalkyl group formed by combining two of R 54 to R 56 is, for example, a group in which one of the methylene groups constituting the ring has a heteroatom such as an oxygen atom, a heteroatom such as a carbonyl group, or vinylidene group may be substituted. In these cycloalkyl groups, one or more ethylene groups constituting the cycloalkane ring may be replaced with a vinylene group.

一般式(5)中の上記各基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、下記置換基Tが挙げられる。 Each of the above groups in the general formula (5) may have a substituent, and examples of the substituent include the following substituent T.

(置換基T)
置換基Tとしては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基及びtert-ブトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基及びp-トリルオキシ基等のアリールオキシ基;メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基及びフェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;アセトキシ基、プロピオニルオキシ基及びベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基;アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基及びメトキサリル基等のアシル基;メチルスルファニル基及びtert-ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基;フェニルスルファニル基及びp-トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基;アルキル基(例えば、炭素数1~10);シクロアルキル基(例えば、炭素数3~20);アリール基(例えば、炭素数6~20);ヘテロアリール基;水酸基;カルボキシ基;ホルミル基;スルホ基;シアノ基;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;スルホンアミド基;シリル基;アミノ基;モノアルキルアミノ基;ジアルキルアミノ基;アリールアミノ基、ニトロ基;ホルミル基;並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
(substituent T)
The substituent T includes halogen atoms such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom; alkoxy groups such as a methoxy group, an ethoxy group and a tert-butoxy group; an aryloxy group such as a phenoxy group and a p-tolyloxy group; alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group, butoxycarbonyl group and phenoxycarbonyl group; acyloxy groups such as acetoxy group, propionyloxy group and benzoyloxy group; acetyl group, benzoyl group, isobutyryl group, acryloyl group, methacryloyl group and methoxalyl group, etc. an acyl group; an alkylsulfanyl group such as a methylsulfanyl group and a tert-butylsulfanyl group; an arylsulfanyl group such as a phenylsulfanyl group and a p-tolylsulfanyl group; aryl group (e.g., 6 to 20 carbon atoms); heteroaryl group; hydroxyl group; carboxy group; formyl group; sulfo group; silyl groups; amino groups; monoalkylamino groups; dialkylamino groups; arylamino groups, nitro groups; formyl groups;

以下、一般式(6)で表される繰り返し単位について説明する。 The repeating unit represented by formula (6) is described below.

61~R64で表される有機基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はアルケニル基が好ましい。
61~R64で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基としては、上述した一般式(5)中のR54~R56で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基と同様の基が挙げられる。
The organic groups represented by R 61 to R 64 are preferably alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, aralkyl groups or alkenyl groups.
Examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group and alkenyl group represented by R 61 to R 64 include the alkyl group represented by R 54 to R 56 in the above general formula (5), cyclo Examples include groups similar to alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, and alkenyl groups.

としては-CO-が好ましい。
48で表される有機基としては、上述したR61~R64で表される有機基と同義であり、好適態様も同じである。
としては-O-が好ましい。
で表される2価の連結基は、上述した一般式(5)中のLで表される2価の連結基と同義であり、好適態様も同じである。
65~R67で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基としては、上述した一般式(5)中のR54~R56で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基と同様の基が挙げられる。
X 6 is preferably -CO-.
The organic group represented by R 48 has the same meaning as the organic group represented by R 61 to R 64 described above, and the preferred embodiments are also the same.
Y6 is preferably -O-.
The divalent linking group represented by L6 is synonymous with the divalent linking group represented by L5 in the general formula ( 5 ) described above, and the preferred embodiments are also the same.
Examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group and alkenyl group represented by R 65 to R 67 include the alkyl group represented by R 54 to R 56 in the above general formula (5), cyclo Examples include groups similar to alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, and alkenyl groups.

65~R67の2つが結合して形成される環としては、シクロアルキル基が好ましい。R65~R67の2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、若しくは、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又はノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、若しくは、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましく、炭素数5~6の単環のシクロアルキル基がより好ましい。
65~R67の2つが結合して形成されるシクロアルキル基は、例えば、環を構成するメチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基、又はビニリデン基で置き換わっていてもよい。また、これらのシクロアルキル基は、シクロアルカン環を構成するエチレン基の1つ以上が、ビニレン基で置き換わっていてもよい。
A cycloalkyl group is preferable as the ring formed by combining two of R 65 to R 67 . The cycloalkyl group formed by combining two of R 65 to R 67 includes a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group, a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, and a tetracyclododecanyl group. or a polycyclic cycloalkyl group such as an adamantyl group, and more preferably a monocyclic cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms.
The cycloalkyl group formed by combining two of R 65 to R 67 is, for example, a group in which one of the methylene groups constituting the ring has a heteroatom such as an oxygen atom, a heteroatom such as a carbonyl group, or vinylidene group may be substituted. In these cycloalkyl groups, one or more ethylene groups constituting the cycloalkane ring may be replaced with a vinylene group.

一般式(6)中の上記各基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、上記置換基Tが挙げられる。 Each group in the general formula (6) may have a substituent, and examples of the substituent include the substituent T described above.

以下、一般式(7)で表される繰り返し単位について説明する。 The repeating unit represented by formula (7) is described below.

71及びR72で表される有機基は、上述した一般式(6)中のR61~R64で表される有機基と同義であり、好適態様も同じである。
73及びR74で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基としては、上述した一般式(5)中のR54~R56で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基と同様の基が挙げられる。
73及びR74で表される、上記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、上記置換基Tが挙げられる。
The organic groups represented by R 71 and R 72 have the same meanings as the organic groups represented by R 61 to R 64 in general formula (6) described above, and the preferred embodiments are also the same.
Examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group and alkenyl group represented by R 73 and R 74 include the alkyl group represented by R 54 to R 56 in the above general formula (5), cyclo Examples include groups similar to alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, and alkenyl groups.
The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, and alkenyl group represented by R 73 and R 74 may have a substituent. mentioned.

73及びR74が結合して形成される環としては、シクロアルキル基が好ましい。R73及びR74が結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、若しくは、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又はノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、若しくは、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましく、炭素数5~6の単環のシクロアルキル基がより好ましい。
73及びR74が結合して形成されるシクロアルキル基は、例えば、環を構成するメチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基、又はビニリデン基で置き換わっていてもよい。また、これらのシクロアルキル基は、シクロアルカン環を構成するエチレン基の1つ以上が、ビニレン基で置き換わっていてもよい。
The ring formed by combining R 73 and R 74 is preferably a cycloalkyl group. The cycloalkyl group formed by combining R 73 and R 74 includes a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group, a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, Alternatively, a polycyclic cycloalkyl group such as an adamantyl group is preferable, and a monocyclic cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms is more preferable.
In the cycloalkyl group formed by combining R 73 and R 74 , for example, one of the methylene groups constituting the ring is a group having a heteroatom such as an oxygen atom, a heteroatom such as a carbonyl group, or a vinylidene group. may be replaced. In these cycloalkyl groups, one or more ethylene groups constituting the cycloalkane ring may be replaced with a vinylene group.

以下、一般式(8)で表される繰り返し単位について説明する。 The repeating unit represented by formula (8) is described below.

81~R83、及びLは、一般式(5)中のR51~R53、及びLと同義であり、好適態様も同じである。
Arで表される芳香環基としては特に制限されないが、例えばフェニレン基又はナフチレン基が挙げられ、フェニレン基が好ましい。
84~R86で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基としては、上述した一般式(5)中のR54~R56で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基と同様の基が挙げられる。
84~R86で表される、上記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、上記置換基Tが挙げられる。
R 81 to R 83 and L 8 have the same definitions as R 51 to R 53 and L 5 in general formula (5), and the preferred embodiments are also the same.
The aromatic ring group represented by Ar 8 is not particularly limited, but includes, for example, a phenylene group and a naphthylene group, preferably a phenylene group.
Examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group and alkenyl group represented by R 84 to R 86 include the alkyl group represented by R 54 to R 56 in the above general formula (5), cyclo Examples include groups similar to alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, and alkenyl groups.
The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, and alkenyl group represented by R 84 to R 86 may have a substituent. mentioned.

84~R86のうち2つが互いに結合して環を形成しても良いし、ArがR82又はR84と結合して環を形成しても良い。これらの場合に形成される環としては、単環又は多環の脂環であることが好ましく、炭素数4~8の単環の脂環であることがより好ましい。
84~R86のうち2つが結合して形成される脂環は、例えば、環を構成するメチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基、又はビニリデン基で置き換わっていてもよい。また、これらの脂環を構成するエチレン基の1つ以上が、ビニレン基で置き換わっていてもよい。
Two of R 84 to R 86 may combine with each other to form a ring, or Ar 8 may combine with R 82 or R 84 to form a ring. The ring formed in these cases is preferably a monocyclic or polycyclic alicyclic ring, more preferably a monocyclic alicyclic ring having 4 to 8 carbon atoms.
The alicyclic ring formed by bonding two of R 84 to R 86 is, for example, a group in which one of the methylene groups constituting the ring has a heteroatom such as an oxygen atom, a heteroatom such as a carbonyl group, or a vinylidene group may be substituted. Moreover, one or more of the ethylene groups constituting these alicyclic rings may be replaced with a vinylene group.

以下、一般式(9)で表される繰り返し単位について説明する。 The repeating unit represented by formula (9) is described below.

91~R93、及びLは、一般式(5)中のR51~R53、及びLと同義であり、好適態様も同じである。
は2価の芳香族連結基であることが好ましく、アリーレン基であることがより好ましい。
94~R96で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基としては、上述した一般式(5)中のR54~R56で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基と同様の基が挙げられる。
94~R96で表される、上記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及びアルケニル基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、上記置換基Tが挙げられる。
95及びR96が結合して形成される環としては、単環又は多環の脂環であることが好ましく、炭素数4~8の単環の脂環であることがより好ましい。
95及びR96が結合して形成される脂環は、例えば、環を構成するメチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基、又はビニリデン基で置き換わっていてもよい。また、これらの脂環を構成するエチレン基の1つ以上が、ビニレン基で置き換わっていてもよい。
R 91 to R 93 and L 9 have the same definitions as R 51 to R 53 and L 5 in general formula (5), and the preferred embodiments are also the same.
L9 is preferably a divalent aromatic linking group, more preferably an arylene group.
Examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group and alkenyl group represented by R 94 to R 96 include the alkyl group represented by R 54 to R 56 in the above general formula (5), cyclo Examples include groups similar to alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, and alkenyl groups.
The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, and alkenyl group represented by R 94 to R 96 may have a substituent. mentioned.
The ring formed by combining R 95 and R 96 is preferably a monocyclic or polycyclic alicyclic ring, more preferably a monocyclic alicyclic ring having 4 to 8 carbon atoms.
In the alicyclic ring formed by combining R 95 and R 96 , for example, one of the methylene groups constituting the ring is replaced with a heteroatom such as an oxygen atom, a heteroatom-containing group such as a carbonyl group, or a vinylidene group. may be Moreover, one or more of the ethylene groups constituting these alicyclic rings may be replaced with a vinylene group.

繰り返し単位(P2)は、ハロゲン原子を含んでいてもよいし、含まなくてもよいが、ハロゲン原子を含まないことが好ましい。 The repeating unit (P2) may or may not contain a halogen atom, but preferably does not contain a halogen atom.

繰り返し単位(P2)は、上記一般式(5)、(8)、又は(9)で表される繰り返し単位であることがより好ましい。 The repeating unit (P2) is more preferably a repeating unit represented by the general formula (5), (8), or (9).

樹脂(A)が繰り返し単位(P2)を有する場合、繰り返し単位(P2)の種類は、1種類のみであってもよいし、2種類以上であってもよい。
樹脂(A)における繰り返し単位(P2)の含有量は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対して5モル%以上であることが好ましく、10モル%以上であることがより好ましく、15モル%以上であることが更に好ましい。また、樹脂(A)における繰り返し単位(P2)の含有量は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対して95モル%以下であることが好ましく、90モル%以下であることがより好ましく、85モル%以下であることが特に好ましい。
When the resin (A) has repeating units (P2), the number of repeating units (P2) may be one, or two or more.
The content of the repeating unit (P2) in the resin (A) is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, more preferably 15 mol% of the total repeating units in the resin (A). % or more is more preferable. In addition, the content of the repeating unit (P2) in the resin (A) is preferably 95 mol% or less, more preferably 90 mol% or less, relative to all repeating units in the resin (A). 85 mol % or less is particularly preferred.

繰り返し単位(P2)の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。下記構造式中、XaはH、CH、CF、及びCHOHのいずれかを表し、Rxa及びRxbはそれぞれ独立に炭素数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表す。 Specific examples of the repeating unit (P2) are shown below, but are not limited thereto. In the following structural formulas, Xa 1 represents any one of H, CH 3 , CF 3 and CH 2 OH, and Rxa and Rxb each independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. show.

Figure 2022131762000020
Figure 2022131762000020

Figure 2022131762000021
Figure 2022131762000021

Figure 2022131762000022
Figure 2022131762000022

Figure 2022131762000023
Figure 2022131762000023

Figure 2022131762000024
Figure 2022131762000024

Figure 2022131762000025
Figure 2022131762000025

Figure 2022131762000026
Figure 2022131762000026

Figure 2022131762000027
Figure 2022131762000027

(ラクトン基又はスルトン基を有する繰り返し単位)
樹脂(A)は、更にラクトン基又はスルトン基を有する繰り返し単位を有していてもよい。
ラクトン基又はスルトン基としては、ラクトン構造又はスルトン構造を有していればいずれの基でも用いることができるが、好ましくは5~7員環ラクトン構造又は5~7員環スルトン構造を有する基であり、5~7員環ラクトン構造にビシクロ構造、又は、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、又は5~7員環スルトン構造にビシクロ構造、又は、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、がより好ましい。下記一般式(LC1-1)~(LC1-21)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基、又は下記一般式(SL1-1)~(SL1-3)のいずれかで表されるスルトン構造を有する基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、ラクトン構造又はスルトン構造を有する基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、一般式(LC1-1)、一般式(LC1-4)、一般式(LC1-5)、一般式(LC1-6)、一般式(LC1-13)、及び、一般式(LC1-14)で表される基が好ましい。
(Repeating unit having lactone group or sultone group)
Resin (A) may further have a repeating unit having a lactone group or a sultone group.
As the lactone group or sultone group, any group having a lactone structure or sultone structure can be used, but a group having a 5- to 7-membered ring lactone structure or a 5- to 7-membered ring sultone structure is preferred. A 5- to 7-membered lactone structure in which another ring structure is condensed to form a bicyclo structure or a spiro structure, or a 5- to 7-membered sultone structure in a bicyclo structure or a spiro structure is more preferably condensed with another ring structure to form A group having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-21), or a sultone represented by any of the following general formulas (SL1-1) to (SL1-3) It is more preferable to have a repeating unit having a group having a structure. Also, a group having a lactone structure or a sultone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred structures include general formula (LC1-1), general formula (LC1-4), general formula (LC1-5), general formula (LC1-6), general formula (LC1-13), and general formula ( Groups represented by LC1-14) are preferred.

Figure 2022131762000028
Figure 2022131762000028

ラクトン構造部分又はスルトン構造部分は、置換基(Rb)を有していてもよい。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のシクロアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数1~8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、及び、酸分解性基等が挙げられる。n2は、0~4の整数を表す。n2が2以上の時、複数存在するRbは、異なっていてもよく、また、複数存在するRb同士が結合して環を形成してもよい。 The lactone structure portion or sultone structure portion may have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, cycloalkyl groups having 4 to 7 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 8 carbon atoms, alkoxycarbonyl groups having 1 to 8 carbon atoms, and carboxyl groups. , a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an acid-decomposable group, and the like. n2 represents an integer of 0-4. When n2 is 2 or more, multiple Rb 2 may be different, and multiple Rb 2 may combine to form a ring.

ラクトン構造又はスルトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、例えば、下記一般式(AII)で表される繰り返し単位等が挙げられる。 Examples of repeating units having a group having a lactone structure or sultone structure include repeating units represented by the following general formula (AII).

Figure 2022131762000029
Figure 2022131762000029

一般式(AII)中、Rbは、水素原子、ハロゲン原子、又は、炭素数1~4のアルキル基を表す。
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、及び、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、及び、ヨウ素原子が挙げられる。Rbは、水素原子又はメチル基が好ましい。
Abは、単結合、アルキレン基、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又は、これらを組み合わせた2価の基を表す。なかでも、単結合、又は、-Ab-CO-で表される連結基が好ましい。Abは、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又は、単環若しくは多環のシクロアルキレン基であり、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、又は、ノルボルニレン基が好ましい。
Vは、ラクトン構造又はスルトン構造を有する基を表す。
Vのラクトン構造又はスルトン構造を有する基としては、一般式(LC1-1)~(LC1-21)、一般式(SL1-1)~(SL1―3)のうちのいずれかで示される基が好ましい。
In general formula (AII), Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Preferred substituents that the alkyl group of Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
Halogen atoms for Rb 0 include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms. Rb 0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Ab is a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a combination of these divalent groups represents Among them, a single bond or a linking group represented by -Ab 1 -CO 2 - is preferred. Ab 1 is a linear or branched alkylene group or a monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, ethylene group, cyclohexylene group, adamantylene group or norbornylene group.
V represents a group having a lactone structure or a sultone structure.
Groups having a lactone structure or sultone structure for V include groups represented by any of general formulas (LC1-1) to (LC1-21) and general formulas (SL1-1) to (SL1-3). preferable.

ラクトン構造又はスルトン構造を有する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)は90以上が好ましく、95以上がより好ましい。 A repeating unit having a group having a lactone structure or a sultone structure usually has optical isomers, and any optical isomers may be used. Moreover, one kind of 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, its optical purity (ee) is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.

ラクトン構造又はスルトン構造を有する基を有す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。なお、式中RxはH、CH、CHOH、またはCFを表す。 Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure or sultone structure are shown below, but the present invention is not limited thereto. In addition, in formula, Rx represents H, CH3 , CH2OH , or CF3 .

Figure 2022131762000030
Figure 2022131762000030

Figure 2022131762000031
Figure 2022131762000031

樹脂(A)は、ラクトン基又はスルトン基を有する繰り返し単位を有していてもよいし、有していなくてもよいが、有する場合は、ラクトン基又はスルトン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、1~60モル%が好ましく、5~50モル%がより好ましく、10~40モル%が更に好ましい。 The resin (A) may or may not have a repeating unit having a lactone group or a sultone group. , preferably 1 to 60 mol %, more preferably 5 to 50 mol %, still more preferably 10 to 40 mol %, based on all repeating units in the resin (A).

(その他の繰り返し単位)
樹脂(A)は、上記の繰り返し単位以外に、例えば、ドライエッチング耐性、標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し単位を有していてもよい。
上記以外のその他の繰り返し単位としては、国際公開第2018/193954号の段落[0097]~[0100]、[0102]~[0133]の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
(Other repeating units)
In addition to the repeating units described above, the resin (A) has various repeating units for the purpose of adjusting, for example, dry etching resistance, suitability for standard developer, substrate adhesion, resist profile, resolution, heat resistance, sensitivity, and the like. may be
Other repeating units other than those described above can be referred to in paragraphs [0097] to [0100] and [0102] to [0133] of International Publication No. WO 2018/193954, the contents of which are incorporated herein. .

樹脂(A)は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成できる。
樹脂(A)の重量平均分子量は、特に限定されないが、1000~200000であることが好ましく、2000~30000であることがより好ましく、3000~20000であることが更に好ましい。
樹脂(A)の分散度(分子量分布)は、通常1.0~5.0であり、1.0~3.0であることが好ましく、1.0~2.5であることがより好ましく、1.0~2.0であることが更に好ましい。
Resin (A) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization).
The weight average molecular weight of resin (A) is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 30,000, even more preferably 3,000 to 20,000.
The dispersity (molecular weight distribution) of the resin (A) is usually 1.0 to 5.0, preferably 1.0 to 3.0, more preferably 1.0 to 2.5. , 1.0 to 2.0.

樹脂(A)の大西パラメータは、特に限定されないが、4.1以下であることが好ましく、3.5以下であることがより好ましく、3.0以下であることが更に好ましい。大西パラメータは、「総原子数/(炭素原子数-酸素子数)」の式で表される値である。樹脂(A)の大西パラメータは、樹脂(A)に含まれる各繰り返し単位の構造式から各原子の個数をカウントして各繰り返し単位の大西パラメータを求め、その値に各繰り返し単位の含有比率(モル比率)を乗じた値を足し合わせることで求めることができる。
n種の繰り返し単位を有する樹脂(A)の大西パラメータPは、各繰り返し単位の大西パラメータPUiと各繰り返し単位の含有比率(モル%)XUiとを用い、下記式(1)により求められる。iは1~nの整数を表す。
Although the Ohnishi parameter of the resin (A) is not particularly limited, it is preferably 4.1 or less, more preferably 3.5 or less, and even more preferably 3.0 or less. The Ohnishi parameter is a value expressed by the formula "total number of atoms/(number of carbon atoms-number of acid elements)". The Ohnishi parameter of the resin (A) is obtained by counting the number of atoms from the structural formula of each repeating unit contained in the resin (A) to obtain the Ohnishi parameter of each repeating unit, and adding that value to the content ratio of each repeating unit ( It can be obtained by adding the values multiplied by the molar ratio).
The Ohnishi parameter P A of the resin (A) having n kinds of repeating units is obtained by the following formula (1) using the Ohnishi parameter P Ui of each repeating unit and the content ratio (mol%) X Ui of each repeating unit. be done. i represents an integer from 1 to n.

Figure 2022131762000032
Figure 2022131762000032

また、本発明の組成物中の全固形分の大西パラメータは、特に限定されないが、4.1以下であることが好ましく、3.5以下であることがより好ましく、3.0以下であることが更に好ましい。本発明の組成物中の全固形分の大西パラメータは、本発明の組成物に含まれる全固形分(溶剤以外の全成分)の構造式から各原子の個数をカウントして各成分の大西パラメータを求め、その値に各成分の含有比率(モル比率)を乗じた値を足し合わせることで求めることができる。
m種の成分(固形成分)を有するレジスト組成物中の全固形分の大西パラメータTは、各成分の大西パラメータTSiと各成分の含有比率(モル%)YSiとを用い、下記式(2)により求められる。iは1~mの整数を表す。
In addition, the Ohnishi parameter of the total solid content in the composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 4.1 or less, more preferably 3.5 or less, and 3.0 or less is more preferred. The Ohnishi parameter for the total solid content in the composition of the present invention is obtained by counting the number of each atom from the structural formula of the total solid content (all components other than the solvent) contained in the composition of the present invention. and adding the values obtained by multiplying the value by the content ratio (molar ratio) of each component.
The Ohnishi parameter T of the total solid content in the resist composition having m kinds of components (solid components) is obtained by the following formula ( 2). i represents an integer from 1 to m.

Figure 2022131762000033
Figure 2022131762000033

本発明の組成物中の樹脂(A)の含有量は特に限定されないが、本発明の組成物の全固形分に対して50.00~99.99質量%であることが好ましく、60.00~99.90質量%であることがより好ましい。
なお、全固形分とは、本発明の組成物中の溶剤を除いた全成分を意図し、溶剤以外の成分であれば液状成分であっても固形分とみなす。
本発明の組成物に含まれる樹脂(A)は1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
The content of the resin (A) in the composition of the present invention is not particularly limited, but it is preferably 50.00 to 99.99% by mass with respect to the total solid content of the composition of the present invention, and 60.00 More preferably, it is up to 99.90% by mass.
The term "total solid content" means all the components except the solvent in the composition of the present invention, and components other than the solvent are regarded as the solid content even if they are liquid components.
The resin (A) contained in the composition of the present invention may be of one type, or may be of two or more types.

[酸拡散制御剤]
本発明の組成物は、酸拡散制御剤(以下、「酸拡散制御剤(Q)」ともいう)を含有することが好ましい。
[Acid diffusion control agent]
The composition of the present invention preferably contains an acid diffusion controller (hereinafter also referred to as "acid diffusion controller (Q)").

酸拡散制御剤(Q)は、露光時に光酸発生剤等から発生する酸をトラップし、余分な発生酸による、未露光部における酸分解性樹脂の反応を抑制するクエンチャーとして作用することができる。
酸拡散制御剤(Q)としては、例えば、塩基性化合物(DA)、活性光線又は放射線の照射により塩基性が低下又は消失する塩基性化合物(DB)、酸発生剤から発生する酸に対して相対的に弱酸となるオニウム塩(DC)、窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する化合物(DD)、又はカチオン部に窒素原子を有するオニウム塩化合物(DE)等を使用することができる。
本発明の組成物においては、公知の酸拡散制御剤を適宜使用できる。例えば、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落[0627]~[0664]、米国特許出願公開2015/0004544A1号明細書の段落[0095]~[0187]、米国特許出願公開2016/0237190A1号明細書の段落[0403]~[0423]、及び、米国特許出願公開2016/0274458A1号明細書の段落[0259]~[0328]に開示された公知の化合物を酸拡散制御剤として好適に使用できる。
The acid diffusion control agent (Q) can act as a quencher that traps the acid generated from the photoacid generator or the like during exposure and suppresses the reaction of the acid-decomposable resin in the unexposed area due to excess generated acid. can.
The acid diffusion control agent (Q) includes, for example, a basic compound (DA), a basic compound (DB) whose basicity is reduced or lost by irradiation with actinic rays or radiation, and an acid generated from an acid generator. An onium salt (DC) that is a relatively weak acid, a compound (DD) that has a nitrogen atom and a group that can be eliminated by the action of an acid, or an onium salt compound (DE) that has a nitrogen atom in the cation portion is used. can do.
Known acid diffusion control agents can be used as appropriate in the composition of the present invention. For example, paragraphs [0627] to [0664] of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1, paragraphs [0095] to [0187] of US Patent Application Publication No. 2015/0004544A1, US Patent Application Publication No. 2016/0237190A1. Known compounds disclosed in paragraphs [0403] to [0423] of the specification and paragraphs [0259] to [0328] of US Patent Application Publication No. 2016/0274458A1 can be suitably used as acid diffusion control agents. .

塩基性化合物(DA)としては、下記一般式(A)~(E)で示される構造を有する化合物が好ましい。 As the basic compound (DA), compounds having structures represented by the following general formulas (A) to (E) are preferred.

Figure 2022131762000034
Figure 2022131762000034

一般式(A)及び(E)中、
200、R201及びR202は、同一でも異なってもよく、各々独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1~20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3~20)又はアリール基(炭素数6~20)を表す。R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
203、R204、R205及びR206は、同一でも異なってもよく、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基を表す。
In general formulas (A) and (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different and each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl represents a group (6 to 20 carbon atoms). R 201 and R 202 may combine with each other to form a ring.
R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

一般式(A)及び(E)中のアルキル基は、置換基を有していても無置換であってもよい。
上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1~20のアミノアルキル基、炭素数1~20のヒドロキシアルキル基、又は炭素数1~20のシアノアルキル基が好ましい。
一般式(A)及び(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
The alkyl groups in general formulas (A) and (E) may be substituted or unsubstituted.
Regarding the above alkyl group, the substituted alkyl group is preferably an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyanoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
The alkyl groups in general formulas (A) and (E) are more preferably unsubstituted.

塩基性化合物(DA)としては、チアゾール、ベンゾチアゾール、オキサゾール、ベンゾオキサゾール、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、ピペリジン、又はこれらの構造を有する化合物が好ましく、チアゾール構造、ベンゾチアゾール構造、オキサゾール構造、ベンゾオキサゾール構造、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造若しくはピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/若しくはエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、又は、水酸基及び/若しくはエーテル結合を有するアニリン誘導体等がより好ましい。 The basic compound (DA) is preferably thiazole, benzothiazole, oxazole, benzoxazole, guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, piperidine, or compounds having these structures. A compound having a thiazole structure, a benzothiazole structure, an oxazole structure, a benzoxazole structure, an imidazole structure, a diazabicyclo structure, an onium hydroxide structure, an onium carboxylate structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, a hydroxyl group and/or an ether bond or an aniline derivative having a hydroxyl group and/or an ether bond.

活性光線又は放射線の照射により塩基性が低下又は消失する塩基性化合物(DB)(以下、「化合物(DB)」ともいう。)は、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する化合物である。 A basic compound (DB) whose basicity is reduced or lost by irradiation with actinic rays or radiation (hereinafter also referred to as "compound (DB)") has a proton acceptor functional group, and actinic rays or It is a compound whose proton acceptor property is reduced or lost, or whose proton acceptor property is changed to acidic by being decomposed by irradiation with radiation.

プロトンアクセプター性官能基とは、プロトンと静電的に相互作用し得る基又は電子を有する官能基であって、例えば、環状ポリエーテル等のマクロサイクリック構造を有する官能基、又は、π共役に寄与しない非共有電子対をもった窒素原子を有する官能基を意味する。π共役に寄与しない非共有電子対を有する窒素原子とは、例えば、下記式に示す部分構造を有する窒素原子である。 The proton-accepting functional group is a functional group having electrons or a group capable of electrostatically interacting with protons, for example, a functional group having a macrocyclic structure such as cyclic polyether, or a π-conjugated means a functional group having a nitrogen atom with a lone pair of electrons that does not contribute to A nitrogen atom having a lone pair of electrons that does not contribute to π-conjugation is, for example, a nitrogen atom having a partial structure represented by the following formula.

Figure 2022131762000035
Figure 2022131762000035

プロトンアクセプター性官能基の好ましい部分構造として、例えば、クラウンエーテル構造、アザクラウンエーテル構造、1~3級アミン構造、ピリジン構造、イミダゾール構造、及びピラジン構造等が挙げられる。 Preferred partial structures of proton acceptor functional groups include, for example, crown ether structures, azacrown ether structures, primary to tertiary amine structures, pyridine structures, imidazole structures, and pyrazine structures.

化合物(DB)は、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若しくは消失し、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。ここでプロトンアクセプター性の低下若しくは消失、又はプロトンアクセプター性から酸性への変化とは、プロトンアクセプター性官能基にプロトンが付加することに起因するプロトンアクセプター性の変化であり、具体的には、プロトンアクセプター性官能基を有する化合物(DB)とプロトンとからプロトン付加体が生成するとき、その化学平衡における平衡定数が減少することを意味する。
プロトンアクセプター性は、pH測定を行うことによって確認することができる。
The compound (DB) is decomposed by exposure to actinic rays or radiation to reduce or eliminate its proton acceptor property, or to generate a compound whose proton acceptor property is changed to an acidic one. Here, the reduction or disappearance of proton acceptor property, or the change from proton acceptor property to acidity is a change in proton acceptor property due to the addition of protons to the proton acceptor functional group. means that when a proton adduct is produced from a compound (DB) having a proton-accepting functional group and a proton, the equilibrium constant in the chemical equilibrium decreases.
Proton acceptor properties can be confirmed by measuring pH.

活性光線又は放射線の照射により化合物(DB)が分解して発生する化合物の酸解離定数pKaは、pKa<-1を満たすことが好ましく、-13<pKa<-1を満たすことがより好ましく、-13<pKa<-3を満たすことが更に好ましい。 The acid dissociation constant pKa of the compound generated by decomposition of the compound (DB) by irradiation with actinic rays or radiation preferably satisfies pKa<−1, more preferably satisfies −13<pKa<−1, and − More preferably, 13<pKa<-3 is satisfied.

本発明の組成物では、酸発生剤から発生する酸に対して相対的に弱酸となるオニウム塩(DC)(以下、「化合物(DC)」ともいう。)を酸拡散制御剤(Q)として使用することもできる。上記酸発生剤から発生する酸としては、前述の樹脂(A)の繰り返し単位(P1)から発生する酸又は後述する光酸発生剤が挙げられる。酸発生剤としても機能する樹脂(A)又は後述する光酸発生剤と、化合物(DC)とを混合して用いた場合、活性光線性又は放射線の照射により樹脂(A)の繰り返し単位(P1)又は光酸発生剤から生じた酸が未反応の弱酸アニオンを有するオニウム塩と衝突すると、塩交換により弱酸を放出して強酸アニオンを有するオニウム塩を生じる。この過程で強酸がより触媒能の低い弱酸に交換されるため、見かけ上、酸が失活して酸拡散の制御を行うことができる。 In the composition of the present invention, an onium salt (DC) (hereinafter also referred to as "compound (DC)"), which is a relatively weak acid relative to the acid generated from the acid generator, is used as the acid diffusion controller (Q). can also be used. Examples of the acid generated from the acid generator include the acid generated from the repeating unit (P1) of the resin (A) described above and the photoacid generator described later. When the compound (DC) is mixed with the resin (A) that also functions as an acid generator or a photoacid generator described later, the repeating unit (P1 ) or the acid generated from the photoacid generator collides with an onium salt having an unreacted weak acid anion, the weak acid is released by salt exchange to yield an onium salt having a strong acid anion. In this process, the strong acid is exchanged for a weak acid with a lower catalytic activity, so that the acid is apparently deactivated and acid diffusion can be controlled.

化合物(DC)としては、下記一般式(d1-1)~(d1-3)で表される化合物が好ましい。 As the compound (DC), compounds represented by the following general formulas (d1-1) to (d1-3) are preferred.

Figure 2022131762000036
Figure 2022131762000036

式中、R51は置換基を有していてもよい炭化水素基であり、Z2cは置換基を有していてもよい炭素数1~30の炭化水素基(但し、Sに隣接する炭素にはフッ素原子は置換されていないものとする)であり、R52は有機基であり、Yは直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキレン基又はアリーレン基であり、Rfはフッ素原子を含む炭化水素基であり、Mは各々独立に、アンモニウムカチオン、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンである。 In the formula, R 51 is an optionally substituted hydrocarbon group, and Z 2c is an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms (provided that the carbon adjacent to S is not substituted with a fluorine atom), R 52 is an organic group, Y 3 is a linear, branched or cyclic alkylene group or arylene group, and Rf is a fluorine atom and each M + is independently an ammonium cation, a sulfonium cation, or an iodonium cation.

として表されるスルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンの好ましい例としては、前述の一般式(ZIa)で表されるスルホニウムカチオン及び前述の一般式(ZIIa)で表されるヨードニウムカチオンが挙げられる。 Preferred examples of the sulfonium cation or iodonium cation represented by M + include the sulfonium cation represented by the above general formula (ZIa) and the iodonium cation represented by the above general formula (ZIIa).

化合物(DC)は、カチオン部位とアニオン部位を同一分子内に有し、かつ、カチオン部位とアニオン部位が共有結合により連結している化合物(以下、「化合物(DCA)」ともいう。)であってもよい。
化合物(DCA)としては、下記一般式(C-1)~(C-3)のいずれかで表される化合物が好ましい。
The compound (DC) is a compound (hereinafter also referred to as "compound (DCA)") having a cation site and an anion site in the same molecule and in which the cation site and the anion site are linked by a covalent bond. may
As the compound (DCA), compounds represented by any one of the following general formulas (C-1) to (C-3) are preferable.

Figure 2022131762000037
Figure 2022131762000037

一般式(C-1)~(C-3)中、
、R、及びRは、各々独立に炭素数1以上の置換基を表す。
は、カチオン部位とアニオン部位とを連結する2価の連結基又は単結合を表す。
-Xは、-COO、-SO 、-SO 、及び-N-Rから選択されるアニオン部位を表す。Rは、隣接するN原子との連結部位に、カルボニル基(-C(=O)-)、スルホニル基(-S(=O)-)、及びスルフィニル基(-S(=O)-)のうち少なくとも1つを有する1価の置換基を表す。
、R、R、R、及びLは、互いに結合して環構造を形成してもよい。また、一般式(C-3)において、R~Rのうち2つを合わせて1つの2価の置換基を表し、N原子と2重結合により結合していてもよい。
In general formulas (C-1) to (C-3),
R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a substituent having 1 or more carbon atoms.
L 1 represents a divalent linking group or a single bond that links the cation site and the anion site.
—X represents an anionic moiety selected from —COO , —SO 3 , —SO 2 , and —N —R 4 . R 4 has a carbonyl group (-C(=O)-), a sulfonyl group (-S(=O) 2 -), and a sulfinyl group (-S(=O)- ) represents a monovalent substituent having at least one of
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and L 1 may combine with each other to form a ring structure. In general formula (C-3), two of R 1 to R 3 together represent one divalent substituent, which may be bonded to the N atom via a double bond.

~Rにおける炭素数1以上の置換基としては、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、及びアリールアミノカルボニル基等が挙げられる。好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基である。 Examples of substituents having 1 or more carbon atoms for R 1 to R 3 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkyloxycarbonyl group, a cycloalkyloxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylaminocarbonyl group, and a cycloalkylamino A carbonyl group, an arylaminocarbonyl group, and the like can be mentioned. An alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group is preferred.

2価の連結基としてのLは、直鎖状若しくは分岐鎖状アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、及びこれらの2種以上を組み合わせてなる基等が挙げられる。Lは、好ましくは、アルキレン基、アリーレン基、エーテル結合、エステル結合、又はこれらの2種以上を組み合わせてなる基である。 L 1 as a divalent linking group is a linear or branched alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, a urea bond, and two of these A group formed by combining more than one species and the like can be mentioned. L 1 is preferably an alkylene group, an arylene group, an ether bond, an ester bond, or a group formed by combining two or more of these.

窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する化合物(DD)(以下、「化合物(DD)」ともいう。)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であることが好ましい。
酸の作用により脱離する基としては、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、又はヘミアミナールエーテル基が好ましく、カルバメート基、又はヘミアミナールエーテル基がより好ましい。
化合物(DD)の分子量は、100~1000が好ましく、100~700がより好ましく、100~500が更に好ましい。
化合物(DD)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よい。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)で表される。
A compound (DD) having a nitrogen atom and a group that leaves by the action of an acid (hereinafter also referred to as "compound (DD)") is an amine having a group that leaves on the nitrogen atom by the action of an acid. Derivatives are preferred.
The group that leaves by the action of an acid is preferably an acetal group, a carbonate group, a carbamate group, a tertiary ester group, a tertiary hydroxyl group, or a hemiaminal ether group, more preferably a carbamate group or a hemiaminal ether group. .
The molecular weight of the compound (DD) is preferably 100-1000, more preferably 100-700, even more preferably 100-500.
Compound (DD) may have a carbamate group with a protecting group on the nitrogen atom. A protecting group constituting a carbamate group is represented by the following general formula (d-1).

Figure 2022131762000038
Figure 2022131762000038

一般式(d-1)において、
Rbは、各々独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1~10)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3~30)、アリール基(好ましくは炭素数3~30)、アラルキル基(好ましくは炭素数1~10)、又はアルコキシアルキル基(好ましくは炭素数1~10)を表す。Rbは相互に結合して環を形成していてもよい。
Rbが示すアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は、各々独立にヒドロキシル基、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、又は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 (d-1),
Rb each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 30 carbon atoms), an aryl group (preferably having 3 to 30 carbon atoms), an aralkyl group ( preferably 1 to 10 carbon atoms) or an alkoxyalkyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms). Rb's may combine with each other to form a ring.
The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group represented by Rb are each independently a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a pyrrolidino group, a piperidino group, a morpholino group, a functional group such as an oxo group, an alkoxy group, or It may be substituted with a halogen atom. The same applies to the alkoxyalkyl group represented by Rb.

Rbとしては、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又はシクロアルキル基がより好ましい。
2つのRbが相互に連結して形成する環としては、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環式炭化水素及びその誘導体等が挙げられる。
一般式(d-1)で表される基の具体的な構造としては、米国特許公報US2012/0135348A1号明細書の段落[0466]に開示された構造が挙げられるが、これに限定されない。
Rb is preferably a linear or branched alkyl group, cycloalkyl group or aryl group, more preferably a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group.
Examples of the ring formed by connecting two Rb's to each other include alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, heterocyclic hydrocarbons and derivatives thereof.
Specific structures of the group represented by formula (d-1) include, but are not limited to, structures disclosed in paragraph [0466] of US Patent Publication No. US2012/0135348A1.

化合物(DD)は、下記一般式(6)で表される構造を有することが好ましい。 Compound (DD) preferably has a structure represented by the following general formula (6).

Figure 2022131762000039
Figure 2022131762000039

一般式(6)において、
lは0~2の整数を表し、mは1~3の整数を表し、l+m=3を満たす。
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表す。lが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は相互に連結して式中の窒素原子と共に複素環を形成していてもよい。この複素環には式中の窒素原子以外のヘテロ原子を含んでいてもよい。
Rbは、上記一般式(d-1)におけるRbと同義であり、好ましい例も同様である。
一般式(6)において、Ra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、各々独立にRbとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基が置換されていてもよい基として前述した基と同様な基で置換されていてもよい。
In general formula (6),
l represents an integer of 0 to 2, m represents an integer of 1 to 3, and satisfies l+m=3.
Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group. When l is 2, the two Ra's may be the same or different, and the two Ra's may be linked together to form a heterocyclic ring together with the nitrogen atom in the formula. This heterocyclic ring may contain a heteroatom other than the nitrogen atom in the formula.
Rb has the same definition as Rb in formula (d-1) above, and preferred examples are also the same.
In the general formula (6), the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group as Ra are each independently substituted with an alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group as Rb. It may be substituted with the same groups as the groups described above as good groups.

上記Ra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(これらの基は、上記基で置換されていてもよい)の具体例としては、Rbについて前述した具体例と同様な基が挙げられる。
本発明における特に好ましい化合物(DD)の具体例としては、米国特許出願公開2012/0135348A1号明細書の段落[0475]に開示された化合物が挙げられるが、これに限定されない。
Specific examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group (these groups may be substituted with the above groups) for Ra include the same groups as the specific examples described above for Rb. be done.
Specific examples of particularly preferred compounds (DD) in the present invention include, but are not limited to, compounds disclosed in paragraph [0475] of US Patent Application Publication No. 2012/0135348A1.

カチオン部に窒素原子を有するオニウム塩化合物(DE)(以下、「化合物(DE)」ともいう。)は、カチオン部に窒素原子を含む塩基性部位を有する化合物であることが好ましい。塩基性部位は、アミノ基であることが好ましく、脂肪族アミノ基であることがより好ましい。塩基性部位中の窒素原子に隣接する原子の全てが、水素原子又は炭素原子であることが更に好ましい。また、塩基性向上の観点から、窒素原子に対して、電子求引性の官能基(カルボニル基、スルホニル基、シアノ基、及びハロゲン原子等)が直結していないことが好ましい。
化合物(DE)の好ましい具体例としては、米国特許出願公開2015/0309408A1号明細書の段落[0203]に開示された化合物が挙げられるが、これに限定されない。
The onium salt compound (DE) having a nitrogen atom in the cation moiety (hereinafter also referred to as "compound (DE)") is preferably a compound having a basic site containing a nitrogen atom in the cation moiety. The basic moiety is preferably an amino group, more preferably an aliphatic amino group. More preferably all of the atoms adjacent to the nitrogen atom in the basic moiety are hydrogen atoms or carbon atoms. Moreover, from the viewpoint of improving basicity, it is preferable that an electron-withdrawing functional group (a carbonyl group, a sulfonyl group, a cyano group, a halogen atom, etc.) is not directly connected to the nitrogen atom.
Preferred specific examples of the compound (DE) include, but are not limited to, compounds disclosed in paragraph [0203] of US Patent Application Publication No. 2015/0309408A1.

本発明では、酸拡散制御剤としては、塩基性化合物(DA)であることが好ましく、その中でも一般式(C)で示される構造を有する化合物であることが好ましく、下記一般式(DAC1)、(DAC2)、又は(DAC3)で表される化合物であることが更に好ましい。 In the present invention, the acid diffusion control agent is preferably a basic compound (DA), and among them, a compound having a structure represented by the general formula (C) is preferable, and the following general formula (DAC1), A compound represented by (DAC2) or (DAC3) is more preferable.

Figure 2022131762000040
Figure 2022131762000040

Figure 2022131762000041
Figure 2022131762000041

一般式(DAC1)、(DAC2)及び(DAC3)中、ArD1~ArD3は、各々独立に芳香族基を表す。
ArD1~ArD3はアリール基を表すことが好ましく、フェニル基を表すことがより好ましい。
ArD1~ArD3が表す芳香族基は置換基を有していてもよく、置換基としてはアルキル基、アルコキシ基、エステル基などが挙げられ、特にメトキシ基が好ましい。
In general formulas (DAC1), (DAC2) and (DAC3), Ar D1 to Ar D3 each independently represent an aromatic group.
Ar D1 to Ar D3 preferably represent an aryl group, more preferably a phenyl group.
The aromatic group represented by Ar D1 to Ar D3 may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group and an ester group, with a methoxy group being particularly preferred.

酸拡散制御剤(Q)の好ましい例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Preferred examples of the acid diffusion controller (Q) are shown below, but the present invention is not limited to these.

Figure 2022131762000042
Figure 2022131762000042

Figure 2022131762000043
Figure 2022131762000043

Figure 2022131762000044
Figure 2022131762000044

Figure 2022131762000045
Figure 2022131762000045

酸拡散制御剤(Q)は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の組成物は、酸拡散制御剤(Q)を含んでいてもよいし、含まなくてもよいが、含む場合は、酸拡散制御剤(Q)の含有量は、本発明の組成物の全固形分に対して、0.001~20質量%であることが好ましく、0.01~10質量%であることがより好ましい。
The acid diffusion controller (Q) may be used alone or in combination of two or more.
The composition of the present invention may or may not contain an acid diffusion control agent (Q). It is preferably 0.001 to 20% by mass, more preferably 0.01 to 10% by mass, based on the total solid content.

[溶剤]
本発明の組成物は溶剤を含有することが好ましい。
溶剤としては、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、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、環状ラクトン(好ましくは炭素数4~10)、環を有してもよいモノケトン化合物(好ましくは炭素数4~10)、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、及びピルビン酸アルキル等の有機溶剤が挙げられる。
溶剤に関しては、国際公開第2019/058890号の段落[0187]~[0197]の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
[solvent]
The composition of the invention preferably contains a solvent.
Examples of solvents include, but are not limited to, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylates, alkylene glycol monoalkyl ethers, lactic acid alkyl esters, alkyl alkoxypropionates, cyclic lactones (preferably having 4 to 10 carbon atoms), and rings. and organic solvents such as monoketone compounds (preferably having 4 to 10 carbon atoms), alkylene carbonates, alkyl alkoxyacetates, and alkyl pyruvates.
Regarding the solvent, the description in paragraphs [0187] to [0197] of International Publication No. 2019/058890 can be referred to, and the contents thereof are incorporated herein.

有機溶剤として、構造中に水酸基を有する溶剤と、水酸基を有さない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。
水酸基を有する溶剤、及び水酸基を有さない溶剤としては、前述した化合物を適宜選択できるが、水酸基を含む溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、又は乳酸アルキル等が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(PGEE)、又は、2-ヒドロキシイソ酪酸メチルがより好ましい。また、水酸基を有さない溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、アルキルアルコキシプロピオネート、環を有していてもよいモノケトン化合物、環状ラクトン、又は酢酸アルキル等が好ましく、これらの中でも、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)、エチルエトキシプロピオネート、2-ヘプタノン、γ-ブチロラクトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン又は酢酸ブチルがより好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン、エチルエトキシプロピオネート、シクロヘキサノン、シクロペンタノン又は2-ヘプタノンが更に好ましい。水酸基を有さない溶剤としては、プロピレンカーボネートも好ましい。
水酸基を有する溶剤と水酸基を有さない溶剤との混合比(質量比)は、1/99~99/1であることが好ましく、10/90~90/10であることがより好ましく、20/80~60/40であることが更に好ましい。水酸基を有さない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が、塗布均一性の点で好ましい。
溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有することが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート単独溶剤でもよいし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤でもよい。
As the organic solvent, a mixed solvent in which a solvent having a hydroxyl group in its structure and a solvent having no hydroxyl group are mixed may be used.
As the solvent having a hydroxyl group and the solvent not having a hydroxyl group, the compounds described above can be appropriately selected. As the solvent containing a hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate, etc. are preferable, and propylene glycol monomethyl ether (PGME ), propylene glycol monoethyl ether (PGEE), or methyl 2-hydroxyisobutyrate are more preferred. As the solvent having no hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether acetate, alkylalkoxypropionate, monoketone compound which may have a ring, cyclic lactone, or alkyl acetate are preferable. Glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl ethoxy propionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, cyclopentanone or butyl acetate are more preferred, propylene glycol monomethyl ether acetate, γ-butyrolactone, ethyl ethoxy propionate, Cyclohexanone, cyclopentanone or 2-heptanone are more preferred. Propylene carbonate is also preferred as the solvent having no hydroxyl group.
The mixing ratio (mass ratio) of the solvent having a hydroxyl group and the solvent having no hydroxyl group is preferably 1/99 to 99/1, more preferably 10/90 to 90/10, and 20/ More preferably 80 to 60/40. A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent having no hydroxyl group is preferable from the viewpoint of coating uniformity.
The solvent preferably contains propylene glycol monomethyl ether acetate, and may be a single solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate or a mixed solvent of two or more kinds containing propylene glycol monomethyl ether acetate.

本発明の組成物中の溶剤の含有量は特に限定されないが、本発明の組成物の固形分濃度が1.0~10質量%となるように溶剤を使用することが好ましい。本発明の組成物の固形分濃度は、好ましくは2.0~5.7質量%であり、更に好ましくは2.0~5.3質量%である。
固形分濃度とは、本発明の組成物の総質量に対する、溶剤を除く他の成分の質量の総和の質量百分率である。
Although the content of the solvent in the composition of the present invention is not particularly limited, it is preferable to use the solvent so that the solid content concentration of the composition of the present invention is 1.0 to 10% by mass. The solid content concentration of the composition of the present invention is preferably 2.0 to 5.7% by mass, more preferably 2.0 to 5.3% by mass.
The solid content concentration is the mass percentage of the sum of the masses of other components excluding the solvent with respect to the total mass of the composition of the present invention.

[活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物]
本発明の組成物は、前述の樹脂(A)とは異なる成分として、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(「光酸発生剤」ともいう)を含有してもよい。
光酸発生剤は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物である。
光酸発生剤としては、活性光線又は放射線の照射により有機酸を発生する化合物が好ましい。例えば、スルホニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物、ジアゾニウム塩化合物、ホスホニウム塩化合物、イミドスルホネート化合物、オキシムスルホネート化合物、ジアゾジスルホン化合物、ジスルホン化合物、及びo-ニトロベンジルスルホネート化合物が挙げられる。
[Compound that generates acid upon exposure to actinic rays or radiation]
The composition of the present invention may contain, as a component different from the resin (A) described above, a compound that generates an acid upon exposure to actinic rays or radiation (also referred to as a “photoacid generator”).
A photoacid generator is a compound that generates an acid upon exposure to actinic rays or radiation.
As the photoacid generator, a compound that generates an organic acid upon exposure to actinic rays or radiation is preferred. Examples include sulfonium salt compounds, iodonium salt compounds, diazonium salt compounds, phosphonium salt compounds, imidosulfonate compounds, oximesulfonate compounds, diazodisulfone compounds, disulfone compounds, and o-nitrobenzylsulfonate compounds.

光酸発生剤としては、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物を、単独又はそれらの混合物として適宜選択して使用できる。例えば、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落[0125]~[0319]、米国特許出願公開2015/0004544A1号明細書の段落[0086]~[0094]、米国特許出願公開2016/0237190A1号明細書の段落[0323]~[0402]、及び特許第5548473号公報の段落[0328]~[0350]に開示された公知の化合物を好適に使用できる。 As the photoacid generator, a known compound that generates an acid upon exposure to actinic rays or radiation can be appropriately selected and used either singly or as a mixture thereof. For example, paragraphs [0125] to [0319] of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1, paragraphs [0086] to [0094] of US Patent Application Publication No. 2015/0004544A1, US Patent Application Publication No. 2016/0237190A1 Known compounds disclosed in paragraphs [0323] to [0402] of the specification and paragraphs [0328] to [0350] of Japanese Patent No. 5548473 can be preferably used.

光酸発生剤は、低分子化合物の形態であってもよく、重合体の一部に組み込まれた形態であってもよい。また、低分子化合物の形態と重合体の一部に組み込まれた形態を併用してもよい。
光酸発生剤は、低分子化合物の形態であることが好ましい。
光酸発生剤が、低分子化合物の形態である場合、分子量は3000以下が好ましく、2000以下がより好ましく、1000以下が更に好ましい。
光酸発生剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
The photoacid generator may be in the form of a low-molecular-weight compound, or may be in the form of being incorporated into a part of the polymer. Moreover, the form of a low-molecular-weight compound and the form incorporated into a part of a polymer may be used in combination.
The photoacid generator is preferably in the form of a low molecular weight compound.
When the photoacid generator is in the form of a low-molecular-weight compound, the molecular weight is preferably 3,000 or less, more preferably 2,000 or less, and even more preferably 1,000 or less.
A photo-acid generator may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

本発明の組成物は、上記光酸発生剤を含有してもよいし、含有しなくてもよいが、含有する場合、光酸発生剤の含有量は、本発明の組成物の全固形分を基準として、0.1~25質量%であることが好ましく、0.5~20質量%であることがより好ましく、1~15質量%であることが更に好ましく、1~10質量%であることが特に好ましい。 The composition of the present invention may or may not contain the photoacid generator, but when it does contain the photoacid generator, the content of the photoacid generator is the total solid content of the composition of the present invention. Based on, it is preferably 0.1 to 25% by mass, more preferably 0.5 to 20% by mass, even more preferably 1 to 15% by mass, 1 to 10% by mass is particularly preferred.

[界面活性剤]
本発明の組成物は、界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤を含有することにより、波長が250nm以下、特には220nm以下の露光光源を使用した場合に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥のより少ないパターンを形成することが可能となる。
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を用いることが特に好ましい。
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、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0276]に記載の界面活性剤が挙げられる。また、エフトップEF301若しくはEF303(新秋田化成(株)製);フロラードFC430、431若しくは4430(住友スリーエム(株)製);メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120若しくはR08(DIC(株)製);サーフロンS-382、SC101、102、103、104、105若しくは106(旭硝子(株)製);トロイゾルS-366(トロイケミカル(株)製);GF-300若しくはGF-150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS-393(セイミケミカル(株)製);エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、EF352、EF801、EF802若しくはEF601((株)ジェムコ製);PF636、PF656、PF6320若しくはPF6520(OMNOVA社製);又は、FTX-204G、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218D若しくは222D((株)ネオス製)を用いてもよい。なお、ポリシロキサンポリマーKP-341(信越化学工業(株)製)も、シリコン系界面活性剤として用いることができる。
[Surfactant]
The composition of the invention may contain a surfactant. By containing a surfactant, when an exposure light source with a wavelength of 250 nm or less, particularly 220 nm or less is used, it is possible to form a pattern with good adhesion and less development defects with good sensitivity and resolution. Become.
As the surfactant, it is particularly preferable to use a fluorine-based and/or silicon-based surfactant.
Examples of fluorine-based and/or silicon-based surfactants include surfactants described in [0276] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425. In addition, F-top EF301 or EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.); Florard FC430, 431 or 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.); Megafac F171, F173, F176, F189, F113, F110, F177, F120 or R08 (manufactured by DIC Corporation); Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105 or 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.); Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.); GF-300 or GF-150 (manufactured by Toagosei Chemical Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.); PF636, PF656, PF6320 or PF6520 (manufactured by OMNOVA); or FTX-204G, 208G, 218G, 230G, 204D, 208D, 212D, 218D or 222D (manufactured by Neos). may Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、界面活性剤は、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)又はオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物を用いて合成してもよい。具体的には、このフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を備えた重合体を、界面活性剤として用いてもよい。このフルオロ脂肪族化合物は、例えば、特開2002-90991号公報に記載された方法によって合成することができる。
また、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0280]に記載されているフッ素系及び/又はシリコン系以外の界面活性剤を使用してもよい。
In addition to the known surfactants shown above, fluoroaliphatic compounds produced by the telomerization method (also called the telomer method) or the oligomerization method (also called the oligomer method) are used as the surfactant. may be synthesized. Specifically, a polymer having a fluoroaliphatic group derived from this fluoroaliphatic compound may be used as a surfactant. This fluoroaliphatic compound can be synthesized, for example, by the method described in JP-A-2002-90991.
Surfactants other than fluorine-based and/or silicone-based surfactants described in [0280] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425 may also be used.

これら界面活性剤は、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。 One type of these surfactants may be used alone, or two or more types may be used in combination.

本発明の組成物が界面活性剤を含んでいる場合、その含有量は、本発明の組成物の全固形分を基準として、好ましくは0.00001~2質量%、より好ましくは0.0001~2質量%、更に好ましくは0.0005~1質量%である。 When the composition of the present invention contains a surfactant, its content is preferably 0.00001 to 2% by mass, more preferably 0.0001 to 2% by mass, based on the total solid content of the composition of the present invention. 2% by mass, more preferably 0.0005 to 1% by mass.

[その他の添加剤]
本発明の組成物は、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 composition of the present invention contains a carboxylic acid, an onium carboxylate, a dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less described in Proceeding of SPIE, 2724, 355 (1996), a dye, and 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こともできる。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。 Carboxylic acid, in particular, can also be preferably used to improve performance. Preferred carboxylic acids are aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and naphthoic acid.

本発明の組成物がカルボン酸を含む場合、カルボン酸の含有量は、組成物の全固形分に対して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。 When the composition of the present invention contains a carboxylic acid, the content of the carboxylic acid is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass, based on the total solid content of the composition. It is preferably 0.01 to 3% by mass.

本発明の組成物は、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。 From the viewpoint of improving resolution, the composition of the present invention is preferably used at a film thickness of 10 to 250 nm, more preferably at a film thickness of 20 to 200 nm, and even more preferably at a film thickness of 30 to 100 nm. preferably used. 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, thereby improving the coatability and the film formability.

[用途]
本発明の組成物は、活性光線又は放射線の照射により反応して性質が変化する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物である。更に詳しくは、本発明の組成物は、IC(Integrated Circuit)等の半導体製造工程、液晶若しくはサーマルヘッド等の回路基板の製造、インプリント用モールド構造体の作製、その他のフォトファブリケーション工程、又は平版印刷版、若しくは酸硬化性組成物の製造に使用される感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に関する。本発明において形成されるパターンは、エッチング工程、イオンインプランテーション工程、バンプ電極形成工程、再配線形成工程、及びMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等において使用できる。
また、本発明は、フォトマスク製造用である感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に関する。
[Use]
The composition of the present invention is an actinic ray- or radiation-sensitive resin composition that reacts with irradiation of actinic rays or radiation to change its properties. More specifically, the composition of the present invention can be used in semiconductor manufacturing processes such as IC (Integrated Circuit), circuit board manufacturing such as liquid crystals or thermal heads, manufacturing of imprint mold structures, other photofabrication processes, or The present invention relates to an actinic ray- or radiation-sensitive resin composition used for producing a lithographic printing plate or an acid-curable composition. The pattern formed in the present invention can be used in an etching process, an ion implantation process, a bump electrode forming process, a rewiring forming process, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), and the like.
The present invention also relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition for photomask production.

[感活性光線性又は感放射線性膜]
本発明は、前述の本発明の組成物により形成される感活性光線性又は感放射線性膜(好ましくはレジスト膜)にも関する。このような膜は、例えば、本発明の組成物が基板等の支持体上に塗布されることにより形成される。この膜の厚みは、0.02~0.1μmが好ましい。基板上に塗布する方法としては、スピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコート等の適当な塗布方法により基板上に塗布されるが、スピン塗布が好ましく、その回転数は1000~3000rpm(rotations per minute)が好ましい。塗布膜は60~150℃で1~20分間、好ましくは80~120℃で1~10分間プリベークして薄膜を形成する。
被加工基板及びその最表層を構成する材料は、例えば、半導体用ウェハの場合、シリコンウェハを用いることができ、最表層となる材料の例としては、Si、SiO、SiN、SiON、TiN、WSi、BPSG(Boron Phosphorus Silicon Glass)、SOG(Spin on Glass)、有機反射防止膜等が挙げられる。
[Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film]
The present invention also relates to an actinic ray- or radiation-sensitive film (preferably a resist film) formed from the composition of the present invention as described above. Such a film is formed, for example, by applying the composition of the present invention onto a support such as a substrate. The thickness of this film is preferably 0.02 to 0.1 μm. As a method of coating on the substrate, a suitable coating method such as spin coating, roll coating, flow coating, dip coating, spray coating, doctor coating, etc. is used, and spin coating is preferred, and the number of revolutions is 1000 to 3000 rpm (rotations per minute) is preferred. The coated film is prebaked at 60 to 150° C. for 1 to 20 minutes, preferably at 80 to 120° C. for 1 to 10 minutes to form a thin film.
The material constituting the substrate to be processed and its outermost layer can be, for example, a silicon wafer in the case of a semiconductor wafer. WSi, BPSG (Boron Phosphorus Silicon Glass), SOG (Spin on Glass), organic antireflection film, and the like.

レジスト膜を形成する前に、基板上に予め反射防止膜を塗設してもよい。
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。
Before forming the resist film, an antireflection film may be applied on the substrate in advance.
As the antireflection film, both an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon and amorphous silicon, and an organic film type consisting of a light absorbing agent and a polymer material can be used. In addition, as the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series and DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR-3 and AR-5 manufactured by Shipley can be used. can.

[パターン形成方法]
本発明は、本発明の組成物を用いてレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、レジスト膜を露光する露光工程と、露光されたレジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を含むパターン形成方法にも関する。
本発明において、上記露光は、電子線、ArFエキシマレーザー又は極紫外線を用いて行われることが好ましく、電子線又は極紫外線を用いて行われることがより好ましい。
[Pattern formation method]
The present invention includes a resist film forming step of forming a resist film using the composition of the present invention, an exposure step of exposing the resist film, and a developing step of developing the exposed resist film using a developer, It also relates to a patterning method comprising
In the present invention, the exposure is preferably carried out using an electron beam, an ArF excimer laser or extreme ultraviolet rays, more preferably using an electron beam or extreme ultraviolet rays.

精密集積回路素子の製造などにおいてレジスト膜上への露光(パターン形成工程)は、まず、レジスト膜にパターン状に、ArFエキシマレーザー、電子線又は極紫外線(EUV)照射を行うことが好ましい。露光量は、ArFエキシマレーザーの場合、1~100mJ/cm程度、好ましくは20~60mJ/cm程度、電子線の場合、0.1~20μC/cm程度、好ましくは3~10μC/cm程度、極紫外線の場合、0.1~20mJ/cm程度、好ましくは3~15mJ/cm程度となるように露光する。
次いで、ホットプレート上で、好ましくは60~150℃で5秒~20分間、より好ましくは80~120℃で15秒~10分間、さらに好ましくは80~120℃で1~10分間、露光後加熱(ポストエクスポージャーベーク)を行い、次いで、現像、リンス、乾燥することによりパターンを形成する。ここで、露光後加熱は、樹脂(A)における酸分解性基を有する繰り返し単位の酸分解性によって、適宜調整される。酸分解性が低い場合、露光後加熱の温度は110℃以上、加熱時間は45秒以上であることも好ましい。
現像液は適宜選択されるが、アルカリ現像液(代表的にはアルカリ水溶液)又は有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液ともいう)を用いることが好ましい。現像液がアルカリ水溶液である場合には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)等の、0.1~5質量%、好ましくは2~3質量%アルカリ水溶液で、0.1~3分間、好ましくは0.5~2分間、浸漬(dip)法、パドル(puddle)法、スプレー(spray)法等の常法により現像する。アルカリ現像液には、アルコール類及び/又は界面活性剤を、適当量添加してもよい。こうして、ネガ型パターンの形成おいては、未露光部分の膜は溶解し、露光された部分は現像液に溶解し難いことにより、またポジ型パターンの形成おいては、露光された部分の膜は溶解し、未露光部の膜は現像液に溶解し難いことにより、基板上に目的のパターンが形成される。
In the manufacture of precision integrated circuit elements, etc., the exposure (pattern forming step) on the resist film is preferably performed by irradiating the resist film with an ArF excimer laser, an electron beam, or extreme ultraviolet (EUV) in a pattern. The exposure amount is about 1 to 100 mJ/cm 2 , preferably about 20 to 60 mJ/cm 2 in the case of ArF excimer laser, and about 0.1 to 20 μC/cm 2 , preferably 3 to 10 μC/cm in the case of electron beam. 2 , and in the case of extreme ultraviolet rays, about 0.1 to 20 mJ/cm 2 , preferably about 3 to 15 mJ/cm 2 .
Then, post-exposure heating on a hot plate, preferably at 60 to 150°C for 5 seconds to 20 minutes, more preferably at 80 to 120°C for 15 seconds to 10 minutes, still more preferably at 80 to 120°C for 1 to 10 minutes. (Post-exposure baking) is performed, followed by development, rinsing, and drying to form a pattern. Here, post-exposure heating is appropriately adjusted depending on the acid decomposability of the repeating unit having an acid decomposable group in the resin (A). When the acid decomposability is low, it is also preferable that the post-exposure heating temperature is 110° C. or higher and the heating time is 45 seconds or longer.
Although the developer is appropriately selected, it is preferable to use an alkaline developer (typically an alkaline aqueous solution) or a developer containing an organic solvent (also referred to as an organic developer). When the developer is an alkaline aqueous solution, a 0.1 to 5% by mass, preferably 2 to 3% by mass alkaline aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetrabutylammonium hydroxide (TBAH), etc. Development is carried out for 0.1 to 3 minutes, preferably 0.5 to 2 minutes, by a conventional method such as dip method, puddle method or spray method. Suitable amounts of alcohols and/or surfactants may be added to the alkaline developer. Thus, in the formation of a negative pattern, the unexposed portion of the film dissolves and the exposed portion is difficult to dissolve in the developer, and in the formation of a positive pattern, the exposed portion of the film is dissolved, and the unexposed portion of the film is difficult to dissolve in the developer, so that the desired pattern is formed on the substrate.

本発明のパターン形成方法が、アルカリ現像液を用いて現像する工程を有する場合、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、テトラプロピルアンモニウムヒドドキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリアミルアンモニウムヒドロキシド、ジブチルジペン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、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、ジメチルビス(2-ヒドロキシテチル)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。
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。
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。
特に、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。
When the pattern forming method of the present invention includes a step of developing using an alkaline developer, examples of the alkaline developer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia. Inorganic alkalis such as ethylamine, primary amines such as n-propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanol alcohol amines such as amines, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, ethyl Tetraalkylammonium hydroxide such as trimethylammonium hydroxide, butyltrimethylammonium hydroxide, methyltriamylammonium hydroxide, dibutyldipentylammonium hydroxide, trimethylphenylammonium hydroxide, trimethylbenzylammonium hydroxide, triethylbenzylammonium hydroxide, dimethyl Alkaline aqueous solutions of quaternary ammonium salts such as bis(2-hydroxytethyl)ammonium hydroxide and cyclic amines such as pyrrole and pyreridine can be used.
Furthermore, appropriate amounts of alcohols and surfactants may be added to the alkaline aqueous solution.
The alkali concentration of the alkali developer is usually 0.1 to 20 mass %.
The pH of the alkaline developer is usually 10.0-15.0.
In particular, a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide is desirable.

アルカリ現像の後に行うリンス処理におけ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。
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。
Pure water may be used as the rinse solution in the rinse treatment performed after alkali development, and an appropriate amount of surfactant may be added.
Further, after the development processing or the rinsing processing, a processing for removing the developer or the rinsing liquid adhering to the pattern with a supercritical fluid can be performed.

本発明のパターン形成方法が、有機溶剤を含有する現像液を用いて現像する工程を有する場合、上記工程における上記現像液(以下、有機系現像液とも言う)としては、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、エーテル系溶剤等の極性溶剤及び炭化水素系溶剤を用いることができる。 When the pattern forming method of the present invention includes a step of developing using a developer containing an organic solvent, the developer in the above step (hereinafter also referred to as an organic developer) may be a ketone solvent, an ester solvent, or an ester solvent. Polar solvents such as solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, and hydrocarbon 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当てはまるものとする。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当てはまるものとする。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。
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 the present invention, an ester solvent is a solvent having an ester group in the molecule, a ketone solvent is a solvent having a ketone group in the molecule, and an alcohol solvent is an alcoholic solvent in the molecule. It means a solvent having a hydroxyl group, an amide solvent means a solvent having an amide group in its molecule, and an ether solvent means a solvent having an ether bond in its molecule. Some of these solvents have multiple types of the above-mentioned functional groups in one molecule, and in such cases, the solvent species containing the functional groups possessed by the solvent is also applicable. For example, diethylene glycol monomethyl ether applies to both alcohol solvents and ether solvents in the above classification. A hydrocarbon solvent is a hydrocarbon solvent having no substituents.
In particular, a developer containing at least one solvent selected from ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents and ether solvents is preferred.

現像液は、レジスト膜の膨潤を抑制できるという点から、炭素原子数が7以上(7~14が好ましく、7~12がより好ましく、7~10がさらに好ましい)、かつヘテロ原子数が2以下のエステル系溶剤を用いることが好ましい。
上記エステル系溶剤のヘテロ原子は、炭素原子および水素原子以外の原子であって、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等が挙げられる。ヘテロ原子数は、2以下が好ましい。
炭素原子数が7以上かつヘテロ原子数が2以下のエステル系溶剤の好ましい例としては、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸2-メチルブチル、酢酸1-メチルブチル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸ペンチル、プロピオン酸ヘキシル、プロピオン酸ヘプチル、ブタン酸ブチル、イソブタン酸イソブチルなどが挙げられ、酢酸イソアミル、又はイソブタン酸イソブチルを用いることが特に好ましい。
The developer has 7 or more carbon atoms (preferably 7 to 14, more preferably 7 to 12, even more preferably 7 to 10) and 2 or less heteroatoms in order to suppress the swelling of the resist film. It is preferable to use an ester solvent of
The heteroatom of the ester solvent is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, and examples thereof include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and the like. The number of heteroatoms is preferably 2 or less.
Preferable examples of ester solvents having 7 or more carbon atoms and 2 or less heteroatoms include amyl acetate, isoamyl acetate, 2-methylbutyl acetate, 1-methylbutyl acetate, hexyl acetate, pentyl propionate, hexyl propionate, Examples include heptyl propionate, butyl butanoate, and isobutyl isobutanoate, and it is particularly preferred to use isoamyl acetate or isobutyl isobutanoate.

現像液は、上述した炭素原子数が7以上かつヘテロ原子数が2以下のエステル系溶剤に代えて、上記エステル系溶剤および上記炭化水素系溶剤の混合溶剤、又は、上記ケトン系溶剤および上記炭化水素溶剤の混合溶剤を用いてもよい。この場合においても、レジスト膜の膨潤の抑制に効果的である。
エステル系溶剤と炭化水素系溶剤とを組み合わせて用いる場合には、エステル系溶剤として酢酸イソアミルを用いることが好ましい。また、炭化水素系溶剤としては、レジスト膜の溶解性を調製するという観点から、飽和炭化水素溶剤(例えば、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、ウンデカン、ヘキサデカンなど)を用いることが好ましい。
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、2,5-ジメチル-4-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、ジイソブチルケトン、2,5-ジメチル-4-ヘキサノンを用いることが特に好ましい。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ペンチル、酢酸イソアミル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、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、酪酸ブチル、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル等を挙げることができる。
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、4-メチル-2-ペンタノール、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、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、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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等のグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。
エーテル系溶剤としては、例えば、上記グリコールエーテル系溶剤の他、アニソール、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
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。
炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、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。
なお、炭化水素系溶剤である脂肪族炭化水素系溶剤においては、同じ炭素数で異なる構造の化合物の混合物であってもよい。例えば、脂肪族炭化水素系溶媒としてデカンを使用した場合、同じ炭素数で異なる構造の化合物である2-メチルノナン、2,2-ジメチルオクタン、4-エチルオクタン、イソオクタンなどが脂肪族炭化水素系溶媒に含まれていてもよい。
また、上記同じ炭素数で異なる構造の化合物は、1種のみが含まれていてもよいし、上記のように複数種含まれていてもよい。
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、実質的に水分を含有しないことがより好ましい。
有機系現像液における有機溶剤(複数混合の場合は合計)の濃度は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは50~100質量%、さらに好ましくは85~100質量%、さらにより好ましくは90~100質量%、特に好ましくは95~100質量%である。最も好ましくは、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。
特に、有機系現像液は、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なる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有する現像液であるのが好ましい。
The developer is a mixed solvent of the ester solvent and the hydrocarbon solvent, or the ketone solvent and the carbonized solvent, instead of the ester solvent having 7 or more carbon atoms and 2 or less heteroatoms. A mixed solvent of hydrogen solvent may be used. Even in this case, it is effective in suppressing the swelling of the resist film.
When an ester solvent and a hydrocarbon solvent are used in combination, isoamyl acetate is preferably used as the ester solvent. As the hydrocarbon solvent, it is preferable to use a saturated hydrocarbon solvent (eg, octane, nonane, decane, dodecane, undecane, hexadecane, etc.) from the viewpoint of adjusting the solubility of the resist film.
Ketone solvents include, for example, 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 2-heptanone (methyl amyl ketone), 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, 2,5-dimethyl-4-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone, acetonyl acetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthyl ketone, Isophorone, propylene carbonate and the like can be mentioned, and it is particularly preferable to use diisobutyl ketone and 2,5-dimethyl-4-hexanone.
Examples of ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, pentyl acetate, isoamyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, and diethylene glycol monoethyl. ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, butyric acid Butyl, methyl 2-hydroxyisobutyrate and the like can be mentioned.
Examples of alcohol solvents include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, 4-methyl-2-pentanol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n - Alcohols such as hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, n-decanol, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono Glycol ether solvents such as ethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, and methoxymethylbutanol can be used.
Examples of ether-based solvents include the above glycol ether-based solvents, as well as anisole, dioxane, tetrahydrofuran, and the like.
Examples of amide solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and the like. Available.
Examples of hydrocarbon solvents include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane, decane, and undecane.
The aliphatic hydrocarbon-based solvent, which is a hydrocarbon-based solvent, may be a mixture of compounds having the same number of carbon atoms but different structures. For example, when decane is used as the aliphatic hydrocarbon solvent, aliphatic hydrocarbon solvents such as 2-methylnonane, 2,2-dimethyloctane, 4-ethyloctane, and isooctane, which are compounds with the same number of carbon atoms but different structures, may be included in
Further, the compounds having the same number of carbon atoms but different structures may be contained alone, or may be contained in a plurality of types as described above.
A plurality of the above solvents may be mixed, or a solvent other than the above or water may be mixed and used. However, in order to fully exhibit the effects of the present invention, the water content of the developer as a whole is preferably less than 10% by mass, and more preferably substantially free of water.
The concentration of the organic solvent (in the case of multiple mixtures, the total) in the organic developer is preferably 50% by mass or more, more preferably 50 to 100% by mass, still more preferably 85 to 100% by mass, still more preferably 90 to 100% by weight, particularly preferably 95 to 100% by weight. Most preferably, it consists essentially of an organic solvent. In addition, the case where it consists substantially only of the organic solvent includes the case where a small amount of surfactant, antioxidant, stabilizer, antifoaming agent, etc. are contained.
In particular, the organic developer is preferably a developer containing at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents. .

有機系現像液の蒸気圧は、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。有機系現像液の蒸気圧を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。
5kPa以下の蒸気圧を有する具体的な例としては、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、2-ヘプタノン(メチルアミルケトン)、4-ヘプタノン、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、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソアミル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤、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、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール等のアルコール系溶剤、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、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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等のグリコールエーテル系溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、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のアミド系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
特に好ましい範囲である2kPa以下の蒸気圧を有する具体的な例としては、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、2-ヘプタノン、4-ヘプタノン、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、フェニルアセトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤、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、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール等のアルコール系溶剤、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、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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等のグリコールエーテル系溶剤、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のアミド系溶剤、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。
The vapor pressure of the organic developer 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 developer to 5 kPa or less, evaporation of the developer on the substrate or in the developing cup is suppressed, temperature uniformity within the wafer surface is improved, and as a result, dimension uniformity is achieved within the wafer surface. sex improves.
Specific examples having a vapor pressure of 5 kPa or less include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, 2-heptanone (methyl amyl ketone), 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, Ketone solvents such as cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methyl isobutyl ketone, butyl acetate, pentyl acetate, isoamyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl Ester-based solvents such as ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, n- Alcohol solvents such as propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol, n-decanol, ethylene glycol , diethylene glycol, triethylene glycol and other glycol-based solvents, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, methoxymethylbutanol, etc. , ether solvents such as tetrahydrofuran, amide solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, and N,N-dimethylformamide, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene. , octane, and decane.
Specific examples having a vapor pressure of 2 kPa or less, which is a particularly preferred range, include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, 2-heptanone, 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, Ketone solvents such as cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, butyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropio acid, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate ester solvents, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, Alcohol solvents such as n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, n-octyl alcohol and n-decanol, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene Glycol ether solvents such as glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, methoxymethylbutanol, N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N - Amide solvents such as dimethylformamide, aromatic hydrocarbon solvents such as xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as octane, decane and undecane.

有機系現像液は、塩基性化合物を含んでいてもよい。本発明で用いられる現像液が含みうる塩基性化合物の具体例及び好ましい例としては、前述した感活性光線又は感放射線性組成物が含みうる塩基性化合物におけるものと同様である。 The organic developer may contain a basic compound. Specific examples and preferred examples of the basic compound that can be contained in the developer used in the present invention are the same as those in the above-mentioned basic compound that can be contained in the actinic ray- or radiation-sensitive composition.

有機系現像液には、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。
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。
界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、好ましくは0.0001~2質量%、さらに好ましくは0.0001~1質量%、特に好ましくは0.0001~0.1質量%である。
An appropriate amount of surfactant can be added to the organic developer as needed.
Although the surfactant is not particularly limited, for example, ionic or nonionic fluorine-based and/or silicon-based surfactants can be used. Examples of these fluorine and/or silicon surfactants include JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950, JP-A-63-34540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, US Pat. No. 5,405,720, the same 5360692, 5529881, 5296330, 5436098, 5576143, 5294511 and 5824451. , preferably non-ionic surfactants. Although the nonionic surfactant is not particularly limited, it is more preferable to use a fluorine-based surfactant or a silicon-based surfactant.
The amount of surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.0001 to 1% by mass, and particularly preferably 0.0001 to 0.1% by mass, relative to the total amount of the developer. .

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。
上記各種の現像方法が、現像装置の現像ノズルから現像液をレジスト膜に向けて吐出する工程を含む場合、吐出される現像液の吐出圧(吐出される現像液の単位面積あたりの流速)は好ましくは2mL/sec/mm以下、より好ましくは1.5mL/sec/mm以下、更に好ましくは1mL/sec/mm以下である。流速の下限は特に無いが、スループットを考慮すると0.2mL/sec/mm以上が好ましい。
吐出される現像液の吐出圧を上記の範囲とすることにより、現像後のレジスト残渣に由来するパターンの欠陥を著しく低減することができる。
このメカニズムの詳細は定かではないが、恐らくは、吐出圧を上記範囲とすることで、現像液がレジスト膜に与える圧力が小さくなり、レジスト膜・パターンが不用意に削られたり崩れたりすることが抑制されるためと考えられる。
なお、現像液の吐出圧(mL/sec/mm)は、現像装置中の現像ノズル出口における値である。
Examples of the development method include a method of immersing the substrate in a bath filled with a developer for a certain period of time (dip method), and a method of developing by standing still for a certain period of time while the developer is heaped up on the surface of the substrate by surface tension (puddle method). method), a method of spraying the developer onto the substrate surface (spray method), and a method of continuously discharging the developer while scanning the developer discharge nozzle at a constant speed onto the substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method). etc. can be applied.
When the above-described various developing methods include a step of discharging the developer from the developing nozzle of the developing device toward the resist film, the discharge pressure of the discharged developer (flow velocity per unit area of the discharged developer) is It is preferably 2 mL/sec/mm 2 or less, more preferably 1.5 mL/sec/mm 2 or less, and even more preferably 1 mL/sec/mm 2 or less. Although there is no particular lower limit for the flow rate, it is preferably 0.2 mL/sec/mm 2 or more in consideration of throughput.
By setting the ejection pressure of the ejected developer within the above range, pattern defects caused by resist residues after development can be significantly reduced.
Although the details of this mechanism are not clear, it is probable that by setting the ejection pressure within the above range, the pressure exerted by the developing solution on the resist film is reduced, and the resist film/pattern may be inadvertently scraped or collapsed. This is thought to be due to suppression.
The developer discharge pressure (mL/sec/mm 2 ) is the value at the outlet of the developing nozzle in the developing device.

現像液の吐出圧を調整する方法としては、例えば、ポンプなどで吐出圧を調整する方法や、加圧タンクからの供給で圧力を調整することで変える方法などを挙げることができる。 Examples of methods for adjusting the discharge pressure of the developer include a method of adjusting the discharge pressure with a pump or the like, and a method of changing the pressure by adjusting the pressure supplied from a pressure tank.

また、有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後に、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。 Further, after the step of developing using a developer containing an organic solvent, a step of stopping development while replacing with another solvent may be performed.

有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後には、リンス液を用いて洗浄する工程を含んでいてもよいが、スループット(生産性)、リンス液使用量等の観点から、リンス液を用いて洗浄する工程を含まなくてもよい。 A step of washing with a rinse solution may be included after the step of developing with a developer containing an organic solvent. It is not necessary to include the step of washing with

有機溶剤を含む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。上記リンス液としては、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なる群より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ることが好ましい。
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の具体例としては、有機溶剤を含む現像液において説明したものと同様のものを挙げることができ、特に、酢酸ブチル及びメチルイソブチルカルビノールを好適に挙げることができる。
有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後に、より好ましくは、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤からなる群より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い、更に好ましくは、アルコール系溶剤又は炭化水素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ことが好ましい。
The rinse solution used in the rinse step after the step of developing with a developer containing an organic solvent is not particularly limited as long as it does not dissolve the resist pattern, and a common solution containing an organic solvent can be used. . As the rinse liquid, a rinse liquid containing at least one organic solvent selected from the group consisting of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents is used. is preferred.
Specific examples of the hydrocarbon-based solvent, ketone-based solvent, ester-based solvent, alcohol-based solvent, amide-based solvent, and ether-based solvent are the same as those described for the developer containing an organic solvent. Particularly preferred are butyl acetate and methyl isobutyl carbinol.
After the step of developing with a developer containing an organic solvent, a rinse solution containing at least one organic solvent selected from the group consisting of ester solvents, alcohol solvents, and hydrocarbon solvents is more preferably applied. It is preferable to carry out the step of washing with a rinsing solution containing an alcoholic solvent or a hydrocarbon solvent.

リンス液に含まれる有機溶剤としては、有機溶剤の中でも炭化水素系溶剤を用いることも好ましく、脂肪族炭化水素系溶剤を用いることがより好ましい。リンス液に用いられる脂肪族炭化水素系溶剤としては、その効果がより向上するという観点から、炭素数5以上の脂肪族炭化水素系溶剤(例えば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン、ヘキサデカン等)が好ましく、炭素原子数が8以上の脂肪族炭化水素系溶剤が好ましく、炭素原子数が10以上の脂肪族炭化水素系溶剤がより好ましい。
なお、上記脂肪族炭化水素系溶剤の炭素原子数の上限値は特に限定されないが、例えば、16以下が挙げられ、14以下が好ましく、12以下がより好ましい。
上記脂肪側炭化水素系溶剤の中でも、特に好ましくは、デカン、ウンデカン、ドデカンであり、最も好ましくはウンデカンである。
このようにリンス液に含まれる有機溶剤として炭化水素系溶剤(特に脂肪族炭化水素系溶剤)を用いることで、現像後にわずかにレジスト膜に染み込んでいた現像液が洗い流されて、膨潤がより抑制され、パターン倒れが抑制されるという効果が一層発揮される。
As the organic solvent contained in the rinse liquid, it is preferable to use a hydrocarbon-based solvent among the organic solvents, and it is more preferable to use an aliphatic hydrocarbon-based solvent. Aliphatic hydrocarbon solvents having 5 or more carbon atoms (for example, pentane, hexane, octane, decane, undecane, dodecane, hexadecane, etc.), aliphatic hydrocarbon solvents having 8 or more carbon atoms are preferable, and aliphatic hydrocarbon solvents having 10 or more carbon atoms are more preferable.
Although the upper limit of the number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon-based solvent is not particularly limited, it may be, for example, 16 or less, preferably 14 or less, and more preferably 12 or less.
Among the above fatty hydrocarbon solvents, decane, undecane and dodecane are particularly preferred, and undecane is most preferred.
By using a hydrocarbon-based solvent (especially an aliphatic hydrocarbon-based solvent) as the organic solvent contained in the rinsing solution in this way, the developer that slightly soaked into the resist film after development is washed away, further suppressing swelling. The effect of suppressing pattern collapse is further exhibited.

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。 A plurality of the above components may be mixed, or may be used by mixing with an organic solvent other than the above.

リンス液中の含水率は、10質量%以下が好ましく、より好ましくは5質量%以下、特に好ましくは3質量%以下である。含水率を10質量%以下にすることで、良好な現像特性を得ることができる。 The water content in the rinse liquid is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or less. Good developing properties can be obtained by setting the water content to 10% by mass or less.

有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後に用いるリンス液の蒸気圧は、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 rinsing solution used after the step of developing with the developer containing an organic 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. 12 kPa or more and 3 kPa or less are most preferable. By setting the vapor pressure of the rinsing liquid to 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, the temperature uniformity within the wafer surface is improved, swelling caused by the permeation of the rinsing liquid is suppressed, and the dimensional uniformity within the wafer surface is improved. improves.

リンス液には、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。 An appropriate amount of surfactant may be added to the rinse solution before use.

リンス工程においては、有機溶剤を含む現像液を用いる現像を行ったウェハを上記の有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄処理する。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(回転塗布法)、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、この中でも回転塗布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。また、リンス工程の後に加熱工程(PostBake)を含むことも好ましい。ベークによりパターン間及びパターン内部に残留した現像液及びリンス液が除去される。リンス工程の後の加熱工程は、通常40~160℃、好ましくは70~95℃で、通常10秒~3分、好ましくは30秒から90秒間行う。 In the rinsing step, the wafer that has been developed with the developer containing the organic solvent is washed with the rinse liquid containing the organic solvent. The method of cleaning treatment is not particularly limited, but for example, a method of continuously discharging the rinse solution onto the substrate rotating at a constant speed (rotation coating method), or a method of immersing the substrate in a tank filled with the rinse solution for a certain period of time. A method (dip method), a method of spraying a rinse solution onto the substrate surface (spray method), etc. can be applied. It is preferable to rotate to remove the rinse liquid from the substrate. It is also preferable to include a heating step (PostBake) after the rinsing step. The developer and rinse liquid remaining between the patterns and inside the patterns are removed by baking. The heating step after the rinsing step is usually carried out at 40 to 160° C., preferably 70 to 95° C., for usually 10 seconds to 3 minutes, preferably 30 seconds to 90 seconds.

リンス液を用いて洗浄する工程を有さない場合、例えば、特開2015-216403の段落〔0014〕~〔0086〕に記載の現像処理方法を採用できる。 If there is no step of washing with a rinsing solution, for example, the development processing methods described in paragraphs [0014] to [0086] of JP-A-2015-216403 can be employed.

また、本発明のパターン形成方法は、有機系現像液を用いた現像工程と、アルカリ現像液を用いた現像工程とを有していてもよい。有機系現像液を用いた現像によって露光強度の弱い部分が除去され、アルカリ現像液を用いた現像を行うことによって露光強度の強い部分も除去される。このように現像を複数回行う多重現像プロセスにより、中間的な露光強度の領域のみを溶解させずにパターン形成が行えるので、通常より微細なパターンを形成できる(特開2008-292975号公報の段落[0077]と同様のメカニズム)。 Moreover, the pattern forming method of the present invention may have a developing step using an organic developer and a developing step using an alkaline developer. A portion with a weak exposure intensity is removed by development using an organic developer, and a portion with a high exposure intensity is also removed by performing development with an alkaline developer. By the multiple development process in which development is performed multiple times in this way, pattern formation can be performed without dissolving only the intermediate exposure intensity region, so that a finer pattern than usual can be formed (paragraph of Japanese Patent Laid-Open No. 2008-292975). mechanism similar to [0077]).

本発明の組成物、及び、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、現像液、リンス液、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、ハロゲンを含む金属塩、酸、アルカリ、硫黄原子又はリン原子を含む成分等の不純物を含まないことが好ましい。ここで、金属原子を含む不純物としては、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mn、Mg、Al、Cr、Ni、Zn、Ag、Sn、Pb、Li、またはこれらの塩などを挙げることができる。
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、1ppb(parts per billion)以下がより好ましく、100ppt(parts per trillion)以下が更に好ましく、10ppt以下が特に好ましく、実質的に含まないこと(測定装置の検出限界以下であること)が最も好ましい。
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、これらの材質とイオン交換メディアを組み合わせた複合材料であってもよい。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。
また、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、上記した条件と同様である。
フィルター濾過の他、吸着材による不純物の除去を行っても良く、フィルター濾過と吸着材を組み合わせて使用しても良い。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができ、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材を使用することができる。
また、本発明の有機系処理液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、上記した条件と同様である。
フィルター濾過の他、吸着材による不純物の除去を行ってもよく、フィルター濾過と吸着材を組み合わせて使用してもよい。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができ、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材を使用することができる。
Various materials used in the composition of the present invention and the pattern forming method of the present invention (e.g., developer, rinse, composition for forming an antireflection film, composition for forming a top coat, etc.) contain metals, halogen It is preferable not to contain impurities such as metal salts containing, acids, alkalis, components containing sulfur atoms or phosphorus atoms. Here, examples of impurities containing metal atoms include Na, K, Ca, Fe, Cu, Mn, Mg, Al, Cr, Ni, Zn, Ag, Sn, Pb, Li, and salts thereof. can.
The content of impurities contained in these materials is preferably 1 ppm or less, more preferably 1 ppb (parts per billion) or less, still more preferably 100 ppt (parts per trillion) or less, particularly preferably 10 ppt or less, and substantially free. (below the detection limit of the measuring device) is most preferable.
As a method for removing impurities such as metals from various materials, for example, filtration using a filter can be mentioned. The pore size of the filter is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and even more preferably 3 nm or less. Filters made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon are preferable as the material of the filter. The filter may be a composite material combining these materials and ion exchange media. A filter that has been pre-washed with an organic solvent may be used. In the filter filtration step, multiple types of filters may be connected in series or in parallel for use. When multiple types of filters are used, filters with different pore sizes and/or materials may be used in combination. Further, various materials may be filtered multiple times, and the process of filtering multiple times may be a circulation filtration process.
In addition, as a method for reducing impurities such as metals contained in various materials, there are methods such as selecting raw materials with a low metal content as raw materials constituting various materials, performing filter filtration on raw materials constituting various materials, and For example, distillation may be performed under conditions in which contamination is suppressed as much as possible by, for example, lining the inside with Teflon (registered trademark). Preferred conditions for filtering the raw materials constituting various materials are the same as those described above.
In addition to filter filtration, an adsorbent may be used to remove impurities, or a combination of filter filtration and an adsorbent may be used. As the adsorbent, known adsorbents can be used. For example, inorganic adsorbents such as silica gel and zeolite, and organic adsorbents such as activated carbon can be used.
In addition, as a method for reducing impurities such as metals contained in the organic treatment liquid of the present invention, a raw material having a low metal content is selected as a raw material constituting various materials. Examples include a method of performing filtration, and a method of performing distillation under conditions in which contamination is suppressed as much as possible by lining the inside of the apparatus with Teflon (registered trademark). Preferred conditions for filtering the raw materials constituting various materials are the same as those described above.
In addition to filter filtration, impurities may be removed by an adsorbent, or a combination of filter filtration and adsorbent may be used. As the adsorbent, known adsorbents can be used. For example, inorganic adsorbents such as silica gel and zeolite, and organic adsorbents such as activated carbon can be used.

本発明の有機系処理液は、静電気の帯電、引き続き生じる静電気放電に伴う薬液配管や各種パーツ(フィルター、O-リング、チューブなど)の故障を防止する為、導電性の化合物を添加しても良い。導電性の化合物としては特に制限されないが、例えば、メタノールが挙げられる。添加良は特に制限されないが、好ましい現像特性を維持する観点で、10質量%以下が好ましく、更に好ましくは、5質量%以下である。薬液配管の部材に関しては、SUS(ステンレス鋼)、或いは帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン、又はフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、パーフロオロアルコキシ樹脂など)で被膜された各種配管を用いることができる。フィルターやO-リングに関しても同様に、帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン、又はフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、パーフロオロアルコキシ樹脂など)を用いることができる。 The organic treatment liquid of the present invention may be added with a conductive compound in order to prevent electrostatic charging and failure of chemical piping and various parts (filters, O-rings, tubes, etc.) due to subsequent electrostatic discharge. good. Examples of conductive compounds include, but are not limited to, methanol. The amount of addition is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, from the viewpoint of maintaining preferable developing properties. As for chemical liquid pipes, SUS (stainless steel), antistatic treated polyethylene, polypropylene, or various pipes coated with fluororesin (polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, etc.) can be used. can. As for filters and O-rings, antistatic treated polyethylene, polypropylene, or fluororesin (polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, etc.) can also be used.

なお、一般的に、現像液およびリンス液は、使用後に配管を通して廃液タンクに収容される。その際、リンス液として炭化水素系溶媒を使用すると、現像液中に溶解したレジストが析出し、ウェハ背面や、配管側面などに付着することを防ぐために、再度、レジストが溶解する溶媒を配管に通す方法がある。配管に通す方法としては、リンス液での洗浄後に基板の背面や側面などをレジストが溶解する溶媒で洗浄して流す方法や、レジストに接触させずにレジストが溶解する溶剤を配管を通るように流す方法が挙げられる。
配管に通す溶剤としては、レジストを溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば上述した有機溶媒が挙げられ、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)、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、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、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、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2-ヘプタノン、乳酸エチル、1-プロパノール、アセトン、等を用いることができる。中でも好ましくは、PGMEA、PGME、シクロヘキサノンを用いることができる。
In general, the developing solution and the rinsing solution are stored in a waste solution tank through pipes after use. At that time, if a hydrocarbon solvent is used as the rinse liquid, the resist dissolved in the developer will precipitate and adhere to the back of the wafer or the side of the pipe. There is a way to pass As for the method of passing through the piping, there is a method of washing the back and sides of the substrate with a solvent that dissolves the resist after washing with the rinse solution, and a method of passing the solvent that dissolves the resist through the piping without contacting the resist. There is a method of flushing.
The solvent to be passed through the piping is not particularly limited as long as it can dissolve the resist, and examples thereof include the above-described organic solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl. Ether Acetate, Propylene Glycol Monobutyl Ether Acetate, Propylene Glycol Monomethyl Ether Propionate, Propylene Glycol Monoethyl Ether Propionate, Ethylene Glycol Monomethyl Ether Acetate, Ethylene Glycol Monoethyl Ether Acetate, Propylene Glycol Monomethyl Ether (PGME), Propylene Glycol Mono Ethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-heptanone, ethyl lactate, 1-propanol, acetone, and the like can be used. Among them, PGMEA, PGME, and cyclohexanone can be preferably used.

[電子デバイスの製造方法]
また、本発明は、上記した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。本発明の電子デバイスの製造方法により製造された電子デバイスは、電気電子機器(例えば、家電、OA(Office Automation)関連機器、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。
[Method for manufacturing electronic device]
The present invention also relates to a method of manufacturing an electronic device, including the pattern forming method described above. The electronic device manufactured by the method for manufacturing an electronic device of the present invention is suitably mounted in electrical and electronic equipment (for example, home appliances, OA (Office Automation) related equipment, media related equipment, optical equipment, communication equipment, etc.). be done.

以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び、処理手順は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。 The present invention will be described in more detail based on examples below. The materials, amounts used, ratios, processing details, and processing procedures shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited by the examples shown below.

樹脂(A)の合成例
以下に、樹脂(A)の合成例を示すが、これらに限定されるものではない。
Synthesis Examples of Resin (A) Synthesis examples of resin (A) are shown below, but are not limited thereto.

化合物(1-c)の合成 Synthesis of compound (1-c)

Figure 2022131762000046
Figure 2022131762000046

化合物(1-a)(10.0g、29.67mmol)、トリフェニルスルホニウムブロミド(化合物(1-b))(10.6g、31.1mmol)、塩化メチレン150g、純水100gを仕込み、室温下3時間攪拌した。有機相を純水で洗浄後、溶媒を減圧留去し、イソプロピルーテルで共沸した。得られた粗生成物を酢酸エチル/イソプロピルエーテルで再結晶し、真空乾燥後、化合物(1-c)(8.56g、14.8mmol)を得た。化合物の同定は、ESI-MS(エレクトロスプレーイオン化質量分析)により行った。
MS-ESI(positive) m/z=263.1[M]
MS-ESI(negative) m/z=314.0[M]
Compound (1-a) (10.0 g, 29.67 mmol), triphenylsulfonium bromide (compound (1-b)) (10.6 g, 31.1 mmol), 150 g of methylene chloride, and 100 g of pure water were charged at room temperature. Stirred for 3 hours. After the organic phase was washed with pure water, the solvent was distilled off under reduced pressure and azeotroped with isopropyl ether. The obtained crude product was recrystallized with ethyl acetate/isopropyl ether, and after vacuum drying, compound (1-c) (8.56 g, 14.8 mmol) was obtained. Compound identification was performed by ESI-MS (electrospray ionization mass spectrometry).
MS-ESI (positive) m/z = 263.1 [M] +
MS-ESI (negative) m/z = 314.0 [M] +

化合物(2-c)の合成 Synthesis of compound (2-c)

Figure 2022131762000047
Figure 2022131762000047

Org.Lett.2010,12,2に記載の方法に従って化合物(2-a)を合成した。
化合物(2-a)(12.7g,100mmol)、トリフルオロメタンスルホンアミド(14.9g,100mmol)、炭酸カリウム(27.6g,200mmol)、アセトニトリル200mlを仕込み、窒素雰囲気下で3時間沸点還流にて反応させた。反応混合物からアセトニトリルを留去し、濃縮し、アセトン400mlを加えて攪拌した。不溶物を濾別し、アセトン溶液を濃縮して化合物(2-b)の粗結晶25gを得た。トリス(3-メトキシフェニル)スルホニウムブロミド(43.3g、100mmol)、塩化メチレン300g、純水150gを仕込み、室温下3時間攪拌した。有機相を純水で洗浄後、溶媒を減圧留去し、イソプロピルーテルで共沸した。得られた粗生成物を酢酸エチル/イソプロピルエーテルで再結晶し、真空乾燥後、化合物(2-c)(24.8g、41.9mmol)を得た。化合物の同定は、ESI-MSにより行った。
MS-ESI(positive) m/z=353.1[M]
MS-ESI(negative) m/z=238.0[M]
Org. Lett. Compound (2-a) was synthesized according to the method described in 2010, 12, 2.
Compound (2-a) (12.7 g, 100 mmol), trifluoromethanesulfonamide (14.9 g, 100 mmol), potassium carbonate (27.6 g, 200 mmol), and 200 ml of acetonitrile were charged and refluxed to boiling point for 3 hours under nitrogen atmosphere. reacted with Acetonitrile was distilled off from the reaction mixture, the mixture was concentrated, 400 ml of acetone was added, and the mixture was stirred. Insoluble matter was filtered off, and the acetone solution was concentrated to obtain 25 g of crude crystals of compound (2-b). Tris(3-methoxyphenyl)sulfonium bromide (43.3 g, 100 mmol), 300 g of methylene chloride and 150 g of pure water were charged and stirred at room temperature for 3 hours. After the organic phase was washed with pure water, the solvent was distilled off under reduced pressure and azeotroped with isopropyl ether. The obtained crude product was recrystallized with ethyl acetate/isopropyl ether, and after vacuum drying, compound (2-c) (24.8 g, 41.9 mmol) was obtained. Compound identification was performed by ESI-MS.
MS-ESI (positive) m/z = 353.1 [M] +
MS-ESI (negative) m/z = 238.0 [M] +

樹脂(A-11)の合成 Synthesis of resin (A-11)

Figure 2022131762000048
Figure 2022131762000048

モノマーとして(M-1)、(M-2)、(1-c)を用い、各モノマーを(M-1):(M-2):(1-c)=50:40:10のモル比になるように混合し、ジアセトンアルコール:メタノール=4:3(質量比)の混合溶媒をモノマー濃度が30質量%の溶液になるように加え、開始剤としてジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)を12mol%添加し、モノマー溶液を調製した。窒素雰囲気下0.1質量倍のジアセトンアルコールを75℃に加熱し、モノマー溶液を2時間かけて滴下した後、さらに2時間75℃で反応させた。得られた樹脂の溶液を酢酸エチル:n-ヘプタン=1:9(質量比)の混合溶媒中に滴下し、樹脂を沈殿させ、ろ過、回収した。回収した樹脂をジアセトンアルコールに溶解させ、水中に滴下し、樹脂を再沈殿させ、ろ過、回収後、真空乾燥し、収率46%で樹脂(A-11)を得た。 (M-1), (M-2), (1-c) are used as monomers, and each monomer is (M-1): (M-2): (1-c) = 50: 40: 10 moles A mixed solvent of diacetone alcohol: methanol = 4: 3 (mass ratio) was added so that the monomer concentration became a solution of 30% by mass, and dimethyl 2,2'-azobis ( 2-methylpropionate) was added to prepare a monomer solution. A 0.1 mass-fold volume of diacetone alcohol was heated to 75° C. in a nitrogen atmosphere, and the monomer solution was added dropwise over 2 hours, followed by further reaction at 75° C. for 2 hours. The resulting resin solution was dropped into a mixed solvent of ethyl acetate:n-heptane=1:9 (mass ratio) to precipitate the resin, which was collected by filtration. The recovered resin was dissolved in diacetone alcohol and added dropwise to water to reprecipitate the resin, followed by filtration, recovery, and vacuum drying to obtain Resin (A-11) with a yield of 46%.

樹脂(A-12)の合成 Synthesis of resin (A-12)

Figure 2022131762000049
Figure 2022131762000049

モノマーとして(M-3)、(M-4)、(M-5)、(2-c)を用い、各モノマーを(M-3):(M-4):(M-5):(2-c)=40:40:7:13のモル比になるように混合し、ジアセトンアルコール:メタノール=4:3(質量比)の混合溶媒をモノマー濃度が30質量%の溶液になるように加え、開始剤としてジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)を12mol%添加し、モノマー溶液を調製した。窒素雰囲気下0.1質量倍のジアセトンアルコールを75℃に加熱し、モノマー溶液を2時間かけて滴下した後、さらに2時間75℃で反応させた。得られた樹脂の溶液を酢酸エチル:n-ヘプタン=1:9(質量比)の混合溶媒中に滴下し、樹脂を沈殿させ、ろ過、回収した。回収した樹脂をジアセトンアルコールに溶解させ、水中に滴下し、樹脂を再沈殿させ、ろ過、回収後、真空乾燥し、収率50%で樹脂(A-12)を得た。 Using (M-3), (M-4), (M-5), and (2-c) as monomers, each monomer is (M-3): (M-4): (M-5): ( 2-c) = 40: 40: 7: 13 molar ratio, and a mixed solvent of diacetone alcohol: methanol = 4: 3 (mass ratio) so that the monomer concentration becomes a solution of 30% by mass. 12 mol % of dimethyl 2,2′-azobis(2-methylpropionate) was added as an initiator to prepare a monomer solution. A 0.1 mass-fold volume of diacetone alcohol was heated to 75° C. in a nitrogen atmosphere, and the monomer solution was added dropwise over 2 hours, followed by further reaction at 75° C. for 2 hours. The resulting resin solution was dropped into a mixed solvent of ethyl acetate:n-heptane=1:9 (mass ratio) to precipitate the resin, which was collected by filtration. The recovered resin was dissolved in diacetone alcohol and added dropwise to water to reprecipitate the resin, followed by filtration, recovery, and vacuum drying to obtain Resin (A-12) with a yield of 50%.

実施例で使用したその他の樹脂も上記と同様に合成した。 Other resins used in Examples were synthesized in the same manner as described above.

実施例及び比較例のレジスト組成物に用いた各種成分について以下に示す。 Various components used in the resist compositions of Examples and Comparative Examples are shown below.

〔樹脂〕
使用した樹脂(A-1)~(A-36)、(AX-1)~(AX-5)の繰り返し単位の構造及び各繰り返し単位の含有量(含有比率(モル%))、重量平均分子量(Mw)、及び分散度(Mw/Mn)を示す。
樹脂の重量平均分子量(Mw)及び分散度(Mw/Mn)はGPC(キャリア:テトラヒドロフラン(THF))により測定した(ポリスチレン換算量である)。また、各繰り返し単位の比率は、13C-NMR(nuclear magnetic resonance)により測定した。
Meはメチル基を、Etはエチル基を、Buはn-ブチル基をそれぞれ表す。
〔resin〕
The structure of the repeating units of the resins (A-1) to (A-36) and (AX-1) to (AX-5) used, the content of each repeating unit (content ratio (mol%)), and the weight average molecular weight (Mw), and dispersity (Mw/Mn).
The weight average molecular weight (Mw) and the degree of dispersion (Mw/Mn) of the resin were measured by GPC (carrier: tetrahydrofuran (THF)) (in terms of polystyrene). Also, the ratio of each repeating unit was measured by 13 C-NMR (nuclear magnetic resonance).
Me represents a methyl group, Et represents an ethyl group, and Bu represents an n-butyl group.

Figure 2022131762000050
Figure 2022131762000050

Figure 2022131762000051
Figure 2022131762000051

Figure 2022131762000052
Figure 2022131762000052

Figure 2022131762000053
Figure 2022131762000053

Figure 2022131762000054
Figure 2022131762000054

Figure 2022131762000055
Figure 2022131762000055

Figure 2022131762000056
Figure 2022131762000056

Figure 2022131762000057
Figure 2022131762000057

Figure 2022131762000058
Figure 2022131762000058

Figure 2022131762000059
Figure 2022131762000059

Figure 2022131762000060
Figure 2022131762000060

〔光酸発生剤〕
使用した光酸発生剤(B-1)の構造を以下に示す。
[Photoacid generator]
The structure of the photoacid generator (B-1) used is shown below.

Figure 2022131762000061
Figure 2022131762000061

〔酸拡散制御剤〕
使用した酸拡散制御剤(C-1~C-14)の構造を以下に示す。
[Acid diffusion control agent]
The structures of the acid diffusion controllers (C-1 to C-14) used are shown below.

Figure 2022131762000062
Figure 2022131762000062

Figure 2022131762000063
Figure 2022131762000063

〔界面活性剤〕
界面活性剤としては、下記W-1~W-4を用いた。
W-1:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製;フッ素及びシリコン系)
W-2:ポリシロキサンポリマーKP-341(信越化学工業(株)製;シリコン系)
W-3:トロイルS-366(トロイケミカル(株)製;フッ素系)
W-4:PF6320(OMNOVA社製;フッ素系)
[Surfactant]
W-1 to W-4 below were used as surfactants.
W-1: Megafac R08 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.; fluorine and silicon type)
W-2: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; silicon-based)
W-3: Troyl S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.; fluorine-based)
W-4: PF6320 (manufactured by OMNOVA; fluorine-based)

〔溶剤〕
使用した溶剤を以下に示す。
S-1:ジアセトキシアセトン(DAA)
S-2:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
S-3:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
S-4:乳酸エチル(EL)
S-5:3-エトキシプロピオン酸エチル(EEP)
S-6:2-ヘプタノン(MAK)
S-7:3-メトキシプロピオン酸メチル(MMP)
S-8:酢酸3-メトキシブチル
S-9:γ‐ブチロラクトン
〔solvent〕
The solvents used are shown below.
S-1: diacetoxyacetone (DAA)
S-2: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
S-3: Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
S-4: ethyl lactate (EL)
S-5: Ethyl 3-ethoxypropionate (EEP)
S-6: 2-heptanone (MAK)
S-7: methyl 3-methoxypropionate (MMP)
S-8: 3-methoxybutyl acetate S-9: γ-butyrolactone

〔レジスト組成物の調製〕
下記表1及び2に示す成分を、それぞれ下記表3及び4に示す溶剤に溶解させて溶液を調製し、これを0.02μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターでろ過して、レジスト組成物を調製した。下記表1及び2には、使用した樹脂の酸発生繰り返し単位の含有量、レジスト組成物の全固形分の大西パラメータを記載した。各レジスト組成物の固形分濃度は下記表3及び4に示したとおりである。溶剤を除く各成分の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対する割合(質量%)である。界面活性剤を使用した場合は、使用した界面活性剤の種類を下記表1及び2に記載した。なお、界面活性剤の使用量(含有量)は、レジスト組成物の全固形分に対して0.01質量%とした。
[Preparation of resist composition]
Components shown in Tables 1 and 2 below were dissolved in solvents shown in Tables 3 and 4 below to prepare solutions, which were filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.02 μm to prepare resist compositions. . Tables 1 and 2 below show the content of acid-generating repeating units in the resins used and the Ohnishi parameter of the total solid content of the resist composition. The solid content concentration of each resist composition is as shown in Tables 3 and 4 below. The content of each component excluding the solvent is the ratio (% by mass) to the total solid content of the resist composition. When a surfactant was used, the type of surfactant used is shown in Tables 1 and 2 below. The amount (content) of the surfactant used was 0.01% by mass with respect to the total solid content of the resist composition.

Figure 2022131762000064
Figure 2022131762000064

Figure 2022131762000065
Figure 2022131762000065

Figure 2022131762000066
Figure 2022131762000066

Figure 2022131762000067
Figure 2022131762000067

[レジスト組成物の塗設]
レジスト組成物を、予めヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を施した6インチSiウェハ上に東京エレクトロン社製スピンコーターMark8を用いて塗布し、130℃、300秒間ホットプレート上で乾燥して、膜厚100nmのレジスト膜を得た。
なお、上記Siウェハをクロム基板に変更しても、同様の結果が得られるものである。
[Coating of resist composition]
The resist composition is coated on a 6-inch Si wafer that has been previously treated with hexamethyldisilazane (HMDS) using a Tokyo Electron spin coater Mark 8, and dried on a hot plate at 130° C. for 300 seconds to form a film. A resist film with a thickness of 100 nm was obtained.
Similar results can be obtained by replacing the Si wafer with a chromium substrate.

[EB露光及び現像]
上記で得られたレジスト膜が塗布されたウェハを、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、1:1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。電子線描画後、ホットプレート上で、100℃で60秒間加熱した後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液をパドルして30秒間現像し、純水でリンスをした後、4000rpmの回転数で30秒間ウェハを回転させた後、95℃で60秒間加熱を行うことにより、線幅50nmの1:1ラインアンドスペースパターンのレジストパターンを得た。
[EB exposure and development]
The wafer coated with the resist film obtained above was subjected to pattern irradiation using an electron beam lithography system (HL750 manufactured by Hitachi, Ltd., acceleration voltage 50 keV). At this time, drawing was performed so as to form a line and space of 1:1. After electron beam lithography, after heating at 100° C. for 60 seconds on a hot plate, a 2.38% by mass tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was paddled to develop for 30 seconds, rinsed with pure water, and spun at 4000 rpm. After rotating the wafer at the number of revolutions for 30 seconds, it was heated at 95° C. for 60 seconds to obtain a 1:1 line-and-space resist pattern with a line width of 50 nm.

[評価]
得られたパターンについて、下記の方法で、解像性及びエッチング耐性について評価した。
[evaluation]
The obtained pattern was evaluated for resolution and etching resistance by the following methods.

線幅50nmの1:1ラインアンドスペースパターンを解像する時の照射エネルギーを感度(Eop)とした。 The sensitivity (Eop) was defined as the irradiation energy for resolving a 1:1 line-and-space pattern with a line width of 50 nm.

<解像性>
上記感度(Eop)を示す露光量における限界解像力(ラインとスペース(ライン:スペース=1:1)が分離解像する最小の線幅)を解像性(nm)とした。
解像性の評価結果は30nm未満であることが好ましい。
<Resolution>
The limit resolving power (minimum line width at which lines and spaces (line:space=1:1) are separated and resolved) at the exposure dose showing the above sensitivity (Eop) was defined as resolution (nm).
The resolution evaluation result is preferably less than 30 nm.

<エッチング耐性>
上記感度を示す照射量(電子線照射量)で線幅100nm(ライン:スペース=1:1)のレジストパターンを形成したレジスト膜を、HITACHI U-621でAr/C/Oガス(体積比率100/4/2の混合ガス)を用いて60秒間ドライエッチングを行った。その後、残膜率を測定し、エッチング耐性の指標とし、下記基準で評価した。
残膜率(%)=100×(エッチング後のレジスト膜の膜厚)/(エッチング前のレジスト膜の膜厚)
AA:残膜率97.5%以上
A:残膜率95.0%以上97.5%未満
B:残膜率92.5%以上95.0%未満
C:残膜率90.0%以上92.5%未満
D:残膜率90.0%未満
<Etching resistance>
A resist film having a line width of 100 nm (line: space = 1: 1) was formed with an irradiation dose (electron beam irradiation dose) exhibiting the above sensitivity, and a resist film was exposed to Ar/C 4 F 6 /O 2 gas with HITACHI U-621. Dry etching was performed for 60 seconds using (a mixed gas with a volume ratio of 100/4/2). After that, the residual film ratio was measured and used as an index of etching resistance, and evaluated according to the following criteria.
Remaining film ratio (%) = 100 x (thickness of resist film after etching)/(thickness of resist film before etching)
AA: Remaining film rate 97.5% or more A: Remaining film rate 95.0% or more and less than 97.5% B: Remaining film rate 92.5% or more and less than 95.0% C: Remaining film rate 90.0% or more Less than 92.5% D: Less than 90.0% residual film rate

評価結果を表5に記載した。 The evaluation results are shown in Table 5.

Figure 2022131762000068
Figure 2022131762000068

表5の評価結果から、実施例1a~37aのレジスト組成物は、パターン形成に用いた際に解像性及びエッチング耐性に優れていることが分かった。
比較例1a~3aのレジスト組成物は、実施例に対して解像性及びエッチング耐性が劣っていた。これは、使用した樹脂の酸発生繰り返し単位の含有量が0.25mmol/g以上ではないことと、酸発生繰り返し単位とは異なる、少なくとも1つの芳香環を有する繰り返し単位(a)を有していないことに起因すると考えられる。
比較例4aのレジスト組成物は、実施例に対して解像性が劣っていた。これは、使用した樹脂が酸発生繰り返し単位を有しておらず、低分子の光酸発生剤を使用しているが、光酸発生剤の含有量が少ないため、解像性が向上しなかったためと考えられる。
比較例5aのレジスト組成物では、比較例4aに対して低分子の光酸発生剤の含有量を増加させているが、これによりレジスト膜の膜質が劣化し、解像性及びエッチング耐性が低下したものと考えられる。
比較例6aでは、酸発生繰り返し単位の含有量が0.25mmol/g以上の樹脂を使用しているが、酸発生繰り返し単位の構造が一般式(1)で表される繰り返し単位(P1)ではないため、実施例に対して解像性が劣っていたと考えられる。

From the evaluation results in Table 5, it was found that the resist compositions of Examples 1a to 37a were excellent in resolution and etching resistance when used for pattern formation.
The resist compositions of Comparative Examples 1a to 3a were inferior in resolution and etching resistance to those of Examples. This is because the content of the acid-generating repeating unit in the resin used is not more than 0.25 mmol/g, and the repeating unit (a) having at least one aromatic ring different from the acid-generating repeating unit is included. This is thought to be due to the fact that there is no
The resist composition of Comparative Example 4a was inferior in resolution to those of Examples. This is because the resin used does not have an acid-generating repeating unit and a low-molecular-weight photo-acid generator is used, but the content of the photo-acid generator is small, so the resolution is not improved. It is thought that this is because
In the resist composition of Comparative Example 5a, the content of the low-molecular-weight photoacid generator was increased compared to Comparative Example 4a, but this deteriorated the film quality of the resist film and lowered the resolution and etching resistance. It is considered that
In Comparative Example 6a, a resin having an acid-generating repeating unit content of 0.25 mmol/g or more was used. Therefore, it is considered that the resolution was inferior to that of the examples.

Claims (19)

活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する下記一般式(1)で表される繰り返し単位(P1)、及び前記繰り返し単位(P1)とは異なる少なくとも1つの芳香環を有する繰り返し単位(a)を有する樹脂(A)を含有し、
全固形分中の前記繰り返し単位(P1)の含有量が0.25mmol/g以上である、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 2022131762000069

一般式(1)中、R11~R13はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。ただし、R12はLと結合して環を形成していてもよい。Lは単結合又は2価の連結基を表す。R14は置換基を表す。Qは有機オニウムイオンを表す。
A repeating unit (P1) represented by the following general formula (1) that decomposes upon exposure to actinic rays or radiation to generate an acid, and a repeating unit (P1) having at least one aromatic ring different from the repeating unit (P1) containing a resin (A) having a),
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, wherein the content of the repeating unit (P1) in the total solid content is 0.25 mmol/g or more.
Figure 2022131762000069

In general formula (1), R 11 to R 13 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom. However, R 12 may combine with L to form a ring. L represents a single bond or a divalent linking group. R 14 represents a substituent. Q + represents an organic onium ion.
前記繰り返し単位(a)が、下記一般式(2)で表される、請求項1に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 2022131762000070

一般式(2)中、R21~R24はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。R22はR24と結合して環を形成していてもよく、その場合のR22は単結合又はアルキレン基を表す。ただし、R21~R24の少なくとも1つは芳香環を有する基を表す。
2. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the repeating unit (a) is represented by the following general formula (2).
Figure 2022131762000070

In general formula (2), R 21 to R 24 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom. R 22 may combine with R 24 to form a ring, in which case R 22 represents a single bond or an alkylene group. However, at least one of R 21 to R 24 represents a group having an aromatic ring.
前記繰り返し単位(a)が、下記一般式(3)で表される、請求項1又は2に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 2022131762000071

一般式(3)中、R31~R33はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。ただし、R32はArと結合して環を形成していてもよく、その場合のR32は単結合又はアルキレン基を表す。Lは単結合又は2価の連結基を表す。Arは芳香環基を表す。
3. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the repeating unit (a) is represented by the following general formula (3).
Figure 2022131762000071

In general formula (3), R 31 to R 33 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom. However, R 32 may combine with Ar to form a ring, in which case R 32 represents a single bond or an alkylene group. L3 represents a single bond or a divalent linking group. Ar represents an aromatic ring group.
前記繰り返し単位(a)が、下記一般式(4)で表される、請求項1~3のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 2022131762000072

一般式(4)中、R41~R43はそれぞれ独立に水素原子、有機基又はハロゲン原子を表す。ただし、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。Lは単結合又は2価の連結基を表す。Arは芳香環基を表す。kは1~5の整数を表す。
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the repeating unit (a) is represented by the following general formula (4).
Figure 2022131762000072

In general formula (4), R 41 to R 43 each independently represent a hydrogen atom, an organic group or a halogen atom. However, R42 may combine with Ar to form a ring, in which case R42 represents a single bond or an alkylene group. L4 represents a single bond or a divalent linking group. Ar represents an aromatic ring group. k represents an integer of 1 to 5;
前記樹脂(A)が、酸の作用により分解して極性が増大する基を有する繰り返し単位(P2)を有し、
前記繰り返し単位(P2)が、酸の作用により分解してカルボキシ基を生じる基、及び酸の作用により分解して水酸基を生じる基からなる群より選ばれる少なくとも1つの基を有する繰り返し単位である、請求項1~4のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
The resin (A) has a repeating unit (P2) having a group that is decomposed by the action of an acid to increase its polarity,
The repeating unit (P2) is a repeating unit having at least one group selected from the group consisting of a group that decomposes under the action of an acid to yield a carboxyl group and a group that decomposes under the action of an acid to yield a hydroxyl group. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4.
前記繰り返し単位(P2)が、酸の作用により分解して芳香環に結合したカルボキシ基を生じる基、及び酸の作用により分解して芳香環に結合した水酸基を生じる基からなる群より選ばれる少なくとも1つの基を有する繰り返し単位である、請求項5に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The repeating unit (P2) is at least selected from the group consisting of a group that decomposes under the action of an acid to produce a carboxy group bound to an aromatic ring, and a group that decomposes under the action of an acid to produce a hydroxyl group bound to an aromatic ring. 6. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 5, which is a repeating unit having one group. 前記繰り返し単位(P2)が、下記一般式(5)~(9)のいずれかで表される繰り返し単位である、請求項5に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 2022131762000073

一般式(5)中、R51~R53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、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。Lは単結合又は2価の連結基を表す。R54~R56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、又はアルケニル基を表す。R54~R56のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(6)中、R61~R64はそれぞれ独立に水素原子又は有機基を表す。ただし、R61及びR62のうち少なくとも一方は有機基を表す。Xは-CO-、-SO-、又は-SO-を表す。Yは-O-、-S-、-SO-、-SO-、又は-NR48-を表す。R48は水素原子又は有機基を表す。Lは単結合又は2価の連結基を表す。R65~R67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、又はアルケニル基を表す。R65~R67のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(7)中、R71及びR72はそれぞれ独立に水素原子又は有機基を表す。R73及びR74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、又はアルケニル基を表す。R71~R74のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(8)中、R81~R83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、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。Lは単結合又は2価の連結基を表す。Arは芳香環基を表す。R84~R86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、又はアルケニル基を表す。R84~R86のうち2つが互いに結合して環を形成しても良い。ArはR82又はR84と結合して環を形成しても良い。
一般式(9)中、R91~R93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、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。Lは単結合又は2価の連結基を表す。R94~R96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、又はアルケニル基を表す。R95及びR96が互いに結合して環を形成しても良い。
6. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 5, wherein the repeating unit (P2) is a repeating unit represented by any one of the following general formulas (5) to (9).
Figure 2022131762000073

In general formula (5), R 51 to R 53 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group. L5 represents a single bond or a divalent linking group. R 54 to R 56 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. Two of R 54 to R 56 may combine with each other to form a ring.
In general formula (6), R 61 to R 64 each independently represent a hydrogen atom or an organic group. However, at least one of R 61 and R 62 represents an organic group. X 6 represents -CO-, -SO- or -SO 2 -. Y 6 represents -O-, -S-, -SO-, -SO 2 -, or -NR 48 -. R48 represents a hydrogen atom or an organic group. L6 represents a single bond or a divalent linking group. R 65 to R 67 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. Two of R 65 to R 67 may combine with each other to form a ring.
In general formula (7), R 71 and R 72 each independently represent a hydrogen atom or an organic group. R73 and R74 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. Two of R 71 to R 74 may combine with each other to form a ring.
In general formula (8), R 81 to R 83 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group. L8 represents a single bond or a divalent linking group. Ar 8 represents an aromatic ring group. R 84 to R 86 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. Two of R 84 to R 86 may combine with each other to form a ring. Ar 8 may combine with R 82 or R 84 to form a ring.
In general formula (9), R 91 to R 93 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group. L9 represents a single bond or a divalent linking group. R 94 to R 96 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. R 95 and R 96 may combine with each other to form a ring.
前記繰り返し単位(P2)が、前記一般式(5)、(8)、又は(9)で表される繰り返し単位である、請求項7に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 8. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 7, wherein said repeating unit (P2) is a repeating unit represented by said general formula (5), (8) or (9). 前記一般式(5)のLが2価の芳香族連結基である、請求項7又は8に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 7 or 8, wherein L5 in the general formula ( 5 ) is a divalent aromatic linking group. 前記一般式(9)のLが2価の芳香族連結基である、請求項7又は8に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 7 or 8, wherein L9 in the general formula ( 9 ) is a divalent aromatic linking group. 全固形分中の前記繰り返し単位(P1)の含有量が0.50mmol/g以上である、請求項1~10のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 10, wherein the content of the repeating unit (P1) in the total solid content is 0.50 mmol/g or more. 前記一般式(1)のLがフェニレン基である、請求項1~11のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 11, wherein L in the general formula (1) is a phenylene group. 前記一般式(1)のLが単結合である、請求項1~11のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 11, wherein L in the general formula (1) is a single bond. 前記一般式(1)のLが炭素数1~3のアルキレン基である、請求項1~11のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 11, wherein L in the general formula (1) is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. 前記一般式(1)のR14が、アリール基又はフッ化アルキル基を表す、請求項1~14のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 14, wherein R 14 in the general formula (1) represents an aryl group or a fluorinated alkyl group. 前記樹脂(A)が酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂である、請求項1~15のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 16. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 15, wherein the resin (A) is a resin whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. 請求項1~16のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて形成された感活性光線性又は感放射線性膜。 An actinic ray- or radiation-sensitive film formed using the actinic ray- or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 16. 請求項1~16のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、前記レジスト膜を露光する露光工程と、露光された前記レジスト膜をアルカリ現像液を用いて現像する現像工程とを含むパターン形成方法。 A resist film forming step of forming a resist film using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 16, an exposure step of exposing the resist film, and an exposed and a developing step of developing the resist film using an alkaline developer. 請求項18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。
A method for manufacturing an electronic device, comprising the patterning method according to claim 18 .
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