JP2023108593A - Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, and compound - Google Patents

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

Info

Publication number
JP2023108593A
JP2023108593A JP2022192373A JP2022192373A JP2023108593A JP 2023108593 A JP2023108593 A JP 2023108593A JP 2022192373 A JP2022192373 A JP 2022192373A JP 2022192373 A JP2022192373 A JP 2022192373A JP 2023108593 A JP2023108593 A JP 2023108593A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
radiation
ring
resin composition
carbon atoms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022192373A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
奈津子 木下
Natsuko Kinoshita
拓弘 谷口
Takuhiro Taniguchi
克聡 錦織
Katsutoshi Nishigori
和也 桐山
Kazuya Kiriyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
Priority to US18/100,031 priority Critical patent/US20230236501A1/en
Publication of JP2023108593A publication Critical patent/JP2023108593A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • G03F7/0397Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition the macromolecular compound having an alicyclic moiety in a side chain
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

To provide a radiation-sensitive resin composition, a resist pattern forming method, and a compound which are capable of forming a resist pattern good in sensitivity to exposure light and excellent in CDU performance and resolution.SOLUTION: The radiation-sensitive resin composition contains: a polymer whose solubility in a developer changes by the action of an acid; a radiation-sensitive acid generator; and a compound represented by the following formula (1).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法及び化合物に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition, a method for forming a resist pattern, and a compound.

リソグラフィーによる微細加工に用いられる感放射線性樹脂組成物は、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)、KrFエキシマレーザー光(波長248nm)等の遠紫外線、極端紫外線(EUV)(波長13.5nm)等の電磁波、電子線等の荷電粒子線などの放射線の照射により露光部に酸を発生させ、この酸を触媒とする化学反応により露光部と非露光部との現像液に対する溶解速度に差異を生じさせることで基板上にレジストパターンを形成する。 Radiation-sensitive resin compositions used for microfabrication by lithography include far ultraviolet rays such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), extreme ultraviolet rays (EUV) (wavelength 13.5 nm) and the like. Irradiation with radiation such as electromagnetic waves and charged particle beams such as electron beams generates acid in the exposed area, and a chemical reaction catalyzed by this acid causes a difference in the dissolution rate in the developer between the exposed area and the non-exposed area. Thus, a resist pattern is formed on the substrate.

感放射線性樹脂組成物には、極端紫外線、電子線等の露光光に対する感度が良好であることに加え、CDU(Critical Dimension Uniformity)性能及び解像性等に優れることが要求される。 Radiation-sensitive resin compositions are required to have good sensitivity to exposure light such as extreme ultraviolet rays and electron beams, as well as excellent CDU (Critical Dimension Uniformity) performance and resolution.

これらの要求に対しては、感放射線性樹脂組成物に用いられる重合体、酸発生剤及びその他の成分の種類、分子構造などが検討され、さらにその組み合わせについても詳細に検討されている(特開2010-134279号公報、特開2014-224984号公報及び特開2016-047815号公報参照)。 In response to these demands, the types and molecular structures of polymers, acid generators and other components used in radiation-sensitive resin compositions have been studied, and their combinations have also been studied in detail (especially See JP-A-2010-134279, JP-A-2014-224984 and JP-A-2016-047815).

特開2010-134279号公報JP 2010-134279 A 特開2014-224984号公報JP 2014-224984 A 特開2016-047815号公報JP 2016-047815 A

レジストパターンのさらなる微細化に伴い、上記性能の要求レベルはさらに高まっており、これらの要求を満たす感放射線性樹脂組成物が求められている。 With the further miniaturization of resist patterns, the required level of the above performance has been further increased, and a radiation-sensitive resin composition that satisfies these requirements is desired.

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、露光光に対する感度が良好であり、CDU性能及び解像性に優れるレジストパターンを形成することができる感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法及び化合物を提供することにある。 The present invention has been made based on the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resist pattern having good sensitivity to exposure light and excellent CDU performance and resolution. An object of the present invention is to provide a resin composition, a method for forming a resist pattern, and a compound.

上記課題を解決するためになされた発明は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する重合体(以下、「[A]重合体」ともいう)と、感放射線性酸発生体(以下、「[C]酸発生体」ともいう)と、下記式(1)で表される化合物(以下、「[D]化合物」ともいう)とを含有する感放射線性樹脂組成物である。

Figure 2023108593000001
(式(1)中、Arは、環員数6~30の芳香族炭化水素環から(a+b+2)個の水素原子を除いた基である。Rは、炭素数1~20の1価の有機基又はハロゲン原子である。Lは、2価の連結基である。Rは、置換又は非置換の炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基である。aは、0~10の整数である。bは、1~10の整数である。但し、a+bは10以下である。aが2以上の場合、複数のRは互いに同一又は異なる。bが2以上の場合、複数のLは互いに同一又は異なり、複数のRは互いに同一又は異なる。Xは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。) The inventions made to solve the above problems are a polymer whose solubility in a developer is changed by the action of acid (hereinafter also referred to as "[A] polymer") and a radiation-sensitive acid generator (hereinafter referred to as It is a radiation-sensitive resin composition containing a "[C] acid generator") and a compound represented by the following formula (1) (hereinafter also referred to as a "[D] compound").
Figure 2023108593000001
(In formula (1), Ar 1 is a group obtained by removing (a + b + 2) hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 ring members. R 1 is a monovalent an organic group or a halogen atom, L 1 is a divalent linking group, R 2 is a substituted or unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, a is 0 is an integer of up to 10. b is an integer of 1 to 10, provided that a+b is 10 or less, when a is 2 or more, a plurality of R 1 are the same or different, and when b is 2 or more , a plurality of L 1 are the same or different, a plurality of R 2 are the same or different, and X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.)

上記課題を解決するためになされた別の発明は、基板に直接又は間接に上述の当該感放射線性樹脂組成物を塗工する工程と、上記塗工工程により形成されたレジスト膜を露光する工程と、上記露光されたレジスト膜を現像する工程とを備えるレジストパターン形成方法である。 Another invention made to solve the above problems is a step of directly or indirectly coating a substrate with the above-described radiation-sensitive resin composition, and a step of exposing the resist film formed by the coating step. and developing the exposed resist film.

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、[D]化合物である。 Yet another invention made to solve the above problems is the [D] compound.

本発明の感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、露光光に対する感度が良好であり、CDU性能及び解像性に優れるレジストパターンを形成することができる。本発明の化合物は、当該感放射線性樹脂組成物の成分として好適に用いることができる。したがって、これらは、今後さらに微細化が進行すると予想される半導体デバイスの加工プロセス等に好適に用いることができる。 According to the radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method of the present invention, a resist pattern having good sensitivity to exposure light and excellent CDU performance and resolution can be formed. The compound of the present invention can be suitably used as a component of the radiation-sensitive resin composition. Therefore, these materials can be suitably used in the processing of semiconductor devices, which are expected to further miniaturize in the future.

以下、本発明の感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法及び化合物について詳説する。 The radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method and compound of the present invention are described in detail below.

<感放射線性樹脂組成物>
当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体と、[C]酸発生体と、[D]化合物とを含有する。当該感放射線性樹脂組成物は、通常、有機溶媒(以下、「[E]有機溶媒」ともいう)を含有する。当該感放射線性樹脂組成物は、好適成分として、[A]重合体よりもフッ素原子含有率が大きい重合体(以下、「[B]重合体」ともいう)を含有していてもよい。当該感放射線性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の任意成分を含有していてもよい。
<Radiation sensitive resin composition>
The radiation-sensitive resin composition contains [A] polymer, [C] acid generator, and [D] compound. The radiation-sensitive resin composition usually contains an organic solvent (hereinafter also referred to as "[E] organic solvent"). The radiation-sensitive resin composition may contain, as a preferred component, a polymer having a higher fluorine atom content than the [A] polymer (hereinafter also referred to as "[B] polymer"). The radiation-sensitive resin composition may contain other optional components as long as the effects of the present invention are not impaired.

当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体と、[C]酸発生体と、[D]化合物とを含有することで、露光光に対する感度が良好であり、CDU性能及び解像性に優れるレジストパターンを形成することができる。当該感放射線性樹脂組成物が上記構成を備えることで上記効果を奏する理由は必ずしも明確ではないが、例えば以下のように推察することができる。すなわち、[D]化合物がバルキーな(かさ高い)構造を有することで露光により発生した酸の拡散長を適度に短くすることができ、その結果、露光光に対する感度、CDU性能及び解像性を向上させることができると考えられる。 The radiation-sensitive resin composition contains [A] polymer, [C] acid generator, and [D] compound, so that it has good sensitivity to exposure light, CDU performance and resolution. It is possible to form a resist pattern excellent in Although the reason why the radiation-sensitive resin composition having the above structure produces the above effects is not necessarily clear, it can be inferred, for example, as follows. That is, since the [D] compound has a bulky (bulky) structure, the diffusion length of the acid generated by exposure can be appropriately shortened, and as a result, sensitivity to exposure light, CDU performance and resolution are improved. can be improved.

当該感放射線性樹脂組成物は、例えば[A]重合体、[C]酸発生体及び[D]化合物、並びに必要に応じて[B]重合体、[E]有機溶媒及びその他の任意成分などを所定の割合で混合し、好ましくは得られた混合物を孔径0.20μm以下のメンブランフィルターでろ過することにより調製することができる。 The radiation-sensitive resin composition includes, for example, [A] polymer, [C] acid generator and [D] compound, and optionally [B] polymer, [E] organic solvent and other optional components. are mixed in a predetermined proportion, and the resulting mixture is preferably filtered through a membrane filter having a pore size of 0.20 μm or less.

以下、当該感放射線性樹脂組成物が含有する各成分について説明する。 Each component contained in the radiation-sensitive resin composition will be described below.

<[A]重合体>
[A]重合体は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する重合体である。通常、[A]重合体が酸解離性基を有することにより、酸の作用により現像液への溶解性が変化する性質が発揮される。よって、[A]重合体は、酸解離性基を含む構造単位(以下、「構造単位(I)」ともいう)を有することが好ましい。当該感放射線性樹脂組成物は、1種又は2種以上の[A]重合体を含有することができる。
<[A] Polymer>
The [A] polymer is a polymer whose solubility in a developer changes under the action of acid. Usually, the [A] polymer has an acid-dissociable group, so that the property that the solubility in a developing solution is changed by the action of an acid is exhibited. Therefore, the [A] polymer preferably has a structural unit containing an acid-labile group (hereinafter also referred to as "structural unit (I)"). The radiation-sensitive resin composition may contain one or more [A] polymers.

[A]重合体は、フェノール性水酸基を含む構造単位(以下、「構造単位(II)」ともいう)をさらに有することが好ましい。[A]重合体は、構造単位(I)及び(II)以外のその他の構造単位(以下、単に「その他の構造単位」ともいう)をさらに有していてもよい。[A]重合体は、1種又は2種以上の各構造単位を有することができる。 [A] The polymer preferably further has a structural unit containing a phenolic hydroxyl group (hereinafter also referred to as "structural unit (II)"). [A] The polymer may further have structural units other than the structural units (I) and (II) (hereinafter also simply referred to as "other structural units"). [A] The polymer can have one or more structural units.

当該感放射線性樹脂組成物における[A]重合体の含有割合の下限としては、当該感放射線性樹脂組成物が含有する[E]有機溶媒以外の全成分に対して、50質量%が好ましく、70質量%がより好ましく、80質量%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、99質量%が好ましく、95質量%がより好ましい。 The lower limit of the content of the [A] polymer in the radiation-sensitive resin composition is preferably 50% by mass with respect to all components other than the [E] organic solvent contained in the radiation-sensitive resin composition. 70% by mass is more preferred, and 80% by mass is even more preferred. The upper limit of the content ratio is preferably 99% by mass, more preferably 95% by mass.

[A]重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)の下限としては、1,000が好ましく、3,000がより好ましく、4,000がさらに好ましい。上記Mwの上限としては、50,000が好ましく、30,000がより好ましく、20,000がさらに好ましく、15,000がより一層好ましく、10,000が特に好ましい。[A]重合体のMwを上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の塗工性を向上させることができる。[A]重合体のMwは、例えば合成に使用する重合開始剤の種類やその使用量等を調整することにより調節することができる。 [A] The lower limit of the polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of the polymer measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 1,000, more preferably 3,000, and even more preferably 4,000. The upper limit of Mw is preferably 50,000, more preferably 30,000, even more preferably 20,000, even more preferably 15,000, and particularly preferably 10,000. [A] By setting the Mw of the polymer within the above range, the coatability of the radiation-sensitive resin composition can be improved. [A] The Mw of the polymer can be adjusted, for example, by adjusting the type and amount of the polymerization initiator used in the synthesis.

[A]重合体のGPCによるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)に対するMwの比(以下、「分散度」又は「Mw/Mn」ともいう)の上限としては、2.5が好ましく、2.0がより好ましく、1.7がさらに好ましい。上記比の下限としては、通常1.0であり、1.1が好ましく、1.2がより好ましく、1.3がさらに好ましい。 [A] The upper limit of the ratio of Mw to the polystyrene equivalent number average molecular weight (Mn) of the polymer by GPC (hereinafter also referred to as "dispersity" or "Mw/Mn") is preferably 2.5, and 2.0. is more preferred, and 1.7 is even more preferred. The lower limit of the ratio is usually 1.0, preferably 1.1, more preferably 1.2, and even more preferably 1.3.

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

[A]重合体は、例えば各構造単位を与える単量体を公知の方法で重合することにより合成することができる。 The [A] polymer can be synthesized, for example, by polymerizing monomers that give each structural unit by a known method.

以下、[A]重合体が含有する各構造単位について説明する。 Each structural unit contained in the [A] polymer is described below.

[構造単位(I)]
構造単位(I)は、酸解離性基を含む構造単位である。「酸解離性基」とは、カルボキシ基、ヒドロキシ基等における水素原子を置換する基であって、酸の作用により解離してカルボキシ基、ヒドロキシ基等を与える基を意味する。露光により[C]酸発生体等から発生する酸の作用により酸解離性基が解離し、露光部と非露光部との間における[A]重合体の現像液への溶解性に差異が生じることにより、レジストパターンを形成することができる。[A]重合体は、1種又は2種以上の構造単位(I)を有することができる。
[Structural unit (I)]
Structural unit (I) is a structural unit containing an acid-labile group. The term "acid-dissociable group" means a group that substitutes a hydrogen atom in a carboxy group, a hydroxy group or the like, and is dissociated by the action of an acid to give a carboxy group, a hydroxy group or the like. The acid dissociable group is dissociated by the action of the acid generated from the [C] acid generator or the like upon exposure, and a difference occurs in the solubility of the [A] polymer in the developer between the exposed area and the non-exposed area. Thereby, a resist pattern can be formed. [A] The polymer can have one or more structural units (I).

構造単位(I)としては、例えば下記式(2-1)~(2-2)で表される構造単位などが挙げられる。 Examples of the structural unit (I) include structural units represented by the following formulas (2-1) and (2-2).

Figure 2023108593000002
Figure 2023108593000002

上記式(2-1)及び(2-2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Zは、酸解離性基(以下、「酸解離性基(Z)」ともいう)である。 In formulas (2-1) and (2-2) above, R 3 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. Z is an acid-labile group (hereinafter also referred to as "acid-labile group (Z)").

上記式(2-2)中、Lは、単結合、-COO-、-CONH-又は-O-である。Arは、環員数6~20の芳香族炭化水素環から(s+t+u+1)個の水素原子を除いた基である。sは、0~10の整数であり、tは、0~10の整数である。但し、s+tは1~10の整数である。sが2以上の場合、複数のZは互いに同一又は異なる。sが1以上の場合、Rは、水素原子又は炭素数1~20の1価の有機基である。tが2以上の場合、複数のRは互いに同一又は異なる。sが0かつtが1の場合、Rは酸解離性基である。sが0かつtが2以上の場合、複数のRの少なくとも1つは酸解離性基である。Rは、炭素数1~20の1価の有機基又はハロゲン原子である。uは、0~10の整数である。uが2以上の場合、複数のRは互いに同一又は異なる。但し、s+t+uは10以下である In formula (2-2) above, L 2 is a single bond, -COO-, -CONH- or -O-. Ar 2 is a group obtained by removing (s+t+u+1) hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 20 ring members. s is an integer from 0-10 and t is an integer from 0-10. However, s+t is an integer of 1-10. When s is 2 or more, multiple Zs are the same or different. When s is 1 or more, R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. When t is 2 or more, multiple R 4 are the same or different. When s is 0 and t is 1, R4 is an acid labile group. When s is 0 and t is 2 or more, at least one of the plurality of R 4 is an acid-labile group. R 5 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms or a halogen atom. u is an integer from 0 to 10; When u is 2 or more, the plurality of R5 are the same or different. However, s + t + u is 10 or less

「環員数」とは、環構造を構成する原子数をいい、多環の場合はこの多環を構成する原子数をいう。「芳香環」には、「芳香族炭化水素環」及び「芳香族複素環」が含まれる。「芳香環」には、「単環の芳香環」及び「多環の芳香環」が含まれる。「多環の芳香環」には、2つの環が2つの共有原子を有する縮合多環だけでなく、2つの環が共有原子を持たず、単結合で連結している環集合型の多環も含まれる。 The term "number of ring members" refers to the number of atoms forming a ring structure, and in the case of a polycyclic ring, the number of atoms forming the polycyclic ring. "Aromatic ring" includes "aromatic hydrocarbon ring" and "aromatic heterocyclic ring". "Aromatic ring" includes "monocyclic aromatic ring" and "polycyclic aromatic ring". A “polycyclic aromatic ring” includes condensed polycyclic rings in which the two rings have two shared atoms, as well as polycyclic ring assemblies in which two rings have no shared atoms and are connected by a single bond. is also included.

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

としては、構造単位(I)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子又はメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。 R 3 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a hydrogen atom, from the viewpoint of copolymerizability of the monomer that gives the structural unit (I).

としては、単結合が好ましい。 L2 is preferably a single bond.

Arを与える環員数6~20の芳香族炭化水素環としては、例えばベンゼン環;ナフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環、フルオレン環等の縮合多環型芳香族炭化水素環;ビフェニル環、テルフェニル環、ビナフタレン環、フェニルナフタレン環等の環集合型芳香族炭化水素環などが挙げられる。 Examples of aromatic hydrocarbon rings having 6 to 20 ring members that give Ar 2 include benzene ring; condensed polycyclic aromatic hydrocarbon rings such as naphthalene ring, phenanthrene ring, anthracene ring and fluorene ring; biphenyl ring and terphenyl ring, binaphthalene ring, ring assembly type aromatic hydrocarbon ring such as phenylnaphthalene ring, and the like.

Arを与える環員数6~20の芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環が好ましい。 A benzene ring is preferable as the aromatic hydrocarbon ring having 6 to 20 ring members that gives Ar 2 .

sとしては、0~3が好ましく、0~2がより好ましく、1がさらに好ましい。 s is preferably 0 to 3, more preferably 0 to 2, and even more preferably 1.

sが1以上の場合におけるRで表される炭素数1~20の1価の有機基としては、例えば炭素数1~20の1価の炭化水素基、この炭化水素基の炭素-炭素結合間に2価のヘテロ原子含有基を含む基(α)、上記炭化水素基又は上記基(α)が有する水素原子の一部又は全部を1価のヘテロ原子含有基で置換した基(β)、上記炭化水素基、上記基(α)又は上記基(β)と2価のヘテロ原子含有基とを組み合わせた基(γ)等が挙げられる。また、この場合における上記有機基は、後述する酸解離性基(Z)であってもよい。 When s is 1 or more, the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 4 includes, for example, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a carbon-carbon bond of this hydrocarbon group. A group (α) containing a divalent heteroatom-containing group therebetween, a group (β) in which some or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group or the group (α) are substituted with a monovalent heteroatom-containing group , the above hydrocarbon group, the above group (α), or a group (γ) obtained by combining the above group (β) with a divalent heteroatom-containing group, and the like. Further, the organic group in this case may be an acid dissociable group (Z) described later.

炭素数1~20の1価の炭化水素基としては、例えば炭素数1~20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。 Examples of monovalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms include monovalent chain hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, monovalent alicyclic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms, and 6 carbon atoms. to 20 monovalent aromatic hydrocarbon groups and the like.

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

炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環の脂環式飽和炭化水素基、ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等の多環の脂環式飽和炭化水素基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の単環の脂環式不飽和炭化水素基、ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基、テトラシクロドデセニル基等の多環の脂環式不飽和炭化水素基などが挙げられる。 Examples of monovalent alicyclic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms include monocyclic saturated alicyclic hydrocarbon groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, norbornyl group, adamantyl group, tricyclodecyl group, tetracyclo Polycyclic alicyclic saturated hydrocarbon groups such as dodecyl group, monocyclic alicyclic unsaturated hydrocarbon groups such as cyclopentenyl group and cyclohexenyl group, norbornenyl group, tricyclodecenyl group, tetracyclodode Examples include polycyclic alicyclic unsaturated hydrocarbon groups such as senyl group.

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

1価又は2価のヘテロ原子含有基を構成するヘテロ原子としては、例えば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子、ハロゲン原子等が挙げられる。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。 Examples of the heteroatom constituting the monovalent or divalent heteroatom-containing group include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, a silicon atom and a halogen atom. A halogen atom is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.

2価のヘテロ原子含有基としては、例えば-O-、-CO-、-S-、-CS-、-NR’-、これらのうちの2つ以上を組み合わせた基(例えば、-COO-、-CONR’-など)等が挙げられる。R’は、水素原子又は炭素数1~10の1価の炭化水素基である。R’で表される炭素数1~10の1価の炭化水素基としては、例えば上記「炭素数1~20の1価の炭化水素基」として例示した基のうち炭素数1~10のもの等が挙げられる。 Examples of divalent heteroatom-containing groups include -O-, -CO-, -S-, -CS-, -NR'-, and groups in which two or more of these are combined (e.g., -COO-, -CONR'-, etc.). R' is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. As the monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms represented by R′, for example, those having 1 to 10 carbon atoms among the groups exemplified as the above-mentioned “monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms” etc.

sが1以上の場合におけるRとしては、炭素数1~20の1価の有機基が好ましく、炭素数1~20の1価の炭化水素基と2価のヘテロ原子含有基とを組み合わせた基がより好ましく、炭素数1~20の1価の鎖状炭化水素基と-CO-とを組み合わせた基がさらに好ましく、アシル基がより一層好ましい。 R 4 when s is 1 or more is preferably a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and is a combination of a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a divalent heteroatom-containing group. A group is more preferable, a group obtained by combining a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and -CO- is even more preferable, and an acyl group is even more preferable.

sが0の場合におけるRとしては、後述する酸解離性基(Z)と同様の基が挙げられる。 Examples of R 4 when s is 0 include groups similar to the acid dissociable group (Z) described later.

tとしては、0~2が好ましく、1がより好ましい。 t is preferably 0 to 2, more preferably 1.

で表される炭素数1~20の1価の有機基としては、例えば上記Rで表される炭素数1~20の1価の有機基として例示した基と同様の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 5 include the same groups as those exemplified as the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 4 above. be done.

で表されるハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子である。 A halogen atom represented by R5 is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.

uとしては、0又は1が好ましく、0がより好ましい。 u is preferably 0 or 1, more preferably 0.

(酸解離性基(Z))
酸解離性基(Z)は、カルボキシ基における水素原子を置換する基であって、酸の作用により解離してカルボキシ基を与える基である。酸解離性基(Z)としては、例えば下記式(3-1)~(3-2)で表される基等が挙げられる。
(Acid dissociable group (Z))
The acid-labile group (Z) is a group that substitutes for a hydrogen atom in a carboxy group, and is a group that dissociates under the action of an acid to give a carboxy group. Examples of the acid-dissociable group (Z) include groups represented by the following formulas (3-1) and (3-2).

Figure 2023108593000003
Figure 2023108593000003

上記式(3-1)中、Rは、置換又は非置換の炭素数1~20の1価の炭化水素基である。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1~20の1価の炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3~20の飽和脂環の一部である。 In formula (3-1) above, R 1 X is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R Y and R Z are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a ring having 3 to It is part of twenty saturated alicyclic rings.

上記式(3-2)中、Rは、水素原子である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~20の1価の炭化水素基である。Rは、R、R及びRがそれぞれ結合する炭素原子と共に環員数4~20の不飽和脂環を構成する炭素数1~20の2価の炭化水素基である。 In formula (3-2) above, R A is a hydrogen atom. Each of R 1 B and R 2 C is independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R D is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms forming an unsaturated alicyclic ring having 4 to 20 ring members together with the carbon atoms to which R A , R B and R C are respectively bonded.

、R、R、R又はRで表される炭素数1~20の1価の炭化水素基としては、例えば上記式(2-2)において、Rにおける炭素数1~20の1価の有機基のうち、炭素数1~20の1価の炭化水素基として例示した基と同様の基等が挙げられる。 Examples of monovalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms represented by R X , R Y , R Z , R B or R C include, for example, in the above formula (2-2), R 4 having 1 to Among the 20 monovalent organic groups, the same groups as those exemplified as the monovalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms can be mentioned.

上記Rで表される炭化水素基が有する場合がある置換基としては、例えばフッ素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。 Examples of substituents that the hydrocarbon group represented by R X above may have include halogen atoms such as a fluorine atom and an iodine atom, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, An alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, an acyloxy group and the like can be mentioned.

及びRが互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3~20の飽和脂環としては、例えばシクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環等の単環の飽和脂環、ノルボルナン環、アダマンタン環等の多環の飽和脂環などが挙げられる。 The 3- to 20-membered saturated alicyclic ring in which R Y and R Z are combined together and formed together with the carbon atoms to which they are bonded include, for example, monocyclic rings such as cyclopropane ring, cyclobutane ring, cyclopentane ring and cyclohexane ring. Examples include polycyclic saturated alicyclic rings such as saturated alicyclic rings, norbornane rings, and adamantane rings.

で表される炭素数1~20の2価の炭化水素基としては、例えば上記式(2-2)において、Rにおける炭素数1~20の1価の有機基のうち、炭素数1~20の1価の炭化水素基として例示した基から1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。 As the divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R D , for example, in the above formula (2-2), among the monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms in R 4 , Examples include groups obtained by removing one hydrogen atom from the groups exemplified as the 1 to 20 monovalent hydrocarbon groups.

とR、R及びRがそれぞれ結合する3つの炭素原子とで構成される環員数4~20の不飽和脂環としては、例えばシクロブテン環、シクロペンテン環、シクロヘキセン環等の単環の不飽和脂環、ノルボルネン環等の多環の不飽和脂環などが挙げられる。 The 4- to 20-membered unsaturated alicyclic ring composed of R D and three carbon atoms to which R A , R B and R C respectively bond includes monocyclic rings such as cyclobutene ring, cyclopentene ring and cyclohexene ring. and polycyclic unsaturated alicyclic rings such as norbornene rings.

としては、置換若しくは非置換の鎖状炭化水素基又は置換若しくは非置換の芳香族炭化水素基が好ましく、非置換の鎖状炭化水素基又は非置換の芳香族炭化水素基がより好ましく、非置換のアルキル基又は非置換のアリール基がより好ましく、メチル基、エチル基又はフェニル基がさらに好ましい。 R X is preferably a substituted or unsubstituted chain hydrocarbon group or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group, more preferably an unsubstituted chain hydrocarbon group or an unsubstituted aromatic hydrocarbon group, An unsubstituted alkyl group or an unsubstituted aryl group is more preferred, and a methyl group, ethyl group or phenyl group is even more preferred.

としては、鎖状炭化水素基又は脂環式炭化水素基が好ましく、アルキル基又は多環の脂環式飽和炭化水素基がより好ましく、メチル基又はノルボルニル基がさらに好ましい。 RY is preferably a chain hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, more preferably an alkyl group or polycyclic saturated alicyclic hydrocarbon group, and even more preferably a methyl group or a norbornyl group.

としては、鎖状炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。 R Z is preferably a chain hydrocarbon group, more preferably an alkyl group, and even more preferably a methyl group.

また、R及びRとしては、これらが互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3~20の飽和脂環の一部であることも好ましい。上記飽和脂環としては、単環の飽和脂環が好ましく、シクロペンタン環又はシクロヘキサン環がより好ましい。 R 2 Y and R 2 Z are also preferably part of a saturated alicyclic ring having 3 to 20 ring members formed together with the carbon atoms to which they are combined. The saturated alicyclic ring is preferably a monocyclic saturated alicyclic ring, more preferably a cyclopentane ring or a cyclohexane ring.

構造単位(I)としては、下記式(2-1-1)~(2-1-3)又は(2-2-1)で表される構造単位が好ましい。 Structural units (I) are preferably structural units represented by the following formulas (2-1-1) to (2-1-3) or (2-2-1).

Figure 2023108593000004
Figure 2023108593000004

上記式(2-1-1)~(2-1-3)及び(2-2-1)中、Rは、上記式(2-1)~(2-2)と同義である。 In formulas (2-1-1) to (2-1-3) and (2-2-1) above, R 3 has the same definition as in formulas (2-1) to (2-2) above.

[A]重合体における構造単位(I)の含有割合の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、20モル%が好ましく、25モル%がより好ましく、30モル%がさらに好ましく、35モル%がより一層好ましい。上記含有割合の上限としては、90モル%が好ましく、80モル%がより好ましく、75モル%がさらに好ましい。構造単位(I)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の露光光に対する感度、CDU性能及び解像性をより向上させることができる。なお、本明細書における数値範囲の上限及び下限に関する記載は特に断りのない限り、上限は「以下」であっても「未満」であってもよく、下限は「以上」であっても「超」であってもよい。また、上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。 The lower limit of the content of the structural unit (I) in the [A] polymer is preferably 20 mol%, more preferably 25 mol%, and 30 mol% with respect to the total structural units constituting the [A] polymer. is more preferred, and 35 mol % is even more preferred. The upper limit of the content ratio is preferably 90 mol %, more preferably 80 mol %, and even more preferably 75 mol %. By setting the content of the structural unit (I) within the above range, the sensitivity to exposure light, CDU performance and resolution of the radiation-sensitive resin composition can be further improved. In addition, unless otherwise specified, the upper limit and lower limit of the numerical range in this specification may be "less than" or "less than", and the lower limit may be "more than" or "more than ' may be Also, the upper limit and the lower limit can be arbitrarily combined.

なお、[A]重合体が有する構造単位は、2種以上の構造単位の分類に重複して該当すると考えられる場合がある。例えば、構造単位(I)だけでなく、構造単位(I)以外の構造単位にも該当すると考えられる構造単位が含まれ得る。具体例を用いて説明すると、下記式で表されるような構造単位は、「酸解離性基を有する構造単位」として構造単位(I)に該当するだけでなく、後述する「アルコール性水酸基を含む構造単位」として構造単位(III)にも該当するとも考えられる。このような構造単位について本明細書では、構造単位の括弧内の番号の若い方に該当すると取り扱うものとする。すなわち、下記式で表される構造単位については、アルコール性水酸基を有する構造単位ではあるが、「酸解離性基を有する構造単位」として構造単位(I)に該当すると取り扱う。 In some cases, the structural unit of the [A] polymer may be considered to overlap with two or more types of structural unit classification. For example, structural units that are considered applicable not only to structural unit (I) but also to structural units other than structural unit (I) may be included. To explain using a specific example, the structural unit represented by the following formula not only corresponds to structural unit (I) as "a structural unit having an acid-dissociable group", but also corresponds to "a structural unit having an alcoholic hydroxyl group" described later. It is also considered that the structural unit (III) also corresponds to the “structural unit containing”. In this specification, such a structural unit shall be treated as corresponding to the structural unit with the lower number in parentheses. That is, the structural unit represented by the following formula is treated as a structural unit (I) as a "structural unit having an acid-dissociable group" although it is a structural unit having an alcoholic hydroxyl group.

Figure 2023108593000005
Figure 2023108593000005

上記式中、Rは、上記式(2-1)~(2-2)と同義である。 In the above formulas, R 3 has the same meaning as in formulas (2-1) and (2-2) above.

[構造単位(II)]
構造単位(II)は、フェノール性水酸基を含む基である。「フェノール性水酸基」とは、ベンゼン環に直結するヒドロキシ基に限らず、芳香環に直結するヒドロキシ基全般を指す。構造単位(II)は、構造単位(I)とは異なる構造単位である。フェノール水酸基及び酸解離性基の両方を含む構造単位は、構造単位(I)として分類する。即ち、構造単位(II)は酸解離性基を含まない。[A]重合体は、1種又は2種以上の構造単位(II)を含有することができる。
[Structural unit (II)]
Structural unit (II) is a group containing a phenolic hydroxyl group. The “phenolic hydroxyl group” refers not only to a hydroxy group directly attached to a benzene ring but also to general hydroxy groups directly attached to an aromatic ring. Structural unit (II) is a structural unit different from structural unit (I). Structural units containing both phenolic hydroxyl groups and acid-labile groups are classified as structural units (I). That is, structural unit (II) does not contain an acid-labile group. [A] The polymer may contain one or more structural units (II).

KrF露光、EUV露光又は電子線露光の場合、[A]重合体が構造単位(II)を有することで、当該感放射線性樹脂組成物の露光光に対する感度をより高めることができる。したがって、[A]重合体が構造単位(II)を有する場合、当該感放射線性樹脂組成物は、KrF露光用、EUV露光用又は電子線露光用の感放射線性樹脂組成物として好適に用いることができる。 In the case of KrF exposure, EUV exposure, or electron beam exposure, the [A] polymer having the structural unit (II) can further increase the sensitivity of the radiation-sensitive resin composition to exposure light. Therefore, when the polymer [A] has the structural unit (II), the radiation-sensitive resin composition can be suitably used as a radiation-sensitive resin composition for KrF exposure, EUV exposure, or electron beam exposure. can be done.

構造単位(II)としては、例えば下記式(II-1)~(II-17)で表される構造単位(以下、「構造単位(II-1)~(II-17)」ともいう)等が挙げられる。 Examples of the structural unit (II) include structural units represented by the following formulas (II-1) to (II-17) (hereinafter also referred to as "structural units (II-1) to (II-17)"), and the like. is mentioned.

Figure 2023108593000006
Figure 2023108593000006

上記式(II-1)~(II-17)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。 In formulas (II-1) to (II-17) above, R 1 P is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

としては、構造単位(II)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子又はメチル基が好ましい。 R P is preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of the copolymerizability of the monomer that gives the structural unit (II).

構造単位(II)としては、構造単位(II-1)~(II-3)、(II-6)~(II-8)、(II-11)、(II-12)又はこれらの組み合わせが好ましい。 The structural unit (II) includes structural units (II-1) to (II-3), (II-6) to (II-8), (II-11), (II-12), or combinations thereof. preferable.

[A]重合体が構造単位(II)を有する場合、[A]重合体における構造単位(II)の含有割合の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、15モル%が好ましく、20モル%がより好ましく、25モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、60モル%が好ましく、50モル%がより好ましく、40モル%がさらに好ましく、35モル%が特に好ましい。 When the [A] polymer has the structural unit (II), the lower limit of the content of the structural unit (II) in the [A] polymer is 15 per all structural units constituting the [A] polymer. mol % is preferred, 20 mol % is more preferred, and 25 mol % is even more preferred. The upper limit of the content ratio is preferably 60 mol %, more preferably 50 mol %, still more preferably 40 mol %, and particularly preferably 35 mol %.

[その他の構造単位]
その他の構造単位としては、アルコール性水酸基を含む構造単位(以下、「構造単位(III)」ともいう)、アルコキシアルキル基を含む構造単位(以下、「構造単位(IV)」ともいう)、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む構造単位(以下、「構造単位(V)」ともいう)等が挙げられる。
[Other structural units]
Other structural units include a structural unit containing an alcoholic hydroxyl group (hereinafter also referred to as "structural unit (III)"), a structural unit containing an alkoxyalkyl group (hereinafter also referred to as "structural unit (IV)"), lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a structural unit containing a combination thereof (hereinafter also referred to as "structural unit (V)").

(構造単位(III))
構造単位(III)は、アルコール性水酸基を含む構造単位である。構造単位(III)をさらに有することで、現像液への溶解性をより一層適度に調整することができる。
(Structural unit (III))
Structural unit (III) is a structural unit containing an alcoholic hydroxyl group. By further having the structural unit (III), the solubility in a developer can be more moderately adjusted.

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

Figure 2023108593000007
Figure 2023108593000007

上記式中、RL2は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。 In the formula above, R L2 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

(構造単位(IV))
構造単位(IV)は、アルコキシアルキル基を含む構造単位である。構造単位(IV)をさらに有することで、基板との密着性を向上させることができる。
(Structural unit (IV))
Structural unit (IV) is a structural unit containing an alkoxyalkyl group. Adhesion to the substrate can be improved by further including the structural unit (IV).

アルコキシアルキル基としては、例えばメトキシエチル基、エトキシエチル基等の炭素数2~5のアルカンジイル基と炭素数1~5のアルコキシ基とを組み合わせた基等が挙げられる。換言すると、-R41-O-R42で表される基(R41は、炭素数2~5のアルカンジイル基であり、R42は炭素数1~5のアルキル基である。)等が挙げられる。 Examples of the alkoxyalkyl group include groups obtained by combining an alkanediyl group having 2 to 5 carbon atoms, such as a methoxyethyl group and an ethoxyethyl group, with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. In other words, a group represented by —R 41 —OR 42 (R 41 is an alkanediyl group having 2 to 5 carbon atoms and R 42 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms), etc. mentioned.

構造単位(IV)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。

Figure 2023108593000008
Examples of the structural unit (IV) include structural units represented by the following formula.
Figure 2023108593000008

上記式中、RL3は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。 In the above formula, R L3 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

[A]重合体がその他の構造単位を有する場合、その他の構造単位の含有割合の下限としては、[A]重合体における全構造単位に対して、1モル%が好ましく、5モル%がより好ましい。上記含有割合の上限としては、30モル%が好ましく、20モル%がより好ましい。 When the [A] polymer has other structural units, the lower limit of the content of the other structural units is preferably 1 mol%, more preferably 5 mol%, based on the total structural units in the [A] polymer. preferable. The upper limit of the content ratio is preferably 30 mol %, more preferably 20 mol %.

<[B]重合体>
[B]重合体は、[A]重合体とは異なる重合体であって、[A]重合体よりもフッ素原子含有率が大きい重合体である。通常、ベース重合体となる重合体より疎水性が高い重合体は、レジスト膜表層に偏在化する傾向がある。[B]重合体は[A]重合体よりもフッ素原子含有率が大きいため、この疎水性に起因する特性により、レジスト膜表層に偏在化する傾向がある。その結果、当該感放射線性樹脂組成物が[B]重合体を含有する場合、形成されるレジストパターンの断面形状が良好となることが期待される。当該感放射線性樹脂組成物は、例えばレジスト膜の表面調整剤として[B]重合体を含有することができる。当該感放射線性樹脂組成物は、1種又は2種以上の[B]重合体を含有することができる。
<[B] Polymer>
The [B] polymer is a polymer different from the [A] polymer and has a higher fluorine atom content than the [A] polymer. Generally, a polymer having higher hydrophobicity than the base polymer tends to be unevenly distributed on the surface layer of the resist film. Since the [B] polymer has a higher fluorine atom content than the [A] polymer, it tends to be unevenly distributed on the surface layer of the resist film due to the characteristics resulting from this hydrophobicity. As a result, when the radiation-sensitive resin composition contains the [B] polymer, it is expected that the cross-sectional shape of the formed resist pattern will be good. The radiation-sensitive resin composition may contain the polymer [B] as a surface conditioner for resist films, for example. The radiation-sensitive resin composition may contain one or more [B] polymers.

<[C]酸発生体>
[C]酸発生体は、露光により酸を発生する物質である。露光光としては、例えば後述する当該レジストパターン形成方法の露光工程における露光光として例示するものと同様のものなどが挙げられる。露光により発生した酸により[A]重合体が有する構造単位(I)における酸解離性基が解離し、レジスト膜の露光部と非露光部との間で現像液への溶解性に差異が生じることにより、レジストパターンを形成することができる。
<[C] acid generator>
[C] The acid generator is a substance that generates an acid upon exposure to light. Examples of the exposure light include those similar to those exemplified as the exposure light in the exposure step of the resist pattern forming method described later. The acid generated by exposure dissociates the acid dissociable group in the structural unit (I) of the polymer [A], causing a difference in solubility in the developer between the exposed and non-exposed areas of the resist film. Thereby, a resist pattern can be formed.

[C]酸発生体から発生する酸としては、例えばスルホン酸、イミド酸などが挙げられる。 [C] Examples of the acid generated from the acid generator include sulfonic acid and imidic acid.

当該感放射線性樹脂組成物における[C]酸発生体の含有形態としては、例えば後述する低分子化合物の形態(以下、「[C]酸発生剤」ともいう)でもよいし、感放射線性酸発生重合体(以下、「[C]酸発生重合体」ともいう)の形態でもよいし、これらの両方の形態でもよい。「低分子化合物」とは、分子量分布を有さない分子量1,000以下の化合物を意味する。「感放射線性酸発生重合体」とは、露光により酸を発生する構造単位を有する重合体を意味する。換言すると、[C]酸発生重合体は、[C]酸発生体が重合体の一部として組み込まれた形態ともいえる。[C]酸発生重合体は、[A]重合体及び[B]重合体とは異なる重合体であってもよい。当該感放射線性樹脂組成物は、1種又は2種以上の[C]酸発生体を含有することができる。 The [C] acid generator contained in the radiation-sensitive resin composition may be, for example, in the form of a low-molecular-weight compound (hereinafter also referred to as "[C] acid generator") described later, or may be a radiation-sensitive acid generator. It may be in the form of a generating polymer (hereinafter also referred to as "[C] acid-generating polymer") or in both of these forms. A "low-molecular weight compound" means a compound having a molecular weight of 1,000 or less that does not have a molecular weight distribution. A "radiation-sensitive acid-generating polymer" means a polymer having a structural unit that generates an acid upon exposure. In other words, the [C] acid-generating polymer can also be said to have a form in which the [C] acid-generating body is incorporated as a part of the polymer. The [C] acid-generating polymer may be a polymer different from the [A] polymer and [B] polymer. The radiation-sensitive resin composition may contain one or more [C] acid generators.

[C]酸発生体としては、[C]酸発生剤が好ましい。[C]酸発生剤としては、例えばオニウム塩化合物、N-スルホニルオキシイミド化合物、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物などが挙げられる。 The [C] acid generator is preferably a [C] acid generator. [C] Acid generators include, for example, onium salt compounds, N-sulfonyloxyimide compounds, sulfonimide compounds, halogen-containing compounds, and diazoketone compounds.

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

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

[C]酸発生剤としては、露光によりスルホン酸を発生する[C]酸発生剤が好ましい。露光によりスルホン酸を発生する[C]酸発生剤としては、例えば下記式(4)で表される化合物等が挙げられる。

Figure 2023108593000009
As the [C] acid generator, a [C] acid generator that generates sulfonic acid upon exposure is preferred. Examples of [C] acid generators that generate sulfonic acid upon exposure include compounds represented by the following formula (4).
Figure 2023108593000009

上記式(4)中、Ra1は、炭素数1~30の1価の有機基である。Lは、2価の連結基である。na1は、0~10の整数である。na1が2以上の場合、複数のLは互いに同一又は異なる。Ra2及びRa3は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数1~20の1価の炭化水素基又は炭素数1~20の1価のフッ素化炭化水素基である。na2は、0~10の整数である。na2が2以上の場合、複数のRa2は互いに同一又は異なり、複数のRa3は互いに同一又は異なる。Yは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 In formula (4) above, R a1 is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. La is a divalent linking group. n a1 is an integer from 0 to 10; When n a1 is 2 or more, a plurality of L a are the same or different. R a2 and R a3 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. n a2 is an integer of 0-10. When n a2 is 2 or more, multiple R a2 are the same or different, and multiple R a3 are the same or different. Y + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

a1で表される炭素数1~30の1価の有機基としては、例えば上記式(2-2)のRで表される炭素数1~20の1価の有機基として例示した1価の有機基と同様の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms represented by R a1 include the monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms represented by R 4 in the above formula (2-2). Examples thereof include the same groups as the valent organic groups.

a1で表される炭素数1~30の1価の有機基としては、環員数5以上の環構造を含む炭素数1~30の1価の基が好ましい。環員数5以上の環構造としては、例えば環員数5以上の脂環、環員数5以上の脂肪族複素環、環員数5以上の芳香族炭化水素環、環員数5以上の芳香族複素環又はこれらの組み合わせが挙げられる。 The monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms represented by R a1 is preferably a monovalent group having 1 to 30 carbon atoms and containing a ring structure having 5 or more ring members. Examples of the ring structure having 5 or more ring members include an alicyclic ring having 5 or more ring members, an aliphatic heterocycle having 5 or more ring members, an aromatic hydrocarbon ring having 5 or more ring members, an aromatic heterocyclic ring having 5 or more ring members, or Combinations of these are included.

上記環構造が有する水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。置換基としては、例えばフッ素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基、オキソ基(=O)等が挙げられる。 Some or all of the hydrogen atoms in the ring structure may be substituted with a substituent. Examples of substituents include halogen atoms such as fluorine atoms and iodine atoms, hydroxy groups, carboxy groups, cyano groups, nitro groups, alkyl groups, alkoxy groups, alkoxycarbonyl groups, alkoxycarbonyloxy groups, acyl groups, acyloxy groups, oxo group (=O) and the like.

環員数5以上の脂環としては、例えばシクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロノナン環、シクロデカン環、シクロドデカン環等の単環の飽和脂環、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、シクロヘプテン環、シクロオクテン環、シクロデセン環等の単環の不飽和脂環、ノルボルナン環、アダマンタン環、トリシクロデカン環、テトラシクロドデカン環等の多環の飽和脂環、ノルボルネン環、トリシクロデセン等の多環の不飽和脂環などが挙げられる。 Examples of alicyclic rings having 5 or more ring members include monocyclic saturated alicyclic rings such as cyclopentane ring, cyclohexane ring, cycloheptane ring, cyclooctane ring, cyclononane ring, cyclodecane ring, and cyclododecane ring, cyclopentene ring, cyclohexene ring, Monocyclic unsaturated alicyclic rings such as cycloheptene ring, cyclooctene ring and cyclodecene ring, polycyclic saturated alicyclic rings such as norbornane ring, adamantane ring, tricyclodecane ring and tetracyclododecane ring, norbornene ring, tricyclodecene ring and the like and polycyclic unsaturated alicyclic rings.

環員数5以上の脂肪族複素環としては、例えばヘキサノラクトン環、ノルボルナンラクトン環等のラクトン構造、ヘキサノスルトン環、ノルボルナンスルトン環等のスルトン構造、オキサシクロヘプタン環、オキサノルボルナン環等の酸素原子含有複素環、アザシクロヘキサン環、ジアザビシクロオクタン環等の窒素原子含有複素環、チアシクロヘキサン環、チアノルボルナン環等の硫黄原子含有複素環などが挙げられる。 Aliphatic heterocycles having 5 or more ring members include, for example, lactone structures such as hexanolactone ring and norbornane lactone ring; sultone structures such as hexanosultone ring and norbornane sultone ring; Examples include atom-containing heterocycles, nitrogen atom-containing heterocycles such as azacyclohexane ring and diazabicyclooctane ring, and sulfur atom-containing heterocycles such as thiacyclohexane ring and thianolbornane ring.

環員数5以上の芳香族炭化水素環としては、例えばベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環などが挙げられる。 Examples of aromatic hydrocarbon rings having 5 or more ring members include benzene ring, naphthalene ring, phenanthrene ring, and anthracene ring.

環員数5以上の芳香族複素環としては、例えばフラン環、ピラン環、ベンゾフラン環、ベンゾピラン環等の酸素原子含有複素環、ピリジン環、ピリミジン環、インドール環等の窒素原子含有複素環、チオフェン環等の硫黄原子含有複素環などが挙げられる。 Examples of aromatic heterocyclic rings having 5 or more ring members include oxygen atom-containing heterocycles such as furan, pyran, benzofuran and benzopyran rings, nitrogen atom-containing heterocycles such as pyridine, pyrimidine and indole rings, and thiophene rings. and sulfur atom-containing heterocycles such as

上記環構造の環員数の下限としては、6が好ましく、8がより好ましく、9がさらに好ましく、10が特に好ましい。上記環員数の上限としては、25が好ましい。 The lower limit of the number of ring members in the ring structure is preferably 6, more preferably 8, still more preferably 9, and particularly preferably 10. The upper limit of the number of ring members is preferably 25.

で表される2価の連結基としては、例えばカルボニル基、エーテル基、カルボニルオキシ基(-COO-)、オキシカルボニル基(-OCO-)、スルフィド基、チオカルボニル基、スルホニル基、又はこれらを組み合わせた基等が挙げられる。これらの中で、エーテル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基が好ましい。 Examples of the divalent linking group represented by L a include a carbonyl group, an ether group, a carbonyloxy group (-COO-), an oxycarbonyl group (-OCO-), a sulfide group, a thiocarbonyl group, a sulfonyl group, or Groups in which these are combined, and the like are included. Among these, an ether group, a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group is preferred.

a1としては、0又は1が好ましい。 n a1 is preferably 0 or 1.

a2又はRa3で表される炭素数1~20の1価の炭化水素基としては、例えば上記式(2-2)において、Rにおける炭素数1~20の1価の有機基のうち、炭素数1~20の1価の炭化水素基として例示した基と同様の基等が挙げられる。 As the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R a2 or R a3 , for example, in the above formula (2-2), among the monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms for R 4 , the same groups as those exemplified as the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the like.

a2又はRa3で表される炭素数1~20の1価のフッ素化炭化水素基としては、例えば上記炭素数1~20の1価の炭化水素基の一部若しくは全部の水素原子がフッ素原子で置換された基等が挙げられる。 As the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R a2 or R a3 , for example, some or all of the hydrogen atoms in the above monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms are fluorine Atom-substituted groups and the like are included.

a2及びRa3としては、水素原子、フッ素原子、アルキル基又はフッ素化アルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基がより好ましい。 R a2 and R a3 are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group or a fluorinated alkyl group, more preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

a2としては、0~5が好ましく、0~4がより好ましい。 n a2 is preferably 0 to 5, more preferably 0 to 4.

で表される1価の感放射線性オニウムカチオンとしては、例えば下記式(r-a)~(r-c)で表される1価のカチオン(以下、「カチオン(r-a)~(r-c)」ともいう)等が挙げられる。 Examples of the monovalent radiation-sensitive onium cation represented by Y + include monovalent cations represented by the following formulas (r−a) to (r−c) (hereinafter referred to as “cations (r−a) to (r−c)”) and the like.

Figure 2023108593000010
Figure 2023108593000010

上記式(r-a)中、RB1及びRB2は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の環員数6~20の芳香族炭化水素環から1個の水素原子を除いた基であるか、又はRB1及びRB2互いに合わせられこれらが結合する硫黄原子と共に構成される置換又は非置換の環員数9~30の多環の芳香環の一部である。RB3は、炭素数1~20の1価の有機基、ヒドロキシ基、ニトロ基又はハロゲン原子である。b1は、0~9の整数である。b1が2以上の場合、複数のRB3は、互いに同一又は異なる。nb1は、0~3の整数である。 In the above formula (ra), R 1 B1 and R 1 B2 are each independently a group obtained by removing one hydrogen atom from a substituted or unsubstituted 6-20 ring-membered aromatic hydrocarbon ring? , or R 1 B1 and R 1 B2 are part of a substituted or unsubstituted 9- to 30-membered polycyclic aromatic ring composed together with the sulfur atom to which they are attached. R B3 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxy group, a nitro group or a halogen atom. b1 is an integer from 0 to 9; When b1 is 2 or more, the plurality of R B3 are the same or different. nb1 is an integer of 0-3.

上記式(r-b)中、RB4及びRB5は、それぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基、ヒドロキシ基、ニトロ基又はハロゲン原子である。b2は、0~9の整数である。b2が2以上の場合、複数のRB4は、互いに同一又は異なる。b3は、0~10の整数である。b3が2以上の場合、複数のRB5は、互いに同一又は異なる。炭素数1~20の1価の有機基、ヒドロキシ基、ニトロ基又はハロゲン原子である。RB6は、単結合又は炭素数1~20の2価の有機基である。nb2は、0~2の整数である。nb3は、0~3の整数である。 In the above formula (rb), R 1 B4 and R 1 B5 are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxy group, a nitro group or a halogen atom. b2 is an integer from 0 to 9; When b2 is 2 or more, the plurality of R B4 are the same or different. b3 is an integer from 0 to 10; When b3 is 2 or more, the plurality of R B5 are the same or different. It is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxy group, a nitro group or a halogen atom. R B6 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. nb2 is an integer from 0 to 2; nb3 is an integer of 0-3.

上記式(r-c)中、RB7及びRB8は、それぞれ独立して、炭素数1~20の1価の有機基、ヒドロキシ基、ニトロ基又はハロゲン原子である。b4は、0~5の整数である。b4が2以上の場合、複数のRB7は、互いに同一又は異なる。b5は、0~5の整数である。b5が2以上の場合、複数のRB8は、互いに同一又は異なる。 In formula (rc) above, R 1 B7 and R 1 B8 are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxy group, a nitro group or a halogen atom. b4 is an integer from 0 to 5; When b4 is 2 or more, the plurality of R B7 are the same or different. b5 is an integer from 0 to 5; When b5 is 2 or more, the plurality of R B8 are the same or different.

B1及びRB2を与える環員数6~20の芳香族炭化水素環としては、例えば上記式(2-2)のArを与える環員数6~20の芳香族炭化水素環として例示した環と同様の環等が挙げられる。RB1及びRB2を与える環員数6~20の芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環又はナフタレン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。 Examples of the 6- to 20-membered aromatic hydrocarbon ring that gives R 1 B1 and R 2 B2 include the rings exemplified as the 6- to 20-membered aromatic hydrocarbon ring that gives Ar 2 of the above formula (2-2). Similar rings and the like are included. The 6- to 20-membered aromatic hydrocarbon ring that gives R 1 B1 and R 2 B2 is preferably a benzene ring or a naphthalene ring, more preferably a benzene ring.

B1及びRB2が互いに合わせられこれらが結合する硫黄原子と共に構成される環員数9~30の多環の芳香環としては、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、チオキサンテン環、チオキサントン環又はフェノキサチイン環等が好ましい。 The 9- to 30-membered polycyclic aromatic ring in which R 1 B1 and R 2 B2 are combined and formed together with the sulfur atom to which they are bonded includes a benzothiophene ring, a dibenzothiophene ring, a thioxanthene ring, a thioxanthone ring, or a phenoxathi In-ring and the like are preferred.

上記芳香族炭化水素環及び上記多環の芳香環は、これらの環構造を構成する原子に結合する水素原子の一部又は全部が置換基で置換されていてもよい。置換基としては、例えばフッ素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、フッ素化アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基、オキソ基(=O)又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。これらの中でも、フッ素原子、ヒドロキシ基、トリフルオロメチル基、シアノ基、メチル基又はtert-ブチル基が好ましい。 In the above aromatic hydrocarbon ring and the above polycyclic aromatic ring, some or all of the hydrogen atoms bonded to the atoms constituting these ring structures may be substituted with substituents. Examples of substituents include halogen atoms such as fluorine atoms and iodine atoms, hydroxyl groups, carboxy groups, cyano groups, nitro groups, alkyl groups, fluorinated alkyl groups, alkoxy groups, alkoxycarbonyl groups, alkoxycarbonyloxy groups, and acyl groups. , an acyloxy group, an oxo group (=O), or a combination thereof. Among these, a fluorine atom, a hydroxy group, a trifluoromethyl group, a cyano group, a methyl group and a tert-butyl group are preferred.

B3、RB4、RB5、RB7及びRB8で表される炭素数1~20の1価の有機基としては、例えば上記式(2-2)のRで表される炭素数1~20の1価の有機基として例示した基と同様の基等が挙げられる。 Examples of monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms represented by R B3 , R B4 , R B5 , R B7 and R B8 include 1 carbon atom represented by R 4 in formula (2-2) above. Examples include groups similar to the groups exemplified as monovalent organic groups of 1 to 20, and the like.

B6で表される2価の有機基としては、例えば上記式(2-2)のRで表される炭素数1~20の1価の有機基として例示した基から1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。 The divalent organic group represented by R B6 is, for example, one hydrogen atom selected from the groups exemplified as the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 4 in the above formula (2-2). and groups other than

b1としては、0~2が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。nb1としては、0又は1が好ましい。 b1 is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, and still more preferably 0. As nb1 , 0 or 1 is preferable.

で表される1価の感放射線性オニウムカチオンとしては、カチオン(r-a)が好ましい。 The monovalent radiation-sensitive onium cation represented by Y + is preferably a cation (ra).

カチオン(r-a)としては、下記式(r-a-1)~(r-a-13)で表されるカチオンが好ましい。 As the cation (ra), cations represented by the following formulas (ra-1) to (ra-13) are preferable.

Figure 2023108593000011
Figure 2023108593000011

[C]酸発生剤としては、下記式(4-1)~(4-10)で表される化合物が好ましい。 [C] Acid generators are preferably compounds represented by the following formulas (4-1) to (4-10).

Figure 2023108593000012
Figure 2023108593000012

上記式(4-1)~(4-10)中、Yは、上記式(4)と同義である。 In formulas (4-1) to (4-10) above, Y + has the same meaning as in formula (4) above.

当該感放射線性樹脂組成物における[C]酸発生剤の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、5質量部が好ましく、10質量部がより好ましく、15質量部がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、50質量部が好ましく、40質量部がより好ましく、30質量部がさらに好ましい。[C]酸発生剤の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の露光光に対する感度、CDU性能及び解像性をより向上させることができる。 The lower limit of the content of the [C] acid generator in the radiation-sensitive resin composition is preferably 5 parts by mass, more preferably 10 parts by mass, and 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer. is more preferred. The upper limit of the content is preferably 50 parts by mass, more preferably 40 parts by mass, and even more preferably 30 parts by mass. [C] By setting the content of the acid generator within the above range, the sensitivity to exposure light, CDU performance and resolution of the radiation-sensitive resin composition can be further improved.

<[D]化合物>
[D]化合物は、下記式(1)で表される化合物である。[D]化合物は、酸拡散制御剤(クエンチャー)として作用する。酸拡散制御剤は、露光により[C]酸発生体等から生じる酸のレジスト膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応(例えば、酸解離性基の解離反応)を制御するものである。当該感放射線性樹脂組成物は[D]化合物を含有することにより、露光光に対する感度が良好であり、CDU性能及び解像性に優れるレジストパターンを形成することができる。
<[D] compound>
The [D] compound is a compound represented by the following formula (1). The [D] compound acts as an acid diffusion control agent (quencher). The acid diffusion control agent controls the diffusion phenomenon in the resist film of the acid generated from the [C] acid generator or the like upon exposure, and controls undesirable chemical reactions (e.g., dissociation reaction of acid dissociable groups) in non-exposed regions. It is something to do. By containing the [D] compound, the radiation-sensitive resin composition has good sensitivity to exposure light and can form a resist pattern with excellent CDU performance and resolution.

Figure 2023108593000013
Figure 2023108593000013

上記式(1)中、Arは、環員数6~30の芳香族炭化水素環から(a+b+2)個の水素原子を除いた基である。Rは、炭素数1~20の1価の有機基又はハロゲン原子である。Lは、2価の連結基である。Rは、置換又は非置換の炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基である。aは、0~10の整数である。bは、1~10の整数である。但し、a+bは10以下である。aが2以上の場合、複数のRは互いに同一又は異なる。bが2以上の場合、複数のLは互いに同一又は異なり、複数のRは互いに同一又は異なる。Xは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 In the above formula (1), Ar 1 is a group obtained by removing (a+b+2) hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 ring members. R 1 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms or a halogen atom. L 1 is a divalent linking group. R 2 is a substituted or unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms. a is an integer from 0 to 10; b is an integer from 1 to 10; However, a+b is 10 or less. When a is 2 or more, the plurality of R 1 are the same or different. When b is 2 or more, multiple L1 's are the same or different, and multiple R2 's are the same or different. X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

Arを与える環員数6~30の芳香族炭化水素環としては、例えば上記式(2-2)のArを与える環員数6~20の芳香族炭化水素環として例示した環と同様の環等が挙げられる。Arを与える環員数6~30の芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環又はナフタレン環が好ましい。 Examples of the 6- to 30-membered aromatic hydrocarbon ring giving Ar 1 include, for example, the same rings as those exemplified as the 6- to 20-membered aromatic hydrocarbon ring giving Ar 2 in the above formula (2-2). etc. As the aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 ring members that gives Ar 1 , a benzene ring or a naphthalene ring is preferable.

上記式(1)におけるカルボキシレート基(-COO)及びヒドロキシ基は、Arを構成する隣接する炭素原子にそれぞれ結合していることが好ましい。換言すると、カルボキシレート基及びヒドロキシ基は、Arにおける同一ベンゼン環の互いにオルトの位置に結合していることが好ましい。さらに換言すると、カルボキシレート基が結合するAr上の炭素原子と、ヒドロキシ基が結合するAr上の炭素原子とが直結していることが好ましい。この場合、当該感放射線性樹脂組成物の保存安定性を向上させることができる。 The carboxylate group (—COO ) and the hydroxy group in the above formula (1) are preferably bonded to adjacent carbon atoms constituting Ar 1 respectively. In other words, the carboxylate group and the hydroxy group are preferably attached to the same benzene ring in Ar 1 at positions ortho to each other. In other words, it is preferred that the carbon atom on Ar 1 to which the carboxylate group is attached and the carbon atom on Ar 1 to which the hydroxy group is attached are directly connected. In this case, the storage stability of the radiation-sensitive resin composition can be improved.

で表される炭素数1~20の1価の有機基としては、例えば上記式(2-2)のRで表される炭素数1~20の1価の有機基として例示した基と同様の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 include the groups exemplified as the monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms represented by R 4 in the above formula (2-2). groups similar to and the like.

で表されるハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子である。 A halogen atom represented by R 1 is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.

としては、ハロゲン原子が好ましく、ヨウ素原子がより好ましい。 R 1 is preferably a halogen atom, more preferably an iodine atom.

aとしては、0~2が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。 a is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, and still more preferably 0.

で表される2価の連結基としては、例えばエーテル基(-O-)、カルボニルオキシ基(-CO-O-)、オキシカルボニル基(-O-CO-)、カルボニルスルフィド基(-CO-S-)、スルフィド基(-S-)、チオカルボニル基(-CS-)、スルホニル基(-SO-)、炭素数1~5のアルカンジイル基又はこれらを組み合わせた基等が挙げられる。 Examples of the divalent linking group represented by L 1 include an ether group (--O--), a carbonyloxy group (--CO--O--), an oxycarbonyl group (--O--CO--), a carbonyl sulfide group (-- CO—S—), a sulfide group (—S—), a thiocarbonyl group (—CS—), a sulfonyl group (—SO 2 —), an alkanediyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a combination thereof, and the like. be done.

としては、カルボニルオキシ基、オキシカルボニル基、エーテル基、スルフィド基、炭素数1~5のアルカンジイル基又はこれらを組み合わせた基が好ましく、カルボニルオキシ基、メタンジイルオキシ基(-CH-O-)、メタンジイルスルフィド基(-CH-S-)又はオキシカルボニルメタンジイルオキシ基(-O-CO-CH-O-)がより好ましい。 L 1 is preferably a carbonyloxy group, an oxycarbonyl group, an ether group, a sulfide group, an alkanediyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a group consisting of a combination thereof, such as a carbonyloxy group, a methanediyloxy group (—CH 2 — O—), a methanediylsulfide group (—CH 2 —S—) or an oxycarbonylmethanediyloxy group (—O—CO—CH 2 —O—) is more preferred.

また、上記の2価の連結基を組み合わせる場合、同種の基を組み合わせないことが好ましい場合もある。換言すると、Lとしては、カルボニルオキシ基、オキシカルボニル基、エーテル基、スルフィド基、炭素数1~5のアルカンジイル基又はこれらを組み合わせた基(但し、同種の基を2以上組み合わせた場合を除く。)が好ましい場合もある。なお、例えば上記オキシカルボニルメタンジイルオキシ基は、2つのエーテル基と、カルボニル基と、メタンジイル基とを組み合わせた基とも捉えられる。しかし、上記例示した2価の連結基には「カルボニル基」は含まれていない。よって、オキシカルボニル基と、メタンジイル基と、エーテル基とを組み合わせた基とみなし、同種の基を2以上組み合わせた場合には該当しないと取り扱う。一方、例えばオキシメタンジイルオキシ基(-O-CH-O-)は、2つのエーテル基を組み合わせた基であるため、同種の基を2以上組み合わせた場合に該当すると取り扱う。 Moreover, when combining the above divalent linking groups, it may be preferable not to combine groups of the same type. In other words, L 1 is a carbonyloxy group, an oxycarbonyl group, an ether group, a sulfide group, an alkanediyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a group combining these (provided that a combination of two or more groups of the same type is ) may be preferred. For example, the oxycarbonylmethanediyloxy group can also be regarded as a group in which two ether groups, a carbonyl group, and a methanediyl group are combined. However, the "carbonyl group" is not included in the divalent linking groups exemplified above. Therefore, it is regarded as a group obtained by combining an oxycarbonyl group, a methanediyl group and an ether group, and a combination of two or more groups of the same type is treated as not applicable. On the other hand, for example, an oxymethanediyloxy group (--O-- CH.sub.2 --O--) is a group in which two ether groups are combined, so it is treated as a combination of two or more groups of the same type.

における炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば上記式(2-2)において、Rにおける炭素数1~20の1価の有機基のうち、炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基として例示した基と同様の基等が挙げられる。 As the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms for R 2 , for example, in the above formula (2-2), among the monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms for R 4 , 6 carbon atoms Examples include the same groups as those exemplified as the monovalent aromatic hydrocarbon groups of 1 to 20, and the like.

としては、置換又は非置換のアリール基が好ましく、置換若しくは非置換のフェニル基又は置換若しくは非置換のナフチル基がより好ましい。 R 2 is preferably a substituted or unsubstituted aryl group, more preferably a substituted or unsubstituted phenyl group or a substituted or unsubstituted naphthyl group.

上記Rで表される芳香族炭化水素基が有する場合がある置換基としては、例えばフッ素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。これらの中でも、フッ素原子、ヨウ素原子又はアルコキシ基が好ましく、ヨウ素原子がより好ましい。 Examples of substituents that the aromatic hydrocarbon group represented by R 2 may have include halogen atoms such as a fluorine atom and an iodine atom, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, and an alkoxycarbonyl group. groups, alkoxycarbonyloxy groups, acyl groups, acyloxy groups, and the like. Among these, a fluorine atom, an iodine atom or an alkoxy group is preferable, and an iodine atom is more preferable.

としては、芳香環上の少なくとも1個の水素原子がヨウ素原子で置換された炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基であることがさらに好ましい。この場合、露光光に対する感度をより向上させることができる。 R 2 is more preferably a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms in which at least one hydrogen atom on the aromatic ring is replaced with an iodine atom. In this case, sensitivity to exposure light can be further improved.

で表される1価の感放射線性オニウムカチオンとしては、例えば上記式(4)のYとして例示した1価の感放射線性オニウムカチオンなどが挙げられる。Xとしては、上記カチオン(r-a)が好ましく、カチオン(r-a-1)~(r-a-13)がより好ましい。 Examples of the monovalent radiation-sensitive onium cation represented by X + include the monovalent radiation-sensitive onium cations exemplified as Y + in the above formula (4). X + is preferably the above cation (ra), more preferably cations (ra-1) to (ra-13).

[D]化合物としては、下記式(1-1)~(1-14)で表される化合物が好ましい。 Compounds [D] are preferably compounds represented by the following formulas (1-1) to (1-14).

Figure 2023108593000014
Figure 2023108593000014

上記式(1-1)~(1-14)中、Xは、上記式(1)と同義である。 In formulas (1-1) to (1-14) above, X + has the same meaning as in formula (1) above.

当該感放射線性樹脂組成物における[D]化合物の含有割合の下限としては、[C]酸発生体100モル%に対して、1モル%が好ましく、5モル%がより好ましく、10モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、200モル%が好ましく、100モル%がより好ましく、50モル%がさらに好ましく、25モル%が特に好ましい。[D]化合物の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物により形成されるレジストパターンの露光光に対する感度、CDU性能及び解像性をより向上させることができる。 The lower limit of the content of the [D] compound in the radiation-sensitive resin composition is preferably 1 mol%, more preferably 5 mol%, and 10 mol% with respect to 100 mol% of the [C] acid generator. More preferred. The upper limit of the content ratio is preferably 200 mol %, more preferably 100 mol %, still more preferably 50 mol %, and particularly preferably 25 mol %. By setting the content of the compound [D] within the above range, the sensitivity to exposure light, CDU performance and resolution of the resist pattern formed from the radiation-sensitive resin composition can be further improved.

<[E]有機溶媒>
当該感放射線性樹脂組成物は、通常、[E]有機溶媒を含有する。[E]有機溶媒は、少なくとも[A]重合体、[C]酸発生体及び[D]化合物、並びに必要に応じて含有されるその他の任意成分を溶解又は分散可能な溶媒であれば特に限定されない。
<[E] Organic solvent>
The radiation-sensitive resin composition usually contains [E] an organic solvent. The [E] organic solvent is particularly limited as long as it can dissolve or disperse at least the [A] polymer, [C] acid generator and [D] compound, and optionally other optional components. not.

[E]有機溶媒としては、例えばアルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、炭化水素系溶媒等が挙げられる。当該感放射線性樹脂組成物は、1種又は2種以上の[E]有機溶媒を含有することができる。 [E] Organic solvents include, for example, alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, amide solvents, ester solvents, hydrocarbon solvents and the like. The radiation-sensitive resin composition may contain one or more [E] organic solvents.

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

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

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

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

エステル系溶媒としては、例えば酢酸n-ブチル、乳酸エチル等のモノカルボン酸エステル系溶媒、γ-ブチロラクトン、バレロラクトン等のラクトン系溶媒、酢酸プロピレングリコール等の多価アルコールカルボキシレート系溶媒、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒、シュウ酸ジエチル等の多価カルボン酸ジエステル系溶媒、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のカーボネート系溶媒などが挙げられる。 Examples of ester solvents include monocarboxylic acid ester solvents such as n-butyl acetate and ethyl lactate, lactone solvents such as γ-butyrolactone and valerolactone, polyhydric alcohol carboxylate solvents such as propylene glycol acetate, and propylene acetate. Examples include polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvents such as glycol monomethyl ether, polyvalent carboxylic acid diester solvents such as diethyl oxalate, and carbonate solvents such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate.

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

[E]有機溶媒としては、アルコール系溶媒、エステル系溶媒又はこれらの組み合わせが好ましく、炭素数3~19の多価アルコール部分エーテル系溶媒、多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒又はこれらの組み合わせがより好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル又はこれらの組み合わせがさらに好ましい。 [E] The organic solvent is preferably an alcohol solvent, an ester solvent, or a combination thereof, and a polyhydric alcohol partial ether solvent having 3 to 19 carbon atoms, a polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvent, or a combination thereof. More preferred are propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, and combinations thereof.

当該感放射線性樹脂組成物が[E]有機溶媒を含有する場合、[E]有機溶媒の含有割合の下限としては、当該感放射線性樹脂組成物に含有される全成分に対して、50質量%が好ましく、60質量%がより好ましく、70質量%がさらに好ましく、80質量%が特に好ましい。上記含有割合の上限としては、99.9質量%が好ましく、99.5質量%が好ましく、99.0質量%がさらに好ましい。 When the radiation-sensitive resin composition contains an [E] organic solvent, the lower limit of the content of the [E] organic solvent is 50 mass with respect to all components contained in the radiation-sensitive resin composition. % is preferable, 60% by mass is more preferable, 70% by mass is still more preferable, and 80% by mass is particularly preferable. The upper limit of the content ratio is preferably 99.9% by mass, preferably 99.5% by mass, and more preferably 99.0% by mass.

<その他の任意成分>
その他の任意成分としては、例えば、上記[D]化合物以外の酸拡散制御剤、界面活性剤などが挙げられる。当該感放射線性樹脂組成物は、1種又は2種以上のその他の任意成分を含有することができる。
<Other optional ingredients>
Other optional components include, for example, acid diffusion control agents other than the above [D] compound, surfactants, and the like. The radiation-sensitive resin composition may contain one or more other optional components.

<レジストパターン形成方法>
当該レジストパターン形成方法は、基板に直接又は間接に感放射線性樹脂組成物を塗工する工程(以下、「塗工工程」ともいう)と、上記塗工工程により形成されたレジスト膜を露光する工程(以下、「露光工程」ともいう)と、上記露光されたレジスト膜を現像する工程(以下、「現像工程」ともいう)とを備える。
<Resist pattern forming method>
The resist pattern forming method includes a step of directly or indirectly coating a substrate with a radiation-sensitive resin composition (hereinafter also referred to as a "coating step"), and exposing the resist film formed by the coating step. and a step of developing the exposed resist film (hereinafter also referred to as a “development step”).

当該レジストパターン形成方法によれば、上記塗工工程において感放射線性樹脂組成物として上述の当該感放射線性樹脂組成物を用いることにより、露光光に対する感度が良好であり、CDU性能及び解像性に優れるレジストパターンを形成することができる。 According to the resist pattern forming method, by using the radiation-sensitive resin composition described above as the radiation-sensitive resin composition in the coating step, the sensitivity to exposure light is good, and the CDU performance and resolution are improved. It is possible to form a resist pattern excellent in

以下、当該レジストパターン形成方法が備える各工程について説明する。 Each step included in the resist pattern forming method will be described below.

[塗工工程]
本工程では、基板に直接又は間接に感放射線性樹脂組成物を塗工する。これにより基板に直接又は間接にレジスト膜が形成される。
[Coating process]
In this step, the substrate is directly or indirectly coated with the radiation-sensitive resin composition. Thereby, a resist film is formed directly or indirectly on the substrate.

本工程では、感放射線性樹脂組成物として上述の当該感放射線性樹脂組成物を用いる。 In this step, the radiation-sensitive resin composition described above is used as the radiation-sensitive resin composition.

基板としては、例えばシリコンウエハ、二酸化シリコン、アルミニウムで被覆されたウェハ等の従来公知のもの等が挙げられる。 Examples of the substrate include conventionally known substrates such as silicon wafers, silicon dioxide, and aluminum-coated wafers.

塗工方法としては、例えば回転塗工(スピンコーティング)、流延塗工、ロール塗工等が挙げられる。塗工した後に、必要に応じて、塗膜中の溶媒を揮発させるためプレベーク(以下、「PB」ともいう。)を行ってもよい。PBの温度の下限としては、60℃が好ましく、80℃がより好ましい。上記温度の上限としては、150℃が好ましく、140℃がより好ましい。PBの時間の下限としては、5秒が好ましく、10秒がより好ましい。上記時間の上限としては、600秒が好ましく、300秒がより好ましい。形成されるレジスト膜の平均厚みの下限としては、10nmが好ましく、20nmがより好ましい。上記平均厚みの上限としては、1,000nmが好ましく、500nmがより好ましい。 Examples of the coating method include spin coating, cast coating, roll coating, and the like. After coating, if necessary, prebaking (hereinafter also referred to as “PB”) may be performed in order to volatilize the solvent in the coating film. The lower limit of the temperature of PB is preferably 60°C, more preferably 80°C. The upper limit of the temperature is preferably 150°C, more preferably 140°C. The lower limit of the PB time is preferably 5 seconds, more preferably 10 seconds. The upper limit of the time is preferably 600 seconds, more preferably 300 seconds. The lower limit of the average thickness of the resist film to be formed is preferably 10 nm, more preferably 20 nm. The upper limit of the average thickness is preferably 1,000 nm, more preferably 500 nm.

[露光工程]
本工程では、上記塗工工程により形成されたレジスト膜を露光する。この露光は、フォトマスクを介して(場合によっては、水等の液浸媒体を介して)露光光を照射することにより行う。露光光としては、遠紫外線、EUV又は電子線が好ましく、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)、KrFエキシマレーザー光(波長248nm)、EUV(波長13.5nm)又は電子線がより好ましく、KrFエキシマレーザー光、EUV又は電子線がさらに好ましく、EUV又は電子線が特に好ましい。
[Exposure process]
In this step, the resist film formed in the coating step is exposed. This exposure is performed by irradiating exposure light through a photomask (in some cases, through an immersion medium such as water). The exposure light is preferably deep ultraviolet, EUV or electron beam, more preferably ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), EUV (wavelength 13.5 nm) or electron beam, KrF excimer laser Light, EUV or electron beams are more preferred, and EUV or electron beams are particularly preferred.

上記露光の後、ポストエクスポージャーベーク(以下、「PEB」ともいう)を行うことが好ましい。このPEBによって、露光部と非露光部とで現像液に対する溶解性の差異を増大させることができる。PEBの温度の下限としては、50℃が好ましく、80℃がより好ましく、100℃がさらに好ましい。上記温度の上限としては、180℃が好ましく、130℃がより好ましい。PEBの時間の下限としては、5秒が好ましく、10秒がより好ましく、30秒がさらに好ましい。上記時間の上限としては、600秒が好ましく、300秒がより好ましく、100秒がさらに好ましい。 Post-exposure baking (hereinafter also referred to as “PEB”) is preferably performed after the exposure. This PEB can increase the difference in solubility in a developer between the exposed area and the non-exposed area. The lower limit of the PEB temperature is preferably 50°C, more preferably 80°C, and even more preferably 100°C. The upper limit of the temperature is preferably 180°C, more preferably 130°C. The lower limit of the PEB time is preferably 5 seconds, more preferably 10 seconds, and even more preferably 30 seconds. The upper limit of the time is preferably 600 seconds, more preferably 300 seconds, and even more preferably 100 seconds.

[現像工程]
本工程では、上記露光されたレジスト膜を現像する。これにより、所定のレジストパターンを形成することができる。現像工程における現像方法は、アルカリ現像であっても、有機溶媒現像であってもよい。
[Development process]
In this step, the exposed resist film is developed. Thereby, a predetermined resist pattern can be formed. The developing method in the developing step may be alkali development or organic solvent development.

アルカリ現像の場合、現像に用いる現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n-プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(以下、「TMAH」ともいう)、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8-ジアザビシクロ-[5.4.0]-7-ウンデセン、1,5-ジアザビシクロ-[4.3.0]-5-ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ水溶液等が挙げられる。これらの中で、TMAH水溶液が好ましく、2.38質量%TMAH水溶液がより好ましい。 In the case of alkali development, the developer used for development includes, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n- Propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (hereinafter also referred to as "TMAH"), pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo-[5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo-[4.3.0]-5-nonene, etc. Alkaline aqueous solution in which at least one alkaline compound is dissolved. Among these, a TMAH aqueous solution is preferred, and a 2.38% by mass TMAH aqueous solution is more preferred.

有機溶媒現像の場合、現像液としては、炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒等の有機溶媒、上記有機溶媒を含有する溶液等が挙げられる。上記有機溶媒としては、例えば上述の感放射線性樹脂組成物の[D]有機溶媒として例示した溶媒等が挙げられる。 In the case of organic solvent development, the developer includes organic solvents such as hydrocarbon solvents, ether solvents, ester solvents, ketone solvents, alcohol solvents, and solutions containing the above organic solvents. Examples of the organic solvent include the solvents exemplified as the [D] organic solvent of the radiation-sensitive resin composition described above.

<化合物>
当該化合物は、上述の当該感放射線性樹脂組成物における[D]化合物として説明している。当該化合物は、感放射線性樹脂組成物の成分として好適に用いることができる。また、当該化合物は、酸拡散制御剤として好適に用いることができる。
<Compound>
The compound is described as the [D] compound in the radiation-sensitive resin composition described above. The compound can be suitably used as a component of a radiation-sensitive resin composition. In addition, the compound can be suitably used as an acid diffusion controller.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。各物性値の測定方法を以下に示す。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on Examples, but the present invention is not limited to these Examples. The method for measuring each physical property value is shown below.

[重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及び分散度(Mw/Mn)]
重合体のMw及びMnは、上記[Mw及びMnの測定方法]の項に記載の条件に従って測定した。重合体の分散度(Mw/Mn)は、Mw及びMnの測定結果より算出した。
[Weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn) and dispersity (Mw/Mn)]
The Mw and Mn of the polymer were measured according to the conditions described in the section [Method for measuring Mw and Mn] above. The dispersity (Mw/Mn) of the polymer was calculated from the measurement results of Mw and Mn.

<[D]化合物の合成>
[合成例1-1]化合物(D-1)の合成
N,N-ジメチルホルムアミド(10mL)が入った容器に水素化ナトリウム(41.6mmol)を分散させた。この容器に2,4-ジヒドロキシ安息香酸(10.0mmol)のN,N-ジメチルホルムアミド(7.5mL)溶液を室温で1時間かけて滴下した。次いで、2-(ブロモメチル)ナフタレン(10.0mmol)のN,N-ジメチルホルムアミド(7.5mL)溶液を室温で1時間かけて滴下した。滴下終了後、室温でさらに2時間攪拌した。10℃以下に冷却したのちに1mol/L塩酸(100mL)を加えて反応を停止した。析出した固体を濾過し、蒸留水及び塩化メチレンでそれぞれ洗浄し、下記式(pD-1)で表される化合物(2-ヒドロキシ-4-((ナフタレン-2-イルメトキシ)安息香酸;以下、「化合物(pD-1)」ともいう)を得た。
<Synthesis of [D] compound>
[Synthesis Example 1-1] Synthesis of Compound (D-1) Sodium hydride (41.6 mmol) was dispersed in a container containing N,N-dimethylformamide (10 mL). A solution of 2,4-dihydroxybenzoic acid (10.0 mmol) in N,N-dimethylformamide (7.5 mL) was added dropwise to this vessel at room temperature over 1 hour. Then, a solution of 2-(bromomethyl)naphthalene (10.0 mmol) in N,N-dimethylformamide (7.5 mL) was added dropwise at room temperature over 1 hour. After the dropwise addition was completed, the mixture was further stirred at room temperature for 2 hours. After cooling to 10° C. or less, 1 mol/L hydrochloric acid (100 mL) was added to terminate the reaction. The precipitated solid was filtered, washed with distilled water and methylene chloride, respectively, and the compound represented by the following formula (pD-1) (2-hydroxy-4-((naphthalen-2-ylmethoxy)benzoic acid; hereinafter, " Compound (pD-1)” was obtained.

化合物(pD-1)(8.20mmol)、炭酸水素ナトリウム(16.4mmol)、トリフェニルスルホニウムクロリド(12.3mmol)、塩化メチレン(82mL)及び蒸留水(82mmol)を混合し、室温で3時間攪拌した。反応終了後、分液を行い、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させて濾過した。溶媒を留去し、下記式(D-1)で表される化合物(以下、「化合物(D-1)」ともいう)を得た。 Compound (pD-1) (8.20 mmol), sodium hydrogen carbonate (16.4 mmol), triphenylsulfonium chloride (12.3 mmol), methylene chloride (82 mL) and distilled water (82 mmol) were mixed and incubated at room temperature for 3 hours. Stirred. After completion of the reaction, liquid separation was performed, and the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate and filtered. The solvent was distilled off to obtain a compound represented by the following formula (D-1) (hereinafter also referred to as “compound (D-1)”).

化合物(D-1)の合成スキームを以下に示す。 A synthesis scheme of compound (D-1) is shown below.

Figure 2023108593000015
Figure 2023108593000015

[合成例1-2~1-14]化合物(D-2)~(D-14)の合成
前駆体を適宜選択したこと以外は合成例1と同様にして、下記式(D-2)~(D-14)で表される化合物(以下、「化合物(D-2)~(D-14)」ともいう)を合成した。
[Synthesis Examples 1-2 to 1-14] Synthesis of Compounds (D-2) to (D-14) In the same manner as in Synthesis Example 1, except that the precursors were appropriately selected, the following formulas (D-2) to Compounds represented by (D-14) (hereinafter also referred to as “compounds (D-2) to (D-14)”) were synthesized.

Figure 2023108593000016
Figure 2023108593000016

<[A]重合体の合成>
[A]重合体の合成には、下記式(M-1)~(M-11)で表される単量体(以下、「単量体(M-1)~(M-11)」ともいう)を用いた。以下の合成例においては特に断りのない限り、「質量部」は使用した単量体の合計質量を100質量部とした場合の値を意味し、「モル%」は使用した単量体の合計モル数を100モル%とした場合の値を意味する。
<[A] Synthesis of polymer>
[A] In the synthesis of the polymer, monomers represented by the following formulas (M-1) to (M-11) (hereinafter also referred to as "monomers (M-1) to (M-11)" ) was used. In the following synthesis examples, unless otherwise specified, "parts by mass" means the value when the total mass of the monomers used is 100 parts by mass, and "mol%" is the total amount of the monomers used. It means a value when the number of moles is 100 mol%.

Figure 2023108593000017
Figure 2023108593000017

[合成例2-1]重合体(A-1)の合成
単量体(M-1)、単量体(M-5)及び単量体(M-8)をモル比率が45/45/10となるようにプロピレングリコール-1-モノメチルエーテル(200質量部)に溶解した。開始剤として2,2’-アゾビス(イソ酪酸メチル)を7モル%添加し、単量体溶液を調製した。一方、空の容器にプロピレングリコールモノメチルエーテル(全モノマー量に対して100質量部)を加え、攪拌しながら85℃に加熱した。この容器に上記単量体溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後さらに3時間85℃で加熱した後、重合溶液を室温に冷却した。重合溶液をn-ヘキサン(1,000質量部)中に滴下して、重合体を凝固精製した。
[Synthesis Example 2-1] Synthesis of polymer (A-1) Monomer (M-1), monomer (M-5) and monomer (M-8) at a molar ratio of 45/45/ 10 by dissolving in propylene glycol-1-monomethyl ether (200 parts by mass). 7 mol % of 2,2'-azobis(methyl isobutyrate) was added as an initiator to prepare a monomer solution. On the other hand, propylene glycol monomethyl ether (100 parts by mass with respect to the total amount of monomers) was added to an empty container and heated to 85° C. while stirring. The above monomer solution was added dropwise to this container over 3 hours. After the addition was completed, the mixture was heated at 85° C. for 3 hours, and then cooled to room temperature. The polymer solution was dropped into n-hexane (1,000 parts by mass) to coagulate and purify the polymer.

上記重合体を再度プロピレングリコールモノメチルエーテル(150質量部)に加えて溶解した。ここにメタノール(150質量部)、トリエチルアミン(化合物(M-1)の使用量に対し1.5モル当量)及び水(化合物(M-1)の使用量に対し1.5モル当量)を加えた。沸点にて8時間還流させ、加水分解反応を行った。反応終了後、溶媒及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた重合体をアセトン(150質量部)に溶解した。これを水(2,000質量部)中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ別した。50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A-1)を良好な収率で得た。重合体(A-1)のMwは7,200であり、Mw/Mnは1.5であった。 The above polymer was added again to propylene glycol monomethyl ether (150 parts by mass) and dissolved. Methanol (150 parts by mass), triethylamine (1.5 molar equivalents relative to the amount of compound (M-1) used) and water (1.5 molar equivalents relative to the amount of compound (M-1) used) were added thereto. rice field. The hydrolysis reaction was carried out by refluxing at the boiling point for 8 hours. After completion of the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the resulting polymer was dissolved in acetone (150 parts by mass). This was dropped into water (2,000 parts by mass) to solidify, and the resulting white powder was separated by filtration. After drying at 50° C. for 17 hours, a white powdery polymer (A-1) was obtained in good yield. Polymer (A-1) had an Mw of 7,200 and an Mw/Mn of 1.5.

[合成例2-2~2-8]重合体(A-2)~(A-8)の合成
下記表1に示す種類及び配合割合の単量体を用いたこと以外は合成例1と同様にして、重合体(A-2)~(A-8)を合成した。
[Synthesis Examples 2-2 to 2-8] Synthesis of Polymers (A-2) to (A-8) Same as in Synthesis Example 1 except that the types and proportions of monomers shown in Table 1 below were used. Then, polymers (A-2) to (A-8) were synthesized.

Figure 2023108593000018
Figure 2023108593000018

<[B]重合体の合成>
[合成例3-1]重合体(B-1)の合成
単量体(M-7)及び単量体(M-11)をモル比率が70/30となるように2-ブタノン(100質量部)に溶解した。開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを5モル%添加し、単量体溶液を調製した。一方、空の容器に2-ブタノン(50質量部)を入れ、30分窒素パージした。容器内を80℃に加熱し、攪拌しながら、上記単量体溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後さらに3時間80℃で加熱した後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。重合溶液を分液漏斗に移液した後、ヘキサン(150質量部)を加えて上記重合溶液を均一に希釈し、更にメタノール(600質量部)及び水(30質量部)を投入して混合した。30分静置後、下層を回収し、溶媒を酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテルに置換した。このようにして、重合体(B-1)を含む酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル溶液を得た。重合体(B-1)のMwは7,800であり、Mw/Mnは1.8であった。
<[B] Polymer Synthesis>
[Synthesis Example 3-1] Synthesis of polymer (B-1) 2-butanone (100 mass part). 5 mol % of azobisisobutyronitrile was added as an initiator to prepare a monomer solution. On the other hand, 2-butanone (50 parts by mass) was placed in an empty container and purged with nitrogen for 30 minutes. The inside of the container was heated to 80° C., and the above monomer solution was added dropwise over 3 hours while stirring. After the addition was completed, the mixture was further heated at 80°C for 3 hours, and then cooled to 30°C or lower by water cooling. After the polymerization solution was transferred to a separatory funnel, hexane (150 parts by mass) was added to uniformly dilute the polymerization solution, and methanol (600 parts by mass) and water (30 parts by mass) were added and mixed. . After standing still for 30 minutes, the lower layer was collected and the solvent was replaced with propylene glycol monomethyl ether acetate. Thus, a propylene glycol monomethyl ether solution containing the polymer (B-1) was obtained. The polymer (B-1) had an Mw of 7,800 and an Mw/Mn of 1.8.

<感放射線性樹脂組成物の調製>
感放射線性樹脂組成物の調製に用いた[C]酸発生剤、[D]酸拡散制御剤及び[E]有機溶媒を以下に示す。以下の実施例及び比較例においては特に断りのない限り、「質量部」は使用した[A]重合体の質量を100質量部とした場合の値を意味し、「モル%」は使用した[C]酸発生剤のモル数を100モル%とした場合の値を意味する。
<Preparation of Radiation-Sensitive Resin Composition>
The [C] acid generator, [D] acid diffusion controller and [E] organic solvent used in the preparation of the radiation-sensitive resin composition are shown below. In the following examples and comparative examples, unless otherwise specified, "parts by mass" means the value when the mass of the [A] polymer used is 100 parts by mass, and "mol%" is used [ C] Means the value when the number of moles of the acid generator is 100 mol %.

[[C]酸発生剤]
[C]酸発生剤として、下記式(C-1)~(C-10)で表される化合物(以下、「酸発生剤(C-1)~(C-10)」ともいう)を用いた。
[[C] acid generator]
[C] As an acid generator, compounds represented by the following formulas (C-1) to (C-10) (hereinafter also referred to as “acid generators (C-1) to (C-10)”) are used. board.

Figure 2023108593000019
Figure 2023108593000019

[[D]酸拡散制御剤]
[D]酸拡散制御剤として、上記化合物(D-1)~(D-14)及び下記式(d-1)~(d-2)で表される化合物(以下、「化合物(d-1)~(d-2)」ともいう)を用いた。
[[D] Acid diffusion control agent]
[D] As an acid diffusion control agent, compounds represented by the above compounds (D-1) to (D-14) and the following formulas (d-1) to (d-2) (hereinafter referred to as "compound (d-1 ) ~ (d-2)”) was used.

Figure 2023108593000020
Figure 2023108593000020

[[E]有機溶媒]
[E]有機溶媒として、下記の(E-1)及び(E-2)を用いた。
(E-1):酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル
(E-2):プロピレングリコールモノメチルエーテル
[[E] organic solvent]
[E] The following (E-1) and (E-2) were used as organic solvents.
(E-1): Propylene glycol monomethyl ether acetate (E-2): Propylene glycol monomethyl ether

[実施例1]感放射線性樹脂組成物(R-1)の調製
[A]重合体としての(A-1)100質量部、[B]重合体としての(B-1)1質量部、[C]酸発生剤としての(C-1)22質量部、[D]酸拡散制御剤としての(D-1)を(C-1)に対して20モル%、並びに[E]有機溶媒としての(E-1)5,500質量部及び(E-2)1,500質量部を混合した。得られた混合液を孔径0.20μmのメンブランフィルターでろ過することにより、感放射線性樹脂組成物(R-1)を調製した。
[Example 1] Preparation of radiation-sensitive resin composition (R-1) [A] 100 parts by mass of (A-1) as a polymer, [B] 1 part by mass of (B-1) as a polymer, [C] 22 parts by mass of (C-1) as an acid generator, [D] 20 mol% of (D-1) as an acid diffusion controller based on (C-1), and [E] an organic solvent As (E-1) 5,500 parts by weight and (E-2) 1,500 parts by weight were mixed. A radiation-sensitive resin composition (R-1) was prepared by filtering the resulting mixture through a membrane filter with a pore size of 0.20 μm.

[実施例2~30及び比較例1~2]感放射線性樹脂組成物(R-2)~(R-30)及び(CR-1)~(CR-2)の調製
下記表2に示す種類及び含有量の各成分を用いたこと以外は実施例1と同様にして、感放射線性樹脂組成物(R-2)~(R-30)及び(CR-1)~(CR-2)を調製した。
[Examples 2 to 30 and Comparative Examples 1 to 2] Preparation of radiation sensitive resin compositions (R-2) to (R-30) and (CR-1) to (CR-2) Types shown in Table 2 below Radiation-sensitive resin compositions (R-2) to (R-30) and (CR-1) to (CR-2) were prepared in the same manner as in Example 1 except that each component of and content was used. prepared.

Figure 2023108593000021
Figure 2023108593000021

<レジストパターンの形成>
平均厚み20nmの下層膜(Brewer Science社の「AL412」)が形成された12インチのシリコンウエハ表面に、スピンコーター(東京エレクトロン(株)の「CLEAN TRACK ACT12」)を使用して、上記調製した各感放射線性樹脂組成物を塗工した。130℃で60秒間プレベーク(PB)を行った後、23℃で30秒間冷却し、平均厚み30nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜に、EUV露光機(ASML社の「NXE3300」、NA=0.33、照明条件:Conventional s=0.89、マスクimecDEFECT32FFR02)を用いてEUV光を照射した。照射後、上記レジスト膜を130℃で60秒間ポストエクスポージャーベーク(PEB)を行った。次いで、2.38質量%のTMAH水溶液を用い、23℃で30秒間現像してポジ型のコンタクトホールパターン(直径25nm、50nmピッチ)を形成した。
<Formation of resist pattern>
A spin coater ("CLEAN TRACK ACT12" available from Tokyo Electron Co., Ltd.) was used to prepare the above preparation on the surface of a 12-inch silicon wafer on which an underlayer film having an average thickness of 20 nm ("AL412" available from Brewer Science) was formed. Each radiation sensitive resin composition was applied. After pre-baking (PB) at 130° C. for 60 seconds, it was cooled at 23° C. for 30 seconds to form a resist film with an average thickness of 30 nm. Next, this resist film was irradiated with EUV light using an EUV exposure machine ("NXE3300" by ASML, NA=0.33, illumination conditions: Conventional s=0.89, mask imecDEFECT32FFR02). After the irradiation, the resist film was post-exposure baked (PEB) at 130° C. for 60 seconds. Then, using a 2.38% by mass TMAH aqueous solution, development was performed at 23° C. for 30 seconds to form a positive contact hole pattern (25 nm diameter, 50 nm pitch).

<評価>
上記形成した各レジストパターンについて、下記の方法に従い、感度、CDU性能及び解像性を評価した。レジストパターンの測長には、走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテクの「CG-4100」)を用いた。評価結果を下記表3に示す。
<Evaluation>
Each resist pattern formed as described above was evaluated for sensitivity, CDU performance and resolution according to the following methods. A scanning electron microscope (“CG-4100” manufactured by Hitachi High-Tech Co., Ltd.) was used to measure the length of the resist pattern. The evaluation results are shown in Table 3 below.

[感度]
上記レジストパターンの形成において、直径25nmコンタクトホールパターンを形成する露光量を最適露光量とし、この最適露光量をEop(mJ/cm)とした。感度は、Eopが60mJ/cm以下の場合は「良好」と、Eopが60mJ/cmを超える場合は「不良」と判定した。
[sensitivity]
In the formation of the resist pattern, the exposure amount for forming a contact hole pattern with a diameter of 25 nm was defined as the optimum exposure amount, and this optimum exposure amount was defined as Eop (mJ/cm 2 ). Sensitivity was judged to be “good” when Eop was 60 mJ/cm 2 or less, and “poor” when Eop was over 60 mJ/cm 2 .

[CDU性能]
上記走査型電子顕微鏡を用いてレジストパターンを上部から観察し、コンタクトホールパターンの直径を任意の箇所で計800個測定し、その測定値の分布から3シグマ値を求め、これをCDU(単位:nm)とした。CDU性能はCDUの値が小さいほど、長周期でのホール径のばらつきが小さく良好であることを示す。CDU性能は、CDUが4.5nm以下の場合は「良好」と、CDUが4.5nmを超える場合は「不良」と評価した。
[CDU performance]
Using the above scanning electron microscope, the resist pattern was observed from above, the diameter of the contact hole pattern was measured at arbitrary points in total 800, and the 3 sigma value was obtained from the distribution of the measured values, which was expressed as CDU (unit: nm). The CDU performance indicates that the smaller the CDU value, the smaller the dispersion of the hole diameter in the long period and the better. The CDU performance was evaluated as "good" when the CDU was 4.5 nm or less and "bad" when the CDU was greater than 4.5 nm.

[解像性]
上記レジストパターンの形成において、露光量を変えた場合に解像される最小のコンタクトホールパターンの直径を測定し、この測定値を解像度(単位:nm)とした。解像性は解像度の値が小さいほど良好であることを示す。解像性は、解像度が22nm以下の場合は「良好」と、解像度が22nmを超える場合は「不良」と評価した。
[Resolution]
In the formation of the resist pattern, the minimum diameter of the contact hole pattern resolved when the exposure dose was changed was measured, and this measured value was taken as the resolution (unit: nm). A smaller resolution value indicates better resolution. The resolution was evaluated as "good" when the resolution was 22 nm or less, and as "bad" when the resolution exceeded 22 nm.

Figure 2023108593000022
Figure 2023108593000022

Claims (8)

酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する重合体と、
感放射線性酸発生体と、
下記式(1)で表される化合物と
を含有する感放射線性樹脂組成物。
Figure 2023108593000023
(式(1)中、Arは、環員数6~30の芳香族炭化水素環から(a+b+2)個の水素原子を除いた基である。Rは、炭素数1~20の1価の有機基又はハロゲン原子である。Lは、2価の連結基である。Rは、置換又は非置換の炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基である。aは、0~10の整数である。bは、1~10の整数である。但し、a+bは10以下である。aが2以上の場合、複数のRは互いに同一又は異なる。bが2以上の場合、複数のLは互いに同一又は異なり、複数のRは互いに同一又は異なる。Xは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。)
a polymer whose solubility in a developer changes under the action of an acid;
a radiation-sensitive acid generator;
A radiation-sensitive resin composition containing a compound represented by the following formula (1).
Figure 2023108593000023
(In formula (1), Ar 1 is a group obtained by removing (a + b + 2) hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 ring members. R 1 is a monovalent an organic group or a halogen atom, L 1 is a divalent linking group, R 2 is a substituted or unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, a is 0 is an integer of up to 10. b is an integer of 1 to 10, provided that a+b is 10 or less, when a is 2 or more, a plurality of R 1 are the same or different, and when b is 2 or more , a plurality of L 1 are the same or different, a plurality of R 2 are the same or different, and X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.)
上記式(1)におけるRが、芳香環上の少なくとも1個の水素原子がヨウ素原子で置換された炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。 2. The sensor according to claim 1, wherein R 2 in the above formula (1) is a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms in which at least one hydrogen atom on the aromatic ring is replaced with an iodine atom. A radioactive resin composition. 上記式(1)におけるLが、カルボニルオキシ基、オキシカルボニル基、エーテル基、スルフィド基、炭素数1~5のアルカンジイル基又はこれらを組み合わせた基である請求項1又は請求項2に記載の感放射線性樹脂組成物。 3. According to claim 1 or claim 2, wherein L 1 in the above formula (1) is a carbonyloxy group, an oxycarbonyl group, an ether group, a sulfide group, an alkanediyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a combination thereof. radiation-sensitive resin composition. 上記式(1)におけるカルボキシレート基及びヒドロキシ基が、Arを構成する隣接する炭素原子にそれぞれ結合している請求項1、請求項2又は請求項3に記載の感放射線性樹脂組成物。 4. The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, 2 or 3, wherein the carboxylate group and the hydroxy group in the formula (1) are respectively bonded to adjacent carbon atoms constituting Ar1 . 上記重合体が酸解離性基を含む構造単位を有する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物。 5. The radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymer has a structural unit containing an acid-labile group. 上記構造単位が下記式(2-1)又は(2-2)で表される請求項5に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2023108593000024
(式(2-1)及び(2-2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Zは、酸解離性基である。
式(2-2)中、Lは、単結合、-COO-、-CONH-又は-O-である。Arは、環員数6~20の芳香族炭化水素環から(s+t+u+1)個の水素原子を除いた基である。sは、0~10の整数であり、tは、0~10の整数である。但し、s+tは1~10の整数である。sが2以上の場合、複数のZは互いに同一又は異なる。sが1以上の場合、Rは、水素原子又は炭素数1~20の1価の有機基である。tが2以上の場合、複数のRは互いに同一又は異なる。sが0かつtが1の場合、Rは酸解離性基である。sが0かつtが2以上の場合、複数のRの少なくとも1つは酸解離性基である。Rは、炭素数1~20の1価の有機基又はハロゲン原子である。uは、0~10の整数である。uが2以上の場合、複数のRは互いに同一又は異なる。但し、s+t+uは10以下である。)
6. The radiation-sensitive resin composition according to claim 5, wherein the structural unit is represented by the following formula (2-1) or (2-2).
Figure 2023108593000024
(In formulas (2-1) and (2-2), R 3 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. Z is an acid dissociable group.
In formula (2-2), L 2 is a single bond, -COO-, -CONH- or -O-. Ar 2 is a group obtained by removing (s+t+u+1) hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 20 ring members. s is an integer from 0-10 and t is an integer from 0-10. However, s+t is an integer of 1-10. When s is 2 or more, multiple Zs are the same or different. When s is 1 or more, R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. When t is 2 or more, multiple R 4 are the same or different. When s is 0 and t is 1, R4 is an acid labile group. When s is 0 and t is 2 or more, at least one of the plurality of R 4 is an acid-labile group. R 5 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms or a halogen atom. u is an integer from 0 to 10; When u is 2 or more, the plurality of R5 are the same or different. However, s+t+u is 10 or less. )
基板に直接又は間接に請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物を塗工する工程と、
上記塗工工程により形成されたレジスト膜を露光する工程と、
上記露光されたレジスト膜を現像する工程と
を備えるレジストパターン形成方法。
a step of directly or indirectly coating a substrate with the radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6;
A step of exposing the resist film formed by the coating step;
and a step of developing the exposed resist film.
下記式(1)で表される化合物。
Figure 2023108593000025
(式(1)中、Arは、環員数6~30の芳香族炭化水素環から(a+b+2)個の水素原子を除いた基である。Rは、炭素数1~20の1価の有機基又はハロゲン原子である。Lは、2価の連結基である。Rは、置換又は非置換の炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基である。aは、0~10の整数である。bは、1~10の整数である。但し、a+bは10以下である。aが2以上の場合、複数のRは互いに同一又は異なる。bが2以上の場合、複数のLは互いに同一又は異なり、複数のRは互いに同一又は異なる。Xは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。)

A compound represented by the following formula (1).
Figure 2023108593000025
(In formula (1), Ar 1 is a group obtained by removing (a + b + 2) hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 ring members. R 1 is a monovalent an organic group or a halogen atom, L 1 is a divalent linking group, R 2 is a substituted or unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, a is 0 is an integer of up to 10. b is an integer of 1 to 10, provided that a+b is 10 or less, when a is 2 or more, a plurality of R 1 are the same or different, and when b is 2 or more , a plurality of L 1 are the same or different, a plurality of R 2 are the same or different, and X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.)

JP2022192373A 2022-01-25 2022-11-30 Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, and compound Pending JP2023108593A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/100,031 US20230236501A1 (en) 2022-01-25 2023-01-23 Radiation-sensitive resin composition, method of forming resist pattern, and compound

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022009714 2022-01-25
JP2022009714 2022-01-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023108593A true JP2023108593A (en) 2023-08-04

Family

ID=87475253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022192373A Pending JP2023108593A (en) 2022-01-25 2022-11-30 Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, and compound

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2023108593A (en)
KR (1) KR20230114697A (en)
TW (1) TW202330488A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024085181A1 (en) * 2022-10-18 2024-04-25 東京応化工業株式会社 Resist composition, resist pattern formation method, and compound

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5292078B2 (en) 2008-12-05 2013-09-18 富士フイルム株式会社 Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and pattern forming method using the composition
JP6287369B2 (en) 2013-03-08 2018-03-07 Jsr株式会社 Photoresist composition, resist pattern forming method, compound, and polymer
JP6450660B2 (en) 2014-08-25 2019-01-09 住友化学株式会社 Salt, acid generator, resist composition, and method for producing resist pattern

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024085181A1 (en) * 2022-10-18 2024-04-25 東京応化工業株式会社 Resist composition, resist pattern formation method, and compound

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230114697A (en) 2023-08-01
TW202330488A (en) 2023-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7247732B2 (en) Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, radiation-sensitive acid generator and compound
JP7400818B2 (en) Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, and compound
KR20210050471A (en) Radiation-sensitive resin composition and process for forming resist pattern
JP2020008842A (en) Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern and polymer composition
JP7447725B2 (en) Radiation sensitive resin composition and resist pattern forming method
JP7396360B2 (en) Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, and radiation-sensitive acid generator
JP2023108593A (en) Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, and compound
WO2021140761A1 (en) Radiation-sensitive resin composition, resist pattern formation method, and compound
JP7192589B2 (en) Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, and radiation-sensitive acid generator
WO2022270134A1 (en) Radiation-sensitive resin composition, method for producing resist pattern, and compound
JP6668831B2 (en) Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, radiation-sensitive acid generator and compound
JP7459636B2 (en) Radiation-sensitive resin composition and method for forming resist pattern
JP7342941B2 (en) Radiation sensitive resin composition and resist pattern forming method
JP7272198B2 (en) Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, polymer, method for producing the same, and compound
US20230236501A1 (en) Radiation-sensitive resin composition, method of forming resist pattern, and compound
WO2023248569A1 (en) Radiation-sensitive resin composition and resist pattern formation method
WO2022196024A1 (en) Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, polymer, and compound
WO2023119910A1 (en) Radiation-sensitive composition, resist pattern formation method, acid generator, and compound
JP2022128400A (en) Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method and polymer
WO2023153059A1 (en) Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, and polymer
JP2024031820A (en) Radiation-sensitive resin composition and resist pattern forming method
WO2024142681A1 (en) Radiation-sensitive composition and method for forming resist pattern
WO2024057701A1 (en) Radiation-sensitive composition, resist-pattern-forming method, radiation-sensitive acid generator and polymer
JP2022185563A (en) Radiation-sensitive resin composition, and resist pattern formation method
WO2023058369A1 (en) Radiation-sensitive resin composition, resin, compound, and pattern formation method