JP5092986B2 - Polymer, radiation-sensitive composition and monomer - Google Patents

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本発明は、重合体及びこの重合体を酸解離性基含有重合体として用いる感放射線性組成物並びに単量体に関する。更に詳しくは、本発明は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線の如き各種の放射線による微細加工に適した化学増幅型レジストとして使用される感放射線性組成物及び重合体並びに単量体に関する。 The present invention relates to a polymer, a radiation-sensitive composition and a monomer using the polymer as an acid-dissociable group-containing polymer. More specifically, the present invention relates to various kinds of radiation such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme) far ultraviolet rays, synchrotron radiation, etc., X-rays, electron beam, etc. The present invention relates to a radiation-sensitive composition, a polymer, and a monomer that are used as a chemically amplified resist suitable for microfabrication.

従来、ICやLSI等の半導体デバイスの製造プロセスにおいては、フォトレジスト組成物を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。近年、集積回路の高集積化に伴い、サブミクロン領域やクオーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求されるようになってきている。それに伴い、露光波長もg線から、i線、KrFエキシマレーザー光、更にはArFエキシマレーザー光というように短波長化の傾向が見られる。更に、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線やX線、或いはEUV光を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。   Conventionally, in a manufacturing process of a semiconductor device such as an IC or LSI, fine processing by lithography using a photoresist composition has been performed. In recent years, with the high integration of integrated circuits, the formation of ultrafine patterns in the submicron region and the quarter micron region has been required. Along with this, there is a tendency to shorten the exposure wavelength from g-line to i-line, KrF excimer laser light, and further ArF excimer laser light. Further, in addition to excimer laser light, lithography using electron beams, X-rays, or EUV light is also being developed.

電子線やEUV光を用いたリソグラフィーは、次世代若しくは次々世代のパターン形成技術として位置付けられ、高感度、高解像性のポジ型レジストが望まれている。特に、ウェハー処理時間の短縮化のために高感度化は非常に重要な課題である。しかし、電子線やEUV用のポジ型レジストにおいては、高感度化を追求しようとすると、解像力の低下のみならず、ナノエッジラフネスの悪化が起こるため、これらの特性を同時に満足するレジストの開発が強く望まれている。尚、ナノエッジラフネスとは、レジストのパターンと基板界面のエッジがレジストの特性に起因して、ライン方向と垂直な方向に不規則に変動するために、パターンを真上から見たときに設計寸法と実際のパターン寸法に生じるずれのことを言う。この設計寸法からのずれがレジストをマスクとするエッチング工程により転写され、電気特性を劣化させるため、歩留りを低下させることになる。特に、0.25μm以下の超微細領域では、ナノエッジラフネスは極めて重要な改良課題となっている。高感度と、高解像性、良好なパターン形状及び良好なナノエッジラフネスと、はトレードオフの関係にあり、これを如何にして同時に満足させるかが非常に重要である。   Lithography using an electron beam or EUV light is positioned as a next-generation or next-generation pattern forming technique, and a positive resist with high sensitivity and high resolution is desired. In particular, high sensitivity is a very important issue for shortening the wafer processing time. However, in positive resists for electron beams and EUV, if high sensitivity is sought, not only the resolution will be lowered but also the nano edge roughness will be deteriorated. It is strongly desired. Nano edge roughness is designed when the pattern is viewed from directly above because the resist pattern and the edge of the substrate interface vary irregularly in the direction perpendicular to the line direction due to the characteristics of the resist. This refers to the deviation that occurs between the dimensions and the actual pattern dimensions. Since the deviation from the design dimension is transferred by an etching process using a resist as a mask and the electrical characteristics are deteriorated, the yield is lowered. In particular, in the ultrafine region of 0.25 μm or less, nano edge roughness is an extremely important improvement issue. High sensitivity, high resolution, good pattern shape and good nanoedge roughness are in a trade-off relationship, and it is very important how to satisfy this simultaneously.

更に、KrFエキシマレーザー光を用いるリソグラフィーにおいても同様に、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なナノエッジラフネスを同時に満足させることが重要な課題となっており、これらの解決が必要である。
KrFエキシマレーザー光、電子線、或いはEUV光を用いたリソグラフィープロセスに適したレジストとしては、高感度化の観点から主に酸触媒反応を利用した化学増幅型レジストが用いられており、ポジ型レジストにおいては主成分として、アルカリ水溶液には不溶又は難溶性で、酸の作用によりアルカリ水溶液に可溶となる性質を有するフェノール性ポリマー(以下、「フェノール性酸分解性重合体」という)、及び酸発生剤からなる化学増幅型レジスト組成物が有効に使用されている。
Furthermore, in lithography using KrF excimer laser light, it is also important to satisfy high sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good nano edge roughness at the same time. is necessary.
As a resist suitable for a lithography process using KrF excimer laser light, electron beam, or EUV light, a chemically amplified resist using an acid-catalyzed reaction is mainly used from the viewpoint of high sensitivity. , A phenolic polymer (hereinafter referred to as “phenolic acid-decomposable polymer”), which is insoluble or hardly soluble in an aqueous alkali solution and becomes soluble in an aqueous alkaline solution by the action of an acid, and an acid A chemically amplified resist composition comprising a generator is effectively used.

これらのポジ型レジストに関して、これまで酸分解性アクリレートモノマーを共重合したフェノール性酸分解性重合体を用い、活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸を発生する化合物(以下、「スルホン酸発生剤」という)を含むレジスト組成物がいくつか知られている。それらについては、例えば、特許文献1〜5に開示されたポジ型レジスト組成物等を挙げることができる。   For these positive resists, compounds that generate sulfonic acid upon irradiation with actinic rays or radiation using a phenolic acid-decomposable polymer copolymerized with an acid-decomposable acrylate monomer (hereinafter referred to as “sulfonic acid generator”) There are some known resist compositions containing For example, positive resist compositions disclosed in Patent Documents 1 to 5 can be exemplified.

米国特許第5561194号明細書US Pat. No. 5,561,194 特開2001−166474号公報JP 2001-166474 A 特開2001−166478号公報JP 2001-166478 A 特開2003−107708号公報JP 2003-107708 A 特開2001−194792号公報JP 2001-194792 A

しかしながら、前記ポジ型レジスト組成物等のいかなる組合せにおいても、超微細領域での、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なナノエッジラフネス(低ラフネス)は同時に満足できていないのが現状である。   However, in any combination of the positive resist composition etc., high sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good nano edge roughness (low roughness) are not satisfied at the same time in the ultrafine region. Is the current situation.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線に有効に感応し、ナノエッジラフネス及び解像度に優れ、微細パターンを高精度に且つ安定して形成可能な化学増幅型ポジ型レジスト膜を成膜することができる感放射線性組成物及び重合体並びに単量体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is effectively sensitive to X-rays such as KrF excimer lasers, ArF excimer lasers, EUV (extreme) deep ultraviolet rays, synchrotron radiation, and electron beams, and nanoedges. To provide a radiation-sensitive composition, a polymer, and a monomer capable of forming a chemically amplified positive resist film having excellent roughness and resolution and capable of forming a fine pattern with high accuracy and stability. Objective.

[1]下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含み、且つ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)が3000〜100000であることを特徴とする重合体。

Figure 0005092986
〔一般式(1)において、Rは、それぞれ、置換若しくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状の1価のアルキル基、Rは水素原子又はメチル基、Rは置換若しくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状の1価のアルキル基、炭素数3〜25の脂環式基、又は炭素数6〜22のアリール基、Xは置換若しくは非置換のメチレン基、炭素数2〜25の置換若しくは非置換の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数3〜25の脂環式炭化水素基を表す。〕
[2]前記一般式(1)で表される繰り返し単位が、下記一般式(1−1)で表される繰り返し単位である前記[1]に記載の重合体。
Figure 0005092986
〔一般式(1−1)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは置換若しくは非置換の炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状の1価のアルキル基、炭素数3〜25の脂環式基、又は炭素数6〜22のアリール基を表す。〕
[3]下記一般式(2)で表される繰り返し単位、下記一般式(3)で表される繰り返し単位、及び下記一般式(4)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも1種を更に含む前記[1]又は[2]に記載の重合体。
Figure 0005092986
〔一般式(2)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子又は1価の有機基、iは1〜3の整数、jは0〜3の整数を表す。〕
Figure 0005092986
〔一般式(3)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子又は1価の有機基、kは1〜3の整数、lは0〜3の整数を表す。〕
Figure 0005092986
〔一般式(4)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子又は1価の有機基、mは1〜3の整数、nは0〜3の整数を表す。〕
[4]酸解離性基含有重合体(A)と、感放射線性酸発生剤(B)と、を含有する感放射線性組成物であって、
前記酸解離性基含有重合体(A)が、前記[1]乃至[3]のいずれかに記載の重合体であることを特徴とする感放射線性組成物。
[5]下記一般式(M−1)で表されることを特徴とする単量体。
Figure 0005092986
〔一般式(M−1)において、R10は水素原子又はメチル基、R11は置換若しくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状の1価のアルキル基、炭素数3〜25の脂環式基、又は炭素数6〜22のアリール基、Zは置換若しくは非置換のメチレン基、炭素数2〜25の置換若しくは非置換の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数3〜25の脂環式炭化水素基を表す。〕 [1] It includes a repeating unit represented by the following general formula (1) and has a polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of 3000 to 100,000. To polymer.
Figure 0005092986
[In General Formula (1), R is a substituted or unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a substituted group. Or an unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic group having 3 to 25 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, X is substituted or unsubstituted A methylene group, a substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group having 2 to 25 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 25 carbon atoms. ]
[2] The polymer according to [1], wherein the repeating unit represented by the general formula (1) is a repeating unit represented by the following general formula (1-1).
Figure 0005092986
[In General Formula (1-1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 3 is a substituted or unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, 3 to 3 carbon atoms, 25 represents an alicyclic group or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms. ]
[3] At least one of a repeating unit represented by the following general formula (2), a repeating unit represented by the following general formula (3), and a repeating unit represented by the following general formula (4) is further added. The polymer according to [1] or [2].
Figure 0005092986
[In General Formula (2), R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 5 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, i represents an integer of 1 to 3, and j represents an integer of 0 to 3. ]
Figure 0005092986
[In General Formula (3), R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 7 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, k represents an integer of 1 to 3, and l represents an integer of 0 to 3. ]
Figure 0005092986
[In General Formula (4), R 8 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 9 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, m represents an integer of 1 to 3, and n represents an integer of 0 to 3. ]
[4] A radiation sensitive composition comprising an acid dissociable group-containing polymer (A) and a radiation sensitive acid generator (B),
The radiation-sensitive composition, wherein the acid dissociable group-containing polymer (A) is the polymer according to any one of [1] to [3].
[5] A monomer represented by the following general formula (M-1).
Figure 0005092986
[In General Formula (M-1), R 10 is a hydrogen atom or a methyl group, R 11 is a substituted or unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 3 to 3 carbon atoms. 25 alicyclic group, or aryl group having 6 to 22 carbon atoms, Z is a substituted or unsubstituted methylene group, substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group having 2 to 25 carbon atoms, or carbon The alicyclic hydrocarbon group of several 3-25 is represented. ]

本発明の感放射線性組成物によれば、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線に有効に感応し、ナノエッジラフネス、及び解像度に優れ、微細パターンを高精度に且つ安定して形成可能な化学増幅型ポジ型レジスト膜を成膜することができる。
また、本発明の重合体は、酸解離性基含有重合体として用いることにより、前記感放射線性組成物を容易に得ることができる。
According to the radiation-sensitive composition of the present invention, KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV and other (ultra) far ultraviolet rays, synchrotron radiation and other X-rays and electron beams are effectively sensitive to nanoedge roughness, and A chemically amplified positive resist film that is excellent in resolution and can form a fine pattern with high accuracy and stability can be formed.
Moreover, the said radiation sensitive composition can be easily obtained by using the polymer of this invention as an acid dissociable group containing polymer.

以下、本発明を詳細に説明する。
[1]重合体
本発明における重合体〔以下、「重合体(I)」という〕は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位〔以下、「繰り返し単位(1)」という〕を含むことを特徴とする。
この重合体(I)は、アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性であって、酸の作用によりアルカリ易溶性となる重合体であって、感放射線性組成物における酸解離性基含有重合体として好適に使用することができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[1] Polymer The polymer in the present invention [hereinafter referred to as “polymer (I)”] includes a repeating unit represented by the following general formula (1) [hereinafter referred to as “repeating unit (1)”]. It is characterized by that.
This polymer (I) is a polymer that is insoluble in alkali or hardly soluble in alkali, and becomes easily soluble in alkali by the action of an acid, and is suitably used as an acid-dissociable group-containing polymer in a radiation-sensitive composition. can do.

Figure 0005092986
〔一般式(1)において、Rは、それぞれ、置換若しくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状の1価のアルキル基、Rは水素原子又はメチル基、Rは置換若しくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状の1価のアルキル基、炭素数3〜25の脂環式基、又は炭素数6〜22のアリール基、Xは置換若しくは非置換のメチレン基、炭素数2〜25の置換若しくは非置換の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数3〜25の脂環式炭化水素基を表す。〕
Figure 0005092986
[In General Formula (1), R is a substituted or unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a substituted group. Or an unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic group having 3 to 25 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, X is substituted or unsubstituted A methylene group, a substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group having 2 to 25 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 25 carbon atoms. ]

前記一般式(1)のRにおけるアルキル基の炭素数は1〜20であり、好ましくは1〜16、より好ましくは1〜12、更に好ましくは1〜8である。具体的なアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられる。尚、このアルキル基は、直鎖状であってもよいし、分岐状であってもよい。また、このアルキル基は置換されていてもよい。置換基の具体例としては、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等を挙げることができる。尚、2つのRは、同一のアルキル基であってもよいし、異なるアルキル基であってもよい。   Carbon number of the alkyl group in R of the said General formula (1) is 1-20, Preferably it is 1-16, More preferably, it is 1-12, More preferably, it is 1-8. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, and an octyl group. In addition, this alkyl group may be linear or branched. Moreover, this alkyl group may be substituted. Specific examples of the substituent include, for example, hydroxyl group, carboxyl group, halogen atom (fluorine atom, bromine atom, etc.), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl group, etc. Can be mentioned. The two Rs may be the same alkyl group or different alkyl groups.

前記一般式(1)のRにおけるアルキル基の炭素数は1〜20であり、好ましくは1〜16、より好ましくは1〜12、更に好ましくは1〜8である。具体的なアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられる。尚、このアルキル基は、直鎖状であってもよいし、分岐状であってもよい。また、このアルキル基は置換されていてもよい。置換基の具体例としては、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等を挙げることができる。 Carbon number of the alkyl group in R < 2 > of the said General formula (1) is 1-20, Preferably it is 1-16, More preferably, it is 1-12, More preferably, it is 1-8. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, and an octyl group. In addition, this alkyl group may be linear or branched. Moreover, this alkyl group may be substituted. Specific examples of the substituent include, for example, hydroxyl group, carboxyl group, halogen atom (fluorine atom, bromine atom, etc.), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl group, etc. Can be mentioned.

また、前記Rの炭素数5〜25の脂環式基における脂環部は、単環であってもよいし、多環であってもよい。更には、有橋式であってもよい。具体的な脂環構造としては、下記の(a−1)〜(a−50)等の構造を挙げることができる。 Further, the alicyclic portion in the alicyclic group having 5 to 25 carbon atoms of R 2 may be monocyclic or polycyclic. Furthermore, a bridge type may be used. Specific examples of the alicyclic structure include the following structures (a-1) to (a-50).

Figure 0005092986
Figure 0005092986

Figure 0005092986
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Figure 0005092986
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Figure 0005092986
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Figure 0005092986
Figure 0005092986

Figure 0005092986
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また、前記脂環式基の炭素数は5〜25であり、好ましくは6〜20、より好ましくは7〜15である。
これらの脂環式基のなかでも、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、デカリン残基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基が好ましい。特に、炭素数7〜15のシクロアルキル基であることが好ましい。
尚、前記脂環式基は、置換されていてもよい。置換基の具体例としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等を挙げることができる。
Moreover, carbon number of the said alicyclic group is 5-25, Preferably it is 6-20, More preferably, it is 7-15.
Among these alicyclic groups, adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, A cyclodecanyl group and a cyclododecanyl group can be mentioned. More preferred are an adamantyl group, a decalin residue, a norbornyl group, a cedrol group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclodecanyl group, and a cyclododecanyl group. In particular, a cycloalkyl group having 7 to 15 carbon atoms is preferable.
The alicyclic group may be substituted. Specific examples of the substituent include, for example, hydroxy group, carboxyl group, halogen atom (fluorine atom, bromine atom, etc.), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl group, etc. Can be mentioned.

また、前記Rの炭素数6〜22のアリール基の具体的な構造としては、下記の(x−1)〜(x−3)等の構造を挙げることができる。尚、このアリール基は、置換されていてもよい。置換基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等を挙げることができる。 Specific examples of the R 2 aryl group having 6 to 22 carbon atoms include the following structures (x-1) to (x-3). This aryl group may be substituted. Specific examples of the substituent include, for example, methyl group, ethyl group, hydroxy group, carboxyl group, halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group) Etc.), alkyloxycarbonyl groups and the like.

Figure 0005092986
Figure 0005092986

前記一般式(1)におけるXの炭素数2〜25の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が好ましい。
また、前記Xにおける炭素数3〜25の脂環式炭化水素基の脂環構造としては、例えば、前記(a−1)〜(a−50)の構造等が好ましい。これらのなかでも、前記(a−48)の構造が特に好ましい。
前記Xのなかでも、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、前記(a−48)の構造が特に好ましい。
尚、このXのメチレン基及びアルキレン基は置換されていてもよい。置換基の具体例としては、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等を挙げることができる。
As the linear or branched alkylene group having 2 to 25 carbon atoms of X in the general formula (1), for example, a methylene group, an ethylene group, a propylene group and the like are preferable.
Moreover, as an alicyclic structure of a C3-C25 alicyclic hydrocarbon group in said X, the structure of said (a-1)-(a-50) etc. are preferable, for example. Among these, the structure (a-48) is particularly preferable.
Among the X, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and the structure (a-48) are particularly preferable.
The methylene group and alkylene group of X may be substituted. Specific examples of the substituent include, for example, hydroxyl group, carboxyl group, halogen atom (fluorine atom, bromine atom, etc.), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl group, etc. Can be mentioned.

また、本発明の重合体(I)においては、前記繰り返し単位(1)が、下記一般式(1−1)で表される繰り返し単位〔以下、「繰り返し単位(1−1)」という。〕であるものとすることができる。   In the polymer (I) of the present invention, the repeating unit (1) is a repeating unit represented by the following general formula (1-1) [hereinafter referred to as “repeating unit (1-1)”. ].

Figure 0005092986
〔一般式(1−1)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは置換若しくは非置換の炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状の1価のアルキル基、炭素数3〜25の脂環式基、又は炭素数6〜22のアリール基を表す。〕
Figure 0005092986
[In General Formula (1-1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 3 is a substituted or unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, 3 to 3 carbon atoms, 25 represents an alicyclic group or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms. ]

前記一般式(1−1)のRにおける具体的なアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられる。尚、このアルキル基は、直鎖状であってもよいし、分岐状であってもよい。また、このアルキル基は置換されていてもよい。置換基の具体例としては、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等を挙げることができる。
また、前記Rの炭素数3〜25の脂環式基については、前記一般式(1)におけるRの脂環式基の説明をそのまま適用することができる。
更に、前記Rの炭素数6〜22のアリール基については、前記一般式(1)におけるRのアリール基の説明をそのまま適用することができる。
Specific examples of the alkyl group in R 3 of the general formula (1-1) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, and an octyl group. In addition, this alkyl group may be linear or branched. Moreover, this alkyl group may be substituted. Specific examples of the substituent include, for example, hydroxyl group, carboxyl group, halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl Groups and the like.
In addition, the for the alicyclic group having a carbon number of 3-25 in R 3, it can be directly applied to the description of alicyclic group R 2 in the general formula (1).
Furthermore, for the aryl group having 6 to 22 carbon atoms of R 3 , the description of the aryl group of R 2 in the general formula (1) can be applied as it is.

また、前記繰り返し単位(1)は、例えば、下記一般式(M−1)で表される化合物を単量体として用いることにより得ることができる。   Moreover, the said repeating unit (1) can be obtained by using the compound represented by the following general formula (M-1) as a monomer, for example.

Figure 0005092986
〔一般式(M−1)において、R10は水素原子又はメチル基、R11は置換若しくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状の1価のアルキル基、炭素数3〜25の脂環式基、又は炭素数6〜22のアリール基、Zは置換若しくは非置換のメチレン基、炭素数2〜25の置換若しくは非置換の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数3〜25の脂環式炭化水素基を表す。〕
Figure 0005092986
[In General Formula (M-1), R 10 is a hydrogen atom or a methyl group, R 11 is a substituted or unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 3 to 3 carbon atoms. 25 alicyclic group, or aryl group having 6 to 22 carbon atoms, Z is a substituted or unsubstituted methylene group, substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group having 2 to 25 carbon atoms, or carbon The alicyclic hydrocarbon group of several 3-25 is represented. ]

前記一般式(M−1)におけるR11及びZについては、それぞれ、前記一般式(1)におけるR及びXの説明をそのまま適用することができる。 For R 11 and Z in the general formula (M-1), the descriptions of R 2 and X in the general formula (1) can be applied as they are.

一般式(M−1)で表される単量体は、例えば、3−メチル−1,3−ブタンジオールと、シクロヘキシルイソシアネートとの反応により、ウレタン結合を有する三級アルコール化合物を合成した後、得られたウレタン結合を有する三級アルコール化合物と、メタクリル酸クロライドとの反応により製造することができる。   The monomer represented by the general formula (M-1) is, for example, by synthesizing a tertiary alcohol compound having a urethane bond by a reaction of 3-methyl-1,3-butanediol and cyclohexyl isocyanate, It can manufacture by reaction with the tertiary alcohol compound which has the obtained urethane bond, and methacrylic acid chloride.

また、本発明の重合体(I)は、前記繰り返し単位(1)のみにより構成されていてもよいが、この繰り返し単位(1)以外に、下記一般式(2)で表される繰り返し単位〔以下、「繰り返し単位(2)」という。〕、下記一般式(3)で表される繰り返し単位〔以下、「繰り返し単位(3)」という。〕、及び下記一般式(4)で表される繰り返し単位〔以下、「繰り返し単位(4)」という。〕のうちの少なくとも1種を更に含むものとすることができる。   The polymer (I) of the present invention may be composed of only the repeating unit (1). In addition to the repeating unit (1), the repeating unit represented by the following general formula (2) [ Hereinafter, it is referred to as “repeating unit (2)”. ], A repeating unit represented by the following general formula (3) [hereinafter referred to as “repeating unit (3)”. And a repeating unit represented by the following general formula (4) [hereinafter referred to as “repeating unit (4)”. ] May be further included.

Figure 0005092986
〔一般式(2)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子又は1価の有機基、iは1〜3の整数、jは0〜3の整数を表す。〕
Figure 0005092986
[In General Formula (2), R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 5 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, i represents an integer of 1 to 3, and j represents an integer of 0 to 3. ]

Figure 0005092986
〔一般式(3)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子又は1価の有機基、kは1〜3の整数、lは0〜3の整数を表す。〕
Figure 0005092986
[In General Formula (3), R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 7 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, k represents an integer of 1 to 3, and l represents an integer of 0 to 3. ]

Figure 0005092986
〔一般式(4)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子又は1価の有機基、mは1〜3の整数、nは0〜3の整数を表す。〕
Figure 0005092986
[In General Formula (4), R 8 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 9 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, m represents an integer of 1 to 3, and n represents an integer of 0 to 3. ]

前記一般式(2)におけるRの1価の有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素原子数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基等の炭素原子数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基等が挙げられる。これらのなかでも、メチル基、エチル基、n−ブチル基、t−ブチル基が好ましい。
また、一般式(2)におけるiは、1〜3の整数であり、1又は2であることがより好ましい。
更に、一般式(2)におけるjは、0〜3の整数であり、0〜2であることがより好ましい。
Examples of the monovalent organic group represented by R 5 in the general formula (2) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, and a 1-methyl group. A linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms such as propyl group and t-butyl group; methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, 2-methyl Examples thereof include a linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms such as a propoxy group, a 1-methylpropoxy group and a t-butoxy group. Among these, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, and a t-butyl group are preferable.
Moreover, i in General formula (2) is an integer of 1-3, and it is more preferable that it is 1 or 2.
Furthermore, j in General formula (2) is an integer of 0-3, and it is more preferable that it is 0-2.

また、前記一般式(2)で表される繰り返し単位(2)の具体例としては、下式(2−1)〜(2−4)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
尚、繰り返し単位(2)が重合体(I)に含まれている場合、この繰り返し単位(2)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
Specific examples of the repeating unit (2) represented by the general formula (2) include repeating units represented by the following formulas (2-1) to (2-4).
In addition, when repeating unit (2) is contained in polymer (I), this repeating unit (2) may be contained only 1 type and may be contained 2 or more types.

Figure 0005092986
Figure 0005092986

前記一般式(3)におけるRの1価の有機基については、前記Rの1価の有機基に関する説明をそのまま適用することができる。
また、一般式(3)におけるkは、1〜3の整数であり、1又は2であることがより好ましい。
更に、一般式(3)におけるlは、0〜3の整数であり、0又は1であることがより好ましい。
With respect to the monovalent organic group of R 7 in the general formula (3), the description regarding the monovalent organic group of R 5 can be applied as it is.
Moreover, k in General formula (3) is an integer of 1-3, and it is more preferable that it is 1 or 2.
Furthermore, l in the general formula (3) is an integer of 0 to 3, and is more preferably 0 or 1.

また、前記一般式(3)で表される繰り返し単位(3)の具体例としては、下式(3−1)及び(3−2)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
尚、繰り返し単位(3)が重合体(I)に含まれている場合、この繰り返し単位(3)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
Specific examples of the repeating unit (3) represented by the general formula (3) include repeating units represented by the following formulas (3-1) and (3-2).
In addition, when repeating unit (3) is contained in polymer (I), this repeating unit (3) may be contained only 1 type and may be contained 2 or more types.

Figure 0005092986
Figure 0005092986

前記一般式(4)におけるRの1価の有機基については、前記Rの1価の有機基に関する説明をそのまま適用することができる。
また、一般式(4)におけるmは、1〜3の整数であり、1又は2であることがより好ましい。
更に、一般式(4)におけるnは、0〜3の整数であり、0又は1であることがより好ましい。
Regarding the monovalent organic group of R 9 in the general formula (4), the description regarding the monovalent organic group of R 5 can be applied as it is.
Moreover, m in General formula (4) is an integer of 1-3, and it is more preferable that it is 1 or 2.
Furthermore, n in the general formula (4) is an integer of 0 to 3, and is more preferably 0 or 1.

また、前記一般式(4)で表される繰り返し単位(4)の具体例としては、下式(4−1)及び(4−2)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
尚、繰り返し単位(4)が重合体(I)に含まれている場合、この繰り返し単位(4)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
Specific examples of the repeating unit (4) represented by the general formula (4) include repeating units represented by the following formulas (4-1) and (4-2).
In addition, when repeating unit (4) is contained in polymer (I), this repeating unit (4) may be contained only 1 type and may be contained 2 or more types.

Figure 0005092986
Figure 0005092986

前記式(2−1)〜(2−3)で表される各繰り返し単位は、対応するヒドロキシスチレン誘導体を単量体として用いることにより得ることができる。更には、加水分解することにより、ヒドロキシスチレン誘導体が得られる化合物を単量体として用いることにより得ることもできる。
前記式(2−1)〜(2−3)で表される各繰り返し単位を生成するために用いられる単量体としては、p−アセトキシスチレン、p−(1−エトキシエトキシ)スチレン等が好ましい。これらの単量体を用いた場合には、重合体とした後、側鎖の加水分解反応により、式(2−1)〜(2−3)で表される各繰り返し単位を生成することができる。
Each repeating unit represented by the formulas (2-1) to (2-3) can be obtained by using a corresponding hydroxystyrene derivative as a monomer. Furthermore, it can also obtain by using as a monomer the compound from which a hydroxy styrene derivative is obtained by hydrolyzing.
As the monomer used for generating each repeating unit represented by the formulas (2-1) to (2-3), p-acetoxystyrene, p- (1-ethoxyethoxy) styrene, and the like are preferable. . When these monomers are used, each repeating unit represented by the formulas (2-1) to (2-3) can be generated by a side chain hydrolysis reaction after forming a polymer. it can.

また、前記式(2−4)、(3−1)、(3−2)、(4−1)及び(4−2)で表される各繰り返し単位は、対応する単量体を用いることにより得ることができる。
前記式(2−4)、(3−1)、(3−2)、(4−1)及び(4−2)で表される各繰り返し単位を生成するために用いられる単量体としては、p−イソプロペニルフェノール、4−ヒドロキシフェニルアクリレート、4−ヒドロキシフェニルメタクリレート、N−(4−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド等が好ましい。
Each repeating unit represented by the formulas (2-4), (3-1), (3-2), (4-1) and (4-2) uses a corresponding monomer. Can be obtained.
As a monomer used to generate each repeating unit represented by the formulas (2-4), (3-1), (3-2), (4-1) and (4-2), , P-isopropenylphenol, 4-hydroxyphenyl acrylate, 4-hydroxyphenyl methacrylate, N- (4-hydroxyphenyl) acrylamide, N- (4-hydroxyphenyl) methacrylamide and the like are preferable.

また、本発明の重合体(I)は、前記繰り返し単位(1)〜(4)以外に、非酸解離性化合物に由来する繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(5)」ともいう。)、酸解離性化合物に由来する繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(6)」ともいう。)を更に含んでいてもよい。   In addition to the repeating units (1) to (4), the polymer (I) of the present invention is a repeating unit derived from a non-acid dissociable compound (hereinafter also referred to as “repeating unit (5)”), It may further contain a repeating unit derived from an acid dissociable compound (hereinafter also referred to as “repeating unit (6)”).

前記非酸解離性化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、イソボロニルアクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、テトラシクロドデセニル(メタ)アクリレート、下記式(b−1)で表される化合物等が挙げられる。これらのなかでも、スチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、トリシクロデカニルアクリレート、下記式(b−1)で表される化合物が好ましい。
尚、前記繰り返し単位(5)が重合体(I)に含まれている場合、この繰り返し単位(5)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
Examples of the non-acid-dissociable compound include styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, isobornyl acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, and tetracyclodone. Examples include decenyl (meth) acrylate and a compound represented by the following formula (b-1). Among these, styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, tricyclodecanyl acrylate, and a compound represented by the following formula (b-1) are preferable.
In addition, when the said repeating unit (5) is contained in polymer (I), this repeating unit (5) may be contained only 1 type and may be contained 2 or more types.

Figure 0005092986
Figure 0005092986

また、前記酸解離性化合物としては、例えば、下記一般式(c−1)、(c−2)で表される化合物等が挙げられる。   Examples of the acid dissociable compound include compounds represented by the following general formulas (c-1) and (c-2).

Figure 0005092986
Figure 0005092986

前記一般式(c−1)及び(c−2)において、各R12は互いに独立に水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表し、各R13は相互に独立に炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表す。 In the general formulas (c-1) and (c-2), each R 12 independently represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group, and each R 13 independently represents a carbon number. 4-20 monovalent alicyclic hydrocarbon group or its derivative (s), or a C1-C4 linear or branched alkyl group is represented.

一般式(c−1)及び(c−2)のR13における、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタンや、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のシクロアルカン類等に由来する脂環族環からなる基;これらの脂環族環からなる基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基等を挙げることができる。また、いずれか2つのR13が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成してもよい。
これらの脂環式炭化水素基のうち、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタン、シクロペンタン又はシクロヘキサンに由来する脂環族環からなる基や、これらの脂環族環からなる基を前記アルキル基で置換した基等が好ましい。
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms in R 13 of the general formulas (c-1) and (c-2) include norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, A group consisting of an alicyclic ring derived from cycloalkanes such as cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane and cyclooctane; a group consisting of these alicyclic rings such as a methyl group, an ethyl group, n Of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as -propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group One or more groups or groups substituted with one or more may be mentioned. Moreover, any two R < 13 > may couple | bond together and may form a bivalent alicyclic hydrocarbon group or its derivative with the carbon atom which each has couple | bonded.
Among these alicyclic hydrocarbon groups, a group consisting of an alicyclic ring derived from norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclopentane or cyclohexane, or a group consisting of these alicyclic rings is described above. A group substituted with an alkyl group is preferred.

また、前記R13における、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等を挙げることができる。 Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in R 13 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, 2- A methylpropyl group, a 1-methylpropyl group, a t-butyl group, etc. can be mentioned.

また、前記繰り返し単位(6)の好ましい具体例としては、下記一般式(6−1)〜(6−8)で表される繰り返し単位等が挙げられる。   Specific examples of the repeating unit (6) include repeating units represented by the following general formulas (6-1) to (6-8).

Figure 0005092986
〔一般式(6−1)〜(6−8)において、R14は互いに独立に水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表し、R15は相互に独立に炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表す。〕
Figure 0005092986
In [Formula (6-1) ~ (6-8), R 14 are independently hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group, R 15 is 1 to carbon atoms independently of one another 4 linear or branched alkyl groups are represented. ]

尚、前記繰り返し単位(6)が重合体(I)に含まれている場合、この繰り返し単位(6)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。   In addition, when the said repeating unit (6) is contained in polymer (I), this repeating unit (6) may be contained only 1 type and may be contained 2 or more types.

本発明の重合体(I)における前記繰り返し単位(1)の含有量は、重合体(I)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、1モル%以上であることが好ましく、より好ましくは1〜90モル%、更に好ましくは1〜50モル%である。この含有量が90モル%を超える場合には、重合体(I)を感放射線性組成物における酸解離性基含有重合体として用いた際に、ナノエッジラフネスを悪化させるおそれがある。
また、前記繰り返し単位(2)〜(4)の含有量の合計は、重合体(I)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、1モル%以上であることが好ましく、より好ましくは10〜95モル%、更に好ましくは30〜95モル%である。この含有量の合計が95モル%を超える場合には、重合体(I)を感放射線性組成物における酸解離性基含有重合体として用いた際に、ナノエッジラフネスが悪化することがある。
更に、前記繰り返し単位(1)〜(4)の含有量の合計は、重合体(I)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、10モル%以上であることが好ましく、より好ましくは40〜100モル%、更に好ましくは50〜100モル%である。この含有量の合計が10モル%以上である場合には、重合体(I)を感放射線性組成物における酸解離性基含有重合体として用いた際に、ナノエッジラフネスに優れるものとすることができる。
The content of the repeating unit (1) in the polymer (I) of the present invention is preferably 1 mol% or more when the total of all repeating units in the polymer (I) is 100 mol%, More preferably, it is 1-90 mol%, More preferably, it is 1-50 mol%. When this content exceeds 90 mol%, when the polymer (I) is used as an acid-dissociable group-containing polymer in the radiation-sensitive composition, there is a possibility that nano edge roughness may be deteriorated.
The total content of the repeating units (2) to (4) is preferably 1 mol% or more when the total of all repeating units in the polymer (I) is 100 mol%. Preferably it is 10-95 mol%, More preferably, it is 30-95 mol%. When the total content exceeds 95 mol%, nano edge roughness may be deteriorated when the polymer (I) is used as an acid-dissociable group-containing polymer in the radiation-sensitive composition.
Furthermore, the total content of the repeating units (1) to (4) is preferably 10 mol% or more when the total of all repeating units in the polymer (I) is 100 mol%. Preferably it is 40-100 mol%, More preferably, it is 50-100 mol%. When the total content is 10 mol% or more, when the polymer (I) is used as an acid-dissociable group-containing polymer in the radiation-sensitive composition, it should have excellent nano edge roughness. Can do.

また、前記繰り返し単位(5)の含有量は、重合体(I)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、通常60モル%以下であり、好ましくは0〜50モル%である。この含有量が60モル%以下である場合には、この重合体(I)を感放射線性組成物における酸解離性基含有重合体として用いた際に、解像性能とナノエッジラフネスとの性能バランスに優れるものとすることができる。
更に、前記繰り返し単位(6)の含有量は、重合体(I)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、通常70モル%以下であり、好ましくは0〜50モル%である。この含有量が70モル%以下である場合には、この重合体(I)を感放射線性組成物における酸解離性基含有重合体として用いた際に、解像性能とナノエッジラフネスとの性能バランスに優れるものとすることができる。
また、前記繰り返し単位(5)及び(6)の含有量の合計は、重合体(I)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、80モル%以下であり、好ましくは0〜60モル%である。この含有量が80モル%以下である場合には、この重合体(I)を感放射線性組成物における酸解離性基含有重合体として用いた際に、解像性能とナノエッジラフネスとの性能バランスに優れるものとすることができる。
Moreover, content of the said repeating unit (5) is 60 mol% or less normally, when the sum total of all the repeating units in a polymer (I) is 100 mol%, Preferably it is 0-50 mol%. . When this content is 60 mol% or less, when this polymer (I) is used as an acid-dissociable group-containing polymer in the radiation-sensitive composition, the resolution performance and the performance of nanoedge roughness It can be excellent in balance.
Furthermore, content of the said repeating unit (6) is 70 mol% or less normally, when the sum total of all the repeating units in a polymer (I) is 100 mol%, Preferably it is 0-50 mol%. . When this content is 70 mol% or less, when this polymer (I) is used as an acid-dissociable group-containing polymer in a radiation-sensitive composition, the resolution performance and the performance of nanoedge roughness It can be excellent in balance.
Further, the total content of the repeating units (5) and (6) is 80 mol% or less, preferably 0 to 0 when the total of all repeating units in the polymer (I) is 100 mol%. 60 mol%. When this content is 80 mol% or less, when this polymer (I) is used as an acid-dissociable group-containing polymer in a radiation-sensitive composition, the resolution performance and the performance of nanoedge roughness It can be excellent in balance.

本発明における重合体(I)の合成方法は特に限定されないが、例えば、公知のラジカル重合又はアニオン重合により得ることができる。また、前記繰り返し単位(2)〜(4)における側鎖のヒドロキシスチレン単位は、得られた重合体(I)を有機溶媒中で塩基又は酸の存在下でアセトキシ基等の加水分解を行なうことにより得ることができる。   Although the synthesis method of the polymer (I) in this invention is not specifically limited, For example, it can obtain by well-known radical polymerization or anionic polymerization. Further, the side chain hydroxystyrene unit in the repeating units (2) to (4) is obtained by subjecting the obtained polymer (I) to hydrolysis of an acetoxy group or the like in the presence of a base or acid in an organic solvent. Can be obtained.

前記ラジカル重合は、例えば、窒素雰囲気下、適当な有機溶媒中で、ラジカル重合開始剤の存在下において、前記化合物(M−1)等の必要な単量体を攪拌し、加熱することにより実施することができる。   The radical polymerization is carried out, for example, by stirring and heating necessary monomers such as the compound (M-1) in a suitable organic solvent in a nitrogen atmosphere in the presence of a radical polymerization initiator. can do.

前記ラジカル重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)2,2’−アゾビスメチルブチロニトリル、2,2’−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、シアノメチルエチルアゾホルムアミド、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルプロピオン酸メチル)、2,2’−アゾビスシアノバレリック酸等のアゾ化合物;過酸化ベンゾイル、ラウロイルペルオキシド、1,1’−ビス−(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキシド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物、及び過酸化水素等が挙げられる。
尚、この重合の際には、必要に応じて、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ、沃素、メルカプタン、スチレンダイマー等の重合助剤を添加することもできる。
Examples of the radical polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2′-azobis- (4-methoxy). -2,4-dimethylvaleronitrile) 2,2'-azobismethylbutyronitrile, 2,2'-azobiscyclohexanecarbonitrile, cyanomethylethylazoformamide, 2,2'-azobis (2,4-dimethyl) Azo compounds such as methyl propionate) and 2,2'-azobiscyanovaleric acid; benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 1,1'-bis- (t-butylperoxy) cyclohexane, 3,5,5-trimethyl Examples thereof include organic peroxides such as hexanoyl peroxide and t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and hydrogen peroxide.
In this polymerization, a polymerization aid such as 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy, iodine, mercaptan, styrene dimer may be added as necessary.

前記ラジカル重合における反応温度は特に限定されず、開始剤の種類等により適宜選定される(例えば、50〜200℃)。特に、アゾ系開始剤やパーオキサイド系開始剤を用いる場合には、開始剤の半減期が10分から30時間程度になる温度が好ましく、より好ましくは開始剤の半減期が30分から10時間程度になる温度である。
また、反応時間は、開始剤の種類や反応温度により異なるが、開始剤が50%以上消費される反応時間が望ましく、多くの場合0.5〜24時間程度である。
The reaction temperature in the radical polymerization is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the type of initiator and the like (for example, 50 to 200 ° C.). In particular, when an azo initiator or a peroxide initiator is used, a temperature at which the half life of the initiator is about 10 minutes to about 30 hours is preferable, and more preferably, the half life of the initiator is about 30 minutes to about 10 hours. Temperature.
The reaction time varies depending on the type of initiator and the reaction temperature, but the reaction time during which 50% or more of the initiator is consumed is desirable, and in many cases is about 0.5 to 24 hours.

また、前記アニオン重合は、例えば、窒素雰囲気下、適当な有機溶媒中で、アニオン重合開始剤の存在下において、前記化合物(M−1)等の必要な単量体を攪拌し、所定の温度で維持することにより実施することができる。   The anionic polymerization is performed, for example, by stirring necessary monomers such as the compound (M-1) in a suitable organic solvent in a nitrogen atmosphere in the presence of an anionic polymerization initiator at a predetermined temperature. It can be carried out by maintaining the above.

前記アニオン重合開始剤としては、例えば、n−ブチルリチウム、s−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、エチルリチウム、エチルナトリウム、1,1−ジフェニルヘキシルリチウム、1,1−ジフェニル−3−メチルペンチルリチウム等の有機アルカリ金属が挙げられる。   Examples of the anionic polymerization initiator include n-butyl lithium, s-butyl lithium, t-butyl lithium, ethyl lithium, ethyl sodium, 1,1-diphenylhexyl lithium, 1,1-diphenyl-3-methylpentyl lithium. Organic alkali metals such as

前記アニオン重合における反応温度は特に限定されず、開始剤の種類等により適宜選定される。特に、アルキルリチウムを開始剤として用いる場合には、−100〜50℃であることが好ましく、より好ましくは−78〜30℃である。
また、反応時間は、開始剤の種類や反応温度により異なるが、開始剤が50%以上消費される反応時間が望ましく、多くの場合0.5〜24時間程度である。
The reaction temperature in the anionic polymerization is not particularly limited and is appropriately selected depending on the kind of the initiator. In particular, when alkyl lithium is used as an initiator, the temperature is preferably −100 to 50 ° C., more preferably −78 to 30 ° C.
The reaction time varies depending on the type of initiator and the reaction temperature, but the reaction time during which 50% or more of the initiator is consumed is desirable, and in many cases is about 0.5 to 24 hours.

尚、前記重合体(I)の合成においては、重合開始剤を用いずに、加熱により重合反応を行なうこと、並びに、カチオン重合を行なうことも可能である。   In the synthesis of the polymer (I), it is possible to carry out a polymerization reaction by heating and cationic polymerization without using a polymerization initiator.

また、重合体(I)の側鎖を加水分解することでヒドロキシスチレン単位を導入する場合において、加水分解の反応に用いられる酸としては、例えば、p−トルエンスルホン酸及びその水和物、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、マロン酸、蓚酸、1,1,1−フルオロ酢酸などの有機酸;硫酸、塩酸、リン酸、臭化水素酸等の無機酸;或いはピリジニウムp−トルエンスルホネート、アンモニウムp−トルエンスルホネート、4−メチルピリジニウムp−トルエンスルホネートの如き塩等が挙げられる。
更に、塩基としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基;トリエチルアミン、N−メチル−2−ピロリドン、ピペリジン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の有機塩基等が挙げられる。
In addition, when a hydroxystyrene unit is introduced by hydrolyzing the side chain of the polymer (I), examples of the acid used for the hydrolysis reaction include p-toluenesulfonic acid and its hydrate, methane Organic acids such as sulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, malonic acid, oxalic acid, 1,1,1-fluoroacetic acid; inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid; or pyridinium p-toluenesulfonate, ammonium Examples thereof include salts such as p-toluenesulfonate and 4-methylpyridinium p-toluenesulfonate.
Furthermore, examples of the base include inorganic bases such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, and potassium carbonate; organic bases such as triethylamine, N-methyl-2-pyrrolidone, piperidine, and tetramethylammonium hydroxide.

また、前記重合や前記加水分解に用いられる有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン等のケトン類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;メタノール、エタノール、プロパノール、等のアルコール類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;クロロホルム、ブロモホルム、塩化メチレン、臭化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化アルキル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、セロソルブ類等のエステル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホロアミド等の非プロトン性極性溶剤類等が挙げられる。
これらのなかでも、アセトン、メチルアミルケトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、プロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が好ましい。
Examples of the organic solvent used for the polymerization or hydrolysis include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl amyl ketone; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran (THF); methanol, ethanol, propanol, and the like. Alcohols; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, and octane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; halogenated alkyls such as chloroform, bromoform, methylene chloride, methylene bromide, and carbon tetrachloride; Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cellosolves; dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, etc. Protic polar solvents, and the like.
Among these, acetone, methyl amyl ketone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, methanol, ethanol, propanol, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate and the like are preferable.

前記重合体(I)の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」ともいう)は、3000〜100000であり、より好ましくは3000〜60000、更に好ましくは4000〜40000である。
また、重合体(I)のMwと、GPCで測定したポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」ともいう)との比(Mw/Mn)は、通常1〜5であり、より好ましくは1〜3、更に好ましくは1〜2.5である。
The polymer (I) has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mw”) measured by gel permeation chromatography (GPC) of 3000 to 100,000, more preferably 3000 to 60000, and still more preferably. Is 4000-40000.
Further, the ratio (Mw / Mn) of Mw of the polymer (I) and polystyrene-reduced number average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mn”) measured by GPC is usually 1 to 5, more preferably 1 To 3, more preferably 1 to 2.5.

[2]感放射線性組成物
本発明の感放射線性組成物は、酸解離性基含有重合体(A)と、感放射線性酸発生剤(B)と、を含有することを特徴とする。
[2] Radiation sensitive composition The radiation sensitive composition of the present invention is characterized by containing an acid dissociable group-containing polymer (A) and a radiation sensitive acid generator (B).

[2−1]酸解離性基含有重合体
前記酸解離性基含有重合体は、アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性であって、且つ酸の作用によりアルカリ易溶性となる重合体(以下、「重合体(A)」ともいう。)である。尚、ここでいう「アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性」とは、重合体(A)を含有する感放射線性組成物から形成されたレジスト被膜からレジストパターンを形成する際に採用されるアルカリ現像条件下で、当該レジスト被膜の代わりに重合体(A)のみを用いた膜厚100nmの被膜を現像した場合に、当該被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質を意味する。
また、この重合体(A)については、前述の重合体(I)の説明をそのまま適用することができる。
[2-1] Acid-dissociable group-containing polymer The acid-dissociable group-containing polymer is a polymer that is insoluble in alkali or hardly soluble in alkali and easily soluble in alkali by the action of an acid (hereinafter referred to as “polymer”). (A) "). The term “alkali insoluble or alkali insoluble” as used herein refers to the alkali development conditions employed when a resist pattern is formed from a resist film formed from a radiation-sensitive composition containing the polymer (A). Thus, when a 100 nm-thick film using only the polymer (A) is developed instead of the resist film, 50% or more of the initial film thickness of the film remains after development.
Moreover, about this polymer (A), description of the above-mentioned polymer (I) is applicable as it is.

本発明の感放射線性組成物は、酸解離性基を有する化合物〔前記重合体(A)〕を含んでいるため、感度に優れる。このような観点から、この感放射線性組成物は、リソグラフィープロセスにおいて、電子線又は極紫外線に有効に感応し、低ラフネスであり、及び解像度に優れ、微細パターンを高精度に且つ安定して形成することができる化学増幅型ポジ型レジスト膜を成膜可能なものである。   Since the radiation-sensitive composition of the present invention contains a compound having the acid dissociable group [the polymer (A)], it has excellent sensitivity. From this point of view, this radiation-sensitive composition is sensitive to an electron beam or extreme ultraviolet rays in a lithography process, has low roughness, excellent resolution, and forms a fine pattern with high accuracy and stability. It is possible to form a chemically amplified positive resist film that can be formed.

[2−2]感放射線性酸発生剤
前記酸発生剤(B)は、リソグラフィープロセスにおいて、本発明の感放射線性組成物に電子線や放射線等を照射したときに、感放射線性組成物内で酸を発生する物質である。そして、酸発生剤(B)から発生した酸の作用によって、既に上述した重合体中の酸解離性基が解離することになる。
[2-2] Radiation-sensitive acid generator The acid generator (B) is contained in the radiation-sensitive composition when the radiation-sensitive composition of the present invention is irradiated with an electron beam or radiation in a lithography process. It is a substance that generates acid. And the acid dissociable group in the polymer already mentioned above will dissociate by the action of the acid generated from the acid generator (B).

前記酸発生剤(B)としては、酸発生効率、耐熱性等が良好であるという観点から、例えば、オニウム塩、ジアゾメタン化合物、及びスルホンイミド化合物よりなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。尚、これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The acid generator (B) is, for example, at least one selected from the group consisting of an onium salt, a diazomethane compound, and a sulfonimide compound from the viewpoint of good acid generation efficiency, heat resistance, and the like. preferable. In addition, these may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.

前記オニウム塩としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等を挙げることができる。ここで、オニウム塩の具体例としては、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウムn−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウムナフタレンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン−8−イル)エタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート; Examples of the onium salt include iodonium salt, sulfonium salt, phosphonium salt, diazonium salt, pyridinium salt, and the like. Here, specific examples of the onium salt include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfoniumbenzenesulfonate, triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, and triphenylsulfonium n-octanesulfonate. , Triphenylsulfonium 4-trifluoromethylbenzenesulfonate, triphenylsulfonium naphthalenesulfonate, triphenylsulfonium perfluorobenzenesulfonate, triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluoro-2- (tetracyclo [4.4.0 .1 2,5 .1 7,10] dodecane-8-yl) ethanesulfonate, triphenylsulfonium 1,1-diphenyl Luolo-2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) ethanesulfonate;

(4−t−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−t−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、(4−t−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、(4−t−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルホニウムn−オクタンスルホネート、   (4-t-butoxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, (4-t-butoxyphenyl) diphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, (4-t-butoxyphenyl) diphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, (4-t-butoxyphenyl) diphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, (4-hydroxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, (4-hydroxyphenyl) diphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, (4-hydroxyphenyl) diphenyl Sulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, (4-hydroxyphenyl) diphenylsulfonium 10-camphorsulfonate DOO, (4-hydroxyphenyl) diphenyl sulfonium n- octane sulfonate,

トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウム10−カンファースルホネート、(4−フルオロフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−フルオロフェニル)ジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、(4−フルオロフェニル)ジフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート;トリス(4−フルオロフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4−フルオロフェニル)スルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリス(4−フルオロフェニル)スルホニウム10―カンファーフルホネート、トリス(4−フルオロフェニル)スルホニウムp−トルエンスルホネート、トリス(4−トリフルオロメチルフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート;   Tris (4-methoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-methoxyphenyl) sulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, tris (4-methoxyphenyl) sulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, tris (4-methoxyphenyl) ) Sulfonium 10-camphorsulfonate, (4-fluorophenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, (4-fluorophenyl) diphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, (4-fluorophenyl) diphenylsulfonium 10-camphorsulfonate; 4-fluorophenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-fluorophenyl) sulfonium nona Ruoro -n- butane sulfonate, tris (4-fluorophenyl) sulfonium 10-camphorsulfonic full phosphonate, tris (4-fluorophenyl) sulfonium p- toluenesulfonate, tris (4-trifluoromethylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate;

2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウム2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウム4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート;ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウムn−オクタンスルホネート、   2,4,6-trimethylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2,4,6-trimethylphenyldiphenylsulfonium 2,4-difluorobenzenesulfonate, 2,4,6-trimethylphenyldiphenylsulfonium 4-trifluoromethylbenzenesulfonate; Diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 10-camphorsulfonate, diphenyliodonium n-octanesulfonate,

ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムn−オクタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、   Bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, Bis (4-t-butylphenyl) iodonium 10-camphorsulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium n-octanesulfonate, (4-methoxyphenyl) phenyliodonium trifluoromethanesulfonate, (4-methoxyphenyl) phenyliodonium Nonafluoro-n-butanesulfonate, (4-methoxyphenyl) phenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate,

(4−フルオロフェニル)フェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−フルオロフェニル)フェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、(4−フルオロフェニル)フェニルヨードニウム10−カンファースルホネート;ビス(4−フルオロフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−フルオロフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−フルオロフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート;   (4-fluorophenyl) phenyliodonium trifluoromethanesulfonate, (4-fluorophenyl) phenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, (4-fluorophenyl) phenyliodonium 10-camphorsulfonate; bis (4-fluorophenyl) iodonium trifluoro Lomethanesulfonate, bis (4-fluorophenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-fluorophenyl) iodonium 10-camphorsulfonate;

ビス(4−クロロフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−クロロフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−クロロフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−クロロフェニル)ヨードニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、ビス(4−クロロフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ビス(4−クロロフェニル)ヨードニウムn−オクタンスルホネート、ビス(4−クロロフェニル)ヨードニウム4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ビス(4−クロロフェニル)ヨードニウムパーフルオロベンゼンスルホネート;   Bis (4-chlorophenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-chlorophenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-chlorophenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-chlorophenyl) iodonium n- Dodecylbenzenesulfonate, bis (4-chlorophenyl) iodonium 10-camphorsulfonate, bis (4-chlorophenyl) iodonium n-octanesulfonate, bis (4-chlorophenyl) iodonium 4-trifluoromethylbenzenesulfonate, bis (4-chlorophenyl) iodonium Perfluorobenzenesulfonate;

ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムn−ドデシルベンゼンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムp−トルエンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムベンゼンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムn−オクタンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウム4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロベンゼンスルホネート;   Bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, Bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium n-dodecylbenzenesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium p-toluenesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodoniumbenzenesulfonate, bis (4-trifluoro Methylphenyl) iodonium 10-camphorsulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium n-octanesulfonate, bis (4-trifluoro) B methylphenyl) iodonium 4-trifluoromethyl benzenesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium perfluoro sulfonate;

下記式(2x−1)〜(2x−27)で表される化合物等を挙げることができる。   Examples include compounds represented by the following formulas (2x-1) to (2x-27).

Figure 0005092986
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これらのオニウム塩のなかでも、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、(4−フルオロフェニル)ジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−フルオロフェニル)ジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウム2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウム4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、   Among these onium salts, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, (4-hydroxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, (4-hydroxy) Phenyl) diphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, tris (4-methoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-methoxyphenyl) sulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, (4-fluorophenyl) diphenylsulfonium trifluoromethane Sulfonate, (4-fluorophenyl) diphenylsulfonium nonafluoro-n-butyl 2,4,6-trimethylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2,4,6-trimethylphenyldiphenylsulfonium 2,4-difluorobenzenesulfonate, 2,4,6-trimethylphenyldiphenylsulfonium 4-trifluoromethyl Benzene sulfonate,

ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、(4−フルオロフェニル)フェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、(4−フルオロフェニル)フェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、(4−フルオロフェニル)フェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、ビス(4−フルオロフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−フルオロフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−フルオロフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、トリス(4−トリフルオロメチルフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン−8−イル)エタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート;前記式(2x−13)、(2x−16)、(2x−17)、(2x−18)、(2x−19)、(2x−20)、(2x−27)で表される化合物が好ましい。 Diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium 10-camphorsulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro- n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 10-camphorsulfonate, (4-fluorophenyl) phenyliodonium trifluoromethanesulfonate, (4-fluorophenyl) phenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, (4 -Fluorophenyl) phenyliodonium 10-camphorsulfonate, bis (4-fluorophenyl) iodonium Fluoromethanesulfonate, bis (4-fluorophenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-fluorophenyl) iodonium 10-camphorsulfonate, tris (4-trifluoromethylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluoro-2- (tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecane-8-yl) ethanesulfonate, triphenylsulfonium 1,1-difluoro - 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) ethanesulfonate; the above formulas (2x-13), (2x-16), (2x-17), (2x-18), (2x-19) ), (2x-20) and (2x-27) are preferred. .

前記ジアゾメタン化合物としては、例えば、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,3−ジメチル−1,5−ジオキサスピロ[5.5]ドデカン−8−スルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,4−ジオキサスピロ[4.5]デカン−7−スルホニル)ジアゾメタン、ビス(t−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等を挙げることができる。
これらのジアゾメタン化合物のなかでも、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,3−ジメチル−1,5−ジオキサスピロ[5.5]ドデカン−8−スルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,4−ジオキサスピロ[4.5]デカン−7−スルホニル)ジアゾメタンが好ましい。
Examples of the diazomethane compound include bis (trifluoromethanesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (3,3-dimethyl-1,5-dioxaspiro [5.5] dodecane-8-sulfonyl) diazomethane, and bis. (1,4-dioxaspiro [4.5] decane-7-sulfonyl) diazomethane, bis (t-butylsulfonyl) diazomethane and the like can be mentioned.
Among these diazomethane compounds, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (3,3-dimethyl-1,5-dioxaspiro [5.5] dodecane-8-sulfonyl) diazomethane, bis (1,4-dioxaspiro [4] .5] Decan-7-sulfonyl) diazomethane is preferred.

前記スルホンイミド化合物としては、例えば、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド;N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)フタルイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−〔(5−メチル−5−カルボキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)スルホニルオキシ〕スクシンイミド;   Examples of the sulfonimide compound include N- (trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy)-. 7-oxabicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane-5,6-oxy- 2,3-dicarboximide; N- (10-camphorsulfonyloxy) succinimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) phthalimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.1 ] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (10-camphorsulfonyloxy) bishi B [2.2.1] heptane-5,6-oxy-2,3-dicarboximide, N- (10-camphorsulfonyloxy) naphthylimide, N-[(5-methyl-5-carboxymethylbicyclo [ 2.2.1] heptan-2-yl) sulfonyloxy] succinimide;

N−(n−オクチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(n−オクチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブチルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド;   N- (n-octylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (n-octylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane- 5,6-oxy-2,3-dicarboximide, N- (perfluorophenylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro Phenylsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluorophenylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane-5 , 6-oxy-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3 Dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butylsulfonyloxy) -7-oxabicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butylsulfonyl) Oxy) bicyclo [2.2.1] heptane-5,6-oxy-2,3-dicarboximide;

N−(パーフルオロ−n−オクチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクチルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシイミド等を挙げることができる。   N- (perfluoro-n-octylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octylsulfonyloxy) -7-oxa Bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] heptane-5,6-oxy- 2,3-dicarboximide and the like can be mentioned.

これらのスルホンイミド化合物のなかでも、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、N−〔(5−メチル−5−カルボキシメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)スルホニルオキシ〕スクシンイミドが好ましい。   Among these sulfonimide compounds, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (10-camphorsulfonyloxy) succinimide N-[(5-methyl-5-carboxymethylbicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) sulfonyloxy] succinimide is preferred.

また、酸発生剤(B)の配合量は、重合体(A)100質量部に対して、0.1〜50質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜50質量部である。この酸発生剤(B)の配合量が0.1質量部未満であると、感度及び現像性が低下するおそれがある。一方、この配合量が50質量部を超えると、放射線に対する透明性、パターン形状、耐熱性等が低下するおそれがある。   Moreover, it is preferable that the compounding quantity of an acid generator (B) is 0.1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of polymers (A), More preferably, it is 0.5-50 mass parts. . There exists a possibility that a sensitivity and developability may fall that the compounding quantity of this acid generator (B) is less than 0.1 mass part. On the other hand, if the blending amount exceeds 50 parts by mass, the transparency to radiation, pattern shape, heat resistance, etc. may be reduced.

[2−3]酸拡散制御剤
本発明の感放射線性組成物は、前記重合体(A)及び酸発生剤(B)以外に、酸拡散制御剤(以下、「酸拡散制御剤(C)」ともいう)を更に含有することが好ましい。
酸拡散制御剤(C)は、露光により酸発生剤(B)から生じる酸の、レジスト膜(レジスト被膜)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を抑制する作用を有する成分である。このような酸拡散制御剤(C)を配合することにより、得られる感放射線性組成物の貯蔵安定性が向上し、また、形成したレジスト膜の解像度が更に向上するとともに、露光後から露光後の加熱処理までの引き置き時間(PED)の変動に起因するレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた感放射線性組成物が得られる。
[2-3] Acid Diffusion Control Agent In addition to the polymer (A) and the acid generator (B), the radiation sensitive composition of the present invention includes an acid diffusion control agent (hereinafter referred to as “acid diffusion control agent (C)”. It is preferable to further contain.
The acid diffusion controller (C) controls the diffusion phenomenon in the resist film (resist film) of the acid generated from the acid generator (B) by exposure, and has an action of suppressing undesired chemical reactions in the non-exposed areas. It is an ingredient. By blending such an acid diffusion controller (C), the storage stability of the resulting radiation-sensitive composition is improved, and the resolution of the formed resist film is further improved, and after exposure to after exposure. Thus, a change in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) until the heat treatment can be suppressed, and a radiation-sensitive composition having extremely excellent process stability can be obtained.

前記酸拡散制御剤(C)としては、例えば、含窒素有機化合物や感光性塩基性化合物を用いることが好ましい。
前記含窒素有機化合物としては、例えば、下記一般式(7)で表される化合物(以下、「含窒素化合物(i)」という)、同一分子内に窒素原子を2個有する化合物(以下、「含窒素化合物(ii)」という)、窒素原子を3個以上有するポリアミノ化合物や重合体(以下、これらをまとめて「含窒素化合物(iii)」という)、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等を挙げることができる。
As the acid diffusion controller (C), for example, a nitrogen-containing organic compound or a photosensitive basic compound is preferably used.
Examples of the nitrogen-containing organic compound include a compound represented by the following general formula (7) (hereinafter, referred to as “nitrogen-containing compound (i)”), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule (hereinafter, “ Nitrogen-containing compound (ii) ”), polyamino compounds and polymers having three or more nitrogen atoms (hereinafter collectively referred to as“ nitrogen-containing compound (iii) ”), amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing compounds Examples include heterocyclic compounds.

Figure 0005092986
〔一般式(7)において、各R16は、相互に独立に、水素原子、直鎖状、分岐状若しくは環状の置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基、又は置換されていてもよいアラルキル基を表す。〕
Figure 0005092986
[In General Formula (7), each R 16 is independently of each other a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group which may be substituted, an aryl group which may be substituted, or a substituent. Represents an aralkyl group which may be substituted. ]

前記含窒素化合物(i)としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、シクロヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;トリエタノールアミン等の置換アルキルアミン;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、ナフチルアミン、2,4,6−トリ−tert−ブチル−N−メチルアニリン、N−フェニルジエタノールアミン、2,6−ジイソプロピルアニリン等の芳香族アミン類が好ましい。   Examples of the nitrogen-containing compound (i) include mono- (cyclo) alkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, cyclohexylamine; -Butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine, cyclohexylmethylamine, dicyclohexylamine, etc. Of di (cyclo) alkylamines; triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octyl Amine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, cyclohexane Tri (cyclo) alkylamines such as sildimethylamine, methyldicyclohexylamine, tricyclohexylamine; substituted alkylamines such as triethanolamine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3 -Methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, naphthylamine, 2,4,6-tri-tert-butyl-N-methylaniline, N-phenyldiethanolamine, 2,6-diisopropylaniline Aromatic amines such as

前記含窒素化合物(ii)としては、例えば、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼン、1,3−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジノン、2−キノキサリノール、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン等が好ましい。   Examples of the nitrogen-containing compound (ii) include ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, and 4,4′-diamino. Diphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-amino Phenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methyl Ethyl] benzene, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, bis (2-diethylaminoethyl) ether, 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinone, 2-quinoxalinol, N, N, N ′ , N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine and the like are preferable.

前記含窒素化合物(iii)としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、2−ジメチルアミノエチルアクリルアミドの重合体等が好ましい。   As the nitrogen-containing compound (iii), for example, polyethyleneimine, polyallylamine, 2-dimethylaminoethylacrylamide polymer and the like are preferable.

前記アミド基含有化合物としては、例えば、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−2−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、(S)−(−)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(R)−(+)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−ブトキシカルボニルピロリジン、N−t−ブトキシカルボニルピペラジン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’N’−テトラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物のほか、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン、N−アセチル−1−アダマンチルアミン、イソシアヌル酸トリス(2−ヒドロキシエチル)等が好ましい。   Examples of the amide group-containing compound include Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-decylamine, Nt -Butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-2-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, (S)- (-)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-(+)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxy Piperidine, Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, Nt-butoxycarbo Rupiperazine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-4,4′- Diaminodiphenylmethane, N, N′-di-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N, N′N′-tetra-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1 , 7-diaminoheptane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,9-diaminononane, N, N′-di- t-butoxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,12-diaminododecane, N N'-di-t-butoxycarbonyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-phenyl In addition to Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds such as benzimidazole, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, Pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-acetyl-1-adamantylamine, isocyanuric acid tris (2-hydroxyethyl) and the like are preferable.

前記ウレア化合物としては、例えば、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオウレア等が好ましい。   Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n-butyl. Thiourea and the like are preferable.

前記含窒素複素環化合物としては、例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチル−1H−イミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキシキノリン、アクリジン、2,2’:6’,2’’−ターピリジン等のピリジン類;ピペラジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、ピペリジンエタノール、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、モルホリン、4−メチルモルホリン、1−(4−モルホリニル)エタノール、4−アセチルモルホリン、3−(N−モルホリノ)−1,2−プロパンジオール、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が好ましい。   Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, 2-phenylbenzimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2. -Imidazoles such as methyl-1H-imidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenyl Pyridines such as pyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxyquinoline, acridine, 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine; piperazine, 1- (2- Piperazines such as (hydroxyethyl) piperazine Pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, piperidine ethanol, 3-piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4-methylmorpholine, 1- (4-morpholinyl) ethanol, 4-acetylmorpholine, 3- (N-morpholino) -1,2-propanediol, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane and the like are preferable.

また、前記感光性塩基性化合物は、露光領域では分解して塩基性を失い、未露光部では分解せずにそのまま残る成分である。このような感光性塩基性化合物は、非感光性の塩基性化合物に比べて、露光部(即ち、露光領域)に発生する酸を有効活用することができるため、感度をより向上させることができる。   The photosensitive basic compound is a component that decomposes in the exposed region and loses basicity, and remains in the unexposed portion without being decomposed. Since such a photosensitive basic compound can effectively use an acid generated in an exposed portion (that is, an exposed region), compared with a non-photosensitive basic compound, sensitivity can be further improved. .

前記感光性塩基性化合物の種類は、前記性質を有する限り特に限定されない。具体的には、例えば、下記一般式(8−1)や(8−2)で表される化合物等を好適に用いることができる。   The kind of the said photosensitive basic compound is not specifically limited as long as it has the said property. Specifically, for example, compounds represented by the following general formulas (8-1) and (8-2) can be suitably used.

Figure 0005092986
〔一般式(8−1)及び(8−2)において、R17〜R21は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数1〜10のアルキル基、又は置換基を有してもよい脂環式炭化水素基であり、Zは、OH、R22、又はR22COOであり、R22は1価の有機基である。〕
Figure 0005092986
[In General Formulas (8-1) and (8-2), R 17 to R 21 are each a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, or a substituent. An alicyclic hydrocarbon group which may have a group, Z is OH , R 22 O , or R 22 COO , and R 22 is a monovalent organic group. ]

前記一般式(8−1)及び(8−2)におけるR17〜R21の置換基を有してもよい炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、トリフルオロメチル基等が挙げられる。尚、このアルキル基は、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、t−ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ基等)等の置換基により置換されていてもよい。
また、前記R17〜R21における置換基を有してもよい脂環式炭化水素基としては、前前記一般式(a−1)〜(a−50)の構造等が挙げられる。尚、この脂環式炭化水素基は、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、t−ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ基等)等の置換基により置換されていてもよい。
更に、前記R17〜R21におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms that may have a substituent of R 17 to R 21 in the general formulas (8-1) and (8-2) include a methyl group, an ethyl group, and n- Examples thereof include a butyl group, a tert-butyl group, and a trifluoromethyl group. The alkyl group includes a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom (fluorine atom, bromine atom, etc.), an alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, t-butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl group. It may be substituted with a substituent such as (t-butoxycarbonylmethyloxy group and the like).
Moreover, as an alicyclic hydrocarbon group which may have a substituent in said R < 17 > -R < 21 >, the structure of previous general formula (a-1)-(a-50), etc. are mentioned. The alicyclic hydrocarbon group includes a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom (fluorine atom, bromine atom, etc.), an alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, t-butoxy group, etc.), It may be substituted with a substituent such as an alkyloxycarbonyl group (such as t-butoxycarbonylmethyloxy group).
Furthermore, as a halogen atom in said R < 17 > -R < 21 >, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc. are mentioned.

これらのなかでも、前記R17〜R21は、水素原子、tert−ブチル基、シクロヘキシル基であることが好ましい。尚、前記式(8−1)において、R17〜R19は、全て同一であってもよいし、一部又は全てが異なっていてもよい。また、前記式(8−2)において、R20及びR21は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。 Among these, it is preferable that said R < 17 > -R < 21 > is a hydrogen atom, a tert- butyl group, and a cyclohexyl group. In the formula (8-1), R 17 to R 19 may all be the same, or part or all may be different. In the formula (8-2), R 20 and R 21 may be the same or different.

前記一般式(8−1)及び(8−2)における各Zは、それぞれ、OH、R22、又はR22COOである。
前記R22の1価の有機基としては、例えば、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基を挙げることができる。
特に、前記Zとしては、OH、CHCOO、及び下記式で表される化合物(Z−1)〜(Z−3)であることが好ましい。
Each Z in the general formulas (8-1) and (8-2) is OH , R 22 O , or R 22 COO .
Examples of the monovalent organic group for R 22 include an alkyl group which may have a substituent and an aryl group which may have a substituent.
In particular, Z is preferably OH , CH 3 COO , and compounds (Z-1) to (Z-3) represented by the following formulae.

Figure 0005092986
Figure 0005092986

また、前記感光性塩基性化合物の具体例としては、トリフェニルスルホニウム化合物〔前記一般式(8−1)で表される化合物〕であって、そのアニオン部(Z)がOH、CHCOO、前記化合物(Z−2)又は(Z−3)であるもの等が挙げられる。 Further, the specific examples of the photosensitive basic compound is a triphenyl sulfonium compound [compound represented by the general formula (8-1)], the anion (Z -) is OH -, CH 3 The thing which is COO < - >, the said compound (Z-2) or (Z-3) etc. are mentioned.

尚、前記酸拡散制御剤(C)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   In addition, the said acid diffusion control agent (C) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

また、酸拡散制御剤(C)の配合量は、重合体(A)100質量部に対して、15質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.001〜10質量部、更に好ましくは0.005〜5質量部である。この酸拡散制御剤(C)の配合量が15質量部を超えると、形成したレジスト膜の感度や露光部の現像性が低下するおそれがある。一方、この配合量が0.001質量部未満であると、プロセス条件によっては、形成したレジスト膜のパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれがある。   Moreover, it is preferable that the compounding quantity of an acid diffusion control agent (C) is 15 mass parts or less with respect to 100 mass parts of polymers (A), More preferably, it is 0.001-10 mass parts, More preferably, it is. 0.005 to 5 parts by mass. When the compounding amount of the acid diffusion controller (C) exceeds 15 parts by mass, the sensitivity of the formed resist film and the developability of the exposed part may be deteriorated. On the other hand, if the blending amount is less than 0.001 part by mass, the pattern shape and dimensional fidelity of the formed resist film may be lowered depending on the process conditions.

[2−4]その他の成分
本発明の感放射線性組成物は、前記重合体(A)、酸発生剤(B)及び酸拡散制御剤(C)を、溶剤に溶解させたものであることが好ましい。即ち、その他の成分として溶剤を更に含有することが好ましい。
また、本発明の感放射線性組成物には、その他の成分として、必要に応じて、界面活性剤、増感剤、脂肪族添加剤等の各種の添加剤を更に配合することができる。
[2-4] Other components The radiation-sensitive composition of the present invention is obtained by dissolving the polymer (A), the acid generator (B), and the acid diffusion controller (C) in a solvent. Is preferred. That is, it is preferable to further contain a solvent as another component.
Moreover, various additives, such as surfactant, a sensitizer, and an aliphatic additive, can further be mix | blended with the radiation sensitive composition of this invention as other components as needed.

前記溶剤としては、直鎖状若しくは分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類、及びγ−ブチロラクトン等よりなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。   Examples of the solvent include linear or branched ketones, cyclic ketones, propylene glycol monoalkyl ether acetates, alkyl 2-hydroxypropionate, alkyl 3-alkoxypropionate, and γ-butyrolactone. At least one selected from the group consisting of

本発明の感放射線性組成物における溶剤の配合量は、組成物中の全固形分濃度が、1〜70質量%となる量であることが好ましく、より好ましくは1〜25質量%となる量、更に好ましくは1〜20質量%となる量である。   The amount of the solvent in the radiation-sensitive composition of the present invention is preferably such that the total solid concentration in the composition is 1 to 70% by mass, more preferably 1 to 25% by mass. More preferably, the amount is 1 to 20% by mass.

また、本発明の感放射線性組成物は、その使用に際して、全固形分濃度が、1〜50質量%であることが好ましく、1〜25質量%であることが更に好ましい。
そして、本発明の感放射線性組成物は、重合体(A)、酸発生剤(B)、酸拡散制御剤(C)、及び必要によりその他の成分(溶剤を除く)を、全固形分濃度が前記範囲となるように、溶剤に均一に溶解して調製することができる。尚、このように調製した後、例えば、孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することが好ましい。
Moreover, when using the radiation sensitive composition of this invention, it is preferable that the total solid content concentration is 1-50 mass%, and it is still more preferable that it is 1-25 mass%.
The radiation-sensitive composition of the present invention comprises a polymer (A), an acid generator (B), an acid diffusion controller (C), and other components (excluding the solvent) as required, with a total solid content concentration. Can be prepared by uniformly dissolving in a solvent so that is in the above range. In addition, after preparing in this way, it is preferable to filter with a filter with a pore diameter of about 0.2 μm, for example.

前記界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。
このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤のほか、以下商品名で、KP341(信越化学工業社製)、ポリフローNo.75、同No.95(共栄社化学社製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(トーケムプロダクツ社製)、メガファックF171、同F173(大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC430、同FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭硝子社製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、界面活性剤の配合量は、重合体(A)100質量部に対して、0.001〜2質量部であることが好ましい。
The surfactant is a component having an action of improving coating properties, striations, developability and the like.
Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, and polyethylene glycol dilaurate. In addition to nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), MegaFuck F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 (Sumitomo 3M) Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (made by Asahi Glass Co., Ltd.), etc. Can do. These surfactants may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Moreover, it is preferable that the compounding quantity of surfactant is 0.001-2 mass parts with respect to 100 mass parts of polymers (A).

前記増感剤は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤(B)に伝達し、それにより酸の生成量を増加させる作用を示すもので、感放射線性組成物のみかけの感度を向上させる効果を有する。
このような増感剤としては、例えば、カルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等を挙げることができる。尚、これらの増感剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、増感剤の配合量は、重合体(A)100質量部に対して、0.1〜10質量部であることが好ましい。
The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the energy to the acid generator (B), thereby increasing the amount of acid produced. The apparent sensitivity of the radiation-sensitive composition It has the effect of improving sensitivity.
Examples of such sensitizers include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines, and the like. In addition, these sensitizers may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Moreover, it is preferable that the compounding quantity of a sensitizer is 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of polymers (A).

また、染料又は顔料を配合することにより、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和することができる。また、接着助剤を配合することにより、レジスト膜と基板との接着性を改善することができる。   Further, by blending a dye or a pigment, the latent image in the exposed area can be visualized, and the influence of halation during exposure can be reduced. Moreover, the adhesiveness of a resist film and a board | substrate can be improved by mix | blending an adhesion aid.

前記脂環族添加剤は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を更に改善する作用を有する成分である。
このような脂環族添加剤としては、例えば、1−アダマンタンカルボン酸、2−アダマンタノン、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル、1−アダマンタンカルボン酸t−ブトキシカルボニルメチル、1−アダマンタンカルボン酸α−ブチロラクトンエステル、1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブトキシカルボニルメチル、1,3−アダマンタンジ酢酸ジ−t−ブチル、2,5−ジメチル−2,5−ジ(アダマンチルカルボニルオキシ)ヘキサン等のアダマンタン誘導体類;デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル、デオキシコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、デオキシコール酸3−オキソシクロヘキシル、デオキシコール酸テトラヒドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラクトンエステル等のデオキシコール酸エステル類;リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル、リトコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸3−オキソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロピラニル、リトコール酸メバロノラクトンエステル等のリトコール酸エステル類;アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジn−ブチル、アジピン酸ジt−ブチル等のアルキルカルボン酸エステル類や、3−〔2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン等を挙げることができる。これらの脂環族添加剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The alicyclic additive is a component having a function of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like.
Examples of such alicyclic additives include 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl, 1-adamantanecarboxylic acid t-butoxycarbonylmethyl, 1-adamantanecarboxylic acid α. -Butyrolactone ester, 1,3-adamantane dicarboxylic acid di-t-butyl, 1-adamantane acetate t-butyl, 1-adamantane acetate t-butoxycarbonylmethyl, 1,3-adamantane diacetate di-t-butyl, 2, Adamantane derivatives such as 5-dimethyl-2,5-di (adamantylcarbonyloxy) hexane; t-butyl deoxycholic acid, t-butoxycarbonylmethyl deoxycholic acid, 2-ethoxyethyl deoxycholic acid, 2-deoxycholic acid 2- Cyclohexyloxyethyl, deoxy Deoxycholic acid esters such as 3-oxocyclohexyl cholic acid, tetrahydropyranyl deoxycholic acid, mevalonolactone ester of deoxycholic acid; t-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid, Lithocholic acid esters such as 2-cyclohexyloxyethyl lithocholic acid, 3-oxocyclohexyl lithocholic acid, tetrahydropyranyl lithocholic acid, mevalonolactone ester of lithocholic acid; dimethyl adipate, diethyl adipate, dipropyl adipate, din adipate - butyl, alkyl carboxylic acid esters such as adipate t- butyl or 3- [2-hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ethyl] tetracyclo [4.4.0.1 2, 5 1 7,10 ] dodecane and the like. These alicyclic additives may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

また、脂環族添加剤の配合量は、重合体(A)100質量部に対して、0.5〜20質量部であることが好ましい。この脂環族添加剤の配合量が20質量部を超えると、形成したレジスト膜の耐熱性が低下するおそれがある。   Moreover, it is preferable that the compounding quantity of an alicyclic additive is 0.5-20 mass parts with respect to 100 mass parts of polymers (A). When the blending amount of the alicyclic additive exceeds 20 parts by mass, the heat resistance of the formed resist film may be lowered.

更に、前記以外の添加剤としては、アルカリ可溶性重合体、酸解離性の保護基を有する低分子のアルカリ溶解性制御剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、消泡剤等を挙げることができる。   Furthermore, examples of additives other than the above include alkali-soluble polymers, low-molecular alkali solubility control agents having an acid-dissociable protective group, antihalation agents, storage stabilizers, antifoaming agents, and the like. .

[3]レジストパターンの形成方法
本発明の感放射線性組成物は、化学増幅型ポジ型レジスト膜を成膜可能な材料として有用である。
前記化学増幅型ポジ型レジスト膜においては、露光により酸発生剤から発生した酸の作用によって、重合体中の酸解離性基が脱離し、重合体がアルカリ可溶性となる。即ち、レジスト膜に、アルカリ可溶性部位が生じる。このアルカリ可溶性部位は、レジストの露光部であり、この露光部はアルカリ現像液によって溶解、除去することができる。このようにして所望の形状のポジ型のレジストパターンを形成することができる。以下、具体的に説明する。
[3] Method for Forming Resist Pattern The radiation-sensitive composition of the present invention is useful as a material capable of forming a chemically amplified positive resist film.
In the chemical amplification type positive resist film, the acid dissociable group in the polymer is eliminated by the action of the acid generated from the acid generator by exposure, and the polymer becomes alkali-soluble. That is, an alkali-soluble site is generated in the resist film. This alkali-soluble portion is an exposed portion of the resist, and this exposed portion can be dissolved and removed by an alkali developer. In this way, a positive resist pattern having a desired shape can be formed. This will be specifically described below.

本発明の感放射線性組成物を用いてレジストパターンを形成するには、まず、本発明の感放射線性組成物によってレジスト膜を形成する。感放射線性組成物としては、例えば、上述したように、全固形分濃度を調整した後、孔径0.2μm程度のフィルターでろ過したものを用いることができる。この感放射線性組成物を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、例えば、シリコンウエハー、アルミニウムで被覆されたウェハー等の基板上に塗布することにより、レジスト被膜を形成する。その後、場合により、予め70〜160℃程度の温度で加熱処理(以下、「PB」という)を行ってもよい。次いで、所定のレジストパターンが形成されるように、このレジスト被膜を露光する。この露光に使用することができる放射線としては、例えば、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、EUV(極紫外線、波長13.5nm等)等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線等を挙げることができる。また、露光量等の露光条件は、感放射線性組成物の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選定することができる。尚、この露光は、液浸露光とすることもできる。   In order to form a resist pattern using the radiation-sensitive composition of the present invention, first, a resist film is formed using the radiation-sensitive composition of the present invention. As the radiation-sensitive composition, for example, as described above, after adjusting the total solid content concentration, a composition filtered with a filter having a pore diameter of about 0.2 μm can be used. A resist film is formed by applying this radiation-sensitive composition onto a substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum by an appropriate application means such as spin coating, cast coating, or roll coating. To do. Thereafter, in some cases, heat treatment (hereinafter referred to as “PB”) may be performed at a temperature of about 70 to 160 ° C. in advance. Next, the resist film is exposed so that a predetermined resist pattern is formed. Examples of radiation that can be used for this exposure include (extreme) far ultraviolet rays such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), EUV (extreme ultraviolet light, wavelength 13.5 nm, etc.), and synchro Examples include X-rays such as tron radiation, and charged particle beams such as electron beams. Moreover, exposure conditions, such as exposure amount, can be suitably selected according to the compounding composition of a radiation sensitive composition, the kind of additive, etc. This exposure can also be immersion exposure.

尚、露光後には、加熱処理(以下、「PEB」という)を行うことが好ましい。このPEBにより、重合体の酸解離性基の脱離を円滑に進行させることが可能となる。PEBの加熱条件は、感放射線性組成物の配合組成によって適宜選定することができるが、30〜200℃であることが好ましく、より好ましくは50〜170℃である。   In addition, it is preferable to perform heat processing (henceforth "PEB") after exposure. By this PEB, it is possible to smoothly proceed with elimination of the acid dissociable group of the polymer. Although the heating conditions for PEB can be appropriately selected depending on the composition of the radiation-sensitive composition, it is preferably 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 170 ° C.

本発明においては、感放射線性組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば、特公平6−12452号公報(特開昭59−93448号公報)等に開示されているように、使用される基板上に有機系又は無機系の反射防止膜を形成することもできる。また、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば、特開平5−188598号公報等に開示されているように、レジスト被膜上に保護膜を設けることもできる。尚、これらの技術は併用することもできる。   In the present invention, in order to maximize the potential of the radiation-sensitive composition, it is used, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12452 (Japanese Patent Laid-Open No. 59-93448). An organic or inorganic antireflection film can also be formed on the substrate. Further, in order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, a protective film can be provided on the resist film as disclosed in, for example, JP-A-5-188598. These techniques can be used in combination.

次いで、露光されたレジスト被膜を現像することにより、所定のレジストパターンを形成する。現像に使用される現像液としては、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、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一種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。   Next, the exposed resist film is developed to form a predetermined resist pattern. Examples of the developer used for development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, and di-n-propylamine. , Triethylamine, methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- An alkaline aqueous solution in which at least one of alkaline compounds such as [4.3.0] -5-nonene is dissolved is preferable.

前記アルカリ性水溶液の濃度は、10質量%以下であることが好ましい。アルカリ性水溶液の濃度が10質量%を超えると、非露光部も現像液に溶解するおそれがある。また、現像液は、pH8〜14であることが好ましく、より好ましくはpH9〜14である。   The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 10% by mass or less. When the concentration of the alkaline aqueous solution exceeds 10% by mass, the unexposed area may be dissolved in the developer. Moreover, it is preferable that a developing solution is pH 8-14, More preferably, it is pH 9-14.

また、前記アルカリ性水溶液からなる現像液には、例えば、有機溶媒を添加することもできる。前記有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Moreover, an organic solvent can also be added to the developing solution consisting of the alkaline aqueous solution, for example. Examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methyl alcohol, ethyl alcohol, and n-propyl. Alcohols such as alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol, 1,4-hexanedimethylol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane Esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and i-amyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; phenol, acetonylacetone and dimethylformamide. These organic solvents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

有機溶媒の配合量は、アルカリ性水溶液100体積部に対して、100体積部以下が好ましい。有機溶媒の配合量が100体積部を超えると、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなるおそれがある。また、アルカリ性水溶液からなる現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。
尚、アルカリ性水溶液からなる現像液で現像した後は、水で洗浄して乾燥することもできる。
The blending amount of the organic solvent is preferably 100 parts by volume or less with respect to 100 parts by volume of the alkaline aqueous solution. When the blending amount of the organic solvent exceeds 100 parts by volume, the developability is lowered, and there is a possibility that the remaining development in the exposed part increases. In addition, an appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer composed of an alkaline aqueous solution.
In addition, after developing with the developing solution which consists of alkaline aqueous solution, it can also wash with water and can be dried.

以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。ここで、「部」は、特記しない限り質量基準である。   Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. Here, “part” is based on mass unless otherwise specified.

[1]単量体の合成
<実施例1>
3−メチル−1,3−ブタンジオール41.7g、シクロヘキシルイソシアネート25.3g、及び4−ジメチルアミノピリジン1.1gをテトラヒドロフラン(THF)100gに溶解させた後、50℃で6時間反応させた。反応終了後、反応母液に酢酸エチルを加え、有機層を水で洗浄後、有機層を減圧留去し、白色固体を回収した。得られた固体を酢酸エチル/n−ヘキサン=1/1(体積比)の混合溶媒を用いて、再結晶を行なうことにより、ウレタン結合を有する三級アルコール化合物を得た(収率;60%)。
次いで、得られたウレタン結合を有する三級アルコール化合物36.4g、メタクリル酸クロライド20.0g、及び1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン21.4gをTHFに溶解させた後、50℃、4時間反応させた。反応終了後、反応母液に酢酸エチルを加え、有機層を水で洗浄した。その後、展開溶媒に酢酸エチル/n−ヘキサン=1/1(体積比)の混合溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを行なうことにより、目的とする化合物を得た(収率70%)。
[1] Monomer synthesis
<Example 1>
3-methyl-1,3-butanediol 41.7 g, cyclohexyl isocyanate 25.3 g, and 4-dimethylaminopyridine 1.1 g were dissolved in 100 g of tetrahydrofuran (THF) and reacted at 50 ° C. for 6 hours. After completion of the reaction, ethyl acetate was added to the reaction mother liquor, the organic layer was washed with water, and the organic layer was distilled off under reduced pressure to recover a white solid. The resulting solid was recrystallized using a mixed solvent of ethyl acetate / n-hexane = 1/1 (volume ratio) to obtain a tertiary alcohol compound having a urethane bond (yield: 60% ).
Next, 36.4 g of the resulting tertiary alcohol compound having a urethane bond, 20.0 g of methacrylic acid chloride, and 21.4 g of 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane were dissolved in THF. The reaction was performed at 4 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, ethyl acetate was added to the reaction mother liquor, and the organic layer was washed with water. Then, the target compound was obtained by performing silica gel column chromatography using a mixed solvent of ethyl acetate / n-hexane = 1/1 (volume ratio) as a developing solvent (yield 70%).

尚、得られた化合物の構造確認を、H−NMR(日本電子社製、型番「JNM−ECA−400型」)で行った。この結果を以下に示す。
H−NMR(400MHz、溶媒DMSO−d、内部標準TMS):δ(ppm)=0.80〜2.10(m,18.0H)、3.00〜3.20(1.0H)、3.80〜4.10(t,2.0H)、5.60〜6.00(2.0H)、6.50〜7.00(1.0H)
The structure of the obtained compound was confirmed by 1 H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., model number “JNM-ECA-400 type”). The results are shown below.
1 H-NMR (400 MHz, solvent DMSO-d 6 , internal standard TMS): δ (ppm) = 0.80 to 2.10 (m, 18.0 H), 3.00 to 3.20 (1.0 H) 3.80 to 4.10 (t, 2.0H), 5.60 to 6.00 (2.0H), 6.50 to 7.00 (1.0H)

前記H−NMRの結果より、得られた化合物の構造は、下記式で表されるものであることが分かった。以下、この化合物を化合物(M−1−1)とする。 From the result of the 1 H-NMR, it was found that the structure of the obtained compound was represented by the following formula. Hereinafter, this compound is referred to as “compound (M-1-1)”.

Figure 0005092986
Figure 0005092986

[2]重合体の合成
<実施例2>
p−アセトキシスチレン112g、実施例1で得られた化合物(M−1−1)88g、アゾビスイソブチロニトリル(以下、「AIBN」という)6g、及びt−ドデシルメルカプタン2gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル200gに溶解したのち、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間重合させた。重合後、反応溶液を10000gのn−ヘキサン中に滴下して、生成共重合体を凝固精製した。次いで、この共重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えたのち、更に、メタノール300g、トリエチルアミン80g及び水15gを加えて、沸点にて還流させながら、8時間加水分解反応を行なった。反応後、溶剤及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた共重合体をアセトン220gに溶解したのち、2000gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ過して、減圧下50℃で一晩乾燥した。
得られた共重合体は、Mwが15000、Mw/Mnが2.3、13C−NMR分析の結果、p−ヒドロキシスチレン及び化合物(M−1−1)に由来する各繰り返し単位の含有比(モル比)が70:30の共重合体であった。以下、この共重合体を、重合体(A−1)とする。
[2] Polymer synthesis
<Example 2>
112 g of p-acetoxystyrene, 88 g of the compound (M-1-1) obtained in Example 1, 6 g of azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as “AIBN”), and 2 g of t-dodecyl mercaptan were mixed with propylene glycol monomethyl. After dissolving in 200 g of ether, polymerization was carried out for 16 hours while maintaining the reaction temperature at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere. After the polymerization, the reaction solution was dropped into 10000 g of n-hexane to coagulate and purify the resulting copolymer. Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added to the copolymer again, and then 300 g of methanol, 80 g of triethylamine and 15 g of water were further added, and a hydrolysis reaction was performed for 8 hours while refluxing at the boiling point. After the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the obtained copolymer was dissolved in 220 g of acetone, then dropped into 2000 g of water to solidify, and the resulting white powder was filtered and filtered at 50 ° C. under reduced pressure. Dried overnight.
As for the obtained copolymer, Mw is 15000, Mw / Mn is 2.3, and as a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each repeating unit derived from p-hydroxystyrene and the compound (M-1-1) It was a copolymer having a (molar ratio) of 70:30. Hereinafter, this copolymer is referred to as “polymer (A-1)”.

尚、本実施例におけるMw及びMnの測定は、東ソー(株)社製GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本、G4000HXL1本)を用い、流量:1.0ミリリットル/分、溶出溶剤:テトラヒドロフラン、カラム温度:40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。また、分散度Mw/Mnは測定結果より算出した。   In this example, Mw and Mn were measured using GPC columns (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation, flow rate: 1.0 ml / min, elution solvent: tetrahydrofuran, column temperature. : Measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard under analysis conditions of 40 ° C. Further, the degree of dispersion Mw / Mn was calculated from the measurement results.

[3]感放射線性組成物の調製
<実施例3〜5>
表1に示す仕込み量にて、(A)重合体、(B)酸発生剤、(C)酸拡散制御剤、(D)溶剤を混合し、得られた混合液を孔径200nmのメンブランフィルターでろ過することにより、実施例3〜5の各組成物溶液(感放射線性組成物)を調製した。
尚、前記(A)重合体、(B)酸発生剤、(C)酸拡散制御剤及び(D)溶剤の詳細を以下に示す。
(A)重合体
(A−1):実施例2で得られた前記重合体(A−1)
(B)酸発生剤
(B−1):トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート
(B−2):トリフェニルスルホニウム1,1−ジフルオロ−2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)エタンスルホネート
(B−3):下記式(2x−16)で表される化合物

Figure 0005092986
[3] Preparation of radiation-sensitive composition
<Examples 3 to 5>
(A) A polymer, (B) an acid generator, (C) an acid diffusion controller, and (D) a solvent were mixed in the amounts shown in Table 1, and the resulting mixture was mixed with a membrane filter having a pore size of 200 nm. By filtering, each composition solution (radiation sensitive composition) of Examples 3-5 was prepared.
Details of the (A) polymer, (B) acid generator, (C) acid diffusion controller and (D) solvent are shown below.
(A) Polymer (A-1): The polymer (A-1) obtained in Example 2
(B) Acid generator (B-1): Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate (B-2): Triphenylsulfonium 1,1-difluoro-2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) Ethanesulfonate (B-3): Compound represented by the following formula (2x-16)
Figure 0005092986

(C)酸拡散制御剤
(C−1):トリ−n−オクチルアミン
(C−2):トリフェニルスルホニウムサリチレート
(C−3):N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール
(D)溶剤
(D−1):乳酸エチル
(D−2):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(C) Acid diffusion controller (C-1): Tri-n-octylamine (C-2): Triphenylsulfonium salicylate (C-3): Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole D) Solvent (D-1): Ethyl lactate (D-2): Propylene glycol monomethyl ether acetate

Figure 0005092986
Figure 0005092986

<比較例1〜3>
(1)重合体(A−2)の合成
p−アセトキシスチレン124g、下記式(M−2)で表される化合物(単量体)76g、AIBN7g及びt−ドデシルメルカプタン2gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル200gに溶解したのち、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間重合させた。重合後、反応溶液を10000gのn−ヘキサン中に滴下して、生成共重合体を凝固精製した。次いで、この共重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えたのち、更に、メタノール300g、トリエチルアミン80g及び水15gを加えて、沸点にて還流させながら、8時間加水分解反応を行なった。反応後、溶剤及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた共重合体をアセトン200gに溶解したのち、2000gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ過して、減圧下50℃で一晩乾燥した。
得られた共重合体は、Mwが15000、Mw/Mnが2.1、13C−NMR分析の結果、p−ヒドロキシスチレンと化合物(M−2)に由来する各繰り返し単位の含有比(モル比)が70:30の共重合体であった。以下、この共重合体を、重合体(A−2)とする。
<Comparative Examples 1-3>
(1) Synthesis of polymer (A-2) 124 g of p-acetoxystyrene, 76 g of a compound (monomer) represented by the following formula (M-2), 7 g of AIBN and 2 g of t-dodecyl mercaptan were mixed with propylene glycol monomethyl ether. After dissolving in 200 g, polymerization was performed for 16 hours while maintaining the reaction temperature at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere. After the polymerization, the reaction solution was dropped into 10000 g of n-hexane to coagulate and purify the resulting copolymer. Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added to the copolymer again, and then 300 g of methanol, 80 g of triethylamine and 15 g of water were further added, and a hydrolysis reaction was performed for 8 hours while refluxing at the boiling point. After the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the resulting copolymer was dissolved in 200 g of acetone, then dropped into 2000 g of water to solidify, and the resulting white powder was filtered and filtered at 50 ° C. under reduced pressure. Dried overnight.
As for the obtained copolymer, Mw is 15000, Mw / Mn is 2.1, and as a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio (moles) of each repeating unit derived from p-hydroxystyrene and the compound (M-2) The ratio was a copolymer of 70:30. Hereinafter, this copolymer is referred to as “polymer (A-2)”.

Figure 0005092986
Figure 0005092986

(2)感放射線性組成物の調製
表1に示す仕込み量にて、(A)重合体[前記重合体(A−2)]、(B)酸発生剤、(C)酸拡散制御剤、(D)溶剤を混合し、得られた混合液を孔径200nmのメンブランフィルターでろ過することにより、比較例1〜3の組成物溶液(感放射線性組成物)を調製した。
尚、(B)酸発生剤、(C)酸拡散制御剤及び(D)溶剤の詳細は、前述の(B−1)〜(B−3)、(C−1)〜(C−3)、(D−1)及び(D−2)と同様である。
(2) Preparation of radiation-sensitive composition In the amounts shown in Table 1, (A) polymer [the polymer (A-2)], (B) acid generator, (C) acid diffusion controller, (D) Solvents were mixed, and the resulting mixed solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 200 nm to prepare composition solutions (radiation sensitive compositions) of Comparative Examples 1 to 3.
The details of (B) acid generator, (C) acid diffusion controller and (D) solvent are the above-mentioned (B-1) to (B-3), (C-1) to (C-3). , (D-1) and (D-2).

[4]感放射線性組成物の評価
東京エレクトロン社製のクリーントラックACT−8内で、シリコンウエハー上に各組成物溶液(実施例3〜5及び比較例1〜3の各感放射線性組成物)をスピンコートした後、表2に示す条件でPB(加熱処理)を行い、膜厚60nmのレジスト(感放射線性組成物)被膜を形成した。その後、簡易型の電子線描画装置(日立製作所社製、型式「HL800D」、出力;50KeV、電流密度;5.0アンペア/cm)を用いてレジスト被膜に電子線を照射した。電子線の照射後、表2に示す条件でPEBを行った。その後、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用い、23℃で1分間、パドル法により現像した後、純水で水洗し、乾燥して、レジストパターンを形成した。このようにして形成したレジストについて下記の要領で評価を行った。実施例3〜5及び比較例1〜3の各感放射線性組成物の評価結果を表2に示す。
[4] Evaluation of radiation-sensitive composition Each composition solution (Examples 3 to 5 and Comparative Examples 1 to 3) on a silicon wafer in a clean track ACT-8 manufactured by Tokyo Electron Ltd. After spin coating, PB (heat treatment) was performed under the conditions shown in Table 2 to form a resist (radiation sensitive composition) film having a film thickness of 60 nm. Thereafter, the resist film was irradiated with an electron beam using a simple electron beam drawing apparatus (manufactured by Hitachi, Ltd., model “HL800D”, output: 50 KeV, current density: 5.0 amperes / cm 2 ). After the electron beam irradiation, PEB was performed under the conditions shown in Table 2. Thereafter, using a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, development was carried out at 23 ° C. for 1 minute by the paddle method, followed by washing with pure water and drying to form a resist pattern. The resist thus formed was evaluated in the following manner. Table 2 shows the evaluation results of the radiation-sensitive compositions of Examples 3 to 5 and Comparative Examples 1 to 3.

(1)感度(L/S)
線幅150nmのライン部と、隣り合うライン部によって形成される間隔が150nmのスペース部(即ち、溝)と、からなるパターン〔いわゆる、ライン・アンド・スペースパターン(1L1S)〕を1対1の線幅に形成する露光量を最適露光量とし、この最適露光量により感度を評価した。
図1は、ライン・アンド・スペースパターンの形状を模式的に示す平面図である。また、図2は、ライン・アンド・スペースパターンの形状を模式的に示す断面図である。但し、図1及び図2で示す凹凸は、実際より誇張している。
(1) Sensitivity (L / S)
A pattern [a so-called line-and-space pattern (1L1S)] composed of a line portion having a line width of 150 nm and a space portion (that is, a groove) having an interval of 150 nm formed by adjacent line portions is 1: 1. The exposure amount formed in the line width was set as the optimum exposure amount, and the sensitivity was evaluated based on the optimum exposure amount.
FIG. 1 is a plan view schematically showing the shape of a line and space pattern. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the shape of the line and space pattern. However, the unevenness shown in FIGS. 1 and 2 is exaggerated from the actual.

(2)ナノエッジラフネス
設計線幅150nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)のラインパターンを、半導体用走査電子顕微鏡(高分解能FEB測長装置、商品名「S−9220」、日立製作所社製)にて観察した。観察された形状について、図1及び図2に示すように、シリコンウエハー1上に形成したレジスト膜のライン部2の横側面2aに沿って生じた凹凸の最も著しい箇所における線幅と、設計線幅150nmとの差「ΔCD」を、CD−SEM(日立ハイテクノロジーズ社製、「S−9220」)にて測定することにより、ナノエッジラフネスを評価した。
(2) Nano-edge roughness A line-and-space pattern (1L1S) with a designed line width of 150 nm is scanned with a scanning electron microscope for semiconductors (high resolution FEB measuring device, trade name “S-9220”, manufactured by Hitachi, Ltd.) ). With respect to the observed shape, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the line width and the design line at the most conspicuous portion of the unevenness generated along the lateral surface 2a of the line part 2 of the resist film formed on the silicon wafer 1 are shown. The difference “ΔCD” from the width of 150 nm was measured by CD-SEM (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, “S-9220”) to evaluate nanoedge roughness.

(3)解像度(L/S)
ライン・アンド・スペースパターン(1L1S)について、最適露光量により解像されるラインパターンの最小線幅(nm)を解像度とした。
(3) Resolution (L / S)
For the line-and-space pattern (1L1S), the minimum line width (nm) of the line pattern resolved with the optimum exposure dose was taken as the resolution.

Figure 0005092986
Figure 0005092986

表2によれば、実施例2で得られた重合体(A−1)を含有する実施例3〜5の各感放射線性組成物は、重合体(A−2)を含有する比較例1〜3の各感放射線性組成物に比べて、電子線又は極紫外線に有効に感応し、低ラフネスであると共に解像度にも優れており、微細パターンを高精度に且つ安定して形成することが可能な化学増幅型ポジ型レジスト膜を成膜できることが確認できた。   According to Table 2, each radiation sensitive composition of Examples 3-5 containing the polymer (A-1) obtained in Example 2 is Comparative Example 1 containing the polymer (A-2). Compared with each of the radiation sensitive compositions of 3 to 3, it is more sensitive to electron beams or extreme ultraviolet rays, has low roughness and excellent resolution, and can form a fine pattern with high accuracy and stability. It was confirmed that a possible chemically amplified positive resist film could be formed.

本発明の感放射線性組成物は、パターン形成時におけるライン・アンド・スペースパターンの解像度に優れるだけでなく、ナノエッジラフネスにも優れるので、EB、EUVやX線による微細パターン形成に有用である。従って、本発明の感放射線性組成物は、今後更に微細化が進行すると予想される半導体デバイス製造用の化学増幅型レジストを形成可能なものとして極めて有用である。   The radiation-sensitive composition of the present invention is not only excellent in the resolution of the line and space pattern at the time of pattern formation, but also excellent in nano edge roughness, and thus is useful for fine pattern formation by EB, EUV or X-ray. . Therefore, the radiation-sensitive composition of the present invention is extremely useful as a material capable of forming a chemically amplified resist for manufacturing semiconductor devices, which is expected to be further miniaturized in the future.

ラインパターンを上方から見た際の模式的な平面図である。It is a typical top view at the time of seeing a line pattern from the upper part. ラインパターン形状の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of a line pattern shape.

符号の説明Explanation of symbols

1;基材、2;レジストパターン、2a;レジストパターンの横側面。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Base material, 2; Resist pattern, 2a;

Claims (5)

下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含み、且つ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定されるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)が3000〜100000であることを特徴とする重合体。
Figure 0005092986
〔一般式(1)において、Rは、それぞれ、置換若しくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状の1価のアルキル基、Rは水素原子又はメチル基、Rは置換若しくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状の1価のアルキル基、炭素数3〜25の脂環式基、又は炭素数6〜22のアリール基、Xは置換若しくは非置換のメチレン基、炭素数2〜25の置換若しくは非置換の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数3〜25の脂環式炭化水素基を表す。〕
A polymer comprising a repeating unit represented by the following general formula (1) and having a polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of 3000 to 100,000. .
Figure 0005092986
[In General Formula (1), R is a substituted or unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a substituted group. Or an unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic group having 3 to 25 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, X is substituted or unsubstituted A methylene group, a substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group having 2 to 25 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 25 carbon atoms. ]
前記一般式(1)で表される繰り返し単位が、下記一般式(1−1)で表される繰り返し単位である請求項1に記載の重合体。
Figure 0005092986
〔一般式(1−1)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは置換若しくは非置換の炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状の1価のアルキル基、炭素数3〜25の脂環式基、又は炭素数6〜22のアリール基を表す。〕
The polymer according to claim 1, wherein the repeating unit represented by the general formula (1) is a repeating unit represented by the following general formula (1-1).
Figure 0005092986
[In General Formula (1-1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 3 is a substituted or unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, 3 to 3 carbon atoms, 25 represents an alicyclic group or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms. ]
下記一般式(2)で表される繰り返し単位、下記一般式(3)で表される繰り返し単位、及び下記一般式(4)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも1種を更に含む請求項1又は2に記載の重合体。
Figure 0005092986
〔一般式(2)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子又は1価の有機基、iは1〜3の整数、jは0〜3の整数を表す。〕
Figure 0005092986
〔一般式(3)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子又は1価の有機基、kは1〜3の整数、lは0〜3の整数を表す。〕
Figure 0005092986
〔一般式(4)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子又は1価の有機基、mは1〜3の整数、nは0〜3の整数を表す。〕
Claims further comprising at least one of a repeating unit represented by the following general formula (2), a repeating unit represented by the following general formula (3), and a repeating unit represented by the following general formula (4). The polymer according to 1 or 2.
Figure 0005092986
[In General Formula (2), R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 5 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, i represents an integer of 1 to 3, and j represents an integer of 0 to 3. ]
Figure 0005092986
[In General Formula (3), R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 7 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, k represents an integer of 1 to 3, and l represents an integer of 0 to 3. ]
Figure 0005092986
[In General Formula (4), R 8 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 9 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, m represents an integer of 1 to 3, and n represents an integer of 0 to 3. ]
酸解離性基含有重合体(A)と、感放射線性酸発生剤(B)と、を含有する感放射線性組成物であって、
前記酸解離性基含有重合体(A)が、請求項1乃至3のいずれかに記載の重合体であることを特徴とする感放射線性組成物。
A radiation-sensitive composition containing an acid-dissociable group-containing polymer (A) and a radiation-sensitive acid generator (B),
The radiation-sensitive composition, wherein the acid-dissociable group-containing polymer (A) is the polymer according to any one of claims 1 to 3.
下記一般式(M−1)で表されることを特徴とする単量体。
Figure 0005092986
〔一般式(M−1)において、R10は水素原子又はメチル基、R11は置換若しくは非置換の炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状の1価のアルキル基、炭素数3〜25の脂環式基、又は炭素数6〜22のアリール基、Zは置換若しくは非置換のメチレン基、炭素数2〜25の置換若しくは非置換の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数3〜25の脂環式炭化水素基を表す。〕
The monomer represented by the following general formula (M-1).
Figure 0005092986
[In General Formula (M-1), R 10 is a hydrogen atom or a methyl group, R 11 is a substituted or unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 3 to 3 carbon atoms. 25 alicyclic group, or aryl group having 6 to 22 carbon atoms, Z is a substituted or unsubstituted methylene group, substituted or unsubstituted linear or branched alkylene group having 2 to 25 carbon atoms, or carbon The alicyclic hydrocarbon group of several 3-25 is represented. ]
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