JP5353434B2 - Radiation sensitive resin composition - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation-sensitive resin composition having good sensitivity and the like. <P>SOLUTION: The radiation-sensitive resin composition includes an acid dissociable group-containing resin, a radiation-sensitive acid generator expressed by general formula of M<SP>+</SP>Z<SP>-</SP>(where M<SP>+</SP>represents an onium cation and Z<SP>-</SP>represents an anion expressed by general formula (1-1) or (1-2)), and a compound expressed by general formula (c1). In the formulae, R<SP>1</SP>to R<SP>5</SP>each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms with substitution of a fluorine atom, or the like; A represents a single bond or the like; and R<SP>6</SP>and R<SP>7</SP>each represents a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms, or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、感放射線性樹脂組成物に関する。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などの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樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a radiation sensitive resin composition. More specifically, the present invention relates to various types of radiation such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV and other (extreme) far ultraviolet rays, synchrotron radiation and other X-rays, and electron beam charged particle beams. The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition 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。このような要求に伴い、露光波長の短波長化が検討されている。具体的には、従来は露光波長としてg線を用いていたが、i線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光などが露光波長として使用されてきている。そして、現在では、エキシマレーザー光以外に、電子線やX線、或いはEUV光を用いたリソグラフィーの開発が進んでいる。   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. In response to such a demand, shortening of the exposure wavelength has been studied. Specifically, g-line is conventionally used as the exposure wavelength, but i-line, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, and the like have been used as the exposure wavelength. At present, the development of lithography using electron beams, X-rays, or EUV light in addition to excimer laser light is in progress.

EUV光を用いたリソグラフィーは、次世代または次々世代のパターン形成技術として期待され、露光波長としてEUV光を用いることが可能であり、高感度かつ高解像性のポジ型レジストの開発が望まれている。   Lithography using EUV light is expected as a next-generation or next-generation pattern formation technology, and EUV light can be used as an exposure wavelength, and development of a positive resist with high sensitivity and high resolution is desired. ing.

ポジ型レジストの高感度化は、ウェハー処理時間の短縮化を達成するために非常に重要な課題である。しかし、EUV用のポジ型レジストにおいて、高感度化を達成しようとすると、解像力が低下することに加え、ナノエッジラフネスが悪化してしまう。そのため、これらの特性を全て満たすレジストの開発が切望されている。   Increasing the sensitivity of a positive resist is a very important issue in order to reduce the wafer processing time. However, in an EUV positive resist, if an attempt is made to achieve high sensitivity, in addition to a reduction in resolution, nano edge roughness is deteriorated. Therefore, development of a resist that satisfies all these characteristics is eagerly desired.

なお、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、ライン部の延びる方向と垂直な方向に不規則に変動するため、レジストパターンを真上から見たときに生じるずれ(即ち、設計寸法と実際のパターン寸法の差)のことである。   Nano edge roughness means that the resist pattern and the edge of the substrate interface vary irregularly in the direction perpendicular to the direction in which the line portion extends due to the characteristics of the resist. It is a deviation that sometimes occurs (ie, the difference between the design dimension and the actual pattern dimension).

このずれが生じると、レジストをマスクとして用いたエッチング工程(転写工程)において、ずれも同時に転写されてしまう。そして、このようなずれは、電気特性を劣化させるため、ずれの発生の頻度が高いと歩留りを低下させることになる。特に、EUV光は、32nm以下の超微細領域のリソグラフィーで使用されるため、微細なずれであっても電気特性を劣化させる原因になる。そのため、ナノエッジラフネスを向上させることは極めて重要な課題となっている。   When this deviation occurs, the deviation is simultaneously transferred in the etching process (transfer process) using the resist as a mask. And since such a shift | offset | difference deteriorates an electrical property, if the frequency of generation | occurrence | production of a shift | offset | difference is high, a yield will be reduced. In particular, since EUV light is used in lithography in an ultrafine region of 32 nm or less, even a slight deviation causes deterioration of electrical characteristics. Therefore, improving the nano edge roughness is an extremely important issue.

ここで、上述したように高感度化とナノエッジラフネスの向上(即ち、良好なパターン形状を得ること)は、トレードオフの関係にあり、このような関係にある上記性能の全てを満足させるかことが非常に重要な課題になっている。   Here, as described above, increasing sensitivity and improving nanoedge roughness (that is, obtaining a good pattern shape) are in a trade-off relationship, and do all of the above performances in such a relationship be satisfied? This is a very important issue.

そこで、上記課題を解決するため、特に高感度化を達成するために、感放射線性酸発生剤から発生した酸を触媒として、酸を発生する酸増殖剤を配合することが報告されている(例えば、特許文献1または2参照)。   Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, in order to achieve particularly high sensitivity, it has been reported that an acid generating agent that generates an acid is blended using an acid generated from a radiation-sensitive acid generator as a catalyst ( For example, see Patent Document 1 or 2.)

特開2000−35665号公報JP 2000-35665 A 特開2008−96743号公報JP 2008-96743 A

しかしながら、特許文献1または2に記載の感放射線性樹脂組成物であっても、未だ感度は十分ではなく、ウェハー処理時間が長いという問題があった。   However, even the radiation-sensitive resin composition described in Patent Document 1 or 2 has a problem that the sensitivity is still insufficient and the wafer processing time is long.

本発明は、上述のような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、良好な感度を有する(即ち、ウェハー処理時間が短い)ことに加え、解像度に優れるレジスト被膜を形成可能であり、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができる感放射線性樹脂組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and in addition to having good sensitivity (ie, short wafer processing time), it is possible to form a resist film with excellent resolution. And an object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition capable of forming a resist pattern excellent in nano edge roughness.

本発明により、以下の感放射線性樹脂組成物が提供される。   The present invention provides the following radiation-sensitive resin composition.

[1](A)酸解離性基を有する繰り返し単位を含む樹脂と、(B)下記一般式(b1)で表される感放射線性酸発生剤と、(C)下記一般式(c1)で表される化合物と、を含有する感放射線性樹脂組成物。
(b1)
(前記一般式(b1)中、Mは1価のオニウムカチオンであり、Zは下記一般式(1−1)または(1−2)で表される一価のアニオンである。)
[1] (A) a resin containing a repeating unit having an acid dissociable group, (B) a radiation sensitive acid generator represented by the following general formula (b1), and (C) the following general formula (c1) A radiation-sensitive resin composition comprising: a compound represented by:
M + Z (b1)
(In the general formula (b1), M + is a monovalent onium cation, and Z is a monovalent anion represented by the following general formula (1-1) or (1-2).)

Figure 0005353434
(前記一般式(1−1)中、R及びRは、相互に独立に、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基であるか、或いは、R及びRが相互に結合して、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20の環状構造を形成している。前記一般式(1−2)中、R、R、及びRは、相互に独立に、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基であるか、或いは、R、R、及びRのいずれか2つが相互に結合して、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20の環状構造を形成しており、残りの1つが、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基である。)
Figure 0005353434
(In the general formula (1-1), R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom, or R 1 and R 2. 2 are bonded to each other to form a cyclic structure having 1 to 20 carbon atoms that is substituted with at least one fluorine atom, wherein R 3 , R 4 , and R 5 in the general formula (1-2). Are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom, or any two of R 3 , R 4 and R 5 are bonded to each other, A cyclic structure having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom is formed, and the remaining one is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom.)

Figure 0005353434
(前記一般式(c1)中、Aは、単結合、下記式(2−1)、下記式(2−2)、または下記式(2−3)で表される基である。Rは、水素原子、炭素数1〜25の炭化水素基である。Rは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜25の炭化水素基である。)
Figure 0005353434
In (Formula (c1), A is a single bond, the following formulas (2-1), a is .R 6 is a group represented by the following formula (2-2), or the following formula (2-3) , A hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms, and R 7 is a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom.)

Figure 0005353434
Figure 0005353434

[2]前記一般式(c1)で表される化合物が、下記一般式(c1−1)で表される化合物である前記[1]に記載の感放射線性樹脂組成物。 [2] The radiation-sensitive resin composition according to [1], wherein the compound represented by the general formula (c1) is a compound represented by the following general formula (c1-1).

Figure 0005353434
(前記一般式(c1−1)中、Rは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜25の炭化水素基である。)
Figure 0005353434
(In said general formula (c1-1), R < 7 > is a C1-C25 hydrocarbon group which may be substituted by the fluorine atom.)

[3]前記一般式(b1)中のMが、スルホニウムカチオンまたはヨードニウムカチオンである前記[1]に記載の感放射線性樹脂組成物。 [3] The radiation sensitive resin composition according to [1], wherein M + in the general formula (b1) is a sulfonium cation or an iodonium cation.

[4]前記(A)樹脂に含有される前記酸解離性基を有する繰り返し単位が、下記一般式(a−1)で表される繰り返し単位、及び、下記一般式(a−2)で表される繰り返し単位の少なくともいずれかである前記[1]〜[3]のいずれかに記載の感放射線性樹脂組成物。 [4] The repeating unit having the acid dissociable group contained in the resin (A) is represented by the following general formula (a-1) and the following general formula (a-2). The radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [3], which is at least one of the repeating units.

Figure 0005353434
(前記一般式(a−1)中、Rは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基である。各R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、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基であるか、或いは、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに2価の脂環式炭化水素基またはその誘導体を形成しており、残りの1つが、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、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。)
Figure 0005353434
(In said general formula (a-1), R < 8 > is a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. Each R < 9 > is C1-C20 1 independently of each other. whether the valence of the alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or any two of R 9 are bonded to each other, each bond A divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof together with the carbon atom in which the carbon atom is bonded, and the remaining one is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or carbon (It is a linear or branched alkyl group of formulas 1 to 4.)

Figure 0005353434
(前記一般式(a−2)中、R10は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基である。各R11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、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基であるか、或いは、いずれか2つのR11が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに2価の脂環式炭化水素基またはその誘導体を形成しており、残りの1つが、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、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。)
Figure 0005353434
(In said general formula (a-2), R < 10 > is a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. Each R < 11 > is C1-C20 1 independently of each other. Is a valent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or any two R 11 are bonded to each other, and each is bonded A divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof together with the carbon atom in which the carbon atom is bonded, and the remaining one is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or carbon (It is a linear or branched alkyl group of formulas 1 to 4.)

[5]前記(A)樹脂は、下記一般式(a−3)、下記一般式(a−4)、及び、下記一般式(a−5)で表される繰り返し単位からなる群より選択される少なくとも1種を更に含有する前記[4]に記載の感放射線性樹脂組成物。 [5] The resin (A) is selected from the group consisting of repeating units represented by the following general formula (a-3), the following general formula (a-4), and the following general formula (a-5). The radiation sensitive resin composition according to [4], further containing at least one selected from the group consisting of:

Figure 0005353434
(前記一般式(a−3)中、R12は、水素原子またはメチル基であり、R13は、水素原子、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基である。kは0〜3の整数であり、lは0〜3の整数である。)
Figure 0005353434
(In the general formula (a-3), R 12 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 13 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon number. 1 to 12 linear or branched alkoxyl groups, k is an integer of 0 to 3, and l is an integer of 0 to 3.)

Figure 0005353434
(前記一般式(a−4)中、R14は、水素原子またはメチル基であり、R15は、水素原子、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基である。nは1〜3の整数であり、mは0〜3の整数である。)
Figure 0005353434
(In the general formula (a-4), R 14 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 15 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon number. A linear or branched alkoxyl group of 1 to 12. n is an integer of 1 to 3, and m is an integer of 0 to 3.)

Figure 0005353434
(前記一般式(a−5)中、R16は、水素原子またはメチル基であり、R17は、水素原子、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基である。pは1〜3の整数であり、qは0〜3の整数である。)
Figure 0005353434
(In the general formula (a-5), R 16 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 17 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon number. 1 to 12 linear or branched alkoxyl groups, p is an integer of 1 to 3, and q is an integer of 0 to 3)

本発明の感放射線性樹脂組成物は、良好な感度を有することに加え、解像度に優れたレジスト被膜を形成可能であり、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができるという効果を奏するものである。   In addition to having good sensitivity, the radiation-sensitive resin composition of the present invention can form a resist film with excellent resolution, and can produce a resist pattern with excellent nanoedge roughness. Is.

ライン・アンド・スペースパターンを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows a line and space pattern typically. 図1に示すA−A’断面を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the A-A 'cross section shown in FIG.

以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に属することが理解されるべきである。   Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated, this invention is not limited to the following embodiment. That is, it is understood that modifications and improvements as appropriate to the following embodiments are also within the scope of the present invention based on ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Should be.

[1]感放射線性樹脂組成物:
本発明の感放射線性樹脂組成物は、(A)酸解離性基を有する繰り返し単位を含む樹脂(以下、「樹脂(A)」と記す場合がある)と、(B)下記一般式(b1)で表される感放射線性酸発生剤(以下、「酸発生剤(B)」と記す場合がある)と、(C)下記一般式(c1)で表される化合物(以下、「酸増殖剤(C)」と記す場合がある)と、を含有するものである。上記構成の感放射線性樹脂組成物によれば、良好な感度を有することに加え、解像度に優れたレジスト被膜を形成可能であり、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができる。即ち、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、感度に優れる。また、微細パターンを高精度に、かつ、安定して形成可能な化学増幅型ポジ型レジスト被膜を成膜することができものである。なお、感度が良好であると、ウェハーの処理時間が短くてよいという利点がある。
[1] Radiation sensitive resin composition:
The radiation sensitive resin composition of the present invention comprises (A) a resin containing a repeating unit having an acid dissociable group (hereinafter sometimes referred to as “resin (A)”), and (B) the following general formula (b1). ) Represented by a radiation sensitive acid generator (hereinafter sometimes referred to as “acid generator (B)”) and (C) a compound represented by the following general formula (c1) (hereinafter referred to as “acid growth”). In some cases, it may be referred to as “agent (C)”. According to the radiation sensitive resin composition of the said structure, in addition to having favorable sensitivity, it can form the resist film excellent in the resolution, and can form the resist pattern excellent in nano edge roughness. That is, it is sensitive to X-rays and electron beams such as (extreme) far ultraviolet rays such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV, synchrotron radiation, etc., and has excellent sensitivity. Further, it is possible to form a chemically amplified positive resist film capable of forming a fine pattern with high accuracy and stability. If the sensitivity is good, there is an advantage that the wafer processing time may be short.

[1−1]樹脂(A):
(A)酸解離性基を有する繰り返し単位を含む樹脂は、アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性のものであり、酸の作用によりアルカリ易溶性となる樹脂である。ここで、本明細書において「アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性」とは、樹脂(A)を含有する感放射線性樹脂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、上記レジスト被膜の代わりに樹脂(A)のみを用いた膜厚100nmの被膜を現像した場合に、上記レジスト被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質を意味する。
[1-1] Resin (A):
(A) The resin containing a repeating unit having an acid-dissociable group is a resin that is insoluble in alkali or hardly soluble in alkali, and is easily soluble in alkali by the action of an acid. Here, in the present specification, “alkali insoluble or hardly soluble in alkali” means an alkali development employed when forming a resist pattern from a resist film formed from a radiation-sensitive resin composition containing the resin (A). Under the conditions, when a film having a film thickness of 100 nm using only the resin (A) instead of the resist film is developed, it means that 50% or more of the initial film thickness of the resist film remains after development.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、このような樹脂(A)を含有しているため、リソグラフィープロセスにおいて、電子線または極紫外線に有効に感応し、微細パターンを高精度に、かつ、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被膜が成膜可能である。   Since the radiation sensitive resin composition of the present invention contains such a resin (A), it is sensitive to an electron beam or extreme ultraviolet rays in a lithography process, and a fine pattern is highly accurate and stable. A chemically amplified positive resist film that can be formed in this manner can be formed.

樹脂(A)中の酸解離性基を有する繰り返し単位は、酸の作用によって酸解離性基が解離するものである。この繰り返し単位は、上記作用を有するものである限り特に制限はないが、下記一般式(a−1)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(a−1)」と記す場合がある)、及び、下記一般式(a−2)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(a−2)」と記す場合がある)の少なくともいずれかであることが好ましい。酸解離性基を有する繰り返し単位として、繰り返し単位(a−1)及び繰り返し単位(a−2)の少なくともいずれかを用いることによって、良好な感度を有するレジストパターンを形成することができるという利点がある。   The repeating unit having an acid dissociable group in the resin (A) is one in which the acid dissociable group is dissociated by the action of an acid. The repeating unit is not particularly limited as long as it has the above action, but may be represented by a repeating unit represented by the following general formula (a-1) (hereinafter referred to as “repeating unit (a-1)”). ) And at least one of repeating units represented by the following general formula (a-2) (hereinafter sometimes referred to as “repeating unit (a-2)”). By using at least one of the repeating unit (a-1) and the repeating unit (a-2) as the repeating unit having an acid dissociable group, there is an advantage that a resist pattern having good sensitivity can be formed. is there.

Figure 0005353434
(上記一般式(a−1)中、Rは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基である。各R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、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基であるか、或いは、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに2価の脂環式炭化水素基またはその誘導体を形成しており、残りの1つが、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、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。)
Figure 0005353434
(In the general formula (a-1), R 8 is a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. Each R 9 is independently 1 to 4 carbon atoms. whether the valence of the alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or any two of R 9 are bonded to each other, each bond A divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof together with the carbon atom in which the carbon atom is bonded, and the remaining one is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or carbon (It is a linear or branched alkyl group of formulas 1 to 4.)

Figure 0005353434
(上記一般式(a−2)中、R10は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基である。各R11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、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基であるか、或いは、いずれか2つのR11が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに2価の脂環式炭化水素基またはその誘導体を形成しており、残りの1つが、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、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。)
Figure 0005353434
(In the above general formula (a-2), R 10 is a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. Each R 11 is independently 1 to 4 carbon atoms. Is a valent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or any two R 11 are bonded to each other, and each is bonded A divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof together with the carbon atom in which the carbon atom is bonded, and the remaining one is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or carbon (It is a linear or branched alkyl group of formulas 1 to 4.)

一般式(a−1)のRの炭素数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、分岐状また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。 Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms of R 9 in the general formula (a-1) include norbornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, adamantane, cyclobutane, cyclopentane, and cyclohexane. A group composed of an alicyclic ring derived from cycloalkanes such as cycloheptane and cyclooctane; a group composed of these alicyclic rings is, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group; 1 or more or 1 or more of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as a group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group And the like can be mentioned.

一般式(a−1)のRの炭素数1〜4の直鎖状また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 of R 9 in the general formula (a-1) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, and n-butyl. Group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.

いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに形成される2価の脂環式炭化水素基またはその誘導体としては、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、シクロペンタンまた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上記アルキル基で置換した基等を挙げることができる。 Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group formed by bonding any two R 9 together with the carbon atom to which each R 9 is bonded or a derivative thereof include, for example, norbornane, tricyclodecane, tetracyclo Examples include a group consisting of an alicyclic ring derived from dodecane, adamantane, cyclopentane or cyclohexane, a group obtained by substituting a group consisting of these alicyclic rings with the above alkyl group, and the like.

次に、一般式(a−2)のR11の炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、一般式(a−1)のRの炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基と同様のものを例示することができる。また、一般式(a−2)のR11の炭素数1〜4の直鎖状または分岐状のアルキル基としては、一般式(a−1)のRの炭素数1〜4の直鎖状または分岐状のアルキル基と同様のものを例示することができる。更に、いずれか2つのR11が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに形成される2価の脂環式炭化水素基またはその誘導体としては、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに形成される2価の脂環式炭化水素基またはその誘導体と同様のものを例示することができる。 Next, as monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms of R 11 in general formula (a-2), 1 of 4 to 20 carbon atoms in R 9 of general formula (a-1) is used. The thing similar to a valent alicyclic hydrocarbon group can be illustrated. Moreover, as a C1-C4 linear or branched alkyl group of R < 11 > of General formula (a-2), C1-C4 linear of R < 9 > of General formula (a-1). Examples thereof are the same as the linear or branched alkyl groups. Additionally, any two of R 11 are bonded to each other, the divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof formed with the carbon atom to which each is attached, any two of R 9 mutual And the same divalent alicyclic hydrocarbon groups or derivatives thereof formed together with the carbon atoms to which they are bonded.

一般式(a−1)で表される繰り返し単位の中でも、下記一般式(a−1−1)〜(a−1−7)で表される繰り返し単位が好ましく、下記一般式(a−1−2)、(a−1−3)、または(a−1−4)で表される繰り返し単位が更に好ましい。これらの繰り返し単位であると、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができるという利点がある。   Among the repeating units represented by the general formula (a-1), the repeating units represented by the following general formulas (a-1-1) to (a-1-7) are preferable, and the following general formula (a-1) -2), the repeating unit represented by (a-1-3) or (a-1-4) is more preferable. These repeating units have an advantage that a resist pattern excellent in nano edge roughness can be formed.

Figure 0005353434
(上記一般式(a−1−1)〜(a−1−7)中、R18は、相互に独立に、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基であり、R19は、相互に独立に、炭素数1〜4の直鎖状または分岐状のアルキル基である。)
Figure 0005353434
(In the general formulas (a-1-1) ~ (a -1-7), R 18 are independently of each other hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group,, R 19 Are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

また、一般式(a−2)で表される繰り返し単位の中でも、下記一般式(a−2−1)で表される繰り返し単位が好ましい。このような繰り返し単位であると、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができるという利点がある。   Moreover, among the repeating units represented by the general formula (a-2), the repeating units represented by the following general formula (a-2-1) are preferable. Such a repeating unit has an advantage that a resist pattern excellent in nano edge roughness can be formed.

Figure 0005353434
(上記一般式(a−2−1)中、R20は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基であり、R21は、相互に独立に、炭素数1〜4の直鎖状または分岐状のアルキル基である。)
Figure 0005353434
(In the above general formula (a-2-1), R 20 is a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group, and R 21 are independently of one another having 1 to 4 carbon atoms. (It is a linear or branched alkyl group.)

なお、樹脂(A)は、上記各繰り返し単位を1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。   In addition, resin (A) can use said each repeating unit individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

樹脂(A)は、一般式(a−1)で表される繰り返し単位及び一般式(a−2)で表される繰り返し単位の少なくともいずれかに加えて、下記一般式(a−3)、下記一般式(a−4)、及び、下記一般式(a−5)で表される繰り返し単位からなる群より選択される少なくとも1種を更に含有することが好ましい。   In addition to at least one of the repeating unit represented by the general formula (a-1) and the repeating unit represented by the general formula (a-2), the resin (A) is represented by the following general formula (a-3), It is preferable to further contain at least one selected from the group consisting of repeating units represented by the following general formula (a-4) and the following general formula (a-5).

Figure 0005353434
(上記一般式(a−3)中、R12は、水素原子またはメチル基であり、R13は、水素原子、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基である。kは0〜3の整数であり、lは0〜3の整数である。)
Figure 0005353434
(In the general formula (a-3), R 12 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 13 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon number. 1 to 12 linear or branched alkoxyl groups, k is an integer of 0 to 3, and l is an integer of 0 to 3.)

Figure 0005353434
(上記一般式(a−4)中、R14は、水素原子またはメチル基であり、R15は、水素原子、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基である。nは1〜3の整数であり、mは0〜3の整数である。)
Figure 0005353434
(In the general formula (a-4), R 14 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 15 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon number. A linear or branched alkoxyl group of 1 to 12. n is an integer of 1 to 3, and m is an integer of 0 to 3.)

Figure 0005353434
(上記一般式(a−5)中、R16は、水素原子またはメチル基であり、R17は、水素原子、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基である。pは1〜3の整数であり、qは0〜3の整数である。)
Figure 0005353434
(In the general formula (a-5), R 16 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 17 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon number. 1 to 12 linear or branched alkoxyl groups, p is an integer of 1 to 3, and q is an integer of 0 to 3)

一般式(a−3)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(a−3)」と記す場合がある)を含有することによって、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができるという利点がある。   By containing a repeating unit represented by the general formula (a-3) (hereinafter sometimes referred to as “repeating unit (a-3)”), a resist pattern having excellent nano edge roughness can be formed. There is an advantage that you can.

一般式(a−3)のR13の炭素数1〜12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。これらの中でも、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができるため、メチル基、エチル基、n−ブチル基、t−ブチル基が好ましい。 Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms of R 13 in the general formula (a-3) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, and n-butyl. Group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like. Among these, since a resist pattern excellent in nano edge roughness can be formed, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, and a t-butyl group are preferable.

一般式(a−3)のR13の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基等を挙げることができる。これらの中でも、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができるため、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。 Examples of the linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms of R 13 in the general formula (a-3) include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, and n-butoxy. Group, 2-methylpropoxy group, 1-methylpropoxy group, t-butoxy group and the like. Among these, a methoxy group and an ethoxy group are preferable because a resist pattern excellent in nano edge roughness can be formed.

一般式(a−3)のkは、0〜3の整数であり、1または2であることが好ましい。また、lは、0〜3の整数であり、0〜2であることが好ましい。   K in the general formula (a-3) is an integer of 0 to 3, and preferably 1 or 2. Moreover, l is an integer of 0-3, and it is preferable that it is 0-2.

繰り返し単位(a−3)としては、具体的には、下記式(a−3−1)〜(a−3−4)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。なお、一般式(a−3)で表される繰り返し単位は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the repeating unit (a-3) include repeating units represented by the following formulas (a-3-1) to (a-3-4). In addition, the repeating unit represented by general formula (a-3) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

Figure 0005353434
Figure 0005353434

一般式(a−3)で表される繰り返し単位は、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。また、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。   The repeating unit represented by formula (a-3) can be obtained by using the corresponding hydroxystyrene derivative as a monomer. Moreover, it can also obtain by using as a monomer the compound from which a hydroxy styrene derivative is obtained by hydrolyzing.

一般式(a−3)で表される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、例えば、p−アセトキシスチレン、p−(1−エトキシ)スチレン、p−イソプロペニルフェノール等を挙げることができる。なお、p−アセトキシスチレンを用いた場合には、重合反応後、側鎖の加水分解反応を行うことにより、式(a−3)で表される繰り返し単位を生成する。   Examples of the monomer used to generate the repeating unit represented by the general formula (a-3) include p-acetoxystyrene, p- (1-ethoxy) styrene, and p-isopropenylphenol. be able to. In addition, when p-acetoxystyrene is used, the repeating unit represented by Formula (a-3) is produced | generated by performing a hydrolysis reaction of a side chain after a polymerization reaction.

一般式(a−4)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(a−4)」と記す場合がある)を含有することによって、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができるという利点がある。   By containing a repeating unit represented by the general formula (a-4) (hereinafter sometimes referred to as “repeating unit (a-4)”), a resist pattern having excellent nano edge roughness can be formed. There is an advantage that you can.

一般式(a−4)R15の、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、及び、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基としては、それぞれ、上述した一般式(a−3)のR13の、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基及び炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基と同様のものを例示することができる。 The linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and the linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms in general formula (a-4) R 15 are each described above. And R 13 of the general formula (a-3) are the same as the linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and the linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms. can do.

一般式(a−4)のnは、1〜3の整数であり、1または2であることが好ましい。また、mは、0〜3の整数であり、0または1であることが好ましい。   N in the general formula (a-4) is an integer of 1 to 3, and preferably 1 or 2. M is an integer of 0 to 3, and is preferably 0 or 1.

繰り返し単位(a−4)としては、具体的には、下記式(a−4−1)、(a−4−2)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。なお、一般式(a−4)で表される繰り返し単位は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the repeating unit (a-4) include repeating units represented by the following formulas (a-4-1) and (a-4-2). In addition, the repeating unit represented by general formula (a-4) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

Figure 0005353434
Figure 0005353434

一般式(a−4)で表される繰り返し単位は、対応する単量体を用いることにより得ることができる。一般式(a−4)で表される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、例えば、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などを挙げることができる。   The repeating unit represented by formula (a-4) can be obtained by using a corresponding monomer. As a monomer used in order to produce | generate the repeating unit represented by general formula (a-4), 4-hydroxyphenyl acrylate, 4-hydroxyphenyl methacrylate, etc. can be mentioned, for example.

一般式(a−5)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(a−5)」と記す場合がある)を含有することによって、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができるという利点がある。   By containing a repeating unit represented by the general formula (a-5) (hereinafter sometimes referred to as “repeating unit (a-5)”), a resist pattern having excellent nanoedge roughness can be formed. There is an advantage that you can.

一般式(a−5)中のR17の、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、及び、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基としては、それぞれ、上述した一般式(a−3)のR13の、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基及び炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基と同様のものを例示することができる。 R 17 in the general formula (a-5) is a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and a linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms, respectively. The same as the linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and the linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms of R 13 in the general formula (a-3) described above Can be illustrated.

一般式(a−5)のpは、1〜3の整数であり、1または2であることが好ましい。また、qは、0〜3の整数であり、0または1であることが好ましい。   P in the general formula (a-5) is an integer of 1 to 3, and preferably 1 or 2. Q is an integer of 0 to 3, and is preferably 0 or 1.

繰り返し単位(a−5)としては、具体的には、下記式(a−5−1)、(a−5−2)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。なお、一般式(a−5)で表される繰り返し単位は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the repeating unit (a-5) include repeating units represented by the following formulas (a-5-1) and (a-5-2). In addition, the repeating unit represented by general formula (a-5) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

Figure 0005353434
Figure 0005353434

一般式(a−5)で表される繰り返し単位は、対応する単量体を用いることにより得ることができる。一般式(a−5)で表される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、例えば、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を挙げることができる。   The repeating unit represented by formula (a-5) can be obtained by using a corresponding monomer. Examples of the monomer used for generating the repeating unit represented by the general formula (a-5) include N- (4-hydroxyphenyl) acrylamide, N- (4-hydroxyphenyl) methacrylamide and the like. Can be mentioned.

なお、樹脂(A)は、上述した一般式(a−1)〜(a−5)で表される各繰り返し単位以外に、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(a−6)」と記す場合がある)を更に含有していてもよい。繰り返し単位(a−6)を含有することによって、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができるという利点がある。   In addition, resin (A) is a repeating unit derived from a non-acid dissociable compound (hereinafter referred to as “repeating unit (hereinafter referred to as“ repeating unit ”)), in addition to the repeating units represented by the general formulas (a-1) to (a-5) described above. a-6) ”may be further contained. By containing the repeating unit (a-6), there is an advantage that a resist pattern excellent in nano edge roughness can be formed.

非酸解離性化合物は、酸の作用によっても解離する基(酸解離性基)を含有しない化合物である。繰り返し単位(a−6)を生成するための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(a−6−1)で表される化合物等を挙げることができる。これらの中でも、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(a−6−1)で表される化合物が好ましい。なお、繰り返し単位(a−6)は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、本明細書における「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」または「メタクリレート」を意味する。   A non-acid dissociable compound is a compound that does not contain a group (acid dissociable group) that can be dissociated by the action of an acid. Examples of the non-acid dissociable compound for generating the repeating unit (a-6) include styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, isobornyl acrylate, Examples include cyclodecanyl (meth) acrylate, tetracyclododecenyl (meth) acrylate, and a compound represented by the following formula (a-6-1). Among these, styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, tricyclodecanyl acrylate, and a compound represented by the following formula (a-6-1) are preferable. In addition, a repeating unit (a-6) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Further, “(meth) acrylate” in the present specification means “acrylate” or “methacrylate”.

Figure 0005353434
Figure 0005353434

樹脂(A)中の繰り返し単位(a−1)の含有割合は、樹脂(A)中の全繰り返し単位100モル%に対して、1モル%以上であることが好ましく、20〜70モル%であることが更に好ましく、20〜60モル%であることが特に好ましい。上記含有割合が1モル%未満であると、ナノエッジラフネスが悪化するおそれがある。なお、上記含有量が20モル%以上である場合には、優れたナノエッジラフネスを発揮するレジストパターンを形成することができる。   The content of the repeating unit (a-1) in the resin (A) is preferably 1 mol% or more with respect to 100 mol% of all repeating units in the resin (A), and is preferably 20 to 70 mol%. More preferably, it is more preferably 20 to 60 mol%. There exists a possibility that nano edge roughness may deteriorate that the said content rate is less than 1 mol%. In addition, when the said content is 20 mol% or more, the resist pattern which exhibits the outstanding nano edge roughness can be formed.

樹脂(A)中の繰り返し単位(a−2)の含有割合は、樹脂(A)中の全繰り返し単位100モル%に対して、1モル%以上であることが好ましく、20〜70モル%であることが更に好ましく、20〜60モル%であることが特に好ましい。上記含有割合が1モル%未満であると、ナノエッジラフネスが悪化するおそれがある。なお、上記含有量が20モル%以上である場合には、優れたナノエッジラフネスのレジストパターンを形成することができる。   The content of the repeating unit (a-2) in the resin (A) is preferably 1 mol% or more with respect to 100 mol% of all repeating units in the resin (A), and is 20 to 70 mol%. More preferably, it is more preferably 20 to 60 mol%. There exists a possibility that nano edge roughness may deteriorate that the said content rate is less than 1 mol%. In addition, when the content is 20 mol% or more, a resist pattern with excellent nano edge roughness can be formed.

樹脂(A)中の繰り返し単位(a−3)〜(a−5)の合計の含有割合は、樹脂(A)中の全繰り返し単位100モル%に対して、1モル%以上であることが好ましく、10〜95モル%であることが更に好ましく、40〜80モル%であることが特に好ましい。上記合計の含有割合が1モル%未満であると、ナノエッジラフネスが悪化するおそれがある。なお、95モル%超である場合には、ナノエッジラフネスが悪化するおそれがある。   The total content of the repeating units (a-3) to (a-5) in the resin (A) is 1 mol% or more with respect to 100 mol% of all the repeating units in the resin (A). Preferably, it is 10-95 mol%, More preferably, it is 40-80 mol%. If the total content is less than 1 mol%, the nano edge roughness may be deteriorated. In addition, when it exceeds 95 mol%, there is a possibility that the nano edge roughness is deteriorated.

樹脂(A)中の繰り返し単位(a−1)〜(a−5)の合計の含有割合は、樹脂(A)中の全繰り返し単位100モル%に対して、10モル%以上であることが好ましく、40〜100モル%であることが更に好ましく、50〜100モル%であることが特に好ましい。上記合計の含有割合の合計が10モル%未満であると、ナノエッジラフネスが悪化するおそれがある。また、10モル%以上である場合には、優れたナノエッジラフネスのレジストパターンを形成することができる。   The total content of the repeating units (a-1) to (a-5) in the resin (A) is 10 mol% or more with respect to 100 mol% of all the repeating units in the resin (A). Preferably, it is 40-100 mol%, and it is still more preferable that it is 50-100 mol%. There exists a possibility that nano edge roughness may deteriorate that the sum total of the said content rate is less than 10 mol%. Moreover, when it is 10 mol% or more, the resist pattern of the outstanding nano edge roughness can be formed.

樹脂(A)中の繰り返し単位(a−6)の含有割合は、樹脂(A)中の全繰り返し単位100モル%に対して、60モル%以下であることが好ましく、0〜50モル%であることが更に好ましい。60モル%以下である場合には、解像性能とナノエッジラフネスとの性能のバランスに優れたレジストパターンを形成することができる。また、上記含有割合が60モル%超であると、ナノエッジラフネスが悪化するおそれがある。   The content ratio of the repeating unit (a-6) in the resin (A) is preferably 60 mol% or less, based on 100 mol% of all repeating units in the resin (A), and is 0 to 50 mol%. More preferably it is. When the amount is 60 mol% or less, a resist pattern excellent in the balance between the resolution performance and the performance of nanoedge roughness can be formed. Moreover, there exists a possibility that nano edge roughness may deteriorate that the said content rate is more than 60 mol%.

樹脂(A)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またはアニオン重合により得ることができる。また、上述した繰り返し単位(a−3)〜(a−5)における側鎖のヒドロキシスチレン単位は、得られた樹脂(A)を有機溶媒中で塩基または酸の存在下でアセトキシ基等の加水分解を行うことにより得ることができる。   Although the synthesis method of resin (A) is not specifically limited, For example, it can obtain by well-known radical polymerization or anionic polymerization. Further, the side chain hydroxystyrene units in the above-mentioned repeating units (a-3) to (a-5) are obtained by adding a resin such as an acetoxy group in the presence of a base or an acid in an organic solvent. It can be obtained by performing decomposition.

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、上述した繰り返し単位(a−1)及び(a−2)の少なくともいずれかを生成するための単量体、並びに、必要に応じて繰り返し単位(a−3)〜(a−6)を生成するための単量体を攪拌し、加熱することにより行うことができる。   The radical polymerization is, for example, for generating at least one of the repeating units (a-1) and (a-2) described above in a suitable organic solvent in a nitrogen atmosphere in the presence of a radical polymerization initiator. It can carry out by stirring and heating a monomer and the monomer for producing | generating repeating unit (a-3)-(a-6) as needed.

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、過酸化水素等を挙げることができる。   Examples of the radical polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis- (4-methoxy-). 2,4-dimethylvaleronitrile) 2,2′-azobismethylbutyronitrile, 2,2′-azobiscyclohexanecarbonitrile, cyanomethylethylazoformamide, 2,2′-azobis (2,4-dimethylpropion) Acid methyl), azo compounds such as 2,2′-azobiscyanovaleric acid; benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 1,1′-bis- (t-butylperoxy) cyclohexane, 3,5,5-trimethylhexa List organic peroxides such as noyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, hydrogen peroxide, etc. It can be.

なお、上記重合の際には、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、ヨウ素、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。   In the polymerization, a polymerization aid such as 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy, iodine, mercaptan, or styrene dimer can be added as necessary.

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設定することができるが、例えば、50〜200℃とすることができる。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、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ことが更に好ましい。   The reaction temperature in radical polymerization is not particularly limited and can be set as appropriate depending on the type of the initiator, but can be set to, 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 a temperature at which the half life of the initiator is about 30 minutes to about 10 hours. More preferably it is.

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好ましく、多くの場合0.5〜24時間程度である。   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 preferred, and in many cases is about 0.5 to 24 hours.

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、上述した繰り返し単位(a−1)及び(a−2)の少なくともいずれかを与える単量体、並びに、必要に応じて繰り返し単位(a−3)〜(a−6)を与える単量体を攪拌し、所定の温度で維持することにより行うことができる。   Anionic polymerization is, for example, a monomer that provides at least one of the above repeating units (a-1) and (a-2) in a suitable organic solvent in a nitrogen atmosphere in the presence of an anionic polymerization initiator. Moreover, it can carry out by stirring the monomer which gives repeating unit (a-3)-(a-6) as needed, and maintaining at predetermined temperature.

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を挙げることができる。   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, and the like. The organic alkali metal can be mentioned.

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設定することができる。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、−78〜30℃であることが好ましい。   The reaction temperature in the anionic polymerization is not particularly limited, and can be appropriately set 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., and preferably −78 to 30 ° C.

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好ましく、多くの場合0.5〜24時間程度である。   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 preferred, and in many cases is about 0.5 to 24 hours.

なお、樹脂(A)の合成において、重合開始剤を用いずに、加熱により重合反応を行うことや、カチオン重合を採用することもできる。   In addition, in the synthesis | combination of resin (A), without using a polymerization initiator, it can also superpose | polymerize by heating and can employ | adopt cationic polymerization.

また、樹脂(A)の側鎖を加水分解することによってヒドロキシスチレン単位を導入する場合、上記加水分解反応に用いることのできる酸としては、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;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等を挙げることができる。   In addition, when a hydroxystyrene unit is introduced by hydrolyzing the side chain of the resin (A), examples of the acid that can be 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; pyridinium p-toluenesulfonate, ammonium p -Toluenesulfonate, 4-methylpyridinium p-toluenesulfonate, etc. can be mentioned.

また、塩基としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基;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を挙げることができる。   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. be able to.

上記重合及び上記加水分解に用いることのでき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を挙げることができる。   Examples of the organic solvent that can be used for the polymerization and the 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 Aprotic polar solvents such like.

これらの中でも、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が好ましい。   Among these, acetone, methyl amyl ketone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, methanol, ethanol, propanol, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether acetate are preferable.

樹脂(A)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」と記す場合がある)は、3000〜100000であることが好ましく、3000〜40000であることが更に好ましく、3000〜25000であることが特に好ましい。   The polystyrene-converted weight average molecular weight (hereinafter sometimes referred to as “Mw”) of the resin (A) measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 3000 to 100,000, and preferably 3000 to 40000. Is more preferable, and it is especially preferable that it is 3000-25000.

また、樹脂(A)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」と記す場合がある)との比(Mw/Mn)は、1〜5であることが好ましく、1〜3であることが更に好ましく、1〜2.5であることが特に好ましい。   Further, the ratio (Mw / Mn) of the Mw of the resin (A) and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter sometimes referred to as “Mn”) measured by GPC is preferably 1 to 5, 1 to 3 is more preferable, and 1 to 2.5 is particularly preferable.

[1−2]酸発生剤(B):
酸発生剤(B)は、下記一般式(b1)で表されるものであり、リソグラフィープロセスにおいて電子線や放射線等が照射されると、酸を発生する物質である。この酸発生剤(B)から発生した酸は、感放射線性樹脂組成物に含有される樹脂(A)中の酸解離性基を解離させて(即ち、保護基を脱離させて)、樹脂(A)の一部をアルカリ可溶性とする。アルカリ可溶性となった樹脂(A)の一部は、アルカリ現像液などによって容易に除去することができるため、ポジ型のレジストパターンを容易に形成することができる。
[1-2] Acid generator (B):
The acid generator (B) is represented by the following general formula (b1), and is a substance that generates an acid when irradiated with an electron beam, radiation, or the like in a lithography process. The acid generated from the acid generator (B) dissociates the acid-dissociable group in the resin (A) contained in the radiation-sensitive resin composition (that is, releases the protective group), and the resin A part of (A) is alkali-soluble. Since a part of the resin (A) that has become alkali-soluble can be easily removed with an alkali developer or the like, a positive resist pattern can be easily formed.

(b1)
(上記一般式(b1)中、Mは1価のオニウムカチオンであり、Zは下記一般式(1−1)または(1−2)で表される一価のアニオンである。)
M + Z (b1)
(In the general formula (b1), M + is a monovalent onium cation, and Z is a monovalent anion represented by the following general formula (1-1) or (1-2).)

Figure 0005353434
(上記一般式(1−1)中、R及びRは、相互に独立に、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基であるか、或いは、R及びRが相互に結合して、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20の環状構造を形成している。上記一般式(1−2)中、R、R、及びRは、相互に独立に、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基であるか、或いは、R、R、及びRのいずれか2つが相互に結合して、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20の環状構造を形成しており、残りの1つが、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基である。)
Figure 0005353434
(In the general formula (1-1), R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom, or R 1 and R 2 2 are bonded to each other to form a cyclic structure having 1 to 20 carbon atoms, which is substituted with at least one fluorine atom, wherein R 3 , R 4 , and R 5 in the general formula (1-2). Are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom, or any two of R 3 , R 4 and R 5 are bonded to each other, A cyclic structure having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom is formed, and the remaining one is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom.)

一般式(b1)中のMは、1価のオニウムカチオンである限り特に制限はなく、例えば、O、S、Se、N、P、As、Sb、Cl、Br、I等のオニウムカチオンを挙げることができる。これらの中でも、更に良好な感度を得るために、S、Iのオニウムカチオン、即ち、スルホニウムカチオンまたはヨードニウムカチオンであることが好ましい。 M + in the general formula (b1) is not particularly limited as long as it is a monovalent onium cation. For example, onium cations such as O, S, Se, N, P, As, Sb, Cl, Br, and I Can be mentioned. Among these, in order to obtain better sensitivity, onium cations of S and I, that is, sulfonium cations or iodonium cations are preferable.

で表される1価のオニウムカチオンの具体例としては、下記一般式(3)、(4)で表されるものなどを挙げることができる。 Specific examples of the monovalent onium cation represented by M + include those represented by the following general formulas (3) and (4).

Figure 0005353434
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Figure 0005353434
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一般式(3)中、R22、R23、及びR24は、相互に独立に、置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または置換されていてもよい炭素数6〜18のアリール基であるか、或いは、R22、R23、及びR24のいずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子とともに環状構造を形成しており、残りの1つが置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または置換されていてもよい炭素数6〜18のアリール基である。 In General Formula (3), R 22 , R 23 , and R 24 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms that may be substituted, or are substituted. Or an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, or any two of R 22 , R 23 , and R 24 are bonded to each other to form a cyclic structure together with the sulfur atom in the formula, and the rest Is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted, or an aryl group having 6 to 18 carbon atoms which may be substituted.

一般式(4)中、R25及びR26は、相互に独立に、置換されていてもよい炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または置換されていてもよい炭素数6〜18のアリール基であるか、或いは、R25及びR26が相互に結合して式中のヨウ素原子とともに環状構造を形成している。 In General Formula (4), R 25 and R 26 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted, or an optionally substituted carbon number. 6 to 18 aryl groups, or R 25 and R 26 are bonded to each other to form a cyclic structure together with the iodine atom in the formula.

で表される1価のオニウムカチオンの部分は、例えば、Advances in Polymer Sciences,Vol.62,p.1−48(1984)に記載されている公知の方法に準じて製造することができる。1価のオニウムカチオンの具体例としては、下記式(5−1)〜(5−71)で表されるスルホニウムカチオン、下記式(6−1)〜(6−41)で表されるヨードニウムカチオン等を挙げることができる。 The monovalent onium cation moiety represented by M + is described in, for example, Advances in Polymer Sciences, Vol. 62, p. 1-48 (1984). Specific examples of the monovalent onium cation include a sulfonium cation represented by the following formulas (5-1) to (5-71) and an iodonium cation represented by the following formulas (6-1) to (6-41). Etc.

Figure 0005353434
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上述した1価のオニウムカチオンの中でも、式(5−1)、式(5−2)、式(5−6)、式(5−8)、式(5−13)、式(5−19)、式(5−25)、式(5−27)、式(5−29)、式(5−30)、式(5−31)、式(5−51)、式(5−54)式(5−62)、式(5−63)、式(5−64)、式(5−65)、式(5−66)、式(5−67)、式(5−68)、式(5−69)、式(5−70)、式(5−71)で表されるスルホニウムカチオン;式(6−1)、式(6−11)、式(6−40)、式(6−41)で表されるヨードニウムカチオンが好ましく、これらのカチオンであると、良好な感度を有するため好ましい。   Among the monovalent onium cations described above, Formula (5-1), Formula (5-2), Formula (5-6), Formula (5-8), Formula (5-13), Formula (5-19) ), Formula (5-25), formula (5-27), formula (5-29), formula (5-30), formula (5-31), formula (5-51), formula (5-54) Formula (5-62), Formula (5-63), Formula (5-64), Formula (5-65), Formula (5-66), Formula (5-67), Formula (5-68), Formula (5-69), formula (5-70), sulfonium cation represented by formula (5-71); formula (6-1), formula (6-11), formula (6-40), formula (6) The iodonium cation represented by -41) is preferable, and these cations are preferable because they have good sensitivity.

また、Zは、一般式(1−1)または(1−2)で表される一価のアニオンであり、一般式(1−1)または(1−2)中、R〜Rの、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、ジフルオロエチル基、ナノフルオロブチル基、テトラフルオロエチレン基、ヘキサフルオロプロピレン基、オクタフルオロブチレン基などを挙げることができる。 Z is a monovalent anion represented by the general formula (1-1) or (1-2), and R 1 to R 5 in the general formula (1-1) or (1-2). Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom include trifluoromethyl group, difluoroethyl group, nanofluorobutyl group, tetrafluoroethylene group, hexafluoropropylene group, octafluoro A butylene group can be exemplified.

酸発生剤(B)の具体例としては、例えば、下記式(7−1)〜(7−9)で表される化合物などを挙げることができる。これらの中でも、良好なナノエッジラフネスを得るためには、式(7−1)、(7−2)、(7−4)、(7−5)、(7−6)、(7−7)で表される化合物が好ましい。   Specific examples of the acid generator (B) include compounds represented by the following formulas (7-1) to (7-9). Among these, in order to obtain good nano edge roughness, the formulas (7-1), (7-2), (7-4), (7-5), (7-6), (7-7) ) Is preferred.

Figure 0005353434
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酸発生剤(B)の含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、0.1〜40質量部であることが好ましく、0.5〜30質量部であることが更に好ましい。上記含有量が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、40質量部超であると、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。   The content of the acid generator (B) is preferably 0.1 to 40 parts by mass and more preferably 0.5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (A). There exists a possibility that a sensitivity and developability may fall that the said content is less than 0.1 mass part. On the other hand, if it exceeds 40 parts by mass, transparency to radiation, pattern shape, heat resistance and the like may be reduced.

[1−3]酸増殖剤(C):
酸増殖剤(C)は、一般式(c1)で表される化合物であり、酸の作用により連鎖反応的に酸を発生する化合物である。別言すると、酸増殖剤(C)は、一次的に発生した(存在する)酸の作用により分解されて、その一時的に発生した酸より更に多くの酸を二次的に発生し、全体としてより多くの(上述した一時的に発生した酸より多くの)酸を発生させることが可能な化合物である。
[1-3] Acid proliferating agent (C):
The acid proliferating agent (C) is a compound represented by the general formula (c1), and is a compound that generates an acid in a chain reaction by the action of an acid. In other words, the acid proliferating agent (C) is decomposed by the action of the primary (present) acid, and secondarily generates more acid than the temporarily generated acid. As a compound capable of generating more acid (more than the temporarily generated acid described above).

本発明の感放射線性樹脂組成物は、上記酸増殖剤(C)を含有することによって、形成したレジスト被膜中の、放射線が照射された部分(露光部分)の全体に渡って大量の酸が発生する。このように露光部分に大量に酸が発生することによって、露光部分中の樹脂(A)の酸解離性基が均一に解離することになる。そのため、形成されるレジスト被膜は、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができる。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention contains the acid proliferating agent (C), so that a large amount of acid is present over the entire portion (exposed portion) irradiated with radiation in the formed resist film. Occur. Thus, when an acid generate | occur | produces in large quantities in an exposed part, the acid dissociable group of resin (A) in an exposed part will dissociate uniformly. Therefore, the formed resist film can form a resist pattern excellent in nano edge roughness.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、上述した所定の酸発生剤(B)と酸増殖剤(C)を含有することによって、これらの作用が相俟って優れた感度を有するレジスト被膜を形成することができる。更に、解像度に優れたレジスト被膜を形成可能である。そのため、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することができる。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention contains a predetermined acid generator (B) and an acid multiplier (C) described above, thereby forming a resist film having excellent sensitivity in combination with these actions. Can be formed. Furthermore, it is possible to form a resist film with excellent resolution. Therefore, a resist pattern excellent in nano edge roughness can be formed.

Figure 0005353434
(上記一般式(c1)中、Aは、単結合、下記式(2−1)、下記式(2−2)、または下記式(2−3)で表される基である。Rは、水素原子、炭素数1〜25の炭化水素基である。Rは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜25の炭化水素基である。)
Figure 0005353434
In (the above general formula (c1), A is a single bond, the following formulas (2-1), a is .R 6 is a group represented by the following formula (2-2), or the following formula (2-3) , A hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms, and R 7 is a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom.)

Figure 0005353434
Figure 0005353434

一般式(c1)中、Aは、上述したように、単結合、式(2−1)、式(2−2)、または式(2−3)で表される基であり、更に良好な感度を得る(即ち、酸増殖剤(C)が酸の作用によって容易に分解される)ためには、単結合または上記一般式(2−1)で表される基が好ましく、単結合であることが更に好ましい。   In general formula (c1), as described above, A is a single bond, a group represented by formula (2-1), formula (2-2), or formula (2-3), and is even better. In order to obtain sensitivity (that is, the acid proliferating agent (C) is easily decomposed by the action of an acid), a single bond or a group represented by the general formula (2-1) is preferable, and is a single bond. More preferably.

一般式(c1)中のRは、上述したように、水素原子または炭素数1〜25の炭化水素基であり、更に良好な感度を得るためには、水素原子であることが好ましい。 As described above, R 6 in the general formula (c1) is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms, and is preferably a hydrogen atom in order to obtain better sensitivity.

一般式(c1)中のRの炭素数1〜25の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、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を挙げることができる。これらの中でも、更に良好な感度を得るためには、水素原子、メチル基、エチル基、n−ブチル基、t−ブチル基が好ましく、水素原子、t−ブチル基が好ましい。 Examples of the hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms of R 6 in the general formula (c1) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and a 2-methylpropyl group. A linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms such as 1-methylpropyl group and t-butyl group; methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group And linear or branched alkoxyl groups having 1 to 12 carbon atoms such as 2-methylpropoxy group, 1-methylpropoxy group and t-butoxy group. Among these, in order to obtain better sensitivity, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, and a t-butyl group are preferable, and a hydrogen atom and a t-butyl group are preferable.

一般式(c1)中のRのフッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜25の炭化水素基としては、脂肪族基、芳香族基、複素環基等を挙げることができる。脂肪族基としては、鎖状または環状(架橋炭素環状を含む)のアルキル基、鎖状または環状(架橋炭素環状を含む)のアルケニル基などを挙げることができる。脂肪族基の炭素数は、1〜12であることが好ましく、1〜8であることが更に好ましい。芳香族基としては、単環構造であってもよいし、多環構造であってもよく、具体的には、アリール基、アリールアルキル基などを挙げることができる。 The hydrocarbon group of the general formula (c1) in R 7 fluorine atoms good 25 carbon atoms optionally substituted by, may be mentioned aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group. Examples of the aliphatic group include a chain or cyclic (including bridged carbocyclic) alkyl group, a chain or cyclic (including bridged carbocyclic) alkenyl group, and the like. The aliphatic group preferably has 1 to 12 carbon atoms, and more preferably 1 to 8 carbon atoms. The aromatic group may be a monocyclic structure or a polycyclic structure, and specific examples include an aryl group and an arylalkyl group.

脂肪族基及び芳香族基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アシル基、ヘキシル基、ビニル基、プロピル基、アリール基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、ビシクロ炭化水素基、トリシクロ炭化水素基、フェニル基、トリル基、ベンジル基、フェネチル基、ナフチル基、ナフチルメチル基及びそれらの置換体を挙げることができる。置換体としては、トリフルオロメチル基、ノナフルオロブチル基を挙げることができる。   Specific examples of the aliphatic group and the aromatic group include, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an acyl group, a hexyl group, a vinyl group, a propyl group, an aryl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, and a bicyclo group. Examples thereof include a hydrocarbon group, a tricyclohydrocarbon group, a phenyl group, a tolyl group, a benzyl group, a phenethyl group, a naphthyl group, a naphthylmethyl group, and substituted products thereof. Examples of the substituent include a trifluoromethyl group and a nonafluorobutyl group.

複素環基としては、単環構造であってもよいし、多環構造であってもよく、従来公知の各種の複素環化合物から誘導されるものなどを挙げることができる。具体的には、各種の複素環化合物に由来する1価の基、例えば、フラン、ピロール、ベンゾフラン、インドール、カルバゾール等の1つのヘテロ原子を含む五員環化合物とその縮合環化合物、オキサゾール、ピラゾール等の2つのヘテロ原子を含む五員環化合物とその縮合環化合物、ピラン、ピロン、クマリン、ピリジン、キノリン、イソキノリン、アクリジン等の1つのヘテロ原子を含む六員環化合物とその縮合環化合物、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、フタルジン等の2つのヘテロ原子を含む六員環化合物とその縮合環化合物等を挙げることができる。   The heterocyclic group may be a monocyclic structure or a polycyclic structure, and examples thereof include those derived from various conventionally known heterocyclic compounds. Specifically, monovalent groups derived from various heterocyclic compounds, for example, five-membered ring compounds containing one heteroatom such as furan, pyrrole, benzofuran, indole, carbazole and the like, condensed ring compounds thereof, oxazole, pyrazole 5-membered ring compounds containing two heteroatoms such as, and condensed ring compounds thereof, pyran, pyrone, coumarin, pyridine, quinoline, isoquinoline, acridine, etc., six-membered ring compounds and condensed ring compounds thereof, pyridazine , Pyrimidine, pyrazine, phthalazine and the like, and six-membered ring compounds containing two heteroatoms and condensed ring compounds thereof.

酸増殖剤(C)は、ジオール化合物に、スルホン酸のハロゲン化物を反応させることによって合成することができる。上記ジオール化合物としては、シス、トランスの2つの異性体があるが、シス異性体の方が熱的により安定であるため好適に用いることができる。なお、酸増殖剤(C)は、酸が共存しない限り安定に保存することができる。   The acid proliferating agent (C) can be synthesized by reacting a diol compound with a halide of sulfonic acid. The diol compound has two isomers, cis and trans. The cis isomer can be preferably used because it is more thermally stable. The acid proliferating agent (C) can be stably stored as long as no acid is present.

一般式(c1)で表される化合物(酸増殖剤(C))としては、上述した一般式(c1−1)で表される化合物であることが好ましい。このような化合物であると、特に良好な感度を得ることができる。また、熱的に安定であるという利点がある。   The compound represented by the general formula (c1) (acid proliferating agent (C)) is preferably a compound represented by the general formula (c1-1) described above. With such a compound, particularly good sensitivity can be obtained. There is also an advantage that it is thermally stable.

酸増殖剤(C)としては、具体的には、下記式(8−1)〜(8−11)で表される化合物等を挙げることができる。これらの中でも、更に良好な感度を得るためには、式(8−1)、(8−4)、(8−8)、(8−9)、(8−10)、(8−11)で表される化合物が好ましい。   Specific examples of the acid proliferating agent (C) include compounds represented by the following formulas (8-1) to (8-11). Among these, in order to obtain better sensitivity, the formulas (8-1), (8-4), (8-8), (8-9), (8-10), (8-11) The compound represented by these is preferable.

Figure 0005353434
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Figure 0005353434
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酸増殖剤(C)の含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、30質量部以下であることが好ましく、5〜25質量部であることが更に好ましく、5〜20質量部であることが特に好ましい。上記含有量が30質量部超であると、形成したレジスト被膜の感度や露光部の現像性が低下するおそれがある。なお、5質量部未満である場合、感度が十分には向上されないおそれがある。   The content of the acid proliferating agent (C) is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 5 to 25 parts by mass, and 5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (A). It is particularly preferred. There exists a possibility that the sensitivity of the formed resist film and the developability of an exposure part may fall that the said content is more than 30 mass parts. In addition, when it is less than 5 mass parts, there exists a possibility that a sensitivity may not fully be improved.

[1−4]酸拡散制御剤(D):
本発明の感放射線性樹脂組成物は、酸拡散制御剤(D)を更に含有することが好ましい。酸拡散制御剤(D)は、露光により酸発生剤(B)から生じる酸の、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。
[1-4] Acid diffusion controller (D):
The radiation sensitive resin composition of the present invention preferably further contains an acid diffusion controller (D). The acid diffusion controller (D) is a component having an action of controlling a diffusion phenomenon in the resist film of an acid generated from the acid generator (B) by exposure and suppressing an undesirable chemical reaction in a non-exposed region.

このような酸拡散制御剤(D)を含有させることにより、得られる感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性が向上する。また、形成したレジスト被膜の解像度が更に向上するとともに、露光後、加熱処理を行う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樹脂組成物が得られる。   By containing such an acid diffusion controller (D), the storage stability of the resulting radiation-sensitive resin composition is improved. In addition, the resolution of the formed resist film is further improved, and changes in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) after exposure until heat treatment can be suppressed, thereby improving process stability. An extremely excellent radiation sensitive resin composition can be obtained.

酸拡散制御剤(D)としては、例えば、含窒素有機化合物または感光性塩基性化合物を挙げることができる。   Examples of the acid diffusion controller (D) include nitrogen-containing organic compounds and photosensitive basic compounds.

上記含窒素有機化合物としては、例えば、下記一般式(9)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。   Examples of the nitrogen-containing organic compound include a compound represented by the following general formula (9) (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (i)”), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule (hereinafter referred to as “ 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 0005353434
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一般式(9)中、R27は、相互に独立に、水素原子、置換されていてもよい、直鎖状、分岐状若しくは環状アルキル基、置換されていてもよいアリール基、または置換されていてもよいアラルキル基である。 In the general formula (9), R 27 are independently of each other a hydrogen atom, an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group, an optionally substituted aryl group, or a substituted group. An aralkyl group that may be used.

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;   Examples of the nitrogen-containing compound (i) include mono (cyclo) alkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, cyclohexylamine; di-n- Butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine, cyclohexylmethylamine, dicyclohexylamine, etc. Di (cyclo) alkylamines;

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を挙げることができる。   Triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri -Tri (cyclo) alkylamines such as n-decylamine, cyclohexyldimethylamine, methyldicyclohexylamine, and 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 , - and aromatic amine such as diisopropyl aniline.

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を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing compound (ii) include ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, and 4,4′-diaminodiphenylether. 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-aminophenyl) ) -1-methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methyl ester 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.

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を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing compound (iii) include polyethyleneimine, polyallylamine, 2-dimethylaminoethylacrylamide polymer, and the like.

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、   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-hydroxypiperidine Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, Nt-butoxycarbonyl Perazine,

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、   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 Nt such as butoxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole, etc. -In addition to butoxycarbonyl group-containing amino compounds,

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)等を挙げることができる。   Formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-acetyl-1-adamantylamine, isocyanuric An acid tris (2-hydroxyethyl) etc. can be mentioned.

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を挙げることができる。   Examples of urea compounds include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n-butylthiourea. Etc.

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]オクタン等を好適例として挙げることができる。   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-phenylpyridine , Nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxyquinoline, acridine, pyridines such as 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine; piperazine, 1- (2-hydroxyethyl ) In addition to piperazines such as piperazine, Gin, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, piperidine ethanol, 3-piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4-methylmorpholine, 1- (4-morpholinyl) ethanol, 4-acetylmorpholine, 3 Preferred examples include-(N-morpholino) -1,2-propanediol, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, and the like.

感光性塩基性化合物は、露光領域において中性の断片に効率よく分解するとともに、未露光部では分解せずにそのまま残る感光性の成分である。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、露光部分(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、感度を更に向上させることができる。   The photosensitive basic compound is a photosensitive component that efficiently decomposes into neutral fragments in the exposed area and remains as it is without being decomposed in the unexposed area. Since such a photosensitive basic compound can effectively use an acid generated in an exposed portion (that is, an exposed region) as compared with a non-photosensitive basic compound, the sensitivity can be further improved. .

感光性塩基性化合物としては、上記性質を有する限り、特に制限されないが、例えば、下記一般式(10−1)、(10−2)で表される化合物などを挙げることができる。   Although it will not restrict | limit especially as long as it has the said property as a photosensitive basic compound, For example, the compound etc. which are represented by the following general formula (10-1), (10-2) can be mentioned.

Figure 0005353434
Figure 0005353434

上記一般式(10−1)中、R28〜R30は、相互に独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、または置換されていてもよい脂環式炭化水素基であり、Aは、OH、R31−、R31COOである(但し、R31は1価の有機基である)。また、上記一般式(10−2)中、R32及びR33は、相互に独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1〜10のアルキル基、または置換されていてもよい脂環式炭化水素基であり、Aは、OH、R34、R34COOである(但し、R34は1価の有機基である)。 In the general formula (10-1), R 28 to R 30 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an optionally substituted group. an alicyclic hydrocarbon group, a - is, OH -, R 31-, R 31 COO - is (wherein, R 31 is a monovalent organic group). In the general formula (10-2), R 32 and R 33 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted atom. a and, a also alicyclic hydrocarbon groups - is, OH -, R 34 O - , R 34 COO - is (wherein, R 34 is a monovalent organic group).

28〜R30、R32及びR33の置換されていてもよい炭素数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、フッ素原子、メトキシ基、t−ブトキシ基、t−ブトキシカルボニルメチルオキシ基等を挙げることができる。これらの中でも、水素原子、tert−ブチル基が好ましい。 Examples of the optionally substituted alkyl group of R 28 to R 30 , R 32 and R 33 include a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, and trifluoromethyl. Group, fluorine atom, methoxy group, t-butoxy group, t-butoxycarbonylmethyloxy group and the like. Among these, a hydrogen atom and a tert-butyl group are preferable.

28〜R30、R32及びR33の置換されていてもよい脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロヘキシル基、シクロペンチル基などを挙げることができる。 Examples of the alicyclic hydrocarbon group which may be substituted for R 28 to R 30 , R 32 and R 33 include a cyclohexyl group and a cyclopentyl group.

また、R31及びR34の1価の有機基としては、例えば、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などを挙げることができる。 The monovalent organic group for R 31 and R 34, for example, an alkyl group which may be substituted, and the like aryl group which may be substituted.

上記Aとしては、OH、CHCOO、下記式(11−1)〜(11−5)で表される化合物が好ましい。 The A - The, OH -, CH 3 COO - , a compound represented by the following formula (11-1) to (11-5) are preferable.

Figure 0005353434
Figure 0005353434

感光性塩基性化合物としては、具体的には、トリフェニルスルホニウム化合物(上記一般式(10−1)で表される化合物)であって、そのアニオン部(A)がOH、CHCOO、式(11−2)で表される化合物、式(11−3)で表される化合物、式(11−4)で表される化合物が好ましい。 Specifically, the photosensitive basic compound is a triphenylsulfonium compound (a compound represented by the above general formula (10-1)), and an anion portion (A ) thereof is OH , CH 3 COO. -, the compound represented by formula (11-2), the compound represented by formula (11-3), the compound represented by formula (11-4) is preferable.

なお、上記酸拡散制御剤(D)は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。   In addition, the said acid diffusion control agent (D) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

酸拡散制御剤(D)の配合量は、樹脂(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、0.001〜10質量部であることが更に好ましく、0.005〜5質量部であることが特に好ましい。上記配合量が15質量部超であると、形成したレジスト被膜の感度や露光部の現像性が低下するおそれがある。なお、0.001質量部未満であると、プロセス条件によっては、形成したレジスト被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。   The compounding amount of the acid diffusion controller (D) is preferably 15 parts by mass or less, more preferably 0.001 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (A), and 0.005. It is especially preferable that it is -5 mass parts. When the amount is more than 15 parts by mass, the sensitivity of the formed resist film and the developability of the exposed part may be deteriorated. If the 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.

[1−5]その他の成分:
本発明の感放射線性樹脂組成物は、上述した樹脂(A)、酸発生剤(B)、酸増殖剤(C)及び酸拡散制御剤(D)以外に、その他の成分として、溶剤や各種の添加剤を更に配合することができ、上記添加剤としては、例えば、界面活性剤、増感剤、脂肪族添加剤、染料、顔料、接着助剤、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。
[1-5] Other components:
In addition to the resin (A), acid generator (B), acid proliferation agent (C) and acid diffusion controller (D) described above, the radiation sensitive resin composition of the present invention includes a solvent and various components as other components. The additive may be further blended, and examples of the additive include surfactants, sensitizers, aliphatic additives, dyes, pigments, adhesion aids, alkali-soluble polymers, and acid-dissociable protection. Examples thereof include a low molecular weight alkali solubility control agent having a group, an antihalation agent, a storage stabilizer, and an antifoaming agent.

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 is preferred.

溶剤の配合量は、感放射線性樹脂組成物の全固形分濃度が、1〜70質量%となる量であることが好ましく、1〜15質量%となる量であることが更に好ましく、1〜10質量%となる量であることが特に好ましい。上記配合量が1質量%未満であると、粘度が高すぎるため、塗工が困難になるおそれがある。一方、70質量%超であると、十分な厚さのレジスト被膜を形成することが困難になるおそれがある。   The blending amount of the solvent is preferably such that the total solid content concentration of the radiation-sensitive resin composition is 1 to 70% by mass, more preferably 1 to 15% by mass. It is particularly preferable that the amount be 10% by mass. When the blending amount is less than 1% by mass, the viscosity is too high, so that coating may be difficult. On the other hand, if it exceeds 70% by mass, it may be difficult to form a resist film having a sufficient thickness.

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。   A surfactant is a component that exhibits an effect of improving coating properties, striation, 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.

界面活性剤の配合量は、樹脂(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。   It is preferable that the compounding quantity of surfactant is 0.001-2 mass parts with respect to 100 mass parts of resin (A).

増感剤は、放射線のエネルギーを吸収し、吸収したエネルギーを酸発生剤(B)に伝達して酸の生成量を増加させる作用を有するものであり、感放射線性樹脂組成物のみかけの感度を向上させる効果を有するものである。   The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the absorbed energy to the acid generator (B) to increase the amount of acid produced. The apparent sensitivity of the radiation-sensitive resin composition. It has the effect of improving.

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。なお、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。   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.

増感剤の配合量は、樹脂(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。   It is preferable that the compounding quantity of a sensitizer is 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of resin (A).

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。   The alicyclic additive is a component having an action of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to the substrate, and the like.

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;   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;

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。 Deoxycholate t-butyl, deoxycholate t-butoxycarbonylmethyl, deoxycholate 2-ethoxyethyl, deoxycholate 2-cyclohexyloxyethyl, deoxycholate 3-oxocyclohexyl, deoxycholate tetrahydropyranyl, deoxychol Deoxycholic acid esters such as acid mevalonolactone ester; t-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid, 2-cyclohexyloxyethyl lithocholic acid, 3-oxocyclohexyl lithocholic acid, lithol Lithocholic acid esters such as tetrahydropyranyl acid, lithocholic acid mevalonolactone ester; dimethyl adipate, diethyl adipate, dipropyl adipate, di-n-adipate Chill, 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.

なお、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。   In addition, these alicyclic additives may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

脂環族添加剤の配合量は、樹脂(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。上記配合量が20質量部超であると、形成したレジスト被膜の耐熱性が低下するおそれがある。   It is preferable that the compounding quantity of an alicyclic additive is 0.5-20 mass parts with respect to 100 mass parts of resin (A). There exists a possibility that the heat resistance of the formed resist film may fall that the said compounding quantity is more than 20 mass parts.

染料、顔料は、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ものである。また、接着助剤は、レジスト被膜と基板との接着性を改善するためのものである。   The dyes and pigments can visualize the latent image of the exposed area and reduce the influence of halation during exposure. Further, the adhesion assistant is for improving the adhesion between the resist film and the substrate.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、例えば、上述した樹脂(A)、酸発生剤(B)、酸増殖剤(C)、酸拡散制御剤(D)、及び、その他の成分(溶剤を除く)を溶剤と混合し、溶剤に均一に溶解して調製することができる。このとき、全固形分濃度が上記範囲となるように調節することが好ましい。そして、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。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention includes, for example, the above-described resin (A), acid generator (B), acid proliferation agent (C), acid diffusion controller (D), and other components (solvents). And the like can be mixed with a solvent and uniformly dissolved in the solvent. At this time, it is preferable to adjust so that the total solid content concentration falls within the above range. And after preparing in this way, it is preferable to filter with a filter with a pore diameter of about 0.2 μm, for example.

[2]感放射線性樹脂組成物の使用方法:
本発明の感放射線性樹脂組成物は、化学増幅型ポジ型レジスト被膜を成膜可能な材料として有用である。そして、この化学増幅型ポジ型レジスト被膜は、所望の形状のパターン(ポジ型のレジストパターン)を形成することができるものである。具体的には、上記化学増幅型ポジ型レジスト被膜は、露光されると、含有する酸発生剤(B)から酸が発生し、発生した酸の作用によって、樹脂(A)中の酸解離性基が脱離するため、この樹脂(A)がアルカリ可溶性となる。そのため、レジスト被膜にアルカリ可溶性部位が生じ、このアルカリ可溶性部位をアルカリ現像液によって溶解、除去することによって所望の形状のレジストパターンが形成されたレジスト被膜を得ることができる。以下、更に具体的に説明する。
[2] Method of using radiation-sensitive resin composition:
The radiation sensitive resin composition of the present invention is useful as a material capable of forming a chemically amplified positive resist film. The chemically amplified positive resist film can form a pattern having a desired shape (positive resist pattern). Specifically, when the chemically amplified positive resist film is exposed, an acid is generated from the contained acid generator (B), and the acid dissociation in the resin (A) is caused by the action of the generated acid. Since the group is eliminated, the resin (A) becomes alkali-soluble. Therefore, an alkali-soluble part is generated in the resist film, and a resist film in which a resist pattern having a desired shape is formed by dissolving and removing the alkali-soluble part with an alkali developer. More specific description will be given below.

本発明の感放射線性樹脂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樹脂組成物を基板上に塗布することよってレジスト被膜を形成する。感放射線性樹脂組成物としては、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。基板としては、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を用いることができる。感放射線性樹脂組成物を塗布する方法としては、従来公知の方法を適宜採用することができ、具体的には、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等を挙げることができる。   In order to form a resist pattern using the radiation sensitive resin composition of the present invention, first, a resist film is formed by applying the radiation sensitive resin composition of the present invention on a substrate. As the radiation-sensitive resin composition, for example, as described above, after adjusting the total solid content concentration, it can be filtered with a filter having a pore diameter of about 0.2 μm. As the substrate, for example, a silicon wafer, a wafer coated with aluminum, or the like can be used. As a method for applying the radiation-sensitive resin composition, conventionally known methods can be appropriately employed, and specific examples include spin coating, cast coating, roll coating, and the like.

その後、場合によっては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。   Thereafter, in some cases, heat treatment (hereinafter referred to as “PB”) may be performed at a temperature of about 70 to 160 ° C.

次に、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、感放射線性樹脂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。なお、この露光においては、液浸露光とすることもできる。   Next, this 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 composition of the radiation-sensitive resin composition, the type of additive, and the like. This exposure can also be immersion exposure.

なお、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、樹脂(A)中の酸解離性基の脱離を更に円滑に進行させることが可能となる。PEBの加熱条件は、感放射線性樹脂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、50〜170℃であることが更に好ましい。   Note that heat treatment (hereinafter referred to as “PEB”) is preferably performed after the exposure. By this PEB, it is possible to further smoothly proceed with elimination of the acid dissociable group in the resin (A). The heating condition of PEB can be appropriately selected depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but is preferably 30 to 200 ° C, and more preferably 50 to 170 ° C.

本発明においては、感放射線性樹脂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、基板上に有機系また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。なお、これらの技術は併用することができる。   In the present invention, in order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12452 (Japanese Patent Laid-Open No. 59-93448) and the like, An organic or inorganic antireflection film can be formed thereon. 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.

次に、露光されたレジスト被膜を現像する。このように現像することによって、所定のレジストパターンを得ることができる。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1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. By developing in this way, a predetermined resist pattern can be obtained. 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- [4.3.0] An alkaline aqueous solution in which at least one of alkaline compounds such as 5-nonene is dissolved is preferable.

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%超であると、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、具体的には、pH8〜14であることが好ましく、pH9〜14であることが更に好ましい。   The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 10% by mass or less. If the concentration of the alkaline aqueous solution is more than 10% by mass, the unexposed area may be dissolved in the developer. Further, specifically, the developer preferably has a pH of 8 to 14, and more preferably a pH of 9 to 14.

上記現像液には、例えば、有機溶媒を添加することもできる。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。   For example, an organic solvent can be added to the developer. Examples of organic solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol Alcohols such as i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol and 1,4-hexanedimethylol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Examples thereof include 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体積部以下であることが好ましい。上記配合量が100体積部超であると、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、現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。   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. If the blending amount is more than 100 parts by volume, the developability is lowered, and there is a possibility that the undeveloped residue in the exposed part increases. An appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer.

なお、アルカリ性水溶液からなる現像液によって現像した後は、水で洗浄して乾燥することもできる。   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、本発明を実施例及び比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。なお、実施例の記載における「部」及び「%」は、特記しない限り質量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to these Examples and a comparative example. In the description of Examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

[Mw,Mn及び分散度(Mw/Mn)の測定]:
Mw及びMnの測定は、東ソー社製の「GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本、G4000HXL1本)」を用い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶剤としてテトラヒドロフラン、カラム温度を40℃とする分析条件で行い、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、上記測定結果より算出した。
[Measurement of Mw, Mn and degree of dispersion (Mw / Mn)]:
Mw and Mn were measured using “GPC columns (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL)” manufactured by Tosoh Corporation, a flow rate of 1.0 ml / min, tetrahydrofuran as an eluting solvent, and a column temperature of 40 ° C. And measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard. Further, the dispersity (Mw / Mn) was calculated from the above measurement results.

13C−NMR分析]:
13C−NMR分析は、日本電子社製の型式「JNM−EX270」を用いた。
[ 13 C-NMR analysis]:
For the 13 C-NMR analysis, a model “JNM-EX270” manufactured by JEOL Ltd. was used.

[感度(L/S)]:
露光量を変化させながら、ライン部と隣り合うライン部によって形成されるスペース部(即ち、溝部)からなるレジストパターン(いわゆる、ライン・アンド・スペースパターン(1L1S))を形成した。このとき、ライン部とスペース部の線幅を1対1(具体的には、線幅150nmのライン部と線幅150nmのスペース部)とするような露光量を最適露光量とし、この最適露光量を、感度の基準として評価した。
[Sensitivity (L / S)]:
While changing the exposure amount, a resist pattern (so-called line and space pattern (1L1S)) composed of a space portion (that is, a groove portion) formed by a line portion adjacent to the line portion was formed. At this time, an exposure amount that makes the line width between the line portion and the space portion one to one (specifically, a line portion with a line width of 150 nm and a space portion with a line width of 150 nm) is an optimum exposure amount, and this optimum exposure is performed. Quantity was evaluated as a measure of sensitivity.

図1は、ライン・アンド・スペースパターンを上方から見た際の模式的な平面図である。また、図2は、図1に示すA−A’断面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、実際より誇張して描いている。   FIG. 1 is a schematic plan view when a line and space pattern is viewed from above. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the A-A ′ cross section shown in FIG. 1. However, the unevenness shown in FIGS. 1 and 2 is drawn exaggerated from the actual.

[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)を形成し、その後、ライン・アンド・スペースパターンのライン部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、ライン部の横側面のうち、最も突出した凸部分の高さを測定した。具体的には、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被膜のライン部2の横側面2aに生じた最も著しい凸部分における線幅(図1中、「X」で示す)と、設計線幅150nmとの差(図1及び図2に示す「ΔCD」)を、CD−SEM(日立ハイテクノロジーズ社製、「S−9220」)にて測定した。この測定値をナノエッジラフネスの評価値とした。
[Nano edge roughness]:
A line and space pattern (1L1S) having a design line width of 150 nm is formed, and then the line portion of the line and space pattern is scanned with a scanning electron microscope for semiconductors (high resolution FEB measuring device, trade name “S-9220”). , Manufactured by Hitachi, Ltd.), and the height of the most protruding convex portion of the lateral side surface of the line portion was measured. Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the line width (“X” in FIG. 1) at the most prominent convex portion formed on the lateral surface 2a of the line portion 2 of the resist film formed on the silicon wafer 1 is obtained. And a design line width of 150 nm (“ΔCD” shown in FIGS. 1 and 2) were measured by CD-SEM (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, “S-9220”). This measured value was used as an evaluation value of nano edge roughness.

[解像度(L/S)]:
上記[感度(L/S)]の評価で形成したライン・アンド・スペースパターンのライン部の線幅のうち、最小の線幅(nm)を解像度の評価値とした。
[Resolution (L / S)]:
Of the line widths of the line portions of the line-and-space pattern formed in the evaluation of [sensitivity (L / S)], the minimum line width (nm) was used as the evaluation value of resolution.

(合成例1)樹脂(A−1)の合成:
p−アセトキシスチレン56g、下記式(M−1)で表される化合物(単量体)44g、アゾビスイソブチロニトリル(以下、「AIBN」という)4g、及びt−ドデシルメルカプタン1gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解した後、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1000g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を加えた後、更に、メタノール150g、トリエチルアミン35g及び水7g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150gに溶解した後、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。
(Synthesis Example 1) Synthesis of Resin (A-1):
56 g of p-acetoxystyrene, 44 g of a compound (monomer) represented by the following formula (M-1), 4 g of azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as “AIBN”), and 1 g of t-dodecyl mercaptan are mixed with propylene. After dissolving in 100 g of glycol monomethyl ether, the 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 1000 g of n-hexane to coagulate and purify the resulting copolymer. Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added to the copolymer, and then 150 g of methanol, 35 g of triethylamine and 7 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 150 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.

Figure 0005353434
Figure 0005353434

得られた共重合体は、Mwが11000、Mw/Mnが2.0、13C−NMR分析の結果、p−ヒドロキシスチレン及び化合物(M−1)に由来する各繰り返し単位の含有比(モル比)が65:35の共重合体であった。以下、この共重合体を、樹脂(A−1)とする。 As for the obtained copolymer, Mw is 11000, Mw / Mn is 2.0, and as a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio (mol) of each repeating unit derived from p-hydroxystyrene and the compound (M-1). The ratio) was a 65:35 copolymer. Hereinafter, this copolymer is referred to as “resin (A-1)”.

(合成例2)樹脂(A−2)の合成:
p−アセトキシスチレン55g、下記式(M−2)で表される化合物(単量体)45g、AIBN4g及びt−ドデシルメルカプタン1gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解した後、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1000g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を加えた後、更に、メタノール150g、トリエチルアミン34g及び水6g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150gに溶解した後、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。
(Synthesis Example 2) Synthesis of Resin (A-2):
After dissolving 55 g of p-acetoxystyrene, 45 g of a compound (monomer) represented by the following formula (M-2), 4 g of AIBN, and 1 g of t-dodecyl mercaptan in 100 g of propylene glycol monomethyl ether, the reaction temperature in a nitrogen atmosphere Was kept at 70 ° C. and polymerized for 16 hours. After the polymerization, the reaction solution was dropped into 1000 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 150 g of methanol, 34 g of triethylamine and 6 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 150 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.

Figure 0005353434
Figure 0005353434

得られた共重合体は、Mwが10000、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65:35の共重合体であった。以下、この共重合体を、樹脂(A−2)とする。 As for the obtained copolymer, Mw is 10,000, 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 65:35 copolymer. Hereinafter, this copolymer is referred to as “resin (A-2)”.

なお、実施例及び比較例に用いた各成分(酸発生剤(B)、酸増殖剤(C)、酸拡散制御剤(D)、及び溶剤(E))の詳細を以下に示す。   In addition, the detail of each component (The acid generator (B), the acid proliferation agent (C), the acid diffusion control agent (D), and the solvent (E)) used for the Example and the comparative example is shown below.

酸発生剤(B)としては、以下に示す各式(B−1)〜(B−5)で表される化合物を用いた。   As the acid generator (B), compounds represented by the following formulas (B-1) to (B-5) were used.

Figure 0005353434
Figure 0005353434

酸増殖剤(C)としては、以下に示す各式(C−1)〜(C−5)で表される化合物を用いた。   As the acid proliferating agent (C), compounds represented by the following formulas (C-1) to (C-5) were used.

Figure 0005353434
Figure 0005353434

酸拡散制御剤(D)としては、トリ−n−オクチルアミン(表1中、「D−1」と示す)を用いた。   As the acid diffusion controller (D), tri-n-octylamine (shown as “D-1” in Table 1) was used.

溶剤(E)としては、乳酸エチル(表1中、「E−1」と示す)及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(表1中、「E−2」と示す)を用いた。   As the solvent (E), ethyl lactate (shown as “E-1” in Table 1) and propylene glycol monomethyl ether acetate (shown as “E-2” in Table 1) were used.

(実施例1)
樹脂(A)として合成例1で得られた樹脂(A−1)100部、酸発生剤(B)として上記式(B−1)で表される化合物15部、酸増殖剤(C)として上記(C−1)で表される化合物15部、酸拡散制御剤(D)としてトリ−n−オクチルアミン2部、溶剤(E)として乳酸エチル1100部及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート2500部を混合して混合液を得、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、組成物溶液(感放射線性樹脂組成物)を調製した。
Example 1
100 parts of the resin (A-1) obtained in Synthesis Example 1 as the resin (A), 15 parts of the compound represented by the above formula (B-1) as the acid generator (B), and as the acid proliferating agent (C) 15 parts of the compound represented by (C-1), 2 parts of tri-n-octylamine as the acid diffusion controller (D), 1100 parts of ethyl lactate and 2500 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate as the solvent (E) Thus, a mixed solution was obtained, and the obtained mixed solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 200 nm to prepare a composition solution (radiation sensitive resin composition).

調製した組成物溶液を、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スピンコートした後、110℃で60秒(表2に示す条件)PB(加熱処理)を行い、膜厚50nmのレジスト(感放射線性樹脂組成物)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、110℃で60秒(表2に示す条件)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、所定のレジストパターンが形成されたレジストを得た。このようにして得られたレジストについて上述した各評価を行った。 The prepared composition solution was spin-coated on a silicon wafer in “Clean Track ACT-8” manufactured by Tokyo Electron, Ltd., and then subjected to PB (heat treatment) at 110 ° C. for 60 seconds (conditions shown in Table 2). A resist (radiation sensitive resin composition) film having a thickness of 50 nm was formed. 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 at 110 ° C. for 60 seconds (conditions shown in Table 2). Then, using a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, development was performed at 23 ° C. for 1 minute by the paddle method, followed by washing with pure water and drying to obtain a resist on which a predetermined resist pattern was formed. . Each evaluation mentioned above was performed about the resist obtained in this way.

本実施例の各評価結果は、感度が20μC/cmであり、ナノエッジラフネスが10nmであり、解像度の評価が80nmであった。 In each evaluation result of this example, the sensitivity was 20 μC / cm 2 , the nano edge roughness was 10 nm, and the resolution evaluation was 80 nm.

(実施例2〜9、比較例1〜4)
表1に示す化合物を用い、表1に示す配合量としたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜9及び比較例1〜4の組成物溶液(感放射線性樹脂組成物)を調製した。調製した各組成物溶液を用いて実施例1と同様にして所定のレジストパターンが形成されたレジストを得た。得られたレジストについて上述した各評価を行った。評価結果を表2に示す。
(Examples 2-9, Comparative Examples 1-4)
Except having used the compound shown in Table 1, and having set it as the compounding quantity shown in Table 1, it carried out similarly to Example 1, and the composition solution (radiation sensitive resin composition) of Examples 2-9 and Comparative Examples 1-4. ) Was prepared. Using the prepared composition solutions, a resist having a predetermined resist pattern formed was obtained in the same manner as in Example 1. Each evaluation mentioned above was performed about the obtained resist. The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 0005353434
Figure 0005353434

Figure 0005353434
Figure 0005353434

表2から明らかなように、実施例1〜9の感放射線性樹脂組成物は、比較例1〜4の感放射線性樹脂組成物に比べて、良好な感度を有することに加え、解像度に優れたレジスト被膜を形成可能であり、ナノエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することが確認できた。   As is clear from Table 2, the radiation-sensitive resin compositions of Examples 1 to 9 are excellent in resolution in addition to having good sensitivity as compared with the radiation-sensitive resin compositions of Comparative Examples 1 to 4. It was confirmed that a resist film excellent in nano edge roughness can be formed.

具体的には、酸増殖剤(C)((C−1)〜(C−5))を含有する実施例1〜9の感放射線性樹脂組成物は、酸増殖剤(C)を含有しない比較例3の感放射線性樹脂組成物に比べて、電子線または極紫外線に有効に感応し、低ラフネスであるとともに、感度にも優れており、微細パターンを高精度に、かつ、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被膜を成膜できることが確認できた。   Specifically, the radiation sensitive resin compositions of Examples 1 to 9 containing the acid proliferating agent (C) ((C-1) to (C-5)) do not contain the acid proliferating agent (C). Compared to the radiation-sensitive resin composition of Comparative Example 3, it is more sensitive to electron beams or extreme ultraviolet rays, has low roughness, is excellent in sensitivity, and has a fine pattern with high accuracy and stability. It was confirmed that a chemically amplified positive resist film that can be formed can be formed.

また、実施例1〜9及び比較例1,2の感放射線性樹脂組成物は、酸増殖剤(C)((C−1)〜(C−5))を含有するものであるが、実施例1〜9の感放射線性樹脂組成物は、酸発生剤(B)として酸発生剤(B−1)〜(B−3)を含有するため、比較例1,2の感放射線性樹脂組成物に比べて、低ラフネスであるとともに感度にも優れており、微細パターンを高精度に、かつ、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被膜を成膜できることが確認できた。   Moreover, although the radiation sensitive resin composition of Examples 1-9 and Comparative Examples 1 and 2 contains an acid multiplication agent (C) ((C-1)-(C-5)), it was carried out. Since the radiation sensitive resin compositions of Examples 1 to 9 contain acid generators (B-1) to (B-3) as acid generators (B), the radiation sensitive resin compositions of Comparative Examples 1 and 2 were used. Compared to other products, it has low roughness and excellent sensitivity, and it was confirmed that a chemically amplified positive resist film capable of forming fine patterns with high accuracy and stability can be formed. .

本発明の感放射線性樹脂組成物は、EB、EUVやX線を用いるリソグラフィープロセスにおける微細加工、特に半導体デバイスなどの製造に用いられるレジスト被膜の材料として好適であり、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 resin composition of the present invention is suitable as a material for resist coatings used for fine processing in lithography processes using EB, EUV and X-rays, particularly for manufacturing semiconductor devices and the like. It is extremely useful as a material capable of forming a chemically amplified resist for manufacturing semiconductor devices.

Claims (5)

(A)酸解離性基を有する繰り返し単位を含む樹脂と、
(B)下記一般式(b1)で表される感放射線性酸発生剤と、
(C)下記一般式(c1)で表される化合物と、を含有する感放射線性樹脂組成物。
(b1)
(前記一般式(b1)中、Mは1価のオニウムカチオンであり、Zは下記一般式(1−1)または(1−2)で表される一価のアニオンである。)
Figure 0005353434
(前記一般式(1−1)中、R及びRは、相互に独立に、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基であるか、或いは、R及びRが相互に結合して、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20の環状構造を形成している。前記一般式(1−2)中、R、R、及びRは、相互に独立に、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基であるか、或いは、R、R、及びRのいずれか2つが相互に結合して、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20の環状構造を形成しており、残りの1つが、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基である。)
Figure 0005353434
(前記一般式(c1)中、Aは、単結合、下記式(2−1)、下記式(2−2)、または下記式(2−3)で表される基である。Rは、水素原子、炭素数1〜25の炭化水素基である。Rは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜25の炭化水素基である。)
Figure 0005353434
(A) a resin containing a repeating unit having an acid dissociable group;
(B) a radiation sensitive acid generator represented by the following general formula (b1);
(C) The radiation sensitive resin composition containing the compound represented by the following general formula (c1).
M + Z (b1)
(In the general formula (b1), M + is a monovalent onium cation, and Z is a monovalent anion represented by the following general formula (1-1) or (1-2).)
Figure 0005353434
(In the general formula (1-1), R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom, or R 1 and R 2. 2 are bonded to each other to form a cyclic structure having 1 to 20 carbon atoms that is substituted with at least one fluorine atom, wherein R 3 , R 4 , and R 5 in the general formula (1-2). Are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom, or any two of R 3 , R 4 and R 5 are bonded to each other, A cyclic structure having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom is formed, and the remaining one is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom.)
Figure 0005353434
In (Formula (c1), A is a single bond, the following formulas (2-1), a is .R 6 is a group represented by the following formula (2-2), or the following formula (2-3) , A hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms, and R 7 is a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom.)
Figure 0005353434
前記一般式(c1)で表される化合物が、下記一般式(c1−1)で表される化合物である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005353434
(前記一般式(c1−1)中、Rは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜25の炭化水素基である。)
The radiation sensitive resin composition according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (c1) is a compound represented by the following general formula (c1-1).
Figure 0005353434
(In said general formula (c1-1), R < 7 > is a C1-C25 hydrocarbon group which may be substituted by the fluorine atom.)
前記一般式(b1)中のMが、スルホニウムカチオンまたはヨードニウムカチオンである請求項1または2に記載の感放射線性樹脂組成物。 The radiation sensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein M + in the general formula (b1) is a sulfonium cation or an iodonium cation. 前記(A)樹脂に含有される前記酸解離性基を有する繰り返し単位が、下記一般式(a−1)で表される繰り返し単位、及び、下記一般式(a−2)で表される繰り返し単位の少なくともいずれかである請求項1〜3のいずれか一項に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005353434
(前記一般式(a−1)中、Rは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基である。各R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、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基であるか、或いは、いずれか2つのRが相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに2価の脂環式炭化水素基またはその誘導体を形成しており、残りの1つが、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、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。)
Figure 0005353434
(前記一般式(a−2)中、R10は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基である。各R11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、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基であるか、或いは、いずれか2つのR11が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに2価の脂環式炭化水素基またはその誘導体を形成しており、残りの1つが、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、または炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。)
The repeating unit having the acid dissociable group contained in the (A) resin is a repeating unit represented by the following general formula (a-1) and a repeating unit represented by the following general formula (a-2) The radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3, which is at least one of the units.
Figure 0005353434
(In said general formula (a-1), R < 8 > is a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. Each R < 9 > is C1-C20 1 independently of each other. whether the valence of the alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or any two of R 9 are bonded to each other, each bond A divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof together with the carbon atom in which the carbon atom is bonded, and the remaining one is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or carbon (It is a linear or branched alkyl group of formulas 1 to 4.)
Figure 0005353434
(In said general formula (a-2), R < 10 > is a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group. Each R < 11 > is C1-C20 1 independently of each other. Is a valent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or any two R 11 are bonded to each other, and each is bonded A divalent alicyclic hydrocarbon group or a derivative thereof together with the carbon atom in which the carbon atom is bonded, and the remaining one is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, or carbon (It is a linear or branched alkyl group of formulas 1 to 4.)
前記(A)樹脂は、下記一般式(a−3)、下記一般式(a−4)、及び、下記一般式(a−5)で表される繰り返し単位からなる群より選択される少なくとも1種を更に含有する請求項4に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005353434
(前記一般式(a−3)中、R12は、水素原子またはメチル基であり、R13は、水素原子、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基である。kは0〜3の整数であり、lは0〜3の整数である。)
Figure 0005353434
(前記一般式(a−4)中、R14は、水素原子またはメチル基であり、R15は、水素原子、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基である。nは1〜3の整数であり、mは0〜3の整数である。)
Figure 0005353434
(前記一般式(a−5)中、R16は、水素原子またはメチル基であり、R17は、水素原子、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、または、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基である。pは1〜3の整数であり、qは0〜3の整数である。)
The resin (A) is at least one selected from the group consisting of the following general formula (a-3), the following general formula (a-4), and the repeating unit represented by the following general formula (a-5). The radiation sensitive resin composition of Claim 4 which further contains a seed | species.
Figure 0005353434
(In the general formula (a-3), R 12 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 13 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon number. 1 to 12 linear or branched alkoxyl groups, k is an integer of 0 to 3, and l is an integer of 0 to 3.)
Figure 0005353434
(In the general formula (a-4), R 14 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 15 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon number. A linear or branched alkoxyl group of 1 to 12. n is an integer of 1 to 3, and m is an integer of 0 to 3.)
Figure 0005353434
(In the general formula (a-5), R 16 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 17 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon number. 1 to 12 linear or branched alkoxyl groups, p is an integer of 1 to 3, and q is an integer of 0 to 3)
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