JP5427436B2 - Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and pattern forming method using the composition - Google Patents

Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and pattern forming method using the composition Download PDF

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Description

本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにはその他のフォトファブリケーションのリソグラフィー工程に好適に使用される感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、及び該組成物を用いたパターン形成方法に関する。特に、本発明は、波長が300nm以下の遠紫外線光を光源とする液浸式投影露光装置で露光するために好適な感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、及びこれを用いたパターン形成方法に関する。   The present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition suitably used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and a photolithographic lithography process. And a pattern forming method using the composition. In particular, the present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition suitable for exposure with an immersion type projection exposure apparatus that uses far ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less as a light source, and pattern formation using the same Regarding the method.

なお、本発明において「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、電子線等を意味する。また、本発明において光とは、活性光線又は放射線を意味する。   In the present invention, “active light” or “radiation” means, for example, an emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by excimer laser, extreme ultraviolet rays, X-rays, electron beams, and the like. In the present invention, light means actinic rays or radiation.

感光性組成物によるパターン形成プロセス、特にレジスト組成物による半導体のパターン形成プロセスにおいては、KrFエキシマレーザー(248nm)用レジスト以降、レジストの画像形成方法として化学増幅という画像形成方法が用いられ、特に最近では、ArFエキシマレーザー用(193nm)の化学増幅レジストが主流になりつつある。更に、これまで以上に微細なパターンを形成するため、投影レンズと試料の間を高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)で満たす、所謂、液浸露光によるパターン形成プロセスも盛んに検討されている。   In a pattern forming process using a photosensitive composition, particularly a semiconductor pattern forming process using a resist composition, an image forming method called chemical amplification is used as a resist image forming method after the resist for KrF excimer laser (248 nm). Then, a chemically amplified resist for ArF excimer laser (193 nm) is becoming mainstream. Furthermore, in order to form a finer pattern than ever, a pattern formation process by so-called immersion exposure, in which the space between the projection lens and the sample is filled with a high refractive index liquid (hereinafter also referred to as “immersion liquid”), is also performed. It has been actively studied.

ポジ型の化学増幅の画像形成方法を例に挙げ説明すると、露光で露光部の酸発生剤が分解し酸を生成させた後、露光後のベーク(PEB:Post Exposure Bake)でその発生酸を反応触媒として組成物中の酸分解性の保護基(以下、酸分解性基とも言う)を脱離させることにより、アルカリ不溶からアルカリ可溶に性質を変化させ、アルカリ現像により露光部を除去することで画像が形成される。   An example of a positive chemical amplification image forming method will be described. After exposure, the acid generator in the exposed area is decomposed to generate an acid, and then the acid is generated by post exposure bake (PEB). By removing an acid-decomposable protective group (hereinafter also referred to as an acid-decomposable group) in the composition as a reaction catalyst, the property is changed from alkali-insoluble to alkali-soluble, and the exposed area is removed by alkali development. Thus, an image is formed.

上記保護基に関してはこれまでも種々の検討がなされており、例えば、特許文献1、特許文献2には、ArFエキシマレーザーに好適な組成物として、極性置換基を有する酸分解性基を有する樹脂、およびそれを用いた組成物が開示され、ラインエッジラフネス(LER)、感度、解像力、基板密着性などの点で優れた効果を示すことが開示されている。   Various studies have been made on the protecting group, and for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a resin having an acid-decomposable group having a polar substituent as a composition suitable for an ArF excimer laser. And a composition using the same, and it is disclosed that excellent effects are exhibited in terms of line edge roughness (LER), sensitivity, resolution, substrate adhesion, and the like.

しかしながら、上記先行技術文献に開示されているレジスト組成物では、特に30nm以下の超微細パターンを形成しようとした場合、露光ラティチュード(EL:Exposure Latitude)不足、パターンプロファイル劣化の問題が発生しており、これらレジスト性能を改善することが求められている。   However, the resist compositions disclosed in the above prior art documents have problems of insufficient exposure latitude (EL) and pattern profile degradation, particularly when trying to form ultrafine patterns of 30 nm or less. Therefore, it is required to improve the resist performance.

特開2006−16379号公報JP 2006-16379 A 特開2006−104353号公報JP 2006-104353 A

本発明は、上記諸問題を鑑み、特に、エキシマレーザー光によるパターン形成において、通常露光(ドライ露光)のみならず液浸露光においても、露光ラティチュード(EL:Exposure Latitude)、パターンプロファイルが良好なパターンを得ることができる感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、及び該組成物を用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a pattern with a good exposure latitude (EL: Exposure Latitude) and pattern profile, not only in normal exposure (dry exposure) but also in immersion exposure, particularly in pattern formation by excimer laser light. It is an object of the present invention to provide an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition capable of obtaining the above and a pattern forming method using the composition.

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記に示す本発明に到達したものである。
(1) (A)酸の作用により保護基が脱離してアルカリ現像液への溶解性が増大する樹脂、
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
を含有してなり、
樹脂(A)の保護基が極性基を有し、かつ、化合物(B)から発生する酸が下記一般式(I)で表されることを特徴とする感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。

Figure 0005427436
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have reached the present invention shown below.
(1) (A) a resin whose protective group is eliminated by the action of an acid and the solubility in an alkali developer increases,
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation;
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, wherein the protecting group of the resin (A) has a polar group, and the acid generated from the compound (B) is represented by the following general formula (I) object.
Figure 0005427436

式中、
Xfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
、Rは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、及び、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基から選ばれる基を表し、複数存在する場合のR、Rは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Where
Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom.
R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, or a group selected from an alkyl group substituted with at least one fluorine atom, and R 1 and R 2 in the case where a plurality of R 1 and R 2 are present. May be the same or different.

Lは、単結合又は二価の連結基を表し、複数存在する場合のLは同一でも異なっていてもよい。
Aは、環状構造を有する基を表す。
xは1〜20の整数を表し、yは0〜10の整数を表し、zは0〜10の整数を表す。
L represents a single bond or a divalent linking group, and when there are a plurality of L, they may be the same or different.
A represents a group having a cyclic structure.
x represents an integer of 1 to 20, y represents an integer of 0 to 10, and z represents an integer of 0 to 10.

(2) 一般式(I)において、Aが脂環基であることを特徴とする、(1)に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。   (2) The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to (1), wherein in general formula (I), A is an alicyclic group.

(3) 一般式(I)において、少なくとも1つのLが−COO−基もしくは−OCO−基であることを特徴とする、(1)又は(2)に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。   (3) The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive property according to (1) or (2), wherein in general formula (I), at least one L is a —COO— group or a —OCO— group. Resin composition.

(4) 樹脂(A)の保護基が有する極性基が、水酸基、ケトン基、シアノ基、アミド基、アルキルアミド基、スルホンアミド基、低級エステル基、低級スルホナート基のいずれかであることを特徴とする、(1)〜(3)のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。   (4) The polar group of the protective group of the resin (A) is any one of a hydroxyl group, a ketone group, a cyano group, an amide group, an alkylamide group, a sulfonamide group, a lower ester group, and a lower sulfonate group. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of (1) to (3).

(5) さらに、(I)少なくともフッ素原子もしくは珪素原子を有する基、又は炭素数8以上の直鎖もしくは分岐アルキル基のいずれかを有し、その添加により膜表面の接触角を高める性質を示す疎水性樹脂を含有することを特徴とする、(1)〜(4)のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。   (5) Further, (I) has at least a fluorine atom or a silicon atom group, or a linear or branched alkyl group having 8 or more carbon atoms, and exhibits the property of increasing the contact angle of the film surface by the addition thereof. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of (1) to (4), comprising a hydrophobic resin.

(6) (1)〜(5)のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物を用いて膜を形成し、該膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。   (6) A step of forming a film using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of (1) to (5), and exposing and developing the film. Pattern forming method.

本発明により、通常露光(ドライ露光)は勿論、液浸露光によるパターン形成においてもEL、パターンプロファイルが良好なパターンの形成が可能な、感活性光線または感放射線性樹脂組成物の提供が可能となった。   According to the present invention, it is possible to provide an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition capable of forming a pattern having a good EL and pattern profile not only in normal exposure (dry exposure) but also in pattern formation by immersion exposure. became.

以下、本発明を詳細に説明する。
尚、本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In addition, in the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and non-substitution includes what has a substituent with what does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

〔1〕酸の作用により保護基が脱離してアルカリ現像液への溶解性が増大する樹脂(A)
<極性基を有する保護基を含む繰り返し単位>
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、少なくとも、(A)酸の作用により保護基が脱離してアルカリ現像液への溶解性が増大する樹脂(以下、「樹脂(A)」、「(A)成分」などとも言う)を含有し、この樹脂(A)が、極性基を有する酸分解性の保護基を含む繰り返し単位を有することを特徴とする。
[1] Resin (A) in which the protecting group is eliminated by the action of an acid and the solubility in an alkali developer increases
<Repeating unit containing a protecting group having a polar group>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention comprises at least (A) a resin (hereinafter referred to as “resin (A)” in which the protective group is eliminated by the action of an acid and the solubility in an alkali developer is increased. The resin (A) is characterized by having a repeating unit containing an acid-decomposable protecting group having a polar group.

上記の「極性基を有する酸分解性の保護基を含む繰り返し単位」の具体例としては、下記一般式(1)で表される単位が挙げられる。

Figure 0005427436
Specific examples of the “repeating unit containing an acid-decomposable protecting group having a polar group” include units represented by the following general formula (1).
Figure 0005427436

一般式(1)において、
Xa1は、水素原子、メチル基又は−CH2−R9で表わされる基を表す。R9は、水酸基または1価の有機基を表す。Rx1〜Rx3は、それぞれ独立に、アルキル基(直鎖もしくは分岐)又はシクロアルキル基(単環もしくは多環)を表す。Rx1〜Rx3の任意の2つが結合して、シクロアルキル基(単環もしくは多環)を形成してもよい。
一般式(1)における−C(Rx1)(Rx2)(Rx3)で表される酸分解性基は、置換基として少なくとも一つの−(L)n1−Pで表される基を有する。
Lは、2価の連結基を表す。n1は、0又は1である。Pは、極性基を表す。
In general formula (1),
Xa 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a group represented by —CH 2 —R 9 . R 9 represents a hydroxyl group or a monovalent organic group. Rx 1 to Rx 3 each independently represents an alkyl group (straight or branched) or a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic). Any two of Rx 1 to Rx 3 may combine to form a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic).
The acid-decomposable group represented by —C (Rx 1 ) (Rx 2 ) (Rx 3 ) in the general formula (1) has at least one group represented by — (L) n1 —P as a substituent. .
L represents a divalent linking group. n 1 is 0 or 1. P represents a polar group.

一般式(1)について更に詳細に説明する。
Xa1のメチル基は、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)等で置換されていてもよい。
9の1価の有機基としては、例えば、炭素数5以下のアルキル基、アシル基が挙げられ、好ましくは炭素数3以下のアルキル基であり、さらに好ましくはメチル基である。
Xa1として好ましくは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシメチル基である。
The general formula (1) will be described in more detail.
The methyl group of Xa 1 may be substituted with a halogen atom (preferably a fluorine atom) or the like.
Examples of the monovalent organic group represented by R 9 include an alkyl group having 5 or less carbon atoms and an acyl group, preferably an alkyl group having 3 or less carbon atoms, and more preferably a methyl group.
Xa 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.

Rx1〜Rx3のアルキル基としては、炭素数1〜4の直鎖又は分岐のものが好ましい。 The alkyl group of Rx 1 ~Rx 3, preferably a straight-chain or branched having 1 to 4 carbon atoms.

Rx1〜Rx3のシクロアルキル基としては、炭素数3〜15の単環または多環のシクロアルキル基を挙げることができる。
Rx1〜Rx3の任意の2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、炭素数3〜15の単環又は多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx1〜Rx3の少なくとも一つがシクロアルキル基であり、該シクロアルキル基に−(L)n1−P基が結合している態様や、Rx1がメチル基又はエチル基であり、Rx2とRx3とが結合して上述のシクロアルキル基を形成し、該シクロアルキル基に−(L)n1−P基が結合している様態が好ましい。
Examples of the cycloalkyl group represented by Rx 1 to Rx 3 include a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms.
The cycloalkyl group formed by combining any two of Rx 1 to Rx 3 is preferably a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms.
An embodiment in which at least one of Rx 1 to Rx 3 is a cycloalkyl group and a — (L) n1 —P group is bonded to the cycloalkyl group, or Rx 1 is a methyl group or an ethyl group, and Rx 2 and It is preferable that Rx 3 is bonded to form the cycloalkyl group described above, and the-(L) n1 -P group is bonded to the cycloalkyl group.

Pの極性基としては、例えば、水酸基、ケトン基、シアノ基、アミノ基、アミド基(−CONH2)、アルキルアミド基、スルホンアミド基、低級エステル基、低級スルホナート基のようなヘテロ原子を含有する基を挙げることができる。ここで低級とは炭素数2〜3個の基が好ましい。好ましい極性基としては、水酸基、シアノ基、アミド基であり、より好ましくは水酸基である。 Examples of the polar group of P include heteroatoms such as a hydroxyl group, a ketone group, a cyano group, an amino group, an amide group (—CONH 2 ), an alkylamide group, a sulfonamide group, a lower ester group, and a lower sulfonate group. The group to do can be mentioned. Here, the lower group is preferably a group having 2 to 3 carbon atoms. Preferred polar groups are a hydroxyl group, a cyano group, and an amide group, and more preferably a hydroxyl group.

Lの2価の連結基としては、例えば、直鎖若しくは分岐状アルキレン基、シクロアルキレン基等を挙げることができ、Lとしての2価の連結基の原子数は20以下が好ましく、15以下がより好ましい。上記の直鎖若しくは分岐状アルキレン基、シクロアルキレン基の各基は炭素数8以下が好ましく、置換基を有していてもよい。該置換基としては、炭素数8以下が好ましく、例えば、アルキル基(炭素数1〜4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(炭素数1〜4)、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(炭素数2〜6)などが挙げられる。
−(L)n1−Pで表される基は、n1=1の場合として、例えば、水酸基、シアノ基、アミノ基、アルキルアミド基、酸アミド基又はスルホンアミド基を有する、直鎖又は分岐のアルキル基(好ましくは炭素数1〜10)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜15)が挙げられ、好ましくは、水酸基を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜5であり、さらに好ましくは炭素数1〜3であり、最も好ましくはイソプロピル基)が挙げられる。
以下に、−(L)n1−Pで示される基の具体例を挙げる。

Figure 0005427436
Examples of the divalent linking group for L include a linear or branched alkylene group and a cycloalkylene group. The number of atoms of the divalent linking group as L is preferably 20 or less, and preferably 15 or less. More preferred. Each group of the above linear or branched alkylene group and cycloalkylene group preferably has 8 or less carbon atoms and may have a substituent. The substituent preferably has 8 or less carbon atoms, for example, an alkyl group (1 to 4 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group (1 to 4 carbon atoms), a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group (2 carbon atoms). ~ 6) and the like.
The group represented by — (L) n1 —P is, for example, a linear or branched group having a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, an alkylamide group, an acid amide group, or a sulfonamide group, when n1 = 1. Examples include an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms) and a cycloalkyl group (preferably having 3 to 15 carbon atoms), preferably an alkyl group having a hydroxyl group (preferably having 1 to 5 carbon atoms, more preferably C1-C3, and most preferably isopropyl group).
Specific examples of the group represented by-(L) n1 -P are given below.
Figure 0005427436

中でもPが水酸基であり、n1が0もしくは1であり、Lが直鎖若しくは分岐状アルキレン基(好ましくは炭素数1〜5)であることが好ましい。
一般式(1)における−C(Rx1)(Rx2)(Rx3)で表される基は、−(L)n1−Pで表される基を1〜3個有することが好ましく、1または2個有することがより好ましく、1個有することが最も好ましい。
一般式(1)で表される繰り返し単位は、以下の一般式(1−1)で表される繰り返し単位であることが好ましい。

Figure 0005427436
Among these, it is preferable that P is a hydroxyl group, n1 is 0 or 1, and L is a linear or branched alkylene group (preferably having 1 to 5 carbon atoms).
The group represented by —C (Rx 1 ) (Rx 2 ) (Rx 3 ) in the general formula (1) preferably has 1 to 3 groups represented by — (L) n1 —P. Or it is more preferable to have two, and it is most preferable to have one.
The repeating unit represented by the general formula (1) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (1-1).
Figure 0005427436

一般式(1−1)中、
3は、一般式(1)に於けるXa1と同様のものである。
In general formula (1-1),
R 3 is the same as X a1 in the general formula (1).

4及びR5は、一般式(1)に於けるRx1及びRx2と同様のものである。 R 4 and R 5 are the same as Rx 1 and Rx 2 in the general formula (1).

−(L)n1−Pで表される基は、一般式(1)についての−(L)n1−Pで表される基と同様である。 - (L) group represented by n1 -P has the general formula (1) for - (L) is the same as the group represented by n1 -P.

pは1〜3の整数を表す。pは好ましくは1または2、より好ましくは1である。   p represents an integer of 1 to 3. p is preferably 1 or 2, more preferably 1.

一般式(1)の繰り返し単位に対応するモノマーは、例えば、特開2006−16379号公報に記載の方法により合成することができる。   The monomer corresponding to the repeating unit of the general formula (1) can be synthesized, for example, by the method described in JP-A-2006-16379.

一般式(1)で表される繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、5〜50mol%が好ましく、より好ましくは10〜30mol%である。   As for the content rate of the repeating unit represented by General formula (1), 5-50 mol% is preferable with respect to all the repeating units in resin (A), More preferably, it is 10-30 mol%.

また、一般式(1)で表される繰り返し単位は2種以上有していても良い。2種以上とは、一般式(1)で表される繰り返し単位1種とともに、該繰り返し単位と、全く同一の繰り返し単位ではない、一般式(1)で表される繰り返し単位を1種以上含有することを意味する。その際の2種の一般式(1)で表される繰り返し単位のモル比は、好ましくは90/10〜10/90であり、より好ましくは80/20〜20/80である。   Moreover, you may have 2 or more types of repeating units represented by General formula (1). 2 or more types include one or more repeating units represented by the general formula (1) and one or more repeating units represented by the general formula (1) that are not exactly the same repeating units as the repeating unit. It means to do. The molar ratio of the repeating units represented by the two general formulas (1) at that time is preferably 90/10 to 10/90, more preferably 80/20 to 20/80.

一般式(1)で表される繰り返し単位について、好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
以下の構造式において、Qは、−(L)n1−Pで表される基を表す。(L、P及びn1は、一般式(1)におけるものと同義である。)
Rxは、水素原子、CH、CF、又はCHOHを表す。
Although the preferable specific example is shown below about the repeating unit represented by General formula (1), it is not limited to these.
In the following structural formulas, Q represents a group represented by-(L) n1 -P. (L, P, and n1 are synonymous with those in the general formula (1).)
Rx represents a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH.

Rxa及びRxbは、各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基を表す。   Rxa and Rxb each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

各々、複数存在する場合は、同じでも異なっていてもよい。   When there are a plurality of each, they may be the same or different.

pは1〜3の整数を表わす。

Figure 0005427436
p represents an integer of 1 to 3.
Figure 0005427436

<その他の酸分解性基を有する繰り返し単位>
樹脂(A)は、一般式(1)で表される繰り返し単位の他に、さらに、一般式(1)以外の酸分解性基を有する繰り返し単位を有していてもよい。この酸分解性基の例としては、下記一般式(pI)〜(pV)から選ばれる酸分解性基を有する繰り返し単位が挙げられる。

Figure 0005427436
<Repeating units having other acid-decomposable groups>
In addition to the repeating unit represented by the general formula (1), the resin (A) may further have a repeating unit having an acid-decomposable group other than the general formula (1). Examples of the acid-decomposable group include a repeating unit having an acid-decomposable group selected from the following general formulas (pI) to (pV).
Figure 0005427436

一般式(pI)〜(pV)において、
11は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Zは、炭素原子とともにシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R14は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R12〜R14の内の少なくとも1つは、シクロアルキル基を表す。
15及びR16は、各々独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R15及びR16のいずれかは、シクロアルキル基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R17〜R21の内の少なくとも1つは、シクロアルキル基を表す。また、R19、R21のいずれかは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。但し、R22〜R25の内の少なくとも1つは、シクロアルキル基を表す。また、R23とR24は、互いに結合して環を形成していてもよい。
In the general formulas (pI) to (pV),
R 11 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
Z represents an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom.
R 12 to R 14 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group. However, at least one of R 12 to R 14 represents a cycloalkyl group.
R 15 and R 16 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group. However, either R 15 or R 16 represents a cycloalkyl group.
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. However, at least one of R 17 to R 21 represents a cycloalkyl group. Moreover, any of R 19 and R 21 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R 22 to R 25 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. However, at least one of R 22 to R 25 represents a cycloalkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

一般式(pI)〜(pV)において、R11〜R25におけるアルキル基は、1〜8個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基が好ましい。
11〜R25におけるシクロアルキル基或いはZと炭素原子が形成するシクロアルキル基は、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数4以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は4〜30個が好ましく、特に炭素数5〜25個が好ましい。シクロアルキル基は、環内に不飽和2重結合を有していてもよい。シクロアルキル基は置換基を有していてもよい。
In the general formulas (pI) to (pV), the alkyl group in R 11 to R 25 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
The cycloalkyl group in R 11 to R 25 or the cycloalkyl group formed by Z and the carbon atom may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 4 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 4 to 30, and particularly preferably 5 to 25. The cycloalkyl group may have an unsaturated double bond in the ring. The cycloalkyl group may have a substituent.

また、R11〜R25におけるシクロアルキル基或いはZと炭素原子が形成するシクロアルキル基は単環式であることがより好ましく、そのシクロアルキル基の炭素数が4〜10がさらに好ましく、最も好ましくは炭素数5〜7である。 Further, the cycloalkyl group in R 11 to R 25 or the cycloalkyl group formed by Z and the carbon atom is more preferably monocyclic, and the cycloalkyl group preferably has 4 to 10 carbon atoms, most preferably. Has 5 to 7 carbon atoms.

これらのアルキル基、シクロアルキル基は、更に置換基を有していてもよい。アルキル基、シクロアルキル基の更なる置換基としては、アルキル基(炭素数1〜4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(炭素数1〜4)、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(炭素数2〜6)が挙げられる。上記のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基等は、更に置換基を有していてもよい。アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基等が、更に有していてもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。   These alkyl groups and cycloalkyl groups may further have a substituent. As further substituents for alkyl groups and cycloalkyl groups, alkyl groups (1 to 4 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, alkoxy groups (1 to 4 carbon atoms), carboxyl groups, alkoxycarbonyl groups (2 to 2 carbon atoms). 6). The above alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group and the like may further have a substituent. Examples of the substituent that the alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group and the like may further have include a hydroxyl group, a halogen atom, and an alkoxy group.

一般式(pI)〜(pV)で表される基は、アルカリ可溶性基の保護に使用することにより、酸分解性基を形成することができる。アルカリ可溶性基としては、この技術分野において公知の種々の基が挙げられる。好ましくはカルボン酸基、スルホン酸基の水素原子が一般式(pI)〜(pV)で表される基で置換された構造である。   The groups represented by the general formulas (pI) to (pV) can form an acid-decomposable group when used for protecting an alkali-soluble group. Examples of the alkali-soluble group include various groups known in this technical field. A structure in which a hydrogen atom of a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is substituted with a group represented by general formulas (pI) to (pV) is preferable.

一般式(pI)〜(pV)で表される基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(pA)で示される繰り返し単位が好ましい。

Figure 0005427436
The repeating unit having a group represented by general formulas (pI) to (pV) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (pA).
Figure 0005427436

一般式(pA)に於いて、Rは、水素原子、ハロゲン原子又は1〜4個の炭素原子を有する直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。複数のRは、各々同じでも異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基、又はウレイレン基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表す。好ましくは単結合である。
Rp1は、上記一般式(pI)〜(pV)のいずれかの基を表す。
以下、酸分解性基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。

Figure 0005427436
In the general formula (pA), R represents a hydrogen atom, a halogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A plurality of R may be the same or different.
A is a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a group of two or more groups selected from the group consisting of a ureylene group. Represents. A single bond is preferable.
Rp 1 represents any one of the general formulas (pI) to (pV).
Hereinafter, although the specific example of the repeating unit which has an acid-decomposable group is shown, this invention is not limited to this.
Figure 0005427436

Figure 0005427436
Figure 0005427436

上記各構造式に於いて、Rxは、H、CH3、CF3又はCH2OHを表し、Rxa及びRxbは、各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基を表す。
一般式(pA)で表される酸分解性基を有する繰り返し単位など、一般式(1)で表される繰り返し単位以外の酸分解性基を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、20〜70mol%が好ましく、より好ましくは30〜50mol%である。
In the above structural formulas, Rx represents H, CH 3 , CF 3 or CH 2 OH, and Rxa and Rxb each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
The content of the repeating unit having an acid-decomposable group other than the repeating unit represented by the general formula (1), such as the repeating unit having an acid-decomposable group represented by the general formula (pA), is in the resin (A). The total repeating unit is preferably 20 to 70 mol%, more preferably 30 to 50 mol%.

また、一般式(pA)で表される酸分解性基を有する繰り返し単位は2種以上有していても良い。その際の2種の一般式(pA)で表される酸分解性基を有する繰り返し単位のモル比は、好ましくは90/10〜10/90であり、より好ましくは80/20〜20/80である。   Moreover, you may have 2 or more types of repeating units which have an acid-decomposable group represented by general formula (pA). The molar ratio of the repeating unit having an acid-decomposable group represented by the two general formulas (pA) at that time is preferably 90/10 to 10/90, more preferably 80/20 to 20/80. It is.

<ラクトン基を有する繰り返し単位>
樹脂(A)は、ラクトン基を有する繰り返し単位を含有していることが好ましい。
ラクトン基としては、ラクトン構造を有していればいずれでも用いることができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)であり、特定のラクトン構造を用いることでLWR、現像欠陥が良好になる。

Figure 0005427436
<Repeating unit having a lactone group>
The resin (A) preferably contains a repeating unit having a lactone group.
Any lactone group can be used as long as it has a lactone structure, but it is preferably a 5- to 7-membered ring lactone structure, and forms a bicyclo structure or a spiro structure in the 5- to 7-membered ring lactone structure. The other ring structure is preferably condensed. It is more preferable to have a repeating unit having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-16). The lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures are (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), (LC1-14), and a specific lactone structure is used. LWR and development defects are improved.
Figure 0005427436

ラクトン構造部分は、置換基(Rb2)を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb2)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数2〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、シアノ基、酸分解性基である。nは、0〜4の整数を表す。nが2以上の時、複数存在する置換基(Rb2)は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在する置換基(Rb2)同士が結合して環を形成してもよい。 The lactone structure moiety may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms, and a carboxyl group. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-decomposable group and the like. More preferably, they are a C1-C4 alkyl group, a cyano group, and an acid-decomposable group. n 2 represents an integer of 0-4. When n 2 is 2 or more, a plurality of substituents (Rb 2 ) may be the same or different, and a plurality of substituents (Rb 2 ) may be bonded to form a ring. .

ラクトン構造を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AII)で表される繰り返し単位も好ましい。

Figure 0005427436
As the repeating unit having a lactone structure, a repeating unit represented by the following general formula (AII) is also preferable.
Figure 0005427436

一般式(AII)中、
Rb0は、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rb0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。Rb0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げる
ことができる。好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基であり、水素原子、メチル基が特に好ましい。
In general formula (AII),
Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferred substituents that the alkyl group represented by Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom. Examples of the halogen atom for Rb 0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Preferred are a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, and a trifluoromethyl group, and a hydrogen atom and a methyl group are particularly preferred.

Abは、単結合、アルキレン基、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、又はこれらを組み合わせた2価の連結基を表す。好ましくは、単結合、−Ab1−CO2−で表される2価の連結基である。 Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent linking group obtained by combining these. Preferably a single bond, -Ab 1 -CO 2 - is a divalent linking group represented by.

Ab1は、直鎖、分岐アルキレン基、単環または多環のシクロアルキレン基であり、好ましくはメチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。 Ab 1 is a linear, branched alkylene group, monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group or a norbornylene group.

Vは、ラクトン構造を含有する原子団を表す。具体的には、一般式(LC1−1)〜(LC1−16)の内のいずれかで示される構造を有する基が挙げられる。
一般式(AII)で表される単位のうち、Abが単結合である場合に特に好ましいラクトン基を有する繰り返し単位としては、下記の繰り返し単位が挙げられる。具体例中、RxはH,CH、CHOH、またはCFを表す。最適なラクトン基を選択することにより、パターンプロファイル、疎密依存性が良好となる。

Figure 0005427436
V represents an atomic group containing a lactone structure. Specific examples include groups having a structure represented by any of the general formulas (LC1-1) to (LC1-16).
Among the units represented by the general formula (AII), the following repeating units are particularly preferable as the repeating unit having a lactone group when Ab is a single bond. In specific examples, Rx represents H, CH 3 , CH 2 OH, or CF 3 . By selecting an optimal lactone group, the pattern profile and the density dependency are improved.
Figure 0005427436

樹脂(A)は、一般式(AII)においてAbが単結合であるラクトン単位とは別に、あるいは左記ラクトン単位と共に、下記一般式(2)で表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を含有することが好ましい。

Figure 0005427436
The resin (A) contains a repeating unit having a lactone structure represented by the following general formula (2) separately from the lactone unit in which Ab is a single bond in the general formula (AII) or together with the left lactone unit. Is preferred.
Figure 0005427436

一般式(2)中、
Aは、エステル結合(−COO−)又はアミド結合(−CONH−)を表す。
は、アルキレン基、シクロアルキレン基、又はその組み合わせを表し、複数ある場合は、同じでも異なっていてもよい。
Zは、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、またはウレア結合を表し、複数ある場合は、同じでも異なっていてもよい。
8は、ラクトン構造を有する1価の有機基を表す。
2は、一般式(2)で表わされる繰り返し単位内における−R−Z−で表わされる構造の繰り返し数であり、1〜5の整数を表す。n2は好ましくは1又は2である。
7は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
In general formula (2),
A represents an ester bond (—COO—) or an amide bond (—CONH—).
R 0 represents an alkylene group, a cycloalkylene group, or a combination thereof, and when there are a plurality of R 0 s , they may be the same or different.
Z represents an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, or a urea bond, and when there are a plurality thereof, they may be the same or different.
R 8 represents a monovalent organic group having a lactone structure.
n 2 has the general formula is a repeating number of the structure represented by -R 0 -Z- in the repeating a unit represented by (2), represents an integer of 1 to 5. n 2 is preferably 1 or 2.
R 7 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group.

のアルキレン基、シクロアルキレン基は、置換基を有してよい。
Zは、好ましくは、エーテル結合、エステル結合であり、特に好ましくはエステル結合である。
The alkylene group and cycloalkylene group represented by R 0 may have a substituent.
Z is preferably an ether bond or an ester bond, and particularly preferably an ester bond.

7のアルキル基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。R7におけるアルキル基は置換されていてもよく、置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子やメルカプト基、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、t−ブトキシ基、ベンジルオキシ基等のアルコキシ基、アセチル基、プロピオニル基等のアセトキシ基が挙げられる。R7は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシメチル基が好ましい。 The alkyl group for R 7 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group. The alkyl group in R 7 may be substituted. Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom and bromine atom, mercapto group, hydroxy group, methoxy group, ethoxy group, isopropoxy group, t -Acetoxy groups such as alkoxy groups such as butoxy group and benzyloxy group, acetyl groups and propionyl groups. R 7 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.

における好ましいアルキレン基としては、炭素数が1〜10の直鎖若しくは分岐状アルキレンが好ましく、より好ましくは炭素数1〜5であり、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が挙げられる。好ましいシクロアルキレンとしては、炭素数1〜20のシクロアルキレンであり、例えば、シクロヘキシレン、シクロペンチレン、ノルボルニレン、アダマンチレン等が挙げられる。本発明の効果を発現するためにはアルキレン基がより好ましく、メチレン基がさらに好ましい。 A preferable alkylene group in R 0 is preferably a linear or branched alkylene having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group. . Preferable cycloalkylene is cycloalkylene having 1 to 20 carbon atoms, and examples thereof include cyclohexylene, cyclopentylene, norbornylene, adamantylene and the like. In order to exhibit the effect of the present invention, an alkylene group is more preferable, and a methylene group is further preferable.

8で表されるラクトン構造を有する1価の有機基は、ラクトン構造を有していれば限定されるものではなく、具体例として前記一般式(LC1−1)〜(LC1−16)で表されるラクトン構造が挙げられ、これらのうち(LC1−4)で表わされる構造が特に好ましい。また、(LC1−1)〜(LC1−16)におけるnは2以下のものがより好ましい。
8は、シアノ基を置換基として有するラクトン構造(シアノラクトン)を有する1価の有機基がより好ましい。
The monovalent organic group having a lactone structure represented by R 8 is not limited as long as it has a lactone structure. Specific examples thereof include those represented by the general formulas (LC1-1) to (LC1-16). The lactone structure represented is mentioned, Of these, the structure represented by (LC1-4) is particularly preferable. Further, n 2 in (LC1-1) to (LC1-16) is more preferably 2 or less.
R 8 is more preferably a monovalent organic group having a lactone structure (cyanolactone) having a cyano group as a substituent.

以下に一般式(2)で表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。下記具体例中、Rは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基またはハロゲン原子を表し、好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、アセトキシメチル基を表す。

Figure 0005427436
Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure represented by the general formula (2) are shown below, but the present invention is not limited thereto. In the following specific examples, R represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or a halogen atom, preferably a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group or an acetoxymethyl group.
Figure 0005427436

ラクトン構造を有する繰り返し単位としては、下記一般式(2−1)で表される繰り返し単位がより好ましい。

Figure 0005427436
As the repeating unit having a lactone structure, a repeating unit represented by the following general formula (2-1) is more preferable.
Figure 0005427436

一般式(2−1)に於いて、
7、A、R、Z、及びn2は、上記一般式(2)に於けるR7、A、R、Z、及びn2と同義である。
Rbは、複数個ある場合にはそれぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、水酸基又はアルコキシ基を表し、複数個ある場合には2つのRbが結合し、環を形成していてもよい。
Xは、アルキレン基、酸素原子又は硫黄原子を表す。
mは、置換基数であって、0〜5の整数を表す。mは好ましくは1〜5であり、特に好ましくは1〜3であり、最も好ましくは1である。
m=1である場合、Rbはラクトンのカルボニル基のα位またはβ位に少なくとも1つ有することが好ましく、特にα位に有することが好ましい。
In general formula (2-1),
R 7, A, R 0, Z, and n 2 are as defined in the general formula (2) in R 7, A, R 0, Z, and the n 2.
Rb independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxycarbonyl group, a cyano group, a hydroxyl group or an alkoxy group, and when there are a plurality of Rb, two Rb's are bonded to form a ring. You may do it.
X represents an alkylene group, an oxygen atom, or a sulfur atom.
m is the number of substituents and represents an integer of 0 to 5. m is preferably 1 to 5, particularly preferably 1 to 3, and most preferably 1.
When m = 1, Rb preferably has at least one at the α-position or β-position of the carbonyl group of the lactone, and particularly preferably at the α-position.

Rbのアルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。シクロアルキル基としては、炭素数3〜6の単環のものを挙げることができる。アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基等を挙げることができる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基等を挙げることができる。
Rbのアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基は、置換基を有していてもよく、置換基としてはヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基、シアノ基、フッ素原子などのハロゲン原子を挙げることができる。
The alkyl group for Rb is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group. Examples of the cycloalkyl group include those having 3 to 6 carbon atoms. Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, and a t-butoxycarbonyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-butoxy group, and a t-butoxy group.
The alkyl group, cycloalkyl group, alkoxycarbonyl group, and alkoxy group of Rb may have a substituent. Examples of the substituent include an alkoxy group such as a hydroxy group, a methoxy group, and an ethoxy group, a cyano group, and a fluorine atom. Can be mentioned.

Rbはメチル基またはシアノ基であることが好ましく、シアノ基であることがさらに好ましい。   Rb is preferably a methyl group or a cyano group, and more preferably a cyano group.

Xのアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基等が挙げられ、メチレン基であることが好ましい。
Xは酸素原子またはメチレン基であることが好ましく、メチレン基であることがさらに好ましい。
Examples of the alkylene group for X include a methylene group and an ethylene group, and a methylene group is preferable.
X is preferably an oxygen atom or a methylene group, more preferably a methylene group.

一般式(2−1)で表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
下記具体例中、Rは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基またはハロゲン原子を表し、好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、アセトキシメチル基を表す。

Figure 0005427436
Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure represented by General Formula (2-1) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
In the following specific examples, R represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or a halogen atom, preferably a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group or an acetoxymethyl group.
Figure 0005427436

ラクトン基を有する繰り返し単位は、通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。
ラクトン基を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、15〜60mol%が好ましく、より好ましくは20〜50mol%、更に好ましくは30〜50mol%である。
樹脂(A)は、一般式(AII)で表される繰り返し単位を複数種含有していてもよい。
The repeating unit having a lactone group usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used.
As for the content rate of the repeating unit which has a lactone group, 15-60 mol% is preferable with respect to all the repeating units in resin (A), More preferably, it is 20-50 mol%, More preferably, it is 30-50 mol%.
The resin (A) may contain a plurality of repeating units represented by the general formula (AII).

樹脂(A)は、水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。これにより基板密着性、現像液親和性が向上する。水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位は、水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位であることが好ましい。水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造に於ける、脂環炭化水素構造としては、アダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルニル基が好ましい。好ましい水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造としては、モノヒドロキシアダマンチル基、ジヒドロキシアダマンチル基、モノヒドロキシジアマンチル基、ジヒドロキシアダマンチル基、シアノ基で置換されたノルボルニル基等が挙げられる。   The resin (A) preferably has a repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group. This improves the substrate adhesion and developer compatibility. The repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group is preferably a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group. The alicyclic hydrocarbon structure in the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group is preferably an adamantyl group, a diamantyl group, or a norbornyl group. Preferred examples of the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group include a monohydroxyadamantyl group, a dihydroxyadamantyl group, a monohydroxydiamantyl group, a dihydroxyadamantyl group, and a norbornyl group substituted with a cyano group.

上記原子団を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AIIa)〜(AIId)で表される繰り返し単位を挙げることができる。

Figure 0005427436
Examples of the repeating unit having the atomic group include repeating units represented by the following general formulas (AIIa) to (AIId).
Figure 0005427436

一般式(AIIa)〜(AIId)に於いて、
1cは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
In the general formulas (AIIa) to (AIId),
R 1 c represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.

2c〜R4cは、各々独立に、水素原子、水酸基又はシアノ基を表す。ただし、R2c〜R4cの内の少なくとも1つは、水酸基又はシアノ基を表す。好ましくは、R2c〜R4cの内の1つ又は2つが、水酸基で、残りが水素原子である。一般式(VIIa)に於いて、更に好ましくは、R2c〜R4cの内の2つが、水酸基で、残りが水素原子である。 R 2 c to R 4 c each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or a cyano group. However, at least one of R 2 c to R 4 c represents a hydroxyl group or a cyano group. Preferably, one or two of R 2 c to R 4 c are a hydroxyl group and the remaining is a hydrogen atom. In general formula (VIIa), more preferably, two of R 2 c to R 4 c are hydroxyl groups and the remaining are hydrogen atoms.

水酸基又はシアノ基 を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、5〜40mol%が好ましく、より好ましくは5〜30mol%、更に好ましくは10〜25mol%である。   The content of the repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group is preferably from 5 to 40 mol%, more preferably from 5 to 30 mol%, still more preferably from 10 to 25 mol%, based on all repeating units in the resin (A).

水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

Figure 0005427436
Specific examples of the repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group are given below, but the present invention is not limited thereto.
Figure 0005427436

<アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位>
樹脂(A)は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を有してもよい。アルカリ可溶性基としてはカルボキシル基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、ビスルスルホニルイミド基、α位が電子吸引性基で置換された脂肪族アルコール(例えばヘキサフロロイソプロパノール基)が挙げられ、カルボキシル基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を含有することによりコンタクトホール用途での解像性が増す。アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接アルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、さらにはアルカリ可溶性基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましく、連結基は単環または多環の環状炭化水素構造を有していてもよい。特に好ましくはアクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位である。
<Repeating unit having alkali-soluble group>
Resin (A) may have a repeating unit having an alkali-soluble group. Examples of the alkali-soluble group include a carboxyl group, a sulfonamide group, a sulfonylimide group, a bisulsulfonylimide group, and an aliphatic alcohol (for example, hexafluoroisopropanol group) substituted with an electron-attracting group at the α-position. It is more preferable to have a repeating unit. By containing the repeating unit having an alkali-soluble group, the resolution in contact hole applications is increased. The repeating unit having an alkali-soluble group includes a repeating unit in which an alkali-soluble group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or an alkali in the main chain of the resin through a linking group. Either a repeating unit to which a soluble group is bonded, or a polymerization initiator or chain transfer agent having an alkali-soluble group is used at the time of polymerization and introduced at the end of the polymer chain, and the linking group is monocyclic or polycyclic. It may have a cyclic hydrocarbon structure. Particularly preferred are repeating units of acrylic acid or methacrylic acid.

アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、0〜20mol%が好ましく、より好ましくは3〜15mol%、更に好ましく
は5〜10mol%である。
アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。

Figure 0005427436
As for the content rate of the repeating unit which has an alkali-soluble group, 0-20 mol% is preferable with respect to all the repeating units in resin (A), More preferably, it is 3-15 mol%, More preferably, it is 5-10 mol%.
Specific examples of the repeating unit having an alkali-soluble group are shown below, but the present invention is not limited thereto.
Figure 0005427436

<非・酸分解性かつアルカリ不溶性基を有する繰り返し単位>
本発明の樹脂(A)は、更に極性基を持たない脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位を有することが好ましい。これにより液浸露光時に感活性光線性または感放射線性樹脂組成物膜から液浸液への低分子成分の溶出が低減できる。このような繰り返し単位としては、下記一般式(3)で表される繰り返し単位が挙げられる。

Figure 0005427436
<Repeating unit having non-acid-decomposable and alkali-insoluble group>
The resin (A) of the present invention preferably further has a repeating unit that has an alicyclic hydrocarbon structure having no polar group and does not exhibit acid decomposability. Thereby, the elution of low molecular components from the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition film to the immersion liquid during immersion exposure can be reduced. An example of such a repeating unit is a repeating unit represented by the following general formula (3).
Figure 0005427436

一般式(3)中、Rは少なくとも一つの環状構造を有し、水酸基及びシアノ基のいずれも有さない炭化水素基を表す。
Raは、水素原子、アルキル基(フッ素原子で置換されていてもよい)又は−CH2−O−Ra2基を表す。式中、Ra2は、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。Raは、好ましくは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシメチル基である。
In general formula (3), R 5 represents a hydrocarbon group having at least one cyclic structure and having neither a hydroxyl group nor a cyano group.
Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group (which may be substituted with a fluorine atom) or a —CH 2 —O—Ra 2 group. In the formula, Ra 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group. Ra is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.

が有する環状構造には、単環式炭化水素基及び多環式炭化水素基が含まれる。単環式炭化水素基としては、たとえば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基などの炭素数3〜12のシクロアルキル基、シクロへキセニル基など炭素数3〜12のシクロアルケニル基が挙げられる。好ましい単環式炭化水素基としては、炭素数3〜7の単環式炭化水素基であり、より好ましくは、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。 The cyclic structure possessed by R 5 includes a monocyclic hydrocarbon group and a polycyclic hydrocarbon group. Examples of the monocyclic hydrocarbon group include cycloalkenyl having 3 to 12 carbon atoms such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group and the like, and cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms and cyclohexenyl group. Groups. The preferred monocyclic hydrocarbon group is a monocyclic hydrocarbon group having 3 to 7 carbon atoms, more preferably a cyclopentyl group or a cyclohexyl group.

多環式炭化水素基には環集合炭化水素基、架橋環式炭化水素基が含まれ、環集合炭化水素基の例としては、ビシクロヘキシル基、パーヒドロナフタレニル基などが含まれる。架橋環式炭化水素環として、例えば、ピナン、ボルナン、ノルピナン、ノルボルナン、ビシクロオクタン環(ビシクロ[2.2.2]オクタン環、ビシクロ[3.2.1]オクタン環等)などの2環式炭化水素環及び、ホモブレダン、アダマンタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[4.3.1.12,5]ウンデカン環などの3環式炭化水素環、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、パーヒドロ−1,4−メタノ−5,8−メタノナフタレン環などの4環式炭化水素環などが挙げられる。また、架橋環式炭化水素環には、縮合環式炭化水素環、例えば、パーヒドロナフタレン(デカリン)、パーヒドロアントラセン、パーヒドロフェナントレン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフルオレン、パーヒドロインデン、パーヒドロフェナレン環などの5〜8員シクロアルカン環が複数個縮合した縮合環も含まれる。 The polycyclic hydrocarbon group includes a ring assembly hydrocarbon group and a bridged cyclic hydrocarbon group, and examples of the ring assembly hydrocarbon group include a bicyclohexyl group and a perhydronaphthalenyl group. As the bridged cyclic hydrocarbon ring, for example, bicyclic such as pinane, bornane, norpinane, norbornane, bicyclooctane ring (bicyclo [2.2.2] octane ring, bicyclo [3.2.1] octane ring, etc.) Hydrocarbon rings and tricyclic hydrocarbon rings such as homobredan, adamantane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tricyclo [4.3.1.1 2,5 ] undecane ring, tetracyclo [ 4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, and tetracyclic hydrocarbon rings such as perhydro-1,4-methano-5,8-methanonaphthalene ring. The bridged cyclic hydrocarbon ring includes a condensed cyclic hydrocarbon ring such as perhydronaphthalene (decalin), perhydroanthracene, perhydrophenanthrene, perhydroacenaphthene, perhydrofluorene, perhydroindene, perhydroindene. A condensed ring in which a plurality of 5- to 8-membered cycloalkane rings such as a phenalene ring are condensed is also included.

好ましい架橋環式炭化水素環として、ノルボルニル基、アダマンチル基、ビシクロオクタニル基、トリシクロ[5、2、1、02,6]デカニル基、などが挙げられる。より好ましい架橋環式炭化水素環としてノルボニル基、アダマンチル基が挙げられる。 Preferred examples of the bridged cyclic hydrocarbon ring include a norbornyl group, an adamantyl group, a bicyclooctanyl group, a tricyclo [5,2,1,0 2,6 ] decanyl group, and the like. More preferable examples of the bridged cyclic hydrocarbon ring include a norbornyl group and an adamantyl group.

水酸基及びシアノ基のいずれも有さない、一般式(3)で表される繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、0〜40モル%が好ましく、より好ましくは0〜20モル%である。
一般式(3)で表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、Raは、H、CH、CHOH、又はCFを表す。

Figure 0005427436
The content of the repeating unit represented by the general formula (3) having neither a hydroxyl group nor a cyano group is preferably from 0 to 40 mol%, more preferably based on all repeating units in the resin (A). 0 to 20 mol%.
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (3) are listed below, but the present invention is not limited to these. In the formula, Ra represents H, CH 3 , CH 2 OH, or CF 3 .
Figure 0005427436

樹脂(A)は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を有することができる。   Resin (A) adjusts dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolution, heat resistance, sensitivity, etc., which are general required characteristics of resist, in addition to the above repeating structural units. For this purpose, various repeating structural units can be included.

このような繰り返し構造単位としては、下記の単量体に相当する繰り返し構造単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   Examples of such repeating structural units include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers.

これにより、樹脂(A)に要求される性能、特に、(1)塗布溶剤に対する溶解性、(2)製膜性(ガラス転移点)、(3)アルカリ現像性、(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、(5)未露光部の基板への密着性、(6)ドライエッチング耐性、等の微調整が可能となる。   As a result, the performance required for the resin (A), in particular, (1) solubility in coating solvents, (2) film-forming properties (glass transition point), (3) alkali developability, (4) film slipping (familiarity) Fine adjustments such as (selection of aqueous and alkali-soluble groups), (5) adhesion of unexposed portions to the substrate, and (6) dry etching resistance are possible.

このような単量体として、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。   As such a monomer, for example, a compound having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. Etc.

その他にも、上記種々の繰り返し構造単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。   In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating structural units may be copolymerized.

樹脂(A)において、各繰り返し構造単位の含有モル比はレジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。   In the resin (A), the molar ratio of each repeating structural unit is the resist dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and the general required performance of the resist, resolving power, heat resistance, sensitivity. It is set appropriately in order to adjust etc.

本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物が、ArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物に用いられる樹脂(A)は芳香族基を有さないことが好ましい。   Resin used for the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention from the viewpoint of transparency to ArF light when the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is for ArF exposure (A) preferably has no aromatic group.

また、樹脂(A)は、液浸露光用組成物として用いる場合は、後述する疎水性樹脂(HR)との相溶性の観点から、フッ素原子および珪素原子を含有しないことが好ましい。   Moreover, when using resin (A) as a composition for immersion exposure, it is preferable not to contain a fluorine atom and a silicon atom from a compatible viewpoint with hydrophobic resin (HR) mentioned later.

樹脂(A)として好ましくは、繰り返し単位のすべてが(メタ)アクリレート系繰り返し単位で構成されたものである。この場合、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位であるもの、繰り返し単位のすべてがアクリレート系繰り返し単位であるもの、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位とアクリレート系繰り返し単位とによるもののいずれのものでも用いることができるが、アクリレート系繰り返し単位が全繰り返し単位の50mol%以下であることが好ましい。より好ましくは、酸分解性基を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位20〜50モル%、ラクトン基を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位20〜50モル%、水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位5〜30モル%、更にその他の(メタ)アクリレート系繰り返し単位を0〜20モル%含む共重合ポリマーである。   The resin (A) is preferably one in which all of the repeating units are composed of (meth) acrylate-based repeating units. In this case, all of the repeating units are methacrylate repeating units, all of the repeating units are acrylate repeating units, or all of the repeating units are methacrylate repeating units and acrylate repeating units. Although it can be used, the acrylate-based repeating unit is preferably 50 mol% or less of the total repeating units. More preferably, the (meth) acrylate repeating unit having an acid-decomposable group is 20 to 50 mol%, the (meth) acrylate repeating unit having a lactone group is 20 to 50 mol%, and the alicyclic ring is substituted with a hydroxyl group or a cyano group. It is a copolymer containing 5 to 30 mol% of a (meth) acrylate-based repeating unit having a hydrocarbon structure and further 0 to 20 mol% of another (meth) acrylate-based repeating unit.

本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物が含有する樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、110〜200℃が好ましく、130〜170℃がより好ましい。このためには、前述の繰り返し単位を適宜使用して調整することができる。例えば、一般式(2)で表される繰り返し単位の導入により、樹脂(A)のTgを下げることができる、また、一般式(1)で表される繰り返し単位の比率や、樹脂(A)の分子量、本発明に記載されている、樹脂(A)が含有しても良い繰り返し単位の比率を適宜変更することにより、樹脂(A)のTgを調整することができる。
本発明の樹脂(A)は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。
The glass transition temperature (Tg) of the resin (A) contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is preferably 110 to 200 ° C, more preferably 130 to 170 ° C. For this purpose, the above-mentioned repeating unit can be used as appropriate. For example, by introducing the repeating unit represented by the general formula (2), the Tg of the resin (A) can be lowered, the ratio of the repeating unit represented by the general formula (1), and the resin (A) The Tg of the resin (A) can be adjusted by appropriately changing the molecular weight of the resin and the ratio of the repeating units that may be contained in the resin (A).
The resin (A) of the present invention can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as the solvent used in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention. Thereby, generation | occurrence | production of the particle at the time of a preservation | save can be suppressed.

重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2‘−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。   The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As a polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable. Preferred initiators include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and the like. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.

本発明の樹脂(A)の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、より好ましくは2,000〜20,000、更により好ましくは3,000〜15,000、特に好ましくは3,000〜10,000である。上記範囲とすることにより、耐熱性向上やドライエッチング耐性の劣化防止ができ、現像性の劣化や高粘度化による製膜性の劣化も防ぐことができる。   The weight average molecular weight of the resin (A) of the present invention is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 20,000, still more preferably 3, as a polystyrene conversion value by GPC method. 000 to 15,000, particularly preferably 3,000 to 10,000. By setting it as the above range, it is possible to improve heat resistance and prevent deterioration of dry etching resistance, and it is also possible to prevent deterioration of developability and film forming property due to increase in viscosity.

分散度(分子量分布)は、通常1〜3であり、好ましくは1〜2.6、更に好ましくは1〜2、特に好ましくは1.4〜2.0の範囲のものが使用される。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。   The degree of dispersion (molecular weight distribution) is usually 1 to 3, preferably 1 to 2.6, more preferably 1 to 2, particularly preferably 1.4 to 2.0. The smaller the molecular weight distribution, the better the resolution and the resist shape, and the smoother the side wall of the resist pattern, the better the roughness.

樹脂(A)の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物全体中の配合量は、全固形分中50〜99.9質量%が好ましく、より好ましくは60〜99.0質量%である。
また、本発明の樹脂(A)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
The blending amount of the resin (A) in the entire actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is preferably 50 to 99.9% by mass, more preferably 60 to 99.0% by mass in the total solid content.
Moreover, the resin (A) of the present invention may be used alone or in combination.

〔2〕活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、活性光線又は放射線の照射により一般式(I)で表される酸を発生する化合物(以下、「酸発生剤」ともいう)を含有する。

Figure 0005427436
[2] Compound (B) that generates acid upon irradiation with actinic rays or radiation
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention contains a compound that generates an acid represented by the general formula (I) upon irradiation with actinic rays or radiation (hereinafter also referred to as “acid generator”). To do.
Figure 0005427436

式中、
Xfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
、Rは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、及び、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基から選ばれる基を表し、複数存在する場合のR、Rは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Lは、単結合又は二価の連結基を表し、複数存在する場合のLは同一でも異なっていてもよい。
Aは、環状構造を有する基を表す。
xは1〜20の整数を表し、yは0〜10の整数を表し、zは0〜10の整数を表す。
Where
Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom.
R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, or a group selected from an alkyl group substituted with at least one fluorine atom, and R 1 and R 2 in the case where a plurality of R 1 and R 2 are present. May be the same or different.
L represents a single bond or a divalent linking group, and when there are a plurality of L, they may be the same or different.
A represents a group having a cyclic structure.
x represents an integer of 1 to 20, y represents an integer of 0 to 10, and z represents an integer of 0 to 10.

一般式(I)について、更に詳細に説明する。
Xfのフッ素原子で置換されたアルキル基におけるアルキル基としては、好ましくは炭素数1〜10であり、より好ましくは炭素数1〜4である。また、Xfのフッ素原子で置換されたアルキル基は、パーフルオロアルキル基であることが好ましい。
Xfとして好ましくは、フッ素原子又は炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基である。具体的には、フッ素原子、CF3、C2F5、C3F7、C4F9、C5F11、C6F13、C7F 5、C8F17、CH2CF3、CH2CH2CF3、CH2C2F5、CH2CH2C2F5、CH2C3F7、CH2CH2C3F7、CH2C4F9、CH2CH2C4F9が挙げられ、中でもフッ素原子、CF3が好ましい。
General formula (I) will be described in more detail.
The alkyl group in the alkyl group substituted with the fluorine atom of Xf preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms. The alkyl group substituted with a fluorine atom of Xf is preferably a perfluoroalkyl group.
Xf is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specifically, fluorine atom, CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 4 F 9 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 5 , C 8 F 17 , CH 2 CF 3 , CH 2 CH 2 CF 3 , CH 2 C 2 F 5 , CH 2 CH 2 C 2 F 5 , CH 2 C 3 F 7 , CH 2 CH 2 C 3 F 7 , CH 2 C 4 F 9 , CH 2 CH 2 C 4 F 9 is mentioned, among which fluorine atom and CF 3 are preferable.

、Rのアルキル基、並びに、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基におけるアルキル基としては、炭素数1〜4のものが好ましい。さらに好ましくは炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基である。具体的には、CF3、C2F5、C3F7、C4F9、C5F11、C6F 13、C7F 5、C8F17、CH2CF3、CH2CH2CF3、CH2C2F5、CH2CH2C2F5、CH2C3F7、CH2CH2C3F7、CH2C4F9、CH2CH2C4F9が挙げられ、中でもCF3が好ましい。 The alkyl group in R 1 and R 2 and the alkyl group substituted with at least one fluorine atom are preferably those having 1 to 4 carbon atoms. More preferably, it is a C1-C4 perfluoroalkyl group. Specifically, CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 4 F 9 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 5 , C 8 F 17 , CH 2 CF 3 , CH 2 CH 2 CF 3 , CH 2 C 2 F 5 , CH 2 CH 2 C 2 F 5 , CH 2 C 3 F 7 , CH 2 CH 2 C 3 F 7 , CH 2 C 4 F 9 , CH 2 CH 2 C 4 F 9. Among these CF 3 are preferred.

yは0〜4が好ましく、0がより好ましい。xは1〜8が好ましく、中でも1〜4が好ましい。zは0〜8が好ましく、中でも0〜4が好ましい。
Lの2価の連結基としては特に限定されず、―COO−、−OCO−、−CO−、−O−、−S―、−SO―、―SO2−、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基などがあげられる。このなかでも―COO−、−OCO−、−CO−、−O−がこのましく、―COO−、−OCO−がより好ましい。
y is preferably 0 to 4, and more preferably 0. x is preferably from 1 to 8, and preferably from 1 to 4. z is preferably 0 to 8, particularly preferably 0 to 4.
The divalent linking group of L is not particularly limited, and is —COO—, —OCO—, —CO—, —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, an alkylene group, a cycloalkylene group, Examples include alkenylene groups. Of these, —COO—, —OCO—, —CO—, and —O— are preferable, and —COO— and —OCO— are more preferable.

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

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

アリール基としては、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナンスレン環、アントラセン環が挙げられる。中でも193nmにおける光吸光度の観点から低吸光度のナフタレンが好ましい。   Examples of the aryl group include a benzene ring, a naphthalene ring, a phenanthrene ring, and an anthracene ring. Of these, naphthalene having low absorbance is preferred from the viewpoint of light absorbance at 193 nm.

複素環構造を有する基としては、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ピリジン環が挙げられる。中でもフラン環、チオフェン環、ピリジン環が好ましい。   Examples of the group having a heterocyclic structure include a furan ring, a thiophene ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, and a pyridine ring. Of these, a furan ring, a thiophene ring, and a pyridine ring are preferable.

上記環状構造を有する基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、アルキル基(直鎖、分岐、環状のいずれであっても良く、炭素数1〜12が好ましい)、アリール基(炭素数6〜14が好ましい)、ヒドロキシ基、アルコキシ基、エステル基、アミド基、ウレタン基、ウレイド基、チオエーテル基、スルホンアミド基、スルホン酸エステル基等が挙げられる。   The group having the cyclic structure may have a substituent, and the substituent may be an alkyl group (which may be linear, branched or cyclic, preferably having 1 to 12 carbon atoms), Examples include aryl groups (preferably having 6 to 14 carbon atoms), hydroxy groups, alkoxy groups, ester groups, amide groups, urethane groups, ureido groups, thioether groups, sulfonamido groups, sulfonic acid ester groups, and the like.

活性光線又は放射線の照射により一般式(I)で表される酸を発生する化合物の内で好ましい化合物としては、スルホニウム塩、ヨードニウム塩といったイオン性構造を有する化合物、オキシムエステル、イミドエステル等の非イオン性化合物構造を有するものが好ましい。イオン性構造を有する化合物としては、下記一般式(ZI)、(ZII)、で表される化合物を挙げることができる。

Figure 0005427436
Among the compounds that generate an acid represented by the general formula (I) upon irradiation with actinic rays or radiation, preferred compounds include compounds having an ionic structure such as sulfonium salts and iodonium salts, oxime esters, imide esters and the like. Those having an ionic compound structure are preferred. Examples of the compound having an ionic structure include compounds represented by the following general formulas (ZI) and (ZII).
Figure 0005427436

上記一般式(ZI)において、
201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
-は、一般式(I)で表される酸のアニオン構造を示す。
In the general formula (ZI),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1-30, preferably 1-20.
Two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, there can be mentioned an alkylene group (e.g., butylene, pentylene).
Z represents an anion structure of the acid represented by the general formula (I).

尚、一般式(ZI)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般
式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくとも1つが、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくとも一つと、単結合又は連結基を介して結合した構造を有する化合物であってもよい。
In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (ZI) may be sufficient. For example, at least one of R 201 to R 203 of the compound represented by the general formula (ZI) is a single bond or at least one of R 201 to R 203 of another compound represented by the general formula (ZI) It may be a compound having a structure bonded through a linking group.

更に好ましい(ZI)成分として、以下に説明する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−3)及び(ZI―4)を挙げることができる。   More preferred (ZI) components include compounds (ZI-1), (ZI-2), (ZI-3) and (ZI-4) described below.

化合物(ZI−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニウム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。 The compound (ZI-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZI), arylsulfonium compounds, namely, compounds containing an arylsulfonium as a cation.

アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基又はシクロアルキル基でもよい。 In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or a part of R 201 to R 203 may be an aryl group with the remaining being an alkyl group or a cycloalkyl group.

アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。   Examples of the arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, and aryldicycloalkylsulfonium compounds.

アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。アリール基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造としては、ピロール残基、フラン残基、チオフェン残基、インドール残基、ベンゾフラン残基、ベンゾチオフェン残基等が挙げられる。アリールスルホニウム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。   The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. The aryl group may be an aryl group having a heterocyclic structure having an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom or the like. Examples of the heterocyclic structure include a pyrrole residue, a furan residue, a thiophene residue, an indole residue, a benzofuran residue, and a benzothiophene residue. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.

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

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

次に、化合物(ZI−2)について説明する。   Next, the compound (ZI-2) will be described.

化合物(ZI−2)は、式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を有さない有機基を表す化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。 Compound (ZI-2) is a compound in which R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently represents an organic group having no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.

201〜R203としての芳香環を含有しない有機基は、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20である。 The organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.

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

201〜R203のアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。アルキル基として、より好ましくは2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基を挙げることができる。シクロアルキル基として、より好ましくは、2−オキソシクロアルキル基を挙げることができる。 The alkyl group and cycloalkyl group of R 201 to R 203, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group), carbon Examples thereof include cycloalkyl groups of several 3 to 10 (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group). More preferred examples of the alkyl group include a 2-oxoalkyl group and an alkoxycarbonylmethyl group. More preferred examples of the cycloalkyl group include a 2-oxocycloalkyl group.

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

アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)を挙げることができる。   The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentoxy group).

201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。 R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

化合物(ZI−3)とは、以下の一般式(ZI−3)で表される化合物であり、フェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。

Figure 0005427436
The compound (ZI-3) is a compound represented by the following general formula (ZI-3), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.
Figure 0005427436

一般式(ZI−3)に於いて、
1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、直鎖もしくは分岐のアルキル基(炭素数1〜12が好ましい)、シクロアルキル基(炭素数3〜8が好ましい)、直鎖もしくは分岐のアルコキシ基(直鎖の場合炭素数1〜12が好ましく、分岐の場合炭素数3〜8が好ましい)、又はハロゲン原子を表す。
In general formula (ZI-3),
R 1c to R 5c are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 8 carbon atoms), a linear or branched alkoxy group. A group (C1-C12 is preferable in the case of a straight chain, C3-C8 is preferable in the case of a branch), or represents a halogen atom.

6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、直鎖もしくは分岐のアルキル基(炭素数1〜12が好ましい)又はシクロアルキル基(炭素数3〜8が好ましい)を表す。
x及びRyは、各々独立に、直鎖もしくは分岐のアルキル基(炭素数1〜12が好ましい)、シクロアルキル基(炭素数3〜8が好ましい)、アリル基又はビニル基を表す。
R 6c and R 7c each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms) or a cycloalkyl group (preferably having 3 to 8 carbon atoms).
R x and R y each independently represents a linear or branched alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 8 carbon atoms), an allyl group or a vinyl group.

1c〜R5c中のいずれか2つ以上、R6cとR7c、及びRxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。
Zc-は、Z-と同様の一般式(I)で表される酸のアニオン構造を示す。
Any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c , and R x and R y may be bonded to each other to form a ring structure, and this ring structure includes an oxygen atom and a sulfur atom. , An ester bond and an amide bond may be included.
Zc represents the anion structure of the acid represented by the general formula (I) similar to Z .

化合物(ZI−3)の好適な具体例としては、特開2004−233661号公報の段落0047,0048、特開2003−35948号公報の段落0040〜0046、US2003/0224288A1号明細書に式(I-1)〜(I-70)として例示されている化合物、US2003/0077540A1号明細書に式(IA-1)〜(IA-54)、式(IB-1)〜(IB-24)として例示されている化合物等を挙げることができる。   Preferable specific examples of the compound (ZI-3) include those described in JP-A-2004-233661, paragraphs 0047 and 0048, JP-A-2003-35948, paragraphs 0040 to 0046 and US2003 / 0224288A1. -1) to (I-70), exemplified as formulas (IA-1) to (IA-54) and formulas (IB-1) to (IB-24) in US2003 / 0077540A1 And the like.

次に、一般式(ZII)について説明する。
一般式(ZII)中、R204、R205は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
204、R205のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基としては、前述の化合物(ZI−1)におけるR201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基として説明した各基と同様である。
Next, general formula (ZII) will be described.
In formula (ZII), R 204, R 205 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.
The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 and R 205 are the same as the groups described as the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 in the aforementioned compound (ZI-1). is there.

204〜R205のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としても、前述の化合物(ZI−1)におけるR204〜R205のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
Zc-は、Z-と同様の一般式(I)で表される酸のアニオン構造を示す。
化合物(ZI−4)とは、以下の一般式(ZI−4)で表される化合物である。

Figure 0005427436
Aryl group, alkyl group of R 204 to R 205, cycloalkyl groups may have a substituent. Even the substituent, an aryl group of R 204 to R 205 in the compound of the aforementioned (ZI-1), an alkyl group, a cycloalkyl group are the same as those of the substituent which may have.
Zc represents the anion structure of the acid represented by the general formula (I) similar to Z .
The compound (ZI-4) is a compound represented by the following general formula (ZI-4).
Figure 0005427436

一般式(ZI−4)中、
13は水素原子、フッ素原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、またはアルコキシカルボニル基を表す。
In general formula (ZI-4),
R 13 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, or an alkoxycarbonyl group.

14は複数存在する場合は各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルスルホニル基、シクロアルキルスルホニル基を表す。 When a plurality of R 14 are present, each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkylsulfonyl group, or a cycloalkylsulfonyl group.

15は各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、フェニル基又はナフチル基を表す。2個のR15が互いに結合して環を形成してもよい。 R 15 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, a phenyl group or a naphthyl group. Two R 15 may be bonded to each other to form a ring.

lは0〜2の整数を表す。   l represents an integer of 0-2.

rは0〜10の整数を表す。   r represents an integer of 0 to 10.

は、一般式(I)で表される酸のアニオン構造を示す。 Z represents the anion structure of the acid represented by the general formula (I).

一般式(ZI−4)において、R13、R14及びR15のアルキル基としては、直鎖状若しくは分岐状であり、炭素原子数1〜10のものが好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基等を挙げることができる。これらのアルキル基のうち、メチル基、エチル基、n−ブチル基、t−ブチル基等が好ましい。 In the general formula (ZI-4), the alkyl group of R 13 , R 14 and R 15 is linear or branched and preferably has 1 to 10 carbon atoms, and is preferably a methyl group, an ethyl group, n -Propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n -An octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group, n-decyl group etc. can be mentioned. Of these alkyl groups, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, and the like are preferable.

13、R14及びR15のシクロアルキル基としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロへプチル、シクロオクチル、シクロドデカニル、シクロベンテニル、シクロヘキセニル、シクロオクタジエニル等があげられ、特にシクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチルが好ましい。 Examples of the cycloalkyl group of R 13 , R 14 and R 15 include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclododecanyl, cyclobenenyl, cyclohexenyl, cyclooctadienyl and the like. In particular, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl and cyclooctyl are preferred.

13及びR14のアルコキシ基としては、直鎖状若しくは分岐状であり、炭素原子数1〜10のものが好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基等を挙げることができる。これらのアルコキシ基のうち、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、n−ブトキシ基等が好ましい。 The alkoxy group of R 13 and R 14 is linear or branched and preferably has 1 to 10 carbon atoms, such as methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n -Butoxy group, 2-methylpropoxy group, 1-methylpropoxy group, t-butoxy group, n-pentyloxy group, neopentyloxy group, n-hexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, n-nonyloxy group, n-decyloxy group and the like can be mentioned. Of these alkoxy groups, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group, and the like are preferable.

13のアルコキシカルボニル基としては、直鎖状若しくは分岐状であり、炭素原子数2〜11のものが好ましく、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、2−メチルプロポキシカルボニル基、1−メチルプロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、n−ペンチルオキシカルボニル基、ネオペンチルオキシカルボニル基、n−ヘキシルオキシカルボニル基、n−ヘプチルオキシカルボニル基、n−オクチルオキシカルボニル基、2−エチルヘキシルオキシカルボニル基、n−ノニルオキシカルボニル基、n−デシルオキシカルボニル基等を挙げることができる。これらのアルコキシカルボニル基のうち、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基等が好ましい。 The alkoxycarbonyl group for R 13 is linear or branched and preferably has 2 to 11 carbon atoms, such as a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, or an i-propoxycarbonyl group. N-butoxycarbonyl group, 2-methylpropoxycarbonyl group, 1-methylpropoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, n-pentyloxycarbonyl group, neopentyloxycarbonyl group, n-hexyloxycarbonyl group, n-heptyl Examples thereof include an oxycarbonyl group, an n-octyloxycarbonyl group, a 2-ethylhexyloxycarbonyl group, an n-nonyloxycarbonyl group, and an n-decyloxycarbonyl group. Of these alkoxycarbonyl groups, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, and the like are preferable.

14のアルキルスルホニル基およびシクロアルキルスルホニル基としては、直鎖状、分岐状、環状であり、炭素原子数1〜10のものが好ましく、例えば、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n−プロパンスルホニル基、n−ブタンスルホニル基、tert−ブタンスルホニル基、n−ペンタンスルホニル基、ネオペンタンスルホニル基、n−ヘキサンスルホニル基、n−ヘプタンスルホニル基、n−オクタンスルホニル基、2−エチルヘキサンスルホニル基n−ノナンスルホニル基、n−デカンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基、シクロヘキサンスルホニル基等を挙げることができる。これらのアルキルスルホニル基のうちメタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n−プロパンスルホニル基、n−ブタンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基、シクロヘキサンスルホニル基等が好ましい。
rとしては、0〜2が好ましい。
The alkylsulfonyl group and cycloalkylsulfonyl group of R 14 are linear, branched, or cyclic, and preferably those having 1 to 10 carbon atoms, such as methanesulfonyl group, ethanesulfonyl group, n-propanesulfonyl. Group, n-butanesulfonyl group, tert-butanesulfonyl group, n-pentanesulfonyl group, neopentanesulfonyl group, n-hexanesulfonyl group, n-heptanesulfonyl group, n-octanesulfonyl group, 2-ethylhexanesulfonyl group n -Nonanesulfonyl group, n-decanesulfonyl group, cyclopentanesulfonyl group, cyclohexanesulfonyl group, etc. can be mentioned. Of these alkylsulfonyl groups, a methanesulfonyl group, an ethanesulfonyl group, an n-propanesulfonyl group, an n-butanesulfonyl group, a cyclopentanesulfonyl group, a cyclohexanesulfonyl group, and the like are preferable.
As r, 0-2 are preferable.

一般式(ZI−4)において、R15のフェニル基としては、置換されていてもよく、例えば、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,3−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、2,5−ジメチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−フルオロフェニル基等のフェニル基又は炭素原子数1〜10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基で置換されたフェニル基;これらのフェニル基又はアルキル置換フェニル基を、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等の少なくとも一種の基1個以上で置換した基等を挙げることができる。 In the general formula (ZI-4), the phenyl group represented by R 15 may be substituted. For example, the phenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 2,3-dimethylphenyl Group, 2,4-dimethylphenyl group, 2,5-dimethylphenyl group, 2,6-dimethylphenyl group, 3,4-dimethylphenyl group, 3,5-dimethylphenyl group, 2,4,6-trimethylphenyl Group, 4-ethylphenyl group, 4-t-butylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-fluorophenyl group or the like phenyl group or linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms A phenyl group substituted with a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxy group. Examples include groups substituted with one or more groups such as an alkyl group, an alkoxycarbonyl group, and an alkoxycarbonyloxy group.

フェニル基及びアルキル置換フェニル基に対する置換基のうち、前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等の炭素原子数1〜20の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルコキシ基等を挙げることができる。   Among the substituents for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group, examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, an n-butoxy group, a 2-methylpropoxy group, 1- Examples thereof include linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms such as a methylpropoxy group, a t-butoxy group, a cyclopentyloxy group, and a cyclohexyloxy group.

前記アルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシエチル基、2−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、2−エトキシエチル基等の炭素原子数2〜21の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルコキシアルキル基等を挙げることができる。また、前記アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、2−メチルプロポキシカルボニル基、1−メチルプロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル等の炭素原子数2〜21の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルコキシカルボニル基等を挙げることができる。   Examples of the alkoxyalkyl group include straight chain having 2 to 21 carbon atoms such as methoxymethyl group, ethoxymethyl group, 1-methoxyethyl group, 2-methoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, and 2-ethoxyethyl group. Examples thereof include a chain, branched or cyclic alkoxyalkyl group. Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, an i-propoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, a 2-methylpropoxycarbonyl group, and a 1-methylpropoxycarbonyl group. , T-butoxycarbonyl group, cyclopentyloxycarbonyl group, cyclohexyloxycarbonyl and the like, and straight chain, branched or cyclic alkoxycarbonyl groups having 2 to 21 carbon atoms.

前記アルコキシカルボニルオキシ基としては、例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n−プロポキシカルボニルオキシ基、i−プロポキシカルボニルオキシ基、n−ブトキシカルボニルオキシ基、t−ブトキシカルボニルオキシ基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル等の炭素原子数2〜21の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。一般式(ZI−4)におけるR15の置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−メトキシフェニル基、4−t−ブトキシフェニル基等が好ましい。 Examples of the alkoxycarbonyloxy group include methoxycarbonyloxy group, ethoxycarbonyloxy group, n-propoxycarbonyloxy group, i-propoxycarbonyloxy group, n-butoxycarbonyloxy group, t-butoxycarbonyloxy group, and cyclopentyloxy. Examples thereof include linear, branched or cyclic alkoxycarbonyloxy groups having 2 to 21 carbon atoms such as carbonyl group and cyclohexyloxycarbonyl. Examples of the optionally substituted phenyl group for R 15 in the general formula (ZI-4) include a phenyl group, a 4-cyclohexylphenyl group, a 4-t-butylphenyl group, a 4-methoxyphenyl group, and 4-t-butoxy. A phenyl group and the like are preferable.

15の置換されていてもよいナフチル基としては、例えば、1−ナフチル基、2−メチル−1−ナフチル基、3−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、4−メチル−1−ナフチル基、5−メチル−1−ナフチル基、6−メチル−1−ナフチル基、7−メチル−1−ナフチル基、8−メチル−1−ナフチル基、2,3−ジメチル−1−ナフチル基、2,4−ジメチル−1−ナフチル基、2,5−ジメチル−1−ナフチル基、2,6−ジメチル−1−ナフチル基、2,7−ジメチル−1−ナフチル基、2,8−ジメチル−1−ナフチル基、3,4−ジメチル−1−ナフチル基、3,5−ジメチル−1−ナフチル基、3,6−ジメチル−1−ナフチル基、3,7−ジメチル−1−ナフチル基、3,8−ジメチル−1−ナフチル基、4,5−ジメチル−1−ナフチル基、5,8−ジメチル−1−ナフチル基、4−エチル−1−ナフチル基2−ナフチル基、1−メチル−2−ナフチル基、3−メチル−2−ナフチル基、4−メチル−2−ナフチル基等のナフチル基又は炭素原子数1〜10の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基で置換されたナフチル基;これらのナフチル基又はアルキル置換ナフチル基を、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等の少なくとも1種の基1個以上で置換した基等を挙げることができる。 Examples of the optionally substituted naphthyl group for R 15 include 1-naphthyl group, 2-methyl-1-naphthyl group, 3-methyl-1-naphthyl group, 4-methyl-1-naphthyl group, 4- Methyl-1-naphthyl group, 5-methyl-1-naphthyl group, 6-methyl-1-naphthyl group, 7-methyl-1-naphthyl group, 8-methyl-1-naphthyl group, 2,3-dimethyl-1 -Naphthyl group, 2,4-dimethyl-1-naphthyl group, 2,5-dimethyl-1-naphthyl group, 2,6-dimethyl-1-naphthyl group, 2,7-dimethyl-1-naphthyl group, 2, 8-dimethyl-1-naphthyl group, 3,4-dimethyl-1-naphthyl group, 3,5-dimethyl-1-naphthyl group, 3,6-dimethyl-1-naphthyl group, 3,7-dimethyl-1- Naphthyl group, 3,8-dimethyl-1-naphthyl Group, 4,5-dimethyl-1-naphthyl group, 5,8-dimethyl-1-naphthyl group, 4-ethyl-1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1-methyl-2-naphthyl group, 3-methyl- A naphthyl group substituted with a naphthyl group such as a 2-naphthyl group, 4-methyl-2-naphthyl group or the like, or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; And a group in which a naphthyl group is substituted with at least one group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkoxycarbonyl group, and an alkoxycarbonyloxy group. it can.

前記置換基であるアルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基及びアルコキシカルボニルオキシ基としては、例えば、前記フェニル基及びアルキル置換フェニル基について例示した基を挙げることができる。一般式(ZI−4)におけるR15の置換されていてもよいナフチル基としては、1−ナフチル基、1−(4−メトキシナフチル)基、1−(4−エトキシナフチル)基、1−(4−n−プロポキシナフチル)基、1−(4−n−ブトキシナフチル)基、2−(7−メトキシナフチル)基、2−(7−エトキシナフチル)基、2−(7−n−プロポキシナフチル)基、2−(7−n−ブトキシナフチル)基等が好ましい。 Examples of the alkoxy group, alkoxyalkyl group, alkoxycarbonyl group, and alkoxycarbonyloxy group as the substituent include the groups exemplified for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group. Examples of the optionally substituted naphthyl group of R 15 in the general formula (ZI-4) include 1-naphthyl group, 1- (4-methoxynaphthyl) group, 1- (4-ethoxynaphthyl) group, 1- ( 4-n-propoxynaphthyl) group, 1- (4-n-butoxynaphthyl) group, 2- (7-methoxynaphthyl) group, 2- (7-ethoxynaphthyl) group, 2- (7-n-propoxynaphthyl) group ) Group, 2- (7-n-butoxynaphthyl) group and the like are preferable.

2個のR15が互いに結合して形成してもよい環構造としては、式一般式(ZI−4)中の硫黄原子と共に5員又は6員の環、特に好ましくは5員の環(即ち、テトラヒドロチオフェン環)を形成する基が望ましい。また、前記2価の基に対する置換基としては、例えば、前記フェニル基及びアルキル置換フェニル基に対する置換基として例示したヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。一般式(ZI−4)におけるR15としては、メチル基、エチル基、フェニル基、4−メトキシフェニル基、1−ナフチル基、2個のR15が互いに結合して硫黄原子と共にテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基等が好ましい。
以下に一般式(ZI−4)で表される化合物中のカチオンの好ましい具体例を示す。

Figure 0005427436
As the ring structure that two R 15 may be bonded to each other, a 5- or 6-membered ring, particularly preferably a 5-membered ring (that is, a 5-membered ring together with the sulfur atom in formula (ZI-4)) And a group that forms a tetrahydrothiophene ring). Examples of the substituent for the divalent group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkoxy group exemplified as the substituent for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group. Examples thereof include a carbonyl group and an alkoxycarbonyloxy group. As R 15 in the general formula (ZI-4), a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a 4-methoxyphenyl group, a 1-naphthyl group, and two R 15 are bonded to each other to form a tetrahydrothiophene ring structure together with a sulfur atom. A divalent group or the like that forms is preferable.
Preferred specific examples of the cation in the compound represented by the general formula (ZI-4) are shown below.
Figure 0005427436

一般式(I)で表される酸を発生する化合物の具体例を以下に例示する。

Figure 0005427436
Specific examples of the compound capable of generating an acid represented by formula (I) are shown below.
Figure 0005427436

Figure 0005427436
Figure 0005427436

Figure 0005427436
Figure 0005427436

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Figure 0005427436
Figure 0005427436

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Figure 0005427436

Figure 0005427436
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一般式(I)で表される酸を発生する酸発生剤(B)の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物中の含有率は、全固形分に対し0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは1〜15質量%、さらに好ましくは2〜10質量%である。   The content of the acid generator (B) that generates an acid represented by the general formula (I) in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is 0.1 to 20% by mass with respect to the total solid content. Preferably, it is 1-15 mass%, More preferably, it is 2-10 mass%.

一般式(I)で表される酸を発生する酸発生剤(B)は、1種類単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。   The acid generator (B) which generates the acid represented by the general formula (I) can be used alone or in combination of two or more.

一般式(I)で表される酸を発生する酸発生剤(B)と組み合わせて使用することができる、一般式(I)で表される酸を発生する酸発生剤(B)以外の酸発生剤としては、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0150]に記載の酸発生剤が挙げられる。   Acids other than the acid generator (B) that generates an acid represented by the general formula (I) that can be used in combination with the acid generator (B) that generates an acid represented by the general formula (I) Examples of the generator include acid generators described in [0150] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425.

〔3〕溶剤
前記各成分を溶解させて感活性光線性または感放射線性樹脂組成物を調製する際に使用することができる溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、環状ラクトン(好ましくは炭素数4〜10)、環を含有しても良いモノケトン化合物(好ましくは炭素数4〜10)、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、ピルビン酸アルキル等の有機溶剤を挙げることができる。
[3] Solvent Examples of the solvent that can be used in preparing the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition by dissolving the above components include, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl. Ether, alkyl lactate ester, alkoxypropionate alkyl, cyclic lactone (preferably 4 to 10 carbon atoms), monoketone compound (preferably 4 to 10 carbon atoms) which may contain a ring, alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetate, pyrubin Examples thereof include organic solvents such as acid alkyls.

アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートが好ましく挙げられる。   Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl Preferred examples include ether propionate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate.

アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルを好ましく挙げられる。   Preferred examples of the alkylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether.

乳酸アルキルエステルとしては、例えば、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチルを好ましく挙げられる。
アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、例えば、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチルを好ましく挙げられる。
Preferred examples of the alkyl lactate include methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate and butyl lactate.
Preferable examples of the alkyl alkoxypropionate include ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, and ethyl 3-methoxypropionate.

環状ラクトンとしては、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−オクタノイックラクトン、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンが好ましく挙げられる。   Examples of the cyclic lactone include β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, β-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, and γ-octano. Preferred are iclactone and α-hydroxy-γ-butyrolactone.

環を含有してもよいモノケトン化合物としては、例えば、2−ブタノン、3−メチルブタノン、ピナコロン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−メチル−3−ペンタノン、4,4−ジメチル−2−ペンタノン、2,4−ジメチル−3−ペンタノン、2,2,4,4−テトラメチル−3−ペンタノン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、5−メチル−3−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−メチル−3−ヘプタノン、5−メチル−3−ヘプタノン、2,6−ジメチル−4−ヘプタノン、2−オクタノン、3−オクタノン、2−ノナノン、3−ノナノン、5−ノナノン、2−デカノン、3−デカノン、4−デカノン、5−ヘキセン−2−オン、3−ペンテン−2−オン、シクロペンタノン、2−メチルシクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、2,2−ジメチルシクロペンタノン、2,4,4−トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロヘキサノン、4−メチルシクロヘキサノン、4−エチルシクロヘキサノン、2,2−ジメチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、2,2,6−トリメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、2−メチルシクロヘプタノン、3−メチルシクロヘプタノンが好ましく挙げられる。   Examples of the monoketone compound which may contain a ring include 2-butanone, 3-methylbutanone, pinacolone, 2-pentanone, 3-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 4-methyl-2-pentanone, 2 -Methyl-3-pentanone, 4,4-dimethyl-2-pentanone, 2,4-dimethyl-3-pentanone, 2,2,4,4-tetramethyl-3-pentanone, 2-hexanone, 3-hexanone, 5-methyl-3-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-methyl-3-heptanone, 5-methyl-3-heptanone, 2,6-dimethyl-4-heptanone, 2-octanone, 3-octanone, 2-nonanone, 3-nonanone, 5-nonanone, 2-decanone, 3-decanone, 4-decanone, 5-hexen-2-one, -Penten-2-one, cyclopentanone, 2-methylcyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 2,2-dimethylcyclopentanone, 2,4,4-trimethylcyclopentanone, cyclohexanone, 3-methyl Cyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 4-ethylcyclohexanone, 2,2-dimethylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, 2,2,6-trimethylcyclohexanone, cycloheptanone, 2-methylcycloheptanone, 3-methylcyclo A preferred example is heptanone.

アルキレンカーボネートとしては、例えば、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートが好ましく挙げられる。
アルコキシ酢酸アルキルとしては、例えば、酢酸−2−メトキシエチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、酢酸−3−メトキシ−3−メチルブチル、酢酸−1−メトキシ−2−プロピルが好ましく挙げられる。
ピルビン酸アルキルとしては、例えば、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピルが好ましく挙げられる。
Preferred examples of the alkylene carbonate include propylene carbonate, vinylene carbonate, ethylene carbonate, and butylene carbonate.
Examples of the alkyl alkoxyacetate include 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, and 1-methoxy-acetate. 2-propyl is preferred.
Preferred examples of the alkyl pyruvate include methyl pyruvate, ethyl pyruvate, and propyl pyruvate.

好ましく使用できる溶剤としては、常温常圧下で、沸点130℃以上の溶剤が挙げられる。具体的には、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、乳酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、プロピレンカーボネートが挙げられる。
本発明に於いては、上記溶剤を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
As a solvent which can be preferably used, a solvent having a boiling point of 130 ° C. or higher under normal temperature and normal pressure can be mentioned. Specifically, cyclopentanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl pyruvate, 2-ethoxyethyl acetate, acetic acid -2- (2-ethoxyethoxy) ethyl and propylene carbonate are mentioned.
In the present invention, the above solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、有機溶剤として構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。
水酸基を含有する溶剤、水酸基を含有しない溶剤としては前述の例示化合物が適宜選択可能であるが、水酸基を含有する溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキル等が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルがより好ましい。また、水酸基を含有しない溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、アルキルアルコキシプロピオネート、環を含有してもよいモノケトン化合物、環状ラクトン、酢酸アルキルなどが好ましく、これらの内でもプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンが最も好ましい。
In this invention, you may use the mixed solvent which mixed the solvent which contains a hydroxyl group in a structure, and the solvent which does not contain a hydroxyl group as an organic solvent.
As the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group, the above-mentioned exemplary compounds can be selected as appropriate, but as the solvent containing a hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate, etc. are preferable, propylene glycol monomethyl ether, More preferred is ethyl lactate. Further, as the solvent not containing a hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether acetate, alkyl alkoxypropionate, monoketone compound which may contain a ring, cyclic lactone, alkyl acetate and the like are preferable, and among these, propylene glycol monomethyl ether Acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone and butyl acetate are particularly preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate and 2-heptanone are most preferred.

水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比(質量)は、通常は1/99〜99/1、好ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。   The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is usually 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. It is. A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.

溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤であることが好ましい。   The solvent is preferably a mixed solvent of two or more containing propylene glycol monomethyl ether acetate.

〔4〕塩基性化合物
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、塩基性化合物を含有することが好ましい。
塩基性化合物としては、好ましくは、下記式(A)〜(E)で示される構造を有する化合物を挙げることができる。

Figure 0005427436
[4] Basic Compound The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably contains a basic compound in order to reduce a change in performance over time from exposure to heating.
Preferred examples of the basic compound include compounds having structures represented by the following formulas (A) to (E).
Figure 0005427436

一般式(A)及び(E)中、
200 、R201及びR202 は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(炭素数6〜20)を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。R203 、R204、R205及びR206 は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜20個のアルキル基を表す。
In general formulas (A) and (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different, and are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (having a carbon number). 6-20), wherein R 201 and R 202 may combine with each other to form a ring. R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基、または炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。
これら一般式(A)及び(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
About the said alkyl group, as an alkyl group which has a substituent, a C1-C20 aminoalkyl group, a C1-C20 hydroxyalkyl group, or a C1-C20 cyanoalkyl group is preferable.
The alkyl groups in the general formulas (A) and (E) are more preferably unsubstituted.

好ましい化合物として、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、ピペリジン等を挙げることができ、更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。   Preferred compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, piperidine and the like, and more preferred compounds include imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate Examples thereof include a compound having a structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, and an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond.

イミダゾール構造を有する化合物としてはイミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−フェニルベンゾイミダゾール等が挙げられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては1、4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ−5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカ−7−エン等が挙げられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としてはテトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシド等が挙げられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としてはオニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタン−1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等が挙げられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ(n−ブチル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン等を挙げることができる。アニリン化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−フェニルジエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。   Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, benzimidazole, and 2-phenylbenzimidazole. Examples of the compound having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5,4,0. ] Undec-7-ene etc. are mentioned. Examples of the compound having an onium hydroxide structure include tetrabutylammonium hydroxide, triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically, triphenylsulfonium hydroxide, tris ( and t-butylphenyl) sulfonium hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, 2-oxopropylthiophenium hydroxide, and the like. As the compound having an onium carboxylate structure, an anion portion of the compound having an onium hydroxide structure is converted to a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkylcarboxylate. Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine. Examples of the aniline compound include 2,6-diisopropylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-dibutylaniline, N, N-dihexylaniline and the like. Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-phenyldiethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine. Examples of aniline derivatives having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.

好ましい塩基性化合物として、更に、フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物、スルホン酸エステル基を有するアミン化合物及びスルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物を挙げることができる。   Preferred examples of the basic compound further include an amine compound having a phenoxy group, an ammonium salt compound having a phenoxy group, an amine compound having a sulfonic acid ester group, and an ammonium salt compound having a sulfonic acid ester group.

前記フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物、スルホン酸エステル基を有するアミン化合物及びスルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物は、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合していることが好ましい。また、前記アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でも−CH2CH2O−、−CH(CH3)CH2O−もしくは−CH2CH2CH2O−の構造が好ましい。 The amine compound having a phenoxy group, the ammonium salt compound having a phenoxy group, the amine compound having a sulfonate group, and the ammonium salt compound having a sulfonate group have at least one alkyl group bonded to a nitrogen atom. Is preferred. The alkyl chain preferably has an oxygen atom and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. -CH 2 CH 2 O Among the oxyalkylene group -, - CH (CH 3) CH 2 O- or -CH 2 CH 2 CH 2 O- structure is preferred.

前記フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物、スルホン酸エステル基を有するアミン化合物及びスルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物の具体例としては、米国特許出願公開第2007/0224539号明細書の[0066]に例示されている化合物(C1-1)〜(C3-3)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらの塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。
塩基性化合物の使用量は、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物の固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。
酸発生剤と塩基性化合物の組成物中の使用割合は、酸発生剤/塩基性化合物(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。酸発生剤/塩基性化合物(モル比)は、より好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。
Specific examples of the amine compound having a phenoxy group, an ammonium salt compound having a phenoxy group, an amine compound having a sulfonate group, and an ammonium salt compound having a sulfonate group include US Patent Application Publication No. 2007/0224539. Examples thereof include, but are not limited to, compounds (C1-1) to (C3-3) exemplified in [0066] of the description.
These basic compounds are used alone or in combination of two or more.
The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally on the basis of solid content of actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.
The use ratio of the acid generator and the basic compound in the composition is preferably acid generator / basic compound (molar ratio) = 2.5 to 300. That is, the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoints of sensitivity and resolution, and is preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing the reduction in resolution due to pattern thickening over time until post-exposure heat treatment. The acid generator / basic compound (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, still more preferably 7.0 to 150.

〔4〕界面活性剤
感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、更に界面活性剤を含有することが好ましく、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することがより好ましい。
[4] Surfactant The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition preferably further contains a surfactant, and a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon-based interface) It is more preferable to contain any one or two or more of an activator and a surfactant having both a fluorine atom and a silicon atom.

本発明の組成物が上記界面活性剤を含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないパターンを与えることが可能となる。   When the composition of the present invention contains the above-mentioned surfactant, it is possible to give a pattern with less adhesion and development defects with good sensitivity and resolution when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. Become.

フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤として、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0276]に記載の界面活性剤が挙げられ、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431、4430(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)、GF−300、GF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、352、EF801、EF802、EF601((株)ジェムコ製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNOVA社製)、FTX−204G、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218D、222D((株)ネオス製)等である。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。   Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include surfactants described in [0276] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425. For example, Ftop EF301, EF303, (Shin-Akita Kasei Co., Ltd.) )), FLORARD FC430, 431, 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), Megafac F171, F173, F176, F189, F113, F110, F177, F120, R08 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), GF-300, GF-150 (Toagosei Chemical Co., Ltd.) ), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), F-top EF121, EF122A EF122B, RF122C, EF125M, EF135M, EF351, 352, EF801, EF802, EF601 (manufactured by Gemco), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNOVA), FTX-204G, 208G, 218G, 230G 208D, 212D, 218D, 222D (manufactured by Neos Co., Ltd.) and the like. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。   In addition to the known surfactants described above, the surfactant is derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called telomer method) or an oligomerization method (also called oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.

フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。   As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like. A unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block link) or poly (block link of oxyethylene and oxypropylene) may be used. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).

例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)、C613基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C37基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体等を挙げることができる。 For example, as a commercially available surfactant, Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, F-472 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), C 6 F 13 group Copolymer of acrylate (or methacrylate) and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), acrylate (or methacrylate) and (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate) having C 3 F 7 groups And a copolymer of (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate).

また、本発明では、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0280]に記載の、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。
これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、いくつかの組み合わせで使用してもよい。
界面活性剤の使用量は、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.0001〜2質量%、より好ましくは0.001〜1質量%である。
In the present invention, surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants described in [0280] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425 can also be used.
These surfactants may be used alone or in several combinations.
The amount of the surfactant used is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass, based on the total amount of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition (excluding the solvent). is there.

〔5〕その他成分
本発明の組成物には、必要に応じてさらに、カルボン酸オニウム塩、酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物(例えば、Proceeding of SPIE, 2724,355 (1996)に記載されている酸分解性基を含むコール酸誘導体の様な、酸分解性基を含有する脂環族又は脂肪族化合物)、染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物)等を含有していてもよい。
[5] Other components In the composition of the present invention, a dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less, which is further decomposed by the action of an carboxylic acid onium salt and an acid to increase the solubility in an alkaline developer, if necessary. For example, alicyclic or aliphatic compounds containing acid-decomposable groups such as cholic acid derivatives containing acid-decomposable groups described in Proceeding of SPIE, 2724,355 (1996)), dyes, plasticizers , A photosensitizer, a light absorber, and a compound that promotes solubility in a developer (for example, a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less, an alicyclic group having a carboxyl group, or an aliphatic compound). Good.

〔6〕疎水性樹脂(I)
本願発明の組成物を、後述する液浸露光に適用する場合、組成物は更に(I)成分として、疎水性樹脂(HR)を含んでいることが好ましい。
疎水性樹脂(HR)としては、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物に添加することにより、膜表面に偏在して接触角を高めることにより、液浸露光時におけるウォーターマーク欠陥抑止や感活性光線性または感放射線性樹脂組成物の液浸媒体中への溶出を抑制する保護層を形成可能な化合物(「化合物(U´)」ともいう。)であれば特に限定されない。また、界面活性剤とは異なり、必ずしも分子内に親水基を有する必要はなく、極性/非極性物質を均一に混合することに寄与しなくてもよい。
[6] Hydrophobic resin (I)
When the composition of the present invention is applied to immersion exposure described later, the composition preferably further contains a hydrophobic resin (HR) as the component (I).
As a hydrophobic resin (HR), by adding it to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, it is unevenly distributed on the film surface and increases the contact angle, thereby suppressing watermark defects and sensitivity during immersion exposure. The compound is not particularly limited as long as it is a compound (also referred to as “compound (U ′)”) capable of forming a protective layer that suppresses elution of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition into the immersion medium. Further, unlike a surfactant, it is not always necessary to have a hydrophilic group in the molecule, and it does not have to contribute to uniform mixing of polar / nonpolar substances.

膜表面への偏在化という観点で、化合物(U´)は、(i)樹脂の主鎖又は側鎖にフッ素原子を有する、(ii)樹脂の主鎖又は側鎖に珪素原子を有する、または(iii)樹脂の側鎖に炭化水素基を有する、の少なくとも1つの特徴を有することが好ましい。
化合物(U´)が(i)樹脂の主鎖又は側鎖にフッ素原子を有する場合、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基を有する樹脂であることが好ましい。
フッ素原子を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜4)は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖又は分岐アルキル基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。
From the viewpoint of uneven distribution on the film surface, the compound (U ′) has (i) a fluorine atom in the main chain or side chain of the resin, (ii) a silicon atom in the main chain or side chain of the resin, or (iii) It preferably has at least one feature of having a hydrocarbon group in the side chain of the resin.
When the compound (U ′) has a fluorine atom in the main chain or side chain of the resin (i), as the partial structure having a fluorine atom, an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or a fluorine atom A resin having an aryl group with
The alkyl group having a fluorine atom (preferably having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms) is a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, It may have a substituent.

フッ素原子を有するシクロアルキル基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された単環または多環のシクロアルキル基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などのアリール基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられ、さらに他の置換基を有していてもよい。
The cycloalkyl group having a fluorine atom is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and may further have another substituent.
Examples of the aryl group having a fluorine atom include those in which at least one hydrogen atom of an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group is substituted with a fluorine atom, and may further have another substituent.

フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基として、好ましくは、下記一般式(F2)〜(F4)で表される基を挙げることができるが、本発明は、これに限定されるものではない。

Figure 0005427436
Preferred examples of the alkyl group having a fluorine atom, the cycloalkyl group having a fluorine atom, or the aryl group having a fluorine atom include groups represented by the following general formulas (F2) to (F4). The present invention is not limited to this.
Figure 0005427436

一般式(F2)〜(F4)中、
57〜R68は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R57〜R61の少なくとも1つ、R62〜R64の少なくとも1つ、及びR65〜R68の少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。
57〜R61及びR65〜R67は、全てがフッ素原子であることが好ましい。R62、R63及びR68は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)が好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることがさらに好ましい。R62とR63は、互いに連結して環を形成してもよい。
In general formulas (F2) to (F4),
R 57 to R 68 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. Provided that at least one of R 57 to R 61 , at least one of R 62 to R 64 , and at least one of R 65 to R 68 are a fluorine atom or an alkyl having at least one hydrogen atom substituted with a fluorine atom. Represents a group (preferably having 1 to 4 carbon atoms).
R 57 to R 61 and R 65 to R 67 are preferably all fluorine atoms. R 62 , R 63 and R 68 are preferably an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms) in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Further preferred. R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.

一般式(F2)で表される基の具体例としては、例えば、p−フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、3,5-ジ(トリフルオロメチル)フェニル基等が挙げられる。
一般式(F3)で表される基の具体例としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ノナフルオロブチル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基、2,2,3,3-テトラフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロヘキシル基などが挙げられる。ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基が好ましく、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基が更に好ましい。
Specific examples of the group represented by the general formula (F2) include a p-fluorophenyl group, a pentafluorophenyl group, and a 3,5-di (trifluoromethyl) phenyl group.
Specific examples of the group represented by the general formula (F3) include trifluoromethyl group, pentafluoropropyl group, pentafluoroethyl group, heptafluorobutyl group, hexafluoroisopropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoro (2 -Methyl) isopropyl group, nonafluorobutyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluorohexyl group, nonafluoro-t-butyl group, perfluoroisopentyl group, perfluorooctyl group, perfluoro (trimethyl) hexyl group, 2,2 1,3,3-tetrafluorocyclobutyl group, perfluorocyclohexyl group and the like. Hexafluoroisopropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoro (2-methyl) isopropyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluoro-t-butyl group and perfluoroisopentyl group are preferable, and hexafluoroisopropyl group and heptafluoroisopropyl group are preferable. Further preferred.

一般式(F4)で表される基の具体例としては、例えば、−C(CF32OH、−C(C252OH、−C(CF3)(CH3)OH、−CH(CF3)OH等が挙げられ、−C(CF32OHが好ましい。
フッ素原子を有する繰り返し単位としては、以下に示すものが好適に挙げられる。

Figure 0005427436
Specific examples of the group represented by the general formula (F4) include, for example, —C (CF 3 ) 2 OH, —C (C 2 F 5 ) 2 OH, —C (CF 3 ) (CH 3 ) OH, -CH (CF 3) OH and the like, -C (CF 3) 2 OH is preferred.
Preferred examples of the repeating unit having a fluorine atom include those shown below.
Figure 0005427436

式中、R10、R11は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜4の直鎖または分岐のアルキル基であり、置換基を有するアルキル基としては特にフッ素化アルキル基を挙げることができる)を表す。
〜Wは、各々独立に、少なくとも1つ以上のフッ素原子を含有する有機基を表す。具体的には前記(F2)〜(F4)の原子団が挙げられる。
また、これら以外にも、下記に示すような単位を有する樹脂も適用可能である。

Figure 0005427436
In the formula, R 10 and R 11 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group (preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly as an alkyl group having a substituent, Fluorinated alkyl group can be mentioned).
W 3 to W 6 each independently represents an organic group containing at least one fluorine atom. Specific examples include the atomic groups (F2) to (F4).
Besides these, resins having units as shown below are also applicable.
Figure 0005427436

式中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、フッ素原子、またはアルキル基(好ましくは炭素数1〜4の直鎖または分岐のアルキル基であり、置換基を有するアルキル基としては特にフッ素化アルキル基を挙げることができる)を表す。
ただし、R〜Rの少なくとも1つはフッ素原子を表す。RとRもしくはRとRは環を形成していてもよい。
は、少なくとも1つのフッ素原子を含有する有機基を表す。具体的には前記(F2)〜(F4)の原子団が挙げられる。
In the formula, R 4 to R 7 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group (preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the alkyl group having a substituent is In particular, a fluorinated alkyl group can be mentioned).
However, at least one of R 4 to R 7 represents a fluorine atom. R 4 and R 5 or R 6 and R 7 may form a ring.
W 2 represents an organic group containing at least one fluorine atom. Specific examples include the atomic groups (F2) to (F4).

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

以下、フッ素原子を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。具体例中、X1は、水素原子、−CH3、−F又は−CF3を表す。X2は、−F又は−CF3を表す。

Figure 0005427436
Hereinafter, although the specific example of the repeating unit which has a fluorine atom is shown, this invention is not limited to this. In specific examples, X 1 represents a hydrogen atom, —CH 3 , —F or —CF 3 . X 2 represents —F or —CF 3 .
Figure 0005427436

化合物(U´)が(ii)樹脂の主鎖又は側鎖に珪素原子を有する場合、珪素原子を有する部分構造として、アルキルシリル構造(好ましくはトリアルキルシリル基)、または環状シロキサン構造を有する樹脂であることが好ましい。
アルキルシリル構造、または環状シロキサン構造としては、具体的には、下記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基などが挙げられる。

Figure 0005427436
When the compound (U ′) has a silicon atom in the main chain or side chain of the resin (ii), a resin having an alkylsilyl structure (preferably a trialkylsilyl group) or a cyclic siloxane structure as a partial structure having a silicon atom It is preferable that
Specific examples of the alkylsilyl structure or the cyclic siloxane structure include groups represented by the following general formulas (CS-1) to (CS-3).
Figure 0005427436

一般式(CS−1)〜(CS−3)に於いて、
12〜R26は、各々独立に、直鎖もしくは分岐アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)またはシクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)を表す。
3〜L5は、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、アルキレン基、フェニレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、ウレタン基、またはウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを挙げられる。
nは、1〜5の整数を表す。
In general formulas (CS-1) to (CS-3),
R 12 to R 26 each independently represents a linear or branched alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) or a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms).
L < 3 > -L < 5 > represents a single bond or a bivalent coupling group. As the divalent linking group, an alkylene group, a phenylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a urethane group, or a urea group is used alone or in combination of two or more groups. A combination is mentioned.
n represents an integer of 1 to 5.

珪素原子を有する繰り返し単位としては、前記(C−Ia)〜(C−Id)および(C−III)で示した繰り返し単位を挙げることができる。(但し、W及びW〜Wを、「少なくとも1つ以上の珪素原子を含有する原子団を表し、具体的には(CS−1)〜(CS−3)で表される原子団を表す」と読み替える)
以下、一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基を有する繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。なお、具体例中、X1は、水素原子、−CH3、−F又は−CF3を表す。

Figure 0005427436
Examples of the repeating unit having a silicon atom include the repeating units shown in the above (C-Ia) to (C-Id) and (C-III). (However, W 2 and W 3 to W 6 are represented by “an atomic group containing at least one or more silicon atoms, specifically, an atomic group represented by (CS-1) to (CS-3)”). "Represents")
Hereinafter, although the specific example of the repeating unit which has group represented by general formula (CS-1)-(CS-3) is given, this invention is not limited to this. In specific examples, X 1 represents a hydrogen atom, —CH 3 , —F or —CF 3 .
Figure 0005427436

化合物(U´)が(iii)樹脂の側鎖に炭化水素基を有する場合、炭素数4以上の炭化水素基を側鎖に有することが好ましく、炭素数6以上の炭化水素基を側鎖に有することがさらに好ましい。
また、別の観点では、−CH構造を1つ以上有する炭化水素基を側鎖に有することが好ましく、−CH構造を2つ以上有する炭化水素基を側鎖に有することがより好ましい。この点では該炭化水素基は分岐アルキル基であることが好ましい。
繰り返し単位の具体的構造としては、前記一般式(C−Ia)〜(C−Id)で示した繰り返し単位を挙げることができる。(但し、W〜Wを、「炭化水素基を表す」と読み替える)
側鎖の炭化水素基としては、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキル置換シクロアルキル基、アルケニル基、アルキル置換アルケニル基、アルキル置換シクロアルケニル基、アルキル置換アリール基、アルキル置換アラルキル基が挙げられ、アルキル基、アルキル置換シクロアルキル基が好ましい。
When the compound (U ′) has a hydrocarbon group in the side chain of (iii) resin, it preferably has a hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms in the side chain, and a hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms in the side chain. More preferably, it has.
Further, in another aspect, preferably has a hydrocarbon group having a -CH 3 structure at one or more side chains, and more preferably has a hydrocarbon group having a -CH 3 structure two or more side chains. In this respect, the hydrocarbon group is preferably a branched alkyl group.
Specific examples of the repeating unit include the repeating units represented by the general formulas (C-Ia) to (C-Id). (However, W 3 to W 6 are read as “represents a hydrocarbon group”)
Examples of the side chain hydrocarbon group include an alkyl group, an alkyloxy group, an alkyl-substituted cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkyl-substituted alkenyl group, an alkyl-substituted cycloalkenyl group, an alkyl-substituted aryl group, and an alkyl-substituted aralkyl group. Group, an alkyl-substituted cycloalkyl group is preferred.

アルキル基としては、炭素数1〜20の直鎖のアルキル基または炭素数3〜20の分岐のアルキル基が好ましい。好ましい分岐アルキル基としては、具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、3−ペンチル基、2−メチル−3−ブチル基、3−ヘキシル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチル−4−ヘキシル基、3,5−ジメチル−4−ペンチル基、イソオクチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基等が挙げられる。
好ましい直鎖アルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基等が挙げられる。
As the alkyl group, a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms is preferable. Specific examples of preferable branched alkyl groups include isopropyl, isobutyl, t-butyl, 3-pentyl, 2-methyl-3-butyl, 3-hexyl, and 2-methyl-3-pentyl. 3-methyl-4-hexyl group, 3,5-dimethyl-4-pentyl group, isooctyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2,6-dimethylheptyl group, 1,5 -Dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group and the like.
Specific examples of preferable linear alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, and nonyl groups.

より好ましくは、炭素数8以上の直鎖もしくは分岐アルキル基であり、具体的には3,5−ジメチル−4−ペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基、2,6−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチル−3−ヘプチル基、2,3,5,7−テトラメチル−4−ヘプチル基である。   More preferably, it is a linear or branched alkyl group having 8 or more carbon atoms, specifically 3,5-dimethyl-4-pentyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2-ethylhexyl group, 2, 6-dimethylheptyl group, 1,5-dimethyl-3-heptyl group, 2,3,5,7-tetramethyl-4-heptyl group.

アルキルオキシ基としては、上記で挙げたアルキル基にエーテル基が結合した基を挙げることができる。
シクロアルキル基としては、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましい。好ましいシクロアルキル基としては、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基を挙げることができる。より好ましくは、ノルボルニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基である。
Examples of the alkyloxy group include a group in which an ether group is bonded to the above-described alkyl group.
The cycloalkyl group may be monocyclic or polycyclic. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms. The carbon number is preferably 6-30, and particularly preferably 7-25. Preferred cycloalkyl groups include adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, A cyclodecanyl group and a cyclododecanyl group can be mentioned. More preferable examples include an adamantyl group, norbornyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, tetracyclododecanyl group, and tricyclodecanyl group. More preferably, they are a norbornyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.

シクロアルキル基はアルキル基により置換されていてもよく、その例として3,5−ジメチルシクロヘキシル基、4−イソプロピルシクロヘキシル基、4−tブチルシクロヘキシル基などが挙げられる。
アルケニル基としては、炭素数1〜20の直鎖または分岐のアルケニル基が好ましく、分岐のアルケニル基がより好ましい。
アリール基は、炭素数6〜20のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基を挙げることができ、好ましくはフェニル基である。
アラルキル基は、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。
The cycloalkyl group may be substituted with an alkyl group, and examples thereof include 3,5-dimethylcyclohexyl group, 4-isopropylcyclohexyl group, 4-tbutylcyclohexyl group and the like.
As the alkenyl group, a linear or branched alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, and a branched alkenyl group is more preferable.
The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group, and a phenyl group is preferable.
The aralkyl group is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.

(iii)樹脂の側鎖に炭化水素基を有する繰り返し単位の好ましい具体例を以下に挙げる。尚、本発明はこれらに限定されるものではない。具体例中、Rxは、水素原子またはメチル基を表し、RxaからRxcは、それぞれ炭素数1〜4のアルキル基を表す。

Figure 0005427436
(iii) Preferred specific examples of the repeating unit having a hydrocarbon group in the side chain of the resin are given below. In addition, this invention is not limited to these. In specific examples, Rx represents a hydrogen atom or a methyl group, and Rxa to Rxc each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Figure 0005427436

Figure 0005427436
Figure 0005427436

Figure 0005427436
Figure 0005427436

前記(i)〜(iii)のいずれかの特徴を有する繰り返し単位の総含有量は、化合物(U’)中の全繰り返し単位に対し、50〜100mol%が好ましく、より好ましくは80〜100mol%、更に好ましくは90〜100mol%である。   The total content of the repeating units having the characteristics of any one of (i) to (iii) is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 80 to 100 mol%, based on all repeating units in the compound (U ′). More preferably, it is 90-100 mol%.

化合物(U´)は、更に下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つを有していてもよい。   The compound (U ′) may further have at least one group selected from the following groups (x) to (z).

(x)アルカリ可溶性基、
(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基、
(z)酸の作用により分解する基。
(X) an alkali-soluble group,
(Y) a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer;
(Z) A group that decomposes by the action of an acid.

(x)アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等が挙げられる。   (X) Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) ( Alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) ) And a methylene group.

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

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

アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜50mol%が好ましく、より好ましくは3〜35mol%、更に好ましくは5〜20mol%である。
アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。

Figure 0005427436
The content of the repeating unit having an alkali-soluble group (x) is preferably from 1 to 50 mol%, more preferably from 3 to 35 mol%, still more preferably from 5 to 20 mol%, based on all repeating units in the polymer.
Specific examples of the repeating unit having an alkali-soluble group (x) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
Figure 0005427436

(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基としては、例えば、ラクトン構造を有する基、酸無水物基、酸イミド基などが挙げられ、好ましくはラクトン構造を有する基である。   (Y) Examples of the group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer include a group having a lactone structure, an acid anhydride group, an acid imide group, and the like, and preferably a lactone A group having a structure.

アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルによる繰り返し単位のように、樹脂の主鎖にアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)が結合している繰り返し単位、あるいはアルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましい。   As the repeating unit having a group (y) that is decomposed by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer, an alkali is added to the main chain of the resin, such as a repeating unit of an acrylate ester or a methacrylate ester. A polymerization initiator having a repeating unit to which a group (y) that decomposes by the action of the developer and increases the solubility in an alkali developer is bonded, or a group (y) that increases the solubility in an alkali developer And a chain transfer agent used at the time of polymerization are preferably introduced at the end of the polymer chain.

アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜40mol%が好ましく、より好ましくは3〜30mol%、更に好ましくは5〜15mol%である。   The content of the repeating unit having a group (y) whose solubility in an alkali developer is increased is preferably 1 to 40 mol%, more preferably 3 to 30 mol%, still more preferably based on all repeating units in the polymer. 5 to 15 mol%.

アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)の具体例としては、前記の樹脂(A)で例示したラクトン構造を挙げることができる。   Specific examples of the group (y) whose solubility in an alkali developer increases can include the lactone structure exemplified for the resin (A).

酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位は、樹脂(P)で挙げた酸分解性基を有する繰り返し単位と同様のものが挙げられる。化合物(U´)中、酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜80mol%が好ましく、より好ましくは10〜80mol%、更に好ましくは20〜60mol%である。   Examples of the repeating unit having a group (z) that can be decomposed by the action of an acid include the same repeating units having an acid-decomposable group as mentioned for the resin (P). In the compound (U ′), the content of the repeating unit having a group (z) that is decomposed by the action of an acid is preferably 1 to 80 mol%, more preferably 10 to 80 mol%, based on all repeating units in the polymer. More preferably, it is 20-60 mol%.

化合物(U´)の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜100,000で、より好ましくは1,000〜50,000、更により好ましくは2,000〜15,000である。分散度は1.0〜2.0が好ましく、さらに好ましくは1.1〜1.6である。
化合物(U´)は、(x)〜(z)の中でも(z)酸の作用により分解する基を有するものがLWR向上の観点で好ましい。
The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene of the compound (U ′) is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, and still more preferably 2,000 to 15,000. . The dispersity is preferably 1.0 to 2.0, and more preferably 1.1 to 1.6.
The compound (U ′) is preferably (x) to (z) having a group capable of decomposing by the action of (z) acid from the viewpoint of improving LWR.

化合物(U´)は、(A)成分の樹脂同様、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が0〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0〜5質量%、0〜1質量%が更により好ましい。それにより、液中異物や感度等の経時変化のないレジストが得られる。また、解像度、レジスト形状、レジストパターンの側壁、ラフネスなどの点から、分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は、1〜5の範囲が好ましく、より好ましくは1〜3、さらに好ましくは1〜2の範囲である。   The compound (U ′), like the resin of the component (A), naturally has few impurities such as metals, and the residual monomer or oligomer component is preferably 0 to 10% by mass, more preferably 0-5 mass% and 0-1 mass% are still more preferable. Thereby, a resist having no change over time such as foreign matter in liquid or sensitivity can be obtained. The molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as dispersity) is preferably in the range of 1 to 5, more preferably 1 to 3, and still more preferably from the viewpoints of resolution, resist shape, resist pattern sidewall, roughness, and the like. It is the range of 1-2.

疎水性樹脂(HR)の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物全体中の配合量は、全固形分中0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.2〜10質量%、さらに好ましくは0.3〜2質量%である。   The blending amount of the hydrophobic resin (HR) in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition as a whole is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.2 to 10% by mass, based on the total solid content. More preferably, it is 0.3-2 mass%.

疎水性樹脂(HR)は、各種市販品を利用することもできるし、常法に従って(例えばラジカル重合)合成・精製することができる。上記(A)成分の樹脂の合成方法として説明した合成・生成方法ももちろん適用可能である。詳細な合成・精製方法としては、前述の樹脂(A)で説明した方法や、丸善株式会社発行「第5版 実験化学講座26 高分子化学」の2章「高分子合成」の記載などを用いることが出来る。
以下、化合物(U´)の具体例を示すが、本願はこれらに限定されるものではない。
As the hydrophobic resin (HR), various commercially available products can be used, and can be synthesized and purified according to a conventional method (for example, radical polymerization). Of course, the synthesis / generation method described as the synthesis method of the resin of the component (A) can also be applied. As a detailed synthesis / purification method, the method described in the above-mentioned resin (A) or the description in Chapter 2 “Polymer Synthesis” of “5th edition Experimental Chemistry Course 26 Polymer Chemistry” published by Maruzen Co., Ltd. is used. I can do it.
Hereinafter, although the specific example of a compound (U ') is shown, this application is not limited to these.

(F、Si系)

Figure 0005427436
(F, Si type)
Figure 0005427436

Figure 0005427436
Figure 0005427436

Figure 0005427436
Figure 0005427436

(炭化水素系)

Figure 0005427436
(Hydrocarbon)
Figure 0005427436

Figure 0005427436
Figure 0005427436

<パターン形成方法>
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、解像力向上の観点から、膜厚30〜250nmで使用されることが好ましく、より好ましくは、膜厚30〜200nmで使用されることが好ましい。ポジ型レジスト組成物中の固形分濃度を適切な範囲に設定して適度な粘度をもたせ、塗布性、製膜性を向上させることにより、このような膜厚とすることができる。
ポジ型レジスト組成物中の全固形分濃度は、一般的には1〜10質量%、より好ましくは1〜8.0質量%、さらに好ましくは1.0〜6.0質量%である。
<Pattern formation method>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is preferably used at a film thickness of 30 to 250 nm, more preferably at a film thickness of 30 to 200 nm, from the viewpoint of improving resolution. preferable. Such a film thickness can be obtained by setting the solid content concentration in the positive resist composition to an appropriate range to give an appropriate viscosity and improving the coating property and film forming property.
The total solid content concentration in the positive resist composition is generally 1 to 10% by mass, more preferably 1 to 8.0% by mass, and still more preferably 1.0 to 6.0% by mass.

本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、上記の成分を所定の有機溶剤、好ましくは前記混合溶剤に溶解し、フィルター濾過した後、次のように所定の支持体上に塗布して用いる。フィルター濾過に用いるフィルターのポアサイズは0.1μm以下、より好ましくは0.05μm以下、更に好ましくは0.03μm以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。   The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is prepared by dissolving the above components in a predetermined organic solvent, preferably the mixed solvent, filtering the solution, and then applying the solution on a predetermined support as follows. And use. The pore size of the filter used for filter filtration is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, and still more preferably 0.03 μm or less made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon.

例えば、ポジ型レジスト組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布、乾燥し、レジスト膜を形成する。   For example, a positive resist composition is coated on a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used for manufacturing a precision integrated circuit element by an appropriate coating method such as a spinner or a coater, and dried to form a resist film. Form.

当該レジスト膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行い、現像、リンスする。これにより良好なパターンを得ることができる。   The resist film is irradiated with actinic rays or radiation through a predetermined mask, preferably baked (heated), developed and rinsed. Thereby, a good pattern can be obtained.

活性光線又は放射線としては、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、極紫外光、X線、電子線等を挙げることができるが、好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下、特に好ましくは1〜200nmの波長の遠紫外光、具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157nm)、X線、電子ビーム等であり、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(13nm)、電子ビームが好ましい。 Examples of the actinic ray or radiation include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultraviolet light, X-ray, electron beam, etc., preferably 250 nm or less, more preferably 220 nm or less, particularly Preferably, far ultraviolet light having a wavelength of 1 to 200 nm, specifically KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, electron beam, etc., ArF excimer Laser, F 2 excimer laser, EUV (13 nm), and electron beam are preferable.

なお、活性光線又は放射線の照射時に感活性光線性または感放射線性樹脂組成物膜とレンズの間に空気よりも屈折率の高い液体(液浸媒体)を満たして露光(液浸露光)を行ってもよい。これにより解像性を高めることができる。用いる液浸媒体として好ましくは水である。水は屈折率の温度係数の小ささ、入手の容易さや取り扱いのしやすさの点でも好適である。
また、屈折率が向上できるという点で屈折率1.5以上の媒体を用いることもできる。この媒体は、水溶液でもよく有機溶剤でもよい。
During exposure to actinic rays or radiation, exposure (immersion exposure) is performed by filling a liquid (immersion medium) having a refractive index higher than air between the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition film and the lens. May be. Thereby, resolution can be improved. The immersion medium used is preferably water. Water is also suitable in terms of a small temperature coefficient of refractive index, ease of availability, and ease of handling.
A medium having a refractive index of 1.5 or more can also be used in that the refractive index can be improved. This medium may be an aqueous solution or an organic solvent.

液浸液として水を用いる場合、屈折率の向上等を目的とする添加剤を僅かな割合で添加しても良い。添加剤の例としてはシーエムシー出版「液浸リソグラフィのプロセスと材料」の第12章に詳しい。一方、193nm光に対して不透明な物質や屈折率が水と大きく異なる不純物の存在は、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物膜上に投影される光学像の歪みを招くため、使用する水としては蒸留水が好ましい。更にイオン交換フィルター等で精製した純水を用いてもよい。純水の電気抵抗は18.3MQcm以上であることが望ましく、TOC(有機物濃度)は20ppb以下であることが望ましく、脱気処理をしていることが望ましい。
なお、上述した通り、液浸露光を行う場合、本願発明の組成物は前述の化合物(U´)(添加ポリマー)を含有することが好ましい。
また、液浸露光を行う場合の別の方法として、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物膜を直接、液浸液に接触させないために、液浸液難溶性膜(以下、「トップコート」ともいう)を設けてもよい。
When water is used as the immersion liquid, an additive for the purpose of improving the refractive index may be added in a small proportion. Examples of additives are detailed in Chapter 12 of CMC publication “Processes and Materials for Immersion Lithography”. On the other hand, the presence of an opaque substance with respect to 193 nm light and the presence of impurities whose refractive index is significantly different from that of water causes distortion of the optical image projected on the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition film. As water, distilled water is preferred. Further, pure water purified with an ion exchange filter or the like may be used. The electric resistance of pure water is desirably 18.3 MQcm or more, the TOC (organic substance concentration) is desirably 20 ppb or less, and deaeration treatment is desirably performed.
In addition, as mentioned above, when performing immersion exposure, it is preferable that the composition of this invention contains the above-mentioned compound (U ') (addition polymer).
In addition, as another method for performing immersion exposure, an immersion-light-sensitive or radiation-sensitive resin composition film is not directly brought into contact with the immersion liquid. May also be provided.

トップコートは、193nm透明性という観点からは、芳香族を豊富に含有しないポリマーが好ましく、具体的には、炭化水素ポリマー、アクリル酸エステルポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリビニルエーテル、シリコン含有ポリマー、フッ素含有ポリマーなどが挙げられる。(I)成分として前述した疎水性樹脂(HR)はトップコートとしても好適なものである。また、市販のトップコート材料も適宜使用可能である。トップコートに求められる性能、その使用法などについては、シーエムシー出版「液浸リソグラフィのプロセスと材料」の第7章に解説されている。   From the viewpoint of 193 nm transparency, the top coat is preferably a polymer that does not contain abundant aromatics. Specifically, the polymer contains a hydrocarbon polymer, an acrylate polymer, polymethacrylic acid, polyacrylic acid, polyvinyl ether, and silicon. Examples thereof include a polymer and a fluorine-containing polymer. The hydrophobic resin (HR) described above as the component (I) is also suitable as a top coat. Commercially available top coat materials can also be used as appropriate. The performance required for the top coat and how to use it are explained in chapter 7 of CM Publishing “Immersion Lithography Processes and Materials”.

感活性光線性または感放射線性樹脂組成物膜を形成する前に、基板上に予め反射防止膜を塗設してもよい。
反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。
Before forming the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition film, an antireflection film may be coated on the substrate in advance.
As the antireflection film, any of an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and amorphous silicon, and an organic film type made of a light absorber and a polymer material can be used. In addition, as the organic antireflection film, commercially available organic antireflection films such as DUV30 series, DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR-3, AR-5 manufactured by Shipley are also used. it can.

現像工程におけるアルカリ現像液としては、通常、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドに代表される4級アンモニウム塩が用いられるが、これ以外にも無機アルカリ、1級アミン、2級アミン、3級アミン、アルコールアミン、環状アミン等のアルカリ水溶液も使用可能である。
さらに、上記アルカリ現像液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
As the alkaline developer in the development step, a quaternary ammonium salt typified by tetramethylammonium hydroxide is usually used. In addition, inorganic alkali, primary amine, secondary amine, tertiary amine, alcohol amine are also used. An aqueous alkali solution such as a cyclic amine can also be used.
Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline developer.

アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
さらに、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
リンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.
Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline aqueous solution.
As the rinsing liquid, pure water can be used, and an appropriate amount of a surfactant can be added.

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

<樹脂(A)の合成>
(樹脂(A1))
窒素気流下シクロヘキサノン78.1gを3つ口フラスコに入れこれを80℃に加熱した。これにモノマーA 18.3g、モノマーB 3.8g、モノマーC 5.5g、モノマーD 11.8g、重合開始剤(ジメチル−2、2‘−アゾビス(2−メチルプロピオネート(V−601):和光純薬製)2.418gをシクロヘキサノン145.0gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。反応液を放冷後、ヘプタン/酢酸エチル混合液(1290g/551g)に20分かけて滴下し、析出した粉体をろ取、乾燥すると目的の樹脂(A1)が35g得られた。得られた樹脂の重量平均分子量は標準ポリスチレン換算で12500、分散度(Mw/Mn)は1.70であった。

Figure 0005427436
<Synthesis of Resin (A)>
(Resin (A1))
Under a nitrogen stream, 78.1 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 80 ° C. Monomer A 18.3 g, monomer B 3.8 g, monomer C 5.5 g, monomer D 11.8 g, polymerization initiator (dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate (V-601)) (Manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) A solution prepared by dissolving 2.418 g in 145.0 g of cyclohexanone was added dropwise over 6 hours, and further reacted for 2 hours at 80 ° C. After allowing the reaction solution to cool, heptane / The mixture was dropped into an ethyl acetate mixed solution (1290 g / 551 g) over 20 minutes, and the precipitated powder was collected by filtration and dried to obtain 35 g of the desired resin (A1) .The weight average molecular weight of the obtained resin was standard polystyrene. It was 12500 in terms of conversion, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.70.
Figure 0005427436

(樹脂(A2)〜(A9)、樹脂(AC))
樹脂(A1)の合成方法と同様の手法を用いて樹脂(A2)〜(A9)、樹脂(AC)を合成した。
<光酸発生剤の合成>
B1は特開2004−2252号公報、B2は特開2007−161707号公報に記載の方法に準じ、合成した。B3〜B9についても同様に合成した。
(Resin (A2) to (A9), Resin (AC))
Resins (A2) to (A9) and Resin (AC) were synthesized using the same method as the synthesis method of Resin (A1).
<Synthesis of photoacid generator>
B1 was synthesized according to the method described in JP-A No. 2004-2252 and B2 was synthesized according to the method described in JP-A No. 2007-161707. B3 to B9 were synthesized in the same manner.

<レジスト組成物調製>
下記表1に示す成分を同表に示す混合溶剤に溶解させ、固形分濃度4.4質量%の溶液を調製し、これを0.03μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターでろ過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価した。

Figure 0005427436
<Resist composition preparation>
The components shown in Table 1 below are dissolved in a mixed solvent shown in the same table to prepare a solution having a solid content concentration of 4.4% by mass, and this is filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.03 μm to form a positive resist solution. Was prepared. The prepared positive resist solution was evaluated by the following method.
Figure 0005427436

使用した各成分は、以下の通りである。   Each component used is as follows.

〔(A)酸の作用により保護基が脱離してアルカリ現像液への溶解性が増大する樹脂〕

Figure 0005427436
[(A) Resin in which the protecting group is removed by the action of an acid and the solubility in an alkali developer increases]
Figure 0005427436

Figure 0005427436
Figure 0005427436

〔(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物〕

Figure 0005427436
[(B) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation]
Figure 0005427436

(C)塩基性化合物

Figure 0005427436
(C) Basic compound
Figure 0005427436

〔(I)疎水性樹脂〕

Figure 0005427436
[(I) Hydrophobic resin]
Figure 0005427436

〔(W)界面活性剤〕
W1:トロイゾルS−366(トロイケミカル社製)
W2:メガファック F−177(大日本インキ化学工業(株)製)
〔(S)溶剤〕
S1:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
/プロピレングリコールメチルエーテル(60/40)
S2:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート
/乳酸エチル(80/20)
<液浸露光評価>
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、膜厚78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物を塗布し、130℃で、60秒間ベークを行い、膜厚110nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーをArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製 XT1700i、NA1.35)を用い、45nm(ラインアンドスペースパターン)の6%ハーフトーンマスクを通して露光した。液浸液としては純水を用いた。その後90℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水でリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
[(W) Surfactant]
W1: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co.)
W2: Megafuck F-177 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
[(S) solvent]
S1: Propylene glycol methyl ether acetate
/ Propylene glycol methyl ether (60/40)
S2: Propylene glycol methyl ether acetate
/ Ethyl lactate (80/20)
<Immersion exposure evaluation>
An organic antireflection film ARC29A (Nissan Chemical Co., Ltd.) was applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a thickness of 78 nm. The prepared positive resist composition was applied thereon and baked at 130 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 110 nm. The obtained wafer was exposed through a 6% halftone mask of 45 nm (line and space pattern) using an ArF excimer laser immersion scanner (XT1700i, NA1.35 manufactured by ASML). Pure water was used as the immersion liquid. Thereafter, the mixture was heated at 90 ° C. for 60 seconds, developed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (2.38 mass%) for 30 seconds, rinsed with pure water, and spin-dried to obtain a resist pattern.

〔露光ラチチュード(EL)〕
線幅45nmのラインアンドスペース(1:1)のマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、露光量を変化させた際にパターンサイズが85nm±10%を許容する露光量幅を求め、この値を最適露光量で割って百分率表示した。値が大きいほど露光量変化による性能変化が小さく、露光ラチチュード(EL)が良好である。
[Exposure latitude (EL)]
An exposure amount that reproduces a mask pattern of a line and space (1: 1) with a line width of 45 nm is set as an optimum exposure amount, and an exposure amount width that allows a pattern size of 85 nm ± 10% when the exposure amount is changed is obtained. This value was divided by the optimum exposure amount and displayed as a percentage. The larger the value, the smaller the change in performance due to the change in exposure amount, and the better the exposure latitude (EL).

〔パターンプロファイル〕
線幅45nmのラインアンドスペース(1:1)のマスクパターンで得られたパターンのプロファイルを断面SEMによって観察した。
(Pattern profile)
The profile of the pattern obtained with a line and space (1: 1) mask pattern with a line width of 45 nm was observed with a cross-sectional SEM.

〔LWR評価〕
前記標準レジスト評価において、75nmに仕上がっているラインパターンについて走査型顕微鏡(日立社製S9260)で観察し、ラインパターンの長手方向のエッジ2μmの範囲について、エッジがあるべき基準線からの距離を50ポイント測定し、標準偏差を求め、3σを算出した。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
[LWR evaluation]
In the standard resist evaluation, the line pattern finished to 75 nm is observed with a scanning microscope (S9260 manufactured by Hitachi, Ltd.), and the distance from the reference line where the edge should be in the range of 2 μm edge in the longitudinal direction of the line pattern is set to 50. Point measurement was performed to obtain a standard deviation, and 3σ was calculated. A smaller value indicates better performance.

表2に示した結果の通り、本発明のポジ型レジスト組成物は、いずれも比較例1〜3に示したポジ型レジスト組成物に比べて露光ラチチュード、LWR、ラインパターンプロファイルのすべてに優れることが確かめられた。

Figure 0005427436
As shown in Table 2, the positive resist composition of the present invention is excellent in all of exposure latitude, LWR, and line pattern profile as compared with the positive resist compositions shown in Comparative Examples 1 to 3. Was confirmed.
Figure 0005427436

<ドライ露光評価>
下記表3に示す成分を同表に示す混合溶剤に溶解させ、固形分濃度4質量%の溶液を調製し、これを0.03μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターでろ過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価した。
<Dry exposure evaluation>
The components shown in Table 3 below are dissolved in the mixed solvent shown in the table to prepare a solution having a solid content concentration of 4% by mass, and this is filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.03 μm to prepare a positive resist solution. did. The prepared positive resist solution was evaluated by the following method.

スピンコーターにてヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上にブリューワーサイエンス社製反射防止膜DUV−42を600オングストローム均一に塗布し、100℃で90秒間ホットプレート上で乾燥した後、190℃で240秒間加熱乾燥を行った。その後、各ポジ型レジスト溶液をスピンコーターで塗布し、120℃で60秒乾燥を行い、膜厚160nmのレジスト膜を形成させた。   An anti-reflective coating DUV-42 manufactured by Brewer Science Co., Ltd. was uniformly applied to 600 angstroms on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment with a spin coater, dried on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds, and then at 190 ° C. Heat drying was performed for 240 seconds. Thereafter, each positive resist solution was applied with a spin coater and dried at 120 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 160 nm.

このレジスト膜に対し、マスクを通してArFエキシマレーザーステッパー(ASML社製 NA=0.75、ダイポール)で露光し、露光後直ぐに120℃において60秒間ホットプレート上で加熱した。さらに2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、ラインパターンを得た。   The resist film was exposed with an ArF excimer laser stepper (NA = 0.75, dipole manufactured by ASML) through a mask, and immediately after the exposure, it was heated on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds. Further, development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to obtain a line pattern.

露光ラチチュード(EL)、パターンプロファイル評価は、線幅70nmのラインアンドスペース(1:1)のマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とした以外は液浸露光評価と同様に評価した。   The exposure latitude (EL) and the pattern profile evaluation were evaluated in the same manner as the immersion exposure evaluation except that the exposure amount for reproducing a line and space (1: 1) mask pattern having a line width of 70 nm was set as the optimal exposure amount.

下記表4に示した結果の通り、本発明のポジ型レジスト組成物は、いずれも比較例4〜6に示した組成物に比べて露光ラチチュード、LWR、ラインパターンプロファイルのすべてに優れることが確かめられた。

Figure 0005427436
As shown in Table 4 below, it was confirmed that all of the positive resist compositions of the present invention were superior in exposure latitude, LWR, and line pattern profile as compared with the compositions shown in Comparative Examples 4-6. It was.
Figure 0005427436

Figure 0005427436
Figure 0005427436

Claims (10)

(A)酸の作用により保護基が脱離してアルカリ現像液への溶解性が増大する樹脂、
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、
さらに、(I)少なくともフッ素原子もしくは珪素原子を有する基、又は炭素数8以上の直鎖もしくは分岐アルキル基のいずれかを有し、その添加により膜表面の接触角を高める性質を示す疎水性樹脂
を含有してなり、
樹脂(A)の保護基が極性基を有し、かつ、化合物(B)から発生する酸が下記一般式(I)で表されることを特徴とする感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005427436
式中、
Xfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
、Rは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、及び、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基から選ばれる基を表し、複数存在する場合のR、Rは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Lは、単結合又は二価の連結基を表し、複数存在する場合のLは同一でも異なっていてもよい。
Aは、環状構造を有する基を表す。
xは1〜20の整数を表し、yは0〜10の整数を表し、zは0〜10の整数を表す。
(A) a resin in which the protecting group is eliminated by the action of an acid and the solubility in an alkali developer increases,
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation,
Further, (I) a hydrophobic resin having at least a fluorine atom or a silicon atom group, or a linear or branched alkyl group having 8 or more carbon atoms, and having the property of increasing the contact angle of the film surface by the addition thereof
Containing
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition , wherein the protecting group of the resin (A) has a polar group, and the acid generated from the compound (B) is represented by the following general formula (I) object.
Figure 0005427436
Where
Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom.
R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, or a group selected from an alkyl group substituted with at least one fluorine atom, and R 1 and R 2 in the case where a plurality of R 1 and R 2 are present. May be the same or different.
L represents a single bond or a divalent linking group, and when there are a plurality of L, they may be the same or different.
A represents a group having a cyclic structure.
x represents an integer of 1 to 20, y represents an integer of 0 to 10, and z represents an integer of 0 to 10.
一般式(I)において、Aが脂環基であることを特徴とする請求項1に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。   2. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein A is an alicyclic group in the general formula (I). 一般式(I)において、少なくとも1つのLが−COO−基もしくは−OCO−基であることを特徴とする請求項1又は2に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。   The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein in the general formula (I), at least one L is a -COO- group or a -OCO- group. 樹脂(A)の保護基が有する極性基が、水酸基、ケトン基、シアノ基、アミド基、アルキルアミド基、スルホンアミド基、低級エステル基、低級スルホナート基のいずれかであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。   The polar group of the protective group of the resin (A) is any one of a hydroxyl group, a ketone group, a cyano group, an amide group, an alkylamide group, a sulfonamide group, a lower ester group, and a lower sulfonate group. Item 4. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of Items 1 to 3. 疎水性樹脂(I)の配合量が、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物の全固形分中0.1〜20質量%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。 The amount of the hydrophobic resin (I) is 0.1 to 20% by mass in the total solid content of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, according to any one of claims 1 to 4. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition described. (A)酸の作用により保護基が脱離してアルカリ現像液への溶解性が増大する樹脂、(A) a resin in which the protecting group is eliminated by the action of an acid and the solubility in an alkali developer increases,
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B) A compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation
を含有してなり、Containing
樹脂(A)の保護基が極性基を有するとともに、樹脂(A)は、下記式15で表される繰り返し単位を含有し、かつ、化合物(B)から発生する酸が下記一般式(I)で表されることを特徴とする感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。While the protecting group of the resin (A) has a polar group, the resin (A) contains a repeating unit represented by the following formula 15, and the acid generated from the compound (B) is represented by the following general formula (I) An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition characterized by the following:
Figure 0005427436
Figure 0005427436
式中、Where
Rxは、H、CHRx is H, CH 3Three 、CF, CF 3Three 又はCHOr CH 22 OHを表す。Represents OH.
Rxaは、炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rxa represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Figure 0005427436
Figure 0005427436
式中、Where
Xfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom.
R 1 、R, R 2 は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、及び、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基から選ばれる基を表し、複数存在する場合のREach independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, or a group selected from an alkyl group substituted with at least one fluorine atom, 1 、R, R 2 は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。May be the same or different.
Lは、単結合又は二価の連結基を表し、複数存在する場合のLは同一でも異なっていてもよい。L represents a single bond or a divalent linking group, and when there are a plurality of L, they may be the same or different.
Aは、環状構造を有する基を表す。A represents a group having a cyclic structure.
xは1〜20の整数を表し、yは0〜10の整数を表し、zは0〜10の整数を表す。x represents an integer of 1 to 20, y represents an integer of 0 to 10, and z represents an integer of 0 to 10.
(A)酸の作用により保護基が脱離してアルカリ現像液への溶解性が増大する樹脂、(A) a resin in which the protecting group is eliminated by the action of an acid and the solubility in an alkali developer increases,
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B) A compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation
を含有してなり、Containing
樹脂(A)の保護基が極性基を有し、かつ、化合物(B)から発生する酸が下記一般式(I)で表されることを特徴とする感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, wherein the protecting group of the resin (A) has a polar group, and the acid generated from the compound (B) is represented by the following general formula (I) object.
Figure 0005427436
Figure 0005427436
式中、Where
Xfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。  Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom.
R 1 、R, R 2 は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、及び、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基から選ばれる基を表し、複数存在する場合のREach independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, or a group selected from an alkyl group substituted with at least one fluorine atom, 1 、R, R 2 は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。May be the same or different.
Lは、単結合又は二価の連結基を表し、複数存在する場合のLは同一でも異なっていてもよく、かつ少なくとも1つのLは−COO−基である。L represents a single bond or a divalent linking group, and when there are a plurality of L, L may be the same or different, and at least one L is a —COO— group.
Aは、環状構造を有する基を表す。A represents a group having a cyclic structure.
xは1〜20の整数を表し、yは0〜10の整数を表し、zは0〜10の整数を表す。x represents an integer of 1 to 20, y represents an integer of 0 to 10, and z represents an integer of 0 to 10.
一般式(I)において、x、yおよびzがそれぞれ1であり、Xfがフッ素原子を表し、RIn the general formula (I), x, y and z are each 1, Xf represents a fluorine atom, R 1 およびRAnd R 2 がそれぞれ水素原子を表すことを特徴とする請求項7に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。Each represents a hydrogen atom, The actinic-ray sensitive or radiation sensitive resin composition of Claim 7 characterized by the above-mentioned. 一般式(I)において、x、yおよびzがそれぞれ1であり、Xfがフッ素原子を表し、RIn the general formula (I), x, y and z are each 1, Xf represents a fluorine atom, R 1 が水素原子を表し、RRepresents a hydrogen atom, R 2 がトリフルオロメチル基を表すことを特徴とする請求項7に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。Represents a trifluoromethyl group, The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 7. 請求項1〜のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物を用いて膜を形成し、該膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。 Film is formed using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 9 exposing the film pattern forming method, which comprises a step of developing.
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