JP5578994B2 - Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and resist film and pattern forming method using the same - Google Patents

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

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本発明は、超LSI、高容量マイクロチップ、インプリント用モールド構造体などの製造プロセスで行われるリソグラフィプロセスや、その他のフォトファブリケーションプロセスに好適に用いられる感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物並びにそれを用いたレジスト膜及びパターン形成方法に関する。更に詳しくは、本発明は、上記プロセスに好ましく適用される電子線、X線又はEUV光用ポジ型レジスト組成物、並びにそれを用いたレジスト膜及びパターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition suitably used in a lithography process performed in a manufacturing process such as a VLSI, a high-capacity microchip, an imprint mold structure, and other photofabrication processes. And a resist film and a pattern forming method using the same. More specifically, the present invention relates to a positive resist composition for electron beam, X-ray or EUV light preferably applied to the above process, and a resist film and a pattern forming method using the same.

リソグラフィーによる微細加工は、近年、集積回路の高集積化に伴い、数十ナノメートルオーダーの超微細パターン形成が要求されるようになってきている。この要求に伴い、露光波長もg線からi線に、更にKrFエキシマレーザー光に、というように短波長化の傾向が見られる。さらには、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線、X線、又はEUV光を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。   In recent years, microfabrication by lithography has been demanded to form ultrafine patterns on the order of several tens of nanometers as integrated circuits are highly integrated. Along with this requirement, there is a tendency to shorten the exposure wavelength from g-line to i-line and further to KrF excimer laser light. Furthermore, at present, in addition to excimer laser light, lithography using electron beam, X-ray, or EUV light is being developed.

また、レジスト組成物による微細加工は、直接に集積回路の製造に用いられるだけでなく、近年ではいわゆるインプリント用モールド構造体の作製等にも適用されている(例えば、特許文献1、2、及び非特許文献1を参照)。   In addition, microfabrication using a resist composition is not only directly used for the production of integrated circuits, but also recently applied to the production of so-called imprint mold structures (for example, Patent Documents 1 and 2; And non-patent document 1).

特に電子線リソグラフィーは、次世代若しくは次々世代のパターン形成技術として位置付けられ、高感度、高解像性のポジ型レジスト組成物が望まれている。特にウェハー処理時間の短縮化のために高感度化は非常に重要な課題であるが、電子線用ポジ型レジスト組成物においては、高感度化を追求しようとすると、解像力の低下のみならず、ラインエッジラフネスの悪化が起こり、これらの特性を同時に満足するレジストの開発が強く望まれている。ここで、ラインエッジラフネスとは、レジストのパターンと基板界面のエッジがレジストの特性に起因して、ライン方向と垂直な方向に不規則に変動するために、パターンを真上から見たときにエッジが凹凸に見えることを言う。この凹凸がレジストをマスクとするエッチング工程により転写され、電気特性を劣化させるため、歩留りを低下させる。特に0.25μm以下の超微細領域ではラインエッジラフネスは極めて重要な改良課題となっている。高感度と、高解像力、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネスはトレードオフの関係にあり、これを如何にして同時に満足させるかが非常に重要である。   In particular, electron beam lithography is positioned as a next-generation or next-generation pattern forming technology, and a high-sensitivity, high-resolution positive resist composition is desired. In particular, high sensitivity is a very important issue in order to shorten the wafer processing time, but in the positive resist composition for electron beams, when trying to increase sensitivity, not only the resolution is lowered, Since the line edge roughness deteriorates, it is strongly desired to develop a resist that satisfies these characteristics at the same time. Here, the line edge roughness means that when the pattern is viewed from directly above because the resist pattern and the edge of the substrate interface vary irregularly in the direction perpendicular to the line direction due to the characteristics of the resist. Say that the edge looks uneven. The unevenness is transferred by an etching process using a resist as a mask, and the electrical characteristics are deteriorated, so that the yield is lowered. Particularly in the ultrafine region of 0.25 μm or less, the line edge roughness is an extremely important improvement issue. High sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good line edge roughness are in a trade-off relationship, and it is very important how to satisfy them simultaneously.

また、X線やEUV光を用いるリソグラフィーにおいても同様に高感度と、高解像力、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネスを同時に満足させることが重要な課題となっており、これらの解決が必要である。   Similarly, in lithography using X-rays or EUV light, it is also important to satisfy high sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good line edge roughness at the same time. It is.

これらの問題を解決する一つの方法として、ポリマー主鎖、又は側鎖に光酸発生剤を有する樹脂の使用が検討されている(例えば、特許文献3〜8及び非特許文献2を参照)。しかし、特許文献3に開示の技術は、光酸発生剤を有する樹脂と酸分解によりアルカリ現像液への溶解性が増大する溶解阻止化合物との混合系であるため、これらの素材の不均一混合性に起因して良好なパターン形状やラインエッジラフネスを得るのが困難であった。   As one method for solving these problems, use of a resin having a photoacid generator in a polymer main chain or a side chain has been studied (see, for example, Patent Documents 3 to 8 and Non-Patent Document 2). However, since the technique disclosed in Patent Document 3 is a mixed system of a resin having a photoacid generator and a dissolution inhibiting compound whose solubility in an alkaline developer is increased by acid decomposition, these materials are mixed unevenly. It was difficult to obtain a good pattern shape and line edge roughness due to the property.

一方、特許文献4では、光酸発生基及び酸分解によりアルカリ現像液への溶解性が増大する基を同一分子内に有する樹脂が開示されているが、ArF及びArF液浸露光を想定して193nm光に対する透明性を維持するため、光酸発生基のカチオン部位以外に樹脂中へ芳香環基を導入していなかった。電子線やEUV光を用いるリソグラフィーにおいては、電子線やEUV光の露光により、例えば、ポリヒドロキシスチレン等の芳香環部位が2次電子を発生し、この2次電子により光酸発生剤が分解して、酸を発生すると一般的に考えられている。そのため、電子線、X線又はEUV光に対する感度について十分とはいい難かった。   On the other hand, Patent Document 4 discloses a resin having a photoacid-generating group and a group whose solubility in an alkali developer is increased by acid decomposition in the same molecule, but assuming ArF and ArF immersion exposure. In order to maintain transparency with respect to 193 nm light, an aromatic ring group was not introduced into the resin other than the cation portion of the photoacid generating group. In lithography using an electron beam or EUV light, for example, an aromatic ring site such as polyhydroxystyrene generates secondary electrons by exposure to the electron beam or EUV light, and the photoacid generator is decomposed by the secondary electrons. It is generally thought that acid is generated. For this reason, it is difficult to say that the sensitivity to electron beam, X-ray or EUV light is sufficient.

また、特許文献5や非特許文献2にはヒドロキシスチレン、アダマンチル基含有アクリレート及び光酸発生剤含有アクリレートの3元共重合体が記載されている。特許文献6は、高解像力、疎密依存性、露光マージンを向上させるべく、高エネルギー線又は熱に感応し、側鎖のフッ素含有末端にスルホン酸を生じる繰り返し単位を含有する樹脂を含有するレジストを開示している。特許文献7は、側鎖のフッ素含有末端にスルホン酸を生じる繰り返し単位に加え、ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート等から成る繰り返し単位を含有した樹脂を含有するレジスト組成物を開示している。特許文献8は、スルホニウムカチオンを生じる側鎖を有する繰り返し単位等を含有するレジスト材料を開示している。
しかし、側鎖に光酸発生基及び酸分解性基を有する樹脂においては、光酸発生基の構造が重要であり、上記の公知技術では、X線やEUV光を用いるリソグラフィーにおいて、高感度と、高解像力、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネスを同時に満足させることは困難であった。
また光酸発生基の構造によっては、レジストのドライエッチング耐性が低下する場合もあった。
Patent Document 5 and Non-Patent Document 2 describe ternary copolymers of hydroxystyrene, an adamantyl group-containing acrylate, and a photoacid generator-containing acrylate. Patent Document 6 discloses a resist containing a resin containing a repeating unit that is sensitive to high energy rays or heat and generates sulfonic acid at a fluorine-containing terminal of a side chain in order to improve high resolution, density dependency, and exposure margin. Disclosure. Patent Document 7 discloses a resist composition containing a resin containing a repeating unit composed of hydroxyphenyl (meth) acrylate and the like in addition to a repeating unit that generates sulfonic acid at the fluorine-containing terminal of the side chain. Patent Document 8 discloses a resist material containing a repeating unit having a side chain that generates a sulfonium cation.
However, in a resin having a photoacid-generating group and an acid-decomposable group in the side chain, the structure of the photoacid-generating group is important. In the above-described known technique, high sensitivity is obtained in lithography using X-rays or EUV light. It was difficult to satisfy high resolution, good pattern shape, and good line edge roughness at the same time.
Also, depending on the structure of the photoacid generating group, the dry etching resistance of the resist may be reduced.

このように、現在知られている公知技術の組み合わせでは、電子線、X線又はEUV光リソグラフィーにおいて、高感度、高解像力、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス、ドライエッチング耐性等を同時に十分に満足できないのが現状である。   As described above, the combination of currently known techniques sufficiently simultaneously provides high sensitivity, high resolution, good pattern shape, good line edge roughness, dry etching resistance, etc. in electron beam, X-ray or EUV light lithography. It is the present condition that I cannot be satisfied with.

特開2004−158287号公報JP 2004-158287 A 特開2008−162101号公報JP 2008-162101 A 特開平9−325497号公報JP-A-9-325497 特開2009−93137号公報JP 2009-93137 A 米国特許出願公開第2007/117043号明細書US Patent Application Publication No. 2007/117043 特開2008−133448号公報JP 2008-133448 A 特開2009−263487号公報JP 2009-263487 A 特開2006−215526号公報JP 2006-215526 A

ナノインプリントの基礎と技術開発・応用展開―ナノインプリントの基板技術と最新の技術展開―編集:平井義彦 フロンティア出版(2006年6月発行)Nanoimprint Basics and Technology Development / Application Development-Nanoimprint Substrate Technology and Latest Technology Deployment-Editing: Yoshihiko Hirai Frontier Publishing (issued in June 2006) Proc. of SPIE Vol.6923,692312,2008Proc. of SPIE Vol. 6923, 692312, 2008

本発明は、上記背景技術に鑑み、特に露光光源として電子線、X線又はEUV光を用いるリソグラフィーにおいて、感度、高解像力、パターン形状、ラインエッジラフネス、及びドライエッチング耐性を同時に満足する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物並びにそれを用いたレジスト膜及び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-mentioned background art, the present invention is particularly sensitive to a sensitive light beam that simultaneously satisfies sensitivity, high resolution, pattern shape, line edge roughness, and dry etching resistance, in lithography using electron beam, X-ray or EUV light as an exposure light source. It is an object to provide a photosensitive or radiation-sensitive resin composition, a resist film using the same, and a pattern forming method.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、下記に示す本発明を完成するに至った。
〔1〕
カチオンを有するカチオン性繰り返し単位(A)、
前記カチオンとイオン対を形成するアニオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して酸を発生するアニオン性繰り返し単位(B)、及び
酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位(C)を有する樹脂(P)と、
酸の作用により脱離する基を窒素原子上に有するアミン誘導体と
を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔2〕
カチオンを有するカチオン性繰り返し単位(A)、
前記カチオンとイオン対を形成するアニオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して酸を発生するアニオン性繰り返し単位(B)、及び
酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位(C)を有する樹脂(P)と、
前記樹脂(P)とは異なる疎水性樹脂とを含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であって、
前記疎水性樹脂は、珪素原子を有する樹脂、又はフッ素原子を有する繰り返し単位を前記疎水性樹脂の全繰り返し単位中10〜100mol%有する樹脂であり、
更に、前記疎水性樹脂は、下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つ有する、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
(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
〔3〕
前記カチオン性繰り返し単位(A)が下記一般式(A1)又は(A2)で表されるカチオン性繰り返し単位である、〔1〕又は〔2〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。

Figure 0005578994

上記一般式(A1)中、
は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Aは2価の連結基を表す。
a1 、R a2 及びR a3 は、各々独立に、1価の置換基を表す。R a1 が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のR a1 が互いに結合して環を形成していてもよい。R a2 が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のR a2 が互いに結合して環を形成していてもよい。R a3 が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のR a3 が互いに結合して環を形成していてもよい。R a1 、R a2 及びR a3 のうちの2つが共同して環を形成してもよい。
n1は0〜4の整数を表す。
n2及びn3は、各々独立に0〜5の整数を表す。
上記一般式(A2)中、
’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
A’は2価の連結基を表す。
a1 ’及びR a2 ’は、各々独立に、1価の置換基を表す。R a1 ’が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のR a1 ’が互いに結合して環を形成していてもよい。R a2 ’が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のR a2 ’が互いに結合して環を形成していてもよい。R a1 ’及びR a2 ’が共同して環を形成してもよい。
n1’は0〜4の整数を表す。
n2’は0〜5の整数を表す。
〔4〕
カチオンを有するカチオン性繰り返し単位(A)、
前記カチオンとイオン対を形成するアニオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して酸を発生するアニオン性繰り返し単位(B)、及び
酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位(C)を有する樹脂(P)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であって、
前記カチオン性繰り返し単位(A)が下記一般式(A2)又は(A3)で表されるカチオン性繰り返し単位である、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005578994

Figure 0005578994

上記一般式(A2)中、
’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
A’は2価の連結基を表す。
a1 ’及びR a2 ’は、各々独立に、1価の置換基を表す。R a1 ’が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のR a1 ’が互いに結合して環を形成していてもよい。R a2 ’が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のR a2 ’が互いに結合して環を形成していてもよい。R a1 ’及びR a2 ’が共同して環を形成してもよい。
n1’は0〜4の整数を表す。
n2’は0〜5の整数を表す。
一般式(A3)中、
1a 〜R 12a は、各々独立に、水素原子又は1価の置換基を表し、互いに結合して環を形成していてもよい。
Zは、単結合又は2価の連結基である。
は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Aは2価の連結基を表す。
〔5〕
カチオンを有するカチオン性繰り返し単位(A)、
前記カチオンとイオン対を形成するアニオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して酸を発生するアニオン性繰り返し単位(B)、及び
酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位(C)を有する樹脂(P)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であって、
前記アニオン性繰り返し単位(B)が、下記一般式(I)又は(II)で表されるアニオン性繰り返し単位である、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005578994

一般式(I)中、
11 、R 12 及びR 13 は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
11 、X 12 及びX 13 は、各々独立に、単結合、−O−、−S−、−CO−、−SO −、−NR−、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又は、これらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。Rは水素原子又はアルキル基を表す。
Ar は、2価の芳香環基又は2価の芳香環基とアルキレン基とを組み合わせた基を表す。X 11 が単結合である場合、R 12 はAr と環を形成していてもよい。
11 及びL 12 は、各々独立に、単結合、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、2価の芳香環基、又はこれらの2以上を組み合わせた基を表す。
は、前記カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンとイオン対を形成するアニオン部位であって、活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して、スルホン酸基、イミド酸基又はメチド酸基となる部位を表す。
一般式(II)中、
21 、R 22 及びR 23 は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
21 は、−O−、−S−、−CO−、−SO −、−NR−、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。Rは水素原子又はアルキル基を表す。
21 は、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基又はこれらの2以上を組み合わせた基を表す。
Ar は、2価の芳香環基又は2価の芳香環基とアルキレン基とを組み合わせた基を表す。
22 及びX 23 は、各々独立に、単結合、−O−、−S−、−CO−、−SO −、−NR−、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。Rは水素原子又はアルキル基を表す。
22 は、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、2価の芳香環基、又はこれらの2以上を組み合わせた基を表す。
は、前記カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンとイオン対を形成するアニオン部位であり、活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して、スルホン酸基、イミド酸基又はメチド酸基となる部位を表す。
〔6〕
前記樹脂(P)が、下記一般式(VID)で表される繰り返し単位を更に含有する〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性組成物。
Figure 0005578994

上記一般式中、R 01 、R 02 及びR 03 は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
03 が、アルキレン基を表し、X又はAr 01 と結合して主鎖の−C−C−鎖と共に5員若しくは6員環を形成していても良い。
Ar 01 は、芳香環基を表す。
n01は、1〜4の整数を表す。
Xは、単結合又は2価の連結基を表す。
〔7〕
前記繰り返し単位(C)が、下記一般式(V)で表される繰り返し単位である、〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005578994

一般式(V)において、
51 、R 52 及びR 53 は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
52 はL と結合して環を形成していてもよく、その場合のR 52 はアルキレン基を表わす。
は、単結合又は2価の連結基を表し、R 52 と環を形成する場合には3価の連結基を表す。
54 はアルキル基を表し、R 55 及びR 56 は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又は1価の芳香環基を表す。R 55 及びR 56 は互いに結合して環を形成してもよい。但し、R 55 とR 56 とが同時に水素原子であることはない。
〔8〕
前記樹脂(P)が、ラクトン構造を有する繰り返し単位を更に含有する、〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔9〕
電子線、X線又はEUV光により露光される〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔10〕
〔1〕〜〔9〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて形成されたレジスト膜。
〔11〕
〔1〕〜〔9〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて、膜を形成し、露光、現像する工程を有するパターン形成方法。
本発明は、上記〔1〕〜〔11〕に関するものであるが、その他の事項(たとえば下記(1)〜(16)に記載した事項など)についても参考のために記載した。
(1) カチオンを有するカチオン性繰り返し単位(A)、
前記カチオンとイオン対を形成するアニオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して酸を発生するアニオン性繰り返し単位(B)、及び
酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位(C)を有する樹脂(P)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
(2)前記カチオン性繰り返し単位(A)が下記一般式(A1)又は(A2)で表されるカチオン性繰り返し単位である、(1)に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention shown below.
[1]
A cationic repeating unit (A) having a cation,
An anionic repeating unit (B) having an anion that forms an ion pair with the cation, and dissociating from the cation upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid; and
A resin (P) having a repeating unit (C) that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group;
An amine derivative having a group leaving on the nitrogen atom by the action of an acid;
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing
[2]
A cationic repeating unit (A) having a cation,
An anionic repeating unit (B) having an anion that forms an ion pair with the cation, and dissociating from the cation upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid; and
A resin (P) having a repeating unit (C) that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group;
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a hydrophobic resin different from the resin (P),
The hydrophobic resin is a resin having a silicon atom, or a resin having 10 to 100 mol% of repeating units having a fluorine atom in all repeating units of the hydrophobic resin,
Furthermore, the hydrophobic resin is an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition having at least one group selected from the following groups (x) to (z).
(X) 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
[3]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [1] or [2], wherein the cationic repeating unit (A) is a cationic repeating unit represented by the following general formula (A1) or (A2): object.
Figure 0005578994

In the general formula (A1),
R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A represents a divalent linking group.
R a1 , R a2 and R a3 each independently represent a monovalent substituent. When there are a plurality of R a1 s, they may be the same or different, and a plurality of R a1s may be bonded to each other to form a ring. When there are a plurality of R a2 s, they may be the same or different, and a plurality of R a2s may be bonded to each other to form a ring. When there are a plurality of R a3 s, they may be the same or different, and a plurality of R a3 may be bonded to each other to form a ring. Two of R a1 , R a2 and R a3 may jointly form a ring.
n1 represents an integer of 0 to 4.
n2 and n3 each independently represents an integer of 0 to 5.
In the general formula (A2),
R 1 ′ represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A ′ represents a divalent linking group.
R a1 ′ and R a2 ′ each independently represents a monovalent substituent. When there are a plurality of R a1 ′ s, they may be the same or different, and a plurality of R a1 ′ s may be bonded to each other to form a ring. When there are a plurality of R a2 ′ s, they may be the same or different, and a plurality of R a2 ′ s may be bonded to each other to form a ring. R a1 ′ and R a2 ′ may jointly form a ring.
n1 ′ represents an integer of 0 to 4.
n2 ′ represents an integer of 0 to 5.
[4]
A cationic repeating unit (A) having a cation,
An anionic repeating unit (B) having an anion that forms an ion pair with the cation, and dissociating from the cation upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid; and
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (P) having a repeating unit (C) that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group,
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, wherein the cationic repeating unit (A) is a cationic repeating unit represented by the following general formula (A2) or (A3).
Figure 0005578994

Figure 0005578994

In the general formula (A2),
R 1 ′ represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A ′ represents a divalent linking group.
R a1 ′ and R a2 ′ each independently represents a monovalent substituent. When there are a plurality of R a1 ′ s, they may be the same or different, and a plurality of R a1 ′ s may be bonded to each other to form a ring. When there are a plurality of R a2 ′ s, they may be the same or different, and a plurality of R a2 ′ s may be bonded to each other to form a ring. R a1 ′ and R a2 ′ may jointly form a ring.
n1 ′ represents an integer of 0 to 4.
n2 ′ represents an integer of 0 to 5.
In general formula (A3),
R 1a to R 12a each independently represents a hydrogen atom or a monovalent substituent, and may be bonded to each other to form a ring.
Z is a single bond or a divalent linking group.
R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A represents a divalent linking group.
[5]
A cationic repeating unit (A) having a cation,
An anionic repeating unit (B) having an anion that forms an ion pair with the cation, and dissociating from the cation upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid; and
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (P) having a repeating unit (C) that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group,
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, wherein the anionic repeating unit (B) is an anionic repeating unit represented by the following general formula (I) or (II).
Figure 0005578994

In general formula (I),
R 11 , R 12 and R 13 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
X 11 , X 12 and X 13 are each independently a single bond, —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NR— , a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, Or the group which combined 2 or more of these is represented. R represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Ar 1 represents a divalent aromatic ring group or a combination of a divalent aromatic ring group and an alkylene group. When X 11 is a single bond, R 12 may form a ring with Ar 1 .
L 11 and L 12 each independently represent a single bond, an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, a divalent aromatic ring group, or a group obtained by combining two or more thereof.
Z 1 is an anion site that forms an ion pair with the cation of the cationic repeating unit (A), and is dissociated from the cation by irradiation with actinic rays or radiation to form a sulfonic acid group, an imido acid group, or a methide acid. Represents a base site.
In general formula (II),
R 21 , R 22 and R 23 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
X 21 represents —O—, —S—, —CO—, —SO 2 , —NR—, a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or a group obtained by combining two or more thereof. . R represents a hydrogen atom or an alkyl group.
L 21 represents an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, or a group obtained by combining two or more thereof.
Ar 2 represents a divalent aromatic ring group or a combination of a divalent aromatic ring group and an alkylene group.
X 22 and X 23 each independently represent a single bond, —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NR— , a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or these The group which combined 2 or more of them is represented. R represents a hydrogen atom or an alkyl group.
L 22 represents an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, a divalent aromatic ring group, or a group obtained by combining two or more thereof.
Z 2 is an anion site that forms an ion pair with the cation of the cationic repeating unit (A), and is dissociated from the cation by irradiation with actinic rays or radiation to form a sulfonic acid group, an imido acid group, or a methido acid group. Represents the site.
[6]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [5], wherein the resin (P) further contains a repeating unit represented by the following general formula (VID).
Figure 0005578994

In the above general formula, R 01 , R 02 and R 03 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
R 03 represents an alkylene group and may combine with X or Ar 01 to form a 5-membered or 6-membered ring together with the main chain —C—C— chain.
Ar 01 represents an aromatic ring group.
n01 represents an integer of 1 to 4.
X represents a single bond or a divalent linking group.
[7]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [6], wherein the repeating unit (C) is a repeating unit represented by the following general formula (V).
Figure 0005578994

In general formula (V):
R 51 , R 52 and R 53 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
R 52 may be bonded to L 5 to form a ring, in which case R 52 represents an alkylene group.
L 5 represents a single bond or a divalent linking group, and in the case of forming a ring with R 52 , represents a trivalent linking group.
R 54 represents an alkyl group, and R 55 and R 56 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or a monovalent aromatic ring group. R 55 and R 56 may combine with each other to form a ring. However, no and R 55 and R 56 are hydrogen atoms at the same time.
[8]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [7], wherein the resin (P) further contains a repeating unit having a lactone structure.
[9]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [8], which is exposed to electron beam, X-ray, or EUV light.
[10]
A resist film formed using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [9].
[11]
The pattern formation method which has the process of forming a film | membrane using the actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of any one of [1]-[9], exposing and developing.
The present invention relates to the above [1] to [11], but other matters (for example, the matters described in the following (1) to (16)) are also described for reference.
(1) Cationic repeating unit (A) having a cation,
An anionic repeating unit (B) that has an anion that forms an ion pair with the cation, and dissociates from the cation upon irradiation with actinic rays or radiation, and an alkali-soluble group that decomposes by the action of the acid An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (P) having a repeating unit (C) that generates benzene.
(2) The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to (1), wherein the cationic repeating unit (A) is a cationic repeating unit represented by the following general formula (A1) or (A2): .

Figure 0005578994
Figure 0005578994

上記一般式(A1)中、
は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Aは2価の連結基を表す。
a1、Ra2及びRa3は、各々独立に、1価の置換基を表す。Ra1が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa1が互いに結合して環を形成していてもよい。Ra2が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa2が互いに結合して環を形成していてもよい。Ra3が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa3が互いに結合して環を形成していてもよい。Ra1、Ra2及びRa3のうちの2つが共同して環を形成してもよい。
n1は0〜4の整数を表す。
n2及びn3は、各々独立に0〜5の整数を表す。
上記一般式(A2)中、
’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
A’は2価の連結基を表す。
a1’及びRa2’は、各々独立に、1価の置換基を表す。Ra1’が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa1’が互いに結合して環を形成していてもよい。Ra2’が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa2’が互いに結合して環を形成していてもよい。Ra1’及びRa2’が共同して環を形成してもよい。
n1’は0〜4の整数を表す。
n2’は0〜5の整数を表す。
(3)前記カチオン性繰り返し単位(A)が前記一般式(A1)で表されるカチオン性繰り返し単位であり、前記一般式(A1)で表されるカチオン性繰り返し単位が下記一般式(A3)で表されるカチオン性繰り返し単位である、(2)に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
In the general formula (A1),
R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A represents a divalent linking group.
R a1 , R a2 and R a3 each independently represent a monovalent substituent. When there are a plurality of R a1 s, they may be the same or different, and a plurality of R a1s may be bonded to each other to form a ring. When there are a plurality of R a2 s, they may be the same or different, and a plurality of R a2s may be bonded to each other to form a ring. When there are a plurality of R a3 s, they may be the same or different, and a plurality of R a3 may be bonded to each other to form a ring. Two of R a1 , R a2 and R a3 may jointly form a ring.
n1 represents an integer of 0 to 4.
n2 and n3 each independently represents an integer of 0 to 5.
In the general formula (A2),
R 1 ′ represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A ′ represents a divalent linking group.
R a1 ′ and R a2 ′ each independently represents a monovalent substituent. When there are a plurality of R a1 ′ s, they may be the same or different, and a plurality of R a1 ′ s may be bonded to each other to form a ring. When there are a plurality of R a2 ′ s, they may be the same or different, and a plurality of R a2 ′ s may be bonded to each other to form a ring. R a1 ′ and R a2 ′ may jointly form a ring.
n1 ′ represents an integer of 0 to 4.
n2 ′ represents an integer of 0 to 5.
(3) The cationic repeating unit (A) is a cationic repeating unit represented by the general formula (A1), and the cationic repeating unit represented by the general formula (A1) is represented by the following general formula (A3). The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to (2), which is a cationic repeating unit represented by:

Figure 0005578994
Figure 0005578994

一般式(A3)中、
1a〜R12aは、各々独立に、水素原子又は1価の置換基を表し、互いに結合して環を形成していてもよい。
Zは、単結合又は2価の連結基である。R及びAは、それぞれ、一般式(A1)におけるR及びAと同義である。
(4)前記アニオン性繰り返し単位(B)が、下記一般式(I)又は(II)で表されるアニオン性繰り返し単位である、(1)〜(3)のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
In general formula (A3),
R 1a to R 12a each independently represents a hydrogen atom or a monovalent substituent, and may be bonded to each other to form a ring.
Z is a single bond or a divalent linking group. R 1 and A have the same meanings as R 1 and A in formula (A1), respectively.
(4) The feeling according to any one of (1) to (3), wherein the anionic repeating unit (B) is an anionic repeating unit represented by the following general formula (I) or (II): Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

一般式(I)中、
11、R12及びR13は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
11、X12及びX13は、各々独立に、単結合、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又は、これらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。Rは水素原子又はアルキル基を表す。
Arは、2価の芳香環基又は2価の芳香環基とアルキレン基とを組み合わせた基を表す。X11が単結合である場合、R12はArと環を形成していてもよい。
11及びL12は、各々独立に、単結合、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、2価の芳香環基、又はこれらの2以上を組み合わせた基を表す。
は、前記カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンとイオン対を形成するアニオン部位であって、活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して、スルホン酸基、イミド酸基又はメチド酸基となる部位を表す。
一般式(II)中、
21、R22及びR23は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
21は、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。Rは水素原子又はアルキル基を表す。
21は、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基又はこれらの2以上を組み合わせた基を表す。
Arは、2価の芳香環基又は2価の芳香環基とアルキレン基とを組み合わせた基を表す。
22及びX23は、各々独立に、単結合、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。Rは水素原子又はアルキル基を表す。
22は、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、2価の芳香環基、又はこれらの2以上を組み合わせた基を表す。
は、前記カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンとイオン対を形成するアニオン部位であり、活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して、スルホン酸基、イミド酸基又はメチド酸基となる部位を表す。
(5)前記樹脂(P)が、下記一般式(VID)で表される繰り返し単位を更に含有する(1)〜(4)のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性組成物。
In general formula (I),
R 11 , R 12 and R 13 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
X 11 , X 12 and X 13 are each independently a single bond, —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NR—, a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, Or the group which combined 2 or more of these is represented. R represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Ar 1 represents a divalent aromatic ring group or a combination of a divalent aromatic ring group and an alkylene group. When X 11 is a single bond, R 12 may form a ring with Ar 1 .
L 11 and L 12 each independently represent a single bond, an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, a divalent aromatic ring group, or a group obtained by combining two or more thereof.
Z 1 is an anion site that forms an ion pair with the cation of the cationic repeating unit (A), and is dissociated from the cation by irradiation with actinic rays or radiation to form a sulfonic acid group, an imido acid group, or a methide acid. Represents a base site.
In general formula (II),
R 21 , R 22 and R 23 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
X 21 represents —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NR—, a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or a group obtained by combining two or more thereof. . R represents a hydrogen atom or an alkyl group.
L 21 represents an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, or a group obtained by combining two or more thereof.
Ar 2 represents a divalent aromatic ring group or a combination of a divalent aromatic ring group and an alkylene group.
X 22 and X 23 each independently represent a single bond, —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NR—, a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or these The group which combined 2 or more of them is represented. R represents a hydrogen atom or an alkyl group.
L 22 represents an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, a divalent aromatic ring group, or a group obtained by combining two or more thereof.
Z 2 is an anion site that forms an ion pair with the cation of the cationic repeating unit (A), and is dissociated from the cation by irradiation with actinic rays or radiation to form a sulfonic acid group, an imido acid group, or a methido acid group. Represents the site.
(5) The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition according to any one of (1) to (4), wherein the resin (P) further contains a repeating unit represented by the following general formula (VID). object.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

上記一般式中、R01、R02及びR03は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
03が、アルキレン基を表し、X又はAr01と結合して主鎖の−C−C−鎖と共に5員若しくは6員環を形成していても良い。
Ar01は、芳香環基を表す。
n01は、1〜4の整数を表す。
Xは、単結合又は2価の連結基を表す。
(6)前記繰り返し単位(C)が、下記一般式(V)で表される繰り返し単位である、(1)〜(5)のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
In the above general formula, R 01 , R 02 and R 03 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
R 03 represents an alkylene group and may combine with X or Ar 01 to form a 5-membered or 6-membered ring together with the main chain —C—C— chain.
Ar 01 represents an aromatic ring group.
n01 represents an integer of 1 to 4.
X represents a single bond or a divalent linking group.
(6) The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin according to any one of (1) to (5), wherein the repeating unit (C) is a repeating unit represented by the following general formula (V): Composition.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

一般式(V)において、
51、R52及びR53は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
52はLと結合して環を形成していてもよく、その場合のR52はアルキレン基を表わす。
は、単結合又は2価の連結基を表し、R52と環を形成する場合には3価の連結基を表す。
54はアルキル基を表し、R55及びR56は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又は1価の芳香環基を表す。R55及びR56は互いに結合して環を形成してもよい。但し、R55とR56とが同時に水素原子であることはない。
(7)前記樹脂(P)が、ラクトン構造を有する繰り返し単位を更に含有する、(1)〜(6)のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
(8)電子線、X線又はEUV光により露光される(1)〜(7)のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
(9)前記(1)〜(8)のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて形成されたレジスト膜。
(10)前記(1)〜(8)のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて、膜を形成し、露光、現像する工程を有するパターン形成方法。
In general formula (V):
R 51 , R 52 and R 53 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
R 52 may be bonded to L 5 to form a ring, in which case R 52 represents an alkylene group.
L 5 represents a single bond or a divalent linking group, and in the case of forming a ring with R 52 , represents a trivalent linking group.
R 54 represents an alkyl group, and R 55 and R 56 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or a monovalent aromatic ring group. R 55 and R 56 may combine with each other to form a ring. However, no and R 55 and R 56 are hydrogen atoms at the same time.
(7) The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of (1) to (6), wherein the resin (P) further contains a repeating unit having a lactone structure.
(8) The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of (1) to (7), which is exposed to electron beam, X-ray or EUV light.
(9) A resist film formed using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of (1) to (8).
(10) A pattern forming method comprising the steps of forming a film, exposing and developing using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of (1) to (8).

本発明は、更に、下記の構成であることが好ましい。
(11)前記一般式(I)及び(II)において、Ar及びArが、各々独立に、アリーレン基又はアラルキレン基であり、L12及びL22が、各々独立に、下記構造又は下記構造を組み合わせた構造のいずれかで表される、(4)〜(8)のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
The present invention preferably further has the following configuration.
(11) In the general formulas (I) and (II), Ar 1 and Ar 2 are each independently an arylene group or an aralkylene group, and L 12 and L 22 are each independently the following structures or structures: The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of (4) to (8), which is represented by any one of a combination of the above.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

上記構造中、一般式(I)において、*はX13(X13が単結合の場合にはL11)又はZとの結合手を表す。一般式(II)において、*はX23(X23が単結合の場合にはAr)又はZとの結合手を表す。
(12)前記一般式(VID)において、Xについての2価の連結基が、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、−COO−、−OCO−、−CO−、−O−、−S−、−S(=O)―、−S(=O)−、−OS(=O)−及び−NH−からなる群より選択されるいずれか又はそれらの内の2以上を組み合わせた基である、(5)〜(8)又は(11)のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
(13)前記繰り返し単位(C)が、下記一般式(VI)で表される繰り返し単位である、(1)〜(5)、(7)、(8)、(11)又は(12)のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
In the above structure, in the general formula (I), * represents a bond with X 13 (L 11 when X 13 is a single bond) or Z 1 . In the general formula (II), * represents a bond with X 23 (Ar 2 when X 23 is a single bond) or Z 2 .
(12) In the general formula (VID), the divalent linking group for X is an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, —COO—, —OCO—, —CO—, —O—, —S—. , —S (═O) —, —S (═O) 2 —, —OS (═O) 2 —, and —NH—, or a combination of two or more thereof The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of (5) to (8) or (11).
(13) The repeating unit (C) is a repeating unit represented by the following general formula (VI): (1) to (5), (7), (8), (11) or (12) The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of the above.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

一般式(VI)中、R61、R62、R63は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。R62はArと結合して環を形成していてもよく、その場合のR62はアルキレン基を表わす。 Xは、単結合、−COO−、−CONR64−を表す。R64は、水素原子又はアルキル基を表す。
Arは、(n+1)価の芳香環基を表し、R62と環を形成する場合には(n+2)価の芳香環基を表す。Yは、各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。nが2以上の整数である場合、複数存在するYは互いに同じであっても異なっていてもよい。但し、Yの少なくとも1つは、酸の作用により脱離する基を表す。nは、1〜4の整数を表す。
(14)液浸露光用である、(1)〜(7)及び(11)〜(13)のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
(15)露光光源として、電子線、X線又はEUV光が用いられる、(10)に記載のパターン形成方法。
(16)前記露光が液浸露光である、(10)に記載のパターン形成方法。
In general formula (VI), R 61 , R 62 and R 63 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group. R 62 may be bonded to Ar 6 to form a ring, in which case R 62 represents an alkylene group. X 6 represents a single bond, —COO— or —CONR 64 —. R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Ar 6 represents an (n + 1) -valent aromatic ring group, and when forming a ring with R 62 , represents an (n + 2) -valent aromatic ring group. Y each independently represents a hydrogen atom or a group capable of leaving by the action of an acid. When n is an integer of 2 or more, a plurality of Y may be the same as or different from each other. However, at least one of Y represents a group capable of leaving by the action of an acid. n represents an integer of 1 to 4.
(14) The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of (1) to (7) and (11) to (13), which is for immersion exposure.
(15) The pattern forming method according to (10), wherein an electron beam, an X-ray or EUV light is used as the exposure light source.
(16) The pattern forming method according to (10), wherein the exposure is immersion exposure.

本発明によれば、感度、高解像力、パターン形状、ラインエッジラフネス、及びドライエッチング耐性に優れた感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びにそれを用いたレジスト膜及びパターン形成方法を提供することができ、特に露光光源として電子線、X線又はEUV光を用いるリソグラフィーにおいて、感度、高解像力、パターン形状、ラインエッジラフネス、及びドライエッチング耐性に優れる。   According to the present invention, an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition excellent in sensitivity, high resolution, pattern shape, line edge roughness, and dry etching resistance, and a resist film and a pattern forming method using the same are provided. In particular, in lithography using an electron beam, X-rays or EUV light as an exposure light source, it is excellent in sensitivity, high resolution, pattern shape, line edge roughness, and dry etching resistance.

以下、本発明について詳細に説明する。
なお、本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、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含有するものである。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)をも含有するものである。
本明細書中における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線(EB)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。
また、本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、EUV光などによる露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
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 does not have a substituent and what has 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).
In the present specification, “active light” or “radiation” means, for example, the emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, electron beams (EB), etc. To do. In the present invention, light means actinic rays or radiation.
In addition, “exposure” in the present specification is not limited to exposure to far ultraviolet rays, extreme ultraviolet rays, X-rays, EUV light and the like represented by mercury lamps and excimer lasers, but also electron beams, ion beams, and the like, unless otherwise specified. The exposure with the particle beam is also included in the exposure.

<樹脂(P)>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有する樹脂(P)は、
カチオンを有するカチオン性繰り返し単位(A)、
前記カチオンとイオン対を形成するアニオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して酸を発生するアニオン性繰り返し単位(B)、及び
酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位(C)を含有する。 本発明において、カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンと、アニオン性繰り返し単位(B)のアニオンとのイオン対形成は、樹脂(P)中のポリマーの単一分子内のイオン対形成のみならず、複数のポリマー分子間のイオン対形成をも包含することを意味する。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物はポジ型レジスト組成物であることが好ましい。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が感度、解像力、パターン形状、ラインエッジラフネス、及びドライエッチング耐性に優れる理由については定かではないが以下のように推定される。
本発明において、カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンと、アニオン性繰り返し単位(B)のアニオンとがイオン対を形成していることで、ポリマー分子の多分子間の三次元的な網状(ネットワーク状)のイオン対形成、いわゆる擬似架橋を形成することから、ドライエッチング耐性を高めることができるものと推定される。
また、上記イオン対形成による擬似架橋によりレジスト膜のガラス転移点(Tg)が高くなり、酸の拡散性を非常に抑制することができるため、解像性及びラインエッジラフネスの向上がもたらされるものと推定される。
更に、上記イオン対形成による擬似架橋が露光時に解除されるため、溶解コントラストが大きくなり、高感度化、パターン形状にも寄与するものと推定される。
以上のように、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、感度、解像力、パターン形状、ラインエッジラフネス、及びドライエッチング耐性いずれにも優れる特性を付与するものと推定される。
〔カチオン性繰り返し単位(A)〕
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有する樹脂(P)は、後述のアニオン性繰り返し単位(B)のアニオンとイオン対を形成するカチオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記アニオンから解離するカチオン性繰り返し単位(A)を含有する。
本発明において、カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンと、アニオン性繰り返し単位(B)のアニオンとがイオン対を形成し得るが、本明細書及び特許請求の範囲において、便宜的に、樹脂(P)がカチオン性繰り返し単位(A)及びアニオン性繰り返し単位(B)を含有すると記載している。
前記カチオン性繰り返し単位(A)は、活性光線又は放射線の照射により後述のアニオン性繰り返し単位(B)のアニオンから解離して樹脂の側鎖にカチオンを発生する繰り返し単位とすることができる。
後述のアニオン性繰り返し単位(B)のアニオンとイオン対を形成するカチオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記アニオンから解離するカチオン性繰り返し単位(A)としては、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオン又はピリジニウムカチオンを有するカチオン性繰り返し単位であることが好ましい。
中でも一般式(A1)又は(A2)で表されるカチオン性繰り返し単位であることがより好ましい。
<Resin (P)>
The resin (P) contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is:
A cationic repeating unit (A) having a cation,
An anionic repeating unit (B) that has an anion that forms an ion pair with the cation, and dissociates from the cation upon irradiation with actinic rays or radiation, and an alkali-soluble group that decomposes by the action of the acid The repeating unit (C) which generate | occur | produces is contained. In the present invention, the ion pair formation between the cation of the cationic repeating unit (A) and the anion of the anionic repeating unit (B) is not limited to the ion pair formation in a single molecule of the polymer in the resin (P). , Is also meant to encompass ion pairing between multiple polymer molecules.
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is preferably a positive resist composition.
The reason why the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is excellent in sensitivity, resolution, pattern shape, line edge roughness, and dry etching resistance is not clear, but is estimated as follows.
In the present invention, the cation of the cationic repeating unit (A) and the anion of the anionic repeating unit (B) form an ion pair, so that a three-dimensional network (network) between multiple molecules of the polymer molecule is formed. It is presumed that the dry etching resistance can be enhanced.
Moreover, the glass transition point (Tg) of the resist film is increased by the pseudo-crosslinking due to the ion pair formation, and the acid diffusibility can be greatly suppressed, so that the resolution and the line edge roughness are improved. It is estimated to be.
Further, since the pseudo-crosslinking due to the ion pair formation is released at the time of exposure, it is estimated that the dissolution contrast increases, contributing to higher sensitivity and pattern shape.
As described above, it is presumed that the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention imparts characteristics excellent in sensitivity, resolution, pattern shape, line edge roughness, and dry etching resistance.
[Cationic repeating unit (A)]
The resin (P) contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention has a cation that forms an ion pair with an anion of an anionic repeating unit (B) described later, and an actinic ray or radiation. The cationic repeating unit (A) dissociated from the anion by irradiation of
In the present invention, the cation of the cationic repeating unit (A) and the anion of the anionic repeating unit (B) can form an ion pair. For convenience, in the present specification and claims, a resin ( P) describes that it contains a cationic repeating unit (A) and an anionic repeating unit (B).
The cationic repeating unit (A) may be a repeating unit that dissociates from an anion of the anionic repeating unit (B) described later upon irradiation with actinic rays or radiation and generates a cation in the side chain of the resin.
The cationic repeating unit (A) having a cation that forms an ion pair with the anion of the anionic repeating unit (B) described below and dissociating from the anion upon irradiation with actinic rays or radiation includes a sulfonium cation and an iodonium cation. Or it is preferable that it is a cationic repeating unit which has a pyridinium cation.
Among these, a cationic repeating unit represented by the general formula (A1) or (A2) is more preferable.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

上記一般式(A1)中、
は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Aは2価の連結基を表す。
a1、Ra2及びRa3は、各々独立に、1価の置換基を表す。Ra1が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa1が互いに結合して環(例えば、芳香族若しくは非芳香族の炭化水素環、又は複素環)を形成していてもよい。Ra2が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa2が互いに結合して環(例えば、芳香族若しくは非芳香族の炭化水素環、又は複素環)を形成していてもよい。Ra3が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa3が互いに結合して環(例えば、芳香族若しくは非芳香族の炭化水素環、又は複素環)を形成していてもよい。Ra1、Ra2及びRa3のうちの2つが共同して環(例えば、芳香族若しくは非芳香族の炭化水素環、又は複素環)を形成してもよい。
n1は0〜4の整数を表す。
n2及びn3は、各々独立に0〜5の整数を表す。
上記一般式(A2)中、
’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
A’は2価の連結基を表す。
a1’及びRa2’は、各々独立に、1価の置換基を表す。Ra1’が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa1’が互いに結合して環(例えば、芳香族若しくは非芳香族の炭化水素環、又は複素環)を形成していてもよい。Ra2’が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa2’が互いに結合して環(例えば、芳香族若しくは非芳香族の炭化水素環、又は複素環)を形成していてもよい。Ra1’及びRa2’が共同して環(例えば、芳香族若しくは非芳香族の炭化水素環、又は複素環)を形成してもよい。
n1’は0〜4の整数を表す。
n2’は0〜5の整数を表す。
In the general formula (A1),
R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A represents a divalent linking group.
R a1 , R a2 and R a3 each independently represent a monovalent substituent. When there are a plurality of R a1 s, they may be the same or different, and a plurality of R a1s are bonded to each other to form a ring (for example, an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring or a heterocyclic ring). You may do it. When there are a plurality of R a2 s, they may be the same or different, and a plurality of R a2s are bonded to each other to form a ring (for example, an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring or a heterocyclic ring). You may do it. When there are a plurality of R a3 s, they may be the same or different, and a plurality of R a3s are bonded to each other to form a ring (for example, an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring or a heterocycle). You may do it. Two of R a1 , R a2 and R a3 may jointly form a ring (for example, an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring or a heterocyclic ring).
n1 represents an integer of 0 to 4.
n2 and n3 each independently represents an integer of 0 to 5.
In the general formula (A2),
R 1 ′ represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A ′ represents a divalent linking group.
R a1 ′ and R a2 ′ each independently represents a monovalent substituent. When there are a plurality of R a1 ′ s, they may be the same or different, and a plurality of R a1 ′ s are bonded to each other to form a ring (for example, an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring or a heterocycle) May be formed. When there are a plurality of R a2 ′ s, they may be the same or different, and a plurality of R a2 ′ s are bonded to each other to form a ring (for example, an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring or a heterocycle) May be formed. R a1 ′ and R a2 ′ may jointly form a ring (for example, an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring or a heterocyclic ring).
n1 ′ represents an integer of 0 to 4.
n2 ′ represents an integer of 0 to 5.

についてのアルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子及びアルコキシカルボニル基の具体例及び好ましい例としては、アニオン性繰り返し単位(B)の一般式(I)のR11、R12、R13について後述した具体例及び好ましい例と同様のものが挙げられる。
Aについての2価の連結基としては、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、−COO−、−OCO−、−CO−、−O−、−S−、−S(=O)―、−S(=O)−、−OS(=O)−及び−NH−から選択されるいずれか又はそれらの内の2以上を組み合わせた基が挙げられる。
Specific examples and preferred examples of the alkyl group, cycloalkyl group, halogen atom and alkoxycarbonyl group for R 1 include R 11 , R 12 and R 13 in the general formula (I) of the anionic repeating unit (B). The thing similar to the specific example and preferable example which were made is mentioned.
The divalent linking group for A includes an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, -COO-, -OCO-, -CO-, -O-, -S-, -S (= O)-,- Examples thereof include a group selected from S (═O) 2 —, —OS (═O) 2 —, and —NH—, or a combination of two or more thereof.

Aについてのアルキレンとしては、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖アルキレン基であり、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。
Aについてのシクロアルキレン基としては、好ましくは炭素数3〜20、より好ましくは炭素数3〜10であり、例えば、1,4−シクロヘキシレン基等が挙げられる。
Aについてのアルキレン基及びシクロアルキレン基は炭素に結合している水素原子の一部又は全部が置換基で置換されていても良い。
Aについてのアリーレン基としては、好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜10のアリーレン基(例えば、フェニレン、ナフチレン)であり、炭素に結合している水素原子の一部又は全部が置換基で置換されていてもよい。
The alkylene for A is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group.
The cycloalkylene group for A preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a 1,4-cyclohexylene group.
In the alkylene group and cycloalkylene group for A, some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon may be substituted with a substituent.
The arylene group for A is preferably an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably an arylene group having 6 to 10 carbon atoms (for example, phenylene or naphthylene), and part or all of hydrogen atoms bonded to carbon. May be substituted with a substituent.

Aについてのアルキレン基、シクロアルキレン基及びアリーレン基が有していてもよい置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基;メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基;メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;フェノキシカルボニル基、p−トリルオキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基;アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基;アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基;メチルスルファニル基、tert−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基;フェニルスルファニル基、p−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基;メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキル又はシクロアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p−トリルアミノ基等のアリールアミノ基、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基等のアリール基等の他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、パーフルオロアルキル基、トリアルキルシリル基等が挙げられる。
Aについての2価の連結基としては−COO−又は−CONH−が好ましく、−COO−がより好ましい。
Examples of the substituent which the alkylene group, cycloalkylene group and arylene group for A may have include, for example, a halogen group such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom; a methoxy group, an ethoxy group, a tert- Alkoxy groups such as butoxy group; aryloxy groups such as phenoxy group and p-tolyloxy group; alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group and butoxycarbonyl group; aryloxycarbonyl groups such as phenoxycarbonyl group and p-tolyloxycarbonyl group; Acyloxy groups such as acetoxy group, propionyloxy group, benzoyloxy group; acyl groups such as acetyl group, benzoyl group, isobutyryl group, acryloyl group, methacryloyl group, methoxalyl group; methylsulfanyl group, tert-butylsulfanyl group Kirsulfanyl group; arylsulfanyl group such as phenylsulfanyl group and p-tolylsulfanyl group; alkyl such as methylamino group and cyclohexylamino group or cycloalkylamino group, dialkyl such as dimethylamino group, diethylamino group, morpholino group and piperidino group Aryl group such as amino group, phenylamino group, p-tolylamino group, alkyl group such as methyl group, ethyl group, tert-butyl group, dodecyl group, phenyl group, p-tolyl group, xylyl group, cumenyl group, naphthyl Group, anthryl group, aryl group such as phenanthryl group, etc., hydroxy group, carboxy group, formyl group, mercapto group, sulfo group, mesyl group, p-toluenesulfonyl group, amino group, nitro group, cyano group, perfluoro Alkyl group, trialkyl Lil group, and the like.
The divalent linking group for A is preferably —COO— or —CONH—, more preferably —COO—.

a1、Ra2及びRa3についての1価の置換基の具体例及び好ましい例としては、一般式(A3)のR1a〜R12aについて後述する1価の置換基の具体例及び好ましい例と同様なものが挙げられる。
n1は0〜2の整数であることが好ましい。n2、n3は0〜4の整数であることが好ましい。
’、A’、Ra1’、Ra2’、n1’、n2’は、それぞれ、R、A、Ra1、Ra2、n1、n2と同義であり、具体例及び好ましい例についても同様のものが挙げられる。
Specific examples and preferred examples of monovalent substituents for R a1 , R a2 and R a3 include specific examples and preferred examples of monovalent substituents described later for R 1a to R 12a in formula (A3). The same thing is mentioned.
n1 is preferably an integer of 0 to 2. n2 and n3 are preferably integers of 0 to 4.
R 1 ′, A ′, R a1 ′, R a2 ′, n1 ′, and n2 ′ are respectively synonymous with R 1 , A, R a1 , R a2 , n1, and n2, and specific examples and preferred examples are also included. The same thing is mentioned.

カチオン性繰り返し単位(A)のより好ましい構造としては、アウトガスの問題(EUV光のような高エネルギー線を照射した場合、レジスト膜中の化合物がフラグメンテーションにより破壊され、露光中に低分子成分として揮発して露光機内の環境を汚染するという問題)の抑制の観点から一般式(A3)であることが好ましい。   A more preferable structure of the cationic repeating unit (A) is an outgas problem (when irradiated with high energy rays such as EUV light, the compound in the resist film is destroyed by fragmentation and volatilized as a low molecular component during exposure. And the general formula (A3) is preferable from the viewpoint of suppressing the problem of contaminating the environment in the exposure apparatus.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

一般式(A3)中、R1a〜R12aは、各々独立に、水素原子又は1価の置換基を表し、互いに結合して環を形成していてもよい。Zは、単結合又は2価の連結基である。R及びAは、それぞれ、一般式(A1)におけるR及びAと同義であり、具体例及び好ましい例についても同様のものが挙げられる。 In General Formula (A3), R 1a to R 12a each independently represent a hydrogen atom or a monovalent substituent, and may be bonded to each other to form a ring. Z is a single bond or a divalent linking group. R 1 and A are respectively synonymous with R 1 and A in General Formula (A1), and the same examples can be given for specific examples and preferred examples.

1a〜R12aとしては各々独立に水素原子又は1価の置換基であり、1価の置換基としては、特に制限は無いが、例えば、ハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、複素環基(ヘテロ環基と言っても良い)、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリールアゾ基、ヘテロ環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基(−B(OH))、ホスファト基(−OPO(OH))、スルファト基(−OSOH)、その他の公知の置換基が例として挙げられる。 R 1a to R 12a are each independently a hydrogen atom or a monovalent substituent, and the monovalent substituent is not particularly limited. For example, a halogen atom, an alkyl group (a cycloalkyl group, a bicycloalkyl group) , Including tricycloalkyl groups), alkenyl groups (including cycloalkenyl groups and bicycloalkenyl groups), alkynyl groups, aryl groups, heterocyclic groups (also referred to as heterocyclic groups), cyano groups, hydroxyl groups, nitro groups Group, carboxyl group, alkoxy group, aryloxy group, silyloxy group, heterocyclic oxy group, acyloxy group, carbamoyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, aryloxycarbonyloxy group, amino group (including anilino group), ammonio group, Acylamino group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonyl group Group, aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl and arylsulfonylamino group, mercapto group, alkylthio group, arylthio group, heterocyclic thio group, sulfamoyl group, sulfo group, alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, Alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, acyl group, aryloxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, arylazo group, heterocyclic azo group, imide group, phosphino group, phosphinyl group, phosphinyloxy group, phosphinylamino group, a phosphono group, a silyl group, a hydrazino group, a ureido group, a boronic acid group (-B (OH) 2), phosphato group (-OPO (OH) 2), a sulfato group (-OSO 3 H), the other known Examples of substituents That.

1a〜R12aは、好ましくは水素原子又はハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基を含む)、アルケニル基(シクロアルケニル基、ビシクロアルケニル基を含む)、アルキニル基、アリール基、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルファモイル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、シリル基、ウレイド基である。 R 1a to R 12a are preferably a hydrogen atom or a halogen atom, an alkyl group (including a cycloalkyl group), an alkenyl group (including a cycloalkenyl group or a bicycloalkenyl group), an alkynyl group, an aryl group, a cyano group, or a carboxyl group. Alkoxy group, aryloxy group, acyloxy group, carbamoyloxy group, acylamino group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl and arylsulfonylamino group, alkylthio group, An arylthio group, a sulfamoyl group, an alkyl and arylsulfonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, a carbamoyl group, an imide group, a silyl group, and a ureido group.

1a〜R12aは、更に好ましくは水素原子又はハロゲン原子、アルキル基(シクロアルキル基を含む)、シアノ基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、アルキルチオ基、スルファモイル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基である。 R 1a to R 12a are more preferably a hydrogen atom or a halogen atom, an alkyl group (including a cycloalkyl group), a cyano group, an alkoxy group, an acyloxy group, an acylamino group, an aminocarbonylamino group, an alkoxycarbonylamino group, an alkyl, and An arylsulfonylamino group, an alkylthio group, a sulfamoyl group, an alkyl and arylsulfonyl group, an alkoxycarbonyl group, and a carbamoyl group.

1a〜R12aは、特に好ましくは水素原子又はアルキル基(シクロアルキル基を含む)、ハロゲン原子、アルコキシ基である。 R 1a to R 12a are particularly preferably a hydrogen atom, an alkyl group (including a cycloalkyl group), a halogen atom, or an alkoxy group.

また、R1a〜R12aのうちの2つが共同して環(例えば、芳香族若しくは非芳香族の炭化水素環、又は複素環)を形成してもよい。環形成するR1a〜R12aのうちの2つ以上の組み合わせとしては、例えば、R2aとR3a、R6aとR7aが挙げられる。
形成する環は多環縮合環であってもよい。環の具体例としては、例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、フェナジン環、が挙げられる。
Two of R 1a to R 12a may jointly form a ring (for example, an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring or a heterocyclic ring). Examples of the combination of two or more of R 1a to R 12a that form a ring include R 2a and R 3a , and R 6a and R 7a .
The ring to be formed may be a polycyclic fused ring. Specific examples of the ring include, for example, a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, fluorene ring, triphenylene ring, naphthacene ring, biphenyl ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, Pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, indolizine ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, isobenzofuran ring, quinolidine ring, quinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinoxazoline ring, isoquinoline ring Carbazole ring, phenanthridine ring, acridine ring, phenanthroline ring, thianthrene ring, chromene ring, xanthene ring, phenoxathiin ring, phenothiazine ring, and phenazine ring.

1a〜R12aとしての1価の置換基、及び、R1a〜R12aのうちの2つが形成しても良い環は、更に、置換基を有していてもよく、このような更なる置換基の具体例は、前記の1価の置換基の具体例と同様である。 The monovalent substituent as R 1a to R 12a and the ring that two of R 1a to R 12a may form may further have a substituent. Specific examples of the substituent are the same as the specific examples of the monovalent substituent.

1a〜R12aとしての1価の置換基は炭素数20以下が好ましく、炭素数15以下がより好ましい。 The monovalent substituent as R 1a to R 12a preferably has 20 or less carbon atoms, and more preferably 15 or less carbon atoms.

Zは単結合又は2価の連結基を表し、2価の連結基としては例えば、エーテル基、チオエーテル基、アルキレン基、アリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、カルボニルアミノ基、スルホニルアミド基、アミノ基、ジスルフィド基、アシル基、アルキルスルホニル基、−CH=CH−、−C≡C−、アミノカルボニルアミノ基、アミノスルホニルアミノ基等であり、置換基を有しても良い。これらの置換基としては上のR1a〜R12aに示した置換基と同様である。Zとして好ましくは単結合、エーテル基、チオエーテル基、アルキレン基、アリーレン基、アミノ基、−CH=CH−、−C≡C−、アミノカルボニルアミノ基、アミノスルホニルアミノ基など電子求引性を持たない置換基であり、更に好ましくは単結合、エーテル基、チオエーテル基であり、特に好ましくは単結合である。
後述のアニオン性繰り返し単位(B)のアニオンとイオン対を形成するカチオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記アニオンから解離するカチオン性繰り返し単位(A)の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。
Z represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include an ether group, a thioether group, an alkylene group, an arylene group, a carbonyl group, a sulfonyl group, a carbonyloxy group, a carbonylamino group, and a sulfonylamide. Group, amino group, disulfide group, acyl group, alkylsulfonyl group, —CH═CH—, —C≡C—, aminocarbonylamino group, aminosulfonylamino group and the like, which may have a substituent. These substituents are the same as the substituents shown for R 1a to R 12a above. Z preferably has a single bond, an ether group, a thioether group, an alkylene group, an arylene group, an amino group, —CH═CH—, —C≡C—, an aminocarbonylamino group, an aminosulfonylamino group, or the like. More preferably a single bond, an ether group or a thioether group, and particularly preferably a single bond.
Specific examples of the cationic repeating unit (A) having a cation that forms an ion pair with the anion of the anionic repeating unit (B) described below and dissociating from the anion upon irradiation with actinic rays or radiation are listed below. However, the present invention is not limited to this.

Figure 0005578994
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Figure 0005578994
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カチオン性繰り返し単位(A)に対応する重合性前駆体は、一般的なエステル化、エーテル化、スルホニル化反応を用いることで合成できる。例えば、水酸基含有オニウム塩と、(メチル)アクリル酸無水物若しくは(メチル)アクリル酸ハライドとを反応させてエステル化する方法、水酸基含有オニウム塩と、重合性基含有ハライド化合物とを反応させてエーテル化する方法等によりカチオン性繰り返し単位(A)に対応する重合性前駆体のオニウム塩の水酸化物、臭化物、塩化物などを得ることができる。
〔アニオン性繰り返し単位(B)〕
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含有する樹脂(P)は、前記カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンとイオン対を形成するアニオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して酸を発生するアニオン性繰り返し単位(B)を含有する。
本発明において、樹脂(P)が、活性光線又は放射線の照射により前記カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンから解離して酸を発生するアニオン性繰り返し単位(B)を含有することにより、露光で発生した酸の非露光部への拡散を抑制し解像性ないしはパターン形状を良好にすることができる。
アニオン性繰り返し単位(B)は、活性光線又は放射線の照射により前記カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンから解離して樹脂の側鎖に酸アニオンを発生する繰り返し単位であり、一態様において、少なくとも前記側鎖に芳香環を含有するアニオン性繰り返し単位であることが好ましい。
繰り返し単位(B)は、より具体的には、下記一般式(I)又は(II)で表されるアニオン性繰り返し単位であることが好ましい。
The polymerizable precursor corresponding to the cationic repeating unit (A) can be synthesized by using general esterification, etherification, and sulfonylation reactions. For example, a method in which a hydroxyl group-containing onium salt is reacted with (methyl) acrylic anhydride or (methyl) acrylic acid halide to esterify, a hydroxyl group-containing onium salt and a polymerizable group-containing halide compound are reacted with ether. The hydroxide, bromide, chloride, and the like of the onium salt of the polymerizable precursor corresponding to the cationic repeating unit (A) can be obtained by the method of converting to cation.
[Anionic repeating unit (B)]
The resin (P) contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention has an anion that forms an ion pair with the cation of the cationic repeating unit (A), and has an actinic ray or radiation. It contains an anionic repeating unit (B) that dissociates from the cation upon irradiation to generate an acid.
In the present invention, the resin (P) contains an anionic repeating unit (B) that generates an acid by being dissociated from the cation of the cationic repeating unit (A) by irradiation with actinic rays or radiation. It is possible to improve the resolution or pattern shape by suppressing the diffusion of the generated acid to the non-exposed portion.
The anionic repeating unit (B) is a repeating unit that dissociates from the cation of the cationic repeating unit (A) by irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid anion in the side chain of the resin. An anionic repeating unit containing an aromatic ring in the side chain is preferred.
More specifically, the repeating unit (B) is preferably an anionic repeating unit represented by the following general formula (I) or (II).

Figure 0005578994
Figure 0005578994

一般式(I)において、R11、R12、R13は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
アルキル基は、置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐状アルキル基であり、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基、特に好ましくは炭素数3以下のアルキル基が挙げられる。
アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記R11、R12及びR13におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
In the general formula (I), R 11 , R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
The alkyl group is a linear or branched alkyl group which may have a substituent, preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or n-butyl which may have a substituent. Group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, dodecyl group and the like, and an alkyl group having 20 or less carbon atoms, more preferably an alkyl group having 8 or less carbon atoms, particularly preferably 3 or less carbon atoms. Of the alkyl group.
As the alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group, the same alkyl groups as those described above for R 11 , R 12 and R 13 are preferable.

シクロアルキル基としては、置換基を有していてもよい単環型又は多環型のシクロアルキル基が挙げられる。好ましくは置換基を有していてもよいシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数3〜8個で単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が特に好ましい。
Examples of the cycloalkyl group include monocyclic or polycyclic cycloalkyl groups which may have a substituent. Preferable examples include a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group which may have a substituent.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.

上記各基における好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、ニトロ基、シアノ基、アミド基、スルホンアミド基、R11〜R13で挙げたアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基、アセトキシ基、ブチリルオキシ基等のアシルオキシ基、カルボキシ基が挙げられる。特に、水酸基、ハロゲン原子が好ましい。 Preferred substituents in each of the above groups are a hydroxyl group, a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine), a nitro group, a cyano group, an amide group, a sulfonamide group, an alkyl group exemplified in R 11 to R 13 , or a methoxy group. , Alkoxy groups such as ethoxy group, hydroxyethoxy group, propoxy group, hydroxypropoxy group and butoxy group, alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group, acyl groups such as formyl group, acetyl group and benzoyl group, acetoxy group , Acyloxy groups such as butyryloxy groups, and carboxy groups. In particular, a hydroxyl group and a halogen atom are preferable.

式(I)におけるR11、R12及びR13としては、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基(−CF)、ヒドロキシメチル基(−CH−OH)、クロロメチル基(−CH−Cl)、フッ素原子(−F)が特に好ましい。 R 11 , R 12 and R 13 in the formula (I) are more preferably a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group (—CF 3 ) or a hydroxymethyl group. (—CH 2 —OH), a chloromethyl group (—CH 2 —Cl), and a fluorine atom (—F) are particularly preferred.

11、X12、X13は、各々独立に、単結合、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又は、これらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。
−NR−において、Rにより表わされるアルキル基としては、置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐状アルキル基であり、上記R11、R12、R13におけるアルキル基と同様の具体例が挙げられる。Rとして、水素原子、メチル基、エチル基が特に好ましい。 また、2価の窒素含有非芳香族複素環基とは、少なくとも1個の窒素原子を有する、好ましくは3〜8員の非芳香族複素環基を意味し、具体的には、例えば、下記構造の2価の連結基が挙げられる。
X 11 , X 12 , and X 13 are each independently a single bond, —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NR— (R is a hydrogen atom or an alkyl group), divalent It represents a nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group or a group obtained by combining two or more of these.
In —NR—, the alkyl group represented by R is a linear or branched alkyl group which may have a substituent, and is the same as the alkyl group in R 11 , R 12 and R 13 above. An example is given. R is particularly preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group. In addition, the divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group means a non-aromatic heterocyclic group having at least one nitrogen atom, preferably 3 to 8 members, specifically, for example, Examples thereof include a divalent linking group having a structure.

Figure 0005578994
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11が単結合である場合、R12はArと環を形成していてもよく、その場合のR12はアルキレン基を表わす。X11としては、単結合、−COO−、−CONR−(Rは水素原子又はアルキル基)がより好ましく、単結合、−COO−が特に好ましい。
12としては、単結合、−O−、−CO−、−SO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、及びこれらのうち2つ以上を組み合わせた基がより好ましく、単結合、−OCO−、−OSO−が特に好ましい。
13としては、単結合、−O−、−CO−、−SO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、及び、これらのうち2つ以上を組み合わせた基がより好ましく、単結合、−OCO−、−OSO−が特に好ましい。
When X 11 is a single bond, R 12 may form a ring with Ar 1, and R 12 in this case represents an alkylene group. X 11 is more preferably a single bond, —COO—, or —CONR— (where R is a hydrogen atom or an alkyl group), and particularly preferably a single bond or —COO—.
X 12 is more preferably a single bond, —O—, —CO—, —SO 2 —, —NR— (wherein R is a hydrogen atom or an alkyl group), and a group obtained by combining two or more thereof. A bond, —OCO—, and —OSO 2 — are particularly preferable.
X 13 is more preferably a single bond, —O—, —CO—, —SO 2 —, —NR— (R is a hydrogen atom or an alkyl group), and a group obtained by combining two or more of these, A single bond, —OCO—, and —OSO 2 — are particularly preferable.

11は、単結合、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、2価の芳香環基、又はこれらの2以上を組み合わせた基を表す。組み合わせた基において、組み合わされる2以上の基は同じであっても異なっていてもよく、また、連結基として−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を介して連結されていてもよい。 L 11 represents a single bond, an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, a divalent aromatic ring group, or a group obtained by combining two or more thereof. In the combined group, the 2 or more groups combined may be different even in the same, also, -O as a linking group -, - S -, - CO -, - SO 2 -, - NR- (R Is a hydrogen atom or an alkyl group), a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or a group obtained by combining two or more thereof.

11におけるアルキレン基としては、直鎖状であっても分岐状であってもよく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のアルキレン基が好ましい例として挙げられる。炭素数1〜6個のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜4個のアルキレン基が特に好ましい。 The alkylene group for L 11 may be linear or branched, and examples thereof include 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group. The alkylene group is a preferred example. An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, and an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferable.

アルケニレン基としては上記L11で説明したアルキレン基の任意の位置に、二重結合を有する基が挙げられる。
シクロアルキレン基としては、単環型又は多環型のいずれであってもよく、例えば、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、ノルボルナニレン基、アダマンチレン基、ジアマンタニレン基等の炭素数3〜17のシクロアルキレン基が好ましい例として挙げられる。炭素数5〜12のシクロアルキレン基がより好ましく、炭素数6〜10のシクロアルキレン基が特に好ましい。
As the alkenylene group in any position of the alkylene group described above L 11, includes a group having a double bond.
The cycloalkylene group may be monocyclic or polycyclic, for example, a carbon such as a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a norbornanylene group, an adamantylene group, or a diamantylene group. A cycloalkylene group having a number of 3 to 17 is a preferred example. A cycloalkylene group having 5 to 12 carbon atoms is more preferable, and a cycloalkylene group having 6 to 10 carbon atoms is particularly preferable.

2価の芳香環基としては、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基などの炭素数6〜14の置換基を有していてもよいアリーレン基、又は、例えば、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む2価の芳香環基を挙げることができる。   Examples of the divalent aromatic ring group include an arylene group optionally having a substituent having 6 to 14 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, and a naphthylene group, or, for example, thiophene, furan, pyrrole, benzo Mention may be made of divalent aromatic ring groups containing heterocycles such as thiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazole, thiazole and the like.

また、−NR−及び2価の窒素含有非芳香族複素環基としては、上述したX11における各々と同様の具体例が挙げられ、好ましい例も同様である。
11としては、単結合、アルキレン基、シクロアルキレン基がより好ましく、単結合、アルキレン基が特に好ましい。
Specific examples of —NR— and the divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group include the same specific examples as those described above for X 11 , and preferred examples are also the same.
L 11 is more preferably a single bond, an alkylene group or a cycloalkylene group, and particularly preferably a single bond or an alkylene group.

12は、単結合、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、2価の芳香環基、又はこれらの2以上を組み合わせた基を表し、これらの基は、水素原子の一部又は全部が、フッ素原子、フッ化アルキル基、ニトロ基、又はシアノ基から選択される置換基で置換されていることが好ましい。組み合わせた基において、組み合わされる2以上の基は同じであっても異なっていてもよく、また、連結基として−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を介して連結されていてもよい。 L 12 represents a single bond, an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, a divalent aromatic ring group, or a group in which two or more of these are combined, and these groups include a part or all of hydrogen atoms, It is preferably substituted with a substituent selected from a fluorine atom, a fluorinated alkyl group, a nitro group, or a cyano group. In the combined group, the 2 or more groups combined may be different even in the same, also, -O as a linking group -, - S -, - CO -, - SO 2 -, - NR- (R Is a hydrogen atom or an alkyl group), a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or a group obtained by combining two or more thereof.

12としては、水素原子の一部又は全部が、フッ素原子又はフッ化アルキル基(より好ましくはペルフルオロアルキル基)で置換された、アルキレン基、2価の芳香環基、及びこれらのうち2つ以上を組み合わせた基がより好ましく、少なくとも一部又は全部がフッ素原子で置換された、アルキレン基が特に好ましい。L12として、水素原子数の30〜100%がフッ素原子で置換されたアルキレン基が最も好ましい。 L 12 includes an alkylene group, a divalent aromatic ring group, or two of them, in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group (more preferably a perfluoroalkyl group). A group obtained by combining the above is more preferable, and an alkylene group in which at least a part or all of the group is substituted with a fluorine atom is particularly preferable. L 12 is most preferably an alkylene group in which 30 to 100% of the number of hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.

12におけるアルキレン基としては、直鎖状であっても分岐状であってもよく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のアルキレン基が好ましい例として挙げられる。炭素数1〜6個のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜4個のアルキレン基が特に好ましい。
アルケニレン基としては、上記アルキレン基の任意の位置に、二重結合を有する基が挙げられる。
The alkylene group for L 12 may be linear or branched, and examples thereof include 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group. The alkylene group is a preferred example. An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, and an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferable.
The alkenylene group includes a group having a double bond at an arbitrary position of the alkylene group.

シクロアルキレン基としては、単環型又は多環型のいずれであってもよく、例えば、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、ノルボルナニレン基、アダマンチレン基、ジアマンタニレン基等の炭素数3〜17のシクロアルキレン基が好ましい例として挙げられる。   The cycloalkylene group may be monocyclic or polycyclic, for example, a carbon such as a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a norbornanylene group, an adamantylene group, or a diamantylene group. A cycloalkylene group having a number of 3 to 17 is a preferred example.

2価の芳香環基としては、先に記載したL11における連結基としての2価の芳香環基において挙げた具体例と同様の基が挙げられる。
また、L12における連結基の−NR−及び2価の窒素含有非芳香族複素環基としては、上述したX11における各々と同様の具体例が挙げられ、好ましい例も同様である。
以下に、L12の好ましい具体例を示すが、特にこれらに限定されない。具体例中、*はX13(X13が単結合の場合にはL11)又はZとの結合手を表す。
Examples of the divalent aromatic ring group include the same groups as the specific examples given for the divalent aromatic ring group as the linking group in L 11 described above.
Specific examples of the linking group —NR— and the divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group in L 12 include the same specific examples as in X 11 described above, and preferred examples are also the same.
Below, while indicating preferred embodiments of L 12, not particularly limited thereto. In specific examples, * represents a bond with X 13 (L 11 when X 13 is a single bond) or Z 1 .

Figure 0005578994
Figure 0005578994

Arは、2価の芳香環基又は2価の芳香環基とアルキレン基とを組み合わせた基を表す。
2価の芳香環基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基などの炭素数6〜18のアリーレン基、又は、例えば、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む2価の芳香環基を好ましい例として挙げることができる。
Ar 1 represents a divalent aromatic ring group or a combination of a divalent aromatic ring group and an alkylene group.
The divalent aromatic ring group may have a substituent, for example, an arylene group having 6 to 18 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, a naphthylene group, or a thiophene, furan, pyrrole, benzo Preferred examples include divalent aromatic ring groups containing a heterocycle such as thiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazole, and thiazole.

上記各基における好ましい置換基としてはR11〜R13で挙げたアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、フェニル基等のアリール基が挙げられる。 Preferred substituents in each of the above groups are alkyl groups, methoxy groups, ethoxy groups, hydroxyethoxy groups, propoxy groups, hydroxypropoxy groups, butoxy groups and other aryl groups such as phenyl groups, and phenyl groups such as R 11 to R 13. Is mentioned.

2価の芳香環基とアルキレン基とを組み合わせた基としては、上述した2価の芳香環基と、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のアルキレン基(直鎖状であっても分岐状であってもよい)を組み合わせたアラルキレン基が好ましい例として挙げられる。   Examples of the combination of a divalent aromatic ring group and an alkylene group include the above-described divalent aromatic ring group and carbon numbers such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group. Preferred examples include an aralkylene group in which 1 to 8 alkylene groups (which may be linear or branched) are combined.

Arとしては、置換基を有していてもよい炭素数6〜18のアリーレン基がより好ましく、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フェニル基で置換されたフェニレン基が特に好ましい。 As Ar 1 , an arylene group having 6 to 18 carbon atoms which may have a substituent is more preferable, and a phenylene group substituted with a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, or a phenyl group is particularly preferable.

は、カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンとイオン対を形成するアニオン部位であって、活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して、スルホン酸基、イミド酸基又はメチド酸基となる部位を表す。Zにより表わされる部位としては、下記一般式(ZI)〜(ZIII)で表される構造であることが好ましい。 Z 1 is an anion site that forms an ion pair with the cation of the cationic repeating unit (A), which is dissociated from the cation by irradiation with an actinic ray or radiation to form a sulfonic acid group, an imido acid group, or a methide acid group Represents the site. The site represented by Z 1 is preferably a structure represented by the following general formulas (ZI) to (ZIII).

Figure 0005578994
Figure 0005578994

一般式(ZII)及び(ZIII)中、Z、Z、Z、Z、Zは、各々独立に、−CO−又は−SO−を表し、発生する酸のpKaをより低下させる観点から−SO−であることがより好ましい。
Rz、Rz、Rzは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基を表す。これらの基は、水素原子の一部又は全部がフッ素原子又はフルオロアルキル基(より好ましくはペルフルオロアルキル基)で置換された態様がより好ましく、水素原子数の30〜100%がフッ素原子で置換された態様が特に好ましく、水素原子数の30〜100%がフッ素原子で置換されたアルキル基が最も好ましい。
In the general formulas (ZII) and (ZIII), Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , and Z 5 each independently represent —CO— or —SO 2 — to further reduce the pKa of the generated acid. and more preferably - -SO 2 from the viewpoint of.
Rz 1 , Rz 2 and Rz 3 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group. In these groups, an embodiment in which part or all of hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms or fluoroalkyl groups (more preferably perfluoroalkyl groups) is more preferable, and 30 to 100% of the number of hydrogen atoms is substituted with fluorine atoms. In particular, an alkyl group in which 30 to 100% of the number of hydrogen atoms is substituted with a fluorine atom is most preferable.

上記アルキル基としては、直鎖状であっても分岐状であってもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等の炭素数1〜8個のアルキル基が好ましい例として挙げられる。炭素数1〜6個のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜4個のアルキル基が特に好ましい。
シクロアルキル基としては、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基など炭素数3〜10のシクロアルキル基が好ましく、炭素数3〜6のシクロアルキル基がより好ましい。
The alkyl group may be linear or branched. For example, an alkyl having 1 to 8 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, and an octyl group. A group is mentioned as a preferred example. An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferable.
As the cycloalkyl group, for example, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms such as a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group is preferable, and a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms is more preferable.

アリール基としては、炭素数6〜18のアリール基が好ましく、炭素数6〜10のアリール基がより好ましく、フェニル基が特に好ましい。
アラルキル基としては、炭素数1〜8のアルキレン基と上記アリール基が結合したアラルキル基が好ましい例として挙げられる。炭素数1〜6のアルキレン基と上記アリール基が結合したアラルキル基がより好ましく、炭素数1〜4のアルキレン基と上記アリール基が結合したアラルキル基が特に好ましい。
一般式(ZII)又は(ZIII)におけるRz、Rz、Rzとしては、各々独立に、アルキル基であることがより好ましく、水素原子の一部又は全部がフッ素原子又はフルオロアルキル基(より好ましくはペルフルオロアルキル基)で置換されたアルキル基が特に好ましい。
As the aryl group, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms is preferable, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms is more preferable, and a phenyl group is particularly preferable.
Preferred examples of the aralkyl group include an aralkyl group in which an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms and the aryl group are bonded. An aralkyl group in which an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms and the aryl group are bonded is more preferable, and an aralkyl group in which an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms and the aryl group are bonded is particularly preferable.
Rz 1 , Rz 2 and Rz 3 in the general formula (ZII) or (ZIII) are each independently more preferably an alkyl group, and a part or all of the hydrogen atoms are fluorine atoms or fluoroalkyl groups (more Alkyl groups substituted with perfluoroalkyl groups) are particularly preferred.

Rz、Rz、Rzとしては、水素原子の一部又は全部がフッ素原子又はフルオロアルキル基(より好ましくはペルフルオロアルキル基)で置換されたアルキル基がより好ましく、水素原子数の30〜100%がフッ素原子で置換されたアルキル基が特に好ましい。
一般式(I)の繰り返し単位に対応する重合性モノマー単位について、活性光線又は放射線の照射によりカチオン性繰り返し単位(A)のカチオンから離脱して生成するスルホン酸、イミド酸、メチド酸単位として、以下に例示する。
Rz 1 , Rz 2 , and Rz 3 are more preferably alkyl groups in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms or fluoroalkyl groups (more preferably perfluoroalkyl groups), and 30 to 100 hydrogen atoms. Alkyl groups in which% is substituted with fluorine atoms are particularly preferred.
As the polymerizable monomer unit corresponding to the repeating unit of the general formula (I), as a sulfonic acid, imidic acid, or methide acid unit generated by leaving the cation of the cationic repeating unit (A) by irradiation with actinic rays or radiation, Examples are given below.

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次に、一般式(II)について説明する。
一般式(II)において、R21、R22、R23は、一般式(I)におけるR11、R12、R13と同義であり、各基の具体例、好ましい例としては、R11、R12、R13について前述したものと同様な基が挙げられる。
Next, general formula (II) will be described.
In the general formula (II), R 21 , R 22 and R 23 have the same meanings as R 11 , R 12 and R 13 in the general formula (I). Specific examples and preferred examples of each group include R 11 , Examples thereof include the same groups as those described above for R 12 and R 13 .

21は、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。 X 21 is —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NR— (R is a hydrogen atom or an alkyl group), a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or of these The group which combined 2 or more is represented.

−NR−において、Rにより表わされるアルキル基としては、置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐状アルキル基であり、上記R21、R22、R23におけるアルキル基と同様の具体例が挙げられる。Rとして、水素原子、メチル基、エチル基が特に好ましい。 In —NR—, the alkyl group represented by R is a linear or branched alkyl group which may have a substituent, and is the same as the alkyl group in R 21 , R 22 and R 23 above. An example is given. R is particularly preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group.

また、2価の窒素含有非芳香族複素環基とは、少なくとも1個の窒素原子を有する、好ましくは3〜8員の非芳香族複素環基を意味し、具体的には、上述した一般式(I)におけるX11〜X13において例示した構造が挙げられる。 In addition, the divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group means a non-aromatic heterocyclic group having at least one nitrogen atom, preferably 3 to 8 members. illustrated structure recited in X 11 to X 13 in formula (I).

21としては、−O−、−CO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基がより好ましく、−COO−、−CONR−(Rは水素原子又はアルキル基)が特に好ましい。 X 21 is more preferably —O—, —CO—, —NR— (wherein R is a hydrogen atom or an alkyl group), or a combination of two or more of these, —COO—, —CONR— (R Is particularly preferably a hydrogen atom or an alkyl group.

21は、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基又はこれらの2以上を組み合わせた基を表す。組み合わせた基において、組み合わされる2以上の基は同じであっても異なっていてもよく、また、連結基として−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、2価の窒素含有非芳香族複素環基、2価の芳香環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を介して連結されていてもよい。 L 21 represents an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, or a group obtained by combining two or more thereof. In the combined group, the 2 or more groups combined may be different even in the same, also, -O as a linking group -, - S -, - CO -, - SO 2 -, - NR- (R Is a hydrogen atom or an alkyl group), a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, a divalent aromatic ring group, or a combination of two or more thereof.

21におけるアルキレン基としては、直鎖状であっても分岐状であってもよく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個を好ましい例として挙げられる。炭素数1〜6個のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜4個のアルキレン基が特に好ましい。
アルケニレン基としては上記L21で説明したアルキレン基の任意の位置に、二重結合を有する基が挙げられる。
The alkylene group for L 21 may be linear or branched, and examples thereof include 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group. Is a preferred example. An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, and an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferable.
As the alkenylene group in any position of the alkylene group described above L 21, includes a group having a double bond.

シクロアルキレン基としては、単環型又は多環型のいずれであってもよく、例えば、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、ノルボルナニレン基、アダマンチレン基、ジアマンタニレン基等の炭素数3〜17のシクロアルキレン基が好ましい例として挙げられる。炭素数5〜12のシクロアルキレン基がより好ましく、炭素数6〜10のシクロアルキレン基が特に好ましい。   The cycloalkylene group may be monocyclic or polycyclic, for example, a carbon such as a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a norbornanylene group, an adamantylene group, or a diamantylene group. A cycloalkylene group having a number of 3 to 17 is a preferred example. A cycloalkylene group having 5 to 12 carbon atoms is more preferable, and a cycloalkylene group having 6 to 10 carbon atoms is particularly preferable.

連結基としての2価の芳香環基としては、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基などの炭素数6〜14の置換基を有していても良いアリーレン基、又は、例えば、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む2価の芳香環基を挙げることができる。
また、−NR−及び2価の窒素含有非芳香族複素環基としては、上述したX21における各々と同様の具体例が挙げられ、好ましい例も同様である。
Examples of the divalent aromatic ring group as the linking group include an arylene group optionally having a substituent having 6 to 14 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, and a naphthylene group, or a thiophene group, a furan group, and the like. , Pyrrole, benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazole, and thiazole.
Specific examples of —NR— and the divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group include the same specific examples as those described above for X 21 , and preferred examples are also the same.

21としては、アルキレン基、シクロアルキレン基、又は−OCO−、−O−、−CONH−を介してアルキレン基、シクロアルキレン基を組み合わせた基(例えば、−アルキレン基−O−アルキレン基−、−アルキレン基−OCO−アルキレン基−、−シクロアルキレン基−O−アルキレン基−、−アルキレン基−CONH−アルキレン基−等)が特に好ましい。 L 21 is an alkylene group, a cycloalkylene group, or a group in which an alkylene group or a cycloalkylene group is combined through —OCO—, —O—, or —CONH— (for example, an -alkylene group-O-alkylene group, -Alkylene group-OCO-alkylene group-, -cycloalkylene group-O-alkylene group-, -alkylene group-CONH-alkylene group- and the like are particularly preferable.

22、X23は、各々独立に、単結合、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。
22、X23における−NR−及び2価の窒素含有非芳香族複素環基としては、上述したX21における各々と同様の具体例が挙げられ、好ましい例も同様である。
22としては、単結合、−S‐、−O−、−CO−、−SO−、及びこれらのうち2つ以上を組み合わせた基がより好ましく、単結合、−S−、−OCO−、−OSO−が特に好ましい。
23としては、−O−、−CO−、−SO−、及びこれらのうち2つ以上を組み合わせた基がより好ましく、−OSO−が特に好ましい。
X 22 and X 23 are each independently a single bond, —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NR— (R is a hydrogen atom or an alkyl group), divalent nitrogen-containing non- It represents an aromatic heterocyclic group or a group obtained by combining two or more of these.
Specific examples of —NR— and divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group in X 22 and X 23 are the same as those in X 21 described above, and preferred examples are also the same.
X 22 is more preferably a single bond, —S—, —O—, —CO—, —SO 2 —, or a combination of two or more of these, a single bond, —S—, —OCO— , -OSO 2 - are particularly preferred.
X 23 is more preferably —O—, —CO—, —SO 2 —, or a group obtained by combining two or more of these, and —OSO 2 — is particularly preferred.

Arは、2価の芳香環基又は2価の芳香環基とアルキレン基を組み合わせた基を表す。
2価の芳香環基は、置換基を有していても良く、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基などの炭素数6〜18のアリーレン基、又は、例えば、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む2価の芳香環基を好ましい例として挙げることができる。
Ar 2 represents a divalent aromatic ring group or a combination of a divalent aromatic ring group and an alkylene group.
The divalent aromatic ring group may have a substituent, for example, an arylene group having 6 to 18 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, a naphthylene group, or a thiophene, furan, pyrrole, benzo Preferred examples include divalent aromatic ring groups containing a heterocycle such as thiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazole, and thiazole.

上記各基における好ましい置換基としてはR21〜R23で挙げたアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、フェニル基等のアリール基が挙げられる。 Preferred substituents in each of the above groups are alkyl groups, methoxy groups, ethoxy groups, hydroxyethoxy groups, propoxy groups, hydroxypropoxy groups, butoxy groups, etc., aryl groups such as phenyl groups, and the like mentioned for R 21 to R 23. Is mentioned.

2価の芳香環基とアルキレン基を組み合わせた基としては、上述した2価の芳香環基と、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のアルキレン基(直鎖状であっても分岐状であってもよい)を組み合わせたアラルキレン基が好ましい例として挙げられる。   Examples of the group in which the divalent aromatic ring group and the alkylene group are combined include the above-described divalent aromatic ring group and, for example, 1 carbon atom such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group. Preferred examples include aralkylene groups in which ˜8 alkylene groups (which may be linear or branched) are combined.

Arとしては、置換基を有していてもよい炭素数6〜18のアリーレン基、炭素数6〜18のアリーレン基と炭素数1〜4のアルキレンを組み合わせたアラルキレン基がより好ましく、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フェニル基で置換されたフェニレン基が特に好ましい。 Ar 2 is preferably an arylene group having 6 to 18 carbon atoms which may have a substituent, an aralkylene group in which an arylene group having 6 to 18 carbon atoms and an alkylene having 1 to 4 carbon atoms are combined, and a phenylene group A phenylene group substituted with a naphthylene group, a biphenylene group or a phenyl group is particularly preferred.

22は、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、2価の芳香環基、又はこれらの2以上を組み合わせた基を表し、これらの基は、水素原子の一部又は全部が、フッ素原子、フッ化アルキル基、ニトロ基、又はシアノ基から選択される置換基で置換されている。組み合わせた基において、組み合わされる2以上の基は同じであっても異なっていてもよく、また、連結基として−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を介して連結されていてもよい。 L 22 represents an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, a divalent aromatic ring group, or a group in which two or more of these are combined, and these groups have a part or all of the hydrogen atoms being a fluorine atom, Substitution with a substituent selected from a fluorinated alkyl group, a nitro group, or a cyano group. In the combined group, the 2 or more groups combined may be different even in the same, also, -O as a linking group -, - S -, - CO -, - SO 2 -, - NR- (R Is a hydrogen atom or an alkyl group), a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or a group obtained by combining two or more thereof.

22としては、水素原子の一部又は全部が、フッ素原子又はフッ化アルキル基(より好ましくはペルフルオロアルキル基)で置換された、アルキレン基、2価の芳香環基、及びこれらのうち2つ以上を組み合わせた基がより好ましく、少なくとも一部又は全部がフッ素原子で置換された、アルキレン基、2価の芳香環基が特に好ましい。L22として、水素原子数の30〜100%がフッ素原子で置換されたアルキレン基、2価の芳香環基が最も好ましい。 L 22 includes an alkylene group, a divalent aromatic ring group, or two of them, in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group (more preferably a perfluoroalkyl group). A group obtained by combining the above is more preferable, and an alkylene group or a divalent aromatic ring group in which at least a part or all of the groups are substituted with a fluorine atom is particularly preferable. L 22 is most preferably an alkylene group or a divalent aromatic ring group in which 30 to 100% of the number of hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.

22におけるアルキレン基としては、直鎖状であっても分岐状であっても良く、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のアルキレン基が好ましい例として挙げられる。炭素数1〜6個のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜4個のアルキレン基が特に好ましい。
アルケニレン基としては、上記アルキレン基の任意の位置に、二重結合を有する基が挙げられる。
The alkylene group for L 22 may be linear or branched, and examples thereof include 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group. The alkylene group is a preferred example. An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, and an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferable.
The alkenylene group includes a group having a double bond at an arbitrary position of the alkylene group.

シクロアルキレン基としては、単環型又は多環型のいずれであっても良く、例えば、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、ノルボルナニレン基、アダマンチレン基、ジアマンタニレン基等の炭素数3〜17のシクロアルキレン基が好ましい例として挙げられる。
2価の芳香環基としては、先に記載したL21における連結基としての2価の芳香環基において挙げた具体例と同様の基が挙げられる。
The cycloalkylene group may be monocyclic or polycyclic, for example, a carbon such as a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a norbornanylene group, an adamantylene group, or a diamantylene group. A cycloalkylene group having a number of 3 to 17 is a preferred example.
Examples of the divalent aromatic ring group include the same groups as the specific examples given for the divalent aromatic ring group as the linking group in L 21 described above.

また、L22における連結基の−NR−及び2価の窒素含有非芳香族複素環基としては、上述したX21における各々と同様の具体例が挙げられ、好ましい例も同様である。 L22の好ましい具体例としては、上述した一般式(I)におけるL12において例示した構造が挙げられる。 Specific examples of the linking group —NR— and the divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group in L 22 include the same specific examples as in X 21 described above, and preferred examples are also the same. Preferable specific examples of L 22 include the structures exemplified for L 12 in the general formula (I) described above.

は、カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンとイオン対を形成するアニオン部位であり、活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して、スルホン酸基、イミド酸基又はメチド酸基となる部位を表す。Zは一般式(I)におけるZと同義であり、Zについての上記説明がZについても当てはまる。
一般式(II)の繰り返し単位に対応する重合性モノマー単位について、活性光線又は放射線の照射によりカチオン性繰り返し単位(A)のカチオンから離脱して生成するスルホン酸、イミド酸、メチド酸単位として、以下に例示する。
Z 2 is an anion site that forms an ion pair with the cation of the cationic repeating unit (A), and is dissociated from the cation by irradiation with an actinic ray or radiation to form a sulfonic acid group, an imido acid group, or a methido acid group. Represents the site. Z 2 has the same meaning as Z 1 in the general formula (I), the above description of Z 1 is true for Z 2.
As for the polymerizable monomer unit corresponding to the repeating unit of the general formula (II), as a sulfonic acid, imidic acid, or methide acid unit generated by leaving the cation of the cationic repeating unit (A) by irradiation with actinic rays or radiation, Examples are given below.

Figure 0005578994
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Figure 0005578994
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また、繰り返し単位(B)は、他の態様において、一般式(I)又は(II)以外で表される前記側鎖に芳香環を含有する繰り返し単位であってもよい。
このような繰り返し単位(B)に対応する重合性モノマー単位について、活性光線又は放射線の照射によりカチオン性繰り返し単位(A)のカチオンから離脱して生成するスルホン酸、イミド酸、メチド酸単位として、以下に例示する。
In addition, in another embodiment, the repeating unit (B) may be a repeating unit containing an aromatic ring in the side chain represented by other than the general formula (I) or (II).
As for the polymerizable monomer unit corresponding to such a repeating unit (B), as a sulfonic acid, an imidic acid, and a methide acid unit that are generated by detachment from the cation of the cationic repeating unit (A) by irradiation with actinic rays or radiation, Examples are given below.

Figure 0005578994
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アニオン性繰り返し単位(B)としては、一般式(III)で表されることも好ましい。   The anionic repeating unit (B) is also preferably represented by the general formula (III).

Figure 0005578994
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一般式(III)において、R31、R32、R33は、一般式(I)におけるR11、R12、R13と同義であり、各基の具体例、好ましい例としては、R11、R12、R13について前述したものと同様な基が挙げられる。
アルキル基は、置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐状アルキル基であり、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基、特に好ましくは炭素数3以下のアルキル基が挙げられる。
In the general formula (III), R 31 , R 32 and R 33 have the same meaning as R 11 , R 12 and R 13 in the general formula (I). Specific examples and preferred examples of each group include R 11 , Examples thereof include the same groups as those described above for R 12 and R 13 .
The alkyl group is a linear or branched alkyl group which may have a substituent, preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or n-butyl which may have a substituent. Group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, dodecyl group and the like, and an alkyl group having 20 or less carbon atoms, more preferably an alkyl group having 8 or less carbon atoms, particularly preferably 3 or less carbon atoms. Of the alkyl group.

アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記R31、R32及びR33におけるアルキル基と同様のものが好ましい。 As the alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group, the same alkyl groups as those described above for R 31 , R 32 and R 33 are preferable.

シクロアルキル基としては、置換基を有していてもよい単環型又は多環型のシクロアルキル基が挙げられる。好ましくは置換基を有していてもよいシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数3〜8個で単環型のシクロアルキル基が挙げられる。   Examples of the cycloalkyl group include monocyclic or polycyclic cycloalkyl groups which may have a substituent. Preferable examples include a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group which may have a substituent.

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が特に好ましい。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.

上記各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(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、ニトロ基、シアノ基、アミド基、スルホンアミド基、R21〜R23で挙げたアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基、アセトキシ基、ブチリルオキシ基等のアシルオキシ基、カルボキシ基が挙げられる。特に、水酸基、ハロゲン原子が好ましい。 Preferred substituents that each of the above groups may have include a hydroxyl group, a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine), a nitro group, a cyano group, an amide group, a sulfonamide group, and R 21 to R 23 . Alkoxy groups, methoxy groups, ethoxy groups, hydroxyethoxy groups, propoxy groups, hydroxypropoxy groups, butoxy groups and other alkoxy groups, methoxycarbonyl groups, alkoxycarbonyl groups such as ethoxycarbonyl groups, formyl groups, acetyl groups, benzoyl groups, etc. An acyloxy group such as an acyl group, an acetoxy group, and a butyryloxy group, and a carboxy group. In particular, a hydroxyl group and a halogen atom are preferable.

式(III)におけるR31、R32及びR33としては、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基(−CF)、ヒドロキシメチル基(−CH−OH)、クロロメチル基(−CH−Cl)、フッ素原子(−F)が特に好ましい。 R 31 , R 32 and R 33 in the formula (III) are more preferably a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group (—CF 3 ), a hydroxymethyl group. (—CH 2 —OH), a chloromethyl group (—CH 2 —Cl), and a fluorine atom (—F) are particularly preferred.

31、X32は、各々独立に、単結合、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。 X 31 and X 32 each independently represent a single bond, —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NR— (wherein R is a hydrogen atom or an alkyl group), divalent nitrogen-containing non- It represents an aromatic heterocyclic group or a group obtained by combining two or more of these.

−NR−において、Rにより表わされるアルキル基としては、置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐状アルキル基であり、上記R31、R32、R33におけるアルキル基と同様の具体例が挙げられる。Rとして、水素原子、メチル基、エチル基が特に好ましい。 また、2価の窒素含有非芳香族複素環基とは、少なくとも1個の窒素原子を有する、好ましくは3〜8員の非芳香族複素環基を意味し、具体的には、上述した一般式(I)におけるX11〜X13において例示した構造が挙げられる。 In —NR—, the alkyl group represented by R is a linear or branched alkyl group which may have a substituent, and is the same as the alkyl group in R 31 , R 32 and R 33 above. An example is given. R is particularly preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group. In addition, the divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group means a non-aromatic heterocyclic group having at least one nitrogen atom, preferably 3 to 8 members. illustrated structure recited in X 11 to X 13 in formula (I).

31としては、単結合、−O−、−CO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基がより好ましく、−COO−、−CONR−(Rは水素原子又はアルキル基)が特に好ましい。 X 31 is more preferably a single bond, —O—, —CO—, —NR— (wherein R is a hydrogen atom or an alkyl group), or a group obtained by combining two or more of these, —COO—, —CONR -(R is a hydrogen atom or an alkyl group) is particularly preferable.

32としては、単結合、−O−、−CO−、−SO−、2価の窒素含有非芳香族複素環基、及びこれらのうち2つ以上を組み合わせた基がより好ましく、単結合、−OCO−、−OSO−、2価の窒素含有非芳香族複素環基と−SO−を組み合わせた基が特に好ましい。
31は、単結合、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基又はこれらの2以上を組み合わせた基を表す。組み合わせた基において、組み合わされる2以上の基は同じであっても異なっていてもよく、また、連結基として−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、2価の窒素含有非芳香
族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を介して連結されていてもよい。
X 32 is more preferably a single bond, —O—, —CO—, —SO 2 —, a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or a group obtained by combining two or more thereof. , —OCO—, —OSO 2 —, a combination of a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group and —SO 2 — is particularly preferable.
L 31 represents a single bond, an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, or a group obtained by combining two or more thereof. In the combined group, the 2 or more groups combined may be different even in the same, also, -O as a linking group -, - S -, - CO -, - SO 2 -, - NR- (R Is a hydrogen atom or an alkyl group), a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or a group obtained by combining two or more thereof.

31におけるアルキレン基としては、直鎖状であっても分岐状であってもよく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個を好ましい例として挙げられる。炭素数1〜6個のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜4個のアルキレン基が特に好ましい。
アルケニレン基としては上記L31で説明したアルキレン基の任意の位置に、二重結合を有する基が挙げられる。
The alkylene group for L 31 may be linear or branched, and examples thereof include 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group. Is a preferred example. An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, and an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferable.
As the alkenylene group in any position of the alkylene group described above L 31, includes a group having a double bond.

シクロアルキレン基としては、単環型又は多環型のいずれであってもよく、例えば、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、ノルボルナニレン基、アダマンチレン基、ジアマンタニレン基等の炭素数3〜17のシクロアルキレン基が好ましい例として挙げられる。炭素数5〜12のシクロアルキレン基がより好ましく、炭素数6〜10のシクロアルキレン基が特に好ましい。   The cycloalkylene group may be monocyclic or polycyclic, for example, a carbon such as a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a norbornanylene group, an adamantylene group, or a diamantylene group. A cycloalkylene group having a number of 3 to 17 is a preferred example. A cycloalkylene group having 5 to 12 carbon atoms is more preferable, and a cycloalkylene group having 6 to 10 carbon atoms is particularly preferable.

また、−NR−及び2価の窒素含有非芳香族複素環基としては、上述したX31における各々と同様の具体例が挙げられ、好ましい例も同様である。 Specific examples of —NR— and the divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group include the same specific examples as those described above for X 31 , and preferred examples are also the same.

31としては、単結合、アルキレン基、シクロアルキレン基、又は−OCO−、−O−、−CONH−を介してアルキレン基、シクロアルキレン基を組み合わせた基(例えば、−アルキレン基−O−アルキレン基−、−アルキレン基−OCO−アルキレン基−、−シクロアルキレン基−O−アルキレン基−、−アルキレン基−CONH−アルキレン基−等)が特に好ましい。 L 31 represents a single bond, an alkylene group, a cycloalkylene group, or a group in which an alkylene group or a cycloalkylene group is combined through —OCO—, —O—, or —CONH— (for example, an —alkylene group —O-alkylene). Group-, -alkylene group-OCO-alkylene group-, -cycloalkylene group-O-alkylene group-, -alkylene group-CONH-alkylene group- and the like are particularly preferable.

32は、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、又はこれらの2以上を組み合わせた基を表し、これらの基は、水素原子の一部又は全部が、フッ素原子、フッ化アルキル基、ニトロ基、又はシアノ基から選択される置換基で置換されている。組み合わせた基において、組み合わされる2以上の基は同じであっても異なっていてもよく、また、連結基として−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−(Rは水素原子又はアルキル基)、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を介して連結されていてもよい。 L 32 represents an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, or a group in which two or more of these are combined, and these groups are such that a part or all of the hydrogen atoms are fluorine atoms, fluorinated alkyl groups, nitro groups. Or a substituent selected from a cyano group. In the combined group, the 2 or more groups combined may be different even in the same, also, -O as a linking group -, - S -, - CO -, - SO 2 -, - NR- (R Is a hydrogen atom or an alkyl group), a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or a group obtained by combining two or more thereof.

32としては、水素原子の一部又は全部が、フッ素原子又はフッ化アルキル基(より好ましくはペルフルオロアルキル基)で置換された、アルキレン基がより好ましく、水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された、アルキレン基が特に好ましい。L32として、水素原子数の30〜100%がフッ素原子で置換されたアルキレン基が最も好ましい。 L 32 is more preferably an alkylene group in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group (more preferably a perfluoroalkyl group), and part or all of the hydrogen atoms are fluorine atoms. An alkylene group substituted with is particularly preferred. L 32 is most preferably an alkylene group in which 30 to 100% of the number of hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.

32におけるアルキレン基としては、直鎖状であっても分岐状であっても良く、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のアルキレン基が好ましい例として挙げられる。炭素数1〜6個のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜4個のアルキレン基が特に好ましい。
アルケニレン基としては、上記アルキレン基の任意の位置に、二重結合を有する基が挙げられる。
The alkylene group for L 32 may be linear or branched, and examples thereof include 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group. The alkylene group is a preferred example. An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, and an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is particularly preferable.
The alkenylene group includes a group having a double bond at an arbitrary position of the alkylene group.

シクロアルキレン基としては、単環型又は多環型のいずれであっても良く、例えば、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、ノルボルナニレン基、アダマンチレン基、ジアマンタニレン基等の炭素数3〜17のシクロアルキレン基が好ましい例として挙げられる。
また、L32における連結基の−NR−及び2価の窒素含有非芳香族複素環基としては、上述したX31における各々と同様の具体例が挙げられ、好ましい例も同様である。
32の好ましい具体例としては、上述した一般式(I)におけるL12において例示した構造が挙げられる。
The cycloalkylene group may be monocyclic or polycyclic, for example, a carbon such as a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a norbornanylene group, an adamantylene group, or a diamantylene group. A cycloalkylene group having a number of 3 to 17 is a preferred example.
Specific examples of the —NR— linking group and divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group in L 32 include the same specific examples as in X 31 described above, and preferred examples are also the same.
Preferable specific examples of L 32 include the structures exemplified for L 12 in the general formula (I) described above.

は、カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンとイオン対を形成するアニオン部位であり、活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して、スルホン酸基、イミド酸基又はメチド酸基となる部位を表す。Zは一般式(I)におけるZと同義であり、Zについての上記説明がZについても当てはまる。
一般式(III)で表されるアニオン性繰り返し単位に対応する重合性モノマー単位について、活性光線又は放射線の照射によりカチオン性繰り返し単位(A)のカチオンから離脱して生成するスルホン酸、イミド酸、メチド酸単位として、以下に例示する。
Z 3 is an anion site that forms an ion pair with the cation of the cationic repeating unit (A), and is dissociated from the cation by irradiation with an actinic ray or radiation to form a sulfonic acid group, an imido acid group, or a methido acid group. Represents the site. Z 3 has the same meaning as Z 1 in the general formula (I), the above description of Z 1 is true for Z 3.
About the polymerizable monomer unit corresponding to the anionic repeating unit represented by the general formula (III), a sulfonic acid, an imidic acid, which is generated by leaving from the cation of the cationic repeating unit (A) by irradiation with actinic rays or radiation, Examples of the methide acid unit are shown below.

Figure 0005578994
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Figure 0005578994
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アニオン性繰り返し単位(B)に対応する重合性前駆体は、一般的なスルホン酸エステル化反応又はスルホンアミド化反応を用いることで合成できる。例えば、ビススルホニルハライド化合物の一方のスルホニルハライド部を選択的にアミン、アルコールなどと反応させて、スルホンアミド結合、スルホン酸エステル結合を形成した後、もう一方のスルホニルハライド部分を加水分解する方法、あるいは環状スルホン酸無水物をアミン、アルコールにより開環させる方法によりアニオン性繰り返し単位(B)に対応する重合性前駆体である有機酸のリチウム、ナトリウム、カリウム塩、アンモニウム塩を得ることができる。また、US5554664、J.Fluorine Chem.105(2000)129−136、J.Fluorine Chem.116(2002)45−48に記載されている方法を用いても容易に合成することができる。   The polymerizable precursor corresponding to the anionic repeating unit (B) can be synthesized by using a general sulfonic acid esterification reaction or sulfonamidation reaction. For example, a method of selectively reacting one sulfonyl halide part of a bissulfonyl halide compound with an amine, alcohol, etc. to form a sulfonamide bond or a sulfonate ester bond, and then hydrolyzing the other sulfonyl halide part, Alternatively, lithium, sodium, potassium, and ammonium salts of organic acids, which are polymerizable precursors corresponding to the anionic repeating unit (B), can be obtained by a method of opening a cyclic sulfonic anhydride with an amine or alcohol. Also, US Pat. Fluorine Chem. 105 (2000) 129-136; Fluorine Chem. 116 (2002) 45-48 can also be easily synthesized.

カチオン性繰り返し単位(A)に対応する重合性前駆体のカチオンとアニオン性繰り返し単位(B)に対応する重合性前駆体のアニオンとのイオン対の形成は、上記で合成したアニオン性繰り返し単位(B)に対応する有機酸のリチウム、ナトリウム、カリウム塩などと、上記で合成したカチオン性繰り返し単位(A)に対応する前駆体の水酸化物、臭化物、塩化物などとから、特表平11−501909号公報又は特開2003−246786号公報に記載されている塩交換法や、特開平10−232490号公報又は特許第4025039号公報等に記載されている塩交換法を用いて容易にイオン対を形成できる。
以上のようにイオン対形成されてなるカチオン性繰り返し単位(A)に対応するモノマーとアニオン性繰り返し単位(B)に対応するモノマーとのモノマー対は、後述の重合反応に供することで樹脂(P)の製造に好適に使用することができる。
Formation of an ion pair between the cation of the polymerizable precursor corresponding to the cationic repeating unit (A) and the anion of the polymerizable precursor corresponding to the anionic repeating unit (B) is performed by the anionic repeating unit synthesized above ( From the lithium, sodium and potassium salts of organic acids corresponding to B) and the precursors hydroxide, bromide, chloride and the like corresponding to the cationic repeating unit (A) synthesized above, Ions easily by using the salt exchange method described in JP-A No. 501909 or JP-A No. 2003-246786, or the salt exchange method described in JP-A No. 10-232490 or Japanese Patent No. 4025039. Pairs can be formed.
As described above, the monomer pair of the monomer corresponding to the cationic repeating unit (A) formed by ion pairing and the monomer corresponding to the anionic repeating unit (B) can be subjected to a polymerization reaction described later to form a resin (P ).

本発明における樹脂(P)中の繰り返し単位(A)及び(B)の含有量は、樹脂(P)合成時における繰り返し単位(A)及び(B)に対応するモノマー対の仕込み量として、樹脂(P)合成時の全重合性化合物に対して、0.5〜50モル%の範囲が好ましく、1〜40モル%の範囲であることがより好ましく、2〜30モル%の範囲であることが更に好ましい。
本発明における樹脂(P)中、繰り返し単位(A)及び(B)の含有モル比ないしは仕込み量比は、20:80〜80:20であることが好ましく、30:70〜70:30であることがより好ましく、40:60〜60:40であることが更に好ましい。
The content of the repeating units (A) and (B) in the resin (P) in the present invention is the resin monomer charge amount corresponding to the repeating units (A) and (B) during the synthesis of the resin (P). (P) The range of 0.5-50 mol% is preferable with respect to all polymerizable compounds at the time of synthesis, more preferably 1-40 mol%, and more preferably 2-30 mol%. Is more preferable.
In the resin (P) in the present invention, the content molar ratio or charging ratio of the repeating units (A) and (B) is preferably 20:80 to 80:20, and 30:70 to 70:30. It is more preferable that the ratio is 40:60 to 60:40.

〔繰り返し単位(C)〕
樹脂(P)は、繰り返し単位(A)及び(B)に加えて、酸の作用により分解して、アルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位(C)(以下、「酸分解性基を有する繰り返し単位」と称することがある)を有する。
[Repeating unit (C)]
In addition to the repeating units (A) and (B), the resin (P) is a repeating unit (C) that is decomposed by the action of an acid to generate an alkali-soluble group (hereinafter referred to as “a repeating unit having an acid-decomposable group”). ”).

アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、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。   Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxyl groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) imides. Group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene group, etc. Is mentioned.

好ましいアルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホン酸基が挙げられる。   Preferred alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxyl groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), and sulfonic acid groups.

酸分解性基として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。   A preferable group as the acid-decomposable group is a group obtained by substituting the hydrogen atom of these alkali-soluble groups with a group capable of leaving with an acid.

酸で脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。 As the acid eliminable group, there can be, for example, -C (R 36) (R 37) (R 38), - C (R 36) (R 37) (OR 39), - C (R 01) (R 02 ) (OR 39 ) and the like.

式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、1価の芳香環基、アルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。 In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, a monovalent aromatic ring group, a group in which an alkylene group and a monovalent aromatic ring group are combined, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.

01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、1価の芳香環基、アルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。 R 01 and R 02 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a monovalent aromatic ring group, a group in which an alkylene group and a monovalent aromatic ring group are combined, or an alkenyl group.

酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。
繰り返し単位(C)としては、下記一般式(V)で表される繰り返し単位がより好ましい。
The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group or the like. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group.
As the repeating unit (C), a repeating unit represented by the following general formula (V) is more preferable.

Figure 0005578994
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一般式(V)において、R51、R52、R53は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。R52はLと結合して環(好ましくは、5員若しくは6員環)を形成していてもよく、その場合のR52はアルキレン基を表わす。
は、単結合又は2価の連結基を表し、R52と環を形成する場合には3価の連結基を表す。
54はアルキル基を表し、R55及びR56は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又は1価の芳香環基を表す。R55及びR56は互いに結合して環を形成してもよい。但し、R55とR56とが同時に水素原子であることはない。
In the general formula (V), R 51 , R 52 and R 53 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group. R 52 may be bonded to L 5 to form a ring (preferably a 5-membered or 6-membered ring), in which case R 52 represents an alkylene group.
L 5 represents a single bond or a divalent linking group, and in the case of forming a ring with R 52 , represents a trivalent linking group.
R 54 represents an alkyl group, and R 55 and R 56 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or a monovalent aromatic ring group. R 55 and R 56 may combine with each other to form a ring. However, no and R 55 and R 56 are hydrogen atoms at the same time.

一般式(V)について、更に詳細に説明する。
一般式(V)におけるR51〜R53のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していても良いメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基、特に好ましくは炭素数3以下のアルキル基が挙げられる。
The general formula (V) will be described in more detail.
As the alkyl group of R 51 to R 53 in the general formula (V), a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, which may preferably have a substituent, Examples thereof include alkyl groups having 20 or less carbon atoms such as hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group and dodecyl group, more preferably alkyl groups having 8 or less carbon atoms, and particularly preferably alkyl groups having 3 or less carbon atoms.

アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記R51〜R53におけるアルキル基と同様のものが好ましい。 The alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group is preferably the same as the alkyl group in the above R 51 to R 53 .

シクロアルキル基としては、単環型でも、多環型でもよい。好ましくは置換基を有していても良いシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数3〜8個で単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が特に好ましい。
The cycloalkyl group may be monocyclic or polycyclic. Preferable examples include a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group which may have a substituent.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.

上記各基における好ましい置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等を挙げることができ、置換基の炭素数は8以下が好ましい。   Preferred substituents in each of the above groups include, for example, alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, amino groups, amide groups, ureido groups, urethane groups, hydroxyl groups, carboxyl groups, halogen atoms, alkoxy groups, thioether groups, acyls. Group, acyloxy group, alkoxycarbonyl group, cyano group, nitro group and the like, and the substituent preferably has 8 or less carbon atoms.

またR52がアルキレン基でありLと環を形成する場合、アルキレン基としては、好ましくはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8のアルキレン基が挙げられる。炭素数1〜4のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜2のアルキレン基が特に好ましい。 When R 52 is an alkylene group and forms a ring with L 5 , the alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, or an octylene group. Groups. An alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms is particularly preferable.

式(V)におけるR51及びR53としては、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基(−CF)、ヒドロキシメチル基(−CH−OH)、クロロメチル基(−CH−Cl)、フッ素原子(−F)が特に好ましい。R52としては、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、アルキレン基(Lと環を形成)がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基(−CF)、ヒドロキシメチル基(−CH−OH)、クロロメチル基(−CH−Cl)、フッ素原子(−F)、メチレン基(Lと環を形成)、エチレン基(Lと環を形成)が特に好ましい。 R 51 and R 53 in Formula (V) are more preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or a halogen atom, and a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group (—CF 3 ), a hydroxymethyl group (—CH 3 ). 2- OH), a chloromethyl group (—CH 2 —Cl), and a fluorine atom (—F) are particularly preferable. R 52 is more preferably a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen atom, or an alkylene group (forming a ring with L 5 ), a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group (—CF 3 ), a hydroxymethyl group Particularly preferred are (—CH 2 —OH), a chloromethyl group (—CH 2 —Cl), a fluorine atom (—F), a methylene group (forms a ring with L 5 ), and an ethylene group (forms a ring with L 5 ). .

で表される2価の連結基としては、アルキレン基、2価の芳香環基、−COO−L−、−O−L−、これらの2つ以上を組み合わせて形成される基等が挙げられる。ここで、Lはアルキレン基、シクロアルキレン基、2価の芳香環基、アルキレン基と2価の芳香環基を組み合わせた基を表す。
52と環を形成する場合におけるLとしての3価の連結基としては、上記の2価の連結基の上記例から任意の1個の水素原子を除してなる基が挙げられる。
Examples of the divalent linking group represented by L 5, an alkylene group, a divalent aromatic ring group, -COO-L 1 -, - O-L 1 -, a group formed by combining two or more of these Etc. Here, L 1 represents an alkylene group, a cycloalkylene group, a divalent aromatic ring group, or a group in which an alkylene group and a divalent aromatic ring group are combined.
Examples of the trivalent linking group as L 5 in the case of forming a ring with R 52 include a group formed by removing any one hydrogen atom from the above examples of the above divalent linking group.

は、単結合、−COO−L−で表される基又は2価の芳香環基が好ましい。 L 5 is preferably a single bond, a group represented by —COO—L 1 —, or a divalent aromatic ring group.

54〜R56のアルキル基としては炭素数1〜20のものが好ましく、より好ましくは炭素数1〜10のものであり、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基などの炭素数1〜4のものが特に好ましい。 The alkyl group for R 54 to R 56 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and includes a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group. Particularly preferred are those having 1 to 4 carbon atoms such as a group, an isobutyl group and a t-butyl group.

55及びR56で表されるシクロアルキル基としては、炭素数3〜20のものが好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環性のものであってもよいし、ノルボニル基、アダマンチル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、等の多環性のものであってもよい。 The cycloalkyl group represented by R 55 and R 56, preferably one having 3 to 20 carbon atoms, cyclopentyl, may be of monocyclic and cyclohexyl group, norbornyl group, adamantyl group, Polycyclic ones such as a tetracyclodecanyl group and a tetracyclododecanyl group may be used.

また、R55及びR56が互いに結合して形成される環としては、炭素数3〜20のものが好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環性のものであってもよいし、ノルボニル基、アダマンチル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、等の多環性のものであってもよい。R55及びR56が互いに結合して環を形成する場合、R54は炭素数1〜3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い。 The ring formed by combining R 55 and R 56 with each other preferably has 3 to 20 carbon atoms, and may be monocyclic such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group, or a norbornyl group. A polycyclic group such as an adamantyl group, a tetracyclodecanyl group, or a tetracyclododecanyl group. When R 55 and R 56 are bonded to each other to form a ring, R 54 is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group.

55及びR56で表される1価の芳香環基としては、炭素数6〜20のものが好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。R55及びR56のどちらか一方が水素原子の場合、他方は1価の芳香環基であることが好ましい。 The monovalent aromatic ring groups represented by R 55 and R 56, preferably has 6 to 20 carbon atoms, for example, a phenyl group, a naphthyl group, and the like. When one of R 55 and R 56 is a hydrogen atom, the other is preferably a monovalent aromatic ring group.

一般式(V)におけるR55及びR56としては、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基であることがより好ましい。 R 55 and R 56 in general formula (V) are each independently more preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group.

一般式(V)で表される繰り返し単位に相当するモノマーの合成方法としては、一般的な重合性基含有エステルの合成法を適用することが可能であり、特に限定されることはない。
以下に、繰り返し単位(C)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、Rx、Xaは、水素原子、CH、CF、又はCHOHを表す。Rxa、Rxbはそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基を表す。Zは、極性基を含む置換基を表し、複数存在する場合は各々独立であり、具体的には水酸基、シアノ基、アミノ基、アルキルアミド基又はスルホンアミド基等の極性基自体、又はそれを有する、直鎖又は分岐のアルキル基、シクロアルキル基を表す。pは0又は正の整数を表す。
As a method for synthesizing a monomer corresponding to the repeating unit represented by the general formula (V), a general method for synthesizing a polymerizable group-containing ester can be applied and is not particularly limited.
Specific examples of the repeating unit (C) are shown below, but the present invention is not limited thereto. In specific examples, Rx and Xa 1 represent a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH. Rxa and Rxb each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Z represents a substituent containing a polar group, and when there are a plurality of them, each is independent. Specifically, a polar group itself such as a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, an alkylamide group or a sulfonamide group, or It represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group. p represents 0 or a positive integer.

Figure 0005578994
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また、繰り返し単位(C)としては、下記一般式(VI)で表される繰り返し単位であっても良い。   The repeating unit (C) may be a repeating unit represented by the following general formula (VI).

Figure 0005578994
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一般式(VI)中、R61、R62、R63は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。R62はArと結合して環(好ましくは、5員若しくは6員環)を形成していてもよく、その場合のR62はアルキレン基を表わす。
は、単結合、−COO−、−CONR64−(R64は、水素原子又はアルキル基を表す)を表す。
Arは、(n+1)価の芳香環基を表し、R62と環を形成する場合には(n+2)価の芳香環基を表す。Yは、各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。nが2以上の整数である場合、複数存在するYは互いに同じであっても異なっていてもよい。但し、Yの少なくとも1つは、酸の作用により脱離する基を表す。nは、1〜4の整数を表す。
In general formula (VI), R 61 , R 62 and R 63 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group. R 62 may be bonded to Ar 6 to form a ring (preferably a 5-membered or 6-membered ring), in which case R 62 represents an alkylene group.
X 6 represents a single bond, —COO—, —CONR 64 — (R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group).
Ar 6 represents an (n + 1) -valent aromatic ring group, and when forming a ring with R 62 , represents an (n + 2) -valent aromatic ring group. Y each independently represents a hydrogen atom or a group capable of leaving by the action of an acid. When n is an integer of 2 or more, a plurality of Y may be the same as or different from each other. However, at least one of Y represents a group capable of leaving by the action of an acid. n represents an integer of 1 to 4.

一般式(VI)について更に詳細に説明する。
一般式(VI)におけるR61〜R63のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基が挙げられる。
General formula (VI) will be described in more detail.
As the alkyl group of R 61 to R 63 in the general formula (VI), a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, which may preferably have a substituent, Examples thereof include alkyl groups having 20 or less carbon atoms such as hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group, and dodecyl group, and more preferable examples include alkyl groups having 8 or less carbon atoms.

アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記R61〜R63におけるアルキル基と同様のものが好ましい。 As the alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group, the same alkyl groups as those described above for R 61 to R 63 are preferable.

シクロアルキル基としては、単環型でも多環型でもよく、好ましくは置換基を有していても良いシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数3〜8個の単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子がより好ましい。
The cycloalkyl group may be monocyclic or polycyclic, and is preferably a monocyclic type having 3 to 8 carbon atoms such as a cyclopropyl group, cyclopentyl group or cyclohexyl group which may have a substituent. A cycloalkyl group is mentioned.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is more preferable.

62がアルキレン基を表す場合、アルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のものが挙げられる。
は、単結合、−COO−、−CONR64−(R64は、水素原子、アルキル基を表す)を表す。R64のアルキル基としては、R61〜R63のアルキル基と同様のものが挙げられる。
としては、単結合、−COO−、−CONH−が好ましく、単結合、−COO−がより好ましい。
If R 62 represents an alkylene group, the alkylene group, preferably a methylene group which may have a substituent group, an ethylene group, a propylene group, butylene group, hexylene group, 1 to 8 carbon atoms such as octylene Can be mentioned.
X 6 represents a single bond, —COO—, —CONR 64 — (R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group). Examples of the alkyl group for R 64 include the same as the alkyl groups for R 61 to R 63 .
X 6 is preferably a single bond, —COO—, or —CONH—, and more preferably a single bond or —COO—.

Arについての(n+1)価又は(n+2)価の芳香環基は、置換基を有していても良く、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基などの炭素数6〜18のアリーレン基、又は、例えば、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む2価の芳香環基から任意の水素原子を除してなる基を好ましい例として挙げることができる。 The (n + 1) -valent or (n + 2) -valent aromatic ring group for Ar 6 may have a substituent, for example, an arylene group having 6 to 18 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, a naphthylene group, Or, for example, an arbitrary hydrogen atom is removed from a divalent aromatic ring group containing a heterocycle such as thiophene, furan, pyrrole, benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazole, thiazole, etc. As a preferred example,

上述したアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルキレン基及び2価の芳香環基が有し得る置換基としては、上述した一般式(V)におけるR51〜R53により表わされる各基が有し得る置換基と同様の具体例が挙げられる。 Examples of the substituent that the above-described alkyl group, cycloalkyl group, alkoxycarbonyl group, alkylene group and divalent aromatic ring group may have include the groups represented by R 51 to R 53 in the above general formula (V). Specific examples similar to the substituents that may be included are listed.

nは1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
n個のYは、各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、n個中の少なくとも1つは、酸の作用により脱離する基を表す。
酸の作用により脱離する基Yとしては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(=O)−O−C(R36)(R37)(R38)、−C(R01)(R02)(OR39)、−C(R01)(R02)−C(=O)−O−C(R36)(R37)(R38)、−CH(R36)(Ar)等を挙げることができる。
n is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
n Y's each independently represent a hydrogen atom or a group capable of leaving by the action of an acid. However, at least one of n represents a group capable of leaving by the action of an acid.
Examples of the group Y leaving by the action of an acid include —C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), —C (═O) —O—C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ). ), - C (R 01) (R 02) (OR 39), - C (R 01) (R 02) -C (= O) -O-C (R 36) (R 37) (R 38), —CH (R 36 ) (Ar) and the like can be mentioned.

式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、1価の芳香環基、アルキレン基と1価の芳香環基を組み合わせた基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。 In the formula, R 36 to R 39 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, a monovalent aromatic ring group, a group in which an alkylene group and a monovalent aromatic ring group are combined, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.

01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、1価の芳香環基、アルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。 Arは、1価の芳香環基を表す。 R 01 and R 02 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a monovalent aromatic ring group, a group in which an alkylene group and a monovalent aromatic ring group are combined, or an alkenyl group. Ar represents a monovalent aromatic ring group.

36〜R39、R01及びR02のアルキル基は、炭素数1〜8の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、へキシル基、オクチル基等を挙げることができる。 The alkyl group of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl. Group, octyl group and the like.

36〜R39、R01及びR02のシクロアルキル基は、単環型でも、多環型でもよい。単環型としては、炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。多環型としては、炭素数6〜20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、アンドロスタニル基等を挙げることができる。なお、シクロアルキル基中の炭素原子の一部が酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。 The cycloalkyl group of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 may be monocyclic or polycyclic. The monocyclic type is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. As the polycyclic type, a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable. For example, an adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, camphanyl group, dicyclopentyl group, α-pinel group, tricyclodecanyl group, tetracyclododecyl group. Group, androstanyl group and the like. A part of carbon atoms in the cycloalkyl group may be substituted with a hetero atom such as an oxygen atom.

36〜R39、R01、R02及びArの1価の芳香環基は、炭素数6〜10の1価の芳香環基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む2価の芳香環基を挙げることができる。 The monovalent aromatic ring group of R 36 to R 39 , R 01 , R 02 and Ar is preferably a monovalent aromatic ring group having 6 to 10 carbon atoms, for example, an aryl such as a phenyl group, a naphthyl group or an anthryl group. And a divalent aromatic ring group containing a heterocyclic ring such as a group, thiophene, furan, pyrrole, benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazole, thiazole.

36〜R39、R01及びR02のアルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基としては、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 group in which the alkylene group of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 and the monovalent aromatic ring group are combined is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, such as benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl. Groups and the like.

36〜R39、R01及びR02のアルケニル基は、炭素数2〜8のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロへキセニル基等を挙げることができる。 The alkenyl group of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 is preferably an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group.

36とR37とが、互いに結合して形成する環は、単環型でも、多環型でもよい。単環型としては、炭素数3〜8のシクロアルキル構造が好ましく、例えば、シクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロへキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造等を挙げることができる。多環型としては、炭素数6〜20のシクロアルキル構造が好ましく、例えば、アダマンタン構造、ノルボルナン構造、ジシクロペンタン構造、トリシクロデカン構造、テトラシクロドデカン構造等を挙げることができる。なお、シクロアルキル構造中の炭素原子の一部が酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。 The ring formed by combining R 36 and R 37 with each other may be monocyclic or polycyclic. The monocyclic type is preferably a cycloalkyl structure having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, and a cyclooctane structure. As the polycyclic type, a cycloalkyl structure having 6 to 20 carbon atoms is preferable, and examples thereof include an adamantane structure, a norbornane structure, a dicyclopentane structure, a tricyclodecane structure, and a tetracyclododecane structure. A part of carbon atoms in the cycloalkyl structure may be substituted with a hetero atom such as an oxygen atom.

36〜R39、R01、R02、及びArとしての上記各基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等を挙げることができ、置換基の炭素数は8以下が好ましい。
酸の作用により脱離する基Yとしては、下記一般式(VI−A)で表される構造がより好ましい。
Each of the groups as R 36 to R 39 , R 01 , R 02 and Ar may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and an amino group. Amide group, ureido group, urethane group, hydroxyl group, carboxyl group, halogen atom, alkoxy group, thioether group, acyl group, acyloxy group, alkoxycarbonyl group, cyano group, nitro group, etc. The number of carbon atoms is preferably 8 or less.
As the group Y leaving by the action of an acid, a structure represented by the following general formula (VI-A) is more preferable.

Figure 0005578994
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ここで、L及びLは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、1価の芳香環基、又はアルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基を表す。
Mは、単結合又は2価の連結基を表す。
Qは、アルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよいシクロアルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよい1価の芳香環基、アミノ基、アンモニウム基、メルカプト基、シアノ基又はアルデヒド基を表す。
Q、M、Lの少なくとも2つが結合して環(好ましくは、5員若しくは6員環)を形成してもよい。
Here, L 1 and L 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a monovalent aromatic ring group, or a group in which an alkylene group and a monovalent aromatic ring group are combined.
M represents a single bond or a divalent linking group.
Q represents an alkyl group, a cycloalkyl group which may contain a hetero atom, a monovalent aromatic ring group which may contain a hetero atom, an amino group, an ammonium group, a mercapto group, a cyano group or an aldehyde group.
At least two of Q, M, and L 1 may combine to form a ring (preferably a 5-membered or 6-membered ring).

及びLとしてのアルキル基は、例えば炭素数1〜8個のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基を好ましく挙げることができる。 The alkyl group as L 1 and L 2 is, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl. Preferred examples include a group and an octyl group.

及びLとしてのシクロアルキル基は、例えば炭素数3〜15個のシクロアルキル基であって、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等を好ましい例として挙げることができる。 The cycloalkyl group as L 1 and L 2 is, for example, a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms. Specifically, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, an adamantyl group, and the like are preferable examples. Can do.

及びLとしての1価の芳香環基は、例えば炭素数6〜15個のアリール基であって、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基、アントリル基等を好ましい例として挙げることができる。 The monovalent aromatic ring group as L 1 and L 2 is, for example, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. Specifically, a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group, an anthryl group and the like are preferable examples. Can be mentioned.

及びLとしてのアルキレン基と1価の芳香環基を組み合わせた基は、例えば、炭素数7〜20であって、ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基が挙げられる。 Group formed by combining an alkylene group and a monovalent aromatic ring group represented by L 1 and L 2 are, for example, a 7 to 20 carbon atoms, a benzyl group, an aralkyl group such as a phenethyl group.

Mとしての2価の連結基は、例えば、アルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基など)、シクロアルキレン基(例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基など)、アルケニレン基(例えば、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基など)、2価の芳香環基(例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基など)、−S−、−O−、−CO−、−SO−、−N(R)−、及びこれらの複数を組み合わせた2価の連結基である。Rは、水素原子又はアルキル基(例えば炭素数1〜8個のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基など)である。 The divalent linking group as M is, for example, an alkylene group (for example, methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group, octylene group, etc.), cycloalkylene group (for example, cyclopentylene group, cyclohexylene group). Group, adamantylene group, etc.), alkenylene group (for example, vinylene group, propenylene group, butenylene group, etc.), divalent aromatic ring group (for example, phenylene group, tolylene group, naphthylene group, etc.), -S-, -O -, - CO -, - SO 2 -, - N (R 0) -, and a divalent linking group formed by combining a plurality of these. R 0 is a hydrogen atom or an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group). Octyl group, etc.).

Qとしてのアルキル基は、上述のL及びLとしての各基と同様である。
Qとしてのヘテロ原子を含んでいてもよいシクロアルキル基及びヘテロ原子を含んでいてもよい1価の芳香環基に於ける、ヘテロ原子を含まない肪族炭化水素環基及びへテロ原子を含まない1価の芳香環基としては、上述のL及びLとしてのシクロアルキル基、及び1価の芳香環基などが挙げられ、好ましくは、炭素数3〜15である。
The alkyl group as Q is the same as each group as L 1 and L 2 described above.
In the cycloalkyl group which may contain a hetero atom as Q and the monovalent aromatic ring group which may contain a hetero atom, an aliphatic hydrocarbon ring group which does not contain a hetero atom and a hetero atom Examples of the monovalent aromatic ring group that does not include the above-described cycloalkyl groups as L 1 and L 2 , and monovalent aromatic ring groups, preferably 3 to 15 carbon atoms.

ヘテロ原子を含むシクロアルキル基及びヘテロ原子を含む1価の芳香環基としては、例えば、チイラン、シクロチオラン、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール、ピロリドン等のヘテロ環構造を有する基が挙げられるが、一般にヘテロ環と呼ばれる構造(炭素とヘテロ原子で形成される環、又はヘテロ原子にて形成される環)であれば、これらに限定されない。   Examples of the cycloalkyl group containing a hetero atom and the monovalent aromatic ring group containing a hetero atom include thiirane, cyclothiolane, thiophene, furan, pyrrole, benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, Groups having a heterocyclic structure such as thiadiazole, thiazole, pyrrolidone and the like can be mentioned, but if they are structures generally called heterocycles (rings formed from carbon and heteroatoms, or rings formed from heteroatoms), these It is not limited to.

Q、M、Lの少なくとも2つが結合して形成してもよい環としては、Q、M、Lの少なくとも2つが結合して、例えば、プロピレン基、ブチレン基を形成して、酸素原子を含有する5員又は6員環を形成する場合が挙げられる。 Q, M, as a ring which may be formed by combining at least two L 1, Q, M, by combining at least two L 1, for example, a propylene group, to form a butylene group, an oxygen atom The case where a 5-membered or 6-membered ring containing is formed is mentioned.

一般式(VI−A)におけるL、L、M、Qで表される各基は、置換基を有していてもよく、例えば、前述のR36〜R39、R01、R02、及びArが有してもよい置換基として説明したものが挙げられ、置換基の炭素数は8以下が好ましい。 Each group represented by L 1 , L 2 , M, and Q in the general formula (VI-A) may have a substituent, for example, R 36 to R 39 , R 01 , R 02 described above. And those described as the substituent that Ar may have, and the carbon number of the substituent is preferably 8 or less.

−M−Qで表される基として、炭素数1〜30個で構成される基が好ましく、炭素数5〜20個で構成される基がより好ましい。   The group represented by -MQ is preferably a group composed of 1 to 30 carbon atoms, more preferably a group composed of 5 to 20 carbon atoms.

以下に繰り返し単位(C)の好ましい具体例として、一般式(VI)で表され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。   Specific examples of the repeating unit represented by formula (VI) are shown below as preferred specific examples of the repeating unit (C), but the present invention is not limited thereto.

Figure 0005578994
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本発明の樹脂(P)において、繰り返し単位(C)としては、一般式(V)又は(VI)で表される繰り返し単位がより好ましいが、一般式(V)で表される繰り返し単位であることが特に好ましい。
本発明の樹脂(P)における繰り返し単位(C)の含有量は、樹脂(P)合成時における繰り返し単位(C)に対応する重合性化合物の仕込み量として、樹脂(P)合成時の全重合性化合物に対して、好ましくは3〜90モル%の範囲内であり、より好ましくは5〜80モル%の範囲内であり、特に好ましくは7〜70モル%の範囲内である。
In the resin (P) of the present invention, the repeating unit (C) is more preferably a repeating unit represented by the general formula (V) or (VI), but is a repeating unit represented by the general formula (V). It is particularly preferred.
The content of the repeating unit (C) in the resin (P) of the present invention is the total polymerization at the time of resin (P) synthesis as the charged amount of the polymerizable compound corresponding to the repeating unit (C) at the time of resin (P) synthesis. Preferably it is in the range of 3 to 90 mol%, more preferably in the range of 5 to 80 mol%, particularly preferably in the range of 7 to 70 mol% with respect to the active compound.

〔繰り返し単位(D)〕
本発明の組成物に、KrFエキシマレーザー光、電子線、X線又は波長50nm以下の高エネルギー光線(例えば、EUV)を照射する場合には、この樹脂は、一般式(VID)で表される繰り返し単位(D)を有することが好ましい。一般式(VID)で表される繰り返し単位は、アルカリ可溶性基を有しているため、樹脂のアルカリ溶解性を補助することができる。また、パターン強度を向上させることができ、更に、本発明の組成物を用いて形成される膜のTg制御の機能を付与することができる。
[Repeating unit (D)]
When the composition of the present invention is irradiated with KrF excimer laser light, electron beam, X-ray or high-energy light beam (for example, EUV) having a wavelength of 50 nm or less, this resin is represented by the general formula (VID). It preferably has a repeating unit (D). Since the repeating unit represented by the general formula (VID) has an alkali-soluble group, the alkali-solubility of the resin can be assisted. Further, the pattern strength can be improved, and further, a function of controlling the Tg of a film formed using the composition of the present invention can be imparted.

Figure 0005578994
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上記一般式中、R01、R02及びR03は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
またR03が、アルキレン基を表し、X又はAr01と結合して主鎖の−C−C−鎖と共に5員若しくは6員環を形成していても良い。
Ar01は、芳香環基を表す。
n01は、1〜4の整数を表す。n01は、1又は2が好ましく、1がより好ましい。
Xは、単結合又は2価の連結基を表す。
Xについての2価の連結基としては、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、−COO−、−OCO−、−CO−、−O−、−S−、−S(=O)―、−S(=O)−、−OS(=O)−及び−NH−からなる群より選択されるいずれか又はそれらの内の2以上を組み合わせた基が挙げられる。
In the above general formula, R 01 , R 02 and R 03 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
R 03 represents an alkylene group and may be bonded to X or Ar 01 to form a 5-membered or 6-membered ring together with the main chain —C—C— chain.
Ar 01 represents an aromatic ring group.
n01 represents an integer of 1 to 4. n01 is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
X represents a single bond or a divalent linking group.
Examples of the divalent linking group for X include an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, —COO—, —OCO—, —CO—, —O—, —S—, —S (═O) —, — Examples thereof include a group selected from any one selected from the group consisting of S (═O) 2 —, —OS (═O) 2 —, and —NH—, or a combination of two or more thereof.

Xについてのアルキレンとしては、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖アルキレン基であり、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。
Xについてのシクロアルキレン基としては、好ましくは炭素数3〜20、より好ましくは炭素数3〜10であり、例えば、1,4−シクロヘキシレン基等が挙げられる。
Xについてのアルキレン基及びシクロアルキレン基は炭素に結合している水素原子の一部又は全部が置換基で置換されていても良い。
Xについてのアリーレン基としては、好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜10のアリーレン基(例えば、フェニレン、ナフチレン)であり、炭素に結合している水素原子の一部又は全部が置換基で置換されていてもよい。
The alkylene for X is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group.
As a cycloalkylene group about X, Preferably it is C3-C20, More preferably, it is C3-C10, for example, a 1, 4- cyclohexylene group etc. are mentioned.
In the alkylene group and cycloalkylene group for X, part or all of the hydrogen atoms bonded to carbon may be substituted with a substituent.
The arylene group for X is preferably an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably an arylene group having 6 to 10 carbon atoms (for example, phenylene or naphthylene), and part or all of hydrogen atoms bonded to carbon. May be substituted with a substituent.

Xについてのアルキレン基、シクロアルキレン基及びアリーレン基が有していてもよい置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基;メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基;メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;フェノキシカルボニル基、p−トリルオキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基;アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基;アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基;メチルスルファニル基、tert−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基;フェニルスルファニル基、p−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基;メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキル又はシクロアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p−トリルアミノ基等のアリールアミノ基、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基等のアリール基等の他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、パーフルオロアルキル基、トリアルキルシリル基等が挙げられる。   Examples of the substituent that the alkylene group, cycloalkylene group, and arylene group for X may have include, for example, a halogen group such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom; a methoxy group, an ethoxy group, and a tert- Alkoxy groups such as butoxy group; aryloxy groups such as phenoxy group and p-tolyloxy group; alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group and butoxycarbonyl group; aryloxycarbonyl groups such as phenoxycarbonyl group and p-tolyloxycarbonyl group; Acyloxy groups such as acetoxy group, propionyloxy group, benzoyloxy group; acyl groups such as acetyl group, benzoyl group, isobutyryl group, acryloyl group, methacryloyl group, methoxalyl group; methylsulfanyl group, tert-butylsulfanyl group, etc. Kirsulfanyl group; arylsulfanyl group such as phenylsulfanyl group and p-tolylsulfanyl group; alkyl such as methylamino group and cyclohexylamino group or cycloalkylamino group, dialkyl such as dimethylamino group, diethylamino group, morpholino group and piperidino group Aryl group such as amino group, phenylamino group, p-tolylamino group, alkyl group such as methyl group, ethyl group, tert-butyl group, dodecyl group, phenyl group, p-tolyl group, xylyl group, cumenyl group, naphthyl Group, anthryl group, aryl group such as phenanthryl group, etc., hydroxy group, carboxy group, formyl group, mercapto group, sulfo group, mesyl group, p-toluenesulfonyl group, amino group, nitro group, cyano group, perfluoro Alkyl group, trialkyl Lil group, and the like.

01〜R03としてのアルキル基は、例えば、炭素数20以下のアルキル基であり、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基又はドデシル基である。より好ましくは、これらアルキル基は、炭素数8以下のアルキル基である。なお、これらアルキル基は、置換基を有していてもよい。 The alkyl group as R 01 to R 03 is, for example, an alkyl group having 20 or less carbon atoms, and preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, or a hexyl group. , 2-ethylhexyl group, octyl group or dodecyl group. More preferably, these alkyl groups are alkyl groups having 8 or less carbon atoms. In addition, these alkyl groups may have a substituent.

アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記R01〜R03におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
シクロアルキル基は、単環のシクロアルキル基であってもよく、多環のシクロアルキル基であってもよい。好ましくは、シクロプロピル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の炭素数3〜8の単環のシクロアルキル基が挙げられる。なお、これらシクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。
The alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group is preferably the same as the alkyl group in R 01 to R 03 described above.
The cycloalkyl group may be a monocyclic cycloalkyl group or a polycyclic cycloalkyl group. Preferably, a C3-C8 monocyclic cycloalkyl group, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group, is mentioned. In addition, these cycloalkyl groups may have a substituent.

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子がより好ましい。
03がアルキレン基を表す場合、このアルキレン基としては、好ましくは、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基及びオクチレン基等の炭素数1〜8のものが挙げられる。
Ar01としての芳香環基は、炭素数6〜14のものが好ましく、例えば、ベンゼン環、トルエン環及びナフタレン環が挙げられる。なお、これら芳香環基は、置換基を有していてもよい。
一般式(VI)により表される繰り返し単位の具体例を以下に示す。ただし、これらに限定されるものではない。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is more preferable.
When R 03 represents an alkylene group, the alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group and an octylene group.
The aromatic ring group as Ar 01 preferably has 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a benzene ring, a toluene ring and a naphthalene ring. In addition, these aromatic ring groups may have a substituent.
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (VI) are shown below. However, it is not limited to these.

Figure 0005578994
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樹脂(P)が繰り返し単位(D)を含有する場合、樹脂(P)合成時における一般式(VID)により表される繰り返し単位(D)に対応する重合性化合物の仕込み量としては、樹脂(P)合成時の全重合性化合物に対して、好ましくは20〜90モル%の範囲内であり、より好ましくは30〜80モル%の範囲内である。   When the resin (P) contains the repeating unit (D), the charge amount of the polymerizable compound corresponding to the repeating unit (D) represented by the general formula (VID) during the synthesis of the resin (P) is P) It is preferably in the range of 20 to 90 mol%, more preferably in the range of 30 to 80 mol%, based on the total polymerizable compound at the time of synthesis.

〔繰り返し単位(E)〕
樹脂(P)は、更に、アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基を有する繰り返し単位(E)を有することが好ましい。
アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基としては、ラクトン構造、フェニルエステル構造などが挙げられる。
繰り返し単位(E)としては、下記一般式(AII)で表される繰り返し単位がより好ましい。
[Repeating unit (E)]
The resin (P) preferably further has a repeating unit (E) having a group that decomposes under the action of an alkali developer and increases the dissolution rate in the alkali developer.
Examples of the group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the dissolution rate in the alkali developer include a lactone structure and a phenyl ester structure.
As the repeating unit (E), a repeating unit represented by the following general formula (AII) is more preferable.

Figure 0005578994
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一般式(AII)中、
Rbは、水素原子、ハロゲン原子又は置換基を有していてもよいアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。
Rbのアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原
子が挙げられる。Rbのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃
素原子を挙げることができる。Rbとして、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 optionally substituted alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms).
Preferable substituents that the alkyl group of 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. Rb 0 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group or a trifluoromethyl group, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

Abは、単結合、アルキレン基、単環又は多環のシクロアルキレン基を有する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。Abは、好ましくは、単結合、−Ab−CO−で表される2価の連結基である。
Abは、直鎖又は分岐アルキレン基、単環又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 represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, an ether group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent linking group obtained by combining these. Ab is preferably a single bond or a divalent linking group represented by —Ab 1 —CO 2 —.
Ab 1 is a linear or branched alkylene group, a monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, and preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group, or a norbornylene group.

Vは、アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基を表す。好ましくはエステル結合を有する基であり、中でもラクトン構造を有する基がより好ましい。   V represents a group that decomposes under the action of an alkali developer and increases the dissolution rate in the alkali developer. A group having an ester bond is preferable, and a group having a lactone structure is more preferable.

ラクトン構造を有する基としては、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)〜(LC1−17)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)である。   As the group having a lactone structure, any group having a lactone structure can be used, but a 5- to 7-membered ring lactone structure is preferable, and a bicyclo structure or a spiro structure is added to the 5- to 7-membered ring lactone structure. Those in which other ring structures are condensed in the form to be formed are preferred. It is more preferable to have a repeating unit having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-17). 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), and (LC1-14).

Figure 0005578994
Figure 0005578994

ラクトン構造部分は、置換基(Rb)を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、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(Rb)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(Rb)同士が結合して環を形成してもよい。 The lactone structure portion 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 1 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. .

ラクトン基を有する繰り返し単位は、通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体を混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90%以上のものが好ましく、より好ましくは95%以上である。   The repeating unit having a lactone group usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90% or more, more preferably 95% or more.

樹脂(P)が繰り返し単位(E)を含有する場合、樹脂(P)合成時における繰り返し単位(E)に対応する重合性化合物の仕込み量としては、樹脂(P)合成時の全重合性化合物に対して、1〜60モル%の範囲が好ましく、より好ましくは2〜50モル%の範囲であり、更に好ましくは5〜40モル%の範囲である。繰り返し単位(E)は1種類であってもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。特定のラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。
以下に、樹脂(P)中の繰り返し単位(E)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。式中、Rxは、H,CH,CHOH,又はCFを表す。
When the resin (P) contains the repeating unit (E), the amount of the polymerizable compound corresponding to the repeating unit (E) at the time of synthesizing the resin (P) is the total polymerizable compound at the time of synthesizing the resin (P). In contrast, the range of 1 to 60 mol% is preferable, the range of 2 to 50 mol% is more preferable, and the range of 5 to 40 mol% is more preferable. One type of repeating unit (E) may be used, or two or more types may be used in combination. By using a specific lactone structure, line edge roughness and development defects are improved.
Although the specific example of the repeating unit (E) in resin (P) is shown below, this invention is not limited to this. In the formula, Rx represents H, CH 3 , CH 2 OH, or CF 3 .

Figure 0005578994
Figure 0005578994

Figure 0005578994
Figure 0005578994

〔繰り返し単位(F)〕
本発明の樹脂(P)は、繰り返し単位(D)以外にも、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位(F)を有していても良い。アルカリ可溶性基としてはフェノール性水酸基、カルボキシル基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、ビススルホニルイミド基、α位が電子求引性基で置換された脂肪族アルコール(例えばヘキサフロロイソプロパノール基)が挙げられる。
繰り返し単位(D)以外の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。
具体例中、RxはH,CH,CHOH,又はCFを表す。
[Repeating unit (F)]
The resin (P) of the present invention may have a repeating unit (F) having an alkali-soluble group in addition to the repeating unit (D). Examples of the alkali-soluble group include a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonamide group, a sulfonylimide group, a bissulfonylimide group, and an aliphatic alcohol (for example, hexafluoroisopropanol group) substituted at the α-position with an electron-withdrawing group. .
Specific examples of the repeating unit having an alkali-soluble group other than the repeating unit (D) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
In specific examples, Rx represents H, CH 3 , CH 2 OH, or CF 3 .

Figure 0005578994
Figure 0005578994

本発明における樹脂(P)が、繰り返し単位(F)を有している場合、樹脂(P)合成時における繰り返し単位(F)に対応する重合性化合物の仕込み量としては、樹脂(P)合成時の全重合性化合物に対し、1〜50mol%が好ましく、より好ましくは3〜40mol%、更に好ましくは5〜35mol%である。   When the resin (P) in the present invention has a repeating unit (F), the charge amount of the polymerizable compound corresponding to the repeating unit (F) during the synthesis of the resin (P) is the resin (P) synthesis. 1-50 mol% is preferable with respect to all the polymeric compounds at the time, More preferably, it is 3-40 mol%, More preferably, it is 5-35 mol%.

〔その他の繰り返し単位〕
樹脂(P)は、上述した繰り返し単位以外の繰り返し単位であって、水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位を更に有していてもよい。これにより基板密着性、現像液親和性を向上させることができる。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く、酸分解性基を有さないことが好ましい。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。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、下記一般式(VIIa)〜(VIId)で表される部分構造が好ましい。
[Other repeat units]
Resin (P) is a repeating unit other than the repeating units described above, and may further have a repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group. As a result, substrate adhesion and developer compatibility can be improved. 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, and preferably has no acid-decomposable 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. As the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group, partial structures represented by the following general formulas (VIIa) to (VIId) are preferable.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

一般式(VIIa)〜(VIIc)に於いて、Rc〜Rc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、Rc〜Rc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、Rc〜Rc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、Rc〜Rcの内の2つが、水酸基で、残りが水素原子である。 In the general formulas (VIIa) to (VIIc), 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 rest are hydrogen atoms. In general formula (VIIa), more preferably, two of R 2 c to R 4 c are a hydroxyl group and the rest are hydrogen atoms.

一般式(VIIa)〜(VIId)で表される部分構造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。   Examples of the repeating unit having a partial structure represented by the general formulas (VIIa) to (VIId) include the repeating units represented by the following general formulas (AIIa) to (AIId).

Figure 0005578994
Figure 0005578994

一般式(AIIa)〜(AIId)に於いて、Rc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。
c〜Rcは、一般式(VIIa)〜(VIIc)に於ける、Rc〜Rcと同義である。
In the general formulas (AIIa) to (AIId), R 1 c represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.
R 2 c to R 4 c are in the general formula (VIIa) ~ (VIIc), same meanings as R 2 c~R 4 c.

樹脂(P)が、水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位を有する場合、樹脂(P)合成時における水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位に対応する重合性化合物の仕込み量としては、樹脂(P)合成時の全重合性化合物に対し、5〜40mol%が好ましく、より好ましくは5〜30mol%である。
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。
When the resin (P) has a repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group, the charge amount of the polymerizable compound corresponding to the repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group at the time of synthesis of the resin (P) is the resin (P) synthesis. 5-40 mol% is preferable with respect to all the polymeric compounds at the time, More preferably, it is 5-30 mol%.
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 0005578994
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本発明の樹脂(P)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できる。このような繰り返し単位としては、一般式(VII)で表される繰り返し単位が挙げられる。   The resin (P) of the present invention can further have a repeating unit that has an alicyclic hydrocarbon structure having no polar group and does not exhibit acid decomposability. An example of such a repeating unit is a repeating unit represented by the general formula (VII).

Figure 0005578994
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一般式(VII)中、Rは少なくとも一つの炭化水素構造を有し、極性基(水酸基、シアノ基等)を有さない炭化水素基を表す。
Raは水素原子、アルキル基又は−CH−O−Ra基を表す。式中、Raは、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。Ra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が好ましく、水素原子、メチル基が特に好ましい。
In general formula (VII), R 5 represents a hydrocarbon group having at least one hydrocarbon structure and having no polar group (hydroxyl group, cyano group, etc.).
Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, 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 hydroxymethyl group or a trifluoromethyl group, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

の炭化水素基は、その中に環状構造を有することが好ましい。環状構造の具体例として、単環又は多環のシクロアルキル基(炭素数3〜12が好ましく、より好ましくは炭素数3〜7)、単環又は多環のシクロアルケニル基(炭素数3〜12が好ましい)、アリール基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜12)、アラルキル基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜12)などが挙げられる。
単環のシクロアルキル基としては、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が挙げられる。の炭素数3から12のシクロアルキル基、単環のシクロアルケニル基としては、シクロへキセニル基などが挙げられる。中でも、炭素数3〜7の単環のシクロアルキル基であり、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 hydrocarbon group for R 5 preferably has a cyclic structure therein. Specific examples of the cyclic structure include monocyclic or polycyclic cycloalkyl groups (preferably having 3 to 12 carbon atoms, more preferably 3 to 7 carbon atoms), monocyclic or polycyclic cycloalkenyl groups (having 3 to 12 carbon atoms). ), An aryl group (preferably having 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms), an aralkyl group (preferably having 7 to 20 carbon atoms, more preferably 7 to 12 carbon atoms), and the like.
Examples of the monocyclic cycloalkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, and the like. Examples of the cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms and the monocyclic cycloalkenyl group include a cyclohexenyl group. Especially, it is a C3-C7 monocyclic cycloalkyl group, More preferably, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group are mentioned.

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.

これらの炭化水素基は置換基を有していても良く、好ましい置換基としてはハロゲン原子、アルキル基、保護基で保護された水酸基、保護基で保護されたアミノ基などが挙げられる。好ましいハロゲン原子としては臭素、塩素、フッ素原子、好ましいアルキル基としてはメチル、エチル、ブチル、t−ブチル基が挙げられる。上記のアルキル基は更に置換基を有していても良く、更に有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、保護基で保護された水酸基、保護基で保護されたアミノ基を挙げることができる。   These hydrocarbon groups may have a substituent, and preferred substituents include a halogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group protected with a protecting group, an amino group protected with a protecting group, and the like. Preferred halogen atoms include bromine, chlorine and fluorine atoms, and preferred alkyl groups include methyl, ethyl, butyl and t-butyl groups. The above alkyl group may further have a substituent, and examples of the substituent that may further have a halogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group protected with a protective group, and an amino group protected with a protective group Can be mentioned.

保護基としては、たとえばアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、置換メチル基、置換エチル基、アルコキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基が挙げられる。好ましいアルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基、好ましい置換メチル基としてはメトキシメチル、メトキシチオメチル、ベンジルオキシメチル、t−ブトキシメチル、2−メトキシエトキシメチル基、好ましい置換エチル基としては、1−エトキシエチル、1−メチル−1−メトキシエチル、好ましいアシル基としては、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、ピバロイル基などの炭素数1〜6の脂肪族アシル基、アルコキシカルボニル基としては炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基などが挙げられる。   Examples of the protecting group include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group, a substituted methyl group, a substituted ethyl group, an alkoxycarbonyl group, and an aralkyloxycarbonyl group. Preferred alkyl groups include alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, preferred substituted methyl groups include methoxymethyl, methoxythiomethyl, benzyloxymethyl, t-butoxymethyl, 2-methoxyethoxymethyl groups, and preferred substituted ethyl groups. 1-ethoxyethyl, 1-methyl-1-methoxyethyl, preferred acyl groups include formyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, valeryl, pivaloyl groups, etc., aliphatic acyl groups having 1 to 6 carbon atoms, alkoxycarbonyl Examples of the group include an alkoxycarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms.

樹脂(P)は極性基を持たない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含有していてもしていなくてもよいが、極性基を持たない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含有する場合、樹脂(P)合成時において、極性基を持たない炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位に対応する重合性化合物の仕込み量としては、樹脂(P)合成時の全重合性化合物に対し、1〜40モル%が好ましく、1〜20モル%であることがより好ましい。   Resin (P) has a hydrocarbon structure having no polar group and may or may not contain a repeating unit that does not exhibit acid decomposability, but has a hydrocarbon structure having no polar group, When a repeating unit that does not exhibit acid-decomposability is contained, the amount of the polymerizable compound that corresponds to the repeating unit that has a hydrocarbon structure having no polar group and does not exhibit acid-decomposability during the synthesis of the resin (P) Is preferably from 1 to 40 mol%, more preferably from 1 to 20 mol%, based on the total polymerizable compound during the synthesis of the resin (P).

極性基を持たない炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない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。 Specific examples of the repeating unit having a hydrocarbon structure not having a polar group and not exhibiting acid decomposability are listed below, but the present invention is not limited thereto. In the formula, Ra represents H, CH 3 , CH 2 OH, or CF 3 .

Figure 0005578994
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Figure 0005578994
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本発明の樹脂(P)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、更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。   The resin (P) of the present invention has, in addition to the above repeating structural units, dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general required properties of resist, resolving power, heat resistance, sensitivity. Various repeating structural units can be included for the purpose of adjusting the etc.

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。
これにより、本発明の組成物に用いられる樹脂に要求される性能、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。
Examples of such repeating structural units include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers.
Thereby, performance required for the resin used in the composition of the present invention, in particular,
(1) Solubility in coating solvent,
(2) Film formability (glass transition point),
(3) Alkali developability,
(4) Membrane slip (hydrophobic, alkali-soluble group selection),
(5) Adhesion of unexposed part to substrate,
(6) Dry etching resistance,
Etc. can be finely adjusted.

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、スチレン類、クロトン酸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。
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。
As such a monomer, for example, addition polymerization selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, styrenes, crotonic acid esters, etc. Examples include compounds having one unsaturated bond.
In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating structural units may be copolymerized.

本発明の組成物に用いられる樹脂(P)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、更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 (P) used in the composition of the present invention, the molar ratio of each repeating structural unit is the resist dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general resist performance required. It is appropriately set to adjust the resolving power, heat resistance, sensitivity and the like.

本発明の樹脂(P)の形態としては、ランダム型、ブロック型、クシ型、スター型のいずれの形態でもよい。
樹脂(P)は、例えば、各構造に対応する不飽和モノマーのラジカル、カチオン、又はアニオン重合により合成することができる。また各構造の前駆体に相当する不飽和モノマーを用いて重合した後に、高分子反応を行うことにより目的とする樹脂を得ることも可能である。
特に、上述した、イオン対形成されてなるカチオン性繰り返し単位(A)に対応するモノマーとアニオン性繰り返し単位(B)に対応するモノマーとのモノマー対を、上記不飽和モノマーとして使用することができる。
The form of the resin (P) of the present invention may be any of random type, block type, comb type, and star type.
The resin (P) can be synthesized, for example, by radical, cation, or anionic polymerization of an unsaturated monomer corresponding to each structure. It is also possible to obtain the desired resin by conducting a polymer reaction after polymerization using an unsaturated monomer corresponding to the precursor of each structure.
In particular, the above-described monomer pair of the monomer corresponding to the cationic repeating unit (A) formed with an ion pair and the monomer corresponding to the anionic repeating unit (B) can be used as the unsaturated monomer. .

例えば、一般的合成方法としては、不飽和モノマー及び重合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、加熱溶剤に不飽和モノマーと重合開始剤の溶液を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。   For example, as a general synthesis method, an unsaturated monomer and a polymerization initiator are dissolved in a solvent, and a batch polymerization method in which polymerization is performed by heating, a solution of an unsaturated monomer and a polymerization initiator in a heating solvent for 1 to 10 hours. The dropping polymerization method etc. which are dropped and added over are mentioned, and the dropping polymerization method is preferable.

重合に使用される溶媒としては、例えば、後述の感活性光線性又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等を挙げることができ、より好ましくは本発明の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。   Examples of the solvent used for the polymerization include a solvent that can be used in preparing the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition described below, and more preferably the composition of the present invention. Polymerization is preferably carried out using the same solvent as used in the above. 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。必要に応じて連鎖移動剤(例えば、アルキルメルカプタンなど)の存在下で重合を行ってもよい。   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 necessary, the polymerization may be performed in the presence of a chain transfer agent (for example, alkyl mercaptan).

反応の濃度は5〜70質量%であり、好ましくは10〜50質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、更に好ましくは40〜100℃である。
反応時間は、通常1〜48時間であり、好ましくは1〜24時間、更に好ましくは1〜12時間である。
The reaction concentration is 5 to 70% by mass, preferably 10 to 50% by mass. The reaction temperature is usually from 10 ° C to 150 ° C, preferably from 30 ° C to 120 ° C, more preferably from 40 ° C to 100 ° C.
The reaction time is usually 1 to 48 hours, preferably 1 to 24 hours, more preferably 1 to 12 hours.

反応終了後、室温まで放冷し、精製する。精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。たとえば、上記樹脂が難溶又は不溶の溶媒(貧溶媒)を、該反応溶液の10倍以下の体積量、好ましくは10〜5倍の体積量で、接触させることにより樹脂を固体として析出させる。   After completion of the reaction, the mixture is allowed to cool to room temperature and purified. Purification can be accomplished by a liquid-liquid extraction method that removes residual monomers and oligomer components by combining water and an appropriate solvent, and a purification method in a solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only those having a specific molecular weight or less. , Reprecipitation method that removes residual monomer by coagulating resin in poor solvent by dripping resin solution into poor solvent and purification in solid state such as washing filtered resin slurry with poor solvent A normal method such as a method can be applied. For example, the resin is precipitated as a solid by contacting a solvent (poor solvent) in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount of 10 times or less, preferably 10 to 5 times that of the reaction solution.

ポリマー溶液からの沈殿又は再沈殿操作の際に用いる溶媒(沈殿又は再沈殿溶媒)としては、該ポリマーの貧溶媒であればよく、ポリマーの種類に応じて、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ニトロ化合物、エーテル、ケトン、エステル、カーボネート、アルコール、カルボン酸、水、これらの溶媒を含む混合溶媒等の中から適宜選択して使用できる。これらの中でも、沈殿又は再沈殿溶媒として、少なくともアルコール(特に、メタノールなど)又は水を含む溶媒が好ましい。   The solvent (precipitation or reprecipitation solvent) used in the precipitation or reprecipitation operation from the polymer solution may be a poor solvent for the polymer, and may be a hydrocarbon, halogenated hydrocarbon, nitro, depending on the type of polymer. A compound, ether, ketone, ester, carbonate, alcohol, carboxylic acid, water, a mixed solvent containing these solvents, and the like can be appropriately selected for use. Among these, as a precipitation or reprecipitation solvent, a solvent containing at least an alcohol (particularly methanol or the like) or water is preferable.

沈殿又は再沈殿溶媒の使用量は、効率や収率等を考慮して適宜選択できるが、一般には、ポリマー溶液100質量部に対して、100〜10000質量部、好ましくは200〜2000質量部、更に好ましくは300〜1000質量部である。   The amount of the precipitation or reprecipitation solvent used can be appropriately selected in consideration of efficiency, yield, and the like, but generally 100 to 10000 parts by mass, preferably 200 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer solution, More preferably, it is 300-1000 mass parts.

沈殿又は再沈殿する際の温度としては、効率や操作性を考慮して適宜選択できるが、通常0〜50℃程度、好ましくは室温付近(例えば20〜35℃程度)である。沈殿又は再沈殿操作は、攪拌槽などの慣用の混合容器を用い、バッチ式、連続式等の公知の方法により行うことができる。   The temperature for precipitation or reprecipitation can be appropriately selected in consideration of efficiency and operability, but is usually about 0 to 50 ° C., preferably around room temperature (for example, about 20 to 35 ° C.). The precipitation or reprecipitation operation can be performed by a known method such as a batch method or a continuous method using a conventional mixing vessel such as a stirring tank.

沈殿又は再沈殿したポリマーは、通常、濾過、遠心分離等の慣用の固液分離に付し、乾燥して使用に供される。濾過は、耐溶剤性の濾材を用い、好ましくは加圧下で行われる。乾燥は、常圧又は減圧下(好ましくは減圧下)、30〜100℃程度、好ましくは30〜50℃程度の温度で行われる。   The precipitated or re-precipitated polymer is usually subjected to conventional solid-liquid separation such as filtration and centrifugation, and dried before use. Filtration is performed using a solvent-resistant filter medium, preferably under pressure. Drying is performed at a temperature of about 30 to 100 ° C., preferably about 30 to 50 ° C. under normal pressure or reduced pressure (preferably under reduced pressure).

なお、一度、樹脂を析出させて、分離した後に、再び溶媒に溶解させ、該樹脂が難溶又は不溶の溶媒と接触させてもよい。即ち、上記ラジカル重合反応終了後、該ポリマーが難溶又は不溶の溶媒を接触させ、樹脂を析出させ(工程a)、樹脂を溶液から分離し(工程b)、改めて溶媒に溶解させ樹脂溶液Aを調製(工程c)、その後、該樹脂溶液Aに、該樹脂が難溶又は不溶の溶媒を、樹脂溶液Aの10倍未満の体積量(好ましくは5倍以下の体積量)で、接触させることにより樹脂固体を析出させ(工程d)、析出した樹脂を分離する(工程e)ことを含む方法でもよい。   In addition, after depositing and separating the resin once, it may be dissolved again in a solvent, and the resin may be brought into contact with a hardly soluble or insoluble solvent. That is, after completion of the radical polymerization reaction, a solvent in which the polymer is hardly soluble or insoluble is brought into contact, the resin is precipitated (step a), the resin is separated from the solution (step b), and the resin solution A is dissolved again in the solvent. (Step c), and then, the resin solution A is brought into contact with a solvent in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount that is less than 10 times that of the resin solution A (preferably 5 times or less). This may be a method including precipitating a resin solid (step d) and separating the precipitated resin (step e).

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、又は分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体又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℃、更に好ましくは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 from 10 ° C to 150 ° C, preferably from 30 ° C to 120 ° C, more preferably from 60 ° C to 100 ° C.

本発明に係わる樹脂(P)の分子量は、特に制限されないが、重量平均分子量が1000〜100000の範囲であることが好ましく、1500〜60000の範囲であることがより好ましく、2000〜45000の範囲であることが特に好ましい。重量平均分子量を1000〜100000の範囲とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、且つ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化することを防ぐことができる。ここで、樹脂の重量平均分子量は、GPC(キャリア:THF又はN−メチル−2−ピロリドン(NMP))によって測定したポリスチレン換算分子量を示す。   The molecular weight of the resin (P) according to the present invention is not particularly limited, but the weight average molecular weight is preferably in the range of 1000 to 100,000, more preferably in the range of 1500 to 60000, and in the range of 2000 to 45000. It is particularly preferred. By setting the weight average molecular weight in the range of 1000 to 100,000, it is possible to prevent heat resistance and dry etching resistance from being deteriorated, and also to prevent developability from being deteriorated and the film forming property from being deteriorated due to increased viscosity. be able to. Here, the weight average molecular weight of the resin indicates a molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC (carrier: THF or N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)).

また分散度(Mw/Mn)は、好ましくは1.00〜5.00、より好ましくは1.03〜3.50であり、更に好ましくは、1.05〜2.50である。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 dispersity (Mw / Mn) is preferably 1.00 to 5.00, more preferably 1.03 to 3.50, and still more preferably 1.05 to 2.50. 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.

本発明の樹脂(P)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。樹脂(P)の含有量は、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中の全固形分を基準にして、30〜100質量%が好ましく、50〜100質量%がより好ましく、70〜100質量%が特に好ましい。
樹脂(P)のより好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、後掲のP−1〜P−43も具体例として挙げられる。
Resin (P) of this invention can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The content of the resin (P) is preferably 30 to 100% by mass, more preferably 50 to 100% by mass, based on the total solid content in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention. 70-100 mass% is especially preferable.
Although the more preferable specific example of resin (P) is shown below, this invention is not limited to these. In addition, P-1 to P-43 described later are also given as specific examples.

Figure 0005578994
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本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物には、必要に応じて更に、塩基性化合物、酸の作用により分解してアルカリ水溶液に対する溶解速度が増大する樹脂、従来型の光酸発生剤、界面活性剤、酸分解性溶解阻止化合物、染料、可塑剤、光増感剤、及び現像液に対する溶解促進性化合物、プロトンアクセプター性官能基を有する化合物等を含有させることができる。   The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention may further include a basic compound, a resin that decomposes by the action of an acid to increase the dissolution rate in an aqueous alkaline solution, and a conventional photoacid generator. An agent, a surfactant, an acid-decomposable dissolution inhibiting compound, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a dissolution promoting compound for a developer, a compound having a proton acceptor functional group, and the like can be contained.

<塩基性化合物>
本願発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、塩基性化合物を含有することが好ましい。
塩基性化合物は、含窒素有機塩基性化合物であることが好ましい。
<Basic compound>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably contains a basic compound.
The basic compound is preferably a nitrogen-containing organic basic compound.

使用可能な塩基性化合物は特に限定されないが、例えば以下の(1)〜(4)に分類される化合物が好ましく用いられる。
(1)下記一般式(BS−1)で表される化合物
Although the basic compound which can be used is not specifically limited, For example, the compound classified into the following (1)-(4) is used preferably.
(1) Compound represented by the following general formula (BS-1)

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一般式(BS−1)中、
Rは、各々独立に、水素原子、アルキル基(直鎖又は分岐)、シクロアルキル基(単環又は多環)、1価の芳香環基、アルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基の何れかを表す。但し、三つのRの全てが水素原子とはならない。
In general formula (BS-1),
Each R is independently a hydrogen atom, an alkyl group (straight or branched), a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic), a monovalent aromatic ring group, an alkylene group and a monovalent aromatic ring group Represents any of the groups. However, not all three Rs are hydrogen atoms.

Rとしてのアルキル基の炭素数は特に限定されないが、通常1〜20、好ましくは1〜12である。   Although carbon number of the alkyl group as R is not specifically limited, Usually, 1-20, Preferably it is 1-12.

Rとしてのシクロアルキル基の炭素数は特に限定されないが、通常3〜20、好ましくは5〜15である。   Although carbon number of the cycloalkyl group as R is not specifically limited, Usually, 3-20, Preferably it is 5-15.

Rとしての1価の芳香環基の炭素数は特に限定されないが、通常6〜20、好ましくは6〜10である。具体的にはフェニル基やナフチル基などのアリール基が挙げられる。   Although carbon number of the monovalent | monohydric aromatic ring group as R is not specifically limited, Usually, 6-20, Preferably it is 6-10. Specifically, aryl groups, such as a phenyl group and a naphthyl group, are mentioned.

Rとしてのアルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基の炭素数は特に限定されないが、通常7〜20、好ましくは7〜11である。具体的にはベンジル基等のアラルキル基が挙げられる。   Although carbon number of the group which combined the alkylene group and monovalent | monohydric aromatic ring group as R is not specifically limited, Usually, 7-20, Preferably it is 7-11. Specific examples include aralkyl groups such as a benzyl group.

Rとしてのアルキル基、シクロアルキル基、1価の芳香環基又はアルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基は、水素原子が置換基により置換されていてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、1価の芳香環基、アルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。   In the alkyl group, cycloalkyl group, monovalent aromatic ring group, or group in which the alkylene group and the monovalent aromatic ring group are combined as R, a hydrogen atom may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, a monovalent aromatic ring group, a group in which an alkylene group and a monovalent aromatic ring group are combined, a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, Examples thereof include an alkylcarbonyloxy group and an alkyloxycarbonyl group.

一般式(BS−1)で表される化合物は、3つのRの1つのみが水素原子、又は全てのRが水素原子でないことが好ましい。   In the compound represented by the general formula (BS-1), it is preferable that only one of three Rs is a hydrogen atom, or all Rs are not hydrogen atoms.

一般式(BS−1)の化合物の具体例としては、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−デシルアミン、トリイソデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ジデシルアミン、メチルオクタデシルアミン、ジメチルウンデシルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン、メチルジオクタデシルアミン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン、2,4,6−トリ(t−ブチル)アニリンなどが挙げられる。   Specific examples of the compound of the general formula (BS-1) include tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-octylamine, tri-n-decylamine, triisodecylamine, dicyclohexylmethylamine, Tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, didecylamine, methyloctadecylamine, dimethylundecylamine, N, N-dimethyldodecylamine, methyldioctadecylamine, N, N-dibutylaniline, N, N- Examples include dihexylaniline, 2,6-diisopropylaniline, 2,4,6-tri (t-butyl) aniline.

また、一般式(BS−1)において、少なくとも1つのRが、ヒドロキシル基で置換されたアルキル基である化合物が、好ましい態様の1つとして挙げられる。具体的化合物としては、トリエタノールアミン、N,N−ジヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。   In addition, a compound in which at least one R in the general formula (BS-1) is an alkyl group substituted with a hydroxyl group can be mentioned as one of preferable embodiments. Specific examples of the compound include triethanolamine and N, N-dihydroxyethylaniline.

また、Rとしてのアルキル基は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン鎖が形成されていてもよい。オキシアルキレン鎖としては−CHCHO−が好ましい。具体
的例としては、トリス(メトキシエトキシエチル)アミンや、米国特許第6040112号明細書のカラム3、60行目以降に例示の化合物などが挙げられる。
The alkyl group as R may have an oxygen atom in the alkyl chain, and an oxyalkylene chain may be formed. As the oxyalkylene chain, —CH 2 CH 2 O— is preferable. Specific examples include tris (methoxyethoxyethyl) amine and compounds exemplified in column 3, line 60 and thereafter of US Pat. No. 6,040,112.

(2)含窒素複素環構造を有する化合物
複素環構造としては、芳香族性を有していてもいなくてもよい。また、窒素原子を複数有していてもよく、更に、窒素以外のヘテロ原子を含有していてもよい。具体的には、イミダゾール構造を有する化合物(2−フェニルベンゾイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾールなど)、ピペリジン構造を有する化合物(N−ヒドロキシエチルピペリジン、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートなど)、ピリジン構造を有する化合物(4−ジメチルアミノピリジンなど)、アンチピリン構造を有する化合物(アンチピリン、ヒドロキシアンチピリンなど)が挙げられる。
(2) Compound having a nitrogen-containing heterocyclic structure The heterocyclic structure may or may not have aromaticity. Moreover, you may have two or more nitrogen atoms, Furthermore, you may contain hetero atoms other than nitrogen. Specifically, compounds having an imidazole structure (2-phenylbenzimidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, etc.), compounds having a piperidine structure (N-hydroxyethylpiperidine, bis (1,2,2,6) , 6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate), compounds having a pyridine structure (such as 4-dimethylaminopyridine), and compounds having an antipyrine structure (such as antipyrine and hydroxyantipyrine).

また、環構造を2つ以上有する化合物も好適に用いられる。具体的には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−エンなどが挙げられる。   A compound having two or more ring structures is also preferably used. Specific examples include 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -undec-7-ene.

(3)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ミン化合物とは、アミン化合物のアルキル基の窒素原子と反対側の末端にフェノキシ基を有するものである。フェノキシ基は、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、アリール基、アラルキル基、アシルオキシ基、アリールオキシ基等の置換基を有していてもよい。
(3) Amine compound having a phenoxy group An amine compound having a phenoxy group has a phenoxy group at the terminal opposite to the nitrogen atom of the alkyl group of the amine compound. The phenoxy group is, for example, a substituent such as an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, a sulfonic acid ester group, an aryl group, an aralkyl group, an acyloxy group, and an aryloxy group. You may have.

より好ましくは、フェノキシ基と窒素原子との間に、少なくとも1つのオキシアルキレン鎖を有する化合物である。1分子中のオキシアルキレン鎖の数は、好ましくは3〜9個、更に好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン鎖の中でも−CHCHO−が好ましい。 More preferably, it is a compound having at least one oxyalkylene chain between the phenoxy group and the nitrogen atom. The number of oxyalkylene chains in one molecule is preferably 3-9, more preferably 4-6. Among the oxyalkylene chains, —CH 2 CH 2 O— is preferable.

具体例としては、2−[2−{2―(2,2―ジメトキシ−フェノキシエトキシ)エチル}−ビス−(2−メトキシエチル)]−アミンや、米国特許出願公開第2007/0224539号明細書の段落[0066]に例示されている化合物(C1−1)〜(C3−3)などが挙げられる。   Specific examples include 2- [2- {2- (2,2-dimethoxy-phenoxyethoxy) ethyl} -bis- (2-methoxyethyl)]-amine and US Patent Application Publication No. 2007/0224539. The compounds (C1-1) to (C3-3) exemplified in paragraph [0066] of the above.

(4)アンモニウム塩
アンモニウム塩も適宜用いられる。好ましくはヒドロキシド又はカルボキシレートである。より具体的にはテトラブチルアンモニウムヒドロキシドに代表されるテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドが好ましい。
(4) Ammonium salt An ammonium salt is also used as appropriate. Preferred is hydroxide or carboxylate. More specifically, tetraalkylammonium hydroxide represented by tetrabutylammonium hydroxide is preferable.

その他、特開2002−363146号公報の実施例で合成されている化合物、特開2007−298569号公報の段落0108に記載の化合物なども使用可能である。   In addition, compounds synthesized in Examples of JP-A No. 2002-363146, compounds described in paragraph 0108 of JP-A No. 2007-298869, and the like can also be used.

塩基性化合物は、単独で又は2種以上併用して用いられる。
塩基性化合物の使用量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全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。
A basic compound is used individually or in combination of 2 or more types.
The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally on the basis of the total solid of actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.

酸発生剤/塩基性化合物のモル比は、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。このモル比としてより好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。   The molar ratio of acid generator / basic compound is preferably 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. This molar ratio is more preferably 5.0 to 200, and still more preferably 7.0 to 150.

なお、上記モル比における酸発生剤とは、樹脂(P)に含まれる繰返し単位(A)及び(B)と、後述する樹脂(P)以外の酸発生剤の合計の量である。   The acid generator in the above molar ratio is the total amount of the repeating units (A) and (B) contained in the resin (P) and the acid generator other than the resin (P) described later.

<酸の作用により分解してアルカリ水溶液に対する溶解速度が増大する樹脂>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、樹脂(P)以外に、酸の作用により分解してアルカリ水溶液に対する溶解速度が増大する樹脂を含有していてもよい。
<Resin that decomposes by the action of an acid and increases the dissolution rate in an aqueous alkali solution>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention may contain, in addition to the resin (P), a resin that decomposes by the action of an acid and increases the dissolution rate in an alkaline aqueous solution.

酸の作用により分解してアルカリ水溶液に対する溶解速度が増大する樹脂(以下、「酸分解性樹脂」ともいう)は、樹脂の主鎖又は側鎖、或いは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(酸分解性基)を有する樹脂である。この内、酸分解性基を側鎖に有する樹脂がより好ましい。   Resins that decompose due to the action of an acid and increase the dissolution rate in an alkaline aqueous solution (hereinafter also referred to as “acid-decomposable resins”) are not included in the main chain or side chain of the resin, or both of the main chain and side chain. It is a resin having a group (acid-decomposable group) that decomposes by the action of and produces an alkali-soluble group. Among these, a resin having an acid-decomposable group in the side chain is more preferable.

酸分解性樹脂は、欧州特許254853号明細書、特開平2−25850号公報、同3−223860号公報、同4−251259号公報等に開示されているように、アルカリ可溶性樹脂に酸で分解し得る基の前駆体を反応させる、若しくは、酸で分解し得る基の結合したアルカリ可溶性樹脂モノマーを種々のモノマーと共重合して得ることができる。   The acid-decomposable resin is decomposed with an acid into an alkali-soluble resin as disclosed in European Patent No. 254853, JP-A-2-25850, JP-A-3-223860, JP-A-4-251259, and the like. It can be obtained by reacting a precursor of a group capable of being reacted or copolymerizing an alkali-soluble resin monomer having an acid-decomposable group bonded thereto with various monomers.

酸分解性基としては、例えば、−COOH基、−OH基などのアルカリ可溶性基を有する樹脂において、左記のアルカリ可溶性基の水素原子を酸の作用により脱離する基で置換した基が好ましい。   As the acid-decomposable group, for example, in a resin having an alkali-soluble group such as —COOH group and —OH group, a group in which the hydrogen atom of the alkali-soluble group shown on the left is substituted with a group capable of leaving by the action of an acid is preferable.

酸分解性基として具体的には、前述した本発明の樹脂で説明した酸分解性基(例えば、樹脂(P)における繰り返し単位(C)として説明した酸分解性基)と同様の基を好ましい例として挙げることができる。   Specifically, the acid-decomposable group is preferably the same group as the acid-decomposable group described in the above-described resin of the present invention (for example, the acid-decomposable group described as the repeating unit (C) in the resin (P)). As an example.

前記アルカリ可溶性基を有する樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリ(o−ヒドロキシスチレン)、ポリ(m−ヒドロキシスチレン)、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)及びこれらの共重合体、水素化ポリ(ヒドロキシスチレン)、下記構造で表される置換基を有するポリ(ヒドロキシスチレン)類、及びフェノール性水酸基を有する樹脂、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、水素化ノボラック樹脂等のヒドロキシスチレン構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂、(メタ)アクリル酸、ノルボルネンカルボン酸などのカルボキシル基を有する繰り返し単位を含有するアルカリ可溶性樹脂が挙げられる。   The resin having an alkali-soluble group is not particularly limited. For example, poly (o-hydroxystyrene), poly (m-hydroxystyrene), poly (p-hydroxystyrene) and copolymers thereof, hydrogenated poly (Hydroxystyrene), poly (hydroxystyrene) s having a substituent represented by the following structure, and resins having phenolic hydroxyl groups, styrene-hydroxystyrene copolymers, α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymers, hydrogen An alkali-soluble resin having a hydroxystyrene structural unit such as a modified novolak resin, and an alkali-soluble resin containing a repeating unit having a carboxyl group such as (meth) acrylic acid or norbornenecarboxylic acid.

Figure 0005578994
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これらアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解速度は、2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)で測定(23℃)して170Å/秒以上が好ましい。特に好ましくは330Å/秒以上である。   The alkali dissolution rate of these alkali-soluble resins is preferably at least 170 kg / second as measured with 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (23 ° C.). Particularly preferably, it is 330 Å / second or more.

酸で分解し得る基の含有率は、樹脂中の酸で分解し得る基を有する繰り返し単位の数(X)と酸で脱離する基で保護されていないアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位の数(Y)をもって、X/(X+Y)で表される。含有率は、好ましくは0.01〜0.7、より好ましくは0.05〜0.50、更に好ましくは0.05〜0.40である。   The content of the group capable of decomposing with an acid is the number of repeating units (X) having a group decomposable with an acid in the resin and the number of repeating units having an alkali-soluble group not protected with a group capable of leaving with an acid. With (Y), it is represented by X / (X + Y). The content is preferably 0.01 to 0.7, more preferably 0.05 to 0.50, and still more preferably 0.05 to 0.40.

酸分解性樹脂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、50,000以下が好ましく、より好ましくは1,000〜20000、特に好ましくは、1,000〜10,000である。   The weight average molecular weight of the acid-decomposable resin is preferably 50,000 or less, more preferably 1,000 to 20,000, and particularly preferably 1,000 to 10,000 as a polystyrene conversion value by the GPC method.

酸分解性樹脂の分散度(Mw/Mn)は、1.0〜3.0が好ましく、より好ましくは1.05〜2.0であり、更に好ましくは1.1〜1.7である。   The dispersity (Mw / Mn) of the acid-decomposable resin is preferably 1.0 to 3.0, more preferably 1.05 to 2.0, and still more preferably 1.1 to 1.7.

酸分解性樹脂は、2種類以上組み合わせて使用してもよい。   Two or more acid-decomposable resins may be used in combination.

本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物において、樹脂(P)を除く酸分解性樹脂の組成物中の配合量は、組成物の全固形分中0〜70質量%が好ましく、より好ましくは0〜50質量%、更により好ましくは0〜30質量%である。   In the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention, the compounding amount in the composition of the acid-decomposable resin excluding the resin (P) is preferably 0 to 70% by mass in the total solid content of the composition, More preferably, it is 0-50 mass%, More preferably, it is 0-30 mass%.

<酸発生剤>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物では、光酸発生構造を有する樹脂(P)を含有しているが、該樹脂(P)以外に、感度向上の観点から、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する低分子の化合物(以下、「酸発生剤」ともいう)を含有してもよい。
<Acid generator>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention contains a resin (P) having a photoacid-generating structure. In addition to the resin (P), from the viewpoint of improving sensitivity, A low molecular weight compound that generates an acid upon irradiation with radiation (hereinafter, also referred to as “acid generator”) may be contained.

そのような酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、又はマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。   Examples of such an acid generator include a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for radical photopolymerization, a photodecolorant for dyes, a photochromic agent, or an actinic ray or radiation used for a microresist. A known compound that generates an acid by irradiation and a mixture thereof can be appropriately selected and used.

たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。これらの具体例としては、例えば、米国特許出願公開第2008/0241737A1号明細書の〔0164〕〜〔0248〕に説明されているものを挙げることができる。   Examples thereof include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates. Specific examples thereof include those described in [0164] to [0248] of US Patent Application Publication No. 2008 / 0241737A1.

本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物において、光酸発生構造を有する樹脂(P)以外に、酸発生剤を用いる場合には、酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。酸発生剤の組成物中の含量は、本発明の組成物の全固形分を基準として、0〜20質量%が好ましく、より好ましくは0〜10質量%、更に好ましくは0〜7質量%である。酸発生剤は、本発明において必須成分ではないが、添加の効果を得る上では、通常0.01質量%以上で使用される。   In the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention, when an acid generator is used in addition to the resin (P) having a photoacid generating structure, the acid generator is used alone or in combination of two. The above can be used in combination. The content of the acid generator in the composition is preferably 0 to 20% by mass, more preferably 0 to 10% by mass, and still more preferably 0 to 7% by mass, based on the total solid content of the composition of the present invention. is there. The acid generator is not an essential component in the present invention, but is usually used in an amount of 0.01% by mass or more in order to obtain the effect of addition.

<酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)>
酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)は、市販のものを用いても、公知の方法で合成したものを用いてもよい。
また、低分子化合物(D)として、酸の作用により脱離する基を窒素原子上に有するアミン誘導体が好ましい。
<Low molecular compound (D) having a group capable of leaving by the action of an acid>
As the low molecular compound (D) having a group capable of leaving by the action of an acid, a commercially available product or a compound synthesized by a known method may be used.
Moreover, the low molecular weight compound (D) is preferably an amine derivative having a group on the nitrogen atom that is eliminated by the action of an acid.

低分子化合物(D)は、窒素原子上に保護基を有するカルバメート基を有しても良い。カルバメート基を構成する保護基としては、下記一般式(d−1)で表すことができる。   The low molecular compound (D) may have a carbamate group having a protective group on the nitrogen atom. The protecting group constituting the carbamate group can be represented by the following general formula (d-1).

Figure 0005578994
Figure 0005578994

一般式(d−1)において、
R’は、各々独立に水素原子、直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はアルコキシアルキル基を表す。R’は相互に結合して環を形成していても良い。
R’として好ましくは、直鎖状、又は分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基である。より好ましくは、直鎖状、又は分岐状のアルキル基、シクロアルキル基である。
In general formula (d-1),
R ′ each independently represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkoxyalkyl group. R ′ may be bonded to each other to form a ring.
R ′ is preferably a linear or branched alkyl group, cycloalkyl group, or aryl group. More preferably, it is a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group.

低分子化合物(D)は、前記塩基性化合物と一般式(d−1)で表される構造を任意に組み合わせることで構成することも出来る。
低分子化合物(D)は、下記一般式(A)で表される構造を有するものであることが特に好ましい。
なお、低分子化合物(D)は、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物であるかぎり、前記の塩基性化合物に相当するものであってもよい。
A low molecular compound (D) can also be comprised by combining arbitrarily the structure represented by the said basic compound and general formula (d-1).
It is particularly preferable that the low molecular compound (D) has a structure represented by the following general formula (A).
The low molecular compound (D) may correspond to the above basic compound as long as it is a low molecular compound having a group capable of leaving by the action of an acid.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

一般式(A)において、Raは、独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。また、n=2のとき、2つのRaは同じでも異なっていてもよく、2つのRaは相互に結合して、2価の複素環式炭化水素基(好ましくは炭素数20以下)若しくはその誘導体を形成していてもよい。
Rbは、独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。但し、−C(Rb)(Rb)(Rb)において、1つ以上のRbが水素原子のとき、残りのRbの少なくとも1つはシクロプロピル基又は1−アルコキシアルキル基である。
少なくとも2つのRbは結合して脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。
nは0〜2の整数を表し、mは1〜3の整数をそれぞれ表し、n+m=3である。
In the general formula (A), Ra independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group. When n = 2, the two Ras may be the same or different, and the two Ras are bonded to each other to form a divalent heterocyclic hydrocarbon group (preferably having 20 or less carbon atoms) or a derivative thereof. May be formed.
Rb independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group. However, in -C (Rb) (Rb) (Rb), when one or more Rb is a hydrogen atom, at least one of the remaining Rb is a cyclopropyl group or a 1-alkoxyalkyl group.
At least two Rb's may combine to form an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic hydrocarbon group or a derivative thereof.
n represents an integer of 0 to 2, m represents an integer of 1 to 3, and n + m = 3.

一般式(A)において、Ra及びRbが示すアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、水酸基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基、アルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい。
前記Ra及びRbのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基(これらのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、上記官能基、アルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい)としては、
例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン等の直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基、これらのアルカンに由来する基を、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、
シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ノルボルナン、アダマンタン、ノラダマンタン等のシクロアルカンに由来する基、これらのシクロアルカンに由来する基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の直鎖状、分岐状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、
ベンゼン、ナフタレン、アントラセン等の芳香族化合物に由来する基、これらの芳香族化合物に由来する基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の直鎖状、分岐状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、
ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、インドール、インドリン、キノリン、パーヒドロキノリン、インダゾール、ベンズイミダゾール等の複素環化合物に由来する基、これらの複素環化合物に由来する基を直鎖状、分岐状のアルキル基或いは芳香族化合物に由来する基の1種以上或いは1個以上で置換した基、直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基・シクロアルカンに由来する基をフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等の芳香族化合物に由来する基の1種以上或いは1個以上で置換した基等或いは前記の置換基が水酸基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基で置換された基等が挙げられる。
In general formula (A), the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group represented by Ra and Rb are functional groups such as a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a pyrrolidino group, a piperidino group, a morpholino group and an oxo group, It may be substituted with an alkoxy group or a halogen atom.
The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group or aralkyl group of Ra and Rb (these alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group may be substituted with the above functional group, alkoxy group or halogen atom). )as,
For example, a group derived from a linear or branched alkane such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, etc., a group derived from these alkanes, for example, A group substituted with one or more cycloalkyl groups such as a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group,
Groups derived from cycloalkanes such as cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, norbornane, adamantane, noradamantane, groups derived from these cycloalkanes, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, a group substituted with one or more linear or branched alkyl groups such as i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like,
Groups derived from aromatic compounds such as benzene, naphthalene, anthracene, etc., and groups derived from these aromatic compounds are, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2 A group substituted with one or more linear or branched alkyl groups such as -methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, and the like;
Groups derived from heterocyclic compounds such as pyrrolidine, piperidine, morpholine, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, indole, indoline, quinoline, perhydroquinoline, indazole, benzimidazole, and groups derived from these heterocyclic compounds are linear or branched A group substituted with one or more groups derived from an alkyl group or aromatic compound, a group derived from a linear or branched alkane, a group derived from a cycloalkane, a phenyl group, a naphthyl group A group substituted with one or more groups derived from an aromatic compound such as an anthracenyl group or the like, or the above substituent is a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a pyrrolidino group, a piperidino group, a morpholino group, an oxo group And a group substituted with a functional group such as.

また、前記Raが相互に結合して、形成する2価の複素環式炭化水素基(好ましくは炭素数1〜20)若しくはその誘導体としては、例えば、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1,2,3,4−テトラヒドロキノリン、1,2,3,6−テトラヒドロピリジン、ホモピペラジン、4−アザベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、5−アザベンゾトリアゾール、1H−1,2,3−トリアゾール、1,4,7−トリアザシクロノナン、テトラゾール、7−アザインドール、インダゾール、ベンズイミダゾール、イミダゾ[1,2−a]ピリジン、(1S,4S)−(+)−2,5−ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプタン、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デック−5−エン、インドール、インドリン、1,2,3,4−テトラヒドロキノキサリン、パーヒドロキノリン、1,5,9−トリアザシクロドデカン等の複素環式化合物に由来する基、これらの複素環式化合物に由来する基を直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基、シクロアルカンに由来する基、芳香族化合物に由来する基、複素環化合物に由来する基、水酸基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基の1種以上或いは1個以上で置換した基等が挙げられる。
本発明における特に好ましい低分子化合物(D)を具体的に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
Examples of the divalent heterocyclic hydrocarbon group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) or a derivative thereof formed by bonding of Ra to each other include, for example, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 1, 4, 5 , 6-tetrahydropyrimidine, 1,2,3,4-tetrahydroquinoline, 1,2,3,6-tetrahydropyridine, homopiperazine, 4-azabenzimidazole, benzotriazole, 5-azabenzotriazole, 1H-1, 2,3-triazole, 1,4,7-triazacyclononane, tetrazole, 7-azaindole, indazole, benzimidazole, imidazo [1,2-a] pyridine, (1S, 4S)-(+)-2 , 5-diazabicyclo [2.2.1] heptane, 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene Groups derived from heterocyclic compounds such as indole, indoline, 1,2,3,4-tetrahydroquinoxaline, perhydroquinoline, 1,5,9-triazacyclododecane, groups derived from these heterocyclic compounds A group derived from a linear or branched alkane, a group derived from a cycloalkane, a group derived from an aromatic compound, a group derived from a heterocyclic compound, a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a pyrrolidino group, a piperidino group And a group substituted with one or more functional groups such as a morpholino group and an oxo group.
Although the particularly preferable low molecular compound (D) in the present invention is specifically shown, the present invention is not limited thereto.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

Figure 0005578994
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一般式(A)で表される化合物は市販のアミンから、Protective Groups in Organic Synthesis 第四版等に記載の方法で簡便に合成できる。もっとも一般的な方法としては市販のアミンに対して二炭酸エステル又はハロギ酸エステルを作用させることによって得る方法がある。式中Xはハロゲン原子を表す。Ra、Rbは、それぞれ、一般式(A)におけるRa、Rbと同義である。   The compound represented by the general formula (A) can be easily synthesized from a commercially available amine by a method described in Protective Groups in Organic Synthesis Fourth Edition. As the most general method, there is a method obtained by reacting a dicarbonate or haloformate with a commercially available amine. In the formula, X represents a halogen atom. Ra and Rb are synonymous with Ra and Rb in the general formula (A), respectively.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

本発明において、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)は、一種単独でも又は2種以上を混合しても使用することができる。   In the present invention, the low molecular compound (D) having a group capable of leaving by the action of an acid can be used singly or in combination of two or more.

本発明において、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)の使用量は、前記塩基性化合物と合わせた組成物の全固形分を基準として、通常、0.001〜20質量%、好ましくは0.001〜10質量%、より好ましくは0.01〜5質量%である。   In the present invention, the amount of the low molecular compound (D) having a group capable of leaving by the action of an acid is usually 0.001 to 20 mass based on the total solid content of the composition combined with the basic compound. %, Preferably 0.001 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass.

酸発生剤と酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)の組成物中の使用割合は、酸発生剤/[酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)+前記塩基性化合物](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レジスト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/[酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)+前記塩基性化合物](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。   The use ratio in the composition of the low molecular compound (D) having a group capable of leaving by the action of an acid and an acid is as follows: acid generator / [low molecular compound having a group capable of leaving by the action of an acid (D) + Basic compound] (molar ratio) = 2.5 to 300 is preferable. In other words, the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing the reduction in resolution due to the thickening of the resist pattern over time until post-exposure heat treatment. The acid generator / [low molecular compound (D) having a group capable of leaving by the action of an acid + the basic compound] (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, still more preferably 7.0 to 150. It is.

<疎水性樹脂>
本発明に係る組成物からなる膜を、液浸媒体を介して露光する場合には、必要に応じて更に疎水性樹脂を感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中に添加することができる。これにより、膜表層に疎水性樹脂が偏在化し、液浸媒体が水の場合、膜とした際の水に対するレジスト膜表面の後退接触角を向上させ、液浸液追随性を向上させることができる。疎水性樹脂としては、表面の後退接触角が添加することにより向上する樹脂であれば何でもよいが、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有する樹脂であることが好ましい。膜の後退接触角は60°〜90°が好ましく、更に好ましくは70°以上である。疎水性樹脂は前述のように界面に偏在するものであるが、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良い。
<Hydrophobic resin>
When the film comprising the composition according to the present invention is exposed through an immersion medium, a hydrophobic resin can be further added to the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition as necessary. . As a result, when the hydrophobic resin is unevenly distributed on the surface layer of the film and the immersion medium is water, the receding contact angle of the resist film surface with respect to the water when the film is formed can be improved, and the immersion liquid followability can be improved. . As the hydrophobic resin, any resin can be used as long as the receding contact angle on the surface can be improved by addition, but a resin having at least one of a fluorine atom and a silicon atom is preferable. The receding contact angle of the film is preferably 60 ° to 90 °, more preferably 70 ° or more. The hydrophobic resin is unevenly distributed at the interface as described above, but unlike the surfactant, it does not necessarily have a hydrophilic group in the molecule and contributes to uniform mixing of polar / nonpolar substances. It is not necessary.

後退接触角とは、液滴−基板界面での接触線が後退する際に測定される接触角であり、動的な状態での液滴の移動しやすさをシミュレートする際に有用であることが一般に知られている。簡易的には、針先端から吐出した液滴を基板上に着滴させた後、その液滴を再び針へと吸い込んだときの、液滴の界面が後退するときの接触角として定義でき、一般に拡張収縮法と呼ばれる接触角の測定方法を用いて測定することができる。
液浸露光工程に於いては、露光ヘッドが高速でウェハ上をスキャンし露光パターンを形成していく動きに追随して、液浸液がウェハ上を動く必要があるので、動的な状態に於けるレジスト膜に対する液浸液の接触角が重要になり、液滴が残存することなく、露光ヘッドの高速なスキャンに追随する性能がレジストには求められる。
The receding contact angle is a contact angle measured when the contact line at the droplet-substrate interface recedes, and is useful for simulating the ease of movement of the droplet in a dynamic state. It is generally known. In simple terms, it can be defined as the contact angle when the droplet interface recedes when the droplet discharged from the needle tip is deposited on the substrate and then sucked into the needle again. It can be measured by using a contact angle measuring method generally called an expansion / contraction method.
In the immersion exposure process, the immersion head needs to move on the wafer following the movement of the exposure head to scan the wafer at high speed to form the exposure pattern. In this case, the contact angle of the immersion liquid with respect to the resist film is important, and the resist is required to follow the high-speed scanning of the exposure head without remaining droplets.

疎水性樹脂に於けるフッ素原子又は珪素原子は、樹脂の主鎖中に有していても、側鎖に置換していてもよい。   The fluorine atom or silicon atom in the hydrophobic resin may be present in the main chain of the resin or may be substituted with a side chain.

疎水性樹脂は、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、又は、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、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。
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又は多環のシクロアルキル基であり、更にフッ素原子以外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、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。
The hydrophobic resin is preferably a resin having an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom as a partial structure having a fluorine atom.
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, and further a fluorine atom It may have a substituent other than.
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 a substituent other than a fluorine atom.
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 a substituent other than a fluorine atom. .

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、及び、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。   Preferred examples of the alkyl group having a fluorine atom, the cycloalkyl group having a fluorine atom, and 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 0005578994
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一般式(F2)〜(F4)中、
57〜R68は、各々独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基(直鎖若しくは分岐)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、各々独立に、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。 R57〜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更に好ましい。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 represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group (straight or branched). 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 each independently a fluorine atom or at least one hydrogen atom is a fluorine atom. It represents a substituted alkyl 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。
一般式(F4)で表される基の具体例としては、例えば、−C(CFOH、−C(COH、−C(CF)(CH)OH、−CH(CF)OH等が挙げられ、−C(CFOHが好ましい。
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 , 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.
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.

更に、疎水性樹脂は、下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つ有していてもよい。
(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
Furthermore, the hydrophobic resin may have at least one group selected from the following groups (x) to (z).
(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

アルカリ可溶性基(x)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。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(アルキルカルボニル)メチレン基が挙げられる。   Examples of the alkali-soluble group (x) include phenolic hydroxyl group, carboxylic acid group, fluorinated alcohol group, sulfonic acid group, sulfonamide group, sulfonylimide group, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene group, (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. Preferred alkali-soluble groups include fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), sulfonimide groups, and bis (alkylcarbonyl) 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、或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、更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。
アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂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。
The repeating unit having an alkali-soluble group (x) 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 a main group of the resin via a linking group. Examples include a repeating unit 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 introduced at the end of the polymer chain at the time of polymerization. Is also preferable.
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 hydrophobic resin. .

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)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。
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、又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。
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、疎水性樹脂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。
Examples of the group (y) 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.
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 is decomposed 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.
The content of the repeating unit having a group (y) that increases the solubility in an alkali developer is preferably 1 to 40 mol%, more preferably 3 to 30 mol%, based on all repeating units in the hydrophobic resin. Preferably it is 5-15 mol%.

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具体例としては、樹脂(P)について説明したラクトン構造を有する繰り返し単位と同様のものを挙げることができる。   Specific examples of the repeating unit having a group (y) whose solubility in an alkali developer increases can be the same as the repeating unit having a lactone structure described for the resin (P).

疎水性樹脂に於ける、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)について説明し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。疎水性樹脂に於ける、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、疎水性樹脂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) capable of decomposing by the action of an acid in the hydrophobic resin include the same repeating units having an acid-decomposable group as described for the resin (P). In the hydrophobic resin, the content of the repeating unit having a group (z) that decomposes by the action of an acid is preferably from 1 to 80 mol%, more preferably from 10 to 80 mol, based on all repeating units in the hydrophobic resin. %, More preferably 20 to 60 mol%.

疎水性樹脂は、更に、下記一般式(IIIc)で表される繰り返し単位を有していてもよい。   The hydrophobic resin may further have a repeating unit represented by the following general formula (IIIc).

Figure 0005578994
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一般式(IIIc)に於いて、
c31は、水素原子、アルキル基、又はフッ素で置換されていても良いアルキル基、シアノ基又は−CH−O−Rac基を表す。式中、Racは、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。Rc31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が好ましく、水素原子、メチル基が特に好ましい。
c32は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を有する基を表す。これら基は珪素原子を含む基、フッ素原子で置換されていても良い。
c3は、単結合又は2価の連結基を表す。
In general formula (IIIc):
R c31 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an alkyl group optionally substituted with fluorine, a cyano group, or a —CH 2 —O—Rac 2 group. In the formula, Rac 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group. R c31 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group or a trifluoromethyl group, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
R c32 represents a group having an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group. These groups may be substituted with a group containing a silicon atom or a fluorine atom.
L c3 represents a single bond or a divalent linking group.

一般式(IIIc)に於ける、Rc32のアルキル基は、炭素数3〜20の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましい。
c32についてのシクロアルキル基は、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。
c32についてのアルケニル基は、炭素数3〜20のアルケニル基が好ましい。
c32についてのシクロアルケニル基は、炭素数3〜20のシクロアルケニル基が好ましい。
c32についてのアリール基は、炭素数6〜20のアリール基が好ましく、フェニル基が特に好ましい。
c32は無置換のアルキル基又はフッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。
c3の2価の連結基は、エステル結合、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜5)、エーテル結合、フェニレン基、又はこれらの2つ以上を組み合わせた2価の連結基が好ましい。
疎水性樹脂は、更に、下記一般式(CII−AB)で表される繰り返し単位を有することも好ましい。
In general formula (IIIc), the alkyl group represented by R c32 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The cycloalkyl group for R c32 is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The alkenyl group for R c32 is preferably an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The cycloalkenyl group for R c32 is preferably a cycloalkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The aryl group for R c32 is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and particularly preferably a phenyl group.
R c32 is preferably an unsubstituted alkyl group or an alkyl group substituted with a fluorine atom.
The divalent linking group of L c3 is preferably an ester bond, an alkylene group (preferably having a carbon number of 1 to 5), an ether bond, a phenylene group, or a divalent linking group in which two or more of these are combined.
It is also preferable that the hydrophobic resin further has a repeating unit represented by the following general formula (CII-AB).

Figure 0005578994
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式(CII−AB)中、
c11’及びRc12’は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Z’cは、結合した2つの炭素原子(C−C)を含み、脂環式構造を形成するための原子団を表す。
In the formula (CII-AB),
R c11 ′ and R c12 ′ each independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom or an alkyl group.
Z′c represents an atomic group for forming an alicyclic structure containing two bonded carbon atoms (C—C).

疎水性樹脂がフッ素原子を有する場合、フッ素原子の含有量は、疎水性樹脂の重量平均分子量に対し、5〜80質量%であることが好ましく、10〜80質量%であることがより好ましい。また、フッ素原子を含む繰り返し単位が、疎水性樹脂の全繰り返し単位中10〜100mol%であることが好ましく、30〜100mol%であることがより好ましい。   When the hydrophobic resin has a fluorine atom, the content of the fluorine atom is preferably 5 to 80% by mass and more preferably 10 to 80% by mass with respect to the weight average molecular weight of the hydrophobic resin. Moreover, it is preferable that the repeating unit containing a fluorine atom is 10-100 mol% in all the repeating units of hydrophobic resin, and it is more preferable that it is 30-100 mol%.

疎水性樹脂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。
また、疎水性樹脂は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
疎水性樹脂の組成物中の含有量は、本発明の組成物中の全固形分に対し、0.01〜10質量%が好ましく、0.05〜8質量%がより好ましく、0.1〜5質量%が更に好ましい。
The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene of the hydrophobic resin is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, and still more preferably 2,000 to 15,000.
Moreover, the hydrophobic resin may be used alone or in combination.
The content of the hydrophobic resin in the composition is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.05 to 8% by mass with respect to the total solid content in the composition of the present invention. 5 mass% is still more preferable.

疎水性樹脂は、前述の酸分解性樹脂同様、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限りなく0に近い方が好ましい。具体的には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組成物が得られる。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、更に好ましくは1〜2の範囲である。   The hydrophobic resin, like the above-mentioned acid-decomposable resin, naturally has few impurities such as metals, and it is preferable that the residual monomer and oligomer components are as close to zero as possible. Specifically, it is preferably 0 to 10% by mass, more preferably 0 to 5% by mass, and even more preferably 0 to 1% by mass. Thereby, a resist composition 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)合成及び精製することができる。詳細な合成及び精製方法は、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」の記載などを参照されたい。   As the hydrophobic resin, various commercially available products can be used, and synthesis and purification can be performed according to a conventional method (for example, radical polymerization). For details of the synthesis and purification method, refer to the description in Chapter 2 “Polymer Synthesis” of “5th edition Experimental Chemistry Course 26 Polymer Chemistry” published by Maruzen Co., Ltd.

疎水性樹脂の具体例としては、US2008/0305432A1号明細書の段落0172〜0253で説明されている珪素原子を有する樹脂、及び以下に示すフッ素原子を有する樹脂などがあげられる。   Specific examples of the hydrophobic resin include a resin having a silicon atom described in paragraphs 0172 to 0253 of US2008 / 030543A1, and a resin having a fluorine atom shown below.

Figure 0005578994
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<有機溶剤>
前記各成分を溶解させて感活性光線性又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。
<Organic solvent>
Solvents that can be used when 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 Esters, alkyl alkoxypropionates, cyclic lactones (preferably having 4 to 10 carbon atoms), monoketone compounds which may contain rings (preferably having 4 to 10 carbon atoms), alkylene carbonates, alkyl alkoxyacetates, alkyl pyruvates, etc. Mention may be made of organic solvents.

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。   Preferred examples of the alkyl lactate include methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate and butyl lactate.

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。   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 cyclic lactones 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.

環を含有しても良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、2−ヘプタノン、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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。特に好ましい溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルが挙げられる。
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。
Preferred solvents that can be used include 2-heptanone, cyclopentanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, 3-ethoxypropionic acid Examples include ethyl, ethyl pyruvate, 2-ethoxyethyl acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, and propylene carbonate. Particularly preferred solvents include propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether.
In the present invention, the above solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、常圧(760mmHg)で、沸点が150℃以下の溶媒を含有することが好ましい。
上記溶媒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。また、常圧で、沸点が150℃を越える溶媒を併用してもよい。本発明の組成物に於いては、沸点が150℃以下の溶媒の含有量が溶媒全量に対して50質量%以上であることが好ましく、65質量%以上であることがより好ましい。特に好ましくは70質量%〜100質量%である。
沸点が150℃以下の溶媒は、沸点が50〜150℃が好ましく、沸点が80〜150℃がより好ましい。
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably contains a solvent having a normal pressure (760 mmHg) and a boiling point of 150 ° C. or lower.
The said solvent may be used independently and may use 2 or more types together. Moreover, you may use together the solvent whose boiling point exceeds 150 degreeC at a normal pressure. In the composition of the present invention, the content of the solvent having a boiling point of 150 ° C. or less is preferably 50% by mass or more, and more preferably 65% by mass or more based on the total amount of the solvent. Most preferably, it is 70 mass%-100 mass%.
The solvent having a boiling point of 150 ° C. or lower preferably has a boiling point of 50 to 150 ° C., more preferably 80 to 150 ° C.

沸点が150℃以下の溶媒は、好ましくは有機溶剤であり、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、環を含有しても良いモノケトン化合物、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から選択することができる。
例えば、以下に示すような溶剤から、常圧で、沸点が150℃以下の溶媒を選択し、単独又は2種以上、更には、常圧で、沸点が150℃を越える溶媒を併用して用いることができる。
The solvent having a boiling point of 150 ° C. or lower is preferably an organic solvent, and may contain, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate ester, alkyl alkoxypropionate, cyclic lactone, or ring. It can be selected from organic solvents such as good monoketone compounds, alkylene carbonates, alkyl alkoxyacetates and alkyl pyruvates.
For example, a solvent having a boiling point of 150 ° C. or lower at normal pressure is selected from the solvents shown below, and used alone or in combination of two or more, and further, a solvent having a boiling point of higher than 150 ° C. at normal pressure. be able to.

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(PGMEA;1−メトキシ−2−アセトキシプロパン)(b.p.=146℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(b.p.=164−165℃)、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(b.p.=173−174℃/740mmHg)、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(b.p.=143℃)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(b.p.=156℃)、が好ましく挙げられる。
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(PGME;1−メトキシ−2−プロパノール)(b.p.=119℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(b.p.=130−131℃)、プロピレングリコールモノプロピルエーテル(b.p.=148℃)、プロピレングリコールモノブチルエーテル(b.p.=169−170℃)、エチレングリコールモノメチルエーテル(b.p.=124−125℃)、エチレングリコールモノエチルエーテル(b.p.=134−135℃)、を好ましく挙げられる。
Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate include propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA; 1-methoxy-2-acetoxypropane) (bp = 146 ° C.), propylene glycol monoethyl ether acetate (bp). = 164-165 ° C.), propylene glycol monopropyl ether acetate (bp = 173-174 ° C./740 mmHg), ethylene glycol monomethyl ether acetate (bp = 143 ° C.), ethylene glycol monoethyl ether acetate (b P. = 156 ° C.).
Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether (PGME; 1-methoxy-2-propanol) (bp = 119 ° C.), propylene glycol monoethyl ether (bp = 130-131 ° C.). ), Propylene glycol monopropyl ether (bp = 148 ° C.), propylene glycol monobutyl ether (bp = 169-170 ° C.), ethylene glycol monomethyl ether (bp = 124-125 ° C.), ethylene Preferred examples include glycol monoethyl ether (bp = 134-135 ° C.).

乳酸アルキルエステルとしては、例えば、乳酸メチル(b.p.=145℃)、乳酸エチル(b.p.=154℃)、乳酸プロピル(b.p.=169−172℃)、乳酸ブチル(b.p.=185−187℃)を好ましく挙げられる。   Examples of the alkyl lactate ester include methyl lactate (bp = 145 ° C.), ethyl lactate (bp = 154 ° C.), propyl lactate (bp = 169-172 ° C.), butyl lactate (b (P. = 185-187 ° C.).

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(b.p.=169−170℃)、3−エトキシプロピオン酸メチル(b.p.=138−141℃)、3−メトキシプロピオン酸エチル(b.p.=156−158℃)を好ましく挙げられる。   Examples of the alkyl alkoxypropionate include, for example, ethyl 3-ethoxypropionate (bp = 169-170 ° C.), methyl 3-ethoxypropionate (bp = 138-141 ° C.), 3-methoxypropionic acid Preferred is ethyl (bp = 156-158 ° C.).

環状ラクトンとしては、例えば、β−プロピオラクトン(b.p.=162℃)、β−ブチロラクトン(b.p.=71−73℃/29mmHg)、γ−ブチロラクトン(b.p.=204−205℃)、α−メチル−γ−ブチロラクトン(b.p.=78−81℃/10mmHg)、β−メチル−γ−ブチロラクトン(b.p.=87−88℃/10mmHg)、γ−バレロラクトン(b.p.=82−85℃/10mmHg)、γ−カプロラクトン(b.p.=219℃)、γ−オクタノイックラクトン(b.p.=234℃)、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン(b.p.=133℃/10mmHg)が好ましく挙げられる。   Examples of the cyclic lactone include β-propiolactone (bp = 162 ° C.), β-butyrolactone (bp = 71-73 ° C./29 mmHg), and γ-butyrolactone (bp = 204−). 205 ° C.), α-methyl-γ-butyrolactone (bp = 78-81 ° C./10 mmHg), β-methyl-γ-butyrolactone (bp = 87-88 ° C./10 mmHg), γ-valerolactone (Bp = 82-85 ° C./10 mmHg), γ-caprolactone (bp = 219 ° C.), γ-octanoic lactone (bp = 234 ° C.), α-hydroxy-γ-butyrolactone (Bp = 133 ° C./10 mmHg) is preferable.

環を含有しても良いモノケトン化合物としては、例えば、2−ブタノン(b.p.=80℃)、3−メチルブタノン(b.p.=94−95℃)、ピナコロン(b.p.=106℃)、2−ペンタノン(b.p.=101−105℃)、3−ペンタノン(b.p.=102℃)、3−メチル−2−ペンタノン(b.p.=118℃)、4−メチル−2−ペンタノン(b.p.=117−118℃)、2−メチル−3−ペンタノン(b.p.=113℃)、4,4−ジメチル−2−ペンタノン(b.p.=125−130℃)、2,4−ジメチル−3−ペンタノン(b.p.=124℃)、2,2,4,4−テトラメチル−3−ペンタノン(b.p.=152−153℃)、2−ヘキサノン(b.p.=127℃)、3−ヘキサノン(b.p.=123℃)、5−メチル−2−ヘキサノン(b.p.=145℃)、2−ヘプタノン(b.p.=149−150℃)、3−ヘプタノン(b.p.=146−148℃)、4−ヘプタノン(b.p.=145℃)、2−メチル−3−ヘプタノン(b.p.=158−160℃)、5−メチル−3−ヘプタノン(b.p.=161−162℃)、2,6−ジメチル−4−ヘプタノン(b.p.=165−170℃)、2−オクタノン(b.p.=173℃)、3−オクタノン(b.p.=167−168℃)、2−ノナノン(b.p.=192℃/743mmHg)、3−ノナノン(b.p.=187−188℃)、5−ノナノン(b.p.=186−187℃)、2−デカノン(b.p.=211℃)、3−デカノン(b.p.=204−205℃)、4−デカノン(b.p.=206−207℃)、5−ヘキセン−2−オン(b.p.=128−129℃)、3−ペンテン−2−オン(b.p.=121−124℃)、シクロペンタノン(b.p.=130−131℃)、2−メチルシクロペンタノン(b.p.=139℃)、3−メチルシクロペンタノン(b.p.=145℃)、2,2−ジメチルシクロペンタノン(b.p.=143−145℃)、2,4,4−トリメチルシクロペンタノン(b.p.=160℃)、シクロヘキサノン(b.p.=157℃)、3−メチルシクロヘキサノン(b.p.=169−170℃)、4−メチルシクロヘキサノン(b.p.=169−171℃)、4−エチルシクロヘキサノン(b.p.=192−194℃)、2,2−ジメチルシクロヘキサノン(b.p.=169−170℃)、2,6−ジメチルシクロヘキサノン(b.p.=174−176℃)、2,2,6−トリメチルシクロヘキサノン(b.p.=178−179℃)、シクロヘプタノン(b.p.=179℃)、2−メチルシクロヘプタノン(b.p.=182−185℃)、3−メチルシクロヘプタノン(b.p.=100℃/40mmHg)が好ましく挙げられる。   Examples of the monoketone compound that may contain a ring include 2-butanone (bp = 80 ° C.), 3-methylbutanone (bp = 94-95 ° C.), pinacolone (bp == 106 ° C), 2-pentanone (bp = 101-105 ° C), 3-pentanone (bp = 102 ° C), 3-methyl-2-pentanone (bp = 118 ° C), 4 -Methyl-2-pentanone (bp = 117-118 ° C.), 2-methyl-3-pentanone (bp = 113 ° C.), 4,4-dimethyl-2-pentanone (bp == 125-130 ° C.), 2,4-dimethyl-3-pentanone (bp = 124 ° C.), 2,2,4,4-tetramethyl-3-pentanone (bp = 152-153 ° C.) 2-hexanone (bp = 127 ° C.), 3-hexanone (bp) 123 ° C.), 5-methyl-2-hexanone (bp = 145 ° C.), 2-heptanone (bp = 149-150 ° C.), 3-heptanone (bp = 146-148 ° C.) 4-heptanone (bp = 145 ° C.), 2-methyl-3-heptanone (bp = 158-160 ° C.), 5-methyl-3-heptanone (bp = 161-162 ° C.) ), 2,6-dimethyl-4-heptanone (bp = 165-170 ° C.), 2-octanone (bp = 173 ° C.), 3-octanone (bp = 167-168 ° C.) 2-nonanone (bp = 192 ° C./743 mmHg), 3-nonanone (bp = 187-188 ° C.), 5-nonanone (bp = 186-187 ° C.), 2-decanone ( bp = 211 ° C.), 3-decanone (bp = 204−). 05 ° C.), 4-decanone (bp = 206-207 ° C.), 5-hexen-2-one (bp = 128-129 ° C.), 3-penten-2-one (bp) = 121-124 ° C), cyclopentanone (bp = 130-131 ° C), 2-methylcyclopentanone (bp = 139 ° C), 3-methylcyclopentanone (bp == 145 ° C.), 2,2-dimethylcyclopentanone (bp = 143-145 ° C.), 2,4,4-trimethylcyclopentanone (bp = 160 ° C.), cyclohexanone (bp). = 157 ° C.), 3-methylcyclohexanone (bp = 169-170 ° C.), 4-methylcyclohexanone (bp = 169-171 ° C.), 4-ethylcyclohexanone (bp = 192-194). ° C), 2,2-dimethyl Cyclohexanone (b. p. = 169-170 ° C), 2,6-dimethylcyclohexanone (bp = 174-176 ° C), 2,2,6-trimethylcyclohexanone (bp = 178-179 ° C), cycloheptanone (b Preferred examples include 2-methylcycloheptanone (bp = 182-185 ° C.) and 3-methylcycloheptanone (bp = 100 ° C./40 mmHg).

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(b.p.=240℃)、ビニレンカーボネート(b.p.=162℃)、エチレンカーボネート(b.p.=243−244℃/740mmHg)、ブチレンカーボネート(b.p.=88/0.8mmHg℃)が好ましく挙げられる。   Examples of the alkylene carbonate include propylene carbonate (bp = 240 ° C.), vinylene carbonate (bp = 162 ° C.), ethylene carbonate (bp = 243-244 ° C./740 mmHg), butylene carbonate ( (b.p. = 88 / 0.8 mmHg.degree. C.)).

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(b.p.=145℃)、酢酸−2−エトキシエチル(b.p.=155−156℃)、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル(b.p.=219℃)、酢酸−1−メトキシ−2−プロピル(b.p.=145−146℃)が好ましく挙げられる。   Examples of the alkyl alkoxyacetate include, for example, 2-methoxyethyl acetate (bp = 145 ° C.), 2-ethoxyethyl acetate (bp = 155-156 ° C.), acetic acid-2- (2-ethoxy Preferred are ethoxy) ethyl (bp = 219 ° C.) and 1-methoxy-2-propyl acetate (bp = 145-146 ° C.).

ピルビン酸アルキルとしては、例えば、ピルビン酸メチル(b.p.=134−137℃)、ピルビン酸エチル(b.p.=144℃)、ピルビン酸プロピル(b.p.=166℃)が好ましく挙げられる。   As the alkyl pyruvate, for example, methyl pyruvate (bp = 134-137 ° C.), ethyl pyruvate (bp = 144 ° C.), and propyl pyruvate (bp = 166 ° C.) are preferable. Can be mentioned.

好ましく使用できる溶剤としては、2−ヘプタノン、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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が、アウトガス低減の観点から2−ヘプタノン、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等、常圧での沸点が150℃以下の溶媒が特に好ましい。   Preferred solvents that can be used include 2-heptanone, cyclopentanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, 3-ethoxypropionic acid Examples include ethyl, ethyl pyruvate, 2-ethoxyethyl acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, and propylene carbonate. From the viewpoint of reducing outgas, 2-heptanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl A solvent having a boiling point at atmospheric pressure of 150 ° C. or lower, such as ether, is particularly preferable.

本発明の組成物全量中における溶媒(沸点が150℃以上のものも、そうでないものも全て含む)の使用量は、所望の膜厚等に応じて適宜調整可能であるが、一般的には組成物の全固形分濃度が0.5〜30質量%、好ましくは1.0〜20質量%、より好ましくは1.5〜10質量%となるように調製される。   The amount of the solvent used in the total amount of the composition of the present invention (including those having a boiling point of 150 ° C. or higher) can be appropriately adjusted according to the desired film thickness, etc. The total solid content concentration of the composition is 0.5-30% by mass, preferably 1.0-20% by mass, more preferably 1.5-10% by mass.

<界面活性剤>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、更に界面活性剤を含有してもしなくてもよい。界面活性剤としては、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤が好ましい。
<Surfactant>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention may or may not further contain a surfactant. As the surfactant, fluorine-based and / or silicon-based surfactants are preferable.

これらに該当する界面活性剤としては、大日本インキ化学工業(株)製のメガファックF176、メガファックR08、OMNOVA社製のPF656、PF6320、トロイケミカル(株)製のトロイゾルS−366、住友スリーエム(株)製のフロラードFC430、信越化学工業(株)製のポリシロキサンポリマーKP−341などが挙げられる。   Surfactants corresponding to these include Megafac F176, Megafac R08 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, PF656, PF6320 manufactured by OMNOVA, Troisol S-366 manufactured by Troy Chemical, Sumitomo 3M Examples include Fluorad FC430 manufactured by Co., Ltd., polysiloxane polymer KP-341 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and the like.

また、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。より具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類などが挙げられる。   Further, other surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants can also be used. More specific examples include polyoxyethylene alkyl ethers and polyoxyethylene alkyl aryl ethers.

その他、公知の界面活性剤が適宜使用可能である。使用可能な界面活性剤としては、例えば、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0273]以降に記載の界面活性剤が挙げられる。   In addition, known surfactants can be used as appropriate. Examples of the surfactant that can be used include those described in [0273] et seq. Of US Patent Application Publication No. 2008/0248425.

界面活性剤は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に界面活性剤を含有させる場合、界面活性剤の含有量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分に対し、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。
Surfactants may be used alone or in combination of two or more.
When a surfactant is contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention, the surfactant content is preferably relative to the total solid content of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. Is 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.001 to 1% by mass.

<酸分解性溶解阻止化合物>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、酸の作用により分解してアルカリ現像液中への溶解速度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物(以下、「溶解阻止化合物」ともいう)を含有することができる。
<Acid-decomposable dissolution inhibiting compound>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is a dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less (hereinafter referred to as “dissolution inhibiting compound”) that decomposes by the action of an acid and increases the dissolution rate in an alkali developer. May also be included).

溶解阻止化合物としては、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が好ましい。酸分解性基、脂環式構造としては、前記酸分解性樹脂のところで説明したものと同様のものが挙げられる。   The dissolution inhibiting compound is preferably an alicyclic or aliphatic compound containing an acid-decomposable group, such as a cholic acid derivative containing an acid-decomposable group described in Proceeding of SPIE, 2724, 355 (1996). . Examples of the acid-decomposable group and alicyclic structure are the same as those described for the acid-decomposable resin.

本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を、電子線又はEUV光で照射する場合には、フェノール化合物のフェノール性水酸基を酸分解基で置換した構造を含有するものが好ましい。フェノール化合物としてはフェノール骨格を1〜9個含有するものが好ましく、更に好ましくは2〜6個含有するものである。
本発明における溶解阻止化合物の分子量は、3000以下であり、好ましくは300〜3000、更に好ましくは500〜2500である。
<染料>
好適な染料としては油性染料及び塩基性染料がある。
When the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is irradiated with an electron beam or EUV light, it preferably contains a structure in which the phenolic hydroxyl group of the phenol compound is substituted with an acid-decomposable group. The phenol compound preferably contains 1 to 9 phenol skeletons, more preferably 2 to 6 phenol skeletons.
The molecular weight of the dissolution inhibiting compound in the present invention is 3000 or less, preferably 300 to 3000, and more preferably 500 to 2500.
<Dye>
Suitable dyes include oily dyes and basic dyes.

露光による酸発生効率を向上させるため、更に、下記に挙げるような光増感剤を添加することができる。   In order to improve the acid generation efficiency by exposure, the following photosensitizers can be added.

本発明で使用できる現像液に対する溶解促進性化合物は、フェノール性OH基を2個以上、又はカルボキシ基を1個以上有する分子量1,000以下の低分子化合物である。カルボキシ基を有する場合は脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122938号、特開平2−28531号、米国特許第4916210号、欧州特許第219294号に記載のものを挙げることができる。   The dissolution accelerating compound for the developer that can be used in the present invention is a low molecular weight compound having a molecular weight of 1,000 or less and having two or more phenolic OH groups or one or more carboxy groups. When it has a carboxy group, an alicyclic or aliphatic compound is preferable. Examples of such a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less include those described in JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, US Pat. No. 4,916,210, and European Patent 219294.

また、特開2006−208781号公報や、特開2007−286574号公報等に記載の、プロトンアクセプター性官能基を有する化合物も、本願組成物に対して好適に用いることができる。   In addition, compounds having a proton acceptor functional group described in JP-A No. 2006-208781 and JP-A No. 2007-286574 can be suitably used for the composition of the present application.

<パターン形成方法>
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、基板など支持体上に塗布され、レジスト膜を形成することができる。このレジスト膜の膜厚は、0.02〜0.1μmが好ましい。
基板上に塗布する方法としては、スピン塗布が好ましく、その回転数は1000〜3000rpmが好ましい。
<Pattern formation method>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention can be applied on a support such as a substrate to form a resist film. The thickness of this resist film is preferably 0.02 to 0.1 μm.
As a method of coating on the substrate, spin coating is preferable, and the rotation speed is preferably 1000 to 3000 rpm.

例えば、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を、精密集積回路素子、フォトマスク、インプリント用モールドなどの製造に使用されるような基板(例:シリコン、シリコン/二酸化シリコン被覆、窒化シリコン、Cr層を有する石英基板など)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ことができる。なお、予め公知の反射防止膜を塗設することもできる。   For example, an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is applied to a substrate (eg, silicon, silicon / silicon dioxide coating, silicon nitride) used in the manufacture of precision integrated circuit elements, photomasks, imprint molds, and the like. , A quartz substrate having a Cr layer, etc.) by a suitable coating method such as a spinner or a coater and dried to form a resist film. In addition, a known antireflection film can be applied in advance.

当該レジスト膜に、活性光線性又は放射線、好ましくは電子線(EB)、X線又はEUV光(13nm)を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行い、現像する。これにより良好なパターンを得ることができる。
製膜後、露光工程の前に、前加熱工程(PB;Prebake)を含むことも好ましい。
また、露光工程の後かつ現像工程の前に、露光後加熱工程(PEB;Post Exposure Bake)を含むことも好ましい。
加熱温度はPB、PEB共に70〜140℃で行うことが好ましく、80〜135℃で行うことがより好ましい。
加熱時間は30〜300秒が好ましく、30〜180秒がより好ましく、30〜100秒が更に好ましい。
加熱は通常の露光・現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行っても良い。
ベークにより露光部の反応が促進され、感度やパターンプロファイルが改善する。
The resist film is irradiated with actinic rays or radiation, preferably electron beam (EB), X-ray or EUV light (13 nm), preferably baked (heated) and developed. Thereby, a good pattern can be obtained.
It is also preferable to include a preheating step (PB; Prebake) after the film formation and before the exposure step.
It is also preferable to include a post-exposure heating step (PEB; Post Exposure Bake) after the exposure step and before the development step.
The heating temperature is preferably 70 to 140 ° C for both PB and PEB, and more preferably 80 to 135 ° C.
The heating time is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, and still more preferably 30 to 100 seconds.
Heating can be performed by means provided in a normal exposure / developing machine, and may be performed using a hot plate or the like.
The reaction of the exposed part is promoted by baking, and the sensitivity and pattern profile are improved.

活性光線又は放射線としては、例えば、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、X線、及び電子線が挙げられる。これら活性光線又は放射線としては、例えば250nm以下、特には220nm以下の波長を有したものがより好ましい。このような活性光線又は放射線としては、例えば、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、Fエキシマレーザー(157nm)、X線、EUV(13nm)及び電子線(電子ビーム)が挙げられる。好ましい活性光線又は放射線としては、ArFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、X線、EUV(13nm)及び電子ビームが挙げられ、X線、EUV(13nm)及び電子ビームであることが特に好ましい。 Examples of actinic rays or radiation include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, and electron beams. As these actinic rays or radiation, for example, those having a wavelength of 250 nm or less, particularly 220 nm or less are more preferable. Examples of such actinic rays or radiation include KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, EUV (13 nm), and electron beam (electron beam). It is done. Preferred actinic rays or radiation include ArF excimer laser, F 2 excimer laser, X-ray, EUV (13 nm) and electron beam, with X-ray, EUV (13 nm) and electron beam being particularly preferred.

なお、感光性膜とレンズとの間に空気よりも屈折率の高い液体(純水など)を満たして露光を行ってもよい。即ち、液浸露光を行ってもよい。これにより、解像度を更に高めることができる。この場合、レジスト膜と液浸液との間には、レジスト膜と液浸液との接触を避けるために、レジスト膜の上に液浸液難溶性膜(「トップコート」ともいう)を設けてもよい。また、レジスト膜と液浸液との接触を避けるための別の手段として、前述の組成物に予め前述の疎水性樹脂を添加しておいてもよい。   Note that exposure may be performed by filling a liquid (such as pure water) having a higher refractive index than air between the photosensitive film and the lens. That is, immersion exposure may be performed. Thereby, the resolution can be further increased. In this case, an immersion liquid sparingly soluble film (also referred to as “topcoat”) is provided on the resist film between the resist film and the immersion liquid in order to avoid contact between the resist film and the immersion liquid. May be. Further, as another means for avoiding contact between the resist film and the immersion liquid, the aforementioned hydrophobic resin may be added to the aforementioned composition in advance.

現像工程では、通常、アルカリ現像液を用いる。本発明の組成物のアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。   In the development step, an alkali developer is usually used. Examples of the alkaline developer of the composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, and primary amines such as ethylamine and n-propylamine. , Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethyl Alkaline aqueous solutions such as quaternary ammonium salts such as ammonium hydroxide and cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.

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。
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。
Furthermore, alcohols and surfactants can be added in appropriate amounts to the alkaline developer.
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.

なお、本発明の組成物を適用して、インプリント用モールド構造体を作製する場合の詳細については、例えば、ナノインプリントの基礎と技術開発・応用展開―ナノインプリントの基板技術と最新の技術展開―編集:平井義彦 フロンティア出版(2006年6月発行)、特許第4109085号公報や、特開2008−162101号公報などを参照されたい。   For details on producing an imprint mold structure by applying the composition of the present invention, for example, the basics of nanoimprint and technological development / application development-Nanoimprint substrate technology and latest technological development-Editing : Yoshihiko Hirai Frontier Publishing (issued in June 2006), Japanese Patent No. 4109085, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-162101, and the like.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。
以下、実施例2A、3A、6C、7C、8D、38D、6E、及び7Eは、それぞれ参考例2A、3A、6C、7C、8D、38D、6E、及び7Eと読み替えるものとする。
<モノマーの合成>
合成例1(B−1の合成)
p−アセトキシスチレン100.00質量部を酢酸エチル400質量部に溶解させ、0℃に冷却し、ナトリウムメトキシド(28質量%メタノール溶液)47.60質量部を30分かけて滴下して加え、室温で5時間撹拌した。酢酸エチルを加えて、有機層を蒸留水で3回洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去して、p−ヒドロキシスチレン(54質量%酢酸エチル溶液)131.70質量部を得た。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, the content of this invention is not limited by this.
Hereinafter, Examples 2A, 3A, 6C, 7C, 8D, 38D, 6E, and 7E shall be read as Reference Examples 2A, 3A, 6C, 7C, 8D, 38D, 6E, and 7E, respectively.
<Synthesis of monomer>
Synthesis Example 1 (Synthesis of B-1)
100.00 parts by mass of p-acetoxystyrene was dissolved in 400 parts by mass of ethyl acetate, cooled to 0 ° C., and 47.60 parts by mass of sodium methoxide (28 mass% methanol solution) was added dropwise over 30 minutes, Stir at room temperature for 5 hours. Ethyl acetate was added, and the organic layer was washed 3 times with distilled water, dried over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off, and 131.70 parts by mass of p-hydroxystyrene (54% by mass ethyl acetate solution) was added. Obtained.

p−ヒドロキシスチレン(54質量%酢酸エチル溶液)18.52質量部を酢酸エチル56.00質量部に溶解させ、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン−1,3−ジスルホニルジフルオリド31.58質量部を加え、0℃に冷却した。トリエチルアミン12.63質量部を酢酸エチル25.00質量部に溶解させた液を30分かけて滴下し、0℃のまま、4時間撹拌した。酢酸エチルを加えて、有機層を飽和食塩水で3回洗浄した後、溶媒を留去した。得られた化合物35.00質量部をメタノール315質量部に溶解させ、0℃に冷却し、1N 水酸化ナトリウム水溶液245質量部を加えて、室温で2時間撹拌した。溶媒を留去して、酢酸エチルを加えて、有機層を飽和食塩水で3回洗浄した後、溶媒を留去し、化合物A 34.46質量部を得た。
H−NMR(400MHz,CDCl)δ(ppm):7.42(d,2H),7.22(d,2H),6.68(dd,1H),5.74(d,1H),5.32(d,1H)
18.52 parts by mass of p-hydroxystyrene (54% by mass ethyl acetate solution) is dissolved in 56.00 parts by mass of ethyl acetate, and 1,1,2,2,3,3-hexafluoropropane-1,3-di 31.58 parts by mass of sulfonyl difluoride was added and cooled to 0 ° C. A solution prepared by dissolving 12.63 parts by mass of triethylamine in 25.00 parts by mass of ethyl acetate was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was stirred at 0 ° C. for 4 hours. Ethyl acetate was added and the organic layer was washed 3 times with saturated brine, and then the solvent was distilled off. 35.00 parts by mass of the obtained compound was dissolved in 315 parts by mass of methanol, cooled to 0 ° C., 245 parts by mass of 1N aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. The solvent was distilled off, ethyl acetate was added, and the organic layer was washed 3 times with saturated brine, and then the solvent was distilled off to obtain 34.46 parts by mass of Compound A.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 7.42 (d, 2H), 7.22 (d, 2H), 6.68 (dd, 1H), 5.74 (d, 1H) , 5.32 (d, 1H)

4−tert−ブトキシフェニルジフェニルスルホニウム p−トルエンスルホネート40質量部をジクロロメタン200質量部に溶解し、更に10−カンファースルホン酸1.2質量部を加えて40℃で加熱撹拌を4時間行なった。反応液を氷冷し、メタクリロイルクロリド8.3質量部を加えて10℃を超えない温度でトリエチルアミン8.1質量部を添加した。反応液に10−カンファースルホン酸4.0質量部、更に水100質量部を加えて有機層を分取した。次いで有機層を水200質量部で5回洗浄した。ロータリーエバポレーターにてジクロロメタンを減圧留去し、得られた残渣にジエチルエーテルを加えて再結晶を行なった。減圧濾過、減圧乾燥を行ない、白色結晶の目的物を35.0質量部得た。
得られた白色固体をメタノール30.00質量部に溶解し、得られた溶液から、イオン交換樹脂(Amberlite(R);IRA410)を用いて、化合物B19.0質量部を得た。
H−NMR(CDCl:ppm)δ:2.05〜2.05(3H、t)、5.84〜5.85(1H、m)、6.37〜6.39(1H、m)、7.48〜7.51(2H、d)、7.65〜7.86(12H、m)
40 parts by mass of 4-tert-butoxyphenyldiphenylsulfonium p-toluenesulfonate was dissolved in 200 parts by mass of dichloromethane, 1.2 parts by mass of 10-camphorsulfonic acid was added, and the mixture was heated and stirred at 40 ° C. for 4 hours. The reaction solution was ice-cooled, 8.3 parts by mass of methacryloyl chloride was added, and 8.1 parts by mass of triethylamine was added at a temperature not exceeding 10 ° C. To the reaction solution, 4.0 parts by mass of 10-camphorsulfonic acid and 100 parts by mass of water were added to separate the organic layer. Next, the organic layer was washed 5 times with 200 parts by mass of water. Dichloromethane was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, and diethyl ether was added to the resulting residue for recrystallization. Filtration under reduced pressure and drying under reduced pressure were performed to obtain 35.0 parts by mass of the desired product as white crystals.
The obtained white solid was dissolved in 30.00 parts by mass of methanol, and 19.0 parts by mass of Compound B was obtained from the obtained solution using an ion exchange resin (Amberlite®; IRA410).
1 H-NMR (CDCl 3 : ppm) δ: 2.05 to 2.05 (3H, t), 5.84 to 5.85 (1H, m), 6.37 to 6.39 (1H, m) 7.48-7.51 (2H, d), 7.65-7.86 (12H, m)

化合物A20.00質量部をメタノール100.00質量部に溶解させ、化合物B 17.55質量部を加え、室温で3時間撹拌した。溶媒を留去して、蒸留水を加えて、クロロホルムで3回抽出した。得られた有機層を蒸留水で3回洗浄した後、溶媒を留去して、目的の化合物(B−1)30.23質量部を得た。   Compound A (20.00 parts by mass) was dissolved in methanol (100.00 parts by mass), compound B (17.55 parts by mass) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The solvent was distilled off, distilled water was added, and the mixture was extracted 3 times with chloroform. The obtained organic layer was washed three times with distilled water, and then the solvent was distilled off to obtain 30.23 parts by mass of the target compound (B-1).

<樹脂の合成>
合成例2(P−1の合成)
メチルエチルケトン12.8質量部を窒素気流下、85℃に加熱した。この液を攪拌しながら、上記合成例1にて得られたモノマー(B−1)7.61質量部、下記構造のモノマー(M−1)7.69質量部、4−ヒドロキシスチレン6.01質量部、メチルエチルケトン51.1質量部、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔V−601、和光純薬工業(株)製〕1.15質量部、トリエチルアミン0.05質量部の混合溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、85℃で更に4時間攪拌した。反応液を放冷後、多量のヘプタン/酢酸エチルで再沈殿を実施し、得られた固体を再度アセトンに溶解させ、多量の水/メタノールで再沈殿・真空乾燥を行うことで、本発明の樹脂(P−1)を15.5質量部得た。
<Resin synthesis>
Synthesis Example 2 (Synthesis of P-1)
12.8 parts by mass of methyl ethyl ketone was heated to 85 ° C. under a nitrogen stream. While stirring this solution, 7.61 parts by mass of monomer (B-1) obtained in Synthesis Example 1 above, 7.69 parts by mass of monomer (M-1) having the following structure, 6.01 of 4-hydroxystyrene A mixed solution of 1 part by mass, 51.1 parts by mass of methyl ethyl ketone, dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate [V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.], 0.05 part by mass of triethylamine for 2 hours It was dripped over. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 85 ° C. for 4 hours. The reaction solution is allowed to cool and then reprecipitated with a large amount of heptane / ethyl acetate. The obtained solid is dissolved again in acetone, reprecipitated with a large amount of water / methanol and vacuum-dried. 15.5 mass parts of resin (P-1) was obtained.

得られた樹脂のGPC(キャリア:N−メチル−2−ピロリドン(NMP))から求めた重量平均分子量(Mw:ポリスチレン換算)は、Mw=30000であった。
以下、同様にして、樹脂P−2〜P−43及び下記比較化合物1〜6を合成した。下記表に、各々の仕込み量比(モル%;各繰り返し単位と左から順に対応)、重量平均分子量(Mw)を示す。なお、下記表中のモノマー対(3)におけるカチオン性繰り返し単位(A)とアニオン性繰り返し単位(B)のモル比は1:1である。
The weight average molecular weight (Mw: polystyrene conversion) calculated from GPC (carrier: N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)) of the obtained resin was Mw = 30000.
Thereafter, Resins P-2 to P-43 and the following Comparative Compounds 1 to 6 were synthesized in the same manner. The following table shows the charge amount ratio (mol%; corresponding to each repeating unit in order from the left) and the weight average molecular weight (Mw). In addition, the molar ratio of the cationic repeating unit (A) to the anionic repeating unit (B) in the monomer pair (3) in the following table is 1: 1.

Figure 0005578994
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<塩基性化合物>
塩基性化合物としては、下記の化合物C−1〜C−3を用いた。
C−1:2,4,5−トリフェニルイミダゾール
C−2:テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
C−3:1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン
<Basic compound>
The following compounds C-1 to C-3 were used as basic compounds.
C-1: 2,4,5-triphenylimidazole C-2: Tetrabutylammonium hydroxide C-3: 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene

<酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)(化合物(D))>   <Low molecular compound (D) (compound (D)) having a group capable of leaving by the action of an acid>

Figure 0005578994
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<界面活性剤>
界面活性剤としては、下記のW−1〜W−4を用いた。
W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製;フッ素系)
W−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製;フッ素及びシリコン系)
W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製;シリコン系)
W−4:PF6320(OMNOVA社製)(フッ素系)
<PAG>
<Surfactant>
The following W-1 to W-4 were used as the surfactant.
W-1: MegaFuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd .; fluorine-based)
W-2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd .; fluorine and silicon)
W-3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .; silicon-based)
W-4: PF6320 (manufactured by OMNOVA) (fluorine-based)
<PAG>

Figure 0005578994
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<溶剤>
溶剤としては、下記のA1〜A4並びにB1〜B3を用いた。なお、これら溶剤は、適宜混合して用いた。
A1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
A2:2−ヘプタノン
A3:シクロヘキサノン
A4:γ−ブチロラクトン
B1:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
B2:乳酸エチル
B3:プロピレンカーボネート
<実施例A>
(実施例1A〜15A及び比較例1A〜3A)
(レジスト調製)
下記表9に示す成分を溶剤に溶解させて、固形分濃度4.0質量%の溶液を調製した。この溶液をポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターでろ過して、ポジ型レジスト溶液を得た。
<Solvent>
As the solvent, the following A1 to A4 and B1 to B3 were used. In addition, these solvents were used by being appropriately mixed.
A1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
A2: 2-Heptanone A3: Cyclohexanone A4: γ-Butyrolactone B1: Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
B2: Ethyl lactate B3: Propylene carbonate <Example A>
(Examples 1A to 15A and Comparative Examples 1A to 3A)
(Resist preparation)
The components shown in Table 9 below were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid concentration of 4.0% by mass. This solution was filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm to obtain a positive resist solution.

(レジスト評価)
まず、スピンコーターを用い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60nmの膜厚に均一に塗布し、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を用いて塗布し、120℃で90秒間乾燥を行い、0.12μmの膜厚を有したレジスト膜を形成した。
(Resist evaluation)
First, an antireflection film DUV-42 manufactured by Brewer Science Co., Ltd. is uniformly applied to a film thickness of 60 nm on a silicon substrate that has been subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and is heated on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds. After drying, heat drying was performed at 190 ° C. for 240 seconds. Thereafter, each positive resist solution was applied using a spin coater and dried at 120 ° C. for 90 seconds to form a resist film having a thickness of 0.12 μm.

このレジスト膜に対し、線幅150nmの1:1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ArFエキシマレーザー露光装置(商品名:NSR S306C、ニコン社製)を用い、NA:0.78、シグマ:0.93/0.69の条件で露光し、露光後直ぐに、120℃で90秒間ホットプレート上で加熱した。更に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。   Using this ArF excimer laser exposure apparatus (trade name: NSR S306C, manufactured by Nikon Corporation) through a 6% half-tone mask of 1: 1 line and space pattern with a line width of 150 nm, NA: 0.78, Sigma : It exposed on condition of 0.93 / 0.69, and it heated on the hotplate for 90 second at 120 degreeC immediately after exposure. Furthermore, 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.

〔感度〕
得られたレジスト膜において、線幅が150nmであるライン、ラインとラインとの距離が150nm(ライン・アンド・スペースが1対1)であるレジストパターンを形成する際の露光量(mJ/cm)を最適露光量とし感度の指標とした。この値が小さいほど、感度が高い。
〔解像力(単位:nm)〕
上記感度の評価で形成したライン・アンド・スペースのレジストパターンの線幅のうち、ラインの最小線幅(nm)を解像度の評価値とした(表9中、「解像度(nm)」と示す)。解像度は、数値が小さいほど良好であることを示す。
〔sensitivity〕
In the obtained resist film, the exposure amount (mJ / cm 2 ) when forming a resist pattern having a line width of 150 nm and a distance between the lines of 150 nm (line and space is 1: 1). ) Was used as an optimum exposure amount and an index of sensitivity. The smaller this value, the higher the sensitivity.
[Resolution (unit: nm)]
Among the line widths of the line-and-space resist pattern formed by the sensitivity evaluation, the minimum line width (nm) of the lines was used as the resolution evaluation value (in Table 9, “resolution (nm)”). . The smaller the numerical value, the better the resolution.

〔ラインエッジラフネス(LER)〕
上記の感度を示す照射量で、線幅150nmラインパターン(L/S=1/1)を形成した。そして、その長さ方向50μmに含まれる任意の30点について、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9220)を用いて、エッジがあるべき基準線からの距離を測定した。そして、この距離の標準偏差を求め、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。
[Line edge roughness (LER)]
A line pattern having a line width of 150 nm (L / S = 1/1) was formed at an irradiation dose showing the above sensitivity. And about arbitrary 30 points | pieces contained in the length direction 50 micrometers, the distance from the reference line which should have an edge was measured using the scanning electron microscope (S-9220 by Hitachi, Ltd.). And the standard deviation of this distance was calculated | required and 3 (sigma) was computed. A smaller value indicates better performance.

〔パターン形状〕
線幅150nmのラインアンドスペース(L/S=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、最適露光量におけるプロファイルを走査型顕微鏡(SEM)により観察した。
[Pattern shape]
The exposure amount for reproducing a mask pattern having a line width of 150 nm and a line and space (L / S = 1/1) was set as the optimum exposure amount, and the profile at the optimum exposure amount was observed with a scanning microscope (SEM).

<ドライエッチング耐性評価>
未露光レジスト膜を、HITACHI U−621でAr/C/Oガスを用いて30秒間ドライエッチングを行った。その後レジスト残膜率を測定し、ドライエッチング耐性の指標とした。
良好:残膜率95%以上。
不良:95%未満。
<Dry etching resistance evaluation>
The unexposed resist film was dry-etched with HITACHI U-621 using Ar / C 4 F 6 / O 2 gas for 30 seconds. Thereafter, the resist remaining film ratio was measured and used as an index of dry etching resistance.
Good: Remaining film ratio is 95% or more.
Defect: Less than 95%.

Figure 0005578994
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なお、樹脂、光酸発生剤、塩基性化合物、界面活性剤及び溶剤については、先に示したものから適宜選択して用いた。   The resin, photoacid generator, basic compound, surfactant and solvent were appropriately selected from those shown above.

表9に示す結果から明らかなように、本発明に係る繰り返し単位(A)又は(B)を含有しない比較例1A〜3Aは、感度、解像力、LER、パターン形状、ドライエッチング耐性いずれにも劣ることが分かる。
一方、本発明に係る実施例1A〜15Aは、ArF露光において、感度、解像力、LER、パターン形状に優れていることが分かる。また、ドライエッチング耐性についても優れていることが分かる。即ち、本発明の組成物は、ArFエキシマレーザー露光におけるポジ型レジスト組成物として、優れた性能を有していることが分かる。
また、特定アニオン構造を有する繰り返し単位を含有する樹脂を使用した実施例4A、5A、7A〜11AはLER、解像力に優れる傾向があることが分かる。
As is clear from the results shown in Table 9, Comparative Examples 1A to 3A not containing the repeating unit (A) or (B) according to the present invention are inferior in sensitivity, resolution, LER, pattern shape, and dry etching resistance. I understand that.
On the other hand, it can be seen that Examples 1A to 15A according to the present invention are excellent in sensitivity, resolution, LER, and pattern shape in ArF exposure. Moreover, it turns out that it is excellent also about dry etching tolerance. That is, it can be seen that the composition of the present invention has excellent performance as a positive resist composition in ArF excimer laser exposure.
Moreover, it turns out that Example 4A, 5A, 7A-11A using resin containing the repeating unit which has a specific anion structure tends to be excellent in LER and resolving power.

<実施例B1>
実施例1Aの組成物に下記ポリマー0.06gを加えたこと以外は実施例Aと同様にしてレジスト溶液を調製し、塗設を行い、レジスト膜を得た。得られたレジスト膜に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製 XT1250i;NA0.85)を用いて、液浸液(純水)を介してパターン露光し、実施例Aと同様にパターンを形成した。そして、得られたパターンについて、パターン形状、感度、解像力、LER及びドライエッチング耐性の何れにおいても、同様の評価結果が得られることを確認した。
<Example B1>
A resist solution was prepared and coated in the same manner as in Example A except that 0.06 g of the following polymer was added to the composition of Example 1A to obtain a resist film. The obtained resist film was subjected to pattern exposure through an immersion liquid (pure water) using an ArF excimer laser immersion scanner (XTML1250i; NA0.85 manufactured by ASML), and a pattern was formed in the same manner as in Example A. did. The obtained pattern was confirmed to have the same evaluation result in any of the pattern shape, sensitivity, resolution, LER, and dry etching resistance.

Figure 0005578994
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<実施例B2>
実施例1Aの組成物に下記ポリマーを0.06gを加えたこと以外は実施例Aと同様にしてレジスト溶液を調製し、塗設を行い、レジスト膜を得た。得られたレジスト膜に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製 XT1250i;NA0.85)を用いて、液浸液(純水)を介してパターン露光し、実施例Aと同様にパターンを形成した。そして、得られたパターンについて、感度、解像力、LER、パターン形状、及びドライエッチング耐性の何れにおいても、同様の評価結果が得られることを確認した。
<Example B2>
A resist solution was prepared and coated in the same manner as in Example A except that 0.06 g of the following polymer was added to the composition of Example 1A to obtain a resist film. The obtained resist film was subjected to pattern exposure through an immersion liquid (pure water) using an ArF excimer laser immersion scanner (XTML1250i; NA0.85 manufactured by ASML), and a pattern was formed in the same manner as in Example A. did. And about the obtained pattern, it confirmed that the same evaluation result was obtained in any of a sensitivity, resolving power, LER, pattern shape, and dry etching tolerance.

Figure 0005578994
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<実施例B3>
実施例1Aの組成物に下記ポリマーを0.06gを加えたこと以外は実施例Aと同様にしてレジスト溶液を調製し、塗設を行い、レジスト膜を得た。得られたレジスト膜に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製 XT1250i;NA0.85)を用いて、液浸液(純水)を介してパターン露光し、実施例Aと同様にパターンを形成した。そして、得られたパターンについて、感度、解像力、LER、パターン形状、及びドライエッチング耐性の何れにおいても、同様の評価結果が得られることを確認した。
<Example B3>
A resist solution was prepared and coated in the same manner as in Example A except that 0.06 g of the following polymer was added to the composition of Example 1A to obtain a resist film. The obtained resist film was subjected to pattern exposure through an immersion liquid (pure water) using an ArF excimer laser immersion scanner (XTML1250i; NA0.85 manufactured by ASML), and a pattern was formed in the same manner as in Example A. did. And about the obtained pattern, it confirmed that the same evaluation result was obtained in any of a sensitivity, resolving power, LER, pattern shape, and dry etching tolerance.

Figure 0005578994
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<実施例C>
(実施例1C〜11C及び比較例1C〜3C)
(レジスト調製)
下記表10に示した成分を溶剤に溶解させた後、これをポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して、固形分濃度4.5質量%のポジ型レジスト溶液を調製した。
<Example C>
(Examples 1C to 11C and Comparative Examples 1C to 3C)
(Resist preparation)
The components shown in Table 10 below were dissolved in a solvent, and then filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a positive resist solution having a solid content concentration of 4.5 mass%.

(レジスト評価)
調製したポジ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、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均一に塗布し、100℃で90秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、膜厚0.4μmのレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜に対し、KrFエキシマレーザーステッパー(NA=0.63)を用い線幅180nmの1:1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使用してパターン露光し、露光後すぐに110℃で90秒間ホットプレート上で加熱した。その後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥させ、ラインパターンを形成した。
(Resist evaluation)
The prepared positive resist solution is uniformly applied on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and is heated and dried on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds to obtain a film thickness of 0.4 μm. The resist film was formed.
This resist film was subjected to pattern exposure using a KrF excimer laser stepper (NA = 0.63) and a 6% halftone mask of 1: 1 line and space pattern with a line width of 180 nm, and immediately after exposure, 110 ° C. For 90 seconds on a hot plate. Thereafter, 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 form a line pattern.

〔感度〕
得られたレジスト膜において、線幅が180nmであるライン、ラインとラインとの距離が180nm(ライン・アンド・スペースが1対1)であるレジストパターンを形成する際の露光量(mJ/cm)を最適露光量とし感度の指標とした。この値が小さいほど、感度が高い。
〔解像力(単位:nm)〕
上記感度の評価で形成したライン・アンド・スペースのレジストパターンの線幅のうち、ラインの最小線幅(nm)を解像度の評価値とした(表10中、「解像度(nm)」と示す)。解像度は、数値が小さいほど良好であることを示す。
〔sensitivity〕
In the obtained resist film, the exposure amount (mJ / cm 2 ) when forming a resist pattern having a line width of 180 nm and a distance between the lines of 180 nm (line and space is 1: 1). ) Was used as an optimum exposure amount and an index of sensitivity. The smaller this value, the higher the sensitivity.
[Resolution (unit: nm)]
Of the line widths of the line-and-space resist pattern formed by the sensitivity evaluation, the minimum line width (nm) of the lines was used as the evaluation value of resolution (in Table 10, “resolution (nm)”). . The smaller the numerical value, the better the resolution.

〔ラインエッジラフネス(LER)〕
上記の感度を示す照射量で、線幅180nmラインパターン(L/S=1/1)を形成した。そして、その長さ方向50μmに含まれる任意の30点について、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9220)を用いて、エッジがあるべき基準線からの距離を測定した。そして、この距離の標準偏差を求め、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。
[Line edge roughness (LER)]
A line pattern having a line width of 180 nm (L / S = 1/1) was formed at an irradiation dose showing the above sensitivity. And about arbitrary 30 points | pieces contained in the length direction 50 micrometers, the distance from the reference line which should have an edge was measured using the scanning electron microscope (S-9220 by Hitachi, Ltd.). And the standard deviation of this distance was calculated | required and 3 (sigma) was computed. A smaller value indicates better performance.

〔パターン形状〕
線幅180nmのラインアンドスペース(L/S=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、最適露光量におけるプロファイルを走査型顕微鏡(SEM)により観察した。
[Pattern shape]
The exposure amount for reproducing a line and space (L / S = 1/1) mask pattern having a line width of 180 nm was set as the optimal exposure amount, and the profile at the optimal exposure amount was observed with a scanning microscope (SEM).

<ドライエッチング耐性評価>
実施例Aについて説明した方法と同様にして、ドライエッチング耐性を評価した。
<Dry etching resistance evaluation>
The dry etching resistance was evaluated in the same manner as described for Example A.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

なお、樹脂、光酸発生剤、塩基性化合物、界面活性剤及び溶剤については、先に示したものから適宜選択して用いた。   The resin, photoacid generator, basic compound, surfactant and solvent were appropriately selected from those shown above.

表10に示す結果から明らかなように、本発明に係る繰り返し単位(A)又は(B)を含有しない比較例1C〜3Cは、感度、解像力、LER、パターン形状、ドライエッチング耐性いずれにも劣ることが分かる。
一方、本発明に係る組成物は、KrF露光において、感度、LER、パターン形状に優れていることが分かる。また、ドライエッチング耐性も優れていることが分かる。即ち、本発明の感光性組成物は、KrFエキシマレーザー露光におけるポジ型レジスト組成物としても、優れた性能を有していることが分かる。
また、特定アニオン構造を有する繰り返し単位を含有する樹脂を使用した実施例1C、5C、9C、10CはLER、解像性に優れる傾向があることが分かる。
また、フェノール構造を有する繰り返し単位を含有する樹脂を使用した実施例1C〜10Cは感度、解像力、LERに優れる傾向があることが分かる。
As is apparent from the results shown in Table 10, Comparative Examples 1C to 3C not containing the repeating unit (A) or (B) according to the present invention are inferior in sensitivity, resolution, LER, pattern shape, and dry etching resistance. I understand that.
On the other hand, it can be seen that the composition according to the present invention is excellent in sensitivity, LER, and pattern shape in KrF exposure. It can also be seen that the dry etching resistance is excellent. That is, it can be seen that the photosensitive composition of the present invention has excellent performance as a positive resist composition in KrF excimer laser exposure.
It can also be seen that Examples 1C, 5C, 9C, and 10C using a resin containing a repeating unit having a specific anion structure tend to be excellent in LER and resolution.
Moreover, it turns out that Example 1C-10C using resin containing the repeating unit which has a phenol structure tends to be excellent in a sensitivity, a resolution, and LER.

<実施例D>
(実施例1D〜38D及び比較例1D〜3D)
(レジスト調製)
下記表11及び12に示した成分を溶剤に溶解させた後、これをポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して、固形分濃度4.0質量%のポジ型レジスト溶液を調製した。
<Example D>
(Examples 1D to 38D and Comparative Examples 1D to 3D)
(Resist preparation)
The components shown in Tables 11 and 12 below were dissolved in a solvent, and then filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a positive resist solution having a solid content concentration of 4.0% by mass. .

(レジスト評価)
調製したポジ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、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均一に塗布し、100℃で60秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行って、100nmの膜厚を有したレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜を、ニコン社製電子線プロジェクションリソグラフィー装置(加速電圧100keV)で照射し、照射後直ぐに110℃で90秒間ホットプレート上にて加熱した。その後、濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて、23℃で60秒間現像し、30秒間純水を用いてリンスした後、乾燥させ、ラインアンドスペースパターンを形成した。
(Resist evaluation)
The prepared positive resist solution is uniformly coated on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and dried by heating on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to obtain a film thickness of 100 nm. A resist film having was formed.
This resist film was irradiated with an electron beam projection lithography apparatus (acceleration voltage 100 keV) manufactured by Nikon Corporation, and immediately after the irradiation, it was heated on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds. Thereafter, development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to form a line and space pattern.

(感度評価)
得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9220)を用いて観察した。線幅100nmライン(ライン:スペース=1:1)を解像する時の最小照射エネルギーを感度とした。この値が小さいほど、感度が高い。
(Sensitivity evaluation)
The cross-sectional shape of the obtained pattern was observed using a scanning electron microscope (S-9220, manufactured by Hitachi, Ltd.). Sensitivity was defined as the minimum irradiation energy when resolving a line having a line width of 100 nm (line: space = 1: 1). The smaller this value, the higher the sensitivity.

(解像力評価)
上記の感度評価で形成したライン・アンド・スペースのレジストパターンの線幅のうち限界解像力(ラインとスペースとが分離解像する最小幅)を解像力とした。
(Resolution evaluation)
Of the line widths of the line-and-space resist pattern formed by the sensitivity evaluation, the limiting resolution (minimum width at which lines and spaces are separated and resolved) was defined as the resolution.

(パターン形状評価)
上記の感度を示す照射量における線幅100nmラインパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4300)を用いて観察し、矩形、T−top、テーパー及び逆テーパーの4段階評価を行った。
(Pattern shape evaluation)
The cross-sectional shape of the line pattern with a line width of 100 nm at the irradiation dose exhibiting the above sensitivity is observed using a scanning electron microscope (S-4300, manufactured by Hitachi, Ltd.), and the rectangular shape, the T-top, the taper, and the inverse taper. A stage evaluation was performed.

〔ラインエッジラフネス(LER)〕
上記の感度を示す照射量における線幅100nmラインパターンの長さ方向50μmにおける任意の30点について、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9220)を用いてエッジがあるべき基準線からの距離を測定し、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。
[Line edge roughness (LER)]
About arbitrary 30 points in the length direction 50 μm of the line width 100 nm line pattern at the irradiation dose showing the above sensitivity, from the reference line that should have an edge using a scanning electron microscope (S-9220, manufactured by Hitachi, Ltd.) The distance was measured, the standard deviation was obtained, and 3σ was calculated. A smaller value indicates better performance.

〔アウトガス(露光後の膜厚変動率評価)〕
上記の感度を示す照射量の2倍の照射量を照射し、露光後(後加熱前)の膜厚を測定し、以下の式から、未露光時の膜厚からの変動率を求めた。
膜厚変動率= 100×(未露光時の膜厚―露光後の膜厚)/未露光時の膜厚
膜厚変動率が少ない方がアウトガスが良好であることを示す。
<ドライエッチング耐性評価>
実施例Aについて説明した方法と同様にして、ドライエッチング耐性を評価した。
[Outgas (Evaluation of film thickness fluctuation rate after exposure)]
The irradiation dose twice as high as the above sensitivity was irradiated, the film thickness after exposure (before post-heating) was measured, and the variation rate from the unexposed film thickness was determined from the following equation.
Film thickness fluctuation rate = 100 × (film thickness at unexposed−film thickness after exposure) / film thickness at unexposed film The smaller the film thickness fluctuation rate, the better the outgassing.
<Dry etching resistance evaluation>
The dry etching resistance was evaluated in the same manner as described for Example A.

Figure 0005578994
Figure 0005578994
Figure 0005578994
Figure 0005578994

表11及び12に示す結果から明らかなように、本発明に係る繰り返し単位(A)又は(B)を含有しない比較例1D〜3Dは、感度、解像力、LER、パターン形状、アウトガス、ドライエッチング耐性いずれにも劣ることが分かる。
一方、本発明に係る組成物は、電子線照射においてパターン形状に優れており、感度、LER、解像力についても良好であることが分かる。また、ドライエッチング耐性についても優れていることが分かる。即ち、本発明の組成物は、電子線照射によるポジ型レジスト組成物としても、優れた性能を有していることが分かる。
また、特定アニオンを有する繰り返し単位を含有する樹脂を使用した実施例1D、4D、7D、13D、17D〜20D、23D〜38DはLER、解像力に優れる傾向があることが分かる。
また、フェノール構造を有する繰り返し単位を含有する樹脂を使用した実施例1D〜15D、21D〜22D、27D〜38Dは感度に優れる傾向があることが分かる。
また、特定カチオンを有する繰り返し単位を含有する樹脂を使用した実施例2D〜6D、10D〜15D、18D〜22D、24D〜25D、28D、30D〜31Dはアウトガス性能に優れる傾向があることが分かる。
As is apparent from the results shown in Tables 11 and 12, Comparative Examples 1D to 3D that do not contain the repeating unit (A) or (B) according to the present invention have sensitivity, resolution, LER, pattern shape, outgas, and dry etching resistance. It turns out that both are inferior.
On the other hand, it can be seen that the composition according to the present invention is excellent in pattern shape in electron beam irradiation, and is excellent in sensitivity, LER, and resolving power. Moreover, it turns out that it is excellent also about dry etching tolerance. That is, it can be seen that the composition of the present invention has excellent performance as a positive resist composition by electron beam irradiation.
Moreover, it turns out that Example 1D, 4D, 7D, 13D, 17D-20D, and 23D-38D using the resin containing the repeating unit which has a specific anion tend to be excellent in LER and resolving power.
Moreover, it turns out that Examples 1D-15D, 21D-22D, and 27D-38D using the resin containing the repeating unit which has a phenol structure tend to be excellent in sensitivity.
Moreover, it turns out that Examples 2D-6D, 10D-15D, 18D-22D, 24D-25D, 28D, 30D-31D using the resin containing the repeating unit which has a specific cation tend to be excellent in outgas performance.

<実施例E>
(実施例1E〜15E及び比較例1E〜3E)
(レジスト調製)
下記表13に示した成分を溶剤に溶解させ、これをポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して、固形分濃度8質量%のポジ型レジスト溶液を調製した。
<Example E>
(Examples 1E to 15E and Comparative Examples 1E to 3E)
(Resist preparation)
The components shown in Table 13 below were dissolved in a solvent and filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a positive resist solution having a solid content concentration of 8% by mass.

(レジスト評価)
調製したポジ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、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均一に塗布し、100℃で60秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行って、100nmの膜厚を有したレジスト膜を形成させた。
(Resist evaluation)
The prepared positive resist solution is uniformly coated on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and dried by heating on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to obtain a film thickness of 100 nm. A resist film having was formed.

このレジスト膜を、線幅100nmの1:1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用いてEUV露光装置(リソテックジャパン社製、波長13nm)で照射し、照射後直ぐに130℃で90秒間ホットプレート上で加熱した。更に濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
(感度評価)
得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9220)を用いて観察した。線幅100nmライン(ライン:スペース=1:1)を解像する時の最小露光エネルギーを感度とした。
(解像力評価)
上記の感度評価で形成したライン・アンド・スペースのレジストパターンの線幅のうち限界解像力(ラインとスペースとが分離解像する最小幅)を解像力とした。
This resist film is irradiated with an EUV exposure apparatus (manufactured by RISOTEC JAPAN, wavelength 13 nm) using a 6% halftone mask of a 1: 1 line and space pattern with a line width of 100 nm, and immediately after irradiation at 130 ° C. for 90 seconds. Heated on a hot plate. Further, development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution having a concentration of 2.38% by mass, rinsed with pure water for 30 seconds, and then spin-dried to obtain a resist pattern.
(Sensitivity evaluation)
The cross-sectional shape of the obtained pattern was observed using a scanning electron microscope (S-9220, manufactured by Hitachi, Ltd.). The minimum exposure energy when resolving a line having a line width of 100 nm (line: space = 1: 1) was defined as sensitivity.
(Resolution evaluation)
Of the line widths of the line-and-space resist pattern formed by the sensitivity evaluation, the limiting resolution (minimum width at which lines and spaces are separated and resolved) was defined as the resolution.

(パターン形状評価)
上記の感度を示す露光量における線幅100nmラインパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4300)を用いて観察し、矩形、T−top、テーパー及び逆テーパーの4段階評価を行った。
(Pattern shape evaluation)
The cross-sectional shape of a line pattern with a line width of 100 nm at the exposure amount exhibiting the above sensitivity is observed using a scanning electron microscope (S-4300, manufactured by Hitachi, Ltd.), and the rectangular shape, T-top, taper, and inverse taper are 4 A stage evaluation was performed.

〔ラインエッジラフネス(LER)〕
上記の感度を示す露光量における線幅100nmラインパターンの長さ方向50μmにおける任意の30点について、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9220)を用いてエッジがあるべき基準線からの距離を測定し、標準偏差を求め、3σを算出した。
〔アウトガス(露光後の膜厚変動率評価)〕
上記の感度を示す露光量の2倍の照射量を照射し、露光後(後加熱前)の膜厚を測定し、以下の式から、未露光時の膜厚からの変動率を求めた。
膜厚変動率= 100×(未露光時の膜厚―露光後の膜厚)/未露光時の膜厚
膜厚変動率が少ない方がアウトガスが良好であることを示す。
<ドライエッチング耐性評価>
実施例Aについて説明した方法と同様にして、ドライエッチング耐性を評価した。
[Line edge roughness (LER)]
With respect to an arbitrary 30 points in the length direction 50 μm of the line pattern of 100 nm line pattern at the exposure amount showing the above sensitivity, from the reference line that should have an edge using a scanning electron microscope (S-9220, manufactured by Hitachi, Ltd.) The distance was measured, the standard deviation was obtained, and 3σ was calculated.
[Outgas (Evaluation of film thickness fluctuation rate after exposure)]
Irradiation amount twice as much as the exposure amount indicating the above sensitivity was irradiated, the film thickness after exposure (before post-heating) was measured, and the variation rate from the unexposed film thickness was determined from the following formula.
Film thickness fluctuation rate = 100 × (film thickness at unexposed−film thickness after exposure) / film thickness at unexposed film The smaller the film thickness fluctuation rate, the better the outgassing.
<Dry etching resistance evaluation>
The dry etching resistance was evaluated in the same manner as described for Example A.

Figure 0005578994
Figure 0005578994

表13に示す結果から明らかなように、本発明に係る繰り返し単位(A)又は(B)を含有しない比較例1E〜3Eは、感度、解像力、LER、パターン形状、アウトガス、ドライエッチング耐性いずれにも劣ることが分かる。
一方、本発明に係る組成物は、EUV露光において、感度、LER、解像性に優れていることが分かる。即ち、本発明の感光性組成物は、EUV照射によるポジ型レジスト組成物としても、優れた性能を有していることが分かる。
また、特定アニオンを有する繰り返し単位を含有する樹脂を使用した実施例1E、5E、9E、11E〜15EはLER、解像力に優れる傾向があることが分かる。
また、フェノール構造を有する繰り返し単位を含有する樹脂を使用した実施例1E〜9E、14Eは感度に優れる傾向があることが分かる。
また、特定カチオンを有する繰り返し単位を含有する樹脂を使用した実施例2E〜4E,8E〜11E,13E〜15Eはアウトガス性能に優れる傾向があることが分かる。
As is apparent from the results shown in Table 13, Comparative Examples 1E to 3E that do not contain the repeating unit (A) or (B) according to the present invention have any of sensitivity, resolution, LER, pattern shape, outgas, and dry etching resistance. It turns out that it is inferior.
On the other hand, it can be seen that the composition according to the present invention is excellent in sensitivity, LER, and resolution in EUV exposure. That is, it can be seen that the photosensitive composition of the present invention has excellent performance as a positive resist composition by EUV irradiation.
Moreover, it turns out that Example 1E, 5E, 9E, 11E-15E using resin containing the repeating unit which has a specific anion tends to be excellent in LER and resolving power.
Moreover, it turns out that Examples 1E-9E and 14E using the resin containing the repeating unit which has a phenol structure tend to be excellent in a sensitivity.
Moreover, it turns out that Example 2E-4E, 8E-11E, 13E-15E using resin containing the repeating unit which has a specific cation tends to be excellent in an outgas performance.

Claims (11)

カチオンを有するカチオン性繰り返し単位(A)、
前記カチオンとイオン対を形成するアニオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して酸を発生するアニオン性繰り返し単位(B)、及び
酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位(C)を有する樹脂(P)と、
酸の作用により脱離する基を窒素原子上に有するアミン誘導体と
を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
A cationic repeating unit (A) having a cation,
An anionic repeating unit (B) that has an anion that forms an ion pair with the cation, and dissociates from the cation upon irradiation with actinic rays or radiation, and an alkali-soluble group that decomposes by the action of the acid and resin (P) having a repeating unit (C) for generating,
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition comprising an amine derivative having a group capable of leaving by the action of an acid on a nitrogen atom and an amine derivative .
カチオンを有するカチオン性繰り返し単位(A)、  A cationic repeating unit (A) having a cation,
前記カチオンとイオン対を形成するアニオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して酸を発生するアニオン性繰り返し単位(B)、及び  An anionic repeating unit (B) having an anion that forms an ion pair with the cation, and dissociating from the cation upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid; and
酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位(C)を有する樹脂(P)と、  A resin (P) having a repeating unit (C) that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group;
前記樹脂(P)とは異なる疎水性樹脂とを含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であって、  An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a hydrophobic resin different from the resin (P),
前記疎水性樹脂は、珪素原子を有する樹脂、又はフッ素原子を有する繰り返し単位を前記疎水性樹脂の全繰り返し単位中10〜100mol%有する樹脂であり、  The hydrophobic resin is a resin having a silicon atom, or a resin having 10 to 100 mol% of repeating units having a fluorine atom in all repeating units of the hydrophobic resin,
更に、前記疎水性樹脂は、下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つ有する、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。  Furthermore, the hydrophobic resin is an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition having at least one group selected from the following groups (x) to (z).
(x)アルカリ可溶性基  (X) Alkali-soluble group
(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  (Y) A group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer.
(z)酸の作用により分解する基  (Z) a group decomposable by the action of an acid
前記カチオン性繰り返し単位(A)が下記一般式(A1)又は(A2)で表されるカチオン性繰り返し単位である、請求項1又は2に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005578994

上記一般式(A1)中、
は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Aは2価の連結基を表す。
a1、Ra2及びRa3は、各々独立に、1価の置換基を表す。Ra1が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa1が互いに結合して環を形成していてもよい。Ra2が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa2が互いに結合して環を形成していてもよい。Ra3が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa3が互いに結合して環を形成していてもよい。Ra1、Ra2及びRa3のうちの2つが共同して環を形成してもよい。
n1は0〜4の整数を表す。
n2及びn3は、各々独立に0〜5の整数を表す。
上記一般式(A2)中、
’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
A’は2価の連結基を表す。
a1’及びRa2’は、各々独立に、1価の置換基を表す。Ra1’が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa1’が互いに結合して環を形成していてもよい。Ra2’が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のRa2’が互いに結合して環を形成していてもよい。Ra1’及びRa2’が共同して環を形成してもよい。
n1’は0〜4の整数を表す。
n2’は0〜5の整数を表す。
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 1 or 2 , wherein the cationic repeating unit (A) is a cationic repeating unit represented by the following general formula (A1) or (A2).
Figure 0005578994

In the general formula (A1),
R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A represents a divalent linking group.
R a1 , R a2 and R a3 each independently represent a monovalent substituent. When there are a plurality of R a1 s, they may be the same or different, and a plurality of R a1s may be bonded to each other to form a ring. When there are a plurality of R a2 s, they may be the same or different, and a plurality of R a2s may be bonded to each other to form a ring. When there are a plurality of R a3 s, they may be the same or different, and a plurality of R a3 may be bonded to each other to form a ring. Two of R a1 , R a2 and R a3 may jointly form a ring.
n1 represents an integer of 0 to 4.
n2 and n3 each independently represents an integer of 0 to 5.
In the general formula (A2),
R 1 ′ represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A ′ represents a divalent linking group.
R a1 ′ and R a2 ′ each independently represents a monovalent substituent. When there are a plurality of R a1 ′ s, they may be the same or different, and a plurality of R a1 ′ s may be bonded to each other to form a ring. When there are a plurality of R a2 ′ s, they may be the same or different, and a plurality of R a2 ′ s may be bonded to each other to form a ring. R a1 ′ and R a2 ′ may jointly form a ring.
n1 ′ represents an integer of 0 to 4.
n2 ′ represents an integer of 0 to 5.
カチオンを有するカチオン性繰り返し単位(A)、
前記カチオンとイオン対を形成するアニオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して酸を発生するアニオン性繰り返し単位(B)、及び
酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位(C)を有する樹脂(P)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であって、
前記カチオン性繰り返し単位(A)が下記一般式(A2)又は(A3)で表されるカチオン性繰り返し単位である感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005578994

Figure 0005578994

上記一般式(A2)中、
’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
A’は2価の連結基を表す。
a1 ’及びR a2 ’は、各々独立に、1価の置換基を表す。R a1 ’が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のR a1 ’が互いに結合して環を形成していてもよい。R a2 ’が複数ある場合には、同じであっても異なっていてもよく、複数のR a2 ’が互いに結合して環を形成していてもよい。R a1 ’及びR a2 ’が共同して環を形成してもよい。
n1’は0〜4の整数を表す。
n2’は0〜5の整数を表す。
一般式(A3)中、
1a〜R12aは、各々独立に、水素原子又は1価の置換基を表し、互いに結合して環を形成していてもよい。
Zは、単結合又は2価の連結基である。
は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Aは2価の連結基を表す。
A cationic repeating unit (A) having a cation,
An anionic repeating unit (B) having an anion that forms an ion pair with the cation, and dissociating from the cation upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid; and
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (P) having a repeating unit (C) that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group,
The cationic repeat unit (A) is a cationic repeating units represented by the following general formula (A2) or (A3), actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.
Figure 0005578994

Figure 0005578994

In the general formula (A2),
R 1 ′ represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A ′ represents a divalent linking group.
R a1 ′ and R a2 ′ each independently represents a monovalent substituent. When there are a plurality of R a1 ′ s, they may be the same or different, and a plurality of R a1 ′ s may be bonded to each other to form a ring. When there are a plurality of R a2 ′ s, they may be the same or different, and a plurality of R a2 ′ s may be bonded to each other to form a ring. R a1 ′ and R a2 ′ may jointly form a ring.
n1 ′ represents an integer of 0 to 4.
n2 ′ represents an integer of 0 to 5.
In general formula (A3),
R 1a to R 12a each independently represents a hydrogen atom or a monovalent substituent, and may be bonded to each other to form a ring.
Z is a single bond or a divalent linking group.
R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
A represents a divalent linking group.
カチオンを有するカチオン性繰り返し単位(A)、
前記カチオンとイオン対を形成するアニオンを有し、かつ活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して酸を発生するアニオン性繰り返し単位(B)、及び
酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位(C)を有する樹脂(P)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であって、
前記アニオン性繰り返し単位(B)が、下記一般式(I)又は(II)で表されるアニオン性繰り返し単位である感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005578994

一般式(I)中、
11、R12及びR13は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
11、X12及びX13は、各々独立に、単結合、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又は、これらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。Rは水素原子又はアルキル基を表す。
Arは、2価の芳香環基又は2価の芳香環基とアルキレン基とを組み合わせた基を表す。X11が単結合である場合、R12はArと環を形成していてもよい。
11及びL12は、各々独立に、単結合、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、2価の芳香環基、又はこれらの2以上を組み合わせた基を表す。
は、前記カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンとイオン対を形成するアニオン部位であって、活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して、スルホン酸基、イミド酸基又はメチド酸基となる部位を表す。
一般式(II)中、
21、R22及びR23は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
21は、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。Rは水素原子又はアルキル基を表す。
21は、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基又はこれらの2以上を組み合わせた基を表す。
Arは、2価の芳香環基又は2価の芳香環基とアルキレン基とを組み合わせた基を表す。
22及びX23は、各々独立に、単結合、−O−、−S−、−CO−、−SO−、−NR−、2価の窒素含有非芳香族複素環基、又はこれらのうち2つ以上を組み合わせた基を表す。Rは水素原子又はアルキル基を表す。
22は、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、2価の芳香環基、又はこれらの2以上を組み合わせた基を表す。
は、前記カチオン性繰り返し単位(A)のカチオンとイオン対を形成するアニオン部位であり、活性光線又は放射線の照射により前記カチオンから解離して、スルホン酸基、イミド酸基又はメチド酸基となる部位を表す。
A cationic repeating unit (A) having a cation,
An anionic repeating unit (B) having an anion that forms an ion pair with the cation, and dissociating from the cation upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid; and
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin (P) having a repeating unit (C) that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group,
The anionic repeating units (B) is an anionic repeating unit represented by the following general formula (I) or (II), actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.
Figure 0005578994

In general formula (I),
R 11 , R 12 and R 13 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
X 11 , X 12 and X 13 are each independently a single bond, —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NR—, a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, Or the group which combined 2 or more of these is represented. R represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Ar 1 represents a divalent aromatic ring group or a combination of a divalent aromatic ring group and an alkylene group. When X 11 is a single bond, R 12 may form a ring with Ar 1 .
L 11 and L 12 each independently represent a single bond, an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, a divalent aromatic ring group, or a group obtained by combining two or more thereof.
Z 1 is an anion site that forms an ion pair with the cation of the cationic repeating unit (A), and is dissociated from the cation by irradiation with actinic rays or radiation to form a sulfonic acid group, an imido acid group, or a methide acid. Represents a base site.
In general formula (II),
R 21 , R 22 and R 23 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
X 21 represents —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NR—, a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or a group obtained by combining two or more thereof. . R represents a hydrogen atom or an alkyl group.
L 21 represents an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, or a group obtained by combining two or more thereof.
Ar 2 represents a divalent aromatic ring group or a combination of a divalent aromatic ring group and an alkylene group.
X 22 and X 23 each independently represent a single bond, —O—, —S—, —CO—, —SO 2 —, —NR—, a divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group, or these The group which combined 2 or more of them is represented. R represents a hydrogen atom or an alkyl group.
L 22 represents an alkylene group, an alkenylene group, a cycloalkylene group, a divalent aromatic ring group, or a group obtained by combining two or more thereof.
Z 2 is an anion site that forms an ion pair with the cation of the cationic repeating unit (A), and is dissociated from the cation by irradiation with actinic rays or radiation to form a sulfonic acid group, an imido acid group, or a methido acid group. Represents the site.
前記樹脂(P)が、下記一般式(VID)で表される繰り返し単位を更に含有する請求項1〜のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性組成物。
Figure 0005578994

上記一般式中、R01、R02及びR03は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
03が、アルキレン基を表し、X又はAr01と結合して主鎖の−C−C−鎖と共に5員若しくは6員環を形成していても良い。
Ar01は、芳香環基を表す。
n01は、1〜4の整数を表す。
Xは、単結合又は2価の連結基を表す。
The resin (P) is sensitive or radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 5, further containing a repeating unit represented by the following general formula (VID).
Figure 0005578994

In the above general formula, R 01 , R 02 and R 03 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
R 03 represents an alkylene group and may combine with X or Ar 01 to form a 5-membered or 6-membered ring together with the main chain —C—C— chain.
Ar 01 represents an aromatic ring group.
n01 represents an integer of 1 to 4.
X represents a single bond or a divalent linking group.
前記繰り返し単位(C)が、下記一般式(V)で表される繰り返し単位である、請求項1〜のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005578994

一般式(V)において、
51、R52及びR53は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
52はLと結合して環を形成していてもよく、その場合のR52はアルキレン基を表わす。
は、単結合又は2価の連結基を表し、R52と環を形成する場合には3価の連結基を表す。
54はアルキル基を表し、R55及びR56は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又は1価の芳香環基を表す。R55及びR56は互いに結合して環を形成してもよい。但し、R55とR56とが同時に水素原子であることはない。
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6 , wherein the repeating unit (C) is a repeating unit represented by the following general formula (V).
Figure 0005578994

In general formula (V):
R 51 , R 52 and R 53 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
R 52 may be bonded to L 5 to form a ring, in which case R 52 represents an alkylene group.
L 5 represents a single bond or a divalent linking group, and in the case of forming a ring with R 52 , represents a trivalent linking group.
R 54 represents an alkyl group, and R 55 and R 56 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or a monovalent aromatic ring group. R 55 and R 56 may combine with each other to form a ring. However, no and R 55 and R 56 are hydrogen atoms at the same time.
前記樹脂(P)が、ラクトン構造を有する繰り返し単位を更に含有する、請求項1〜のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7 , wherein the resin (P) further contains a repeating unit having a lactone structure. 電子線、X線又はEUV光により露光される請求項1〜のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 8 , which is exposed to an electron beam, an X-ray or EUV light. 請求項1〜のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて形成されたレジスト膜。 Resist film formed using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1-9. 請求項1〜のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて、膜を形成し、露光、現像する工程を有するパターン形成方法。 With claim 1 actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of 9, film is formed, an exposure pattern forming method having the step of developing.
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