JP5771361B2 - パターン形成方法、化学増幅型レジスト組成物、及び、レジスト膜 - Google Patents

パターン形成方法、化学増幅型レジスト組成物、及び、レジスト膜 Download PDF

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Description

本発明は、ＩＣ等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、更にはその他のフォトファブリケーションのリソグラフィ工程に適用可能なパターン形成方法、該パターン形成方法に用いられる化学増幅型レジスト組成物、及び、レジスト膜に関する。特に、波長が３００ｎｍ以下の遠紫外線光を光源とするＡｒＦ露光装置、ＡｒＦ液浸式投影露光装置及びＥＵＶ露光装置での露光に好適な、パターン形成方法、該パターン形成方法に用いられる化学増幅型レジスト組成物、及び、レジスト膜に関する。
ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）用レジスト以降、光吸収による感度低下を補うためにレジストの画像形成方法として化学増幅という画像形成方法が用いられている。ポジ型の化学増幅の画像形成方法を例に挙げ説明すると、エキシマレーザー、電子線、極紫外光などの露光により、露光部の酸発生剤が分解し酸を生成させ、露光後のベーク（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）でその発生酸を反応触媒として利用してアルカリ不溶の基をアルカリ可溶基に変化させ、アルカリ現像液により露光部を除去する画像形成方法である。
上記方法において、アルカリ現像液としては、種々のものが提案されているが、２．３８質量％ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液）の水系アルカリ現像液が汎用的に用いられている。
また、半導体素子の微細化の為に露光光源の短波長化と投影レンズの高開口数（高ＮＡ）化が進み、現在では１９３ｎｍ波長を有するＡｒＦエキシマレーザーを光源とする露光機が開発されている。また、更に解像力を高める技術として、従来から投影レンズと試料の間に高屈折率の液体（以下、「液浸液」ともいう）で満たす、所謂、液浸法、また、更に短波長（１３．５ｎｍ）の紫外光で露光を行なうＥＵＶリソグラフィなどが提唱されている。
しかしながら、性能が総合的に良好なパターンを形成するために必要な、レジスト組成物、現像液、リンス液等の適切な組み合わせを見出すことが極めて困難であるのが実情であり、更なる改良が求められている。特に、レジストの解像線幅が微細化するにつれて、ラインパターンのラインエッジラフネス性能の改良やパターン寸法の面内均一性の改良が求められている。
一方、現在主流のポジ型だけではなく、アルカリ現像によるパターン形成におけるネガ型化学増幅型レジスト組成物の開発も行われている（例えば、特許文献１〜４参照）。これは、半導体素子等の製造にあたってはライン、トレンチ、ホール、など種々の形状を有するパターン形成の要請がある一方、現状のポジ型レジスト組成物では形成することが難しいパターンが存在するためである。
しかしながら、従来のネガ型レジスト組成物を用いたアルカリ現像によるパターン形成においては、現像時の膨潤が主要因と推測される、ラインウィズスラフネス（ＬＷＲ）、フォーカス余裕度（ＤＯＦ）、その他諸性能の更なる改善が求められている。
また、更に解像力を高める２重パターニング技術としての２重現像技術が特許文献５に記載されている。露光によってレジスト組成物中の樹脂の極性が、光強度の高い領域では高極性になり、光強度の低い領域では低極性に維持されることを利用して、特定のレジスト膜の高露光領域を高極性の現像液に溶解させ、低露光領域を有機溶剤を含む現像液に溶解させることにより、中間露光量の領域が現像で溶解除去されずに残り、露光用マスクの半ピッチを有するラインアンドスペースパターンが形成されている。
また、特定の脂環炭化水素構造から選ばれる部分構造を有する酸分解性の繰り返し単位を有し、酸の作用により極性が増大し、ネガ型現像液（露光部を選択的に溶解・除去させる現像液）に対する溶解度が減少する第１の樹脂と、酸分解性の繰り返し単位を有し、酸の作用により極性が増大し、ネガ型現像液に対する溶解度が減少し、かつ酸分解性の繰り返し単位の平均含有率が第１の樹脂の酸分解性の繰り返し単位の平均含有率とは異なる第２の樹脂とを含有する化学増幅型レジスト組成物が特許文献６に記載されている。この化学増幅型レジスト組成物によれば、ラインエッジラフネスが小さく、パターン倒れ性能が良好なパターンが得られるとされている。
しかしながら、高集積かつ高精度な電子デバイスを製造するための高精度な微細パターンをより安定的に形成することが求められている。
特開２００６−３１７８０３号公報 特開２００６−２５９５８２号公報 特開２００６−１９５０５０号公報 特開２０００−２０６６９４号公報 特開２００８−２９２９７５号公報 特開２００９−０２５７０７号公報
本発明は、上記課題を解決し、露光ラチチュード（ＥＬ）及びフォーカス余裕度（ＤＯＦ）に優れ、線幅バラツキ（ＬＷＲ）及び残渣欠陥を低減できるパターン形成方法、化学増幅型レジスト組成物及びレジスト膜を提供することを目的とする。
本発明は、下記の構成であり、これにより本発明の上記課題が解決される。
〔１〕
（ア）（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
（イ）該膜を露光する工程、及び
（ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
を含むパターン形成方法であって、
前記非イオン性化合物が下記一般式（Ｂ１）又は（Ｂ２）で表される化合物であることを特徴とするパターン形成方法。

上記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）中、Ｒは下記一般式（ＩＩ）で表される基を表す。
Ａは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルケニレン基又はアリーレン基を表す。
Ｘ及びＹは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、シアノ基又はニトロ基を表す。ＸとＹは互いに結合して環を形成してもよい。
一般式（Ｂ２）で表される化合物のＸ又はＹは、連結基を介して、一般式（Ｂ２）で表される別の化合物のＸ又はＹと結合してもよい。

一般式（ＩＩ）中、
Ｘｆは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも１つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基を表し、複数存在する場合のＲ３及びＲ４は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｌ２は、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬ２は同一でも異なっていてもよい。
Ｃｙは、環状の有機基を表す。
ｘ’は１〜１０の整数を表す。
ｙ’は０〜１０の整数を表す。
ｚ’は０〜１０の整数を表す。
一般式（ＩＩ）中、＊はスルホニル基との結合手を表す。
〔２〕
（ア）（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
（イ）該膜を露光する工程、及び
（ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
を含むパターン形成方法であって、
前記樹脂（Ａ）が酸分解性基を有する繰り返し単位を有することを特徴とするパターン形成方法。
〔３〕
（ア）（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
（イ）該膜を露光する工程、及び
（ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
を含むパターン形成方法であって、
前記樹脂（Ａ）中、芳香族基を有する繰り返し単位の比率が５モル％以下であることを特徴とするパターン形成方法。
〔４〕
前記樹脂（Ａ）が、実質的にアルカリ不溶であることを特徴とする〔１〕〜〔３〕のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
〔５〕
前記非イオン性化合物が、下記一般式（Ｂ１）又は（Ｂ２）で表される化合物であることを特徴とする〔２〕又は〔３〕に記載のパターン形成方法。

上記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）中、Ｒは有機基を表す。
Ａは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルケニレン基又はアリーレン基を表す。
Ｘ及びＹは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、シアノ基又はニトロ基を表す。ＸとＹは互いに結合して環を形成してもよい。
一般式（Ｂ２）で表される化合物のＸ又はＹは、連結基を介して、一般式（Ｂ２）で表される別の化合物のＸ又はＹと結合してもよい。
〔６〕
前記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）におけるＲとしての有機基が、下記一般式（Ｉ）で表される基であることを特徴とする〔５〕に記載のパターン形成方法。

一般式（Ｉ）中、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表し、複数存在する場合のＲ１及びＲ２は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｌ１は、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬ１は同一でも異なっていてもよい。
Ｃｙは、環状の有機基を表す。
ｘは０〜２０の整数を表す。
ｙは０〜１０の整数を表す。
＊はスルホニル基との結合手を表す。
〔７〕
前記一般式（Ｉ）で表される有機基が、下記一般式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）で表される基であることを特徴とする〔６〕に記載のパターン形成方法。

一般式（ＩＩ）中、
Ｘｆは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも１つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基を表し、複数存在する場合のＲ３及びＲ４は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｌ２は、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬ２は同一でも異なっていてもよい。
Ｃｙは、環状の有機基を表す。
ｘ’は０〜２０の整数を表す。
ｙ’は０〜１０の整数を表す。
ｚ’は０〜１０の整数を表す。
但し１≦ｘ’＋ｙ’＋ｚ’である。
一般式（ＩＩＩ）中、
Ａｒは、アリール基を表す。
Ｒ５は、炭化水素基を有する基を表す。
ｐは０以上の整数を表す。
一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）中、＊はスルホニル基との結合手を表す。
〔８〕
前記一般式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）で表される有機基が前記一般式（ＩＩ）で表される有機基であり、ｘ’が１〜１０の整数であることを特徴とする〔７〕に記載のパターン形成方法。
〔９〕
前記樹脂（Ａ）が、酸分解性基を有する繰り返し単位を有することを特徴とする〔１〕又は〔３〕に記載のパターン形成方法。
〔１０〕
前記樹脂（Ａ）が、酸分解性基を有する繰り返し単位を有さないことを特徴とする〔１〕又は〔３〕に記載のパターン形成方法。
〔１１〕
前記有機溶剤を含む現像液が、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも１種類の有機溶剤を含有する現像液であることを特徴とする〔１〕〜〔１０〕のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
〔１２〕
前記有機溶剤を含む現像液が、酢酸ブチルを含有する現像液であることを特徴とする〔１〕〜〔１１〕のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
〔１３〕
前記工程（イ）における露光が、ＡｒＦエキシマレーザーによる露光であることを特徴とする〔１〕〜〔１２〕のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
〔１４〕
（ア）化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
（イ）該膜を露光する工程、及び
（ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
を含むパターン形成方法に供せられる化学増幅型レジスト組成物であって、（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有し、前記非イオン性化合物が下記一般式（Ｂ１）又は（Ｂ２）で表される化合物であることを特徴とする化学増幅型レジスト組成物。

上記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）中、Ｒは下記一般式（ＩＩ）で表される基を表す。
Ａは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルケニレン基又はアリーレン基を表す。
Ｘ及びＹは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、シアノ基又はニトロ基を表す。ＸとＹは互いに結合して環を形成してもよい。
一般式（Ｂ２）で表される化合物のＸ又はＹは、連結基を介して、一般式（Ｂ２）で表される別の化合物のＸ又はＹと結合してもよい。

一般式（ＩＩ）中、
Ｘｆは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも１つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基を表し、複数存在する場合のＲ３及びＲ４は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｌ２は、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬ２は同一でも異なっていてもよい。
Ｃｙは、環状の有機基を表す。
ｘ’は１〜１０の整数を表す。
ｙ’は０〜１０の整数を表す。
ｚ’は０〜１０の整数を表す。
一般式（ＩＩ）中、＊はスルホニル基との結合手を表す。
〔１５〕
（ア）化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
（イ）該膜を露光する工程、及び
（ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
を含むパターン形成方法に供せられる化学増幅型レジスト組成物であって、（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有し、前記樹脂（Ａ）が実質的にアルカリ不溶であり、かつ、酸分解性基を有する繰り返し単位を有することを特徴とする化学増幅型レジスト組成物。
〔１６〕
（ア）化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
（イ）該膜を露光する工程、及び
（ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
を含むパターン形成方法に供せられる化学増幅型レジスト組成物であって、（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有し、前記樹脂（Ａ）が実質的にアルカリ不溶であり、前記樹脂（Ａ）中、芳香族基を有する繰り返し単位の比率が５モル％以下であることを特徴とする化学増幅型レジスト組成物。
〔１７〕
前記樹脂（Ａ）が、実質的にアルカリ不溶であることを特徴とする〔１４〕に記載の化学増幅型レジスト組成物。
〔１８〕
〔１４〕〜〔１７〕のいずれか１項に記載の化学増幅型レジスト組成物により形成されるレジスト膜。
本発明は、前記〔１〕〜〔１８〕に係る発明であるが、以下、それ以外の事項（例えば、下記（１）〜（１７））についても記載している。
（１） （ア）（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
（イ）該膜を露光する工程、及び
（ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
を含むパターン形成方法。
（２） 前記樹脂（Ａ）が、実質的にアルカリ不溶であることを特徴とする上記（１）に記載の化学増幅型レジスト組成物。
（３） 前記非イオン性化合物が、下記一般式（Ｂ１）又は（Ｂ２）で表される化合物であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のパターン形成方法。
上記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）中、Ｒは有機基を表す。
Ａは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルケニレン基又はアリーレン基を表す。
Ｘ及びＹは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、シアノ基又はニトロ基を表す。ＸとＹは互いに結合して環を形成してもよい。
一般式（Ｂ２）で表される化合物のＸ又はＹは、連結基を介して、一般式（Ｂ２）で表される別の化合物のＸ又はＹと結合してもよい。
（４） 前記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）におけるＲとしての有機基が、下記一般式（Ｉ）で表される基であることを特徴とする上記（３）に記載のパターン形成方法。
一般式（Ｉ）中、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表し、複数存在する場合のＲ１及びＲ２は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｌ１は、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬ１は同一でも異なっていてもよい。
Ｃｙは、環状の有機基を表す。
ｘは０〜２０の整数を表す。
ｙは０〜１０の整数を表す。
＊はスルホニル基との結合手を表す。
（５） 前記一般式（Ｉ）で表される有機基が、下記一般式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）で表される基であることを特徴とする上記（４）に記載のパターン形成方法。
一般式（ＩＩ）中、
Ｘｆは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも１つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基を表し、複数存在する場合のＲ３及びＲ４は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｌ２は、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬ２は同一でも異なっていてもよい。
Ｃｙは、環状の有機基を表す。
ｘ’は０〜２０の整数を表す。
ｙ’は０〜１０の整数を表す。
ｚ’は０〜１０の整数を表す。
但し１≦ｘ’＋ｙ’＋ｚ’である。
一般式（ＩＩＩ）中、
Ａｒは、アリール基を表す。
Ｒ５は、炭化水素基を有する基を表す。
ｐは０以上の整数を表す。
一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）中、＊はスルホニル基との結合手を表す。
（６） 前記一般式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）で表される有機基が前記一般式（ＩＩ）で表される有機基であり、ｘ’が１〜１０の整数であることを特徴とする上記（５）に記載のパターン形成方法。
（７） 前記樹脂（Ａ）が、酸分解性基を有する繰り返し単位を有することを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
（８） 前記樹脂（Ａ）が、酸分解性基を有する繰り返し単位を有さないことを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
（９） 前記有機溶剤を含む現像液が、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも１種類の有機溶剤を含有する現像液であることを特徴とする上記（１）〜（８）のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
（１０） 上記（１）〜（９）のいずれか１項に記載のパターン形成方法に供せられる化学増幅型レジスト組成物。
（１１） 上記（１０）に記載の化学増幅型レジスト組成物により形成されるレジスト膜。
本発明は、更に、下記の構成であることが好ましい。
（１２） 前記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）におけるＲとしての有機基が、アルキル基であることを特徴とする上記（１）〜（３）、（７）〜（９）のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
（１３） 前記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）におけるＲとしての有機基が、フルオロアルキル基であることを特徴とする上記（１）〜（３）、（７）〜（９）、（１２）のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
（１４） 前記樹脂（Ａ）が、ラクトン構造を有する繰り返し単位を有することを特徴とする上記（１）〜（９）、（１２）及び（１３）のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
（１５） 前記化学増幅型レジスト組成物が、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疎水性樹脂を更に有することを特徴とする上記（１）〜（９）、（１２）〜（１４）のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
（１６） 前記有機溶剤を含む現像液の現像液全体としての含水率が１０質量％未満であることを特徴とする上記（１）〜（９）、（１２）〜（１５）のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
（１７） 前記有機溶剤を含む現像液における有機溶剤の含有量が、前記現像液の全量に対して、９０質量％以上１００質量％以下であることを特徴とする上記（１）〜（９）、（１２）〜（１６）のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
本発明によれば、露光ラチチュード（ＥＬ）及びフォーカス余裕度（ＤＯＦ）に優れ、線幅バラツキ（ＬＷＲ）及び残渣欠陥を低減できるパターン形成方法、化学増幅型レジスト組成物及びレジスト膜を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
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包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基（無置換アルキル基）のみならず、置換基を有するアルキル基（置換アルキル基）をも包含するものである。
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。
本発明のパターン形成方法は、
（ア）（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
（イ）該膜を露光する工程、及び
（ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、を含んでいる。
上記のレジスト組成物によって得られたレジスト膜における未露光部を、有機溶剤を含む現像液で現像することによって、なぜ、露光ラチチュード（ＥＬ）及びフォーカス余裕度（ＤＯＦ）に優れ、線幅バラツキ（ＬＷＲ）及び残渣欠陥を低減できるのかについて、その作用機構は完全には明らかではない。
しかしながら、本発明のように、酸発生剤として、非イオン性化合物を使用すると、露光部の有機溶剤を含む現像液に対する溶解性には影響をほとんど与えない状態で、未露光部の有機溶剤を含む現像液に対する溶解性を上昇させることができ、その結果、露光部及び未露光部における溶解コントラストが向上したものと考えられる。
また、レジスト組成物が架橋剤を含有することは、架橋反応がなされた露光部の有機溶剤を含む現像液に対する溶解性を低くする要因となることから、上記溶解コントラストの向上に貢献するものと考えられる。
上記のような理由で達成されていると考えられる高い溶解コントラストが、露光ラチチュード（ＥＬ）及びフォーカス余裕度（ＤＯＦ）の向上、及び、線幅バラツキ（ＬＷＲ）及び残渣欠陥の低減につながったものと推定される。
本発明のパターン形成方法は、前記現像液が、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも１種類の有機溶剤を含有する現像液であることが好ましい。
本発明のパターン形成方法は、更に、（エ）有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄する工程を含むことが好ましい。
リンス液は、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも１種類の有機溶剤を含有するリンス液であることが好ましい。
本発明のパターン形成方法は、（イ）露光工程の後に、（オ）加熱工程を有することが好ましい。
本発明のパターン形成方法は、前記樹脂（Ａ）が、酸の作用により極性が増大してアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂であり、（カ）アルカリ現像液を用いて現像する工程を更に有していてもよい。
本発明のパターン形成方法は、（イ）露光工程を、複数回有することができる。
本発明のパターン形成方法は、（オ）加熱工程を、複数回有することができる。
本発明のレジスト膜は、（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物により形成される膜であり、例えば、基材に、レジスト組成物を塗布することにより形成される膜である。
以下、本発明で使用し得るレジスト組成物について説明する。
［１］（Ａ）樹脂
本発明の化学増幅型レジスト組成物は、上記本発明のパターン形成方法によってネガ型パターンを形成するものである
すなわち、本発明の化学増幅型レジスト組成物から得られるレジスト膜において、露光部は、酸の作用によって架橋反応が進行することにより、有機溶剤を含む現像液に対して溶解度が減少して不溶化又は難溶化し、非露光部は、有機溶剤を含む現像液に可溶であることによって、ネガ型パターンを形成するものである。
樹脂（Ａ）は、実質的にアルカリ不溶であることが好ましい。
実質的にアルカリ不溶とは、該樹脂（Ａ）のみを酢酸ブチル等の溶剤に溶解し、固形分濃度３．５質量％とした組成物をシリコンウエハ上に塗布して得られる塗膜（膜厚１００ｎｍ）を形成した際、ＱＣＭ（水晶発振子マイクロバランス）センサー等を用いて測定した室温（２５℃）における２．３８質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液に対して、該膜を１０００秒間浸漬させた際の平均の溶解速度（膜厚の減少速度）が、１ｎｍ／ｓ以下、好ましくは０．１ｎｍ／ｓ以下であることを示し、これにより未露光部におけるレジスト膜の有機溶剤を含む現像液に対する溶解性が良好となる。
上記のように、樹脂（Ａ）は、実質的にアルカリ不溶であることが好ましいため、樹脂（Ａ）は酸基を有する繰り返し単位を含有してもしなくても良いが、含有しないことが好ましい。
酸基としては、例えばカルボキシル基、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、−Ｃ（ＣＦ３）２ＯＨ）などを挙げることができる。
樹脂（Ａ）が酸基を含有する場合、樹脂（Ａ）における酸基を有する繰り返し単位の含有量は２５モル％以下が好ましく、１５モル％以下がより好ましく、１０モル％以下がより好ましい。樹脂（Ａ）が酸基を有する繰り返し単位を有する場合、樹脂（Ａ）における酸基を有する繰り返し単位の含有量は、通常、１モル％以上である。
ここで、電子求引性基とは、電子を引きつける傾向を有する置換基であり、例えば分子中において該基と接近した位置にある原子から電子を引きつける傾向をもつ置換基である。
電子求引性基としては、具体的には後述する一般式（ＫＡ−１）のＺｋａ１におけるものと同様のものが挙げられる。
該樹脂は、レジスト組成物を用いて膜を形成した時に該膜が、有機溶剤を含む現像液に対して溶解すれば、必ずしも樹脂単独で有機溶剤を含む現像液に対して溶解性を持つものでなくても良く、例えば、レジスト組成物中に含まれる他成分の性質や含有量によっては該レジスト組成物を用いて形成した膜が現像液に対して溶解する場合であってもよい。
樹脂（Ａ）は、一般的に、重合する部分構造を有するモノマーをラジカル重合などにより重合することで合成され、重合する部分構造を有するモノマーに由来する繰り返し単位を有する。重合する部分構造としては例えばエチレン性重合性部分構造を挙げることができる。
以下、樹脂（Ａ）が有しうる各繰り返し単位について詳細に説明する。
（ａ１）架橋性基を有する繰り返し単位
樹脂（Ａ）は、主鎖又は側鎖の少なくともいずれか一方に架橋性基を有する繰り返し単位（ａ１）を有することが好ましい。このような単位を含有することにより、架橋性基が酸の作用によって架橋剤と反応し、該レジスト膜が有機溶剤を含む現像液に対して実質的に不溶となるほか、基板密着性の向上が期待できる。
架橋性基は、アルコール性水酸基であることが好ましい。
本発明におけるアルコール性水酸基とは、炭化水素基に結合した水酸基であって、芳香環上に直接結合した水酸基（フェノール性水酸基）以外のものであれば限定されないが、本発明においては先に酸基として挙げた、α位が電子求引性基で置換された脂肪族アルコールにおける水酸基以外のものが好ましい。架橋剤（Ｃ）との反応効率が向上する為、該水酸基は１級アルコール性水酸基（水酸基が置換している炭素原子が、水酸基とは別に２つの水素原子を有する基）、又は水酸基が置換している炭素原子に他の電子求引性基が結合していない２級アルコール性水酸基であることが好ましい。
アルコール性水酸基は、繰り返し単位あたり１〜３個有していることが好ましく、より好ましくは１個又は２個有する。
このような繰り返し単位としては、一般式（２）又は一般式（３）で表される繰り返し単位が挙げられる。
上記一般式（２）中、ＲＸ及びＲの少なくとも一方がアルコール性水酸基を有する構造を表す。
上記一般式（３）中、２つのＲＸ及びＲの少なくとも１つがアルコール性水酸基を有する構造を表す。２つのＲＸは同一でも異なっていてもよい。
アルコール性水酸基を有する構造としては、例えばヒドロキシアルキル基（炭素数２〜８が好ましく、炭素数２〜４がより好ましい）、ヒドロキシシクロアルキル基（好ましくは炭素数４〜１４）、ヒドロキシアルキル基で置換されたシクロアルキル基（好ましくは総炭素数５〜２０）、ヒドロキシアルコキシ基で置換されたアルキル基（好ましくは総炭素数３〜１５）、ヒドロキシアルコキシ基で置換されたシクロアルキル基（好ましくは総炭素数５〜２０）等が挙げられ、上述のように１級アルコールの残基が好ましく、−（ＣＨ２）ｎ−ＯＨ（ｎは１以上の整数、好ましくは２〜４の整数）で表される構造がより好ましい。
ＲＸは、水素原子、ハロゲン原子、水酸基又は置換基を有してもよいアルキル基（炭素数１〜４が好ましい）又は置換基を有してもよいシクロアルキル基（炭素数５〜１２が好ましい）を表す。ＲＸのアルキル基及びシクロ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。ＲＸ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。ＲＸ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、水酸基、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。
Ｒは、水酸基を有してもよい炭化水素基を表す。Ｒの炭化水素基としては飽和炭化水素が好ましく、アルキル基（炭素数１〜８が好ましく、炭素数２〜４がより好ましい）又は単環又は多環の環状炭化水素基（好ましくは炭素数３〜２０、例えば後述する脂環式基）が挙げられる。ｎ’は０〜２の整数を表す。
繰り返し単位（ａ１）は、主鎖のα位（例えば式（２）におけるＲｘ）が置換されていても良いアクリル酸のエステルから誘導される繰り返し単位であることが好ましく、式（２）に対応する構造のモノマーから誘導されることがより好ましい。また、単位中に脂環式基を有することが好ましい。脂環式基としては、単環又は多環式の構造が考えられるが、エッチング耐性の観点から多環式の構造が好ましい。
脂環式基として具体的には、単環式構造としては、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、多環式構造としては、ノルボルニル、イソボルニル、トリシクロデカニル、テトラシクロドデカニル、ヘキサシクロヘプタデカニル、アダマンチル、ジアマンチル、スピロデカニル、スピロウンデカニルなどが挙げられる。これらのうち、アダマンチル、ジアマンチル、ノルボルニル構造が好ましい。
以下に繰り返し単位（ａ１）を例示するが、本発明は、これらに限定されない。具体例中、ＲＸは水素原子又はメチル基を表す。
繰り返し単位（ａ１）としてのアルコール性水酸基を有する繰り返し単位は、後述する繰り返し単位（ａ２）〜（ａ４）のうち少なくとも１種がアルコール性水酸基を有した構造であってもよい。例えば、後述の（ａ４）酸分解性基を有する繰り返し単位における、酸の作用により脱離する部分が、アルコール性水酸基を有していてもよい。このような繰り返し単位を含有することにより、架橋効率を最適化できるのではないかと推測される。このような構造として具体的には、後掲の一般式（ＡＩ）において、原子団−Ｃ（Ｒｘ１）（Ｒｘ２）（Ｒｘ３）の部分が水酸基を有する場合、より具体的には、後述の一般式（２−１）で表される繰り返し単位において、Ｒ10が水酸基、水酸基を有する直鎖又は分岐のアルキル基、又は水酸基を有するシクロアルキル基である場合、などが挙げられる。
（ａ２）非極性基を有する繰り返し単位
本発明の樹脂（Ａ）は、非極性基を有する繰り返し単位（ａ２）を有することが好ましい。これにより液浸露光時にレジスト膜から液浸液への低分子成分の溶出が低減できるとともに、有機溶剤を含む現像液を用いた現像の際に樹脂の溶解性を適切に調整することができる。非極性基を有する繰り返し単位（ａ２）は、繰り返し単位中に極性基（例えば前記酸基、水酸基、シアノ基等）を含まない繰り返し単位であることが好ましく、後述する酸分解性基及びラクトン構造を有さない繰り返し単位であることが好ましい。このような繰り返し単位としては、一般式（４）又は一般式（５）で表される繰り返し単位が挙げられる。
上記一般式中、
Ｒ５は水酸基及びシアノ基のいずれも有さない炭化水素基を表す。
Ｒａは、複数存在する場合互いに独立に水素原子、水酸基、ハロゲン原子又はアルキル基（好ましくは炭素数１〜４）を表す。Ｒａのアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。Ｒａ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。Ｒａは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシメチル基が好ましく、水素原子、メチル基が特に好ましい。
ｎは０〜２の整数を表す。
Ｒ５は好ましくは少なくとも一つの環状構造を有する。
Ｒ５における炭化水素基としては、例えば鎖状及び分岐の炭化水素基、単環式炭化水素基及び多環式炭化水素基が含まれる。Ｒ５は、ドライエッチング耐性の観点から、好ましくは単環式炭化水素基及び多環式炭化水素基を含み、更に好ましくは多環式炭化水素基を含む。
Ｒ５は、好ましくは−Ｌ４−Ａ４−（Ｒ４）ｎ４で表される基を表す。Ｌ４は単結合又は２価の炭化水素基を表し、好ましくは単結合、アルキレン基（好ましくは炭素数１〜３）又はシクロアルキレン基（好ましくは炭素数５〜７）であり、より好ましくは単結合である。Ａ４は（ｎ４＋１）価の炭化水素基（好ましくは炭素数３〜３０、より好ましくは炭素数３〜１４、更に好ましくは炭素数６〜１２）を表し、好ましくは単環又は多環の脂環炭化水素基を表す。ｎ４は、０〜５の整数を表し、好ましくは０〜３の整数である。Ｒ４は炭化水素基を表し、好ましくはアルキル基（好ましくは炭素数１〜３）又はシクロアルキル基（好ましくは炭素数５〜７）を表す。
鎖状及び分岐の炭化水素基としては、たとえば、炭素数３〜１２のアルキル基が挙げられる。単環式炭化水素基としては、たとえば、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルケニル基、フェニル基が挙げられる。好ましい単環式炭化水素基としては、炭素数３から７の単環式飽和炭化水素基である。
多環式炭化水素基には環集合炭化水素基（例えばビシクロヘキシル基）、架橋環式炭化水素基が含まれる。架橋環式炭化水素基として、２環式炭化水素基、３環式炭化水素基、４環式炭化水素基などが挙げられる。また、架橋環式炭化水素基には、縮合環式炭化水素基（例えば、５〜８員シクロアルカン環が複数個縮合した基）も含まれる。好ましい架橋環式炭化水素基としてノルボニル基、アダマンチル基が挙げられる。
これらの基は更に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、アルキル基を挙げることができる。
非極性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。式中、Ｒａは、水素原子、水酸基、ハロゲン原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜４のアルキル基を表す。Ｒａ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。Ｒａ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。Ｒａ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。
（ａ３）ラクトン構造を有する繰り返し単位
樹脂（Ａ）は、ラクトン構造を有する繰り返し単位を含有してもよい。
ラクトン構造は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）、（ＬＣ１−１７）であり、特定のラクトン構造を用いることでＬＷＲ、現像欠陥が良好になる。
ラクトン構造部分は、置換基（Ｒｂ２）を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基（Ｒｂ２）としては、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数４〜７のシクロアルキル基、炭素数１〜８のアルコキシ基、炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。より好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、シアノ基、酸分解性基である。ｎ２は、０〜４の整数を表す。ｎ２が２以上の時、複数存在する置換基（Ｒｂ２）は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在する置換基（Ｒｂ２）同士が結合して環を形成してもよい。
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。
ラクトン構造を有する繰り返し単位としては、下記一般式（ＡＩＩ）で表される繰り返し単位が好ましい。
一般式（ＡＩＩ）中、
Ｒｂ０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炭素数１〜４のアルキル基を表す。Ｒｂ０のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。Ｒｂ０のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Ｒｂ０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。
Ａｂは、単結合、アルキレン基、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する２価の連結基、エーテル結合、エステル結合、カルボニル基、又はこれらを組み合わせた２価の連結基を表す。好ましくは、単結合、又は、−Ａｂ１−ＣＯ２−で表される２価の連結基である。
Ａｂ１は、直鎖若しくは分岐のアルキレン基、又は、単環若しく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。
Ｖは、ラクトン構造を有する基を表す。具体的には、例えば上記一般式（ＬＣ１−１）〜（ＬＣ１−１７）の内のいずれかで示される構造を有する基を表す。
ラクトン構造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。
特に好ましいラクトン構造を有する繰り返し単位としては、下記の繰り返し単位が挙げられる。最適なラクトン構造を選択することにより、パターンプロファイル、疎密依存性が良好となる。
ラクトン構造を有する繰り返し単位として、下記一般式（ＩＩＩ）で表される単位を含有することが好ましい。
式（ＩＩＩ）中、
Ａは、エステル結合（−ＣＯＯ−で表される基）又はアミド結合（−ＣＯＮＨ−で表される基）を表す。
Ｒ０は、複数個ある場合にはそれぞれ独立にアルキレン基、シクロアルキレン基、又はその組み合わせを表す。
Ｚは、複数個ある場合にはそれぞれ独立に、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合
又はウレア結合
を表す。ここで、Ｒは、各々独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。
Ｒ８は、ラクトン構造を有する１価の有機基を表す。
ｎは、−Ｒ０−Ｚ−で表される構造の繰り返し数であり、１〜５の整数を表し、１であることが好ましい。
Ｒ７は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Ｒ０のアルキレン基、シクロアルキレン基は置換基を有してよい。
Ｚは好ましくは、エーテル結合、エステル結合であり、特に好ましくはエステル結合である。
Ｒ７のアルキル基は、炭素数１〜４のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
Ｒ０のアルキレン基、シクロアルキレン基、Ｒ７におけるアルキル基は、各々置換されていてもよく、置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子やメルカプト基、水酸基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ｔ−ブトキシ基、ベンジルオキシ基等のアルコキシ基、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基等のアシルオキシ基が挙げられる。
Ｒ７は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシメチル基が好ましい。
Ｒ０における好ましい鎖状アルキレン基としては炭素数が１〜１０の鎖状のアルキレンが好ましく、より好ましくは炭素数１〜５であり、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が挙げられる。好ましいシクロアルキレン基としては、炭素数３〜２０のシクロアルキレン基であり、例えば、シクロヘキシレン基、シクロペンチレン基、ノルボルニレン基、アダマンチレン基等が挙げられる。本発明の効果を発現するためには鎖状アルキレン基がより好ましく、メチレン基が特に好ましい。
Ｒ８で表されるラクトン構造を有する１価の有機基は、ラクトン構造を有していれば限定されるものではなく、具体例として一般式（ＬＣ１−１）〜（ＬＣ１−１７）で表されるラクトン構造が挙げられ、これらのうち（ＬＣ１−４）で表される構造が特に好ましい。また、（ＬＣ１−１）〜（ＬＣ１−１７）におけるｎ２は２以下のものがより好ましい。
また、Ｒ８は無置換のラクトン構造を有する１価の有機基、或いはメチル基、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を置換基として有するラクトン構造を有する１価の有機基が好ましく、シアノ基を置換基として有するラクトン構造（シアノラクトン）を有する１価の有機基がより好ましい。
以下に一般式（ＩＩＩ）で表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
下記具体例中、Ｒは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又はハロゲン原子を表し、好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、アセチルオキシメチル基を表す。
ラクトン構造を有する繰り返し単位としては、下記一般式（ＩＩＩ−１）で表される繰り返し単位がより好ましい。
一般式（ＩＩＩ−１）に於いて、
Ｒ７、Ａ、Ｒ０、Ｚ、及びｎは、上記一般式（ＩＩＩ）と同義である。
Ｒ９は、複数個ある場合にはそれぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、水酸基又はアルコキシ基を表し、複数個ある場合には２つのＲ９が結合し、環を形成していてもよい。
Ｘは、アルキレン基、酸素原子又は硫黄原子を表す。
ｍは、置換基数であって、０〜５の整数を表す。ｍは０又は１であることが好ましい。
Ｒ９のアルキル基としては、炭素数１〜４のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、がより好ましく、メチル基が最も好ましい。シクロアルキル基としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル基を挙げることができる。アルコキシカルボニル基としてはメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ｎ−ブトキシカルボニル基、ｔ−ブトキシカルボニル基等を挙げることができる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等を挙げることができる。これらの基は置換基を有していてもよく、該置換基としては水酸基、メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基、シアノ基、フッ素原子などのハロゲン原子を挙げることができる。Ｒ９はメチル基、シアノ基又はアルコキシカルボニル基であることがより好ましく、シアノ基であることが更に好ましい。
Ｘのアルキレン基としてはメチレン基、エチレン基等が挙げられる。Ｘは酸素原子又はメチレン基であることが好ましく、メチレン基であることが更に好ましい。
ｍが１以上である場合、少なくとも１つのＲ９はラクトンのカルボニル基のα位又はβ位に置換することが好ましく、特にα位に置換することが好ましい。
一般式（ＩＩＩ−１）で表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。下記具体例中、Ｒは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又はハロゲン原子を表し、好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、アセチルオキシメチル基を表す。
本発明の効果を高めるために、２種以上のラクトン繰り返し単位を併用することも可能である。併用する場合には一般式（ＩＩＩ）の内、ｎが１であるラクトン繰り返し単位から２種以上を選択し併用することも好ましい。
（ａ４）酸分解性基を有する繰り返し単位
樹脂（Ａ）は、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、極性基を生じる基（以下、「酸分解性基」ともいう）を有する繰り返し単位を有していてもよい。樹脂（Ａ）が極性基を生じると、有機溶剤を含む現像液との親和性が低くなり、不溶化又は難溶化（ネガ化）が更に促進されると考えられる。また、酸分解性単位を含むことでラインウィズスラフネス（ＬＷＲ）性能が改善する。
酸分解性基は、極性基が酸の作用により分解し脱離する基で保護された構造を有することが好ましい。
極性基としては、有機溶剤を含む現像液中で不溶化する基であれば特に限定されないが、好ましくは、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）、スルホン酸基等の酸性基（従来レジストの現像液として用いられている、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中で解離する基）が挙げられる。
酸分解性基として好ましい基は、これらの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である。
酸の作用により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。
式中、Ｒ３６〜Ｒ３９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。
Ｒ０１、Ｒ０２は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
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。
樹脂（Ａ）が含有し得る、酸分解性基を有する繰り返し単位としては、下記一般式（ＡＩ）で表される繰り返し単位が好ましい。
一般式（ＡＩ）に於いて、
Ｘａ１は、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基又は−ＣＨ２−Ｒ９で表わされる基を表す。Ｒ９は、水酸基又は１価の有機基を表し、１価の有機基としては、例えば、炭素数５以下のアルキル基、炭素数５以下のアシル基が挙げられ、好ましくは炭素数３以下のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。Ｘａ１は好ましくは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基、より好ましくは水素原子、メチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
Ｔは、単結合又は２価の連結基を表す。
Ｒｘ１〜Ｒｘ３は、それぞれ独立に、アルキル基（直鎖若しくは分岐）又はシクロアルキル基（単環若しくは多環）を表す。
Ｒｘ２とＲｘ３とが結合して、シクロアルキル基（単環若しくは多環）を形成してもよい。
Ｔの２価の連結基としては、アルキレン基、−ＣＯＯ−Ｒｔ−基、−Ｏ−Ｒｔ−基又はこれらの２種以上が組み合わされてなる基等が挙げられ、総炭素数が１〜１２の連結基が好ましい。式中、Ｒｔは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
Ｔは、単結合又は−ＣＯＯ−Ｒｔ−基が好ましい。Ｒｔは、炭素数１〜５のアルキレン基が好ましく、−ＣＨ２−基、−（ＣＨ２）２−基、−（ＣＨ２）３−基がより好ましい。
Ｒｘ１〜Ｒｘ３のアルキル基としては、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のものが好ましい。
Ｒｘ１〜Ｒｘ３のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。
Ｒｘ２とＲｘ３とが結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。炭素数５〜６の単環のシクロアルキル基が特に好ましい。
Ｒｘ１がメチル基又はエチル基であり、Ｒｘ２とＲｘ３とが結合して上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。
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（炭素数１〜４）、シクロアルキル基（炭素数３〜１５）、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基（炭素数１〜４）、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基（炭素数２〜６）などが挙げられ、炭素数８以下が好ましい。
酸分解性基を有する繰り返し単位の好ましい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、Ｘａ１は、水素原子、ＣＨ３、ＣＦ３、又はＣＨ２ＯＨ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る。ｐは０又は正の整数を表す。Ｚの具体例及び好ましい例は、後述する一般式（２−１）におけるＲ１０の具体例及び好ましい例と同様である。
樹脂（Ａ）は、一般式（ＡＩ）で表される繰り返し単位として、一般式（１）で表される繰り返し単位及び一般式（２）で表される繰り返し単位の少なくともいずれかを有する樹脂であることがより好ましい。
一般式（１）及び（２）中、
Ｒ１、Ｒ３は、各々独立して、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基又は−ＣＨ２−Ｒ９で表わされる基を表す。Ｒ９は水酸基又は１価の有機基を表す。
Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は、各々独立して、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Ｒは、炭素原子とともに脂環構造を形成するのに必要な原子団を表す。
Ｒ１及びＲ３は、好ましくは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。Ｒ９における１価の有機基の具体例及び好ましい例は、一般式（ＡＩ）のＲ９で記載したものと同様である。
Ｒ２におけるアルキル基は、直鎖型でも分岐型でもよく、置換基を有していてもよい。
Ｒ２におけるシクロアルキル基は、単環でも多環でもよく、置換基を有していてもよい。
Ｒ２は好ましくはアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜５のアルキル基であり、例えばメチル基、エチル基が挙げられる。
Ｒは、炭素原子とともに脂環構造を形成するのに必要な原子団を表す。Ｒが該炭素原子と共に形成する脂環構造としては、好ましくは、単環の脂環構造であり、その炭素数は好ましくは３〜７、より好ましくは５又は６である。
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６におけるアルキル基は、直鎖型でも分岐型でもよく、置換基を有していてもよい。アルキル基としては、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のものが好ましい。
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６におけるシクロアルキル基は、単環でも多環でもよく、置換基を有していてもよい。シクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。
一般式（１）で表される繰り返し単位の例として、下記一般式（１−ａ）で表される繰り返し単位が挙げられる。式中、Ｒ１及びＲ２は、一般式（１）における各々と同義である。
一般式（２）で表される繰り返し単位が、以下の一般式（２−１）で表される繰り返し単位であることが好ましい。
式（２−１）中、
Ｒ３〜Ｒ５は、それぞれ、一般式（２）におけるものと同義である。
Ｒ１０は極性基を含む置換基を表す。Ｒ１０が複数存在する場合、互いに同じでも異なっていてもよい。極性基を含む置換基としては、例えば、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自体、又は、これらの少なくとも１つを有する、直鎖又は分岐のアルキル基、シクロアルキル基が挙げられ、好ましくは、水酸基を有するアルキル基である。より好ましくは水酸基を有する分岐状アルキル基である。分岐状アルキル基としてはイソプロピル基が特に好ましい。
ｐは０〜１５の整数を表す。ｐは好ましくは０〜２であり、より好ましくは０又は１である。
樹脂（Ａ）は、酸分解性基を有する繰り返し単位を複数含んでいてもよい。
樹脂（Ａ）は、一般式（ＡＩ）で表される繰り返し単位として、一般式（１）で表される繰り返し単位及び一般式（２）で表される繰り返し単位を有する樹脂であることがより好ましい。また、他の形態において、一般式（ＡＩ）で表される繰り返し単位として、一般式（１）で表される繰り返し単位の少なくとも２種を有する樹脂であることがより好ましい。
また、本発明のレジスト組成物が複数種類の樹脂（Ａ）を含有し、該複数の樹脂（Ａ）の含有する酸分解性基を有する繰り返し単位が互いに異なっていてもよい。例えば一般式（１）で表される繰り返し単位を有する樹脂（Ａ）と、一般式（２）で表される繰り返し単位を有する樹脂（Ａ）とを併用してもよい。
樹脂（Ａ）が、酸分解性基を含む繰り返し単位を複数含んでいる場合、及び、複数の樹脂（Ａ）が異なる酸分解性基を含む繰り返し単位を有する場合の、好ましい組み合わせとしては、例えば、以下のものが挙げられる。なお、下式において、Ｒは、各々独立に、水素原子又はメチル基を表す。
樹脂（Ａ）は、（ａ４）酸分解性基を有する繰り返し単位を有さないことも、デフォーカスラチチュード特性の観点で好ましい。
樹脂（Ａ）は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、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。
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。
このような単量体として、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を１個有する化合物等を挙げることができる。
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。
樹脂（Ａ）は２種以上の樹脂を混合してなる樹脂であってもよく、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、例えば繰り返し単位（ａ１）を含む樹脂と繰り返し単位（ａ２）を含む樹脂とを混合した樹脂を用いることもできる。
また、繰り返し単位（ａ４）を含む樹脂と繰り返し単位（ａ４）を含まない樹脂とを混合して用いることも好ましい。
本発明の組成物が、ＡｒＦ露光用であるとき、ＡｒＦ光への透明性の点から本発明の組成物に用いられる樹脂（Ａ）は実質的に芳香族基を有さない（具体的には、樹脂中、芳香族基を有する繰り返し単位の比率が好ましくは５モル％以下、より好ましくは３モル％以下、理想的には０モル％、すなわち、芳香族基を有さない）ことが好ましく、樹脂（Ａ）が単環又は多環の脂環炭化水素構造を有することが好ましい。
なお、樹脂（Ａ）は、後述する疎水性樹脂を含んでいる場合、樹脂（Ａ）は、疎水性樹脂との相溶性の観点から、フッ素原子及び珪素原子を含有しないことが好ましい。
本発明において、各繰り返し単位の含有量は以下のとおりである。各繰り返し単位は複数種類含有してもよく、下記含有量は複数種類含有する場合は合計した量である。
架橋性基を有する繰り返し単位（ａ１）（好ましくは、アルコール性水酸基を有する繰り返し単位）の含有量は、樹脂（Ａ）を構成する全繰り返し単位に対して、一般的に１０〜１００モル％、好ましくは１０〜８０モル％、より好ましくは１０〜６０モル％である。
非極性基を有する繰り返し単位（ａ２）を含有する場合、その含有量は、樹脂（Ａ）を構成する全繰り返し単位に対して、一般的に５〜８０モル％、好ましくは５〜６０モル％である。
ラクトンを有する繰り返し単位（ａ３）を含有する場合、その含有量は、樹脂中の全繰り返し単位に対し、１５〜６０モル％が好ましく、より好ましくは２０〜５０モル％、更に好ましくは３０〜５０モル％である。
酸分解性基を有する繰り返し単位（ａ４）を含有する場合、その含有量は、樹脂中の全繰り返し単位に対し、２０〜７０モル％が好ましく、より好ましくは３０〜６０モル％である。
なお、樹脂（Ａ）において、各繰り返し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することができる。
本発明の組成物にＫｒＦエキシマレーザー光、電子線、Ｘ線、波長５０ｎｍ以下の高エネルギー光線（ＥＵＶなど）を照射する場合には、樹脂（Ａ）は、更に、ヒドロキシスチレン系繰り返し単位を有することが好ましい。更に好ましくはヒドロキシスチレン系繰り返し単位と、酸分解性基で保護されたヒドロキシスチレン系繰り返し単位、（メタ）アクリル酸３級アルキルエステル等の酸分解性繰り返し単位を有するが好ましい。
ヒドロキシスチレン系の好ましい酸分解性基を有する繰り返し単位としては、例えば、ｔ−ブトキシカルボニルオキシスチレン、１−アルコキシエトキシスチレン、（メタ）アクリル酸３級アルキルエステルによる繰り返し単位等を挙げることができ、２−アルキル−２−アダマンチル（メタ）アクリレート及びジアルキル（１−アダマンチル）メチル（メタ）アクリレートによる繰り返し単位がより好ましい。
樹脂（Ａ）は、常法に従って（例えばラジカル重合）合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種及び開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を１〜１０時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、更には後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明の感光性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。
重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤（アゾ系開始剤、パーオキサイドなど）を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は５〜５０質量％であり、好ましくは１０〜３０質量％である。反応温度は、通常１０℃〜１５０℃であり、好ましくは３０℃〜１２０℃、更に好ましくは６０〜１００℃である。
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、上記樹脂が難溶或いは不溶の溶媒（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。
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。
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。
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。
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。
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、該樹脂が難溶或い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、該ポリマーが難溶或い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、該樹脂が難溶或いは不溶の溶媒を、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。
樹脂（Ａ）の重量平均分子量は、ＧＰＣ法によりポリスチレン換算値として、好ましくは１，０００〜２００，０００であり、より好ましくは２，０００〜２０，０００、更により好ましくは３，０００〜１５，０００、特に好ましくは３，０００〜１２，０００である。重量平均分子量を、１，０００〜２００，０００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、かつ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化したりすることを防ぐことができる。
分散度（分子量分布）は、通常１．０〜３．０であり、好ましくは１．０〜２．６、更に好ましくは１．０〜２．０、特に好ましくは１．４〜１．９の範囲のものが使用される。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、か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。
本発明のレジスト組成物において、樹脂（Ａ）の組成物全体中の配合量は、全固形分中好ましくは６５〜９７質量％、より好ましくは７８〜９５質量％、更に好ましくは７８〜９４質量％である。
また、本発明において、樹脂（Ａ）は、１種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
［２］（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物
本発明のレジスト組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物（「化合物（Ｂ）」ともいう）を含有する。
化合物（Ｂ）は、非イオン性の酸発生剤であれば特に限定されてないが、例えば、イミノスルホネート誘導体、オキシムスルホネート誘導体、ジスルホン誘導体、ジアゾスルホン誘導体等を挙げることができる。
化合物（Ｂ）は、イミノスルホネート誘導体としての下記一般式（Ｂ１）で表される化合物、又は、オキシムスルホネート誘導体としての下記一般式（Ｂ２）で表される化合物であることが好ましい。
上記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）中、Ｒは有機基を表す。
Ａは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルケニレン基又はアリーレン基を表す。
Ｘ及びＹは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、シアノ基又はニトロ基を表す。ＸとＹは互いに結合して環を形成してもよい。
一般式（Ｂ２）で表される化合物のＸ又はＹは、連結基を介して、一般式（Ｂ２）で表される別の化合物のＸ又はＹと結合してもよい。
Ａ、Ｘ、Ｙ及び上記連結基は、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としては、アルキル基（例えば炭素数１〜１５）、シクロアルキル基（例えば炭素数３〜１５）、アリール基（例えば炭素数６〜１４）、アルコキシ基（例えば炭素数１〜１５）、ハロゲン原子、水酸基、アルキルアミド基（例えば炭素数１〜１５）、アルキルチオ基（例えば炭素数１〜１５）、アリールチオ基（例えば炭素数６〜１４）などを挙げることができる。
また、ＸとＹとが結合して形成された環は、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としては、上記Ａ、Ｘ、Ｙ及び連結基が更に有していてもよい置換基として挙げたものに加え、アリール（シアノ）メチレン基（例えば炭素数８〜１５）、アルキルアリール（シアノ）メチレン基（例えば炭素数９〜２０）なども挙げることができる。また、ＸとＹとが結合して形成された環が、更なる２個の置換基を有するとともに、当該置換基の２個が互いに結合して、更に、環を形成してもよい。このような更なる環としては、飽和若しくは不飽和の炭化水素環、飽和若しくは不飽和のヘテロ環を挙げることができ、５〜６員環であることが好ましい。
Ａのアルキレン基は、炭素数１〜１２のアルキレン基であることが好ましく、炭素数１〜６のアルキレン基であることがより好ましい。Ａとしてのアルキレン基の具体例としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基などを挙げることができる。
Ａのシクロアルキレン基は、単環構造であっても、多環構造であっても良く、炭素数３〜１２のシクロアルキレン基であることが好ましく、炭素数５〜１０のシクロアルキレン基であることがより好ましい。Ａとしてのシクロアルキレン基の具体例としては、例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、シクロドデシレン基、アダマンチレン基などを挙げることができる。
Ａのアルケニレン基は、炭素数２〜１２のアルケニレン基であることが好ましく、炭素数２〜６のアルケニレン基であることがより好ましい。Ａとしてのアルケニレン基の具体例としては、例えば、エチニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基などを挙げることができる。
Ａのシクロアルケニレン基は、単環構造であっても、多環構造であっても良く、炭素数３〜１２のシクロアルケニレン基であることが好ましく、炭素数５〜１０のシクロアルケニレン基であることがより好ましい。Ａとしてのシクロアルケニレン基の具体例としては、シクロプロペニレン基、シクロヘキセニレン基、シクロオクテニレン基、ノルボルニレン基などを挙げることができる。
Ａのアリーレン基は、炭素数６〜１０のアリーレン基であることが好ましい。Ａとしてのアリーレン基の具体例としては、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基などを挙げることができる。
なお、Ａとしてのシクロアルキレン基、シクロアルケニレン基は、環員として、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいてもよい。
Ｘ及びＹとしてのアルキル基は、直鎖状であっても、分岐状であってもよく、炭素数１〜１５のアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜５のアルキル基であることがより好ましい。Ｘ及びＹとしてのアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基などを挙げることができる。
Ｘ及びＹとしてのシクロアルキル基は、単環構造であっても、多環構造であっても良く、炭素数３〜１５のシクロアルキル基であることが好ましく、炭素数３〜１０のシクロアルキル基であることがより好ましい。Ｘ及びＹとしてのシクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。
Ｘ及びＹとしてのアリール基は、炭素数６〜１５のアリール基であることが好ましい。Ｘ及びＹとしてのアリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基などを挙げることができる。
ＸとＹとが結合して形成してもよい環としては、例えば、炭化水素環又はヘテロ環を挙げることができる。ＸとＹとが結合して形成してもよい環は５又は６員環であることが好ましい。
Ｘがフルオロアルキル基、シアノ基又はニトロ基であるとともに、Ｙがアルキル基又はアリール基であることが好ましく、Ｘがフルオロアルキル基又はシアノ基であるとともに、Ｙがアリール基であることがより好ましい。
一般式（Ｂ２）で表される化合物のＸ又はＹが、連結基を介して、一般式（Ｂ２）で表される別の化合物のＸ又はＹと結合する場合の当該連結基としては、例えば、―ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−Ｓ―、−ＳＯ―、―ＳＯ２−、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、又は、これらの組み合わせからなる基を挙げることができる。連結基を構造する原子数は１〜２０が好ましい。
ＸとＹとが結合して形成された環の具体例としては、シクロヘキサン環、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン環、２，５−ジヒドロ−５−［（２−メチルフェニル）（シアノ）メチレン］チオフェン環などを好適に挙げることができる。
上記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）中、Ｒの有機基としては、例えば、アルキル基、及び、後述する一般式（Ｉ）で表される基などを挙げることができる。
Ｒとしてのアルキル基は、直鎖状であっても、分岐状であってもよく、炭素数１〜１５のアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜５のアルキル基であることがより好ましい。Ｒとしてのアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基などを挙げることができる。
Ｒとしてのアルキル基は、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としては、シクロアルキル基（例えば炭素数３〜１５）、アリール基（例えば炭素数６〜１４）、アルコキシ基（例えば炭素数１〜１５）、ハロゲン原子、水酸基などを挙げることができ、フッ素原子であることが好ましい。
Ｒとしてのアルキル基は、フルオロアルキル基（炭素数１〜１５が好ましく、炭素数１〜５がより好ましい）であることが好ましく、これにより、露光部において発生するスルホン酸が強酸となることから、感度をより向上させることができる。その結果、ＥＬ及びＤＯＦを更に向上できるとともに、ＬＷＲ及び残渣欠陥を更に低減できる。
Ｒとしてのフルオロアルキル基はパーフルオロアルキル基であることが好ましい。
Ｒの有機基は、下記一般式（Ｉ）で表される基であることがより好ましい。一般式（Ｉ）中のＣｙで表される環状の有機基は、鎖状の基と比較して嵩高く、露光部において発生したスルホン酸を露光部内に留めやすくするので、非露光部に酸が拡散して意図しない反応を起こす虞れをより低減でき、その結果、ＥＬ及びＤＯＦを更に向上できるとともに、ＬＷＲ及び残渣欠陥を更に低減できる。
一般式（Ｉ）中、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表し、複数存在する場合のＲ１及びＲ２は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｌ１は、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬ１は同一でも異なっていてもよい。
Ｃｙは、環状の有機基を表す。
ｘは０〜２０の整数を表す。
ｙは０〜１０の整数を表す。
＊はスルホニル基との結合手を表す。
Ｒ１及びＲ２におけるアルキル基は、置換基（好ましくはフッ素原子）を有していてもよく、炭素数１〜４のものが好ましい。更に好ましくは炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基である。Ｒ１及びＲ２の具体例としては、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、Ｃ４Ｆ９、Ｃ５Ｆ１１、Ｃ６Ｆ１３、Ｃ７Ｆ１５、Ｃ８Ｆ１７、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２Ｃ４Ｆ９、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ４Ｆ９が挙げられ、中でもＣＦ３が好ましい。
Ｒ１及びＲ２としては、好ましくはフッ素原子又はＣＦ３である。
Ｌ１としては特に限定されず、―ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−Ｓ―、−ＳＯ―、―ＳＯ２−、アルキレン基、シクロアルキレン基、又はアルケニレン基などが挙げられ、Ｌ1を構成する原子数は１〜２０が好ましく、１〜３がより好ましい。これらのなかでも―ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、又は−Ｏ−、が好ましく、―ＣＯＯ−、又は−ＯＣＯ−、がより好ましい。
Ｃｙの環状の有機基としては特に限定されず、例えば、脂環基、アリール基又は複素環基（芳香族複素環及び非芳香族複素環、例えば、テトラヒドロピラン環、ラクトン環構造も含む）等が挙げられる。
Ｃｙとしての脂環基としては、単環でも多環でもよく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、ノルボルナン−１−イル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。中でも、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基の炭素数７以上のかさ高い構造を有する脂環基が、ＰＥＢ（露光後加熱）工程での膜中拡散性を抑制でき、ＭＥＥＦ（マスクエラーエンハンスメントファクター）向上の観点から好ましい。
Ｃｙとしてのアリール基としては、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環が挙げられる。中でも１９３ｎｍにおける光吸光度の観点から低吸光度のナフタレンが好ましい。
Ｃｙとしての複素環基としては、単環構造でも多環構造でもよく、例えば、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ピリジン環、ピペリジン環、デカヒドロイソキノリン環由来のものが挙げられる。中でもフラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピペリジン環、デカヒドロイソキノリン環由来のものが好ましい。
また、環状の有機基としては、ラクトン構造を挙げることもでき、具体例としては、樹脂（Ａ）が有していてもよい前述の一般式（ＬＣ１−１）〜（ＬＣ１−１７）で表されるラクトン構造を挙げることができる。
上記環状の有機基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基（直鎖、分岐のいずれであっても良く、炭素数１〜１２が好ましい）、シクロアルキル基（単環、多環、スピロ環のいずれであっても良く、炭素数３〜２０が好ましい）、アリール基（炭素数６〜１４が好ましい）、ヒドロキシ基、シアノ基、アルコキシ基、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレイド基、エーテル結合、チオエーテル結合、スルホンアミド結合、スルホン酸エステル結合、及び、これらの結合及び基から選択される２種以上が組み合わされてなる基等が挙げられる。なお、環状の有機基を構成する炭素（環形成に寄与する炭素）はカルボニル炭素であっても良い。
ｘは０〜１２が好ましく、０〜４がより好ましく、０又は１が特に好ましい。
ｙは０〜８が好ましく、０〜４がより好ましい。
上記一般式（Ｉ）で表される基は、下記一般式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）で表される基であることがより好ましい。
一般式（ＩＩ）中、
Ｘｆは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも１つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基を表し、複数存在する場合のＲ３及びＲ４は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｌ２は、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬ２は同一でも異なっていてもよい。
Ｃｙは、環状の有機基を表す。
ｘ’は０〜２０の整数を表す。
ｙ’は０〜１０の整数を表す。
ｚ’は０〜１０の整数を表す。
但し１≦ｘ’＋ｙ’＋ｚ’である。
一般式（ＩＩＩ）中、
Ａｒは、アリール基を表し、Ｒ５以外にも置換基を有していてもよい。
Ｒ５は、炭化水素基を有する基を表す。
ｐは０以上の整数を表す。
一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）中、＊はスルホニル基との結合手を表す。
以下、一般式（ＩＩ）で表される基について詳述する。
Ｘｆのフッ素原子で置換されたアルキル基におけるアルキル基としては、好ましくは炭素数１〜１０であり、より好ましくは炭素数１〜４である。また、Ｘｆのフッ素原子で置換されたアルキル基は、パーフルオロアルキル基であることが好ましい。
Ｘｆとして、好ましくは、フッ素原子又は炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基である。Ｘｆの具体的としては、フッ素原子、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、Ｃ４Ｆ９、Ｃ５Ｆ１１、Ｃ６Ｆ１３、Ｃ７Ｆ１５、Ｃ８Ｆ１７、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２Ｃ４Ｆ９、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ４Ｆ９が挙げられ、中でもフッ素原子、ＣＦ３が好ましい。特に、双方のＸｆがフッ素原子であることが好ましい。
Ｒ３及びＲ４のアルキル基としては、前記Ｒ１及びＲ２におけるアルキル基と同様のものが挙げられる。
ｘ’は１〜１０の整数であることが好ましく、１〜５の整数であることがより好ましい。
ｙ’は０〜４の整数であることが好ましく、０であることがより好ましい。
ｚ’は０〜８の整数であることが好ましく、０〜４の整数であることがより好ましい。
Ｌ２の２価の連結基としては、特に限定されず、前記Ｌ１における連結基と同様のものが挙げられる。（なお、ｚ’はＬ２の繰り返し数を表す。）
Ｃｙの環状の有機基としては、前記一般式（Ｉ）におけるものと同様のものが挙げられる。
以下、一般式（ＩＩＩ）で表される基について詳述する。
一般式（ＩＩＩ）中、Ａｒのアリール基としては、炭素数６〜３０の芳香族環が好ましい。
具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、ペンタレン環、インデン環、アズレン環、ヘプタレン環、インデセン環、ペリレン環、ペンタセン環、アセタフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環、ナフタセン環、ペンタセン環、クリセン環、トリフェニレン環、インデン環、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、フェナジン環等が挙げられ、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
上記ＡｒはＲ５以外に置換基を有していてもよく、Ｒ５以外の置換基としては、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、水酸基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基等を挙げることができる。また、２以上の置換基を有する場合、少なくとも二つの置換基が互いに結合して環を形成してもよい。
Ｒ５としては、例えば、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、メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオキシ基等のアルキルチオキシ基、フェニルチオキシ基、ｐ−トリルチオキシ基等のアリールチオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基、ドデシル基、２―エチルヘキシル基等の直鎖アルキル基及び分岐アルキル基、ビニル基、プロペニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、アセチレン基、プロピニル基、ヘキシニル基等のアルキニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンゾイル基、アセチル基、トリル基等のアシル基等が挙げられる。
Ｒ５により表される、炭化水素基を有する基における炭化水素基としては、例えば非環式炭化水素基、又は環状脂肪族基が挙げられ、炭素原子数が３以上のものが好ましい。
Ｒ５としては、Ａｒに隣接する炭素原子が３級若しくは４級の炭素原子であることが好ましい。
Ｒ５としての非環式炭化水素基としては、イソプロピル基、ｔ―ブチル基、ｔ―ペンチル基、ネオペンチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、イソヘキシル基、３，３−ジメチルペンチル基、２−エチルヘキシル基等が挙げられる。非環式炭化水素基の有する炭素数の上限としては、好ましくは１２以下、更に好ましくは１０以下である。
Ｒ５としての環状脂肪族基としては、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボルニル基、カンフェニル基、デカヒドロナフチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、カンホロイル基、ジシクロヘキシル基、ピネニル基等が挙げられ、置換基を有していてもよい。環状脂肪族基の有する炭素数の上限としては、好ましくは１５以下、更に好ましくは１２以下である。
上記非環式炭化水素基又は環状脂肪族基が置換基を有している場合、その置換基としては、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原子、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、メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオキシ基等のアルキルチオキシ基、フェニルチオキシ基、ｐ−トリルチオキシ基等のアリールチオオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、アセトキシ基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基、ドデシル基、２―エチルヘキシル基等の直鎖アルキル基、及び分岐アルキル基、シクロヘキシル基等の環状アルキル基、ビニル基、プロペニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、アセチレン基、プロピニル基、ヘキシニル基等のアルキニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホン酸基、カルボニル基、シアノ基等が挙げられる。
Ｒ５としての環状脂肪族基又は非環式炭化水素基の具体例としては以下のものが挙げられる。＊は、Ａｒとの結合手を表す。
酸拡散抑制の観点から、上記の中でも下記構造がより好ましい。
ｐは０以上の整数を表し、その上限は化学的に可能な数であれば特に限定されない。酸の拡散抑制の観点から、ｐは通常０〜５、好ましくは１〜４、更に好ましくは２〜３、最も好ましくは３を表す。
Ｒ５は、酸拡散抑制の観点から、アリール環のスルホン酸基に対するｏ位に置換していることが好ましく、２つのｏ位を置換している構造であることがより好ましい。
一般式（ＩＩＩ）で表される基は、一態様において、下記一般式（ＢＩＩ）で表される基である。
式中、Ａは一般式（ＩＩＩ）におけるＲ５と同様であり、二つのＡは同一でも異なってもよい。Ｒ１〜Ｒ３は、各々独立に、水素原子、炭化水素基を有する基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基又はニトロ基を表す。炭化水素基を有する基の具体例としては、上記に例示した基と同様の基が挙げられる。
上記一般式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）で表される有機基は、一般式（ＩＩ）で表される有機基であり、かつ、ｘ’が１〜１０の整数であることがより好ましい。このような形態によれば、露光部において発生するスルホン酸が強酸となることから、感度をより向上させることができる。その結果、ＥＬ及びＤＯＦを更に向上できるとともに、ＬＷＲ及び残渣欠陥を更に低減できる。
一般式（Ｉ）で示される基の具体例を以下に示す。
また、化合物（Ｂ）は、ジスルホン誘導体としての下記一般式（Ｂ３）で表される化合物、又は、ジアゾスルホン誘導体としての下記一般式（Ｂ４）で表される化合物であっても良い。
上記一般式（Ｂ３）中、Ａｒ１及びＡｒ２は、各々独立して、アリール基を表す。
上記一般式（Ｂ４）中、Ｒａ１及びＲａ２は、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基を表す。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒａ１及びＲａ２としてのアリール基としては、上記一般式（Ｂ２）のＸ及びＹとしてのアリール基で説明したものを挙げることができる。
Ｒａ１及びＲａ２としてのアルキル基及びシクロアルキル基としては、それぞれ、上記一般式（Ｂ２）のＸ及びＹとしてのアルキル基及びシクロアルキル基で説明したものを挙げることができる。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒａ１及びＲａ２は、更に置換基と有していてもよく、このような更なる置換基としては、上記一般式（Ｂ２）のＸ及びＹの更なる置換基として説明したものを挙げることができる。
化合物（Ｂ）の分子量は、１００〜１５００であることが好ましく、２００〜１０００であることがより好ましい。
化合物（Ｂ）の具体例として、下記化合物を例示するがこれらに限定されるものではない。
化合物（Ｂ）は、１種類又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
化合物（Ｂ）のレジスト組成物中の含有率は、レジスト組成物の全固形分を基準として、０．１〜１５質量％が好ましく、より好ましくは、０．５〜１２質量％、更に好ましくは１〜１０質量％、特に好ましくは２．５〜７質量％である。
また、化合物（Ｂ）は、化合物（Ｂ）以外の酸発生剤（以下、化合物（Ｂ’）ともいう）と組み合わされて使用されても良い。
化合物（Ｂ’）としては、公知のものであれば特に限定されないが、好ましくは下記一般式（ＺＩ）又は（ＺＩＩ）で表される化合物を挙げることができる。
上記一般式（ＺＩ）において、
Ｒ２０１、Ｒ２０２及びＲ２０３は、各々独立に、有機基を表す。
Ｒ２０１、Ｒ２０２及びＲ２０３としての有機基の炭素数は、一般的に１〜３０、好ましくは１〜２０である。
また、Ｒ２０１〜Ｒ２０３のうち２つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。Ｒ２０１〜Ｒ２０３の内の２つが結合して形成する基としては、アルキレン基（例えば、ブチレン基、ペンチレン基）を挙げることができる。
Ｚ−は、非求核性アニオン（求核反応を起こす能力が著しく低いアニオン）を表す。
Ｚ−としては、例えば、スルホン酸アニオン（脂肪族スルホン酸アニオン、芳香族スルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンなど）、カルボン酸アニオン（脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族カルボン酸アニオン、アラルキルカルボン酸アニオンなど）、スルホニルイミドアニオン、ビス（アルキルスルホニル）イミドアニオン、トリス（アルキルスルホニル）メチドアニオン等を挙げられる。
脂肪族スルホン酸アニオン及び脂肪族カルボン酸アニオンにおける脂肪族部位は、アルキル基であってもシクロアルキル基であってもよく、好ましくは炭素数１〜３０の直鎖又は分岐のアルキル基及び炭素数３〜３０のシクロアルキル基が挙げられる。
芳香族スルホン酸アニオン及び芳香族カルボン酸アニオンにおける芳香族基としては、好ましくは炭素数６〜１４のアリール基、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等を挙げることができる。
上記で挙げたアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基は、置換基を有していてもよい。この具体例としては、ニトロ基、フッ素原子などのハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜１５）、シクロアルキル基（好ましくは炭素数３〜１５）、アリール基（好ましくは炭素数６〜１４）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜７）、アシル基（好ましくは炭素数２〜１２）、アルコキシカルボニルオキシ基（好ましくは炭素数２〜７）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜１５）、アルキルスルホニル基（好ましくは炭素数１〜１５）、アルキルイミノスルホニル基（好ましくは炭素数２〜１５）、アリールオキシスルホニル基（好ましくは炭素数６〜２０）、アルキルアリールオキシスルホニル基（好ましくは炭素数７〜２０）、シクロアルキルアリールオキシスルホニル基（好ましくは炭素数１０〜２０）、アルキルオキシアルキルオキシ基（好ましくは炭素数５〜２０）、シクロアルキルアルキルオキシアルキルオキシ基（好ましくは炭素数８〜２０）等を挙げることができる。各基が有するアリール基及び環構造については、置換基として更にアルキル基（好ましくは炭素数１〜１５）を挙げることができる。
アラルキルカルボン酸アニオンにおけるアラルキル基としては、好ましくは炭素数６〜１２のアラルキル基、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルブチル基等を挙げることができる。
スルホニルイミドアニオンとしては、例えば、サッカリンアニオンを挙げることができる。
ビス（アルキルスルホニル）イミドアニオン、トリス（アルキルスルホニル）メチドアニオンにおけるアルキル基は、炭素数１〜５のアルキル基が好ましい。これらのアルキル基の置換基としてはハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルオキシスルホニル基、アリールオキシスルホニル基、シクロアルキルアリールオキシスルホニル基等を挙げることができ、フッ素原子又はフッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。
その他のＺ−としては、例えば、フッ素化燐、フッ素化硼素、フッ素化アンチモン等を挙げることができる。
Ｚ−としては、スルホン酸の少なくともα位がフッ素原子で置換された脂肪族スルホン酸アニオン、フッ素原子又はフッ素原子を有する基で置換された芳香族スルホン酸アニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたビス（アルキルスルホニル）イミドアニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたトリス（アルキルスルホニル）メチドアニオンが好ましい。非求核性アニオンとして、より好ましくはパーフロロ脂肪族スルホン酸アニオン（更に好ましくは炭素数４〜８）、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸アニオン、更により好ましくはノナフロロブタンスルホン酸アニオン、パーフロロオクタンスルホン酸アニオン、ペンタフロロベンゼンスルホン酸アニオン、３，５−ビス（トリフロロメチル）ベンゼンスルホン酸アニオンである。
酸強度の観点からは、発生酸のｐＫａが−１以下であることが、感度向上のために好ましい。
Ｒ２０１、Ｒ２０２及びＲ２０３の有機基としては、アリール基（炭素数６〜１５が好ましい）、直鎖又は分岐のアルキル基（炭素数１〜１０が好ましい）、シクロアルキル基（炭素数３〜１５が好ましい）などが挙げられる。
Ｒ２０１、Ｒ２０２及びＲ２０３のうち、少なくとも１つがアリール基であることが好ましく、三つ全てがアリール基であることがより好ましい。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基などの他に、インドール残基、ピロール残基などのヘテロアリール基も可能である。これらアリール基は更に置換基を有していてもよい。その置換基としては、ニトロ基、フッ素原子などのハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜１５）、シクロアルキル基（好ましくは炭素数３〜１５）、アリール基（好ましくは炭素数６〜１４）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜７）、アシル基（好ましくは炭素数２〜１２）、アルコキシカルボニルオキシ基（好ましくは炭素数２〜７）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、Ｒ２０１、Ｒ２０２及びＲ２０３から選ばれる２つが、単結合又は連結基を介して結合していてもよい。連結基としてはアルキレン基（炭素数１〜３が好ましい）、−Ｏ−，−Ｓ−，−ＣＯ−，−ＳＯ２−などがあげられるが、これらに限定されるものではない。
Ｒ２０１、Ｒ２０２及びＲ２０３のうち、少なくとも１つがアリール基でない場合の好ましい構造としては、特開２００４−２３３６６１号公報の段落００４６，００４７、特開２００３−３５９４８号公報の段落００４０〜００４６、ＵＳ２００３／０２２４２８８Ａ１号明細書に式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７０）として例示されている化合物、ＵＳ２００３／００７７５４０Ａ１号明細書に式（ＩＡ−１）〜（ＩＡ−５４）、式（ＩＢ−１）〜（ＩＢ−２４）として例示されている化合物等のカチオン構造を挙げることができる。
一般式（ＺＩＩ）中、Ｒ２０４及びＲ２０５は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Ｒ２０４及びＲ２０５のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基としては、前述の化合物（ＺＩ）におけるＲ２０１〜Ｒ２０３のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基として説明したアリール基と同様である。
Ｒ２０４及びＲ２０５のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としても、前述の化合物（ＺＩ）におけるＲ２０１〜Ｒ２０３のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基が有していてもよいものが挙げられる。
Ｚ−は、非求核性アニオンを表し、一般式（ＺＩ）に於けるＺ−の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
化合物（Ｂ’）の中で、特に好ましい例を以下に挙げる。
酸発生剤（化合物（Ｂ）以外の酸発生剤が併用される場合、この酸発生剤の量も含む）の全量は、レジスト組成物の全固形分を基準として、０．１〜２０質量％が好ましく、０．５〜１７質量％がより好ましく、１〜１２質量％が更に好ましく、２．５〜９質量％が特に好ましい。
化合物（Ｂ）と化合物（Ｂ’）とを併用した場合の酸発生剤の使用量は、モル比（化合物（Ｂ）／化合物（Ｂ’））で、通常９９／１〜２０／８０、好ましくは９９／１〜４０／６０、更に好ましくは９９／１〜５０／５０である。
［３］（Ｃ）架橋剤
本発明においては、樹脂（Ａ）とともに、酸の作用により樹脂（Ａ）を架橋する化合物（以下、架橋剤と称する）を使用する。ここでは公知の架橋剤を有効に使用することができる。
架橋剤（Ｃ）は、樹脂（Ａ）を架橋しうる架橋性基を有している化合物であり、架橋性基としては、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基、ビニルエーテル基又はエポキシ基等を挙げることができる。架橋剤（Ｃ）はこのような架橋性基を２個以上有することが好ましい。
架橋剤（Ｃ）としては、好ましくは、メラミン系化合物、尿素系化合物、アルキレン尿素系化合物、又はグリコールウリル系化合物の架橋剤である。
好ましい架橋剤の例として、Ｎ−ヒドロキシメチル基、Ｎ−アルコキシメチル基、若しくはＮ−アシルオキシメチル基を有する化合物を挙げることができる。
Ｎ−ヒドロキシメチル基、Ｎ−アルコキシメチル基、若しくはＮ−アシルオキシメチル基を有する化合物としては、下記一般式（ＣＬＮＭ−１）で表される部分構造を２個以上（より好ましくは２〜８個）有する化合物が好ましい。
一般式（ＣＬＮＭ−１）に於いて、ＲＮＭ１は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はオキソアルキル基を表す。一般式（ＣＬＮＭ−１）に於ける、ＲＮＭ１のアルキル基は、炭素数１〜６の直鎖又は分岐のアルキル基が好ましい。ＲＮＭ１のシクロアルキル基は、炭素数５又は６のシクロアルキル基が好ましい。ＲＮＭ１のオキソアルキル基は、炭素数３〜６のオキソアルキル基が好ましく、例えば、β‐オキソプロピル基、β‐オキソブチル基、β‐オキソペンチル基、β‐オキソへキシル基等を挙げることができる。
一般式（ＣＬＮＭ−１）で表される部分構造を２個以上有する化合物のより好ましい態様として、下記一般式（ＣＬＮＭ−２）で表されるウレア系架橋剤、下記一般式（ＣＬＮＭ−３）で表されるアルキレンウレア系架橋剤、下記一般式（ＣＬＮＭ−４）で表されるグリコールウリル系架橋剤、下記一般式（ＣＬＮＭ−５）で表されるメラミン系架橋剤が挙げられる。
一般式（ＣＬＮＭ−２）に於いて、
ＲＮＭ１は、各々独立に、一般式（ＣＬＮＭ−１）に於ける、ＲＮＭ１と同様のものである。
ＲＮＭ２は、各々独立に、水素原子、アルキル基（炭素数１〜６が好ましい）、又はシクロアルキル基（炭素数５〜６が好ましい）を表す。
一般式（ＣＬＮＭ−２）で表されるウレア系架橋剤の具体例としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジ（メトキシメチル）ウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（エトキシメチル）ウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（プロポキシメチル）ウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（イソプロポキシメチル）ウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（ブトキシメチル）ウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（ｔ−ブトキシメチル）ウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（シクロヘキシルオキシメチル）ウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（シクロペンチルオキシメチル）ウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（アダマンチルオキシメチル）ウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（ノルボルニルオキシメチル）ウレア等が挙げられる。
一般式（ＣＬＮＭ−３）に於いて、
ＲＮＭ１は、各々独立に、一般式（ＣＬＮＭ−１）に於ける、ＲＮＭ１と同様のものである。
ＲＮＭ３は、各々独立に、水素原子、水酸基、直鎖又は分岐のアルキル基（炭素数１〜６が好ましい）、シクロアルキル基（炭素数５〜６が好ましい）、オキソアルキル基（炭素数３〜６が好ましい）、アルコキシ基（炭素数１〜６が好ましい）又はオキソアルコキシ基（炭素数１〜６が好ましい）を表す。
Ｇは、単結合、酸素原子、硫黄原子、アルキレン基（炭素数１〜３が好ましい）又はカルボニル基を表す。より具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、１−メチルエチレン基、ヒドロキシメチレン基、シアノメチレン基等が挙げられる。
一般式（ＣＬＮＭ−３）で表されるアルキレンウレア系架橋剤の具体例としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジ（メトキシメチル）−４，５−ジ（メトキシメチル）エチレンウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（エトキシメチル）−４，５−ジ（エトキシメチル）エチレンウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（プロポキシメチル）−４，５−ジ（プロポキシメチル）エチレンウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（イソプロポキシメチル）−４，５−ジ（イソプロポキシメチル）エチレンウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（ブトキシメチル）−４，５−ジ（ブトキシメチル）エチレンウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（ｔ−ブトキシメチル）−４，５−ジ（ｔ−ブトキシメチル）エチレンウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（シクロヘキシルオキシメチル）−４，５−ジ（シクロヘキシルオキシメチル）エチレンウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（シクロペンチルオキシメチル）−４，５−ジ（シクロペンチルオキシメチル）エチレンウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（アダマンチルオキシメチル）−４，５−ジ（アダマンチルオキシメチル）エチレンウレア、Ｎ，Ｎ−ジ（ノルボルニルオキシメチル）−４，５−ジ（ノルボルニルオキシメチル）エチレンウレア等が挙げられる。
一般式（ＣＬＮＭ−４）に於いて、
ＲＮＭ１は、各々独立に、一般式（ＣＬＮＭ−１）に於ける、ＲＮＭ１と同様のものである。
ＲＮＭ４は、各々独立に、水素原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基又はアルコキシ基を表す。
ＲＮＭ４のアルキル基（炭素数１〜６が好ましい）、シクロアルキル基（炭素数５又は６が好ましい）、アルコキシ基（炭素数１〜６が好ましい）として、より具体的には、メチル基、エチル基、ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
一般式（ＣＬＮＭ−４）で表されるグリコールウリル系架橋剤の具体例としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラ（メトキシメチル）グリコールウリル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラ（エトキシメチル）グリコールウリル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラ（プロポキシメチル）グリコールウリル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラ（イソプロポキシメチル）グリコールウリル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラ（ブトキシメチル）グリコールウリル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラ（ｔ−ブトキシメチル）グリコールウリル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラ（シクロヘキシルオキシメチル）グリコールウリル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラ（シクロペンチルオキシメチル）グリコールウリル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラ（アダマンチルオキシメチル）グリコールウリル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラ（ノルボルニルオキシメチル）グリコールウリル等が挙げられる。
一般式（ＣＬＮＭ−５）に於いて、
ＲＮＭ１は、各々独立に、一般式（ＣＬＮＭ−１）に於ける、ＲＮＭ１と同様のものである。
ＲＮＭ５は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又は下記一般式（ＣＬＮＭ−５´）で表される原子団を表す。
ＲＮＭ６は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又は下記一般式（ＣＬＮＭ−５´´）で表される原子団を表す。
一般式（ＣＬＮＭ−５´）において、
ＲＮＭ１は、一般式（ＣＬＮＭ−１）に於ける、ＲＮＭ１と同様のものである。
一般式（ＣＬＮＭ−５´´）において、
ＲＮＭ１は、一般式（ＣＬＮＭ−１）に於ける、ＲＮＭ１と同様のものであり、ＲＮＭ５は、一般式（ＣＬＮＭ−５）に於けるＲＮＭ５と同様のものである。
ＲＮＭ５及びＲＮＭ６のアルキル基（炭素数１〜６が好ましい）、シクロアルキル基（炭素数５又は６が好ましい）、アリール基（炭素数６〜１０が好ましい）として、より具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ‐ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
一般式（ＣＬＮＭ−５）で表されるメラミン系架橋剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（メトキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（エトキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（プロポキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（イソプロポキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（ブトキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（ｔ−ブトキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（シクロヘキシルオキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（シクロペンチルオキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（アダマンチルオキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（ノルボルニルオキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（メトキシメチル）アセトグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（エトキシメチル）アセトグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（プロポキシメチル）アセトグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（イソプロポキシメチル）アセトグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（ブトキシメチル）アセトグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（ｔ−ブトキシメチル）アセトグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（メトキシメチル）ベンゾグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（エトキシメチル）ベンゾグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（プロポキシメチル）ベンゾグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（イソプロポキシメチル）ベンゾグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（ブトキシメチル）ベンゾグアナミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ヘキサ（ｔ−ブトキシメチル）ベンゾグアナミン、等が挙げられる。
一般式（ＣＬＮＭ−１）〜（ＣＬＮＭ−５）に於ける、ＲＮＭ１〜ＲＮＭ６で表される基は、更に置換基を有してもよい。ＲＮＭ１〜ＲＮＭ６が有してもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、シクロアルキル基（好ましくは炭素数３〜２０）、アリール基（好ましくは炭素数６〜１４）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜２０）、シクロアルコキシ基（好ましくは炭素数４〜２０）、アシル基（好ましくは炭素数２〜２０）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜２０）等を挙げることができる。
架橋剤（Ｃ）は、分子内にベンゼン環を有するフェノール化合物であってもよい。
フェノール化合物としては、分子量が１２００以下、分子内にベンゼン環を３〜５個含み、更にヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基を合わせて２個以上有し、そのヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基を少なくともいずれかのベンゼン環に集中させ、あるいは振り分けて結合してなるフェノール誘導体が好ましい。このようなフェノール誘導体を用いることにより、本発明の効果をより顕著にすることができる。ベンゼン環に結合するアルコキシメチル基としては、炭素数６個以下のものが好ましい。具体的にはメトキシメチル基、エトキシメチル基、ｎ−プロポキシメチル基、ｉ−プロポキシメチル基、ｎ−ブトキシメチル基、ｉ−ブトキシメチル基、ｓｅｃ−ブトキシメチル基、ｔ−ブトキシメチル基が好ましい。更に、２−メトキシエトキシ基及び、２−メトキシ−１−プロピル基の様に、アルコキシ置換されたアルコキシ基も好ましい。
フェノール化合物としては分子内にベンゼン環を２個以上有するフェノール化合物であることがより好ましく、また、窒素原子を含まないフェノール化合物であることが好ましい。
具体的には、樹脂（Ａ）を架橋しうる架橋性基を１分子あたり２〜８個有するフェノール化合物であることが好ましく、架橋性基を３〜６個有することがより好ましい。
これらのフェノール誘導体の内、特に好ましいものを以下に挙げる。式中、Ｌ１〜Ｌ８は架橋性基を示し、同じであっても異なっていてもよく、架橋性基としては好ましくはヒドロキシメチル基、メトキシメチル基又はエトキシメチル基を示す。
フェノール化合物は、市販されているものを用いることもでき、また公知の方法で合成することもできる。例えば、ヒドロキシメチル基を有するフェノール誘導体は、対応するヒドロキシメチル基を有さないフェノール化合物（上記式においてＬ１〜Ｌ８が水素原子である化合物）とホルムアルデヒドを塩基触媒下で反応させることによって得ることができる。この際、樹脂化やゲル化を防ぐために、反応温度を６０℃以下で行うことが好ましい。具体的には、特開平６−２８２０６７号、特開平７−６４２８５号等に記載されている方法にて合成することができる。
アルコキシメチル基を有するフェノール誘導体は、対応するヒドロキシメチル基を有するフェノール誘導体とアルコールを酸触媒下で反応させることによって得ることができる。この際、樹脂化やゲル化を防ぐために、反応温度を１００℃以下で行うことが好ましい。具体的には、ＥＰ６３２００３Ａ１等に記載されている方法にて合成することができる。このようにして合成されたヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基を有するフェノール誘導体は、保存時の安定性の点で好ましいが、アルコキシメチル基を有するフェノール誘導体は保存時の安定性の観点から特に好ましい。ヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基を合わせて２個以上有し、いずれかのベンゼン環に集中させ、あるいは振り分けて結合してなるこのようなフェノール誘導体は、単独で使用してもよく、また２種以上を組み合わせて使用してもよい。
架橋剤（Ｃ）は、分子内にエポキシ基を有するエポキシ化合物であってもよい。
エポキシ化合物としては、下記一般式（ＥＰ２）で表される化合物が挙げられる。
式（ＥＰ２）中、
ＲＥＰ１〜ＲＥＰ３は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表し、該アルキル基及びシクロアルキル基は置換基を有していてもよい。またＲＥＰ１とＲＥＰ２、ＲＥＰ２とＲＥＰ３は、互いに結合して環構造を形成していてもよい。
アルキル基及びシクロアルキル基が有していてもよい置換基としては例えば、ヒドロキシル基、シアノ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルチオ基、アルキルスルホン基、アルキルスルホニル基、アルキルアミノ基、アルキルアミド基、などが挙げられる。
ＱＥＰは単結合若しくはｎＥＰ価の有機基を表す。ＲＥＰ１〜ＲＥＰ３は、これら同士だけでなくＱＥＰとも結合して環構造を形成していても良い。
ｎＥＰは２以上の整数を表し、好ましくは２〜１０、更に好ましくは２〜６である。但しＱＥＰが単結合の場合、ｎＥＰは２である。
ＱＥＰがｎＥＰ価の有機基の場合、鎖状若しくは環状の飽和炭化水素構造（炭素数２〜２０が好ましい）若しくは芳香環構造（炭素数６〜３０が好ましい）、又はこれらがエーテル、エステル、アミド、スルホンアミド等の構造で連結された構造などが好ましい。
以下にエポキシ構造を有する化合物の具体例を例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明において、架橋剤は単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
架橋剤のレジスト組成物中の含有率は、レジスト組成物の全固形分を基準として、３〜１５質量％が好ましく、より好ましくは４〜１２質量％、更に好ましくは５〜１０質量％である。
［４］（Ｄ）溶剤
本発明におけるレジスト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。
これらの溶剤の具体例は、米国特許出願公開２００８／０１８７８６０号明細書［０４４１］〜［０４５５］に記載のものを挙げることができる。
本発明においては、有機溶剤として構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。
水酸基を含有する溶剤、水酸基を含有しない溶剤としては前述の例示化合物が適宜選択可能であるが、水酸基を含有する溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキル等が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ、別名１−メトキシ−２−プロパノール）、乳酸エチルがより好ましい。また、水酸基を含有しない溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、アルキルアルコキシプロピオネート、環を含有しても良いモノケトン化合物、環状ラクトン、酢酸アルキルなどが好ましく、これらの内でもプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ、別名１−メトキシ−２−アセトキシプロパン）、エチル−３−エトキシプロピオネート（ＥＥＰ）、２−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、２−ヘプタノンが最も好ましい。
水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有しない溶剤との混合比（質量）は、１／９９〜９９／１、好ましくは１０／９０〜９０／１０、更に好ましくは２０／８０〜６０／４０である。水酸基を含有しない溶剤を５０質量％以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特に好ましい。
溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含むことが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート単独溶媒、又は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する２種類以上の混合溶剤であることが好ましい。
［５］（Ｅ）疎水性樹脂
本発明のレジスト組成物は、特に液浸露光に適用する際、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疎水性樹脂（以下、「疎水性樹脂（Ｅ）」又は単に「樹脂（Ｅ）」ともいう）を含有してもよい。これにより、膜表層に疎水性樹脂（Ｅ）が偏在化し、液浸媒体が水の場合、水に対するレジスト膜表面の静的／動的な接触角を向上させ、液浸水追随性を向上させることができる。
疎水性樹脂（Ｅ）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。
疎水性樹脂は、典型的には、フッ素原子及び／又は珪素原子を含んでいる。疎水性樹脂（Ｅ）に於けるフッ素原子及び／又は珪素原子は、樹脂の主鎖中に含まれていてもよく、側鎖中に含まれていてもよい。
疎水性樹脂（Ｅ）がフッ素原子を含んでいる場合、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、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。
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。
一般式（Ｆ２）〜（Ｆ４）中、
Ｒ５７〜Ｒ６８は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基（直鎖若しくは分岐）を表す。但し、Ｒ５７〜Ｒ６１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、それぞれ独立に、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。
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（ＣＦ３）２ＯＨ、−Ｃ（Ｃ２Ｆ５）２ＯＨ、−Ｃ（ＣＦ３）（ＣＨ３）ＯＨ、−ＣＨ（ＣＦ３）ＯＨ等が挙げられ、−Ｃ（ＣＦ３）２ＯＨが好ましい。
フッ素原子を含む部分構造は、主鎖に直接結合しても良く、更に、アルキレン基、フェニレン基、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合及びウレイレン結合よりなる群から選択される基、或いはこれらの２つ以上を組み合わせた基を介して主鎖に結合しても良い。
フッ素原子を有する好適な繰り返し単位としては、以下に示すものが挙げられる。
式中、Ｒ１０及びＲ１１は、各々独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。該アルキル基は、好ましくは炭素数１〜４の直鎖又は分岐のアルキル基であり、置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基としては特にフッ素化アルキル基を挙げることができる。
Ｗ３〜Ｗ６は、各々独立に、少なくとも１つ以上のフッ素原子を含有する有機基を表す。具体的には前記（Ｆ２）〜（Ｆ４）の原子団が挙げられる。
また、疎水性樹脂（Ｅ）は、これら以外にも、フッ素原子を有する繰り返し単位として下記に示すような単位を有していてもよい。
式中、Ｒ４〜Ｒ７は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、又はアルキル基を表す。該アルキル基は、好ましくは炭素数１〜４の直鎖又は分岐のアルキル基であり、置換基を有していてもよく、置換基を有するアルキル基としては特にフッ素化アルキル基を挙げることができる。
ただし、Ｒ４〜Ｒ７の少なくとも１つはフッ素原子を表す。Ｒ４とＲ５若しくはＲ６とＲ７は環を形成していてもよい。
Ｗ２は、少なくとも１つのフッ素原子を含有する有機基を表す。具体的には前記（Ｆ２）〜（Ｆ４）の原子団が挙げられる。
Ｌ２は、単結合、或いは２価の連結基を示す。２価の連結基としては、置換又は無置換のアリーレン基、置換又は無置換のアルキレン基、置換又は無置換のシクロアルキレン基、−Ｏ−、−ＳＯ２−、−ＣＯ−、−Ｎ（Ｒ）−（式中、Ｒは水素原子又はアルキルを表す）、−ＮＨＳＯ２−又はこれらの複数を組み合わせた２価の連結基を示す。
Ｑは脂環式構造を表す。脂環式構造は置換基を有していてもよく、単環型でもよく、多環型でもよく、多環型の場合は有橋式であってもよい。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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロブチル基、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５以上のビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができ、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、ジシクロペンチル基、トリシクロデカニル基、テトシクロドデシ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。Ｑとして特に好ましくはノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトシクロドデシル基等を挙げることができる。
以下、フッ素原子を有する繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
具体例中、Ｘ１は、水素原子、−ＣＨ３、−Ｆ又は−ＣＦ３を表す。Ｘ２は、−Ｆ又は−ＣＦ３を表す。
疎水性樹脂（Ｅ）は、珪素原子を含有してもよい。珪素原子を有する部分構造として、アルキルシリル構造（好ましくはトリアルキルシリル基）、又は環状シロキサン構造を有する樹脂であることが好ましい。
アルキルシリル構造、又は環状シロキサン構造としては、具体的には、下記一般式（ＣＳ−１）〜（ＣＳ−３）で表される基などが挙げられる。
一般式（ＣＳ−１）〜（ＣＳ−３）に於いて、
Ｒ１２〜Ｒ２６は、各々独立に、直鎖若しくは分岐アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０）又はシクロアルキル基（好ましくは炭素数３〜２０）を表す。
Ｌ３〜Ｌ５は、単結合又は２価の連結基を表す。２価の連結基としては、アルキレン基、フェニレン基、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びウレア結合よりなる群から選択される単独或いは２つ以上の組み合わせ（好ましくは総炭素数１２以下）が挙げられる。
ｎは、１〜５の整数を表す。ｎは、好ましくは、２〜４の整数である。
以下、一般式（ＣＳ−１）〜（ＣＳ−３）で表される基を有する繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。なお、具体例中、Ｘ１は、水素原子、−ＣＨ３、−Ｆ又は−ＣＦ３を表す。
更に、疎水性樹脂（Ｅ）は、下記（ｘ）〜（ｚ）の群から選ばれる基を少なくとも１つを有していてもよい。
（ｘ）酸基
（ｙ）ラクトン構造を有する基、酸無水物基、又は酸イミド基
（ｚ）酸の作用により分解する基
酸基（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。
好ましい酸基としては、フッ素化アルコール基（好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール）、スルホンイミド基、ビス（カルボニル）メチレン基が挙げられる。
酸基（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、酸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酸基が結合している繰り返し単位などが挙げられ、更には酸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。酸基（ｘ）を有する繰り返し単位が、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有していても良い。
酸基（ｘ）を有する繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂（Ｅ）中の全繰り返し単位に対し、１〜５０モル％が好ましく、より好ましくは３〜３５モル％、更に好ましくは５〜２０モル％である。
酸基（ｘ）を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。式中、Ｒｘは水素原子、ＣＨ３、ＣＦ３、又は、ＣＨ２ＯＨを表す。
ラクトン構造を有する基、酸無水物基、又は酸イミド基（ｙ）としては、ラクトン構造を有する基が特に好ましい。
これらの基を含んだ繰り返し単位は、例えば、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルによる繰り返し単位等の、樹脂の主鎖に直接この基が結合している繰り返し単位である。或いは、この繰り返し単位は、この基が連結基を介して樹脂の主鎖に結合している繰り返し単位であってもよい。或いは、この繰り返し単位は、この基を有する重合開始剤又は連鎖移動剤を重合時に用いて、樹脂の末端に導入されていてもよい。
ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、例えば、先に（Ａ）酸分解性樹脂の項で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が挙げられる。
該ラクトン構造を有する基としてより好ましくは、下記一般式（ＫＡ−１）により表される部分構造を有するものである。この構造を有することにより、液浸液の後退接触角の向上などが期待される。
一般式（ＫＡ−１）中、
Ｚｋａ１は、アルキル基、シクロアルキル基、エーテル基、ヒドロキシ基、アミド基、アリール基、ラクトン環基、又は電子求引性基を表す。ｎｋａが２以上の場合、複数のＺｋａ１は、同じでもあっても、異なっていてもよく、複数のＺｋａ１が互いに結合して、環を形成していてもよい。この環としては、例えば、シクロアルキル環、並びに、環状エーテル環及びラクトン環等のヘテロ環が挙げられる。
ｎｋａは０〜１０の整数を表す。ｎｋａは、好ましくは０〜８であり、より好ましくは０〜５であり、更に好ましくは１〜４であり、特に好ましくは１〜３である。
なお、一般式（ＫＡ−１）により表される構造は、樹脂の主鎖、側鎖、末端などに存在する部分構造であり、この構造中に含まれる少なくとも１つの水素原子を除いてなる１価以上の置換基として存在する。
Ｚｋａ１は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、エーテル基、ヒドロキシ基又は電子求引性基であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又は電子求引性基である。なお、エーテル基としては、アルキルエーテル基又はシクロアルキルエーテル基が好ましい。
Ｚｋａ１のアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルキル基は、置換基を更に有していてもよい。
Ｚｋａ１のアルキル基は、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、ｉ−ブチル基及びｔ−ブチル基等の炭素数が１〜４のものであることが好ましい。
Ｚｋａ１のシクロアルキル基は、単環型であってもよく、多環型であってもよい。後者の場合、シクロアルキル基は、有橋式であってもよい。即ち、この場合、シクロアルキル基は、橋かけ構造を有していてもよい。なお、シクロアルキル基中の炭素原子の一部は、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。
単環型のシクロアルキル基としては、炭素数が３〜８のものが好ましく、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、シクロヘキシル基及びシクロオクチル基が挙げられる。
多環型のシクロアルキル基としては、例えば、炭素数が５以上のビシクロ、トリシクロ又はテトラシクロ構造を有する基が挙げられる。この多環型のシクロアルキル基は、炭素数が６〜２０であることが好ましく、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、テトシクロドデシル基及びアンドロスタニル基が挙げられる。
これら構造は、置換基を更に有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシ基、及びアルコキシカルボニル基が挙げられる。
置換基としてのアルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基及びブチル基等の低級アルキル基であることが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基及びイソプロピル基であることが更に好ましい。
置換基としてのアルコキシ基は、好ましくはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基及びブトキシ基等の炭素数が１〜４のものが挙げられる。
これら置換基としてのアルキル基及びアルコキシ基は、更なる置換基を有していてもよい。この更なる置換基としては、例えば、水酸基、ハロゲン原子及びアルコキシ基（好ましくは炭素数１〜４）が挙げられる。
Ｚｋａ１のアリール基としては、例えば、フェニル基及びナフチル基が挙げられる。
Ｚｋａ１のアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基が更に有し得る置換基としては、例えば、水酸基；ハロゲン原子；ニトロ基；シアノ基；上記のアルキル基；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、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基及びｔ−ブトキシ基等のアルコキシ基；メトキシカルボニル基及びエトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基；ベンジル基、フェネチル基及びクミル基等のアラルキル基；アラルキルオキシ基；ホルミル基、アセチル基、ブチリル基、ベンゾイル基、シアナミル基及びバレリル基等のアシル基；ブチリルオキシ基等のアシロキシ基；アルケニル基；ビニルオキシ基、プロペニルオキシ基、アリルオキシ基及びブテニルオキシ基等のアルケニルオキシ基；上記のアリール基；フェノキシ基等のアリールオキシ基；並びに、ベンゾイルオキシ基等のアリールオキシカルボニル基が挙げられる。
Ｚｋａ１の電子求引性基としては、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、オキシ基、カルボニル基、カルボニルオキシ基、オキシカルボニル基、ニトリル基、ニトロ基、スルホニル基、スルフィニル基、−Ｃ（Ｒｆ１）（Ｒｆ２）−Ｒｆ３により表されるハロ（シクロ）アルキル基、ハロアリール基、及びこれらの組み合わせが挙げられる。なお、「ハロ（シクロ）アルキル基」とは、少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子で置換された（シクロ）アルキル基を意味している。
Ｚｋａ１の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る。これらのうち、フッ素原子が特に好ましい。
−Ｃ（Ｒｆ１）（Ｒｆ２）−Ｒｆ３により表されるハロ（シクロ）アルキル基において、Ｒｆ１は、ハロゲン原子、パーハロアルキル基、パーシクロハロアルキル基、又はパーハロアリール基を表す。このＲｆ１は、フッ素原子、パーフルオロアルキル基又はパーフルオロシクロアルキル基であることがより好ましく、フッ素原子又はトリフルオロメチル基であることが更に好ましい。
−Ｃ（Ｒｆ１）（Ｒｆ２）−Ｒｆ３により表されるハロ（シクロ）アルキル基において、Ｒｆ２及びＲｆ３は、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子又は有機基を表す。この有機基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基及びアルコキシ基が挙げられる。これら基は、ハロゲン原子等の置換基を更に有していてもよい。
Ｒｆ１〜Ｒｆ３のうち少なくとも２つは、互いに結合して、環を形成していてもよい。この環としては、例えば、シクロアルキル環、ハロシクロアルキル環、アリール環、及びハロアリール環が挙げられる。
Ｒｆ１〜Ｒｆ３のアルキル基及びハロアルキル基としては、例えば、先にＺｋａ１について説明したアルキル基、及び、これらアルキル基の水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子により置換された基が挙げられる。
上記のハロシクロアルキル基及びハロアリール基としては、例えば、先にＺｋａ１について説明したシクロアルキル基及びアリール基の水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子により置換された基が挙げられる。このハロシクロアルキル基及びハロアリール基としては、より好ましくは、−Ｃ（ｎ）Ｆ（２ｎ−２）Ｈにより表されるフルオロシクロアルキル基、及びパーフルオロアリール基などが挙げられる。ここで、炭素数ｎの範囲に特に制限はないが、ｎは５〜１３の整数であることが好ましく、ｎは６であることが特に好ましい。
Ｒｆ２は、Ｒｆ１と同一の基であるか、又は、Ｒｆ３と結合して環を形成していることがより好ましい。
上記の電子求引性基は、ハロゲン原子、ハロ（シクロ）アルキル基又はハロアリール基であることが特に好ましい。
上記の電子求引性基は、フッ素原子の一部がフッ素原子以外の電子求引性基で置換されていてもよい。
なお、電子求引性基が２価以上の基である場合、残りの結合手は、任意の原子又は置換基との結合に供される。この場合、上記の部分構造は、更なる置換基を介して疎水性樹脂の主鎖に結合していてもよい。
上記一般式（ＫＡ−１）で表されるもののうち、更に、以下の一般式（ＫＹ−１）で表されるものが好ましい。
（ＫＹ−１）
式（ＫＹ−１）中、
Ｒｋｙ６〜Ｒｋｙ１０は、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、カルボニル基、カルボニルオキシ基、オキシカルボニル基、エーテル基、ヒドロキシ基、シアノ基、アミド基、又はアリール基を表す。Ｒｋｙ６〜Ｒｋｙ１０のうち少なくとも２つが互いに結合して、環を形成していてもよい。
Ｒｋｙ５は、電子求引性基を表す。電子求引性基としては、上記一般式（ＫＡ−１）におけるＺｋａ１と同様のものが挙げられる。この電子求引性基は、好ましくは、ハロゲン原子、前記−Ｃ（Ｒｆ１）（Ｒｆ２）−Ｒｆ３により表されるハロ（シクロ）アルキル基、又はハロアリール基であり、これらの具体例は上記一般式（ＫＡ−１）における具体例と同様である。
ｎｋｂは、０又は１を表す。
Ｒｋｂ１、Ｒｋｂ２は、各々独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又は電子求引性基を表す。これら原子団として具体的には、上記一般式（ＫＡ−１）におけるＺｋａ１と同様のものが挙げられる。
一般式（ＫＹ−１）により表される構造は、下記一般式（ＫＹ−１−１）により表される構造であることがより好ましい。
（ＫＹ―１−１）
式（ＫＹ−１−１）中、Ｚｋａ１及びｎｋａの各々は、上記一般式（ＫＡ−１）におけるものと同義である。Ｒｋｙ５、Ｒｋｂ１、Ｒｋｂ２及びｎｋｂの各々は、上記一般式（ＫＹ−１）におけるものと同義である。
Ｌｋｙは、アルキレン基、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｌｋｙのアルキレン基としては、例えば、メチレン基及びエチレン基が挙げられる。Ｌｋｙは、酸素原子又はメチレン基であることが好ましく、メチレン基であることがより好ましい。
Ｌｓは、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合又はウレア結合を表し、複数ある場合は、同じでも異なっていてもよい。
Ｒｓは、ｎｓが２以上の場合には各々独立に、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。ｎｓが２以上の場合、複数のＲｓは、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
ｎｓは、−（Ｒｓ−Ｌｓ）−により表される連結基の繰り返し数であり、０〜５の整数を表す。
一般式（ＫＡ−１）で表される構造を有する繰り返し単位の好ましい具体例を以下に示すが、これに限定されない。Ｒａは水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を表す。
ラクトン構造を有する基、酸無水物基、又は酸イミド基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を基準として、１〜１００モル％であることが好ましく、３〜９８モル％であることがより好ましく、５〜９５モル％であることが更に好ましい。
疎水性樹脂（Ｅ）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（Ａ）で挙げた酸分解性基を有する繰り返し単位と同様のものが挙げられる。酸の作用により分解する基（ｚ）を有する繰り返し単位が、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有していても良い。疎水性樹脂（Ｅ）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、樹脂（Ｅ）中の全繰り返し単位に対し、１〜８０モル％が好ましく、より好ましくは１０〜８０モル％、更に好ましくは２０〜６０モル％である。
疎水性樹脂（Ｅ）は、更に、下記一般式（ＩＩＩ）で表される繰り返し単位を有していてもよい。
一般式（ＩＩＩ）に於いて、
Ｒｃ３１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−ＣＨ２−Ｏ−Ｒａｃ２基を表す。式中、Ｒａｃ２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。
Ｒｃ３２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。これら基はフッ素原子、珪素原子を含む基で置換されていても良い。
Ｌｃ３は、単結合又は２価の連結基を表す。
一般式（ＩＩＩ）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。
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。
アルケニル基は、炭素数３〜２０のアルケニル基が好ましい。
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。
アリール基は、炭素数６〜２０のフェニル基、ナフチル基が好ましく、これらは置換基を有していてもよい。
Ｒｃ３２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。
Ｌｃ３の２価の連結基は、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、エステル結合（−ＣＯＯ−で表される基）が好ましい。
一般式（ＩＩＩ）により表され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を基準として、１〜１００モル％であることが好ましく、１０〜９０モル％であることがより好ましく、３０〜７０モル％であることが更に好ましい。
疎水性樹脂（Ｅ）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。
式（ＣＩＩ−ＡＢ）中、
Ｒｃ１１’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。
Ｚｃ’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。
一般式（ＣＩＩ−ＡＢ）により表され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を基準として、１〜１００モル％であることが好ましく、１０〜９０モル％であることがより好ましく、３０〜７０モル％であることが更に好ましい。
以下に一般式（ＩＩＩ）、（ＣＩＩ−ＡＢ）で表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、Ｒａは、Ｈ、ＣＨ３、ＣＨ２ＯＨ、ＣＦ３又はＣＮを表す。
疎水性樹脂（Ｅ）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（Ｅ）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（Ｅ）中１０〜１００モル％であることが好ましく、３０〜１００モル％であることがより好ましい。
疎水性樹脂（Ｅ）が珪素原子を有する場合、珪素原子の含有量は、疎水性樹脂（Ｅ）の重量平均分子量に対し、２〜５０質量％であることが好ましく、２〜３０質量％であることがより好ましい。また、珪素原子を含む繰り返し単位は、疎水性樹脂（Ｅ）中１０〜１００モル％であることが好ましく、２０〜１００モル％であることがより好ましい。
疎水性樹脂（Ｅ）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（Ｅ）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（Ｅ）の組成物中の含有率は、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。
疎水性樹脂（Ｅ）は、樹脂（Ａ）同様、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が０．０１〜５質量％であることが好ましく、より好ましくは０．０１〜３質量％、０．０５〜１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。
疎水性樹脂（Ｅ）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）合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種及び開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を１〜１０時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。
反応溶媒、重合開始剤、反応条件（温度、濃度等）、及び、反応後の精製方法は、樹脂（Ａ）で説明した内容と同様であるが、疎水性樹脂（Ｅ）の合成においては、反応の濃度が３０〜５０質量％であることが好ましい。
以下に疎水性樹脂（Ｅ）の具体例を示す。また、下記表１及び表２に、各樹脂における繰り返し単位のモル比（各繰り返し単位と左から順に対応）、重量平均分子量、分散度を示す。
［６］（Ｆ）塩基性化合物
本発明のレジスト組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、（Ｆ）塩基性化合物を含有することが好ましい。
塩基性化合物としては、好ましくは、下記式（Ａ）〜（Ｅ）で示される構造を有する化合物を挙げることができる。
一般式（Ａ）と（Ｅ）において、
Ｒ２００、Ｒ２０１及びＲ２０２は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基
（好ましくは炭素数１〜２０）、シクロアルキル基（好ましくは炭素数３〜２０）又はアリール基（炭素数６〜２０）を表し、ここで、Ｒ２０１とＲ２０２は、互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ２０３、Ｒ２０４、Ｒ２０５及びＲ２０６は、同一でも異なってもよく、炭素数１〜２０個のアルキル基を表す。
上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数１〜２０のアミノアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基又は炭素数１〜２０のシアノアルキル基が好ましい。
これら一般式（Ａ）と（Ｅ）中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
好ましい化合物として、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、ピペリジン等を挙げることができ、更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び／又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び／又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。
イミダゾール構造を有する化合物としては、イミダゾール、２、４、５−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、２−フェニルベンズイミダゾール等が挙げられる。ジアザビシクロ構造を有する化合物としては、１、４−ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン、１、５−ジアザビシクロ［４，３，０］ノナ−５−エン、１、８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデカー７−エン等が挙げられる。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としては、トリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、２−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス（ｔ−ブチルフェニル）スルホニウムヒドロキシド、ビス（ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、２−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシド等が挙げられる。オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としては、オニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタンー１−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等が挙げられる。トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ（ｎ−ブチル）アミン、トリ（ｎ−オクチル）アミン等を挙げることができる。アニリン構造を有する化合物としては、２，６−ジイソプロピルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジヘキシルアニリン等を挙げることができる。水酸基及び／又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス（メトキシエトキシエチル）アミン、Ｎ−フェニルジエタノールアミン等を挙げることができる。水酸基及び／又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アニリン等を挙げることができる。
好ましい塩基性化合物として、更に、フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物、スルホン酸エステル基を有するアミン化合物及びスルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物を挙げることができる。
前記フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物、スルホン酸エステル基を有するアミン化合物及びスルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物は、少なくとも１つのアルキル基が窒素原子に結合していることが好ましい。また、前記アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に１つ以上、好ましくは３〜９個、更に好ましくは４〜６個である。オキシアルキレン基の中でも−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ−若しくは−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−の構造が好ましい。
前記フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物、スルホン酸エステル基を有するアミン化合物及びスルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物の具体例としては、米国特許出願公開２００７／０２２４５３９号明細書の［００６６］に例示されている化合物（Ｃ１−１）〜（Ｃ３−３）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの塩基性化合物は、単独であるいは２種以上一緒に用いられる。
塩基性化合物の使用量は、レジスト組成物の固形分を基準として、通常、０．００１〜１０質量％、好ましくは０．０１〜５質量％である。
酸発生剤と塩基性化合物の組成物中の使用割合は、酸発生剤／塩基性化合物（モル比）＝２．５〜３００であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が２．５以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時での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／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。
［７］（Ｇ）界面活性剤
本発明のレジスト組成物は、更に界面活性剤を含有してもしなくても良く、含有する場合、フッ素及び／又はシリコン系界面活性剤（フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤）のいずれか、あるいは２種以上を含有することがより好ましい。
本発明のレジスト組成物が界面活性剤を含有することにより、２５０ｎｍ以下、特に２２０ｎｍ以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。
フッ素系及び／又はシリコン系界面活性剤として、米国特許出願公開第２００８／０２４８４２５号明細書の［０２７６］に記載の界面活性剤が挙げられ、例えばエフトップＥＦ３０１、ＥＦ３０３、（新秋田化成（株）製）、フロラードＦＣ４３０、４３１、４４３０（住友スリーエム（株）製）、メガファックＦ１７１、Ｆ１７３、Ｆ１７６、Ｆ１８９、Ｆ１１３、Ｆ１１０、Ｆ１７７、Ｆ１２０、Ｒ０８（大日本インキ化学工業（株）製）、サーフロンＳ−３８２、ＳＣ１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６（旭硝子（株）製）、トロイゾルＳ−３６６（トロイケミカル（株）製）、ＧＦ−３００、ＧＦ−１５０（東亜合成化学（株）製）、サーフロンＳ−３９３（セイミケミカル（株）製）、エフトップＥＦ１２１、ＥＦ１２２Ａ、ＥＦ１２２Ｂ、ＲＦ１２２Ｃ、ＥＦ１２５Ｍ、ＥＦ１３５Ｍ、ＥＦ３５１、ＥＦ３５２、ＥＦ８０１、ＥＦ８０２、ＥＦ６０１（（株）ジェムコ製）、ＰＦ６３６、ＰＦ６５６、ＰＦ６３２０、ＰＦ６５２０（ＯＭＮＯＶＡ社製）、ＦＴＸ−２０４Ｇ、２０８Ｇ、２１８Ｇ、２３０Ｇ、２０４Ｄ、２０８Ｄ、２１２Ｄ、２１８Ｄ、２２２Ｄ（（株）ネオス製）等である。またポリシロキサンポリマーＫＰ−３４１（信越化学工業（株）製）もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法（テロマー法ともいわれる）若しくはオリゴメリゼーション法（オリゴマー法ともいわれる）により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開２００２−９０９９１号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
上記に該当する界面活性剤として、メガファックＦ１７８、Ｆ−４７０、Ｆ−４７３、Ｆ−４７５、Ｆ−４７６、Ｆ−４７２（大日本インキ化学工業（株）製）、Ｃ６Ｆ１３基を有するアクリレート（又はメタクリレート）と（ポリ（オキシアルキレン））アクリレート（又はメタクリレート）との共重合体、Ｃ３Ｆ７基を有するアクリレート（又はメタクリレート）と（ポリ（オキシエチレン））アクリレート（又はメタクリレート）と（ポリ（オキシプロピレン））アクリレート（又はメタクリレート）との共重合体等を挙げることができる。
また、本発明では、米国特許出願公開第２００８／０２４８４２５号明細書の［０２８０］に記載の、フッ素系及び／又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。
これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、いくつかの組み合わせで使用してもよい。
レジスト組成物が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の使用量は、レジスト組成物全量（溶剤を除く）に対して、好ましくは０．０００１〜２質量％、より好ましくは０．０００５〜１質量％である。
一方、界面活性剤の添加量を、レジスト組成物全量（溶剤を除く）に対して、１０ｐｐｍ以下とすることで、疎水性樹脂の表面偏在性があがり、それにより、レジスト膜表面をより疎水的にすることができ、液浸露光時の水追随性を向上させることが出来る。
［８］（Ｈ）カルボン酸オニウム塩
本発明におけるレジスト組成物は、カルボン酸オニウム塩を含有してもしなくても良い。このようなカルボン酸オニウム塩は、米国特許出願公開２００８／０１８７８６０号明細書［０６０５］〜［０６０６］に記載のものを挙げることができる
これらのカルボン酸オニウム塩は、スルホニウムヒドロキシド、ヨードニウムヒドロキシド、アンモニウムヒドロキシドとカルボン酸を適当な溶剤中酸化銀と反応させることによって合成できる。
レジスト組成物がカルボン酸オニウム塩を含有する場合、その含有量は、組成物の全固形分に対し、一般的には０．１〜２０質量％、好ましくは０．５〜１０質量％、更に好ましくは１〜７質量％である。
［９］（Ｉ）その他の添加剤
本発明のレジスト組成物には、必要に応じて更に染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻止剤及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物（例えば、分子量１０００以下のフェノール化合物、カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物）等を含有させることができる。
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４，９１６，２１０、欧州特許第２１９２９４等に記載の方法を参考にして、当業者において容易に合成することができる。
カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物の具体例としてはコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸などのステロイド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
本発明のレジスト組成物の固形分濃度は、通常１．０〜１０質量％であり、好ましくは、２．０〜５．７質量％、更に好ましくは２．０〜５．３質量％である。固形分濃度を前記範囲とすることで、レジスト溶液を基板上に均一に塗布することができ、更にはラインエッジラフネスに優れたレジストパターンを形成することが可能になる。その理由は明らかではないが、恐らく、固形分濃度を１０質量％以下、好ましくは５．７質量％以下とすることで、レジスト溶液中での素材、特には光酸発生剤の凝集が抑制され、その結果として、均一なレジスト膜が形成できたものと考えられる。
固形分濃度とは、レジスト組成物の総重量に対する、溶剤を除く他のレジスト成分の重量の重量百分率である。
［１０］パターン形成方法
本発明のパターン形成方法（ネガ型パターン形成方法）は、
（ア）化学増幅型レジスト組成物により膜（レジスト膜）を形成する工程、
（イ）該膜を露光する工程、及び
（ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
を少なくとも有する。
レジスト膜は、上記した本発明の化学増幅型レジスト組成物から形成されるものであり、より具体的には、基板上に形成されることが好ましい。本発明のパターン形成方法に於いて、レジスト組成物による膜を基板上に形成する工程、膜を露光する工程、及び現像工程は、一般的に知られている方法により行うことができる。
また、本発明は、上記パターン形成方法に供せられる化学増幅型レジスト組成物にも関する。
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７０〜１２０℃で行うことが好ましく、８０〜１１０℃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、３０〜９０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。
本発明における露光装置に用いられる光源波長に制限は無いが、ＫｒＦエキシマレーザー波長（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー波長（１９３ｎｍ）とＦ２エキシマレーザー波長（１５７ｎｍ）等を適用できる。
また、本発明の露光を行う工程においては液浸露光方法を適用することができる。
液浸露光方法とは、解像力を高める技術として、投影レンズと試料の間に高屈折率の液体（以下、「液浸液」ともいう）で満たし露光する技術である。
前述したように、この「液浸の効果」はλ０を露光光の空気中での波長とし、ｎを空気に対する液浸液の屈折率、θを光線の収束半角としＮＡ０＝ｓｉｎθとすると、液浸した場合、解像力及び焦点深度は次式で表すことができる。ここで、ｋ１及びｋ２はプロセスに関係する係数である。
（解像力）＝ｋ１・（λ０／ｎ）／ＮＡ０
（焦点深度）＝±ｋ２・（λ０／ｎ）／ＮＡ０ ２
すなわち、液浸の効果は波長が１／ｎの露光波長を使用するのと等価である。言い換えれば、同じＮＡの投影光学系の場合、液浸により、焦点深度をｎ倍にすることができる。これは、あらゆるパターン形状に対して有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることが可能である。
液浸露光を行う場合には、（１）基板上に膜を形成した後、露光する工程の前に、及び／又は（２）液浸液を介して膜に露光する工程の後、膜を加熱する工程の前に、膜の表面を水系の薬液で洗浄する工程を実施してもよい。
液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつ膜上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう、屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、特に露光光源がＡｒＦエキシマレーザー（波長；１９３ｎｍ）である場合には、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのが好ましい。
水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させる添加剤（液体）を僅かな割合で添加しても良い。この添加剤はウエハー上のレジスト層を溶解させず、かつレンズ素子の下面の光学コートに対する影響が無視できるものが好ましい。
このような添加剤としては、例えば、水とほぼ等しい屈折率を有する脂肪族系のアルコールが好ましく、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。水とほぼ等しい屈折率を有するアルコールを添加することにより、水中のアルコール成分が蒸発して含有濃度が変化しても、液体全体としての屈折率変化を極めて小さくできるといった利点が得られる。
一方で、１９３ｎｍ光に対して不透明な物質や屈折率が水と大きく異なる不純物が混入した場合、レジスト上に投影される光学像の歪みを招くため、使用する水としては、蒸留水が好ましい。更にイオン交換フィルター等を通して濾過を行った純水を用いてもよい。
本発明において膜を形成する基板は特に限定されるものではなく、シリコン、ＳｉＮ、ＳｉＯ２やＳｉＮ等の無機基板、ＳＯＧ等の塗布系無機基板等、ＩＣ等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造工程、更にはその他のフォトファブリケーションのリソグラフィー工程で一般的に用いられる基板を用いることができる。更に、必要に応じて有機反射防止膜を膜と基板の間に形成させても良い。
本発明のパターン形成方法が、アルカリ現像液を用いて現像する工程を更に有する場合、アルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、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、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。
更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
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。
特に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの２．３８％質量の水溶液が望ましい。
アルカリ現像の後に行うリンス処理におけるリンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
有機溶剤を含有する現像液を用いて現像する工程における当該現像液（以下、有機系現像液とも言う）としては、例えばケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤及び炭化水素系溶剤を用いることができる。
ケトン系溶剤としては、例えば、１−オクタノン、２−オクタノン、１−ノナノン、２−ノナノン、アセトン、４−ヘプタノン、１−ヘキサノン、２−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート等を挙げることができる。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルー３−エトキシプロピオネート、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、γ−ブチロラクトン等を挙げることができる。
アルコール系溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｎ−ヘキシルアルコール、ｎ−ヘプチルアルコール、ｎ−オクチルアルコール、ｎ−デカノール等のアルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチ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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。
エーテル系溶剤としては、例えば、上記グリコールエーテル系溶剤の他、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
アミド系溶剤としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が使用できる。
炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
上記の溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。但し、本発明の効果を十二分に奏するためには、現像液全体としての含水率が１０質量％未満であることが好ましく、実質的に水分を含有しないことがより好ましい。
すなわち、有機系現像液に対する有機溶剤の使用量は、現像液の全量に対して、９０質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、９５質量％以上１００質量％以下であることが好ましい。
特に、有機系現像液は、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも１種類の有機溶剤を含有する現像液であるのが好ましい。
有機系現像液の蒸気圧は、２０℃に於いて、５ｋＰａ以下が好ましく、３ｋＰａ以下が更に好ましく、２ｋＰａ以下が特に好ましい。有機系現像液の蒸気圧を５ｋＰａ以下にすることにより、現像液の基板上あるいは現像カップ内での蒸発が抑制され、ウェハ面内の温度均一性が向上し、結果としてウェハ面内の寸法均一性が良化する。
５ｋＰａ以下の蒸気圧を有する具体的な例としては、１−オクタノン、２−オクタノン、１−ノナノン、２−ノナノン、４−ヘプタノン、２−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−３−エトキシプロピオネート、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｎ−ヘキシルアルコール、ｎ−ヘプチルアルコール、ｎ−オクチルアルコール、ｎ−デカノール等のアルコール系溶剤、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチ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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
特に好ましい範囲である２ｋＰａ以下の蒸気圧を有する具体的な例としては、１−オクタノン、２−オクタノン、１−ノナノン、２−ノナノン、４−ヘプタノン、２−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−３−エトキシプロピオネート、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｎ−ヘキシルアルコール、ｎ−ヘプチルアルコール、ｎ−オクチルアルコール、ｎ−デカノール等のアルコール系溶剤、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチ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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
有機系現像液には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。
界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性や非イオン性のフッ素系及び／又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。これらのフッ素及び／又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭６２−３６６６３号公報、特開昭６１−２２６７４６号公報、特開昭６１−２２６７４５号公報、特開昭６２−１７０９５０号公報、特開昭６３−３４５４０号公報、特開平７−２３０１６５号公報、特開平８−６２８３４号公報、特開平９−５４４３２号公報、特開平９−５９８８号公報、米国特許第５４０５７２０号明細書、同５３６０６９２号明細書、同５５２９８８１号明細書、同５２９６３３０号明細書、同５４３６０９８号明細書、同５５７６１４３号明細書、同５２９４５１１号明細書、同５８２４４５１号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されないが、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用いることが更に好ましい。
界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、通常０．００１〜５質量％、好ましくは０．００５〜２質量％、更に好ましくは０．０１〜０．５質量％である。
現像方法としては、たとえば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法（ディップ法）、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法（パドル法）、基板表面に現像液を噴霧する方法（スプレー法）、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出しつづける方法（ダイナミックディスペンス法）などを適用することができる。
上記各種の現像方法が、現像装置の現像ノズルから現像液をレジスト膜に向けて吐出する工程を含む場合、吐出される現像液の吐出圧（吐出される現像液の単位面積あたりの流速）は好ましくは２ｍＬ／ｓｅｃ／ｍｍ２以下、より好ましくは１．５ｍＬ／ｓｅｃ／ｍｍ２以下、更に好ましくは１ｍＬ／ｓｅｃ／ｍｍ２以下である。流速の下限は特に無いが、スループットを考慮すると０．２ｍＬ／ｓｅｃ／ｍｍ２以上が好ましい。
吐出される現像液の吐出圧を上記の範囲とすることにより、現像後のレジスト残渣に由来するパターンの欠陥を著しく低減することができる。
このメカニズムの詳細は定かではないが、恐らくは、吐出圧を上記範囲とすることで、現像液がレジスト膜に与える圧力が小さくなり、レジスト膜・レジストパターンが不用意に削られたり崩れたりすることが抑制されるためと考えられる。
なお、現像液の吐出圧（ｍＬ／ｓｅｃ／ｍｍ２）は、現像装置中の現像ノズル出口における値である。
現像液の吐出圧を調整する方法としては、例えば、ポンプなどで吐出圧を調整する方法や、加圧タンクからの供給で圧力を調整することでを変える方法などを挙げることができる。
また、有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後に、他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。
有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後には、リンス液を用いて洗浄する工程を含むことが好ましい。
有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後のリンス工程に用いるリンス液としては、レジストパターンを溶解しなければ特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶液を使用することが好ましい。前記リンス液としては、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも１種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いることが好ましい。
炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤の具体例としては、有機溶剤を含む現像液において説明したものと同様のものを挙げることができる。
有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後に、より好ましくは、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤から選択される少なくとも１種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行い、更に好ましくは、アルコール系溶剤又はエステル系溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行い、特に好ましくは、１価アルコールを含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行い、最も好ましくは、炭素数５以上の１価アルコールを含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。
ここで、リンス工程で用いられる１価アルコールとしては、直鎖状、分岐状、環状の１価アルコールが挙げられ、具体的には、１−ブタノール、２−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール、ｔｅｒｔ―ブチルアルコール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、１−ヘキサノール、４−メチルー２−ペンタノール、１−ヘプタノール、１−オクタノール、２−ヘキサノール、シクロペンタノール、２−ヘプタノール、２−オクタノール、３−ヘキサノール、３−ヘプタノール、３−オクタノール、４−オクタノールなどを用いることができ、特に好ましい炭素数５以上の１価アルコールとしては、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、４−メチルー２−ペンタノール、１−ペンタノール、３−メチル−１−ブタノールなどを用いることができる。
前記各成分は、複数混合してもよいし、上記以外の有機溶剤と混合し使用してもよい。
リンス液中の含水率は、１０質量％以下が好ましく、より好ましくは５質量％以下、特に好ましくは３質量％以下である。含水率を１０質量％以下にすることで、良好な現像特性を得ることができる。
有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後に用いるリンス液の蒸気圧は、２０℃に於いて０．０５ｋＰａ以上、５ｋＰａ以下が好ましく、０．１ｋＰａ以上、５ｋＰａ以下が更に好ましく、０．１２ｋＰａ以上、３ｋＰａ以下が最も好ましい。リンス液の蒸気圧を０．０５ｋＰａ以上、５ｋＰａ以下にすることにより、ウェハ面内の温度均一性が向上し、更にはリンス液の浸透に起因した膨潤が抑制され、ウェハ面内の寸法均一性が良化する。
リンス液には、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
リンス工程においては、有機溶剤を含む現像液を用いる現像を行ったウェハを前記の有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄処理する。洗浄処理の方法は特に限定されないが、たとえば、一定速度で回転している基板上にリンス液を吐出しつづける方法（回転塗布法）、リンス液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法（ディップ法）、基板表面にリンス液を噴霧する方法（スプレー法）、などを適用することができ、この中でも回転塗布方法で洗浄処理を行い、洗浄後に基板を２０００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍの回転数で回転させ、リンス液を基板上から除去することが好ましい。また、リンス工程の後に加熱工程（Ｐｏｓｔ Ｂａｋｅ）を含むことも好ましい。ベークによりパターン間及びパターン内部に残留した現像液及びリンス液が除去される。リンス工程の後の加熱工程は、通常４０〜１６０℃、好ましくは７０〜９５℃で、通常１０秒〜３分、好ましくは３０秒から９０秒間行う。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
合成例 樹脂（１）の合成
窒素気流下、シクロヘキサノン４０ｇを３つ口フラスコに入れ、これを８０℃に加熱した（溶剤１）。下記繰り返し単位に対応するモノマーをそれぞれモル比４０／１０／４０／１０の割合でシクロヘキサノンに溶解し、２２質量％のモノマー溶液（４００ｇ）を調製した。更に、重合開始剤Ｖ−６０１（和光純薬工業製）をモノマーに対し７．２モル％を加え、溶解させた溶液を、上記溶剤１に対して６時間かけて滴下した。滴下終了後、更に８０℃で２時間反応させた。反応液を放冷後ヘプタン３６００ｍｌ／酢酸エチル４００ｍｌに注ぎ、析出した粉体をろ取、乾燥すると、樹脂（１）が７４ｇ得られた。得られた樹脂（１）の重量平均分子量は、９８００、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、１．８であった。
各繰り返し単位に対応するモノマーを、所望の組成比（モル比）となるように使用した以外は、上記合成例と同様にして、樹脂（２）〜（１０）、疎水性樹脂（１ｂ）〜（３ｂ）を合成した。ここで、疎水性樹脂（１ｂ）〜（３ｂ）は、上記疎水性樹脂（Ｅ）に対応する。
以下、上記した樹脂（１）と共に、樹脂（２）〜（１０）及び樹脂（１ｂ）〜（３ｂ）の構造を示す。また、上記した樹脂（１）と共に、樹脂（２）〜（１０）及び樹脂（１ｂ）〜（３ｂ）の組成比（モル比）、重量平均分子量、分散度を、表３に示す。また、樹脂（１）〜（１０）について以下のように測定した溶解速度も共に示す。
（溶解速度の測定）
樹脂（１）〜（１０）のみを酢酸ブチルに溶解させ全固形分濃度３．５質量％とした組成物をシリコンウエハ上に塗布して、１００℃で６０秒間ベークを行なって形成したそれぞれ膜厚１００ｎｍの樹脂膜を、２．３８質量％ＴＭＡＨ水溶液に１０００秒間浸漬して、該膜が溶け残った場合は残膜厚を測定し、該膜が完全に溶けた場合には、該膜が完全に溶解しきるまでの時間から平均溶解速度（ｎｍ／秒）を算出した。結果測定はＱＣＭセンサーを使用して室温（２５℃）で行った。
＜レジスト組成物の調製＞
下記表４に示す成分を表４に示す溶剤に溶解させ、固形分濃度４質量％の溶液を調製し、それぞれを０．０３μｍのポアサイズを有するポリエチレンフィルターでろ過して、レジスト組成物（Ａｒ−１）〜（Ａｒ−１１）のレジスト組成物を調製した。
表４における略号は、次の通りである。
ＰＡＧ−１〜ＰＡＧ−９、ＰＡＧ−ｒｅｆ：各々下記化合物を示す。
ＴＰＩ：２，４，５−トリフェニルイミダゾール
ＰＥＡ：Ｎ−フェニルジエタノールアミン
ＤＰＡ：２，６−ジイソプロピルフェニルアルコール
ＰＢＩ：２−フェニルベンゾイミダゾール
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）
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
Ａ２：γ−ブチロラクトン
Ａ３：シクロヘキサノン
Ｂ１：プロピレングリコールモノメチルエーテル
Ｂ２：乳酸エチル
調製したレジスト組成物を用い、下記の方法でレジストパターンを形成した。
実施例１
シリコンウェハ上に、有機反射防止膜ＡＲＣ２９Ａ（日産化学工業株式会社製）を塗布した。次いで、これを、２０５℃で６０秒間に亘ってベークした。このようにして、膜厚が８６ｎｍの反射防止膜を形成した。
この反射防止膜上に、レジスト組成物Ａｒ−１を塗布し、１００℃で６０秒間に亘ってベーク（Ｐｒｅ Ｂａｋｅ；ＰＢ）を行い、平均膜厚が１００ｎｍのレジスト膜を形成した。
このレジスト膜に対し、ＡｒＦエキシマレーザースキャナー（ＡＳＭＬ社製 ＰＡＳ５５００／１１００、ＮＡ０．７５、Ｄｉｐｏｌｅ、σｏ／σｉ＝０．８９／０．６５）を用い、線幅７５ｎｍ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露光した。その後、レジスト膜を、１００℃で６０秒間に亘ってベーク（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ；ＰＥＢ）した後、表５に記載の現像液に３０秒間に亘って浸した。この現像処理後、表５に記載のリンス液を用いてリンスした後、４０００ｒｐｍの回転数で３０秒間ウエハを回転させることにより、線幅７５ｎｍの１：１ラインアンドスペースのレジストパターンを形成した。
実施例２〜１１
表５に記載のレジスト組成物及び条件を採用した以外は、実施例１の方法と同様にして、線幅７５ｎｍの１：１ラインアンドスペースのレジストパターンを形成した。
表５において、ＰＢは露光前の加熱を、ＰＥＢは露光後の加熱を意味する。また、ＰＢ、ＰＥＢの欄において、例えば“１００Ｃ６０ｓ”は、１００℃，６０秒間の加熱を意味する。Ａ１、Ａ２は、前記した溶剤を表す。
＜評価方法＞
〔ラインウィズスラフネス（ＬＷＲ）〕
線幅７５ｎｍの１：１ラインアンドスペースのレジストパターンを測長走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ（株）日立製作所Ｓ−９３８０ＩＩ）を使用して観察し、スペースパターンの長手方向２μｍの範囲を等間隔で５０点線幅を測定し、その標準偏差から３σを算出することで測定した。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
〔露光ラチチュード（ＥＬ）〕
線幅７５ｎｍの１：１ラインアンドスペースのレジストパターンを形成する露光量を最適露光量とし、この最適露光量から露光量を変化させた際に、パターンサイズの±１０％を許容する露光量幅を求め、この値を最適露光量で割って百分率表示した。値が大きいほど露光量変化による性能変化が小さく、露光ラチチュード（ＥＬ）（％）が良好である。
〔フォーカス余裕度（ＤＯＦ）〕
線幅７５ｎｍの１：１ラインアンドスペースのレジストパターンを形成する露光量、フォーカスをそれぞれ最適露光量、最適フォーカスとし、露光量を最適露光量としたまま、フォーカスを変化（デフォーカス）させた際に、パターンサイズの±１０％を許容するフォーカスの幅を求めた。値が大きいほどフォーカス変化による性能変化が小さく、フォーカス余裕度（ＤＯＦ）が良好である。
〔残渣欠陥〕
線幅７５ｎｍの１：１ラインアンドスペースのレジストパターンを形成する露光量、フォーカスをそれぞれ最適露光量、最適フォーカスとし、最適露光量、最適フォーカスの条件において得られたパターンの残渣欠陥の個数（８インチシリコンウェハ１枚あたり）を数値化し、以下の基準に基づき評価した。
◎：０〜５０個
○：５１〜１００個
△：１０１〜１５０個
×：１５１個以上
表６から、酸発生剤として非イオン性化合物を使用するとともに、有機系現像液を用いた実施例のパターン形成方法によれば、露光ラチチュード（ＥＬ）、フォーカス余裕度（ＤＯＦ）に優れ、かつ、線幅バラツキ（ＬＷＲ）及び残渣欠陥を低減できることが分かった。
また、実施例１〜４、６〜１０のレジスト組成物について、純水を液浸媒体として液浸露光を行った場合にも、ドライ露光の場合と同様の良好なリソグラフィー性能が得られた。

Claims (18)

  1. （ア）（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
    （イ）該膜を露光する工程、及び
    （ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
    を含むパターン形成方法であって、
    前記非イオン性化合物が下記一般式（Ｂ１）又は（Ｂ２）で表される化合物であることを特徴とするパターン形成方法。

    上記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）中、Ｒは下記一般式（ＩＩ）で表される基を表す。
    Ａは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルケニレン基又はアリーレン基を表す。
    Ｘ及びＹは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、シアノ基又はニトロ基を表す。ＸとＹは互いに結合して環を形成してもよい。
    一般式（Ｂ２）で表される化合物のＸ又はＹは、連結基を介して、一般式（Ｂ２）で表される別の化合物のＸ又はＹと結合してもよい。

    一般式（ＩＩ）中、
    Ｘｆは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも１つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
    Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基を表し、複数存在する場合のＲ３及びＲ４は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
    Ｌ２は、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬ２は同一でも異なっていてもよい。
    Ｃｙは、環状の有機基を表す。
    ｘ’は１〜１０の整数を表す。
    ｙ’は０〜１０の整数を表す。
    ｚ’は０〜１０の整数を表す。
    一般式（ＩＩ）中、＊はスルホニル基との結合手を表す。
  2. （ア）（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
    （イ）該膜を露光する工程、及び
    （ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
    を含むパターン形成方法であって、
    前記樹脂（Ａ）が酸分解性基を有する繰り返し単位を有することを特徴とするパターン形成方法。
  3. （ア）（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
    （イ）該膜を露光する工程、及び
    （ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
    を含むパターン形成方法であって、
    前記樹脂（Ａ）中、芳香族基を有する繰り返し単位の比率が５モル％以下であることを特徴とするパターン形成方法。
  4. 前記樹脂（Ａ）が、実質的にアルカリ不溶であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
  5. 前記非イオン性化合物が、下記一般式（Ｂ１）又は（Ｂ２）で表される化合物であることを特徴とする請求項２又は３に記載のパターン形成方法。

    上記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）中、Ｒは有機基を表す。
    Ａは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルケニレン基又はアリーレン基を表す。
    Ｘ及びＹは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、シアノ基又はニトロ基を表す。ＸとＹは互いに結合して環を形成してもよい。
    一般式（Ｂ２）で表される化合物のＸ又はＹは、連結基を介して、一般式（Ｂ２）で表される別の化合物のＸ又はＹと結合してもよい。
  6. 前記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）におけるＲとしての有機基が、下記一般式（Ｉ）で表される基であることを特徴とする請求項５に記載のパターン形成方法。

    一般式（Ｉ）中、
    Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表し、複数存在する場合のＲ１及びＲ２は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
    Ｌ１は、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬ１は同一でも異なっていてもよい。
    Ｃｙは、環状の有機基を表す。
    ｘは０〜２０の整数を表す。
    ｙは０〜１０の整数を表す。
    ＊はスルホニル基との結合手を表す。
  7. 前記一般式（Ｉ）で表される有機基が、下記一般式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）で表される基であることを特徴とする請求項６に記載のパターン形成方法。

    一般式（ＩＩ）中、
    Ｘｆは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも１つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
    Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基を表し、複数存在する場合のＲ３及びＲ４は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
    Ｌ２は、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬ２は同一でも異なっていてもよい。
    Ｃｙは、環状の有機基を表す。
    ｘ’は０〜２０の整数を表す。
    ｙ’は０〜１０の整数を表す。
    ｚ’は０〜１０の整数を表す。
    但し１≦ｘ’＋ｙ’＋ｚ’である。
    一般式（ＩＩＩ）中、
    Ａｒは、アリール基を表す。
    Ｒ５は、炭化水素基を有する基を表す。
    ｐは０以上の整数を表す。
    一般式（ＩＩ）及び一般式（ＩＩＩ）中、＊はスルホニル基との結合手を表す。
  8. 前記一般式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）で表される有機基が前記一般式（ＩＩ）で表される有機基であり、ｘ’が１〜１０の整数であることを特徴とする請求項７に記載のパターン形成方法。
  9. 前記樹脂（Ａ）が、酸分解性基を有する繰り返し単位を有することを特徴とする請求項１又は３に記載のパターン形成方法。
  10. 前記樹脂（Ａ）が、酸分解性基を有する繰り返し単位を有さないことを特徴とする請求項１又は３に記載のパターン形成方法。
  11. 前記有機溶剤を含む現像液が、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも１種類の有機溶剤を含有する現像液であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
  12. 前記有機溶剤を含む現像液が、酢酸ブチルを含有する現像液であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
  13. 前記工程（イ）における露光が、ＡｒＦエキシマレーザーによる露光であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
  14. （ア）化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
    （イ）該膜を露光する工程、及び
    （ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
    を含むパターン形成方法に供せられる化学増幅型レジスト組成物であって、（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有し、前記非イオン性化合物が下記一般式（Ｂ１）又は（Ｂ２）で表される化合物であることを特徴とする化学増幅型レジスト組成物。

    上記一般式（Ｂ１）及び（Ｂ２）中、Ｒは下記一般式（ＩＩ）で表される基を表す。
    Ａは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルケニレン基又はアリーレン基を表す。
    Ｘ及びＹは、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、シアノ基又はニトロ基を表す。ＸとＹは互いに結合して環を形成してもよい。
    一般式（Ｂ２）で表される化合物のＸ又はＹは、連結基を介して、一般式（Ｂ２）で表される別の化合物のＸ又はＹと結合してもよい。

    一般式（ＩＩ）中、
    Ｘｆは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも１つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
    Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基を表し、複数存在する場合のＲ３及びＲ４は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
    Ｌ２は、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬ２は同一でも異なっていてもよい。
    Ｃｙは、環状の有機基を表す。
    ｘ’は１〜１０の整数を表す。
    ｙ’は０〜１０の整数を表す。
    ｚ’は０〜１０の整数を表す。
    一般式（ＩＩ）中、＊はスルホニル基との結合手を表す。
  15. （ア）化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
    （イ）該膜を露光する工程、及び
    （ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
    を含むパターン形成方法に供せられる化学増幅型レジスト組成物であって、（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有し、前記樹脂（Ａ）が実質的にアルカリ不溶であり、かつ、酸分解性基を有する繰り返し単位を有することを特徴とする化学増幅型レジスト組成物。
  16. （ア）化学増幅型レジスト組成物によって膜を形成する工程、
    （イ）該膜を露光する工程、及び
    （ウ）有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程、
    を含むパターン形成方法に供せられる化学増幅型レジスト組成物であって、（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する非イオン性化合物と、（Ｃ）架橋剤と、（Ｄ）溶剤とを含有し、前記樹脂（Ａ）が実質的にアルカリ不溶であり、前記樹脂（Ａ）中、芳香族基を有する繰り返し単位の比率が５モル％以下であることを特徴とする化学増幅型レジスト組成物。
  17. 前記樹脂（Ａ）が、実質的にアルカリ不溶であることを特徴とする請求項１４に記載の化学増幅型レジスト組成物。
  18. 請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の化学増幅型レジスト組成物により形成されるレジスト膜。
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