JP6140583B2 - Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film and pattern forming method using the same, and electronic device manufacturing method - Google Patents

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

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Description

本発明は、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。さらに詳しくは、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、更にその他のフォトファブリケーション工程、平版印刷版、酸硬化性組成物に使用さ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。また、本発明は、前記パターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法及び該方法により製造された電子デバイスにも関する。   The present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, a resist film using the same, and a pattern forming method. More specifically, the present invention relates to an actinic ray used for a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, a further photofabrication process, a lithographic printing plate, and an acid curable composition. The present invention relates to a photosensitive or radiation-sensitive resin composition, and a resist film and a pattern forming method using the same. The present invention also relates to an electronic device manufacturing method including the pattern forming method and an electronic device manufactured by the method.

化学増幅型レジスト組成物は、遠紫外光等の放射線の照射により露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応によって、活性放射線の照射部と非照射部の現像液に対する溶解性を変化させ、パターンを基板上に形成させるパターン形成材料である。   The chemically amplified resist composition generates an acid in the exposed area by irradiation with radiation such as far ultraviolet light, and the acid-catalyzed reaction makes the active radiation irradiated and non-irradiated areas soluble in the developer. It is a pattern forming material that changes and forms a pattern on a substrate.

KrFエキシマレーザーを露光光源とする場合には、主として248nm領域での吸収の小さい、ポリ(ヒドロキシスチレン)を基本骨格とする樹脂を主成分に使用するため、高感度、高解像度で、且つ良好なパターンを形成し、従来のナフトキノンジアジド/ノボラック樹脂系に比べて良好な系となっている。   When a KrF excimer laser is used as an exposure light source, a resin having a basic skeleton of poly (hydroxystyrene) having a small absorption mainly in the 248 nm region is used as a main component. A pattern is formed, which is a better system than the conventional naphthoquinone diazide / novolak resin system.

一方、更なる短波長の光源、例えばArFエキシマレーザー(193nm)を露光光源として使用する場合は、芳香族基を有する化合物が本質的に193nm領域に大きな吸収を示すため、上記化学増幅系でも十分ではなかった。このため、脂環炭化水素構造を有する樹脂を含有するArFエキシマレーザー用レジストが開発されてきている。   On the other hand, when a further short wavelength light source, for example, an ArF excimer laser (193 nm) is used as an exposure light source, the compound having an aromatic group exhibits a large absorption in the 193 nm region. It wasn't. For this reason, an ArF excimer laser resist containing a resin having an alicyclic hydrocarbon structure has been developed.

また、化学増幅型レジスト組成物の主要構成成分である光酸発生剤についても種々の化合物が開発されている(例えば、特許文献1を参照)。   Various compounds have also been developed for photoacid generators, which are the main constituents of chemically amplified resist compositions (see, for example, Patent Document 1).

特開2012−133331号公報JP 2012-133331 A

しかしながら、上記のレジスト組成物においては、露光ラチチュード、ウエハ面内のパターン線幅均一性(CDU)、及びパターン形状について、更なる改善が求められている。   However, in the resist composition described above, further improvements are demanded with respect to exposure latitude, pattern line width uniformity (CDU) in the wafer surface, and pattern shape.

本発明の目的は、露光ラチチュード、ウエハ面内のパターン線幅均一性(CDU)、及びパターン形状に優れたパターンを形成できる感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、それを用いたレジスト膜及びパターン形成方法、電子デバイスの製造方法、並びに、電子デバイスを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition capable of forming a pattern excellent in exposure latitude, pattern line width uniformity (CDU) in the wafer surface, and pattern shape, and a resist film using the same And a pattern forming method, an electronic device manufacturing method, and an electronic device.

本発明らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、下記に例示する発明を完成する
に至った。
<1>
(A)活性光線または放射線の照射により下記一般式(I)で表される酸を発生する化合物、及び
(B)酸の作用により分解し、極性基を生じる基を有する樹脂、
を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。

Figure 0006140583
一般式(I)中、
は、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたメチレン基又はエチレン基を表す。前記エチレン基は、エチレン鎖中に酸素原子を有していてもよい。
Lは窒素原子とともに環状構造を形成するアルキレン基を表す。前記アルキレン基は、アルキレン鎖中に酸素原子又は硫黄原子を有していてもよい。
は、アルキル基又はシクロアルキル基を表し、アルキル基又はシクロアルキル基を構成する炭素原子が、−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基又は−SO −で表される基で置換されていてもよい。ただし、R としてのアルキル基及びシクロアルキル基は、窒素原子を有する置換基で置換されることはない。
nは1〜3の整数を表す。
n個のR のうち少なくとも1つが窒素原子に対してα位の炭素原子又はβ位の炭素原子に結合する。
<2>
前記一般式(I)において、Lが炭素数4又は5のアルキレン基である<1>に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
<3>
(A)活性光線または放射線の照射により下記一般式(II)で表される酸を発生する化合物、及び
(B)酸の作用により分解し、極性基を生じる基を有する樹脂、
を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006140583
一般式(II)中、
’は、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたメチレン基又はエチレン基を表す。前記エチレン基は、エチレン鎖中に酸素原子を有していてもよい。
は、アルキル基又はシクロアルキル基を表し、アルキル基又はシクロアルキル基を構成する炭素原子が、−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基又は−SO −で表される基で置換されていてもよい。
〜R は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表し、アルキル基又はシクロアルキル基を構成する炭素原子が、−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基又は−SO −で表される基で置換されていてもよい。R 及びR は互いに結合して脂環を形成する。ただし、R 〜R から選択される2つ以上の基が水素原子であることはなく、R 〜R としてのアルキル基及びシクロアルキル基は、窒素原子を有する置換基で置換されることはない。
<4>
更に、(C)疎水性樹脂を含有する<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。
<5>
<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樹脂組成物により形成されるレジスト膜。
<6>
(1)<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樹脂組成物を用いて膜を形成する工程、
(2)前記膜を露光する工程、及び、
(3)前記露光された膜を現像する工程、
を含むパターン形成方法。
<7>
前記露光が液浸露光である<6>に記載のパターン形成方法。
<8>
前記工程(3)が、前記露光された膜を有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程である<6>又は<7>に記載のパターン形成方法。
<9>
<6>〜<8>のいずれか1項に記載のパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法。
本発明は、前記<1>〜<9>に係る発明であるが、以下、それ以外の事項(例えば、下記〔1〕〜〔11〕)についても記載している。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the invention exemplified below.
<1>
(A) a compound capable of generating an acid represented by the following general formula (I) by irradiation with actinic rays or radiation, and
(B) a resin having a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group;
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing
Figure 0006140583
In general formula (I),
A 1 represents a methylene group or an ethylene group substituted with at least one fluorine atom. The ethylene group may have an oxygen atom in the ethylene chain.
L represents an alkylene group that forms a cyclic structure with a nitrogen atom. The alkylene group may have an oxygen atom or a sulfur atom in the alkylene chain.
R 1 represents an alkyl group or a cycloalkyl group, and a carbon atom constituting the alkyl group or cycloalkyl group is represented by a group represented by —O—, a group represented by —COO—, or —S—. Or a group represented by —SO 2 —. However, the alkyl group and cycloalkyl group as R 1 are not substituted with a substituent having a nitrogen atom.
n represents an integer of 1 to 3.
At least one of n R 1 's is bonded to a carbon atom at the α-position or a carbon atom at the β-position with respect to the nitrogen atom.
<2>
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to <1>, wherein in the general formula (I), L is an alkylene group having 4 or 5 carbon atoms.
<3>
(A) a compound that generates an acid represented by the following general formula (II) by irradiation with actinic rays or radiation, and
(B) a resin having a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group;
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing
Figure 0006140583
In general formula (II),
A 1 ′ represents a methylene group or an ethylene group substituted with at least one fluorine atom. The ethylene group may have an oxygen atom in the ethylene chain.
R 2 represents an alkyl group or a cycloalkyl group, and a carbon atom constituting the alkyl group or cycloalkyl group is represented by a group represented by —O—, a group represented by —COO—, or —S—. Or a group represented by —SO 2 —.
R 3 to R 5 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group, and a carbon atom constituting the alkyl group or cycloalkyl group is a group represented by —O—, represented by —COO—. Or a group represented by —S— or a group represented by —SO 2 —. R 3 and R 4 combine with each other to form an alicyclic ring. However, two or more groups selected from R 3 to R 5 are not hydrogen atoms, and the alkyl group and cycloalkyl group as R 2 to R 5 are substituted with a substituent having a nitrogen atom. There is nothing.
<4>
Furthermore, the active light sensitive or radiation sensitive resin composition according to any one of <1> to <3>, further comprising (C) a hydrophobic resin.
<5>
<1>-<4> The resist film formed with the actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of any one of <4>.
<6>
(1) A step of forming a film using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of <1> to <4>,
(2) exposing the film; and
(3) developing the exposed film;
A pattern forming method including:
<7>
The pattern forming method according to <6>, wherein the exposure is immersion exposure.
<8>
The pattern forming method according to <6> or <7>, wherein the step (3) is a step of developing the exposed film using a developer containing an organic solvent.
<9>
<6>-<8> The manufacturing method of an electronic device containing the pattern formation method of any one of <8>.
Although this invention is invention concerning said <1>-<9>, below, other matters (for example, following [1]-[11]) are also described.

〔1〕
(A)活性光線または放射線の照射により下記一般式(I)又は(II)で表される酸を発生する化合物、及び
(B)酸の作用により分解し、極性基を生じる基を有する樹脂、
を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。

Figure 0006140583

一般式(I)及び(II)中、
及びA’は、それぞれ独立に、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたメチレン基又はエチレン基を表す。前記エチレン基は、エチレン鎖中に酸素原子を有していてもよい。
Lは窒素原子とともに環状構造を形成するアルキレン基を表す。前記アルキレン基は、アルキレン鎖中に酸素原子又は硫黄原子を有していてもよい。
及びRは、それぞれ独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表し、アルキル基又はシクロアルキル基を構成する炭素原子が、−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基又は−SO−で表される基で置換されていてもよい。
〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表し、アルキル基又はシクロアルキル基を構成する炭素原子が、−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基又は−SO−で表される基で置換されていてもよい。R及びRは互いに結合して環を形成してもよい。ただし、R〜Rから選択される2つ以上の基が水素原子であることはなく、R〜Rとしてのアルキル基及びシクロアルキル基は、窒素原子を有する置換基で置換されることはない。
nは1〜3の整数を表す。
〔2〕
前記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、前記活性光線または放射線の照射により前記一般式(I)で表される酸を発生する化合物を含有し、前記一般式(I)において、Lが炭素数4又は5のアルキレン基である上記〔1〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔3〕
前記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、前記活性光線または放射線の照射により前記一般式(I)で表される酸を発生する化合物を含有し、前記一般式(I)において、n個のRのうち少なくとも1つが窒素原子に対してα位の炭素原子又はβ位の炭素原子に結合する上記〔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。
〔4〕
前記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が、前記活性光線または放射線の照射により前記一般式(II)で表される酸を発生する化合物を含有し、前記一般式(II)において、R及びRが互いに結合し脂環を形成する上記〔1〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔5〕
更に、(C)疎水性樹脂を含有する上記〔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樹脂組成物。
〔6〕
上記〔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により形成されるレジスト膜。
〔7〕
(1)上記〔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を用いて膜を形成する工程、
(2)前記膜を露光する工程、及び、
(3)前記露光された膜を現像する工程、
を含むパターン形成方法。
〔8〕
前記露光が液浸露光である上記〔7〕に記載のパターン形成方法。
〔9〕
前記工程(3)が、前記露光された膜を有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程である上記〔7〕又は〔8〕に記載のパターン形成方法。
〔10〕
上記〔7〕〜〔9〕のいずれか1項に記載のパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法。
〔11〕
上記〔10〕に記載の電子デバイスの製造方法により製造される電子デバイス。 [1]
(A) a compound that generates an acid represented by the following general formula (I) or (II) by irradiation with actinic rays or radiation, and (B) a resin having a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group,
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing
Figure 0006140583

In general formulas (I) and (II),
A 1 and A 1 ′ each independently represents a methylene group or an ethylene group substituted with at least one fluorine atom. The ethylene group may have an oxygen atom in the ethylene chain.
L represents an alkylene group that forms a cyclic structure with a nitrogen atom. The alkylene group may have an oxygen atom or a sulfur atom in the alkylene chain.
R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group, and a carbon atom constituting the alkyl group or cycloalkyl group is a group represented by —O—, a group represented by —COO—. , group or -SO 2 represented by -S- - may be substituted with a group represented by.
R 3 to R 5 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group, and a carbon atom constituting the alkyl group or cycloalkyl group is a group represented by —O—, represented by —COO—. Or a group represented by —S— or a group represented by —SO 2 —. R 3 and R 4 may combine with each other to form a ring. However, two or more groups selected from R 3 to R 5 are not hydrogen atoms, and the alkyl group and cycloalkyl group as R 1 to R 5 are substituted with a substituent having a nitrogen atom. There is nothing.
n represents an integer of 1 to 3.
[2]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a compound that generates an acid represented by the general formula (I) upon irradiation with the actinic ray or radiation, and in the general formula (I), L The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the above [1], wherein is an alkylene group having 4 or 5 carbon atoms.
[3]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a compound that generates an acid represented by the general formula (I) upon irradiation with the actinic ray or radiation, and in the general formula (I), n The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the above [1] or [2], wherein at least one of R 1 is bonded to a carbon atom at the α-position or a β-position to the nitrogen atom .
[4]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a compound that generates an acid represented by the general formula (II) upon irradiation with the actinic ray or radiation, and in the general formula (II), R The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the above [1], wherein 3 and R 4 are bonded to each other to form an alicyclic ring.
[5]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [4], further comprising (C) a hydrophobic resin.
[6]
A resist film formed from the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [5].
[7]
(1) A step of forming a film using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [5] above,
(2) exposing the film; and
(3) developing the exposed film;
A pattern forming method including:
[8]
[7] The pattern forming method according to [7], wherein the exposure is immersion exposure.
[9]
The pattern forming method according to the above [7] or [8], wherein the step (3) is a step of developing the exposed film using a developer containing an organic solvent.
[10]
The manufacturing method of an electronic device containing the pattern formation method of any one of said [7]-[9].
[11]
The electronic device manufactured by the manufacturing method of the electronic device as described in said [10].

本発明によると、露光ラチチュード、ウエハ面内のパターン線幅均一性(CDU)、及びパターン形状に優れた感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、それを用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、それを用いたレジスト膜及びパターン形成方法、電子デバイスの製造方法、並びに、電子デバイスを提供することができる。   According to the present invention, the exposure latitude, the pattern line width uniformity (CDU) in the wafer surface, and the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition excellent in pattern shape, and the actinic ray-sensitivity or radiation-sensitivity using the same. Resin composition, a resist film and a pattern forming method using the same, an electronic device manufacturing method, and an electronic device can be provided.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
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。
また、本明細書中における「アルキル基」および「置換アルキル基」には、直鎖状及び分岐状のアルキル基が含まれる。
本発明において「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線、イオンビーム等の粒子線等を意味する。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、X線、極紫外線(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含まれるものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the description of the group (atomic group) in this specification, the notation 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 addition, the “alkyl group” and “substituted alkyl group” in the present specification include linear and branched alkyl groups.
In the present invention, “active light” or “radiation” means, for example, an emission line spectrum of a mercury lamp, a deep ultraviolet ray represented by an excimer laser, an extreme ultraviolet ray (EUV light), an X-ray, an electron beam, an ion beam or other particle beam. Means. In the present invention, “light” means actinic rays or radiation.
In addition, the term “exposure” in the present specification is not limited to exposure to far ultraviolet rays, X-rays, extreme ultraviolet rays (EUV light) and the like represented by mercury lamps and excimer lasers. It is also assumed that drawing by particle beams such as.

本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、(A)少なくとも1種の後述する一般式(I)又は(II)で表される活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「化合物(A)」又は「光酸発生剤(A)」とも称する)と、(B)酸の作用により分解し、極性基を生じる基を有する樹脂(以下、「樹脂(B)」とも称する)とを含有する。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物によれば、化合物(A)と樹脂(B)とを含有することにより、露光ラチチュード、ウエハ面内のパターン線幅均一性(CDU)、パターン形状に優れたパターンが形成できる組成物となる。その理由は定かではないが、例えば、以下のように推定される。
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention comprises (A) at least one compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation represented by the following general formula (I) or (II) (Hereinafter also referred to as “compound (A)” or “photoacid generator (A)”) and (B) a resin having a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group (hereinafter referred to as “resin (B)”. ").
According to the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention, by containing the compound (A) and the resin (B), exposure latitude, pattern line width uniformity (CDU) in the wafer surface, It becomes the composition which can form the pattern excellent in pattern shape. The reason is not clear, but is estimated as follows, for example.

本発明に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、活性光線または放射線の照射により一般式(I)又は(II)で表される酸を発生する化合物を含有する。ここで、一般式(I)で表される酸は、分子内に窒素原子及びLから形成される環を有し、更に、上記環が置換基Rを有している。
また、一般式(II)で表される酸は、分子内の窒素原子にRが結合し、R〜Rが炭素原子を介して窒素原子に結合している。酸がこのような構造を有することにより、レジスト膜内部における酸の拡散性が小さくなると考えられる。
結果として、レジストパターン形成時において、露光後に発生した酸が拡散し、レジスト膜内部における意図しない場所において酸が樹脂と反応することが抑制され、露光ラチチュード、ウエハ面内のパターン線幅均一性(CDU)、及びパターン形状が良化するものと考えられる。
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the present invention contains a compound that generates an acid represented by formula (I) or (II) upon irradiation with actinic rays or radiation. Here, the acid represented by the general formula (I) has a ring formed from a nitrogen atom and L in the molecule, and the ring further has a substituent R 1 .
In the acid represented by the general formula (II), R 2 is bonded to a nitrogen atom in the molecule, and R 3 to R 5 are bonded to the nitrogen atom via a carbon atom. When the acid has such a structure, it is considered that the acid diffusibility inside the resist film is reduced.
As a result, at the time of resist pattern formation, the acid generated after the exposure is diffused and the acid is prevented from reacting with the resin at an unintended place inside the resist film, the exposure latitude, the pattern line width uniformity within the wafer surface ( CDU) and the pattern shape are considered to be improved.

以下、本発明の組成物の各成分について説明する。
本発明に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、ArF露光用であることが好ましく、ArF液浸露光用であることがより好ましい。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、有機溶剤現像用のネガ型レジスト組成物であってもアルカリ現像用のポジ型レジスト組成物であってもよいが、有機溶剤現像用のネガ型レジスト組成物であることが好ましい。また本発明に係る組成物は、典型的には化学増幅型のレジスト組成物である。
Hereinafter, each component of the composition of the present invention will be described.
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the present invention is preferably for ArF exposure, and more preferably for ArF immersion exposure.
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention may be a negative resist composition for organic solvent development or a positive resist composition for alkali development, but for organic solvent development. The negative resist composition is preferable. The composition according to the present invention is typically a chemically amplified resist composition.

[1]化合物(A)
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、上述のように、活性光線または放射線の照射により下記一般式(I)又は(II)で表される酸を発生する化合物を含有する。
[1] Compound (A)
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention contains a compound that generates an acid represented by the following general formula (I) or (II) by irradiation with actinic rays or radiation as described above. .

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(I)及び(II)中、
及びA’は、それぞれ独立に、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたメチレン基又はエチレン基を表し、エチレン鎖中に酸素原子を有していてもよい。
Lは窒素原子とともに環状構造を形成するアルキレン基を表し、アルキレン鎖中に酸素原子又は硫黄原子を有していてもよい。
及びRは、それぞれ独立に、アルキル基又はシクロアルキル基を表し、アルキル基又はシクロアルキル基を構成する炭素原子が、−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基又は−SO−で表される基で置換されていてもよい。
〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表し、アルキル基又はシクロアルキル基を構成する炭素原子が、−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基又は−SO−で表される基で置換されていてもよい。R及びRは互いに結合して環を形成してもよい。ただし、R〜Rから選択される2つ以上の基が水素原子であることはなく、R〜Rとしてのアルキル基及びシクロアルキル基は、窒素原子を有する置換基で置換されることはない。
nは1〜3の整数を表す。
In general formulas (I) and (II),
A 1 and A 1 ′ each independently represents a methylene group or an ethylene group substituted with at least one fluorine atom, and may have an oxygen atom in the ethylene chain.
L represents an alkylene group which forms a cyclic structure with a nitrogen atom, and may have an oxygen atom or a sulfur atom in the alkylene chain.
R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group, and a carbon atom constituting the alkyl group or cycloalkyl group is a group represented by —O—, a group represented by —COO—. , group or -SO 2 represented by -S- - may be substituted with a group represented by.
R 3 to R 5 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group, and a carbon atom constituting the alkyl group or cycloalkyl group is a group represented by —O—, represented by —COO—. Or a group represented by —S— or a group represented by —SO 2 —. R 3 and R 4 may combine with each other to form a ring. However, two or more groups selected from R 3 to R 5 are not hydrogen atoms, and the alkyl group and cycloalkyl group as R 1 to R 5 are substituted with a substituent having a nitrogen atom. There is nothing.
n represents an integer of 1 to 3.

一般式(I)及び(II)において、A及びA’は、それぞれ独立に、フッ素原子が2つ置換したメチレン基又はフッ素原子が4つ置換したエチレン基が好ましい。 In general formulas (I) and (II), A 1 and A 1 ′ are each independently preferably a methylene group substituted with two fluorine atoms or an ethylene group substituted with four fluorine atoms.

Lとしての環状構造を形成するアルキレン基の好ましい例としては炭素数3〜7のアルキレン基が挙げられ、より好ましい例としては、窒素原子を含みピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環を形成する炭素数4又は5のアルキレン基が挙げられる。   Preferable examples of the alkylene group forming the cyclic structure as L include an alkylene group having 3 to 7 carbon atoms, and more preferable examples include the number of carbon atoms containing a nitrogen atom and forming a pyrrolidine ring, piperidine ring, or morpholine ring. Examples include 4 or 5 alkylene groups.

Lは、炭素数4又は5のアルキレン基であることが好ましい。   L is preferably an alkylene group having 4 or 5 carbon atoms.

Lはアルキレン鎖中に酸素原子又は硫黄原子を含んでも含まなくても良いが、含まないほうが好ましい。   L may or may not contain an oxygen atom or a sulfur atom in the alkylene chain, but it is preferably not contained.

及びRとしてのアルキル基としては、炭素数1〜15のものが挙げられ、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−オクタデシル基などの直鎖アルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、ネオペンチル基、2−エチルヘキシル基などの分岐アルキル基、また、これらの基は−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基、−SO−で表される基で置換されていてもよく、メトキシ基、エトキシ基、メトキシメチル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、メチルチオ基、プロピルスルホニル基、t−ブチルオキシカルボニル基等が挙げられる。これらのうち、エチル基、エトキシカルボニル基が好ましい。 Examples of the alkyl group as R 1 and R 2 include those having 1 to 15 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n- Branches such as straight chain alkyl groups such as hexyl group, n-octyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-octadecyl group, isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group, neopentyl group, 2-ethylhexyl group alkyl group, and these groups of the group represented by -O-, a group represented by -COO-, a group represented by -S-, -SO 2 - optionally substituted with a group represented by Examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a methoxymethyl group, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a methylthio group, a propylsulfonyl group, and a t-butyloxycarbonyl group. Of these, an ethyl group and an ethoxycarbonyl group are preferable.

シクロアルキル基としては、炭素数3〜20のものが挙げられ、シクロプロピル基、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挙げることができる。また、これらの基は−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基、−SO−で表される基で置換されていてもよく、シクロヘキシルオキシ基、アダマンチルオキシ基、1−アダマンチルメチル基、1−アダマンチルエチル基、1−アダマンチルメトキシ基、1−アダマンチルエトキシ基、シクロヘキシルカルボニルオキシ基、1−アダマンチルカルボニルオキシ基、1−アダマンチルメチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基、アダマンタンチオ基、シクロヘキシルチオ基、テトラヒドロフルフリル基等が挙げられる。これらのうち、シクロヘキシル基、1−アダマンチルメチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル基が好ましい。 Examples of the cycloalkyl group include those having 3 to 20 carbon atoms, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, an adamantyl group, and the like. These groups of the group represented by -O-, a group represented by -COO-, a group represented by -S-, -SO 2 - may be substituted with a group represented by, Cyclohexyloxy group, adamantyloxy group, 1-adamantylmethyl group, 1-adamantylethyl group, 1-adamantylmethoxy group, 1-adamantylethoxy group, cyclohexylcarbonyloxy group, 1-adamantylcarbonyloxy group, 1-adamantylmethyloxycarbonyl Group, cyclohexyloxycarbonyl group, adamantanethio group, cyclohexylthio group, tetrahydrofurfuryl group and the like. Of these, a cyclohexyl group, a 1-adamantylmethyloxycarbonyl group, and a cyclohexyloxycarbonyl group are preferable.

またR〜Rは水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表し、アルキル基、シクロアルキル基を構成する炭素原子が、−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基、−SO−で表される基で置換されていてもよく、2つ以上が水素原子であることはない。アルキル基、シクロアルキル基としては、R、Rで挙げた基が挙げられるが、特に好ましくはメチル基、エチル基、RとRが連結しシクロペンチル基、シクロヘキシル基を形成した場合が挙げられる。 R 3 to R 5 represent a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group, and the carbon atom constituting the alkyl group or cycloalkyl group is a group represented by —O—, a group represented by —COO—, It may be substituted with a group represented by —S— or a group represented by —SO 2 —, and two or more of them are not hydrogen atoms. Examples of the alkyl group and cycloalkyl group include the groups mentioned for R 1 and R 2 , and particularly preferably a case where a methyl group, an ethyl group, or R 3 and R 4 are connected to form a cyclopentyl group or a cyclohexyl group. Can be mentioned.

〜Rから選択される2つ以上の基が水素原子であることはなく、R〜Rのいずれも水素原子ではないことが好ましい。 Never two or more groups selected from R 3 to R 5 is a hydrogen atom, it is preferred not both hydrogen atoms of R 3 to R 5.

及びRが互いに結合して環を形成してもよく、形成される環としては、脂環であることが好ましく、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、アダマンタン環、ジアダマンタン環、ノルボルナン環が好ましく、シクロヘキサン環であることがより好ましい。 R 3 and R 4 may be bonded to each other to form a ring, and the formed ring is preferably an alicyclic ring, and a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, an adamantane ring, a diadamantane ring, and a norbornane ring are Preferably, it is a cyclohexane ring.

〜Rとしてのアルキル基及びシクロアルキル基は、更に置換基を有していてもよく、置換基としては、ヒドロキシル基、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)、アルキル基又はシクロアルキル基が挙げられる。ただし、R〜Rのアルキル基及びシクロアルキル基は、窒素原子を有する置換基で置換されることはない。 The alkyl group and cycloalkyl group as R 1 to R 5 may further have a substituent, and examples of the substituent include a hydroxyl group, a halogen atom (preferably a fluorine atom), an alkyl group, or a cycloalkyl group. Can be mentioned. However, the alkyl group and cycloalkyl group of R 1 to R 5 are not substituted with a substituent having a nitrogen atom.

本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、一態様において、一般式(I)で表される酸を発生する化合物を含有することが好ましく、一般式(I)で表される酸において、n個のRのうち少なくとも1つが窒素原子に対してα位の炭素原子又はβ位の炭素原子に結合することが好ましく、β位に結合することがより好ましい。また、nは1又は3であることが好ましく、1であることが好ましい。一般式(I)において、nが1であり、尚且つRが、窒素原子に対してβ位の炭素原子に結合することが最も好ましい。 In one embodiment, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably contains a compound that generates an acid represented by the general formula (I), and is represented by the general formula (I). In the acid, at least one of n R 1 's is preferably bonded to the carbon atom at the α-position or β-position with respect to the nitrogen atom, and more preferably bonded to the β-position. N is preferably 1 or 3, and is preferably 1. In the general formula (I), it is most preferable that n is 1 and R 1 is bonded to a carbon atom in the β-position with respect to the nitrogen atom.

本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、一態様において一般式(II)で表される酸を発生する化合物を含有することが好ましく、一般式(II)で表される化合物を含有する場合、一般式(II)において、R及びRが互いに結合して環を形成することが好ましく、R及びRが互いに結合して脂環を形成することがより好ましい。 In one aspect, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably contains a compound that generates an acid represented by the general formula (II), and the compound represented by the general formula (II) In general formula (II), R 3 and R 4 are preferably bonded to each other to form a ring, and R 3 and R 4 are preferably bonded to each other to form an alicyclic ring.

一般式(I)又は(II)で表される酸の好ましい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。以下の具体例中、nは1又は2を表す。   Although the preferable specific example of the acid represented by general formula (I) or (II) is given to the following, this invention is not limited to these. In the following specific examples, n represents 1 or 2.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

Figure 0006140583
Figure 0006140583

活性光線又は放射線の照射により一般式(I)又は(II)で表される酸を発生する化合物(A)の内で好ましい化合物としては、スルホニウム塩、ヨードニウム塩といったオニウム塩等のイオン性構造を有する化合物、オキシムエステル、イミドエステル等の非イオン性化合物構造を有するものが挙げられる。オニウム塩としては、スルホニウム塩であることがより好ましい。   Among the compounds (A) that generate an acid represented by the general formula (I) or (II) upon irradiation with actinic rays or radiation, preferred compounds include ionic structures such as onium salts such as sulfonium salts and iodonium salts. And compounds having nonionic compound structures such as oxime esters and imide esters. The onium salt is more preferably a sulfonium salt.

化合物(A)は、一態様において、下記一般式(I−A)又は(II−A)で表される化合物であることが好ましい。   In one embodiment, the compound (A) is preferably a compound represented by the following general formula (IA) or (II-A).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

上記一般式(I−A)中、Am+はm価のカチオンを表し、mは1又は2を表す。mは1であることが好ましい。
上記一般式(II−A)中、An+はn価のカチオンを表し、nは1又は2を表す。nは1であることが好ましい。
、A’、R〜Rは、一般式(I)、(II)における各基と同義である。
In the general formula (IA), Am + represents an m-valent cation, and m represents 1 or 2. m is preferably 1.
In the general formula (II-A), An + represents an n-valent cation, and n represents 1 or 2. n is preferably 1.
A 1 , A 1 ′ and R 1 to R 5 have the same meanings as the groups in formulas (I) and (II).

一般式(I−A)、(II−A)において、m及びnが1である場合におけるAにより表される1価のカチオンとしては、例えば、下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表されるカチオンを挙げることができる。 In the general formulas (IA) and (II-A), examples of the monovalent cation represented by A + when m and n are 1 include, for example, the following general formulas (ZI), (ZII), The cation represented by (ZIII) can be mentioned.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

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

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

は、一般式(1)又は(2)で表される酸に対応するアニオンを表す。 Z represents an anion corresponding to the acid represented by the general formula (1) or (2).

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。
The aliphatic moiety in the aliphatic sulfonate anion and the aliphatic carboxylate anion may be an alkyl group or a cycloalkyl group, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and a carbon number. 3-30 cycloalkyl groups are mentioned.
The aromatic group in the aromatic sulfonate anion and aromatic carboxylate anion is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms such as a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.

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)を有していてもよい   The alkyl group, cycloalkyl group and aryl group mentioned above may have a substituent. Specific examples thereof include nitro groups, halogen atoms such as fluorine atoms, carboxyl groups, hydroxyl groups, amino groups, cyano groups, alkoxy groups (preferably having 1 to 15 carbon atoms), cycloalkyl groups (preferably having 3 to 15 carbon atoms). ), An aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably 2 to 7 carbon atoms), an acyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms), an alkoxycarbonyloxy group (preferably 2 to 2 carbon atoms). 7), an alkylthio group (preferably 1 to 15 carbon atoms), an alkylsulfonyl group (preferably 1 to 15 carbon atoms), an alkyliminosulfonyl group (preferably 2 to 15 carbon atoms), an aryloxysulfonyl group (preferably carbon) Number 6-20), alkylaryloxysulfonyl group (preferably C7-20), cycloalkylary Examples thereof include an oxysulfonyl group (preferably having 10 to 20 carbon atoms), an alkyloxyalkyloxy group (preferably having 5 to 20 carbon atoms), a cycloalkylalkyloxyalkyloxy group (preferably having 8 to 20 carbon atoms), and the like. . About the aryl group and ring structure which each group has, you may have an alkyl group (preferably C1-C15) as a substituent further.

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7〜12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。
The aralkyl group in the aralkyl carboxylate anion is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, such as a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, a naphthylethyl group, and a naphthylbutyl group.
Examples of the sulfonylimide anion include saccharin anion.
The alkyl group in the bis (alkylsulfonyl) imide anion and tris (alkylsulfonyl) methide anion is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Examples of substituents for these alkyl groups include halogen atoms, alkyl groups substituted with halogen atoms, alkoxy groups, alkylthio groups, alkyloxysulfonyl groups, aryloxysulfonyl groups, cycloalkylaryloxysulfonyl groups, and the like. A fluorine atom or an alkyl group substituted with a fluorine atom is preferred.

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。   From the viewpoint of acid strength, the pKa of the generated acid is preferably −1 or less in order to improve sensitivity.

201、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。
201、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、3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。
Examples of the organic group for R 201 , R 202 and R 203 include an aryl group (preferably having 6 to 15 carbon atoms), a linear or branched alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms), and a cycloalkyl group (having 3 carbon atoms). ~ 15 are preferred).
Of R 201 , R 202 and R 203 , at least one is preferably an aryl group, more preferably all three are aryl groups. As the aryl group, in addition to a phenyl group, a naphthyl group, and the like, a heteroaryl group such as an indole residue and a pyrrole residue can be used.

201、R202及びR203としてのこれらアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は更に置換基を有していてもよい。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。 These aryl groups, alkyl groups and cycloalkyl groups as R 201 , R 202 and R 203 may further have a substituent. Examples of the substituent include halogen atoms such as nitro groups and fluorine atoms, carboxyl groups, hydroxyl groups, amino groups, cyano groups, alkoxy groups (preferably having 1 to 15 carbon atoms), cycloalkyl groups (preferably having 3 to 15 carbon atoms). ), An aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably 2 to 7 carbon atoms), an acyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms), an alkoxycarbonyloxy group (preferably 2 to 2 carbon atoms). 7) and the like, but are not limited thereto.

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−,−SO−などがあげられるが、これらに限定されるものではない。
201、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、米国特許出願公開第2003/0224288A1号明細書に式(I−1)〜(I−70)として例示されている化合物、米国特許出願公開第2003/0077540A1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。
Two selected from R 201 , R 202 and R 203 may be bonded via a single bond or a linking group. Examples of the linking group include an alkylene group (preferably having 1 to 3 carbon atoms), —O—, —S—, —CO—, —SO 2 — and the like, but are not limited thereto.
Preferred structures when at least one of R 201 , R 202 and R 203 is not an aryl group include paragraphs 0046 and 0047 of JP-A-2004-233661, paragraphs 0040 to 0046 of JP-A-2003-35948, US Compounds exemplified as formulas (I-1) to (I-70) in Patent Publication No. 2003 / 0224288A1, and Formulas (IA-1) to (I) in U.S. Patent Publication No. 2003 / 0077540A1 IA-54) and cation structures such as compounds exemplified as formulas (IB-1) to (IB-24).

一般式(ZI)で表される化合物の更に好ましい例として、以下に説明する一般式(ZI−3)又は(ZI−4)で表される化合物を挙げることができる。先ず、一般式(ZI−3)で表される化合物について説明する。   More preferable examples of the compound represented by the general formula (ZI) include compounds represented by the following general formula (ZI-3) or (ZI-4). First, the compound represented by general formula (ZI-3) is demonstrated.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

上記一般式(ZI−3)中、
は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又はアルケニル基を表し、
及びRは、それぞれ独立に、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し、RとRが互いに連結して環を形成してもよく、
とRは、互いに連結して環を形成してもよく、
及びRは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、アルコキシカルボニルシクロアルキル基を表し、RとRが互いに連結して環を形成してもよく、この環構造は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケトン基、エーテル結合、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。
は、一般式(1)又は(2)で表される酸に対応するアニオンを表す。
In the general formula (ZI-3),
R 1 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an aryl group or an alkenyl group,
R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and R 2 and R 3 may be linked to each other to form a ring,
R 1 and R 2 may combine with each other to form a ring,
R X and R y each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a 2-oxoalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group, an alkoxycarbonylalkyl group, or an alkoxycarbonylcycloalkyl group, R X and R y may be connected to each other to form a ring, and this ring structure may contain an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a ketone group, an ether bond, an ester bond, or an amide bond.
Z represents an anion corresponding to the acid represented by the general formula (1) or (2).

としてのアルキル基は、好ましくは炭素数1〜20の直鎖又は分岐アルキル基であり、アルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有していてもよい。具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−オクタデシル基などの直鎖アルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、ネオペンチル基、2−エチルヘキシル基などの分岐アルキル基を挙げることができる。Rのアルキル基は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、シアノメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、メトキシカルボニルメチル基、エトキシカルボニルメチル基等が挙げられる。 The alkyl group as R 1 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may have an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom in the alkyl chain. Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-octadecyl group, etc. And a branched alkyl group such as isopropyl group, isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group, neopentyl group, 2-ethylhexyl group. The alkyl group of R 1 may have a substituent, and examples of the alkyl group having a substituent include a cyanomethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, a methoxycarbonylmethyl group, and an ethoxycarbonylmethyl group. Can be mentioned.

としてのシクロアルキル基は、好ましくは炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、環内に酸素原子又は硫黄原子を有していてもよい。具体的には、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などを挙げることができる。Rのシクロアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基の例としては、アルキル基、アルコキシ基が挙げられる。 The cycloalkyl group as R 1 is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and may have an oxygen atom or a sulfur atom in the ring. Specific examples include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, an adamantyl group, and the like. The cycloalkyl group represented by R 1 may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group and an alkoxy group.

としてのアルコキシ基は、好ましくは炭素数1〜20のアルコキシ基である。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基、t−ブチルオキシ基、t−アミルオキシ基、n−ブチルオキシ基が挙げられる。Rのアルコキシ基は置換基を有していてもよく、置換基の例としては、アルキル基、シクロアルキル基が挙げられる。 The alkoxy group as R 1 is preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. Specific examples include a methoxy group, an ethoxy group, an isopropyloxy group, a t-butyloxy group, a t-amyloxy group, and an n-butyloxy group. The alkoxy group of R 1 may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group and a cycloalkyl group.

としてのシクロアルコキシ基は、好ましくは炭素数3〜20のシクロアルコキシ基であり、シクロヘキシルオキシ基、ノルボルニルオキシ基、アダマンチルオキシ基などを挙げることができる。Rのシクロアルコキシ基は置換基を有していてもよく、置換基の例としては、アルキル基、シクロアルキル基が挙げられる。 The cycloalkoxy group as R 1 is preferably a C3-C20 cycloalkoxy group, and examples thereof include a cyclohexyloxy group, a norbornyloxy group, and an adamantyloxy group. The cycloalkoxy group for R 1 may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group and a cycloalkyl group.

としてのアリール基は、好ましくは炭素数6〜14のアリール基であり、例えばフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられる。Rのアリール基は置換基を有していてもよく、好ましい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基が挙げられる。置換基がアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はシクロアルコキシ基の場合、上述したRとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基及びシクロアルコキシ基と同様のものが挙げられる。 The aryl group as R 1 is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group. The aryl group of R 1 may have a substituent, and preferred substituents include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, and an arylthio group. When the substituent is an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group or a cycloalkoxy group, the same groups as the alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group and cycloalkoxy group as R 1 described above can be used.

としてのアルケニル基は、ビニル基、アリル基が挙げられる。 Examples of the alkenyl group as R 1 include a vinyl group and an allyl group.

及びRは、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し、RとRが互いに連結して環を形成してもよい。但し、R及びRのうち少なくとも1つは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基を表す。R、Rについてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基の具体例及び好ましい例としては、Rについて前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。RとRが互いに連結して環を形成する場合、R及びRに含まれる環の形成に寄与する炭素原子の数の合計は、4〜7であることが好ましく、4又は5であることが特に好ましい。 R 2 and R 3 represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group, and R 2 and R 3 may be connected to each other to form a ring. However, at least one of R 2 and R 3 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. Specific examples and preferred examples of the alkyl group, cycloalkyl group and aryl group for R 2 and R 3 include those similar to the specific examples and preferred examples described above for R 1 . When R 2 and R 3 are connected to each other to form a ring, the total number of carbon atoms contributing to the formation of the ring contained in R 2 and R 3 is preferably 4 to 7, and 4 or 5 It is particularly preferred that

とRは、互いに連結して環を形成してもよい。RとRが互いに連結して環を形成する場合、Rがアリール基(好ましくは置換基を有してもよいフェニル基又はナフチル基)であり、Rが炭素数1〜4のアルキレン基(好ましくはメチレン基又はエチレン基)であることが好ましく、好ましい置換基としては、上述したRとしてのアリール基が有していても良い置換基と同様のものが挙げられる。RとRが互いに連結して環を形成する場合における他の形態として、Rがビニル基であり、Rが炭素数1〜4のアルキレン基であることも好ましい。 R 1 and R 2 may be connected to each other to form a ring. When R 1 and R 2 are connected to each other to form a ring, R 1 is an aryl group (preferably a phenyl group or a naphthyl group which may have a substituent), and R 2 has 1 to 4 carbon atoms. An alkylene group (preferably a methylene group or an ethylene group) is preferable, and examples of the preferable substituent include the same substituents that the aryl group as R 1 may have. As another form in the case where R 1 and R 2 are connected to each other to form a ring, it is also preferable that R 1 is a vinyl group and R 2 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.

及びRにより表されるアルキル基は、好ましくは炭素数1〜15のアルキル基、例えば、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、イソブチル基、sec−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等を挙げることができる。 The alkyl group represented by R X and R y is preferably an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group. , Pentyl, neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl Groups and the like.

及びRにより表されるシクロアルキル基は、好ましくは炭素数3〜20のシクロアルキル基、例えば、シクロプロピル基、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挙げることができる。 The cycloalkyl group represented by R X and R y is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, an adamantyl group and the like.

及びRにより表されるアルケニル基は、好ましくは、2〜30のアルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基、及びスチリル基を挙げることができる。 The alkenyl group represented by R X and R y is preferably 2 to 30 alkenyl groups such as vinyl group, allyl group, and styryl group.

及びRにより表されるアリール基としては、例えば、炭素数6〜20のアリール基が好ましく、具体的にはフェニル基、ナフチル基、アズレニル基、アセナフチレニル基、フェナンスレニル基、ペナレニル基、フェナントラセニル基、フルオレニル基、アントラセニル基、ピレニル基、ベンゾピレニル基等が挙げられる。好ましくは、フェニル基、ナフチル基であり、更に好ましくは、フェニル基である。 As the aryl group represented by R X and R y , for example, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable. Specifically, a phenyl group, a naphthyl group, an azulenyl group, an acenaphthylenyl group, a phenanthrenyl group, a penalenyl group, a phenyl group, Examples thereof include a nantracenyl group, a fluorenyl group, an anthracenyl group, a pyrenyl group, and a benzopyrenyl group. Preferred are a phenyl group and a naphthyl group, and more preferred is a phenyl group.

及びRにより表される2−オキソアルキル基及びアルコキシカルボニルアルキル基のアルキル基部分としては、例えば、先にR及びRとして列挙したものが挙げられる。 The alkyl group moiety of the 2-oxoalkyl group and alkoxycarbonylalkyl group represented by R X and R y, for example, those previously listed as R X and R y.

及びRにより表される2−オキソシクロアルキル基及びアルコキシカルボニルシクロアルキル基のシクロアルキル基部分としては、例えば、先にR及びRyとして列挙したものが挙げられる。 Examples of the cycloalkyl group part of the 2-oxocycloalkyl group and alkoxycarbonylcycloalkyl group represented by R X and R y include those enumerated above as R X and Ry.

は、一般式(1)又は(2)で表される酸に対応するアニオンを表す。 Z represents an anion corresponding to the acid represented by the general formula (1) or (2).

一般式(ZI−3)で表される化合物は、好ましくは、以下の一般式(ZI−3a)及び(ZI−3b)で表される化合物である。   The compound represented by the general formula (ZI-3) is preferably a compound represented by the following general formulas (ZI-3a) and (ZI-3b).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(ZI−3a)及び(ZI−3b)において、R、R及びRは、上記一般式(ZI−3)で定義した通りである。 In the general formulas (ZI-3a) and (ZI-3b), R 1 , R 2 and R 3 are as defined in the general formula (ZI-3).

Yは、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を表し、酸素原子又は窒素原子であることが好ましい。m、n、p及びqは整数を意味し、0〜3であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。SとYを連結するアルキレン基は置換基を有してもよく、好ましい置換基としてはアルキル基が挙げられる。 Y represents an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom, and is preferably an oxygen atom or a nitrogen atom. m, n, p, and q represent integers, preferably 0 to 3, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1. The alkylene group connecting S + and Y may have a substituent, and preferred examples of the substituent include an alkyl group.

は、Yが窒素原子である場合には1価の有機基を表し、Yが酸素原子又は硫黄原子である場合には存在しない。Rは、電子求引性基を含む基であることが好ましく、下記一般式(ZI−3a−1)〜(ZI−3a−4)で表される基であることが特に好ましい。 R 5 represents a monovalent organic group when Y is a nitrogen atom, and is absent when Y is an oxygen atom or a sulfur atom. R 5 is preferably a group containing an electron withdrawing group, and particularly preferably a group represented by the following general formulas (ZI-3a-1) to (ZI-3a-4).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

上記(ZI−3a−1)〜(ZI−3a−3)において、Rは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、好ましくはアルキル基である。Rについてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基の具体例及び好ましい例としては、上記一般式(ZI−3)におけるRについて前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。
上記(ZI−3a−1)〜(ZI−3a−4)において、*は一般式(ZI−3a)で表される化合物中のYとしての窒素原子に接続する結合手を表す。
In the above (ZI-3a-1) to (ZI-3a-3), R represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group, preferably an alkyl group. Specific examples and preferred examples of the alkyl group, cycloalkyl group and aryl group for R include the same specific examples and preferred examples as those described above for R 1 in the general formula (ZI-3).
In the above (ZI-3a-1) to (ZI-3a-4), * represents a bond connected to a nitrogen atom as Y in the compound represented by the general formula (ZI-3a).

Yが窒素原子である場合、Rは、−SO−Rで表される基であることが特に好ましい。Rは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、好ましくはアルキル基である。Rについてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基の具体例及び好ましい例としては、Rについて前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。 When Y is a nitrogen atom, R 5 is particularly preferably a group represented by —SO 2 —R 4 . R 4 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, preferably an alkyl group. Specific examples and preferred examples of the alkyl group, cycloalkyl group and aryl group for R 4 include those similar to the specific examples and preferred examples described above for R 1 .

は、一般式(1)又は(2)で表される酸に対応するアニオンを表す。 Z represents an anion corresponding to the acid represented by the general formula (1) or (2).

一般式(ZI−3)で表される化合物は、特に好ましくは、以下の一般式(ZI−3a’)及び(ZI−3b’)で表される化合物である。   The compound represented by the general formula (ZI-3) is particularly preferably a compound represented by the following general formulas (ZI-3a ′) and (ZI-3b ′).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(ZI−3a’)及び(ZI−3b’)において、R、R、R、Y及びRは、上記一般式(ZI−3a)及び(ZI−3b)で定義した通りである。 In the general formulas (ZI-3a ′) and (ZI-3b ′), R 1 , R 2 , R 3 , Y and R 5 are as defined in the general formulas (ZI-3a) and (ZI-3b). It is.

は、一般式(1)又は(2)で表される酸に対応するアニオンを表す。 Z represents an anion corresponding to the acid represented by the general formula (1) or (2).

一般式(ZI−3)で表される化合物のカチオン部分の具体例を以下に挙げる。   Specific examples of the cation moiety of the compound represented by the general formula (ZI-3) are shown below.

Figure 0006140583
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Figure 0006140583
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Figure 0006140583
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Figure 0006140583
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Figure 0006140583
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次に、一般式(ZI−4)で表される化合物について説明する。   Next, the compound represented by general formula (ZI-4) is demonstrated.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(ZI−4)中、
13は、水素原子、フッ素原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、又はシクロアルキル基を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
14は複数存在する場合は各々独立して、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アルキルスルホニル基、シクロアルキルスルホニル基、又はシクロアルキル基を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
15は各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基又はナフチル基を表す。2個のR15が互いに結合して環を形成してもよく、環を構成する原子として、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子などのヘテロ原子を含んでも良い。これらの基は置換基を有してもよい。
lは0〜2の整数を表す。
rは0〜8の整数を表す。
は、一般式(1)又は(2)で表される酸に対応するアニオンを表す。
In general formula (ZI-4),
R 13 represents a group having a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, or a cycloalkyl group. These groups may have a substituent.
When there are a plurality of R 14 s, each independently represents a group having a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an alkylsulfonyl group, a cycloalkylsulfonyl group, or a cycloalkyl group. Represent. These groups may have a substituent.
R 15 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a naphthyl group. Two R 15 may be bonded to each other to form a ring, and the atoms constituting the ring may include heteroatoms such as an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom. These groups may have a substituent.
l represents an integer of 0-2.
r represents an integer of 0 to 8.
Z represents an anion corresponding to the acid represented by the general formula (1) or (2).

一般式(ZI−4)において、R13、R14及びR15のアルキル基としては、直鎖状若しくは分岐状であり、炭素原子数1〜10のものが好ましい。
13、R14及びR15のシクロアルキル基としては、単環若しくは多環のシクロアルキル基が挙げられる。
13及びR14のアルコキシ基としては、直鎖状若しくは分岐状であり、炭素原子数1〜10のものが好ましい。
13及びR14のアルコキシカルボニル基としては、直鎖状若しくは分岐状であり、炭素原子数2〜11のものが好ましい。
13及びR14のシクロアルキル基を有する基としては、単環若しくは多環のシクロアルキル基を有する基が挙げられる。これら基は、置換基を更に有していてもよい。
14のアルキルカルボニル基のアルキル基としては、上述したR13〜R15としてのアルキル基と同様の具体例が挙げられる。
14のアルキルスルホニル基及びシクロアルキルスルホニル基としては、直鎖状、分岐状、環状であり、炭素原子数1〜10のものが好ましい。
In General Formula (ZI-4), the alkyl groups represented by R 13 , R 14, and R 15 are linear or branched and preferably have 1 to 10 carbon atoms.
Examples of the cycloalkyl group represented by R 13 , R 14 and R 15 include a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group.
The alkoxy group for R 13 and R 14 is linear or branched and preferably has 1 to 10 carbon atoms.
The alkoxycarbonyl group for R 13 and R 14 is linear or branched and preferably has 2 to 11 carbon atoms.
Examples of the group having a cycloalkyl group of R 13 and R 14 include a group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group. These groups may further have a substituent.
The alkyl group of the alkyl group of R 14, include the same specific examples as the alkyl group as R 13 to R 15 described above.
The alkylsulfonyl group and cycloalkylsulfonyl group for R 14 are linear, branched, or cyclic, and preferably have 1 to 10 carbon atoms.

上記各基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子)、水酸基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。   Examples of the substituent that each of the above groups may have include a halogen atom (for example, a fluorine atom), a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkoxycarbonyl group, and an alkoxycarbonyloxy group. Etc.

2個のR15が互いに結合して形成してもよい環構造としては、2個のR15が一般式(ZI−4)中の硫黄原子と共に形成する5員又は6員の環、特に好ましくは5員の環(即ち、テトラヒドロチオフェン環又は2,5−ジヒドロチオフェン環)が挙げられ、アリール基又はシクロアルキル基と縮環していてもよい。この2価のR15は置換基を有してもよく、置換基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。前記環構造に対する置換基は、複数個存在しても良く、また、それらが互いに結合して環を形成しても良い。 As a ring structure that two R 15 may be bonded to each other, a 5-membered or 6-membered ring formed by two R 15 together with a sulfur atom in the general formula (ZI-4) is particularly preferable. Includes a 5-membered ring (that is, a tetrahydrothiophene ring or a 2,5-dihydrothiophene ring), and may be condensed with an aryl group or a cycloalkyl group. This divalent R 15 may have a substituent. Examples of the substituent include a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkoxycarbonyl group. Group, alkoxycarbonyloxy group and the like. There may be a plurality of substituents for the ring structure, or they may be bonded to each other to form a ring.

一般式(ZI−4)におけるR15としては、メチル基、エチル基、ナフチル基、及び2個のR15が互いに結合して硫黄原子と共にテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基等が好ましく、2個のR15が互いに結合して硫黄原子と共にテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基が特に好ましい。 R 15 in the general formula (ZI-4) is preferably a methyl group, an ethyl group, a naphthyl group, or a divalent group in which two R 15 are bonded to each other to form a tetrahydrothiophene ring structure together with a sulfur atom. A divalent group in which two R 15 are bonded to each other to form a tetrahydrothiophene ring structure together with a sulfur atom is particularly preferable.

13及びR14が有し得る置換基としては、水酸基、アルコキシ基、又はアルコキシカルボニル基、ハロゲン原子(特に、フッ素原子)が好ましい。
lとしては、0又は1が好ましく、1がより好ましい。
rとしては、0〜2が好ましい。
The substituent that R 13 and R 14 may have is preferably a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, or a halogen atom (particularly a fluorine atom).
l is preferably 0 or 1, and more preferably 1.
As r, 0-2 are preferable.

以上説明した一般式(ZI−3)又は(ZI−4)で表される化合物が有するカチオン構造の具体例としては、上述した、特開2004−233661号公報、特開2003−35948号公報、米国特許出願公開第2003/0224288A1号明細書、米国特許出願公開第2003/0077540A1号明細書に例示されている化合物等のカチオン構造の他、例えば、特開2011−53360号公報の段落0046、0047、0072〜0077、0107〜0110に例示されている化学構造等におけるカチオン構造、特開2011−53430号公報の段落0135〜0137、0151、0196〜0199に例示されている化学構造等におけるカチオン構造などが挙げられる。   Specific examples of the cation structure possessed by the compound represented by the general formula (ZI-3) or (ZI-4) described above include the above-mentioned JP-A-2004-233661, JP-A-2003-35948, In addition to cationic structures such as compounds exemplified in U.S. Patent Application Publication No. 2003 / 0224288A1 and U.S. Patent Application Publication No. 2003 / 0077540A1, for example, paragraphs 0046 and 0047 of JP2011-53360A Cation structures in chemical structures and the like exemplified in 0072-0077 and 0107-0110, cation structures in chemical structures and the like exemplified in paragraphs 0135 to 0137, 0151 and 0196 to 0199 of JP2011-53430, etc. Is mentioned.

一般式(ZII)中、
204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。
204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同様である。
204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。
In general formula (ZII),
R 204 and R 205 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.
The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 and R 205 are the same as the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 in the aforementioned compound (ZI).
The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 and R 205 may have a substituent. Even the substituent, an aryl group of R 201 to R 203 in the above compound (ZI), alkyl groups include those which may have a cycloalkyl group.

上記一般式(I−A)においてmが2の場合、一般式(I−A)で表される化合物としては、上記一般式(ZI)で表される構造を複数有する化合物を挙げることができる。例えば、一般式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくとも1つが、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくとも一つと、単結合又は連結基を介して結合した構造を有する化合物であってもよい。 When m is 2 in the general formula (IA), examples of the compound represented by the general formula (IA) include compounds having a plurality of structures represented by the general formula (ZI). . For example, at least one of R 201 to R 203 of the compound represented by the general formula (ZI) is a single bond or at least one of R 201 to R 203 of another compound represented by the general formula (ZI) It may be a compound having a structure bonded through a linking group.

次に、一般式(ZII)について説明する。
一般式(ZII)中、R204、R205は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
204、R205のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。R204、R205のアリール基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造を有するアリール基の骨格としては、例えば、ピロール、フラン、チオフェン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン等を挙げることができる。
Next, general formula (ZII) will be described.
In General Formula (ZII), R 204 and R 205 each independently represents an aryl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group.
The aryl group for R 204 and R 205 is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. The aryl group of R 204 and R 205 may be an aryl group having a heterocyclic structure having an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, or the like. Examples of the skeleton of the aryl group having a heterocyclic structure include pyrrole, furan, thiophene, indole, benzofuran, and benzothiophene.

204、R205のアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。 The alkyl group and cycloalkyl group of R 204 and R 205 are preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (eg, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group), carbon Examples thereof include cycloalkyl groups of several 3 to 10 (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group).

204、R205のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。R204、R205のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、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6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等を挙げることができる。
は、一般式(1)又は(2)で表される酸に対応するアニオンを表す。
一般式(ZII)で表されるカチオンの具体例を示す。
The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 and R 205 may have a substituent. Examples of the substituent that the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 and R 205 may have include, for example, an alkyl group (eg, having 1 to 15 carbon atoms) and a cycloalkyl group (eg, having 3 to 15 carbon atoms). ), An aryl group (for example, having 6 to 15 carbon atoms), an alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, and a phenylthio group.
Z represents an anion corresponding to the acid represented by the general formula (1) or (2).
Specific examples of the cation represented by formula (ZII) are shown.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

化合物(A)としては、更に、非イオン性化合物構造を有するものとして、例えば、下記一般式(ZV)、(ZVI)で表される化合物を挙げることができる。   Examples of the compound (A) further include compounds represented by the following general formulas (ZV) and (ZVI) as those having a nonionic compound structure.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(ZV)、(ZVI)中、
209及びR210は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基又はアリール基を表す。R209、R210のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基としては、前述の化合物(ZI−1)におけるR201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基として説明した各基と同様である。R209、R210のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としても、前述の化合物(ZI−1)における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置換基と同様のものが挙げられる。
In general formulas (ZV) and (ZVI),
R 209 and R 210 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, a cyano group, or an aryl group. The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 209 and R 210 are the same as the groups described as the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 in the aforementioned compound (ZI-1). is there. The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 209 and R 210 may have a substituent. As this substituent, the same substituents as those which the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 in the above-described compound (ZI-1) may have may be mentioned.

A’は、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。
A’としてのアルキレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1〜8、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、オクチレン基等を挙げることができる。
A’としてのアルケニレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数2〜6、例えば、エテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基等を挙げることができる。
A’としてのアリーレン基は、置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数6〜15、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等を挙げることができる。
A ′ represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.
The alkylene group as A ′ may have a substituent, and preferably has 1 to 8 carbon atoms, for example, methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group, octylene group and the like. it can.
The alkenylene group as A ′ may have a substituent, and preferably has 2 to 6 carbon atoms, for example, ethenylene group, propenylene group, butenylene group and the like.
The arylene group as A ′ may have a substituent, and preferably has 6 to 15 carbon atoms, such as a phenylene group, a tolylene group, and a naphthylene group.

A’が有してもよい置換基としては、例えば、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、カルボキシル基等の活性水素を有するものや、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、アルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、チオエーテル基、アシル基(アセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基等)、アシロキシ基(アセトキシ基、プロパノイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基等)、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。また、アリーレン基については更にアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)を挙げることができる。   Examples of the substituent that A ′ may have include those having active hydrogen such as a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, a hydroxyl group, and a carboxyl group, and a halogen atom. (Fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), thioether group, acyl group (acetyl group, propanoyl group, benzoyl group, etc.), acyloxy Groups (acetoxy group, propanoyloxy group, benzoyloxy group, etc.), alkoxycarbonyl groups (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group, etc.), cyano group, nitro group and the like. Further, the arylene group may further include an alkyl group (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc.).

Rzは、一般式(I)で表される酸のHが解離した構造を表し、下記一般式(I−s)又は(I−t)で表される。   Rz represents a structure in which H of the acid represented by the general formula (I) is dissociated, and is represented by the following general formula (Is) or (It).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

式中、A、A’、L及びR〜Rは、一般式(I)、一般式(II)における各基と同様である。*は、一般式(ZV)、(ZVI)で表される化合物残基との結合部を表す。
一般式(ZV)、(ZVI)で表される化合物残基の具体例を以下に示す。具体例中の*は、上記一般式(I−s)の*との結合部を表す。
Wherein, A 1, A 1 ', L and R 1 to R 5 are formula (I), similar to the respective groups in the general formula (II). * Represents a bond with a compound residue represented by the general formulas (ZV) and (ZVI).
Specific examples of the compound residues represented by the general formulas (ZV) and (ZVI) are shown below. * In a specific example represents a coupling | bond part with * of the said general formula (I-s).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

Figure 0006140583
Figure 0006140583

また、上記化合物(A)一般式(I)及び(II)で表される化合物の好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Moreover, although the preferable specific example of the compound represented by the said compound (A) general formula (I) and (II) is given below, this invention is not limited to these.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

Figure 0006140583
Figure 0006140583

化合物(A)の本発明の組成物中の含有量は、組成物の全固形分を基準として、0.1〜30質量%が好ましく、より好ましくは3〜25質量%、更に好ましくは7〜20質量%である。   The content of the compound (A) in the composition of the present invention is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 3 to 25% by mass, still more preferably 7 to 7% by mass based on the total solid content of the composition. 20% by mass.

また、本発明の組成物は、2種以上の化合物(A)を含んでも良いし、化合物(A)に加えて化合物(A)以外の光酸発生剤(以下、化合物(A’)ともいう)を含んでも良い。本発明の組成物が2種以上の光酸発生剤を含む場合は、光酸発生剤の総含有量が上記範囲内であることが好ましい。   The composition of the present invention may contain two or more compounds (A), and in addition to the compound (A), a photoacid generator other than the compound (A) (hereinafter also referred to as compound (A ′)). ) May be included. When the composition of this invention contains 2 or more types of photo-acid generators, it is preferable that the total content of a photo-acid generator exists in the said range.

化合物(A’)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、あるい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 the compound (A ′) include a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for photoradical polymerization, a photodecoloring agent for dyes, a photochromic agent, or an actinic ray or radiation used in a micro resist. Known compounds that generate an acid upon irradiation and mixtures 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。   Examples thereof include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.

また、これらの活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、米国特許第3,849,137号明細書、独国特許第3914407号明細書、特開昭63−26653号公報、特開昭55−164824号公報、特開昭62−69263号公報、特開昭63−146038号公報、特開昭63−163452号公報、特開昭62−153853号公報、特開昭63−146029号公報等に記載の化合物を用いることができる。   Further, a group that generates an acid upon irradiation with these actinic rays or radiation, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of the polymer, such as US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. No. 3914407, JP-A 63-26653, JP-A 55-164824, JP-A 62-69263, JP-A 63-146038, JP-A 63-163452, The compounds described in JP-A-62-153853 and JP-A-63-146029 can be used.

さらに米国特許第3,779,778号明細書、欧州特許第126,712号明細書等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。   Further, compounds capable of generating an acid by light as described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.

好ましい化合物(A’)としては、US2012/0076996A1の段落[0337]〜[0400]の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。   As a preferable compound (A ′), the description in paragraphs [0337] to [0400] of US2012 / 0076996A1 can be referred to, and the contents thereof are incorporated herein.

[2]樹脂(B)
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、ポジ型及びネガ型の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の態様をとることができる。該組成物に含まれる樹脂(B)は、酸の作用により分解し極性基を生じる基を有する樹脂(以下、「酸分解性樹脂」ということもある)である。この場合、樹脂(B)は、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。樹脂(B)は、酸分解性基を有する繰り返し単位を含むことが好ましい。
[2] Resin (B)
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention can take the form of positive and negative actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin compositions. The resin (B) contained in the composition is a resin having a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group (hereinafter sometimes referred to as “acid-decomposable resin”). In this case, the resin (B) is a group that decomposes into the main chain or side chain, or both of the main chain and side chain by the action of an acid to generate a polar group (hereinafter also referred to as “acid-decomposable group”). Have The resin (B) preferably contains a repeating unit having an acid-decomposable group.

(1)酸分解性基を有する繰り返し単位
酸分解性基は、極性基を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。
前記極性基としては、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)、スルホン酸基などが好ましく挙げられる。
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。
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。
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表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
01〜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。
(1) Repeating unit having an acid-decomposable group The acid-decomposable group preferably has a structure protected by a group capable of decomposing and leaving a polar group by the action of an acid.
Preferred examples of the polar group include a carboxyl group, a fluorinated alcohol group (preferably hexafluoroisopropanol), and a sulfonic acid group.
A preferable group as the acid-decomposable group is a group in which the hydrogen atom of these alkali-soluble groups is substituted with a group capable of leaving with an acid.
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.
In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
R 01 to R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.
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.

樹脂(B)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。   The repeating unit having an acid-decomposable group that can be contained in the resin (B) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (AI).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(AI)に於いて、
Xaは、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基又は−CH−Rで表される基を表す。Rは、水酸基又は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、例えば、炭素数5以下のアルキル基、アシル基が挙げられ、好ましくは炭素数3以下のアルキル基であり、さらに好ましくはメチル基である。Xa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。
Tは、単結合又は2価の連結基を表す。
Rx〜Rx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。
Rx〜Rxの少なくとも2つが結合して、シクロアルキル基(単環若しくは多環)を形成してもよい。
In general formula (AI),
Xa 1 represents a hydrogen atom, a methyl group which may have a substituent, or a group represented by —CH 2 —R 9 . R 9 represents a hydroxyl group or a monovalent organic group. Examples of the monovalent organic group include an alkyl group having 5 or less carbon atoms and an acyl group, preferably an alkyl group having 3 or less carbon atoms, and more preferably a methyl group. Xa 1 preferably represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
T represents a single bond or a divalent linking group.
Rx 1 to Rx 3 each independently represents an alkyl group (straight or branched) or a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic).
At least two of Rx 1 to Rx 3 may combine to form a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic).

Tの2価の連結基としては、アルキレン基、−COO−Rt−基、−O−Rt−基等が挙げられる。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、−CH−基、−(CH−基がより好ましい。
Rx〜Rxのアルキル基としては、炭素数1〜4の直鎖又は分岐状のものが好ましい。
Rx〜Rxのシクロアルキル基としては、炭素数3〜8の単環のシクロアルキル基、炭素数7〜20の多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx〜Rxの少なくとも2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、炭素数3〜8の単環のシクロアルキル基、炭素数7〜20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。
Rxがメチル基またはエチル基であり、RxとRx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。
Examples of the divalent linking group for T include an alkylene group, —COO—Rt— group, —O—Rt— group, and the like. In the formula, Rt represents an alkylene group or a cycloalkylene group.
T is preferably a single bond or a —COO—Rt— group. Rt is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a —CH 2 — group or a — (CH 2 ) 3 — group.
The alkyl group of Rx 1 ~Rx 3, preferably from 1 to 4 carbon atoms straight-chain or branched.
The cycloalkyl group of Rx 1 to Rx 3 is preferably a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms or a polycyclic cycloalkyl group having 7 to 20 carbon atoms.
The cycloalkyl group formed by combining at least two of Rx 1 to Rx 3 is preferably a monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms or a polycyclic cycloalkyl group having 7 to 20 carbon atoms. A monocyclic cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms is particularly preferable.
An embodiment in which Rx 1 is a methyl group or an ethyl group and Rx 2 and Rx 3 are bonded to form the above-described cycloalkyl group is preferable.

酸分解性基を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(B)中の全繰り返し単位に対し、10〜70mol%が好ましく、 25〜60mol%がより好ましく、35〜55mol%が好ましく、最も好ましくは45〜55mol%である。   The content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably from 10 to 70 mol%, more preferably from 25 to 60 mol%, more preferably from 35 to 55 mol%, most preferably based on all repeating units in the resin (B). It is 45-55 mol%.

好ましい酸分解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。なお、式中、XaはH,CH,CF,CHOHのいずれか、Rxa,Rxbはそれぞれ炭素数1〜4の直鎖又は分岐のアルキル基を表す。 Although the specific example of the repeating unit which has a preferable acid-decomposable group is shown below, this invention is not limited to this. In the formula, Xa 1 represents any of H, CH 3 , CF 3 , and CH 2 OH, and Rxa and Rxb each represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

Figure 0006140583
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Figure 0006140583
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Figure 0006140583
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Figure 0006140583
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樹脂(B)は、一般式(AI)で表される繰り返し単位として、以下の一般式(1)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。   The resin (B) is more preferably a resin having a repeating unit represented by the following general formula (1) as the repeating unit represented by the general formula (AI).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(1)中、
31は、水素原子、アルキル基又はフッ素化アルキル基を表し、
32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、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、
33は、R32が結合する炭素原子とともに単環の脂環式炭化水素構造を形成するのに必要な原子団を表す。
前記脂環式炭化水素構造は、環を構成する炭素原子の一部が、ヘテロ原子又はヘテロ原子を有する基で置換されていてもよい。
In general formula (1),
R 31 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a fluorinated alkyl group,
R 32 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group,
R 33 represents an atomic group necessary for forming a monocyclic alicyclic hydrocarbon structure together with the carbon atom to which R 32 is bonded.
In the alicyclic hydrocarbon structure, a part of carbon atoms constituting the ring may be substituted with a hetero atom or a group having a hetero atom.

31のアルキル基は、置換基を有していてもよく、フッ素原子、水酸基などが挙げられる。
31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。
32は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、又は、イソプロピル基であることが好ましく、メチル基、又は、エチル基であることがより好ましい。
33が炭素原子とともに形成する単環の脂環炭化水素構造は、3〜8員環であることが好ましく、5又は6員環であることがより好ましい。
33が炭素原子とともに形成する単環の脂環炭化水素構造において、環を構成する炭素原子の一部を置換できるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子等が挙げられ、ヘテロ原子を有する基としては、カルボニル基等が挙げられる。ただし、ヘテロ原子を有する基は、エステル基(エステル結合)ではないことが好ましい。
33が炭素原子とともに形成する単環の脂環炭化水素構造は、炭素原子と水素原子とのみから形成されることが好ましい。
The alkyl group for R 31 may have a substituent, and examples thereof include a fluorine atom and a hydroxyl group.
R 31 preferably represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.
R 32 is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an isopropyl group, and more preferably a methyl group or an ethyl group.
The monocyclic alicyclic hydrocarbon structure formed by R 33 together with the carbon atom is preferably a 3- to 8-membered ring, and more preferably a 5- or 6-membered ring.
In the monocyclic alicyclic hydrocarbon structure formed by R 33 together with the carbon atom, examples of the hetero atom capable of substituting a part of the carbon atoms constituting the ring include an oxygen atom and a sulfur atom, and a group having a hetero atom Examples of the carbonyl group include a carbonyl group. However, the group having a hetero atom is preferably not an ester group (ester bond).
The monocyclic alicyclic hydrocarbon structure formed by R 33 together with the carbon atom is preferably formed only from the carbon atom and the hydrogen atom.

一般式(1)で表される繰り返し単位は、下記一般式(1’)で表される繰り返し単位であることが好ましい。   The repeating unit represented by the general formula (1) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (1 ').

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(1’)中、R31及びR32は、上記一般式(1)における各々と同義である。 In General Formula (1 ′), R 31 and R 32 have the same meanings as those in General Formula (1).

一般式(1)で表される構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されるものではない。   Although the specific example of the repeating unit which has a structure represented by General formula (1) is given below, it is not limited to these.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(B)中の全繰り返し単位に対して10〜80モル%であることが好ましく、25〜70モル%であることがより好ましく、30〜60モル%であることがさらに好ましい。   The content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably 10 to 80 mol%, more preferably 25 to 70 mol%, more preferably 30 to 30 mol% with respect to all repeating units in the resin (B). More preferably, it is 60 mol%.

樹脂(B)に含まれる酸分解性基を有する繰り返し単位は、1種であってもよいし2種以上を併用していてもよい。併用する場合の組み合わせとしては、以下に挙げるものが好ましい。具体的な構造としては以下に挙げる組み合わせが好ましい。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。   One type of repeating unit having an acid-decomposable group contained in the resin (B) may be used, or two or more types may be used in combination. As the combination in the case of using together, the following are preferable. As specific structures, the following combinations are preferable. In the following formula, each R independently represents a hydrogen atom or a methyl group.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

(2)ラクトン基、水酸基、シアノ基及びアルカリ可溶性基から選ばれる少なくとも1種類の基を有する繰り返し単位
樹脂(B)は、更に、ラクトン基、水酸基、シアノ基及びアルカリ可溶性基から選ばれる少なくとも1種類の基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。
(2) The repeating unit resin (B) having at least one group selected from a lactone group, a hydroxyl group, a cyano group, and an alkali-soluble group is further at least one selected from a lactone group, a hydroxyl group, a cyano group, and an alkali-soluble group. It is preferable to have a repeating unit having a kind of group.

樹脂(B)が含有し得るラクトン基を有する繰り返し単位について説明する。
ラクトン基としては、ラクトン構造を有していればいずれでも用いることができるが、好ましくは5〜7員環ラクトン構造であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−17)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ラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。
The repeating unit having a lactone group that can be contained in the resin (B) will be described.
Any lactone group can be used as long as it has a lactone structure, but it is preferably a 5- to 7-membered ring lactone structure, and forms a bicyclo structure or a spiro structure in the 5- to 7-membered ring lactone structure. The other ring structure is preferably condensed. It is more preferable to have a repeating unit having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-17). 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), (LC1-14), and (LC1-17). By using this lactone structure, line edge roughness and development defects are improved.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

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2〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、シアノ基、酸分解性基である。nは、0〜4の整数を表す。nが2以上の時、複数存在する置換基(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 2 to 8 carbon atoms, and a carboxyl group. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-decomposable group and the like. More preferably, they are a C1-C4 alkyl group, a cyano group, and an acid-decomposable group. n 2 represents an integer of 0-4. When n 2 is 2 or more, a plurality of substituents (Rb 2 ) may be the same or different, and a plurality of substituents (Rb 2 ) may be bonded to form a ring. .

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としては、下記一般式(AII)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 lactone structure represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-17) include a repeating unit represented by the following general formula (AII).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

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もよい炭素数1〜4のアルキル基を表す。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はとして好ましくは、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、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、又はこれらを組み合わせた2価の連結基を表す。好ましくは、単結合、−Ab−CO−で表される2価の連結基である。
Abは、直鎖、分岐アルキレン基、単環または多環のシクロアルキレン基であり、好ましくはメチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。
Vは、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。
In general formula (AII),
Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent. 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 represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent linking group obtained by combining these. Preferably a single bond, -Ab 1 -CO 2 - is a divalent linking group represented by.
Ab 1 is a linear, branched alkylene group, monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group or a norbornylene group.
V represents a group having a structure represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-17).

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.

ラクトン基を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(B)中の全繰り返し単位に対し、15〜60mol%が好ましく、より好ましくは20〜50mol%、更に好ましくは30〜50mol%である。   As for the content rate of the repeating unit which has a lactone group, 15-60 mol% is preferable with respect to all the repeating units in resin (B), More preferably, it is 20-50 mol%, More preferably, it is 30-50 mol%.

ラクトン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。   Specific examples of the repeating unit having a lactone group are listed below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

Figure 0006140583
Figure 0006140583

Figure 0006140583
Figure 0006140583

特に好ましいラクトン基を有する繰り返し単位としては、下記の繰り返し単位が挙げられる。最適なラクトン基を選択することにより、パターンプロファイル、粗密依存性が良好となる。   Particularly preferred repeating units having a lactone group include the following repeating units. By selecting an optimal lactone group, the pattern profile and the density dependence become good.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

Figure 0006140583
Figure 0006140583

樹脂(B)は、水酸基又はシアノ基を有する、一般式(AI)及び(AII)以外の繰り返し単位を有することが好ましい。これにより基板密着性、現像液親和性が向上する。水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位は、水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位であることが好ましく、また酸分解性基を有さないことが好ましい。これら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。   The resin (B) preferably has a repeating unit other than the general formulas (AI) and (AII) having a hydroxyl group or a cyano group. This improves the substrate adhesion and developer compatibility. The repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group is preferably a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group, and preferably has no acid-decomposable group. Examples of the repeating unit having these structures include repeating units represented by the following general formulas (AIIa) to (AIId).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(AIIa)〜(AIId)に於いて、
cは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキメチル基を表す。
c〜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。より好ましくは、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 (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 each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a cyano group. However, at least one of R 2 c to R 4 c represents a hydroxyl group or a cyano group. Preferably, one or two of R 2 c to R 4 c are a hydroxyl group and the remaining is a hydrogen atom. More preferably, two of R 2 c to R 4 c are hydroxyl groups and the rest are hydrogen atoms.

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

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。   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 0006140583
Figure 0006140583

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

酸基を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(B)中の全繰り返し単位に対し、0〜20mol%が好ましく、より好ましくは3〜15mol%、更に好ましくは5〜10mol%である。   As for the content rate of the repeating unit which has an acid group, 0-20 mol% is preferable with respect to all the repeating units in resin (B), More preferably, it is 3-15 mol%, More preferably, it is 5-10 mol%.

酸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,またはCFを表す。 Specific examples of the repeating unit having an acid group 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 0006140583
Figure 0006140583

ラクトン基、水酸基、シアノ基及び酸基から選ばれる少なくとも1種類の基を有する繰り返し単位として、更に好ましくは、ラクトン基、水酸基、シアノ基、酸基から選ばれる少なくとも2つを有する繰り返し単位であり、好ましくはシアノ基とラクトン基を有する繰り返し単位である。特に好ましくは前記(LCI−4)のラクトン構造にシアノ基が置換した構造を有する繰り返し単位である。   The repeating unit having at least one group selected from a lactone group, a hydroxyl group, a cyano group and an acid group is more preferably a repeating unit having at least two selected from a lactone group, a hydroxyl group, a cyano group and an acid group. Preferably, it is a repeating unit having a cyano group and a lactone group. Particularly preferred is a repeating unit having a structure in which a cyano group is substituted on the lactone structure of (LCI-4).

(3)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
樹脂(B)は、更に、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してもよい。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。このような繰り返し単位として、例えば1−アダマンチル(メタ)アクリレート、ジアマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートによる繰り返し単位などが挙げられる。
(4)水酸基及びシアノ基のいずれも有さない繰り返し単位
(3) Repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure and not exhibiting acid decomposability The resin (B) may further have a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure and not exhibiting acid decomposability. Good. This can reduce the elution of low molecular components from the resist film to the immersion liquid during immersion exposure. Examples of such a repeating unit include 1-adamantyl (meth) acrylate, diamantyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate repeating units.
(4) Repeating unit having neither hydroxyl group nor cyano group

本発明の樹脂(B)は、更に、水酸基及びシアノ基のいずれも有さない、一般式(III)で表される繰り返し単位を含有していることが好ましい。   It is preferable that the resin (B) of the present invention further contains a repeating unit represented by the general formula (III) that has neither a hydroxyl group nor a cyano group.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(III)中、Rは少なくとも一つの環状構造を有し、水酸基及びシアノ基のいずれも有さない炭化水素基を表す。
Raは水素原子、アルキル基又は−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。
In general formula (III), R 5 represents a hydrocarbon group having at least one cyclic structure and having neither a hydroxyl group nor a cyano group.
Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a —CH 2 —O—Ra 2 group. In the formula, Ra 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an acyl group.

が有する環状構造には、単環式炭化水素基及び多環式炭化水素基が含まれる。単環式炭化水素基としては、たとえば、炭素数3〜12(より好ましくは炭素数3〜7)のシクロアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルケニル基が挙げられる。 The cyclic structure possessed by R 5 includes a monocyclic hydrocarbon group and a polycyclic hydrocarbon group. Examples of the monocyclic hydrocarbon group include a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms (more preferably 3 to 7 carbon atoms) and a cycloalkenyl group having 3 to 12 carbon atoms.

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、架橋環式炭化水素環としては、2環式炭化水素環、3環式炭化水素環、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、例えば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。
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。
The polycyclic hydrocarbon group includes a ring assembly hydrocarbon group and a bridged cyclic hydrocarbon group. As the bridged cyclic hydrocarbon ring, a bicyclic hydrocarbon ring, a tricyclic hydrocarbon ring, a tetracyclic ring Examples include hydrocarbon rings. The bridged cyclic hydrocarbon ring also includes, for example, a condensed ring in which a plurality of 5- to 8-membered cycloalkane rings are condensed.
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.

これらの脂環式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ヒドロキシル基、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さら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ヒドロキシル基、保護基で保護されたアミノ基を挙げることができる。   These alicyclic 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. It is done. 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 the substituent that may further have a halogen atom, an alkyl group, a hydroxyl group protected with a protecting group, an amino protected with a protecting group The 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.

水酸基及びシアノ基のいずれも有さない、一般式(III)で表される繰り返し単位の含有率は、樹脂(B)中の全繰り返し単位に対し、0〜40モル%が好ましく、より好ましくは0〜20モル%である。
一般式(III)で表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、Raは、H、CH、CHOH、又はCFを表す。
The content of the repeating unit represented by the general formula (III) having neither a hydroxyl group nor a cyano group is preferably from 0 to 40 mol%, more preferably based on all repeating units in the resin (B). 0 to 20 mol%.
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (III) are shown below, but the present invention is not limited thereto. In the formula, Ra represents H, CH 3 , CH 2 OH, or CF 3 .

Figure 0006140583
Figure 0006140583

樹脂(B)は、下記一般式(nI)又は一般式(nII)で表される繰り返し単位を含有しても良い。   The resin (B) may contain a repeating unit represented by the following general formula (nI) or general formula (nII).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(nI)及び一般式(nII)において、
13’〜R16’は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、ラクトン構造を有する基、又は酸分解性基を有する基を表す。
及びXは、それぞれ独立に、メチレン基、エチレン基、酸素原子又は硫黄原子を表す。
nは、0〜2の整数を表す。
In general formula (nI) and general formula (nII),
R 13 ′ to R 16 ′ each independently have a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, or a lactone structure. Represents a group or a group having an acid-decomposable group.
X 1 and X 2 each independently represent a methylene group, an ethylene group, an oxygen atom or a sulfur atom.
n represents an integer of 0 to 2.

13’〜R16’としての酸分解性基を有する基における酸分解性基としては、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を挙げることができ、このましくは−C(=O)−O−Rで表される第3級のアルキルエステル基である。
式中、Rとしては、t−ブチル基、t−アミル基等の3級アルキル基、イソボロニル基、1−エトキシエチル基、1−ブトキシエチル基、1−イソブトキシエチル基、1−シクロヘキシロキシエチル基等の1−アルコキシエチル基、1−メトキシメチル基、1−エトキシメチル基等のアルコキシメチル基、3−オキソアルキル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキルシリルエステル基、3−オキソシクロヘキシルエステル基、2−メチル−2−アダマンチル基、メバロニックラクトン残基等を挙げることができる。
13’〜R16’のうち、少なくとも一つは酸分解性基を有する基であることが好ましい。
13’〜R16’におけるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。
13’〜R16’のアルキル基としてより好ましくは下記一般式(F1)で表される基である。
Examples of the acid-decomposable group in the group having an acid-decomposable group as R 13 ′ to R 16 ′ include a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, and a tertiary alkyl ester group. This is preferably a tertiary alkyl ester group represented by —C (═O) —O—R 0 .
In the formula, R 0 is a tertiary alkyl group such as t-butyl group or t-amyl group, isobornyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-butoxyethyl group, 1-isobutoxyethyl group, 1-cyclohexyloxy 1-alkoxyethyl group such as ethyl group, 1-methoxymethyl group, alkoxymethyl group such as 1-ethoxymethyl group, 3-oxoalkyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, trialkylsilyl ester group, 3- An oxocyclohexyl ester group, a 2-methyl-2-adamantyl group, a mevalonic lactone residue and the like can be mentioned.
At least one of R 13 ′ to R 16 ′ is preferably a group having an acid-decomposable group.
Examples of the halogen atom in R 13 ′ to R 16 ′ include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.
As more preferred alkyl group R 13 '~R 16' is a group represented by the following formula (F1).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(F1)中、
50〜R55は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R50〜R55の内、少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
Rxは、水素原子又は有機基(好ましくは酸分解性保護基、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基)し、好ましくは水素原子である。
50〜R55は、すべてフッ素原子であることが好ましい。
In general formula (F1),
R 50 to R 55 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. However, at least one of R 50 to R 55 represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
Rx is a hydrogen atom or an organic group (preferably an acid-decomposable protecting group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an acyl group, or an alkoxycarbonyl group), and preferably a hydrogen atom.
R 50 to R 55 are preferably all fluorine atoms.

上記一般式(nI)又は一般式(nII)で表される繰り返し単位として、下記具体例が挙げられるが、本発明はこれらの化合物に限定されない。なかでも、(II−f−16)〜(II−f−19)で表される繰り返し単位が好ましい。   Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (nI) or the general formula (nII) include the following specific examples, but the present invention is not limited to these compounds. Especially, the repeating unit represented by (II-f-16)-(II-f-19) is preferable.

Figure 0006140583
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Figure 0006140583
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樹脂(B)は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を有することができる。   Resin (B) adjusts dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and resolution, heat resistance, sensitivity, etc., which are general required properties of resist, in addition to the above repeating structural units. For this purpose, various repeating structural units can be included.

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

これにより樹脂(B)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。
Thereby, the performance required for the resin (B), 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、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。   As such a monomer, for example, a compound having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. Etc.

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

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

本発明のレジスト組成物が、ArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から樹脂(B)は芳香族基を有さないことが好ましい。また、本発明の樹脂(B)は、後述する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。   When the resist composition of the present invention is for ArF exposure, the resin (B) preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light. Moreover, it is preferable that the resin (B) of this invention does not contain a fluorine atom and a silicon atom from a compatible viewpoint with the hydrophobic resin mentioned later.

樹脂(B)として好ましくは、繰り返し単位のすべてが(メタ)アクリレート系繰り返し単位で構成されたものである。この場合、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位であるもの、繰り返し単位のすべてがアクリレート系繰り返し単位であるもの、繰り返し単位のすべてがメタクリレート系繰り返し単位とアクリレート系繰り返し単位とによるもののいずれのものでも用いることができるが、アクリレート系繰り返し単位が全繰り返し単位の50mol%以下であることが好ましい。より好ましくは、一般式(AI)で表される、酸分解性基を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位20〜50モル%、ラクトン基を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位20〜50モル%、水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位5〜30モル%、更にその他の(メタ)アクリレート系繰り返し単位を0〜20モル%含む共重合ポリマーである。   The resin (B) is preferably one in which all of the repeating units are composed of (meth) acrylate-based repeating units. In this case, all of the repeating units are methacrylate repeating units, all of the repeating units are acrylate repeating units, or all of the repeating units are methacrylate repeating units and acrylate repeating units. Although it can be used, the acrylate-based repeating unit is preferably 50 mol% or less of the total repeating units. More preferably, the (meth) acrylate repeating unit having an acid-decomposable group represented by the general formula (AI) is 20 to 50 mol%, the (meth) acrylate repeating unit having a lactone group is 20 to 50 mol%, It is a copolymer having 5 to 30 mol% of (meth) acrylate-based repeating units having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group, and further containing 0 to 20 mol% of other (meth) acrylate-based repeating units. .

本発明のレジスト組成物に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(B)は、一般式(AI)で表される繰り返し単位の他に、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ことが好ましい。   When the resist composition of the present invention is irradiated with KrF excimer laser light, electron beam, X-ray, or high energy light beam (EUV, etc.) having a wavelength of 50 nm or less, the resin (B) is represented by the general formula (AI). In addition to the repeating unit, it preferably further has a hydroxystyrene-based repeating unit. More preferably, it has a hydroxystyrene-based repeating unit, an acid-decomposable repeating unit such as a hydroxystyrene-based repeating unit protected with an acid-decomposable group, and a (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester.

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。   Preferred examples of the repeating unit having an acid-decomposable group include t-butoxycarbonyloxystyrene, 1-alkoxyethoxystyrene, a repeating unit of (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester, and the like. The repeating unit by 2-adamantyl (meth) acrylate and dialkyl (1-adamantyl) methyl (meth) acrylate is more preferable.

樹脂(B)は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明のレジスト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℃、さらに好ましくは60〜100℃である。
The resin (B) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as that used in the resist composition of the present invention. Thereby, generation | occurrence | production of the particle at the time of a preservation | save can be suppressed.
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 examples of the initiator include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and the like. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.

樹脂(B)の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、より好ましくは2,000〜20,000、更により好ましくは3,000〜15,000、特に好ましくは3,000〜10,000である。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、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。   The weight average molecular weight of the resin (B) is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 20,000, and even more preferably 3,000 to 15 as a polystyrene-converted value by the GPC method. 1,000, particularly preferably 3,000 to 10,000. By setting the weight average molecular weight to 1,000 to 200,000, deterioration of heat resistance and dry etching resistance can be prevented, developability is deteriorated, and viscosity is increased, resulting in deterioration of film forming property. Can be prevented.

上記樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び分散度(Mw/Mn)は、GPC測定(溶媒:テトラヒドロフラン、カラム:東ソー社製TSK gel Multipore HXL−M、カラム温度:40℃、流速:1.0mL/分、検出器:RI)によるポリスチレン換算値として定義される。   The weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (Mw / Mn) of the resin are measured by GPC (solvent: tetrahydrofuran, column: TSK gel Multipore HXL-M manufactured by Tosoh Corporation, column temperature: 40). (° C., flow rate: 1.0 mL / min, detector: RI).

分散度(分子量分布)は、通常1〜3であり、好ましくは1〜2.6、更に好ましくは1〜2、特に好ましくは1.4〜1.7の範囲のものが使用される。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。   The degree of dispersion (molecular weight distribution) is usually 1 to 3, preferably 1 to 2.6, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.4 to 1.7. 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.

本発明のレジスト組成物において、樹脂(B)の組成物全体中の配合量は、全固形分中50〜99質量%が好ましく、より好ましくは60〜95質量%である。
また、本発明において、樹脂(B)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
In the resist composition of the present invention, the blending amount of the resin (B) in the whole composition is preferably 50 to 99% by mass, more preferably 60 to 95% by mass in the total solid content.
In the present invention, the resin (B) may be used alone or in combination.

樹脂(B)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。   Specific examples of the resin (B) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

Figure 0006140583
Figure 0006140583

[3]疎水性樹脂
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、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(HR)」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(HR)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、液浸液追随性を向上させることができる。
疎水性樹脂(HR)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。
[3] Hydrophobic resin The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is a hydrophobic resin having at least one of a fluorine atom and a silicon atom (hereinafter referred to as “hydrophobic”), particularly when applied to immersion exposure. (Also referred to as a “resin (HR)”). As a result, the hydrophobic resin (HR) is unevenly distributed on the surface layer of the film, and when the immersion medium is water, the static / dynamic contact angle of the resist film surface with water is improved, and the immersion liquid followability is improved. be able to.
Hydrophobic resin (HR) is unevenly distributed at the interface as described above, but unlike a surfactant, it does not necessarily have a hydrophilic group in the molecule, and polar / nonpolar substances should be mixed uniformly. It does not have to contribute to

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(HR)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。   The hydrophobic resin typically contains fluorine atoms and / or silicon atoms. The fluorine atom and / or silicon atom in the hydrophobic resin (HR) may be contained in the main chain of the resin or may be contained in the side chain.

疎水性樹脂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、好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜4であり、更に他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、更に他の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などのアリール基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられ、更に他の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するアルキル基、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として、好ましくは、下記一般式(F2)〜(F4)のいずれか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。
When the hydrophobic resin contains a fluorine atom, it may be 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. preferable.
The alkyl group having a fluorine atom is a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, You may have the substituent of.
The cycloalkyl group having a fluorine atom is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and may further have another substituent.
Examples of the aryl group having a fluorine atom include those in which at least one hydrogen atom of an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group is substituted with a fluorine atom, and the aryl group may further have another substituent.
As the alkyl group having a fluorine atom, the cycloalkyl group having a fluorine atom, or the aryl group having a fluorine atom, a group represented by any one of the following general formulas (F2) to (F4) is preferable. However, the present invention is not limited to this.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

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、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。
57〜R61及びR65〜R67は、全てがフッ素原子であることが好ましい。R62、R63及びR68は、フルオロアルキル基(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及びR63がパーフルオロアルキル基であるとき、R64は水素原子であることが好ましい。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(CFOH、−C(COH、−C(CF)(CH)OH、−CH(CF)OH等が挙げられ、−C(CFOH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、あるいはこれらの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。
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 a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. (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 a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), and more preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. When R 62 and R 63 is a perfluoroalkyl group, it is preferred that R 64 is a hydrogen atom. R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.
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.
The partial structure containing a fluorine atom may be directly bonded to the main chain, and further from the group consisting of an alkylene group, a phenylene group, an ether bond, a thioether bond, a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, a urethane bond and a ureylene bond. You may couple | bond with the principal chain through the group selected or the group which combined these 2 or more.
Suitable examples of the repeating unit having a fluorine atom include those shown below.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

式(C−Ia)〜(C−Id)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。
〜Wは、各々独立に、少なくとも1つ以上のフッ素原子を含有する有機基を表す。具体的には前記(F2)〜(F4)の原子団が挙げられる。
また、疎水性樹脂は、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。
In formulas (C-Ia) to (C-Id), R 10 and R 11 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. The alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may have a substituent, and examples of the alkyl group having a substituent include a fluorinated alkyl group. it can.
W 3 to W 6 each independently represents an organic group containing at least one fluorine atom. Specific examples include the atomic groups (F2) to (F4).
In addition to these, the hydrophobic resin may have a unit as shown below as a repeating unit having a fluorine atom.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

式(C−II)および(C−III)中、R〜R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、R〜Rの少なくとも1つはフッ素原子を表す。RとR若しくはRとRは環を形成していてもよい。
は、少なくとも1つのフッ素原子を含有する有機基を表す。具体的には前記(F2)〜(F4)の原子団が挙げられる。
は、単結合、あるいは2価の連結基を示す。2価の連結基としては、置換又は無置換のアリーレン基、置換又は無置換のアルキレン基、置換又は無置換のシクロアルキレン基、−O−、−SO−、−CO−、−N(R)−(式中、Rは水素原子又はアルキルを表す)、−NHSO−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少なくとも1つの炭素原子が、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。
疎水性樹脂は、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。
In formulas (C-II) and (C-III), R 4 to R 7 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. The alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which may have a substituent, and examples of the alkyl group having a substituent include a fluorinated alkyl group. it can.
However, at least one of R 4 to R 7 represents a fluorine atom. R 4 and R 5 or R 6 and R 7 may form a ring.
W 2 represents an organic group containing at least one fluorine atom. Specific examples include the atomic groups (F2) to (F4).
L 2 represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include a substituted or unsubstituted arylene group, a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, —O—, —SO 2 —, —CO—, —N (R )-(Wherein R represents a hydrogen atom or alkyl), —NHSO 2 — or a divalent linking group in which a plurality of these are combined.
Q represents an alicyclic structure. The alicyclic structure may have a substituent, may be monocyclic, may be polycyclic, and may be bridged in the case of polycyclic. As the monocyclic type, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms is preferable, and examples thereof include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclobutyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic type include groups having a bicyclo, tricyclo or tetracyclo structure having 5 or more carbon atoms, and a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable, for example, an adamantyl group, norbornyl group, dicyclopentyl group. , Tricyclodecanyl group, tetocyclododecyl group and the like. Note that at least one carbon atom in the cycloalkyl group may be substituted with a heteroatom such as an oxygen atom. Particularly preferred examples of Q include a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetocyclododecyl group, and the like.
The hydrophobic resin may contain a silicon atom.
The partial structure having a silicon atom preferably has an alkylsilyl structure (preferably a trialkylsilyl group) or a cyclic siloxane structure.
Specific examples of the alkylsilyl structure or the cyclic siloxane structure include groups represented by the following general formulas (CS-1) to (CS-3).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(CS−1)〜(CS−3)に於いて、
12〜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。
〜L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、又はウレイレン結合よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを挙げられる。
nは、1〜5の整数を表す。nは、好ましくは、2〜4の整数である。
フッ素原子又は珪素原子の少なくともいずれかを有する繰り返し単位は(メタ)アクリレート系繰り返し単位であることが好ましい。
以下、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、Xは、水素原子、−CH、−F又は−CFを表し、Xは、−F又は−CFを表す。
In general formulas (CS-1) to (CS-3),
R 12 to R 26 each independently represent a linear or branched alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) or a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms).
L < 3 > -L < 5 > represents a single bond or a bivalent coupling group. The divalent linking group includes an alkylene group, a phenylene group, an ether bond, a thioether bond, a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, or a group of two or more groups selected from the group consisting of a ureylene bond. A combination is mentioned.
n represents an integer of 1 to 5. n is preferably an integer of 2 to 4.
The repeating unit having at least either a fluorine atom or a silicon atom is preferably a (meth) acrylate-based repeating unit.
Hereinafter, although the specific example of the repeating unit which has at least any one of a fluorine atom and a silicon atom is given, this invention is not limited to this. In specific examples, X 1 represents a hydrogen atom, —CH 3 , —F or —CF 3 , and X 2 represents —F or —CF 3 .

Figure 0006140583
Figure 0006140583

Figure 0006140583
Figure 0006140583

Figure 0006140583
Figure 0006140583

疎水性樹脂は、下記(x)〜(z)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有する繰り返し単位(b)を有することが好ましい。
(x)アルカリ可溶基
(y)アルカリ現像液の作用により分解してアルカリ現像液に対する溶解度が増大する基(以下、極性変換基ともいう)
(z)酸の作用により分解してアルカリ現像液に対する溶解度が増大する基
繰り返し単位(b)としては、以下の類型が挙げられる。
・1つの側鎖上に、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかと、上記(x)〜(z)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有する繰り返し単位(b’)
・上記(x)〜(z)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有し、かつ、フッ素原子及び珪素原子を有さない繰り返し単位(b*)
・1つの側鎖上に上記(x)〜(z)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有し、かつ、同一繰り返し単位内の前記側鎖と異なる側鎖上に、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繰り返し単位(b”)
疎水性樹脂は、繰り返し単位(b)として繰り返し単位(b’)を有することがより好ましい。すなわち、上記(x)〜(z)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有する繰り返し単位(b)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ことがより好ましい。
なお、疎水性樹脂が、繰り返し単位(b*)を有する場合、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繰り返し単位(前記繰り返し単位(b’)、(b”)とは異なる繰り返し単位)とのコポリマーであることが好ましい。また、繰り返し単位(b”)における、上記(x)〜(z)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有する側鎖と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側鎖とは、主鎖中の同一の炭素原子に結合している、すなわち下記式(K1)のような位置関係にあることが好ましい。
式中、B1は上記(x)〜(z)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有する部分構造、B2は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部分構造を表す。
The hydrophobic resin preferably has a repeating unit (b) having at least one group selected from the group consisting of the following (x) to (z).
(X) Alkali-soluble group (y) A group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in an alkali developer (hereinafter also referred to as a polar conversion group).
(Z) A group that decomposes by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer. Examples of the repeating unit (b) include the following types.
A repeating unit (b ′) having at least one of a fluorine atom and a silicon atom and at least one group selected from the group consisting of the above (x) to (z) on one side chain
A repeating unit (b *) having at least one group selected from the group consisting of (x) to (z) and having no fluorine atom and no silicon atom
A fluorine atom and silicon on one side chain having at least one group selected from the group consisting of (x) to (z) above and on a side chain different from the side chain in the same repeating unit Repeating unit (b ″) having at least one of atoms
It is more preferable that the hydrophobic resin has a repeating unit (b ′) as the repeating unit (b). That is, it is more preferable that the repeating unit (b) having at least one group selected from the group consisting of the above (x) to (z) has at least one of a fluorine atom and a silicon atom.
When the hydrophobic resin has a repeating unit (b *), a repeating unit having at least one of a fluorine atom and a silicon atom (a repeating unit different from the repeating units (b ′) and (b ″)) In addition, in the repeating unit (b ″), a side chain having at least one group selected from the group consisting of the above (x) to (z), and at least one of a fluorine atom and a silicon atom Are preferably bonded to the same carbon atom in the main chain, that is, in a positional relationship as shown in the following formula (K1).
In the formula, B1 represents a partial structure having at least one group selected from the group consisting of the above (x) to (z), and B2 represents a partial structure having at least one of a fluorine atom and a silicon atom.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

上記(x)〜(z)からなる群から選ばれる基は、好ましくは、(x)アルカリ可溶基又は(y)極性変換基であり、(y)極性変換基であることがより好ましい。
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(カルボニル)メチレン基が挙げられる。
アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位(bx)としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接アルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位などが挙げられ、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。
繰り返し単位(bx)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繰り返し単位である場合(すなわち、前記繰り返し単位(b’)又は(b”)に相当する場合)、繰り返し単位(bx)におけるフッ素原子を有する部分構造としては、前記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繰り返し単位において挙げたものと同様のものが挙げられ、好ましくは、前記一般式(F2)〜(F4)で表される基を挙げることができる。またこの場合、繰り返し単位(bx)における珪素原子を有する部分構造は、前記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繰り返し単位において挙げたものと同様のものが挙げられ、好ましくは前記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基を挙げることができる。
アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位(bx)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。
アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位(bx)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。なお、具体例中、Xは、水素原子、−CH、−F又は−CFを表す。
The group selected from the group consisting of the above (x) to (z) is preferably (x) an alkali-soluble group or (y) a polar conversion group, and more preferably (y) a polar conversion group.
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 (carbonyl) methylene groups.
As the repeating unit (bx) having an alkali-soluble group (x), 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 linking group is used. Examples include a repeating unit in which an alkali-soluble group is bonded to the main chain of the resin. Furthermore, a polymerization initiator or a chain transfer agent having an alkali-soluble group can be used at the time of polymerization to be introduced at the end of the polymer chain, Either case is preferred.
In the case where the repeating unit (bx) is a repeating unit having at least one of a fluorine atom and a silicon atom (that is, corresponding to the repeating unit (b ′) or (b ″)), the repeating unit (bx) Examples of the partial structure having a fluorine atom include the same ones as mentioned in the repeating unit having at least one of the fluorine atom and the silicon atom, and preferably represented by the general formulas (F2) to (F4). In this case, the partial structure having a silicon atom in the repeating unit (bx) is the same as that described in the repeating unit having at least one of the fluorine atom and the silicon atom. Preferably, groups represented by the general formulas (CS-1) to (CS-3) can be exemplified.
The content of the repeating unit (bx) 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. %.
Specific examples of the repeating unit (bx) having an alkali-soluble group (x) are shown below, but the present invention is not limited thereto. In specific examples, X 1 represents a hydrogen atom, —CH 3 , —F or —CF 3 .

Figure 0006140583
Figure 0006140583

Figure 0006140583
Figure 0006140583

極性変換基(y)としては、例えば、ラクトン基、カルボン酸エステル基(−COO−)、酸無水物基(−C(O)OC(O)−)、酸イミド基(−NHCONH−)、カルボン酸チオエステル基(−COS−)、炭酸エステル基(−OC(O)O−)、硫酸エステル基(−OSOO−)、スルホン酸エステル基(−SOO−)などが挙げられ、好ましくはラクトン基である。
極性変換基(y)は、例えば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中に含まれることにより、樹脂の側鎖に導入される形態、あるいは極性変換基(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される形態のいずれも好ましい。
極性変換基(y)を有する繰り返し単位(by)の具体例としては、後述の式(KA−1−1)〜(KA−1−17)で表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を挙げることができる。
更に、極性変換基(y)を有する繰り返し単位(by)は、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繰り返し単位である(すなわち、前記繰り返し単位(b’)、(b”)に相当する)ことが好ましい。該繰り返し単位(by)を有する樹脂は疎水性を有するものであるが、特に現像欠陥の低減の点で好ましい。
繰り返し単位(by)として、例えば、式(K0)で示される繰り返し単位を挙げることができる。
Examples of the polar conversion group (y) include a lactone group, a carboxylic acid ester group (—COO—), an acid anhydride group (—C (O) OC (O) —), an acid imide group (—NHCONH—), A carboxylic acid thioester group (—COS—), a carbonic acid ester group (—OC (O) O—), a sulfate ester group (—OSO 2 O—), a sulfonic acid ester group (—SO 2 O—), and the like. A lactone group is preferred.
The polarity converting group (y) is, for example, introduced into the side chain of the resin by being included in a repeating unit of acrylic acid ester or methacrylic acid ester, or a polymerization initiator or chain having the polarity converting group (y). Any form in which a transfer agent is introduced at the end of the polymer chain using the polymerization is preferred.
Specific examples of the repeating unit (by) having a polar conversion group (y) include a repeating unit having a lactone structure represented by formulas (KA-1-1) to (KA-1-17) described later. Can do.
Further, the repeating unit (by) having the polarity converting group (y) is a repeating unit having at least one of a fluorine atom and a silicon atom (that is, the repeating unit (b ′), (b ″) corresponds to the repeating unit (b ′)). The resin having the repeating unit (by) is hydrophobic, but is particularly preferable from the viewpoint of reducing development defects.
As the repeating unit (by), for example, a repeating unit represented by the formula (K0) can be given.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

式中、Rk1は水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は極性変換基を含む基を表す。
k2はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は極性変換基を含む基を表す。
但し、Rk1、Rk2の少なくとも一方は、極性変換基を含む基を表す。
極性変換基とは、上述したよう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を表す。極性変換基としては、一般式(KA−1)又は(KB−1)で表される部分構造におけるXで表される基であることが好ましい。
In the formula, R k1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group containing a polarity converting group.
R k2 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group containing a polarity converting group.
However, at least one of R k1 and R k2 represents a group containing a polarity converting group.
The polarity converting group represents a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer as described above. The polar conversion group is preferably a group represented by X in the partial structure represented by the general formula (KA-1) or (KB-1).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(KA−1)又は(KB−1)におけるXは、カルボン酸エステル基:−COO−、酸無水物基:−C(O)OC(O)−、酸イミド基:−NHCONH−、カルボン酸チオエステル基:−COS−、炭酸エステル基:−OC(O)O−、硫酸エステル基:−OSOO−、スルホン酸エステル基:−SOO−を表す。
及びYは、それぞれ同一でも異なっても良く、電子求引性基を表す。
なお、繰り返し単位(by)は、一般式(KA−1)又は(KB−1)で表される部分構造を有する基を有することで、好ましいアルカリ現像液中での溶解度が増大する基を有するが、一般式(KA−1)で表される部分構造、Y及びYが1価である場合の(KB−1)で表される部分構造の場合のように、該部分構造が結合手を有しない場合は、該部分構造を有する基とは、該部分構造における任意の水素原子を少なくとも1つ除いた1価以上の基を有する基である。
一般式(KA−1)又は(KB−1)で表される部分構造は、任意の位置で置換基を介して疎水性樹脂の主鎖に連結している。
一般式(KA−1)で表される部分構造は、Xとしての基とともに環構造を形成する構造である。
一般式(KA−1)におけるXとして好ましくは、カルボン酸エステル基(即ち、KA−1としてラクトン環構造を形成する場合)、及び酸無水物基、炭酸エステル基である。より好ましくはカルボン酸エステル基である。
一般式(KA−1)で表される環構造は、置換基を有していてもよく、例えば、置換基Zka1をnka個有していてもよい。
ka1は、複数ある場合はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、エーテル基、ヒドロキシル基、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。
ka1同士が連結して環を形成しても良い。Zka1同士が連結して形成する環としては、例えば、シクロアルキル環、ヘテロ環(環状エーテル環、ラクトン環など)が挙げられる。
nkaは0〜10の整数を表す。好ましくは0〜8の整数、より好ましくは0〜5の整数、更に好ましくは1〜4の整数、最も好ましくは1〜3の整数である。
ka1としての電子求引性基は、後述のY及びYとしての電子求引性基と同様である。なお、上記電子求引性基は、別の電子求引性基で置換されていてもよい。
ka1は好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、エーテル基、ヒドロキシル基、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、アルキル基又はシクロアルキル基等で置換されたもの、すなわち、アルキルエーテル基等が好ましい。電子求引性基は前記と同義である。
X in the general formula (KA-1) or (KB-1) is a carboxylic acid ester group: —COO—, an acid anhydride group: —C (O) OC (O) —, an acid imide group: —NHCONH—, Carboxylic acid thioester group: —COS—, carbonate ester group: —OC (O) O—, sulfate ester group: —OSO 2 O—, sulfonate ester group: —SO 2 O—.
Y 1 and Y 2 may be the same or different and each represents an electron-withdrawing group.
The repeating unit (by) has a group that increases the solubility in a preferable alkali developer by having a group having a partial structure represented by the general formula (KA-1) or (KB-1). Are bonded to each other as in the case of the partial structure represented by the general formula (KA-1) and the partial structure represented by (KB-1) when Y 1 and Y 2 are monovalent When it does not have a hand, the group having the partial structure is a group having a monovalent or higher group obtained by removing at least one arbitrary hydrogen atom in the partial structure.
The partial structure represented by the general formula (KA-1) or (KB-1) is linked to the main chain of the hydrophobic resin through a substituent at an arbitrary position.
The partial structure represented by the general formula (KA-1) is a structure that forms a ring structure with the group as X.
X in the general formula (KA-1) is preferably a carboxylic acid ester group (that is, when a lactone ring structure is formed as KA-1), an acid anhydride group, or a carbonic acid ester group. More preferably, it is a carboxylic acid ester group.
The ring structure represented by the general formula (KA-1) may have a substituent, for example, may have nka substituents Z ka1 .
Z ka1 independently represents a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an ether group, a hydroxyl group, an amide group, an aryl group, a lactone ring group, or an electron-withdrawing group, when there are a plurality of Z ka1 .
Z ka1 may be linked to form a ring. Examples of the ring formed by connecting Z ka1 to each other include a cycloalkyl ring and a hetero ring (a cyclic ether ring, a lactone ring, etc.).
nka represents an integer of 0 to 10. Preferably it is an integer of 0 to 8, more preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 1 to 4, and most preferably an integer of 1 to 3.
The electron withdrawing group as Z ka1 is the same as the electron withdrawing group as Y 1 and Y 2 described later. The electron withdrawing group may be substituted with another electron withdrawing group.
Z ka1 is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an ether group, a hydroxyl group, or an electron withdrawing group, and more preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, or an electron withdrawing group. In addition, as an ether group, the thing substituted by the alkyl group or the cycloalkyl group, ie, the alkyl ether group, etc. are preferable. The electron withdrawing group has the same meaning as described above.

疎水性樹脂は、上述した樹脂(B)と同様、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が0〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0〜5質量%、0〜1質量%が更により好ましい。それにより、液中異物や感度等の経時変化のないレジスト組成物が得られる。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、1〜3の範囲が好ましく、より好ましくは1〜2、更に好ましくは1〜1.8、最も好ましくは1〜1.5の範囲である。
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、上述した樹脂(B)で説明した内容と同様である。
以下に疎水性樹脂(HR)の具体例を示す。また、下記の表1に、各樹脂における繰り返し単位のモル比(具体例に示した各樹脂における各繰り返し単位の位置関係と、表1における組成比の数字の位置関係は対応する)、重量平均分子量、分散度を示す。
As with the resin (B) described above, the hydrophobic resin naturally has few impurities such as metals, and the residual monomer or oligomer component is preferably 0 to 10% by mass, more preferably 0. -5 mass%, 0-1 mass% is still more preferable. 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 3, more preferably 1 to 2, and still more preferably, in terms of resolution, resist shape, resist pattern side walls, roughness, and the like. It is in the range of 1 to 1.8, most preferably 1 to 1.5.
As the hydrophobic resin, various commercially available products can be used, and can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and heating is performed, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable.
The reaction solvent, the polymerization initiator, the reaction conditions (temperature, concentration, etc.) and the purification method after the reaction are the same as those described for the resin (B) described above.
Specific examples of the hydrophobic resin (HR) are shown below. Table 1 below shows the molar ratio of repeating units in each resin (the positional relationship of each repeating unit in each resin shown in the specific example corresponds to the positional relationship of the composition ratio numbers in Table 1), weight average Indicates molecular weight and degree of dispersion.

Figure 0006140583
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Figure 0006140583
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Figure 0006140583
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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は、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを含有する疎水性の疎水性樹脂を含有することにより、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物から形成された膜の表層に疎水性樹脂が偏在化し、液浸媒体が水の場合、水に対するベーク後且つ露光前における該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。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物からなる塗膜をベークした後で且つ露光前の膜の後退接触角は露光時の温度、通常室温23±3℃、湿度45±5%において60°〜90°が好ましく、より好ましくは65°以上、更に好ましくは70°以上、特に好ましくは75°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。
液浸露光工程に於いては、露光ヘッドが高速でウエ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、液浸液がウエ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。
疎水性樹脂は、疎水的であるためアルカリ現像後に現像残渣(スカム)、BLOB欠陥が悪化しやすいが、少なくとも1つの分岐部を介してポリマー鎖を3つ以上有することで直鎖型樹脂に比べ、アルカリ溶解速度が向上するため現像残渣(スカム)、BLO欠陥性能が改善される。
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、疎水性樹脂中の全繰り返し単位に対し、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、疎水性樹脂の分子量に対し、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、疎水性樹脂の全繰り返し単位に対し、10〜90モル%であることが好ましく、20〜80モル%であることがより好ましい。
疎水性樹脂の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜100,000、より好ましくは2,000〜50,000、更に好ましくは3,000〜35,000である。ここで、樹脂の重量平均分子量は、GPC(キャリア:テトラヒドロフラン(THF))によって測定したポリスチレン換算分子量を示す。
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中の疎水性樹脂の含有量は、感活性光線又は感放射線樹脂膜の後退接触角が前記範囲になるよう適宜調整して使用できるが、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、0.01〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜15質量%、更に好ましくは0.1〜10質量%であり、特に好ましくは0.2〜8質量%である。
疎水性樹脂は1種類単独又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention contains an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition by containing a hydrophobic hydrophobic resin containing at least one of a fluorine atom and a silicon atom. When the hydrophobic resin is unevenly distributed in the surface layer of the film formed from the material and the immersion medium is water, the receding contact angle of the film surface after baking to water and before exposure is improved, and the immersion liquid followability is improved. Can be made.
After baking the coating film comprising the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention and before exposure, the receding contact angle of the film is the temperature at the time of exposure, usually room temperature 23 ± 3 ° C., humidity 45 ± 5%. 60 ° to 90 °, more preferably 65 ° or more, still more preferably 70 ° or more, and particularly preferably 75 ° 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.
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.
Hydrophobic resins are hydrophobic, so that development residues (scum) and BLOB defects are likely to deteriorate after alkali development, but they have three or more polymer chains via at least one branch, compared to linear resins. Further, since the alkali dissolution rate is improved, development residue (scum) and BLO defect performance are improved.
When the hydrophobic resin has a fluorine atom, the fluorine atom content is preferably 5 to 80% by mass and more preferably 10 to 80% by mass with respect to the molecular weight of the hydrophobic resin. Moreover, it is preferable that the repeating unit containing a fluorine atom is 10-100 mol% with respect to all the repeating units in hydrophobic resin, and it is more preferable that it is 30-100 mol%.
When the hydrophobic resin has a silicon atom, the content of the silicon atom is preferably 2 to 50% by mass and more preferably 2 to 30% by mass with respect to the molecular weight of the hydrophobic resin. Moreover, it is preferable that it is 10-90 mol% with respect to all the repeating units of hydrophobic resin, and, as for the repeating unit containing a silicon atom, it is more preferable that it is 20-80 mol%.
The weight average molecular weight of the hydrophobic resin is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 2,000 to 50,000, and still more preferably 3,000 to 35,000. Here, the weight average molecular weight of the resin indicates a molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC (carrier: tetrahydrofuran (THF)).
The content of the hydrophobic resin in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition can be appropriately adjusted and used so that the receding contact angle of the actinic ray or radiation-sensitive resin film falls within the above range. Is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 15% by mass, still more preferably 0.1 to 10% by mass, based on the total solid content of the light-sensitive or radiation-sensitive resin composition. And particularly preferably 0.2 to 8% by mass.
Hydrophobic resins can be used alone or in combination of two or more.

[4](D)窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物
本発明の組成物は、窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(以下において、「低分子化合物(D)」又は「化合物(D)」ともいう)を含有することができる。
酸の作用により脱離する基としては特に限定されないが、アセタール基、カルボネート基、カルバメート基、3級エステル基、3級水酸基、ヘミアミナールエーテル基が好ましく、カルバメート基、ヘミアミナールエーテル基であることが特に好ましい。
酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)の分子量は、100〜1000が好ましく、100〜700がより好ましく、100〜500が特に好ましい。
[4] (D) A low molecular compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid A compound (hereinafter, also referred to as “low molecular compound (D)” or “compound (D)”) can be contained.
The group capable of leaving by the action of an acid is not particularly limited, but is preferably an acetal group, a carbonate group, a carbamate group, a tertiary ester group, a tertiary hydroxyl group, or a hemiaminal ether group, and a carbamate group or a hemiaminal ether group. It is particularly preferred.
The molecular weight of the low molecular weight compound (D) having a group capable of leaving by the action of an acid is preferably 100 to 1000, more preferably 100 to 700, and particularly preferably 100 to 500.

化合物(D)としては、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。   As the compound (D), an amine derivative having a group capable of leaving by the action of an acid on the nitrogen atom is preferable.

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。   Compound (D) may have a carbamate group having a protecting group on the nitrogen atom. The protecting group constituting the carbamate group can be represented by the following general formula (d-1).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(d−1)において、
R’は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖状又は分岐状アルキル基、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。
このような基の具体的な構造を以下に示す。
In general formula (d-1),
R ′ each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl 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.
The specific structure of such a group is shown below.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

化合物(D)は、後述する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。
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、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 compound (D) can also be comprised by combining arbitrarily the structure represented by the basic compound and general formula (d-1) which are mentioned later.
The compound (D) particularly preferably has a structure represented by the following general formula (A).
The compound (D) may correspond to the basic compound as long as it is a low molecular compound having a group capable of leaving by the action of an acid.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(A)において、Ra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、Raが結合する窒素原子と共に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、それぞれ独立に、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、アルコキシアルキル基を示す。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、1−アルコキシアルキル基又はアリール基である。
少なくとも2つのRbが相互に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の整数を表し、n+m=3である。
In the general formula (A), Ra 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, and together with the nitrogen atom to which Ra is bonded, a heterocyclic hydrocarbon group (preferably having a carbon number of 20 or less Or a derivative thereof.
Rb independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkoxyalkyl 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, a 1-alkoxyalkyl group or an aryl group.
At least two Rb may be bonded to each other 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およびRbが示すアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基は、ヒドロキシル基、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。Rbが示すアルコキシアルキル基についても同様である。
前記Ra及び/又はRb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(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ヒドロキシル基、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 hydroxyl group, cyano group, amino group, pyrrolidino group, piperidino group, morpholino group and oxo group. , An alkoxy group and a halogen atom may be substituted. The same applies to the alkoxyalkyl group represented by Rb.
The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group of Ra and / or Rb (these alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group are substituted with the above functional group, alkoxy group, or halogen atom). As may be)
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 anthracenyl group or the like, or the above substituent is a hydroxyl group, cyano group, amino group, pyrrolidino group, piperidino group, morpholino group, oxo And a group substituted with a functional group such as a group.

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、ヒドロキシル基、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。   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 And groups substituted with one or more functional groups such as a group, a morpholino group and an oxo group.

本発明における特に好ましい化合物(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。   A particularly preferred compound (D) in the present invention is specifically shown, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(A)で表される化合物は、特開2007−298569号公報、特開2009−199021号公報などに基づき合成することができる。   The compound represented by the general formula (A) can be synthesized based on JP2007-298869A, JP2009-199021A, and the like.

本発明において、(D)窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物は、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, (D) the low molecular weight compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid can be used singly or in combination of two or more.

本発明の組成物は、(D)窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物を含有してもしなくてもよいが、含有する場合、化合物(D)の含有量は、下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。   The composition of the present invention may or may not contain (D) a low molecular compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid. The amount is usually 0.001 to 20% by mass, preferably 0.001 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass, based on the total solid content of the composition combined with the following basic compound. It is.

酸発生剤と化合物(D)の組成物中の使用割合は、酸発生剤/[化合物(D)+下記塩基性化合物](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/[化合物(D)+下記塩基性化合物](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 of the acid generator and the compound (D) in the composition is preferably acid generator / [compound (D) + the following basic compound] (molar ratio) = 2.5 to 300. 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 / [compound (D) + the following basic compound] (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, still more preferably 7.0 to 150.

[5]溶剤
前記各成分を溶解させて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。
[5] Solvent Solvents that can be used when preparing the resist composition by dissolving the above components include, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, lactate alkyl ester, alkoxypropion. Organic solvents such as alkyl acid, cyclic lactone (preferably having 4 to 10 carbon atoms), monoketone compound (preferably having 4 to 10 carbon atoms) which may contain a ring, alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetate, alkyl pyruvate, etc. 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、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。
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。
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.
Preferred examples of the alkylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether.

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

環状ラクトンとしては、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−オクタノイックラクトン、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンが好ましく挙げられる。   Examples of 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 3-penten-2-one, cyclopentanone, 2-methylcyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 2,2-dimethylcyclopentanone, 2,4,4-trimethylcyclopentanone, cyclohexanone, 3- Methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 4-ethylcyclohexanone, 2,2-dimethylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, 2,2,6-trimethylcyclohexanone, cycloheptanone, 2-methylcycloheptanone, 3-methyl Preferred is cycloheptanone.

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

本発明においては、有機溶剤として構造中に水酸基を含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。
水酸基を含有する溶剤、水酸基を含有しない溶剤としては前述の例示化合物が適宜選択可能であるが、水酸基を含有する溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキル等が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルがより好ましい。また、水酸基を含有しない溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、アルキルアルコキシプロピオネート、環を含有しても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、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンが最も好ましい。
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。
In this invention, you may use the mixed solvent which mixed the solvent which contains a hydroxyl group in a structure, and the solvent which does not contain a hydroxyl group as an organic solvent.
As the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group, the above-mentioned exemplary compounds can be selected as appropriate, but as the solvent containing a hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate, etc. are preferable, propylene glycol monomethyl ether, More preferred is ethyl lactate. Further, as the solvent not containing a hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether acetate, alkyl alkoxypropionate, monoketone compound which may contain a ring, cyclic lactone, alkyl acetate and the like are preferable, and among these, propylene glycol monomethyl ether Acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone and butyl acetate are particularly preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate and 2-heptanone are most preferred.
The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. . A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferred from the viewpoint of coating uniformity.

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

[6]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、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。
[6] Basic Compound The resist composition of the present invention preferably contains a basic compound in order to reduce a change in performance over time from exposure to heating.
Preferred examples of the basic compound include compounds having structures represented by the following formulas (A) to (E).

Figure 0006140583
Figure 0006140583

一般式(A)及び(E)中、
200、R201及びR202は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(炭素数6〜20)を表し、ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。R203、R204、R205及びR206は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜20個のアルキル基を表す。
上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基、または炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。
これら一般式(A)及び(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
In general formulas (A) and (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different and are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (having a carbon number). 6-20), wherein R 201 and R 202 may combine with each other to form a ring. R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
About the said alkyl group, as an alkyl group which has a substituent, a C1-C20 aminoalkyl group, a C1-C20 hydroxyalkyl group, or a C1-C20 cyanoalkyl group is preferable.
The alkyl groups in the general formulas (A) and (E) are more preferably unsubstituted.

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

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

好ましい塩基性化合物として、更に、フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物、スルホン酸エステル基を有するアミン化合物及びスルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物を挙げることができる。
前記フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物、スルホン酸エステル基を有するアミン化合物及びスルホン酸エステル基を有するアンモニウム塩化合物は、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合していることが好ましい。また、前記アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でも−CHCHO−、−CH(CH)CHO−もしくは−CHCHCHO−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、US2007/0224539A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。
Preferred examples of the basic compound further include an amine compound having a phenoxy group, an ammonium salt compound having a phenoxy group, an amine compound having a sulfonic acid ester group, and an ammonium salt compound having a sulfonic acid ester group.
The amine compound having a phenoxy group, the ammonium salt compound having a phenoxy group, the amine compound having a sulfonate group, and the ammonium salt compound having a sulfonate group have at least one alkyl group bonded to a nitrogen atom. Is preferred. The alkyl chain preferably has an oxygen atom and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. -CH 2 CH 2 O Among the oxyalkylene group -, - CH (CH 3) CH 2 O- or -CH 2 CH 2 CH 2 O- structure is preferred.
Specific examples of the amine compound having a phenoxy group, an ammonium salt compound having a phenoxy group, an amine compound having a sulfonic acid ester group, and an ammonium salt compound having a sulfonic acid ester group are exemplified in [0066] of US2007 / 0224539A. The compounds (C1-1) to (C3-3) are exemplified, but not limited thereto.

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。   These basic compounds are used alone or in combination of two or more.

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。   The usage-amount of a basic compound is 0.001-10 mass% normally based on solid content of a resist composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.

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。   The use ratio of the acid generator and the basic compound in the composition is preferably acid generator / basic compound (molar ratio) = 2.5 to 300. 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 / basic compound (molar ratio) is more preferably 5.0 to 200, still more preferably 7.0 to 150.

[7]界面活性剤
感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、更に界面活性剤を含有してもよい。含有する場合、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することが好ましい。
[7] Surfactant The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition may further contain a surfactant. When it contains, it contains either fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon-based surfactant, surfactant having both fluorine atom and silicon atom), or two or more kinds It is preferable to do.

本発明の組成物が上記界面活性剤を含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ない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(DIC(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。
When the composition of the present invention contains the above-described surfactant, it is possible to provide a resist pattern with less adhesion and development defects with good sensitivity and resolution when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. It becomes.
Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include surfactants described in [0276] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425. For example, F-top EF301, EF303, (Shin-Akita Kasei Co., Ltd.) )), Florard FC430, 431, 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), Megafac F171, F173, F176, F189, F113, F110, F177, F120, R08 (manufactured by DIC Corporation), Surflon S-382 SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.), GF-300, GF-150 (Toa Gosei Chemical Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), Ftop EF121, EF122A, E 122B, RF122C, EF125M, EF135M, EF351, EF352, EF801, EF802, EF601 (manufactured by Gemco), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNOVA), FTX-204G, 208G, 218G, 230G 208D, 212D, 218D, 222D (manufactured by Neos Co., Ltd.) and the like. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。
In addition to the known surfactants described above, surfactants are derived from fluoroaliphatic compounds produced by the telomerization method (also referred to as the telomer method) or the oligomerization method (also referred to as the oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.
As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). A unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block link) or poly (block link of oxyethylene and oxypropylene) may be used. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).

例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(DIC(株)製)、C13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、C基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体等を挙げることができる。 For example, as a commercially available surfactant, Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, F-472 (manufactured by DIC Corporation), an acrylate having a C 6 F 13 group (or methacrylate) and (poly (oxyalkylene)) acrylate (copolymer of or methacrylate), and acrylate having a C 3 F 7 group (or methacrylate) (poly (oxyethylene) and) acrylate (or methacrylate) (poly ( And a copolymer with oxypropylene)) acrylate (or methacrylate).

また、本発明では、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0280]に記載の、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。   In the present invention, surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants described in [0280] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425 can also be used.

これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、いくつかの組み合わせで使用してもよい。
界面活性剤の使用量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分量(溶剤を除く全量)に対して、好ましくは0〜2質量%、さらに好ましくは0.0001〜2質量%、特に好ましくは0.0005〜1質量%である。
These surfactants may be used alone or in several combinations.
The amount of the surfactant used is preferably 0 to 2% by mass, more preferably 0.0001 to 2% by mass, based on the total solid content (total amount excluding the solvent) of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. %, Particularly preferably 0.0005 to 1% by mass.

[8]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良い。カルボン酸オニウム塩としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩が好ましい。アニオン部としては、炭素数1〜30の直鎖、分岐、単環または多環環状アルキルカルボン酸アニオンが好ましい。さらに好ましくはこれらのアルキル基の一部または全てがフッ素置換されたカルボン酸のアニオンが好ましい。アルキル鎖中に酸素原子を含んでいても良い。これにより220nm以下の光に対する透明性が確保され、感度、解像力が向上し、疎密依存性、露光マージンが改良される。
[8] Carboxylic acid onium salt The resist composition in the present invention may contain a carboxylic acid onium salt. As the carboxylic acid onium salt, an iodonium salt and a sulfonium salt are preferable. As the anion moiety, a linear, branched, monocyclic or polycyclic alkylcarboxylic acid anion having 1 to 30 carbon atoms is preferable. More preferably, an anion of a carboxylic acid in which some or all of these alkyl groups are fluorine-substituted is preferable. The alkyl chain may contain an oxygen atom. This ensures transparency with respect to light of 220 nm or less, improves sensitivity and resolution, and improves density dependency and exposure margin.

フッ素置換されたカルボン酸のアニオンとしては、フロロ酢酸、ジフロロ酢酸、トリフロロ酢酸、ペンタフロロプロピオン酸、ヘプタフロロ酪酸、ノナフロロペンタン酸、パーフロロドデカン酸、パーフロロトリデカン酸、パーフロロシクロヘキサンカルボン酸、2,2−ビストリフロロメチルプロピオン酸のアニオン等が挙げられる。   Fluorine-substituted carboxylic acid anions include fluoroacetic acid, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, pentafluoropropionic acid, heptafluorobutyric acid, nonafluoropentanoic acid, perfluorododecanoic acid, perfluorotridecanoic acid, perfluorocyclohexanecarboxylic acid, 2 , 2-bistrifluoromethylpropionic acid anion and the like.

カルボン酸オニウム塩の組成物中の含量は、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。   The content of the carboxylic acid onium salt in the composition is generally 0.1 to 20% by mass, preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 7% by mass, based on the total solid content of the composition. %.

[9]酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物
酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物(以下、「溶解阻止化合物」ともいう)としては、220nm以下の透過性を低下させないため、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、(B)成分の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。
[9] A dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less that decomposes by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer. A molecular weight of 3000 or less that decomposes by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer. As a dissolution inhibiting compound (hereinafter also referred to as “dissolution inhibiting compound”), a cholic acid containing an acid decomposable group described in Proceeding of SPIE, 2724, 355 (1996) is used in order not to lower the permeability of 220 nm or less. Alicyclic or aliphatic compounds containing acid-decomposable groups such as derivatives are preferred. Examples of the acid-decomposable group and alicyclic structure are the same as those described for the component (B) resin.

なお、本発明のレジスト組成物をKrFエキシマレーザーで露光するか、或いは電子線で照射する場合には、溶解阻止化合物として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、さらに好ましくは2〜6個含有するものである。   When the resist composition of the present invention is exposed with a KrF excimer laser or irradiated with an electron beam, the dissolution inhibiting compound contains a structure in which the phenolic hydroxyl group of the phenol compound is substituted with an acid-decomposable group. Is preferred. As a phenol compound, what contains 1-9 phenol frame | skeleton is preferable, More preferably, it contains 2-6 pieces.

溶解阻止化合物の添加量は、レジスト組成物の固形分に対し、好ましくは3〜50質量%であり、より好ましくは5〜40質量%である。   The addition amount of the dissolution inhibiting compound is preferably 3 to 50% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, based on the solid content of the resist composition.

以下に溶解阻止化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the dissolution inhibiting compound are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

[10]その他の添加剤
本発明のレジスト組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、カルボキシル基を有する脂環族、又は脂肪族化合物)等を含有させることができる。
[10] Other Additives The resist composition of the present invention further contains, if necessary, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a light absorber, and a compound that promotes solubility in a developer (for example, a molecular weight of 1000). The following phenol compounds, alicyclic or aliphatic compounds having a carboxyl group, and the like can be contained.

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。
Such a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less can be obtained by referring to, for example, the methods described in JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, US Pat. No. 4,916,210, European Patent 219294, etc. It can be easily synthesized by those skilled in the art.
Specific examples of alicyclic or aliphatic compounds having a carboxyl group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid, lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, cyclohexane Examples thereof include, but are not limited to, dicarboxylic acids.

[11]パターン形成方法
次に、本発明に係るパターン形成方法について説明する。
本発明のパターン形成方法は、
(1)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する工程、
(2)前記膜を露光する工程、及び、
(3)前記露光された膜を現像する工程、
を少なくとも含む。
[11] Pattern Forming Method Next, the pattern forming method according to the present invention will be described.
The pattern forming method of the present invention comprises:
(1) forming a film using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition;
(2) exposing the film; and
(3) developing the exposed film;
At least.

上記工程(2)における露光は、液浸露光であってもよい。
本発明のパターン形成方法は、(2)露光工程の後に、(4)加熱工程を含むことが好ましい。
本発明のパターン形成方法は、(2)露光工程を、複数回含んでいてもよい。
本発明のパターン形成方法は、(4)加熱工程を、複数回含んでいてもよい。
The exposure in the step (2) may be immersion exposure.
The pattern forming method of the present invention preferably includes (4) a heating step after (2) the exposure step.
The pattern formation method of this invention may include the (2) exposure process in multiple times.
The pattern formation method of this invention may include the (4) heating process in multiple times.

本発明のレジスト膜は、上記した本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物から形成されるものであり、より具体的には、基材に、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布することにより形成される膜であることが好ましい。本発明のパターン形成方法に於いて、感活性光線性又は感放射線性樹脂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。   The resist film of the present invention is formed from the above-described actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention, and more specifically, the substrate is coated with an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin. A film formed by applying the composition is preferred. In the pattern forming method of the present invention, a step of forming a film of an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition on a substrate, a step of exposing the film, and a developing step are generally known methods. Can be performed.

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70〜130℃で行うことが好ましく、80〜120℃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よい。
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。
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 130 ° C., more preferably 80 to 120 ° C. for both PB and PEB.
The heating time is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, and still more preferably 30 to 90 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.

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、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、極紫外光、X線、電子線等を挙げることができ、好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下、特に好ましくは1〜200nmの波長の遠紫外光、具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、Fエキシマレーザー(157nm)、X線、EUV(13nm)、電子線等であり、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV又は電子線が好ましく、ArFエキシマレーザーであることがより好ましい。 Although there is no restriction | limiting in the light source wavelength used for the exposure apparatus in this invention, Infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultraviolet light, X-rays, an electron beam, etc. can be mentioned, Preferably it is 250 nm or less. More preferably 220 nm or less, particularly preferably far ultraviolet light having a wavelength of 1 to 200 nm, specifically, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, EUV (13 nm), electron beam, etc., KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV or electron beam are preferable, and ArF excimer laser is more preferable.

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。液浸露光方法は、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。   Moreover, the immersion exposure method can be applied in the step of performing exposure according to the present invention. The immersion exposure method can be combined with a super-resolution technique such as a phase shift method or a modified illumination method.

液浸露光を行う場合には、(A)基板上に膜を形成した後、露光する工程の前に、及び/又は(B)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。
In the case of performing immersion exposure, (A) after forming a film on the substrate, before the exposure step and / or (B) after exposing the film via the immersion liquid, Prior to the heating step, a step of washing the surface of the membrane with an aqueous chemical may be performed.
The immersion liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure wavelength and has a refractive index temperature coefficient as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected onto the film. In the case of an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), it is preferable to use water from the viewpoints of availability and ease of handling in addition to the above-described viewpoints.
When water is used, an additive (liquid) that decreases the surface tension of water and increases the surface activity may be added in a small proportion. This additive is preferably one that does not dissolve the resist layer on the wafer and can ignore the influence on the optical coating on the lower surface of the lens element.
As such an additive, for example, an aliphatic alcohol having a refractive index substantially equal to that of water is preferable, and specific examples include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like. By adding an alcohol having a refractive index substantially equal to that of water, even if the alcohol component in water evaporates and the content concentration changes, an advantage that the change in the refractive index of the entire liquid can be made extremely small can be obtained.

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。
液浸液として用いる水の電気抵抗は、18.3MΩcm以上であることが望ましく、TOC(有機物濃度)は20ppb以下であることが望ましく、脱気処理をしていることが望ましい。
On the other hand, when an opaque substance or impurities whose refractive index is significantly different from that of water are mixed with respect to 193 nm light, the optical image projected on the resist is distorted. Therefore, distilled water is preferable as the water to be used. Further, pure water filtered through an ion exchange filter or the like may be used.
The electrical resistance of the water used as the immersion liquid is preferably 18.3 MΩcm or more, the TOC (organic substance concentration) is preferably 20 ppb or less, and deaeration treatment is preferably performed.

また、液浸液の屈折率を高めることにより、リソグラフィー性能を高めることが可能である。このような観点から、屈折率を高めるような添加剤を水に加えたり、水の代わりに重水(DO)を用いたりしてもよい。 Moreover, it is possible to improve lithography performance by increasing the refractive index of the immersion liquid. From such a viewpoint, an additive that increases the refractive index may be added to water, or heavy water (D 2 O) may be used instead of water.

本発明における感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて形成したレジスト膜の後退接触角は温度23±3℃、湿度45±5%において70°以上であり、液浸媒体を介して露光する場合に好適であり、75°以上であることが好ましく、75〜85°であることがより好ましい。   The receding contact angle of the resist film formed by using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition in the present invention is 70 ° or more at a temperature of 23 ± 3 ° C. and a humidity of 45 ± 5%, and through the immersion medium. It is suitable for exposure, preferably 75 ° or more, and more preferably 75 to 85 °.

前記後退接触角が小さすぎると、液浸媒体を介して露光する場合に好適に用いることができず、かつ水残り(ウォーターマーク)欠陥低減の効果を十分に発揮することができない。好ましい後退接触角を実現する為には、前記の疎水性樹脂(D)を前記感活性光線性又は放射線性組成物に含ませることが好ましい。あるいは、レジスト膜の上層に、前記の疎水性樹脂(D)により形成される液浸液難溶性膜(以下、「トップコート」ともいう)を設けてもよい。トップコートに必要な機能としては、レジスト膜上層部への塗布適正、液浸液難溶性である。トップコートは、組成物膜と混合せず、さらに組成物膜上層に均一に塗布できることが好ましい。
トップコートは、具体的には、炭化水素ポリマー、アクリル酸エステルポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリビニルエーテル、シリコン含有ポリマー、フッ素含有ポリマーなどが挙げられる。トップコートから液浸液へ不純物が溶出すると光学レンズを汚染するという観点からは、トップコートに含まれるポリマーの残留モノマー成分は少ない方が好ましい。
If the receding contact angle is too small, it cannot be suitably used for exposure through an immersion medium, and the effect of reducing water residue (watermark) defects cannot be sufficiently exhibited. In order to realize a preferable receding contact angle, it is preferable to include the hydrophobic resin (D) in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition. Alternatively, an immersion liquid poorly soluble film (hereinafter also referred to as “top coat”) formed of the hydrophobic resin (D) may be provided on the upper layer of the resist film. The necessary functions for the top coat are appropriate application to the upper layer of the resist film and poor immersion liquid solubility. It is preferable that the top coat is not mixed with the composition film and can be uniformly applied to the upper layer of the composition film.
Specific examples of the topcoat include hydrocarbon polymers, acrylic ester polymers, polymethacrylic acid, polyacrylic acid, polyvinyl ether, silicon-containing polymers, fluorine-containing polymers, and the like. From the viewpoint of contaminating the optical lens when impurities are eluted from the top coat into the immersion liquid, it is preferable that the residual monomer component of the polymer contained in the top coat is small.

トップコートを剥離する際は、現像液を使用してもよいし、別途剥離剤を使用してもよい。剥離剤としては、膜への浸透が小さい溶剤が好ましい。剥離工程が膜の現像処理工程と同時にできるという点では、有機溶媒を含んだ現像液で剥離できることが好ましい。
トップコートと液浸液との間には屈折率の差がない方が、解像力が向上する。液浸液として水を用いる場合には、トップコートは、液浸液の屈折率に近いことが好ましい。屈折率を液浸液に近くするという観点からは、トップコート中にフッ素原子を有することが好ましい。また、透明性・屈折率の観点から薄膜の方が好ましい。
トップコートは、膜と混合せず、さらに液浸液とも混合しないことが好ましい。この観点から、液浸液が水の場合には、トップコートに使用される溶剤は、本発明の組成物に使用される溶媒に難溶で、かつ非水溶性の媒体であることが好ましい。さらに、液浸液が有機溶剤である場合には、トップコートは水溶性であっても非水溶性であってもよい。以下、トップコート層の形成に用いられるトップコート組成物について説明する。
When peeling the top coat, a developer may be used, or a separate release agent may be used. As the release agent, a solvent having low penetration into the film is preferable. From the viewpoint that the peeling step can be performed at the same time as the film development processing step, it is preferable that the peeling step can be performed with a developer containing an organic solvent.
The resolution is improved when there is no difference in refractive index between the top coat and the immersion liquid. When water is used as the immersion liquid, the top coat is preferably close to the refractive index of the immersion liquid. From the viewpoint of making the refractive index close to the immersion liquid, it is preferable to have fluorine atoms in the topcoat. A thin film is more preferable from the viewpoint of transparency and refractive index.
The top coat is preferably not mixed with the membrane and further not mixed with the immersion liquid. From this point of view, when the immersion liquid is water, the solvent used for the top coat is preferably a water-insoluble medium that is hardly soluble in the solvent used for the composition of the present invention. Furthermore, when the immersion liquid is an organic solvent, the topcoat may be water-soluble or water-insoluble. Hereinafter, the topcoat composition used for forming the topcoat layer will be described.

本発明におけるトップコート組成物は溶媒が有機溶剤であることが好ましい。より好ましくはアルコール系溶剤である。
溶媒が有機溶剤である場合、レジスト膜を溶解しない溶剤であることが好ましい。使用しうる溶剤としては、アルコール系溶剤、フッ素系溶剤、炭化水素系溶剤を用いることが好ましく、非フッ素系のアルコール系溶剤を用いることが更に好ましい。アルコール系溶剤としては、塗布性の観点からは1級のアルコールが好ましく、更に好ましくは炭素数4〜8の1級アルコールである。炭素数4〜8の1級アルコールとしては、直鎖状、分岐状、環状のアルコールを用いることができるが、好ましくは、例えば1−ブタノール、1−ヘキサノール、1−ペンタノールおよび3−メチル−1−ブタノール、2−エチルブタノール及びパーフルオロブチルテトラヒドロフラン等が挙げられる。
また、トップコート組成物用の樹脂としては、特開2009−134177、特開2009−91798記載の酸性基を有する樹脂も、好ましく用いることができる。
水溶性樹脂の重量平均分子量は、特に制限はないが、2000から100万が好ましく、更に好ましくは5000から50万、特に好ましくは1万から10万である。ここで、樹脂の重量平均分子量は、GPC(キャリア:THFあるいは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。
In the top coat composition of the present invention, the solvent is preferably an organic solvent. More preferred is an alcohol solvent.
When the solvent is an organic solvent, it is preferably a solvent that does not dissolve the resist film. As the solvent that can be used, an alcohol solvent, a fluorine solvent, or a hydrocarbon solvent is preferably used, and a non-fluorine alcohol solvent is more preferably used. The alcohol solvent is preferably a primary alcohol from the viewpoint of applicability, more preferably a primary alcohol having 4 to 8 carbon atoms. As the primary alcohol having 4 to 8 carbon atoms, linear, branched, and cyclic alcohols can be used. Preferably, for example, 1-butanol, 1-hexanol, 1-pentanol and 3-methyl- Examples include 1-butanol, 2-ethylbutanol, and perfluorobutyltetrahydrofuran.
Further, as the resin for the top coat composition, resins having an acidic group described in JP-A-2009-134177 and JP-A-2009-91798 can be preferably used.
The weight average molecular weight of the water-soluble resin is not particularly limited, but is preferably from 2,000 to 1,000,000, more preferably from 5,000 to 500,000, particularly preferably from 10,000 to 100,000. 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)).

トップコート組成物のpHは、特に制限はないが、好ましくは0〜10、更に好ましくは0〜8、特に好ましくは1〜7である。   Although there is no restriction | limiting in particular in pH of a topcoat composition, Preferably it is 0-10, More preferably, it is 0-8, Most preferably, it is 1-7.

トップコート組成物中の樹脂の濃度は、好ましくは0.1から10質量%、さらに好ましくは0.2から5質量%、特に好ましくは0.3から3質量%である。
トップコート材料には樹脂以外の成分を含んでもよいが、トップコート組成物の固形分に占める樹脂の割合は、好ましくは80から100質量%であり、更に好ましくは90から100質量%、特に好ましくは95から100質量%である。
本発明におけるトップコート組成物の固形分濃度は、0.1〜10であることが好ましく、0.2〜6質量%であることがより好ましく、0.3〜5質量%であることが更に好ましい。固形分濃度を前記範囲とすることで、トップコート組成物をレジスト膜上に均一に塗布することができる。
The concentration of the resin in the top coat composition is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.2 to 5% by mass, and particularly preferably 0.3 to 3% by mass.
The topcoat material may contain components other than the resin, but the ratio of the resin to the solid content of the topcoat composition is preferably 80 to 100% by mass, more preferably 90 to 100% by mass, and particularly preferably Is from 95 to 100% by weight.
The solid content concentration of the top coat composition in the present invention is preferably 0.1 to 10, more preferably 0.2 to 6% by mass, and further preferably 0.3 to 5% by mass. preferable. By setting the solid content concentration within the above range, the topcoat composition can be uniformly applied on the resist film.

本発明のパターン形成方法では、基板上に上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成し得、該レジスト膜上に上記トップコート組成物を用いてトップコート層を形成し得る。このレジスト膜の膜厚は、好ましくは10〜100nmであり、トップコート層の膜厚は、好ましくは10〜200nm、更に好ましくは20〜100nm、特に好ましくは40〜80nmである。
基板上に感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を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。
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の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布、乾燥し、レジスト膜を形成する。なお、予め公知の反射防止膜を塗設することもできる。また、トップコート層の形成前にレジスト膜を乾燥することが好ましい。
次いで、得られたレジスト膜上に、上記レジスト膜の形成方法と同様の手段によりトップコート組成物を塗布、乾燥し、トップコート層を形成することができる。
トップコート層を上層に有するレジスト膜に、通常はマスクを通して、活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行い、現像する。これにより良好なパターンを得ることができる。
In the pattern forming method of the present invention, a resist film can be formed on a substrate using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and a topcoat layer is formed on the resist film using the topcoat composition. Can be formed. The thickness of the resist film is preferably 10 to 100 nm, and the thickness of the topcoat layer is preferably 10 to 200 nm, more preferably 20 to 100 nm, and particularly preferably 40 to 80 nm.
As a method of applying the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition on the substrate, spin coating is preferable, and the rotation speed is preferably 1000 to 3000 rpm.
For example, an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is applied to a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used for manufacturing a precision integrated circuit element by an appropriate application method such as a spinner or a coater. Dry to form a resist film. In addition, a known antireflection film can be applied in advance. Further, it is preferable to dry the resist film before forming the top coat layer.
Next, the top coat composition can be applied on the obtained resist film by the same means as the resist film forming method and dried to form a top coat layer.
The resist film having the top coat layer as an upper layer is usually irradiated with actinic rays or radiation through a mask, preferably baked (heated) and developed. Thereby, a good pattern can be obtained.

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。   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.

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、SiO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、レジスト膜と基板の間に反射防止膜を形成させてもよい。反射防止膜としては、公知の有機系、無機系の反射防止膜を適宜用いることができる。 In the present invention, the substrate on which the film is formed is not particularly limited, and silicon, SiN, inorganic substrates such as SiO 2 and SiN, coated inorganic substrates such as SOG, semiconductor manufacturing processes such as IC, liquid crystal, and thermal head For example, a substrate generally used in a circuit board manufacturing process or other photofabrication lithography process can be used. Furthermore, if necessary, an antireflection film may be formed between the resist film and the substrate. As the antireflection film, a known organic or inorganic antireflection film can be appropriately used.

本発明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を現像する工程において使用する現像液は特に限定しないが、例えば、アルカリ現像液又は有機溶剤を含有する現像液(以下、有機系現像液とも言う)を用いることが出来る。   The developer used in the step of developing the resist film formed using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention is not particularly limited, but for example, a developer containing an alkali developer or an organic solvent (Hereinafter also referred to as an organic developer) can be used.

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有する場合、使用可能なアルカリ現像液は特に限定されないが、一般的には、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。また、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。
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。
上記の他、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、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドドキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリアミルアンモニウムヒドロキシド、ジブチルジペンチルアンモニウムヒドロキシド等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジ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。
When the pattern forming method of the present invention includes a step of developing using an alkali developer, usable alkali developers are not particularly limited, but generally, 2.38% by mass of tetramethylammonium hydroxide. An aqueous solution is desirable. In addition, an appropriate amount of alcohol or surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.
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.
As a rinsing solution in the rinsing treatment performed after alkali development, pure water can be used and an appropriate amount of a surfactant can be added.
In addition to the above, as the alkaline developer, inorganic hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, 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, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, Tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, ethyltrimethylammonium hydroxide, Tetraalkylammonium hydroxide such as trimethylammonium hydroxide, methyltriamylammonium hydroxide, dibutyldipentylammonium hydroxide, quaternary ammonium salts such as trimethylphenylammonium hydroxide, trimethylbenzylammonium hydroxide, triethylbenzylammonium hydroxide An alkaline aqueous solution of cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.

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

本発明のパターン形成方法が、有機溶剤を含有する現像液を用いて現像する工程を有する場合、当該現像液(以下、有機系現像液とも言う)としては、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、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。   When the pattern forming method of the present invention includes a step of developing using a developer containing an organic solvent, examples of the developer (hereinafter also referred to as an organic developer) include ketone solvents, ester solvents, and alcohols. Polar solvents and hydrocarbon solvents such as system solvents, amide solvents and ether solvents can be used.

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、2−ヘプタノン(メチルアミルケトン)、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。   Examples of the ketone solvent include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 2-heptanone (methyl amyl ketone), 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, Examples include cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetylalcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, and propylene carbonate.

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、乳酸プロピル等を挙げることができる。   Examples of ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, pentyl acetate, isopentyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl. Examples include ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, and propyl lactate. be able to.

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。   Examples of the alcohol solvent include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, alcohols such as n-octyl alcohol and n-decanol, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, Diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, methoxymethyl butano It can be mentioned glycol ether solvents such as Le.

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。   Examples of the ether solvent include dioxane, tetrahydrofuran and the like in addition to the glycol ether solvent.

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。   Examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. Can be used.

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。
Examples of the hydrocarbon solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane and decane.
A plurality of the above solvents may be mixed, or may be used by mixing with a solvent other than those described above or water. However, in order to fully exhibit the effects of the present invention, the water content of the developer as a whole is preferably less than 10% by mass, and more preferably substantially free of moisture.
That is, the amount of the organic solvent used in the organic developer is preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, and more preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less, with respect to the total amount of the developer.

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のが好ましい。   In particular, the organic developer is preferably a developer containing at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents. .

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。   The vapor pressure of the organic developer is preferably 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and particularly preferably 2 kPa or less at 20 ° C. By setting the vapor pressure of the organic developer to 5 kPa or less, evaporation of the developer on the substrate or in the developing cup is suppressed, and the temperature uniformity in the wafer surface is improved. As a result, the dimensions in the wafer surface are uniform. Sexuality improves.

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。
An appropriate amount of a surfactant can be added to the organic developer as required.
The surfactant is not particularly limited, and for example, ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactants can be used. Examples of these fluorine and / or silicon surfactants include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, US Pat. No. 5,405,720, etc. The surfactants described in US Pat. Nos. 5,360,692, 5,298,881, 5,296,330, 5,346,098, 5,576,143, 5,294,511, and 5,824,451 can be mentioned. Preferably, it is a nonionic surfactant. Although it does not specifically limit as a nonionic surfactant, It is still more preferable to use a fluorochemical surfactant or a silicon-type surfactant.

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。   The amount of the surfactant used is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the developer.

有機系現像液は、塩基性化合物を含んでいてもよい。本発明で用いられる有機系現像液が含みうる塩基性化合物の具体例及び好ましい例としては、前述の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含みうる塩基性化合物におけるものと同様である。   The organic developer may contain a basic compound. Specific examples and preferred examples of the basic compound that can be contained in the organic developer used in the present invention are the same as those in the basic compound that can be contained in the above-mentioned actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.

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。   As a developing method, for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle) Method), a method of spraying the developer on the substrate surface (spray method), a method of continuously discharging the developer while scanning the developer discharge nozzle on the substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method) Etc. can be applied.

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/mm以下、より好ましくは1.5mL/sec/mm以下、更に好ましくは1mL/sec/mm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/mm以上が好ましい。 When the various development methods described above include a step of discharging the developer from the developing nozzle of the developing device toward the resist film, the discharge pressure of the discharged developer (the flow rate per unit area of the discharged developer) is Preferably it is 2 mL / sec / mm 2 or less, More preferably, it is 1.5 mL / sec / mm 2 or less, More preferably, it is 1 mL / sec / mm 2 or less. There is no particular lower limit on the flow rate, but 0.2 mL / sec / mm 2 or more is preferable in consideration of throughput.

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。   By setting the discharge pressure of the discharged developer to be in the above range, pattern defects derived from the resist residue after development can be remarkably reduced.

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。   The details of this mechanism are not clear, but perhaps by setting the discharge pressure within the above range, the pressure applied to the resist film by the developer will decrease, and the resist film / resist pattern may be inadvertently scraped or broken. This is considered to be suppressed.

なお、現像液の吐出圧(mL/sec/mm)は、現像装置中の現像ノズル出口における値である。 The developer discharge pressure (mL / sec / mm 2 ) is a value at the developing nozzle outlet in the developing device.

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変える方法などを挙げることができる。   Examples of the method for adjusting the discharge pressure of the developer include a method of adjusting the discharge pressure with a pump or the like, and a method of changing the pressure by adjusting the pressure by supply from a pressurized tank.

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。   Moreover, you may implement the process of stopping image development, after substituting with another solvent after the process developed using the developing solution containing an organic solvent.

本発明のパターン形成方法においては、有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程(有機溶剤現像工程)、及び、アルカリ水溶液を用いて現像を行う工程(アルカリ現像工程)を組み合わせて使用してもよい。これにより、より微細なパターンを形成することができる。
本発明において、有機溶剤現像工程によって露光強度の弱い部分が除去されるが、更にアルカリ現像工程を行うことによって露光強度の強い部分も除去される。このように現像を複数回行う多重現像プロセスにより、中間的な露光強度の領域のみを溶解させずにパターン形成が行えるので、通常より微細なパターンを形成できる(特開2008−292975号公報 [0077]と同様のメカニズム)。
本発明のパターン形成方法においては、アルカリ現像工程及び有機溶剤現像工程の順序は特に限定されないが、アルカリ現像を、有機溶剤現像工程の前に行うことがより好ましい。
In the pattern forming method of the present invention, a step of developing using a developer containing an organic solvent (organic solvent developing step) and a step of developing using an alkaline aqueous solution (alkali developing step) are used in combination. Also good. Thereby, a finer pattern can be formed.
In the present invention, a portion with low exposure intensity is removed by the organic solvent development step, but a portion with high exposure strength is also removed by further performing the alkali development step. In this way, by the multiple development process in which development is performed a plurality of times, a pattern can be formed without dissolving only the intermediate exposure intensity region, so that a finer pattern than usual can be formed (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-292975 [0077]. ] And the same mechanism).
In the pattern forming method of the present invention, the order of the alkali development step and the organic solvent development step is not particularly limited, but it is more preferable to perform the alkali development before the organic solvent development step.

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できる。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。
It is preferable to include the process of wash | cleaning using a rinse liquid after the process developed using the developing solution containing an organic solvent.
The rinsing solution used in the rinsing step after the step of developing with a developer containing an organic solvent is not particularly limited as long as the resist pattern is not dissolved, and a solution containing a general organic solvent can be used. . As the rinsing liquid, a rinsing liquid containing at least one organic solvent selected from the group consisting of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents is used. It is preferable.
Specific examples of the hydrocarbon solvent, the ketone solvent, the ester solvent, the alcohol solvent, the amide solvent, and the ether solvent are the same as those described in the developer containing an organic solvent.

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。   More preferably, it contains at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, and amide solvents after the step of developing using a developer containing an organic solvent. A step of washing with a rinsing liquid is performed, more preferably, a step of washing with a rinsing liquid containing an alcohol solvent or an ester solvent is carried out, and particularly preferably, a rinsing liquid containing a monohydric alcohol is used. And, most preferably, the step of cleaning with a rinse solution containing a monohydric alcohol having 5 or more carbon atoms is performed.

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−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−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。   Here, examples of the monohydric alcohol used in the rinsing step include linear, branched, and cyclic monohydric alcohols, and specifically, 1-butanol, 2-butanol, and 3-methyl-1-butanol. Tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, cyclopentanol, 2-heptanol, 2 -Octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol and the like can be used, and particularly preferable monohydric alcohols having 5 or more carbon atoms include 1-hexanol, 2-hexanol, 4-methyl- Use 2-pentanol, 1-pentanol, 3-methyl-1-butanol, etc. It can be.

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。
A plurality of these components may be mixed, or may be used by mixing with an organic solvent other than the above.
The water content in the rinse liquid is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or less. By setting the water content to 10% by mass or less, good development characteristics can be obtained.

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。   The vapor pressure of the rinsing solution used after the step of developing with a developer containing an organic solvent is preferably 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, more preferably 0.1 kPa or more and 5 kPa or less at 20 ° C. 12 kPa or more and 3 kPa or less are the most preferable. By setting the vapor pressure of the rinse liquid to 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, the temperature uniformity in the wafer surface is improved, and further, the swelling due to the penetration of the rinse solution is suppressed, and the dimensional uniformity in the wafer surface. Improves.

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。
An appropriate amount of a surfactant can be added to the rinse solution.
In the rinsing step, the wafer that has been developed using the developer containing the organic solvent is washed using the rinse solution containing the organic solvent. The cleaning method is not particularly limited. For example, a method of continuing to discharge the rinse liquid onto the substrate rotating at a constant speed (rotary coating method), or immersing the substrate in a tank filled with the rinse liquid for a certain period of time. A method (dip method), a method of spraying a rinsing liquid on the substrate surface (spray method), and the like can be applied. Among them, a cleaning treatment is performed by a spin coating method, and after cleaning, the substrate is rotated at a speed of 2000 rpm to 4000 rpm. It is preferable to rotate and remove the rinse liquid from the substrate. It is also preferable to include a heating step (Post Bake) after the rinsing step. The developing solution and the rinsing solution remaining between the patterns and inside the patterns are removed by baking. The heating step after the rinsing step is usually 40 to 160 ° C., preferably 70 to 95 ° C., and usually 10 seconds to 3 minutes, preferably 30 seconds to 90 seconds.

また、本発明は、上記した本発明のネガ型パターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法、及び、この製造方法により製造された電子デバイスにも関する。
本発明の電子デバイスは、電気電子機器(家電、OA・メディア関連機器、光学用機器及び通信機器等)に、好適に、搭載されるものである。
The present invention also relates to an electronic device manufacturing method including the above-described negative pattern forming method of the present invention, and an electronic device manufactured by this manufacturing method.
The electronic device of the present invention is suitably mounted on electrical and electronic equipment (home appliances, OA / media related equipment, optical equipment, communication equipment, etc.).

(樹脂P−1の合成)
窒素気流下、シクロヘキサノン9.7gを3つ口フラスコに入れ、これを85℃に加熱した。このようにして、溶剤1を得た。次に、下記モノマー1(6.67g)、下記モノマー2(6.63g)、及び、下記モノマー3(2.95g)、を、シクロヘキサノン(39.0g)に溶解させ、モノマー溶液を調製した。更に、重合開始剤V−601(和光純薬工業製)を、モノマーの合計量に対し5.0mol%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85℃で2時間反応させた。反応液を放冷後、ヘプタン486g/酢酸エチル208gの混合溶媒に滴下し、析出した粉体をろ取及び乾燥して、14.8gの樹脂(P−1)を得た。得られた樹脂(P−1)の重量平均分子量(Mw)は10800であり、分散度(Mw/Mn)は1.59であった。
(Synthesis of Resin P-1)
Under a nitrogen stream, 9.7 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 85 ° C. In this way, solvent 1 was obtained. Next, the following monomer 1 (6.67 g), the following monomer 2 (6.63 g), and the following monomer 3 (2.95 g) were dissolved in cyclohexanone (39.0 g) to prepare a monomer solution. Furthermore, 5.0 mol% of a polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the total amount of monomers, and a dissolved solution was added dropwise to the solvent 1 over 6 hours. After completion of dropping, the reaction was further continued at 85 ° C. for 2 hours. The reaction solution was allowed to cool and then added dropwise to a mixed solvent of 486 g of heptane / 208 g of ethyl acetate, and the precipitated powder was collected by filtration and dried to obtain 14.8 g of a resin (P-1). The obtained resin (P-1) had a weight average molecular weight (Mw) of 10,800 and a dispersity (Mw / Mn) of 1.59.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

樹脂(P−1)と同様にして、後述の樹脂(P−2)〜(P−5)を合成した。   Resins (P-2) to (P-5) described later were synthesized in the same manner as the resin (P-1).

(光酸発生剤A−1の合成)
特開2012−133331号公報に記載の合成方法によって、光酸発生剤A−1〜A−14、A−16及びA−X、A−Y及びA−Zを合成した。
(Synthesis of Photoacid Generator A-1)
Photoacid generators A-1 to A-14, A-16 and AX, AY and AZ were synthesized by the synthesis method described in JP2012-133331A.

<レジスト調製>
下記表2に示す成分を溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度4質量%の溶液を調製し、これを0.05μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターで濾過して感活性光線性又は感放射性樹脂組成物(以下、レジスト組成物ともいう)を調製した。感活性光線性又は感放射性樹脂組成物を下記の方法で評価し、結果を下記表に示した。
<Resist preparation>
The components shown in Table 2 below are dissolved in a solvent, and a solution with a solid content of 4% by mass is prepared for each, and this is filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.05 μm, and an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. (Hereinafter also referred to as a resist composition). The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition was evaluated by the following method, and the results are shown in the following table.

<レジスト評価>
(ArF液浸露光:評価条件1)
12インチのシリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29SR(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、膜厚98nmの反射防止膜を形成した。その上に、上記で調製した感活性光線性又は感放射性樹脂組成物を塗布し、95℃で、60秒間ベークを行い、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。これに対し、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製 XT1700i、NA1.20、C−Quad、アウターシグマ0.981、インナーシグマ0.895、XY偏向)を用い、線幅48nm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。液浸液としては、超純水を使用した。その後、90℃で60秒間加熱した後、酢酸ブチルで30秒間パドルして現像した後、スピン乾燥してパターンを形成した。
<Resist evaluation>
(ArF immersion exposure: Evaluation condition 1)
An organic antireflection film ARC29SR (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied onto a 12-inch silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a thickness of 98 nm. On top of that, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition prepared above was applied, and baked at 95 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 120 nm. On the other hand, an ArF excimer laser immersion scanner (manufactured by ASML, XT1700i, NA1.20, C-Quad, outer sigma 0.981, inner sigma 0.895, XY deflection), a 1: 1 line with a line width of 48 nm Exposure was through a 6% halftone mask with andspace pattern. Ultra pure water was used as the immersion liquid. Thereafter, the film was heated at 90 ° C. for 60 seconds, developed with paddle with butyl acetate for 30 seconds, and then spin-dried to form a pattern.

(ArF液浸露光:評価条件2)
現像、リンス条件をテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水でリンスする工程に変更した以外は、条件1と同様にしてパターンを形成した。
(ArF immersion exposure: Evaluation condition 2)
A pattern was formed in the same manner as in Condition 1 except that the development and rinsing conditions were changed to a step of developing with a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (2.38% by mass) for 30 seconds and rinsing with pure water.

〔露光ラチチュード評価〕
線幅48nmの1:1ラインアンドスペースのパターンを再現する露光量を最適露光量とし、露光量を変化させた際にパターンサイズが48nm±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、露光ラチチュードが良好である。
[Exposure latitude evaluation]
The exposure amount that reproduces a 1: 1 line-and-space pattern with a line width of 48 nm is set as the optimum exposure amount, and when the exposure amount is changed, an exposure amount width that allows a pattern size of 48 nm ± 10% is obtained. Divided by the optimal exposure and displayed as a percentage. The larger the value, the smaller the change in performance due to the change in exposure amount, and the better the exposure latitude.

〔線幅の面内均一性(CDU)〕
上記最適露光量により形成した1:1ラインアンドスペースパターンにおける各ラインパターン中の100個の線幅を測定し、その測定結果から算出した平均値の標準偏差(σ)の3倍値(3σ)を求めて線幅の面内均一性(CDU)(nm)を評価した。以上から求められる3σは、その値が小さいほど、当該レジスト膜に形成された各ラインCDの面内均一性(CDU)が高いことを意味する。
[In-plane uniformity of line width (CDU)]
100 line widths in each line pattern in the 1: 1 line and space pattern formed with the optimum exposure amount are measured, and a value (3σ) that is three times the standard deviation (σ) of the average value calculated from the measurement results. The in-plane uniformity (CDU) (nm) of the line width was evaluated. 3σ obtained from the above means that the smaller the value, the higher the in-plane uniformity (CDU) of each line CD formed in the resist film.

〔パターン形状評価〕
マスクに於ける線幅48nmの1:1ラインアンドスペースのパターンを再現する上記最適露光量により得られた線幅48nmの1:1ラインアンドスペースのパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所S−4300)により観察した。得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡により観察し、レジストパターンの底部における線幅Lbと、レジストパターンの上部での線幅Laを測定した。0.95≦(La/Lb)≦1.05である場合は「A」、1.1≧(La/Lb)>1.05である場合は「B」、(La/Lb)>1.1である場合は「C」とした。La/Lbは1に近いほど好ましい。
(Pattern shape evaluation)
The cross-sectional shape of the 1: 1 line and space pattern with a line width of 48 nm obtained by the above optimum exposure amount reproducing the 1: 1 line and space pattern with a line width of 48 nm on the mask was obtained by using a scanning electron microscope. ) Hitachi S-4300). The cross-sectional shape of the obtained pattern was observed with a scanning electron microscope, and the line width Lb at the bottom of the resist pattern and the line width La at the top of the resist pattern were measured. “A” when 0.95 ≦ (La / Lb) ≦ 1.05, “B” when 1.1 ≧ (La / Lb)> 1.05, (La / Lb)> 1. When it was 1, it was set as “C”. La / Lb is preferably as close to 1 as possible.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

表中の略号は、下記を表す。   The abbreviations in the table represent the following.

〔光酸発生剤(実施例使用)〕
光酸発生剤(実施例使用)としては、上記で具体例として挙げた(A−1)〜(A−26)から適宜選択して使用した。また、実施例25における化合物(z4)は、前掲の化合物(z4)である。
[Photoacid generator (use example)]
As a photo-acid generator (use of an Example), it selected from (A-1)-(A-26) mentioned as a specific example above suitably, and used. The compound (z4) in Example 25 is the compound (z4) described above.

〔光酸発生剤(比較例使用)〕   [Photoacid generator (comparative example)]

Figure 0006140583
Figure 0006140583

〔樹脂〕
下記の各樹脂について、繰り返し単位の組成比はモル比である。
〔resin〕
For each of the following resins, the composition ratio of the repeating units is a molar ratio.

Figure 0006140583
Figure 0006140583

〔塩基性化合物〕   [Basic compounds]

Figure 0006140583
Figure 0006140583

〔疎水性樹脂〕
疎水性樹脂として、上記で具体例として挙げた(B−1)〜(B−55)から適宜選択して使用した。
[Hydrophobic resin]
The hydrophobic resin was appropriately selected from (B-1) to (B-55) listed as specific examples above.

〔溶剤〕
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:シクロヘキサノン
A3: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
〔solvent〕
A1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
A2: Cyclohexanone A3: γ-Butyrolactone B1: Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
B2: Ethyl lactate

〔界面活性剤〕
W−1:メガファックF176(DIC(株)製)(フッ素系)
W−2:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)(フッ素系)
W−3:PF656(OMNOVA社製)(フッ素系)
[Surfactant]
W-1: Megafuck F176 (manufactured by DIC Corporation) (fluorine-based)
W-2: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.) (fluorine type)
W-3: PF656 (manufactured by OMNOVA) (fluorine-based)

上記表2より、実施例で使用した各組成物は、活性光線または放射線の照射により一般式(I)又は(II)で表される酸を発生する化合物を使用していない比較例1〜3と比較して、露光ラチチュード、CDU及びパターン形状評価に同時に優れることが分かる。
なお、実施例1〜4、実施例18、及び実施例23は、それぞれ参考例1〜4、参考例18、及び参考例23と読み替えるものとする。
From Table 2 above, Comparative Examples 1 to 3 in which each composition used in the Examples does not use a compound that generates an acid represented by Formula (I) or (II) upon irradiation with actinic rays or radiation. It can be seen that the exposure latitude, CDU, and pattern shape evaluation are superior at the same time.
In addition, Examples 1-4, Example 18, and Example 23 shall be read as Reference Examples 1-4, Reference Example 18, and Reference Example 23, respectively.

Claims (9)

(A)活性光線または放射線の照射により下記一般式(I)で表される酸を発生する化合物、及び
(B)酸の作用により分解し、極性基を生じる基を有する樹脂、
を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006140583
一般式(I)中
は、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたメチレン基又はエチレン基を表す。前記エチレン基は、エチレン鎖中に酸素原子を有していてもよい。
Lは窒素原子とともに環状構造を形成するアルキレン基を表す。前記アルキレン基は、アルキレン鎖中に酸素原子又は硫黄原子を有していてもよい。
は、アルキル基又はシクロアルキル基を表し、アルキル基又はシクロアルキル基を構成する炭素原子が、−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基又は−SO−で表される基で置換されていてもよいただし、R してのアルキル基及びシクロアルキル基は、窒素原子を有する置換基で置換されることはない。
nは1〜3の整数を表す。
n個のR のうち少なくとも1つが窒素原子に対してα位の炭素原子又はβ位の炭素原子に結合する。
(A) a compound that generates an acid represented by the following general formula (I ) upon irradiation with actinic rays or radiation, and (B) a resin having a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group,
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing
Figure 0006140583
In general formula (I ) ,
A 1 represents a methylene group or an ethylene group substituted with one fluorine atom even without low. The ethylene group may have an oxygen atom in the ethylene chain.
L represents an alkylene group that forms a cyclic structure with a nitrogen atom. The alkylene group may have an oxygen atom or a sulfur atom in the alkylene chain.
R 1 represents an A alkyl group or a cycloalkyl group, group having a carbon atom constituting the alkyl group or a cycloalkyl group, a group represented by -O-, represented by -COO-, tables in -S- Or a group represented by —SO 2. However, the alkyl group and cycloalkyl group as the R 1 is not to be substituted with a substituent having a nitrogen atom.
n represents an integer of 1 to 3.
At least one of n R 1 's is bonded to a carbon atom at the α-position or a carbon atom at the β-position with respect to the nitrogen atom.
記一般式(I)において、Lが炭素数4又は5のアルキレン基である請求項1に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 Prior following general formula (I), the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of claim 1 L is an alkylene group having 4 or 5 carbon atoms. (A)活性光線または放射線の照射により下記一般式(II)で表される酸を発生する化合物、及び(A) a compound that generates an acid represented by the following general formula (II) by irradiation with actinic rays or radiation, and
(B)酸の作用により分解し、極性基を生じる基を有する樹脂、(B) a resin having a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group;
を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing
Figure 0006140583
Figure 0006140583
一般式(II)中、In general formula (II),
A 1 ’は、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたメチレン基又はエチレン基を表す。前記エチレン基は、エチレン鎖中に酸素原子を有していてもよい。'Represents a methylene group or an ethylene group substituted with at least one fluorine atom. The ethylene group may have an oxygen atom in the ethylene chain.
R 2 は、アルキル基又はシクロアルキル基を表し、アルキル基又はシクロアルキル基を構成する炭素原子が、−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基又は−SORepresents an alkyl group or a cycloalkyl group, and the carbon atom constituting the alkyl group or cycloalkyl group is a group represented by -O-, a group represented by -COO-, or a group represented by -S-. Or -SO 2 −で表される基で置換されていてもよい。It may be substituted with a group represented by-.
R 3 〜R~ R 5 は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表し、アルキル基又はシクロアルキル基を構成する炭素原子が、−O−で表される基、−COO−で表される基、−S−で表される基又は−SOEach independently represents a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group, wherein the carbon atom constituting the alkyl group or cycloalkyl group is a group represented by -O-, a group represented by -COO-,- A group represented by S- or -SO 2 −で表される基で置換されていてもよい。RIt may be substituted with a group represented by-. R 3 及びRAnd R 4 は互いに結合して脂環を形成する。ただし、RBind to each other to form an alicyclic ring. However, R 3 〜R~ R 5 から選択される2つ以上の基が水素原子であることはなく、RTwo or more groups selected from are not hydrogen atoms, R 2 〜R~ R 5 としてのアルキル基及びシクロアルキル基は、窒素原子を有する置換基で置換されることはない。The alkyl group and cycloalkyl group as are not substituted with a substituent having a nitrogen atom.
更に、(C)疎水性樹脂を含有する請求項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 3 , further comprising (C) a hydrophobic resin. 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により形成されるレジスト膜。 The resist film formed with the actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of any one of Claims 1-4 . (1)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する工程、
(2)前記膜を露光する工程、及び、
(3)前記露光された膜を現像する工程、
を含むパターン形成方法。
(1) The process of forming a film | membrane using the actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of any one of Claims 1-4 ,
(2) exposing the film; and
(3) developing the exposed film;
A pattern forming method including:
前記露光が液浸露光である請求項に記載のパターン形成方法。 The pattern forming method according to claim 6 , wherein the exposure is immersion exposure. 前記工程(3)が、前記露光された膜を有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程である請求項又はに記載のパターン形成方法。 The step (3) The pattern forming method according to claim 6 or 7 the exposed film is a step of developing by using a developer containing an organic solvent. 請求項のいずれか1項に記載のパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法。 Method of manufacturing an electronic device including a pattern forming method according to any one of claims 6-8.
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