JP6561731B2 - Radiation sensitive resin composition, resist pattern forming method, acid diffusion controller and compound - Google Patents

Radiation sensitive resin composition, resist pattern forming method, acid diffusion controller and compound Download PDF

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Description

本発明は、感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法、酸拡散制御剤及び化合物に関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition, a resist pattern forming method, an acid diffusion controller and a compound.

リソグラフィーによる微細加工に用いられる感放射線性樹脂組成物は、KrFエキシマレーザー光(波長248nm)、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)及び極紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet、波長13.5nm)等の遠紫外線、電子線等の荷電粒子線などの照射により露光部に酸を発生させ、この酸を触媒とする化学反応により、露光部と未露光部との現像液に対する溶解速度に差を生じさせ、基板上にレジストパターンを形成する。   Radiation sensitive resin compositions used for fine processing by lithography are far ultraviolet rays such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and extreme ultraviolet light (EUV: Extreme Ultraviolet, wavelength 13.5 nm). The acid is generated in the exposed part by irradiation with charged particle beams such as electron beams, and the chemical reaction using this acid as a catalyst causes a difference in the dissolution rate in the developer between the exposed part and the unexposed part. A resist pattern is formed thereon.

現在では、より波長の短いレーザー光や電子線の使用及び液浸露光装置等により、レジストパターンの加工技術の微細化が図られている。かかる感放射線性樹脂組成物には、形成されるレジストパターンの解像性及び断面形状の矩形性に優れるだけでなく、LWR(Line Width Roughness)性能、焦点深度(Depth of Focus)及び欠陥抑制性にも優れ、高精度なパターンを高い歩留まりで得られることが要求される。また、感放射線性樹脂組成物には保存安定性に優れることも要求される。これらの要求に対して、感放射線性樹脂組成物に用いられる酸発生体、酸拡散制御体及びその他の成分についてその種類や分子構造等が詳細に検討されている。かかる酸拡散制御体としては、オニウムカチオンと、カルボン酸アニオンやスルホン酸アニオンとを含むオニウム塩化合物が知られている(特開平11−125907号公報、特開2002−122994号公報及び特開2010−061043号公報参照)。   At present, miniaturization of the resist pattern processing technique is being attempted by using a laser beam having a shorter wavelength, an electron beam, an immersion exposure apparatus, or the like. Such a radiation-sensitive resin composition has not only excellent resolution of the resist pattern to be formed and rectangularity of the cross-sectional shape, but also LWR (Line Width Roughness) performance, depth of focus, and defect suppression. In addition, it is required to obtain a highly accurate pattern with a high yield. The radiation-sensitive resin composition is also required to have excellent storage stability. In response to these requirements, the types, molecular structures, and the like of the acid generators, acid diffusion controllers and other components used in the radiation-sensitive resin composition have been studied in detail. As such an acid diffusion controller, an onium salt compound containing an onium cation and a carboxylic acid anion or a sulfonic acid anion is known (Japanese Patent Laid-Open Nos. 11-125907, 2002-122994, and 2010). No. 061043).

しかし、レジストパターンの微細化が線幅45nm以下のレベルまで進展している現在にあっては、上記性能の要求レベルはさらに高まり、上記従来の感放射線性樹脂組成物では、これらの要求を満足させることはできていない。   However, at present, when the miniaturization of the resist pattern has progressed to a level of 45 nm or less, the required level of the performance is further increased, and the conventional radiation-sensitive resin composition satisfies these requirements. I can't make it happen.

特開平11−125907号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-125907 特開2002−122994号公報JP 2002-122994 A 特開2010−061043号公報JP 2010-061043 A

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、欠陥抑制性及び保存安定性に優れる感放射線性樹脂組成物を提供することにある。   The present invention has been made based on the circumstances as described above, and its purpose is radiation sensitivity excellent in LWR performance, resolution, rectangularity of a cross-sectional shape, depth of focus, defect suppression and storage stability. The object is to provide a resin composition.

上記課題を解決するためになされた発明は、酸解離性基を含む第1構造単位(以下、「構造単位(I)」ともいう)を有する重合体(以下、「[A]重合体」ともいう)、感放射線性酸発生体(以下、「[B]酸発生体」ともいう)、及び窒素原子及び−COOを含むアニオンと感放射線性カチオンとを有する酸拡散制御剤(以下、「[C]酸拡散制御剤」ともいう)を含有し、上記アニオンにおける上記−COOが炭素原子に結合しており、この炭素原子がさらに二重結合で他の原子と結合している感放射線性樹脂組成物である。 The invention made in order to solve the above-mentioned problem is a polymer having a first structural unit (hereinafter also referred to as “structural unit (I)”) containing an acid dissociable group (hereinafter referred to as “[A] polymer”). say), the radiation-sensitive acid generator (hereinafter also referred to as "[B] acid generator"), and nitrogen atom, and -COO - acid diffusion controller having an anion and a radiation-sensitive cation containing (hereinafter, " [C] Acid Diffusion Control Agent ”, and the —COO — in the anion is bonded to a carbon atom, and the carbon atom is further bonded to another atom by a double bond. It is an adhesive resin composition.

上記課題を解決するためになされた別の発明は、レジスト膜を形成する工程、上記レジスト膜を露光する工程、及び上記露光されたレジスト膜を現像する工程を備え、上記レジスト膜を当該感放射線性樹脂組成物により形成するレジストパターン形成方法である。   Another invention made in order to solve the above-mentioned problems comprises a step of forming a resist film, a step of exposing the resist film, and a step of developing the exposed resist film, It is the resist pattern formation method formed with a conductive resin composition.

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、窒素原子及び−COOを含むアニオンと感放射線性カチオンとを有し、上記アニオンにおける上記−COOが炭素原子に結合しており、この炭素原子がさらに二重結合で他の原子と結合している酸拡散制御剤である。。 Yet another invention was made to solve the above problems, a nitrogen atom and -COO - and a anion and a radiation-sensitive cation containing said -COO in the anion - it is bonded to the carbon atom, This is an acid diffusion control agent in which this carbon atom is further bonded to another atom by a double bond. .

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、窒素原子及び−COOを含むアニオンと感放射線性カチオンとを有し、上記アニオンにおける上記−COOが炭素原子に結合しており、この炭素原子がさらに二重結合で他の原子と結合している化合物である。 Yet another invention was made to solve the above problems, a nitrogen atom and -COO - and a anion and a radiation-sensitive cation containing said -COO in the anion - it is bonded to the carbon atom, This is a compound in which this carbon atom is further bonded to another atom by a double bond.

ここで、「二重結合」は、結合次数が2の結合だけでなく、ブタジエンにおける二重結合、芳香環中の二重結合のように、他の二重結合と共役して共役二重結合を構成している二重結合も含む。「芳香環」は、芳香族炭素環及び芳香族複素環の両方を含む。「酸解離性基」とは、カルボキシ基、ヒドロキシ基等の水素原子を置換する基であって、酸の作用により解離する基をいう。また、「環員数」とは、脂環構造、芳香環構造、脂肪族複素環構造又は芳香族複素環構造における環を構成する原子の数をいう。   Here, the “double bond” means not only a bond having a bond order of 2, but also a conjugated double bond conjugated with another double bond such as a double bond in butadiene and a double bond in an aromatic ring. The double bond which comprises is also included. “Aromatic ring” includes both aromatic carbocycles and aromatic heterocycles. The “acid-dissociable group” refers to a group that replaces a hydrogen atom such as a carboxy group or a hydroxy group and dissociates by the action of an acid. The “number of ring members” refers to the number of atoms constituting the ring in the alicyclic structure, aromatic ring structure, aliphatic heterocyclic structure or aromatic heterocyclic structure.

本発明の感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、優れた保存安定性及び焦点深度を発揮しつつ、LWRが小さく、解像度が高く、断面形状の矩形性に優れ、欠陥が少ないレジストパターンを形成することができる。本発明の酸拡散制御剤は、当該感放射線性樹脂組成物の酸拡散制御剤成分として好適に用いることができる。本発明の化合物は、当該酸拡散制御剤として好適に用いることができる。従って、これらは、さらなる微細化が進行すると予想される半導体デバイス製造等におけるパターン形成に好適に用いることができる。   According to the radiation-sensitive resin composition and the resist pattern forming method of the present invention, while exhibiting excellent storage stability and depth of focus, LWR is small, resolution is high, cross-sectional rectangularity is excellent, and there are few defects. A resist pattern can be formed. The acid diffusion controlling agent of the present invention can be suitably used as an acid diffusion controlling agent component of the radiation sensitive resin composition. The compound of the present invention can be suitably used as the acid diffusion controller. Therefore, they can be suitably used for pattern formation in semiconductor device manufacturing or the like where further miniaturization is expected.

<感放射線性樹脂組成物>
当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体、[B]酸発生体及び[C]酸拡散制御剤を含有する。当該感放射線性樹脂組成物は、好適成分として、[A]重合体よりもフッ素原子の質量含有率が大きい重合体(以下、「[D]重合体」ともいう)及び/又は[E]溶媒を含有していてもよい。さらに、当該感放射線性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の任意成分を含有していてもよい。当該感放射線性樹脂組成物は、上記構成を有することで、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、欠陥抑制性(以下、これらの性能をまとめて「LWR性能等」ともいう)及び保存安定性に優れる。以下、各成分について説明する。
<Radiation sensitive resin composition>
The radiation sensitive resin composition contains a [A] polymer, a [B] acid generator, and a [C] acid diffusion controller. The radiation-sensitive resin composition has, as a suitable component, a polymer having a larger mass content of fluorine atoms than the [A] polymer (hereinafter also referred to as “[D] polymer”) and / or an [E] solvent. May be contained. Furthermore, the said radiation sensitive resin composition may contain the other arbitrary component in the range which does not impair the effect of this invention. Since the radiation-sensitive resin composition has the above-described configuration, LWR performance, resolution, rectangularity of a cross-sectional shape, depth of focus, and defect suppression (hereinafter, these performances are collectively referred to as “LWR performance, etc.”). And excellent storage stability. Hereinafter, each component will be described.

<[A]重合体>
[A]重合体は、構造単位(I)を有する重合体である。当該感放射線性樹脂組成物によれば、放射線の照射により[B]酸発生体等から生じる酸により露光部の[A]重合体の酸解離性基が解離して、露光部と未露光部とで現像液に対する溶解性に差異が生じ、その結果、レジストパターンを形成することができる。[A]重合体は、通常、当該感放射線性樹脂組成物におけるベース重合体となる。「ベース重合体」とは、レジストパターンを構成する重合体のうちの最も含有率が大きい重合体であって、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上を占める重合体をいう。
<[A] polymer>
[A] The polymer is a polymer having the structural unit (I). According to the radiation-sensitive resin composition, the acid-dissociable group of the [A] polymer in the exposed portion is dissociated by the acid generated from the [B] acid generator and the like by irradiation with radiation, and the exposed portion and the unexposed portion. And a difference in solubility in the developer occurs, and as a result, a resist pattern can be formed. [A] The polymer is usually a base polymer in the radiation-sensitive resin composition. The “base polymer” refers to a polymer having the largest content of the polymers constituting the resist pattern, and preferably occupies 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more.

[A]重合体は、構造単位(I)以外にも、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造若しくはこれらの組み合わせを含む構造単位(以下、「構造単位(II)」ともいう)、フェノール性水酸基を含む構造単位(以下、「構造単位(III)」ともいう)、及び/又はアルコール性水酸基を含む構造単位(以下、「構造単位(IV)」ともいう)を有することが好ましく、構造単位(I)〜(IV)以外のその他の構造単位を有していてもよい。[A]重合体はこれらの構造単位を1種又は2種以上有していてもよい。以下、各構造単位について説明する。   [A] In addition to the structural unit (I), the polymer is a structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure or a combination thereof (hereinafter also referred to as “structural unit (II)”), a phenolic hydroxyl group And / or a structural unit containing an alcoholic hydroxyl group (hereinafter also referred to as “structural unit (IV)”). Other structural units other than I) to (IV) may be included. [A] The polymer may have one or more of these structural units. Hereinafter, each structural unit will be described.

[構造単位(I)]
構造単位(I)は、酸解離性基を含む構造単位である。構造単位(I)としては、例えば下記式(a−1)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−1)」ともいう)、下記式(a−2)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−2)」ともいう)等が挙げられる。
[Structural unit (I)]
The structural unit (I) is a structural unit containing an acid dissociable group. Examples of the structural unit (I) include a structural unit represented by the following formula (a-1) (hereinafter also referred to as “structural unit (I-1)”), and a structure represented by the following formula (a-2). A unit (hereinafter also referred to as “structural unit (I-2)”).

Figure 0006561731
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上記式(a−1)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Yは、下記式(Y−1)で表される1価の酸解離性基である。
上記式(a−2)中、Rは、水素原子又はメチル基である。Yは、下記式(Y−2)で表される1価の酸解離性基である。
In the formula (a-1), R 5 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. Y 1 is a monovalent acid dissociable group represented by the following formula (Y-1).
In said formula (a-2), R < 6 > is a hydrogen atom or a methyl group. Y 2 is a monovalent acid dissociable group represented by the following formula (Y-2).

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式(Y−1)中、Re1は、炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。Re2及びRe3は、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3〜20の脂環構造を表す。 In the above formula (Y-1), R e1 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R e2 and R e3 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a ring number of 3 to 3 composed of carbon atoms to which these groups are combined and bonded to each other. 20 alicyclic structures are represented.

Figure 0006561731
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上記式(Y−2)中、Re4、Re5及びRe6は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数1〜20のオキシ鎖状炭化水素基又は炭素数3〜20のオキシ脂環式炭化水素基である。但し、Re4、Re5及びRe6が同時に水素原子である場合はない。 In the above formula (Y-2), R e4 , R e5 and R e6 are each independently a hydrogen atom, a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a monovalent group having 3 to 20 carbon atoms. These are alicyclic hydrocarbon groups, oxy-chain hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, or oxyalicyclic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms. However, R e4 , R e5 and R e6 are not simultaneously hydrogen atoms.

「炭化水素基」には、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基が含まれる。この「炭化水素基」は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。「鎖状炭化水素基」とは、環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された炭化水素基をいい、直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基の両方を含む。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基をいい、単環の脂環式炭化水素基及び多環の脂環式炭化水素基の両方を含む。但し、脂環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を含んでいてもよい。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基をいう。但し、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環構造を含んでいてもよい。   The “hydrocarbon group” includes a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. The “hydrocarbon group” may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group. The “chain hydrocarbon group” refers to a hydrocarbon group that does not include a cyclic structure but includes only a chain structure, and includes both a linear hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group. The term “alicyclic hydrocarbon group” refers to a hydrocarbon group that includes only an alicyclic structure as a ring structure and does not include an aromatic ring structure, and includes a monocyclic alicyclic hydrocarbon group and a polycyclic alicyclic group. Includes both hydrocarbon groups. However, it is not necessary to be composed only of the alicyclic structure, and a part thereof may include a chain structure. “Aromatic hydrocarbon group” refers to a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it is not necessary to be composed only of an aromatic ring structure, and a part thereof may include a chain structure or an alicyclic structure.

としては、構造単位(I−1)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 R 5 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a methyl group, from the viewpoint of copolymerization of the monomer that gives the structural unit (I-1).

e1、Re2及びRe3で表される炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、例えば炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R e1 , R e2 and R e3 include, for example, a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and 1 to 3 carbon atoms. Valent alicyclic hydrocarbon group, monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and the like.

e1、Re2及びRe3で表される炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基としては、例えば
メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基等のアルキル基;
エテニル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基;
エチニル基、プロピニル基、ブチニル基等のアルキニル基等が挙げられる。これらの中で、アルキル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基及びi−プロピル基がさらに好ましく、エチル基が特に好ましい。
Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R e1 , R e2 and R e3 include alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an i-propyl group;
An alkenyl group such as an ethenyl group, a propenyl group, a butenyl group;
Examples thereof include alkynyl groups such as ethynyl group, propynyl group, and butynyl group. Among these, an alkyl group is preferable, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, a methyl group, an ethyl group, and an i-propyl group are further preferable, and an ethyl group is particularly preferable.

e1、Re2及びRe3で表される炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基;
シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の単環のシクロアルケニル基;
ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基等の多環のシクロアルキル基;
ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基等の多環のシクロアルケニル基等が挙げられる。これらの中で単環のシクロアルキル基及び多環のシクロアルキル基が好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基及びアダマンチル基がより好ましい。
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms represented by R e1 , R e2 and R e3 include monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group;
A monocyclic cycloalkenyl group such as a cyclopentenyl group and a cyclohexenyl group;
A polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, an adamantyl group and a tricyclodecyl group;
And polycyclic cycloalkenyl groups such as a norbornenyl group and a tricyclodecenyl group. Among these, a monocyclic cycloalkyl group and a polycyclic cycloalkyl group are preferable, and a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group are more preferable.

e1、Re2及びRe3で表される炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば
フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントリル基、メチルアントリル基等のアリール基;
ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、アントリルメチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms represented by R e1 , R e2 and R e3 include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a mesityl group, a naphthyl group, a methylnaphthyl group, an anthryl group. Group, aryl group such as methylanthryl group;
Examples include aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group, and anthrylmethyl group.

e1、Re2及びRe3の基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される炭素数3〜20の脂環構造としては、例えば
シクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造等の単環のシクロアルカン構造;
ノルボルナン構造、アダマンタン構造、トリシクロデカン構造、テトラシクロドデカン構造等の多環のシクロアルカン構造等が挙げられる。これらの中で、炭素数5〜8の単環のシクロアルカン構造及び炭素数7〜12の多環のシクロアルカン構造が好ましく、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、シクロオクタン構造、ノルボルナン構造及びアダマンタン構造がより好ましく、シクロペンタン構造及びアダマンタン構造がさらに好ましい。
Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms configured together with the carbon atom to which the groups of R e1 , R e2 and R e3 are combined with each other include a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, and a cyclohexane structure. A monocyclic cycloalkane structure such as a cycloheptane structure or a cyclooctane structure;
Examples thereof include polycyclic cycloalkane structures such as a norbornane structure, an adamantane structure, a tricyclodecane structure, and a tetracyclododecane structure. Among these, a monocyclic cycloalkane structure having 5 to 8 carbon atoms and a polycyclic cycloalkane structure having 7 to 12 carbon atoms are preferable, and a cyclopentane structure, cyclohexane structure, cyclooctane structure, norbornane structure and adamantane structure are preferable. More preferred are a cyclopentane structure and an adamantane structure.

e2及びRe3としては、炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基及び炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基が好ましい。 R e2 and R e3 are preferably a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms.

としては、構造単位(I−2)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子が好ましい。 R 6 is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of the copolymerizability of the monomer giving the structural unit (I-2).

e4、Re5及びRe6で表される炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基としては、例えば上記Re1、Re2及びRe3として例示したものと同様の基等が挙げられる。これらの中で、アルキル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基及びn−プロピル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。 Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R e4 , R e5 and R e6 include groups similar to those exemplified as the above R e1 , R e2 and R e3. It is done. Among these, an alkyl group is preferable, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group are further preferable, and a methyl group is particularly preferable.

e4、Re5及びRe6で表される炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば上記Re1、Re2及びRe3として例示したものと同様の基等が挙げられる。これらの中で、単環のシクロアルキル基及び多環のシクロアルキル基が好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基及びアダマンチル基がより好ましい。 Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms represented by R e4 , R e5 and R e6 include groups similar to those exemplified as the above R e1 , R e2 and R e3. Can be mentioned. Among these, a monocyclic cycloalkyl group and a polycyclic cycloalkyl group are preferable, and a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group are more preferable.

e4、Re5及びRe6で表される炭素数1〜20の1価のオキシ鎖状炭化水素基としては、例えば
メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、i−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基等のアルコキシ基;
エテニルオキシ基、プロペニルオキシ基、ブテニルオキシ基、ペンテニルオキシ基等のアルケニルオキシ基;
エチニルオキシ基、プロピニルオキシ基、ブチニルオキシ基、ペンチニルオキシ基等のアルキニルオキシ基等が挙げられる。これらの中で、アルコキシ基が好ましく、炭素数1〜4のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基及びn−プロポキシ基がさらに好ましい。
Examples of the monovalent oxy-chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R e4 , R e5 and R e6 include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, and n-butoxy. Group, i-butoxy group, sec-butoxy group, t-butoxy group, alkoxy group such as n-pentyloxy group;
Alkenyloxy groups such as ethenyloxy group, propenyloxy group, butenyloxy group, pentenyloxy group;
Examples include alkynyloxy groups such as ethynyloxy group, propynyloxy group, butynyloxy group, and pentynyloxy group. Among these, an alkoxy group is preferable, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, and an n-propoxy group are further preferable.

e4、Re5及びRe6で表される炭素数3〜20の1価のオキシ脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロオクチルオキシ基等の単環のシクロアルキルオキシ基;
ノルボルニルオキシ基、アダマンチルオキシ基、トリシクロデシルオキシ基、テトラシクロドデシルオキシ基等の多環のシクロアルキルオキシ基;
シクロプロペニルオキシ基、シクロブテニルオキシ基、シクロペンテニルオキシ基、シクロヘキセニルオキシ基等の単環のシクロアルケニルオキシ基;
ノルボルネニルオキシ基、トリシクロデセニルオキシ基等の多環のシクロアルケニルオキシ基等が挙げられる。これらの中で、単環のシクロアルキルオキシ基及び多環のシクロアルキルオキシ基が好ましく、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ノルボルニルオキシ基及びアダマンチルオキシ基がより好ましい。
Examples of the monovalent oxyalicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms represented by R e4 , R e5 and R e6 include a cyclopropyloxy group, a cyclobutyloxy group, a cyclopentyloxy group, a cyclohexyloxy group, A monocyclic cycloalkyloxy group such as a cyclooctyloxy group;
A polycyclic cycloalkyloxy group such as a norbornyloxy group, an adamantyloxy group, a tricyclodecyloxy group, a tetracyclododecyloxy group;
A monocyclic cycloalkenyloxy group such as a cyclopropenyloxy group, a cyclobutenyloxy group, a cyclopentenyloxy group, a cyclohexenyloxy group;
Examples thereof include polycyclic cycloalkenyloxy groups such as norbornenyloxy group and tricyclodecenyloxy group. Among these, a monocyclic cycloalkyloxy group and a polycyclic cycloalkyloxy group are preferable, and a cyclopentyloxy group, a cyclohexyloxy group, a norbornyloxy group, and an adamantyloxy group are more preferable.

上記式(Y−2)で表される基としては、Re4、Re5及びRe6が1価の鎖状炭化水素基である基、Re4及びRe5が1価の鎖状炭化水素基かつRe6が1価のオキシ鎖状炭化水素基である基、並びにRe4が1価の鎖状炭化水素基かつRe5及びRe6が1価のオキシ鎖状炭化水素基である基が好ましく、Re4、Re5及びRe6がアルキル基である基、Re4及びRe5がアルキル基かつRe6がアルコキシ基である基、並びにRe4がアルキル基かつRe5及びRe6がアルコキシ基である基がより好ましく、Re4、Re5及びRe6がアルキル基である基がさらに好ましく、t−ブチル基、t−ペンチル基、t−ヘキシル基及びt−ヘプチル基が特に好ましい。 Examples of the group represented by the formula (Y-2) include a group in which R e4 , R e5 and R e6 are monovalent chain hydrocarbon groups, and R e4 and R e5 are monovalent chain hydrocarbon groups. And R e6 is a monovalent oxy chain hydrocarbon group, and R e4 is a monovalent chain hydrocarbon group, and R e5 and R e6 are monovalent oxy chain hydrocarbon groups. , R e4 , R e5 and R e6 are alkyl groups, R e4 and R e5 are alkyl groups and R e6 is an alkoxy group, and R e4 is an alkyl group and R e5 and R e6 are alkoxy groups. A certain group is more preferable, a group in which R e4 , R e5 and R e6 are alkyl groups is further preferable, and a t-butyl group, a t-pentyl group, a t-hexyl group, and a t-heptyl group are particularly preferable.

上記構造単位(I)としては、例えば
構造単位(I−1)として、下記式(a−1−1)〜(a−1−6)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−1−1)〜(I−1−6)」ともいう)等;
構造単位(I−2)として、下記式(a−2−1)〜(a−2−3)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−2−1)〜(I−2−3)」ともいう)等が挙げられる。
As the structural unit (I), for example, as the structural unit (I-1), structural units represented by the following formulas (a-1-1) to (a-1-6) (hereinafter referred to as “structural unit (I) -1-1) to (I-1-6) ");
As the structural unit (I-2), structural units represented by the following formulas (a-2-1) to (a-2-3) (hereinafter, “structural units (I-2-1) to (I-2) -3) ")) and the like.

Figure 0006561731
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上記式(a−1−1)〜(a−1−6)中、Rは、上記式(a−1)と同義である。Re1〜Re3は、上記式(Y−1)と同義である。Re1’〜Re3’は、炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基である。i及びjは、それぞれ独立して、1〜4の整数である。
上記式(a−2−1)〜(a−2−3)中、Rは、上記式(a−2)と同義である。
In the above formulas (a-1-1) to (a-1-6), R 5 has the same meaning as the above formula (a-1). R e1 to R e3 have the same meaning as in the above formula (Y-1). R e1 ′ to R e3 ′ are monovalent chain hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms. i and j are each independently an integer of 1 to 4.
In the formulas (a-2-1) to (a-2-3), R 6 has the same meaning as the formula (a-2).

構造単位(I)としては、構造単位(I−1−1)〜(I−1−5)及び構造単位(I−2−3)が好ましい。   As the structural unit (I), structural units (I-1-1) to (I-1-5) and a structural unit (I-2-3) are preferable.

構造単位(I−1)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (I-1) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 0006561731
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Figure 0006561731
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上記式中、Rは、上記式(a−1)と同義である。 In said formula, R < 5 > is synonymous with the said Formula (a-1).

構造単位(I)としては、1−アルキル−単環シクロアルカン−1−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−アルキル−多環シクロアルカン−2−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及び2−(シクロアルカン−イル)プロパン−2−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位に由来する構造単位が好ましく、1−エチル−シクロペンチル−1−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−メチル−アダマンチル−2−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−エチル−アダマンチル−2−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−(アダマンタン−イル)−プロパン−2−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、2−シクロヘキシル−プロパン−2−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及び2−エチル−2−テトラシクロドデカン−2−イル(メタ)アクリレートがより好ましい。   As the structural unit (I), a structural unit derived from 1-alkyl-monocyclic cycloalkane-1-yl (meth) acrylate, a structure derived from 2-alkyl-polycyclic cycloalkane-2-yl (meth) acrylate Preferred are structural units derived from units and structural units derived from 2- (cycloalkane-yl) propan-2-yl (meth) acrylate, and structural units derived from 1-ethyl-cyclopentyl-1-yl (meth) acrylate , Structural unit derived from 2-methyl-adamantyl-2-yl (meth) acrylate, structural unit derived from 2-ethyl-adamantyl-2-yl (meth) acrylate, 2- (adamantanyl-yl) -propane-2 -Structural unit derived from yl (meth) acrylate, 2-cyclohexyl-propan-2-yl (meth) acryl Structural units derived from over preparative and 2-ethyl-2-tetracyclododecane-2-yl (meth) acrylate are more preferred.

構造単位(I)の含有割合の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%が好ましく、20モル%がより好ましく、30モル%がさらに好ましく、35モル%が特に好ましい。上記含有割合の上限としては、80モル%が好ましく、75モル%がより好ましく、70モル%がさらに好ましく、60モル%が特に好ましい。構造単位(I)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等をさらに向上させることができる。   As a minimum of the content rate of structural unit (I), 10 mol% is preferable with respect to all the structural units which comprise a [A] polymer, 20 mol% is more preferable, 30 mol% is further more preferable, 35 mol% % Is particularly preferred. As an upper limit of the said content rate, 80 mol% is preferable, 75 mol% is more preferable, 70 mol% is further more preferable, 60 mol% is especially preferable. By making the content rate of structural unit (I) into the said range, the LWR performance of the said radiation sensitive resin composition etc. can be improved further.

[構造単位(II)]
構造単位(II)は、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む構造単位である。[A]重合体は、構造単位(I)に加え、構造単位(II)をさらに有することで現像液への溶解性をより調整することができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等をより向上させることができる。また、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジストパターンと基板との密着性を向上させることができる。
[Structural unit (II)]
The structural unit (II) is a structural unit including a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof. [A] In addition to the structural unit (I), the polymer can further adjust the solubility in the developer by further including the structural unit (II). As a result, the radiation sensitive resin composition LWR performance and the like can be further improved. Moreover, the adhesiveness of the resist pattern formed from the said radiation sensitive resin composition and a board | substrate can be improved.

構造単位(II)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (II) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 0006561731
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上記式中、RL1は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。 In the above formula, R L1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

構造単位(II)としては、ラクトン構造を有する構造単位が好ましく、ラクトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がより好ましく、ノルボルナンラクトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、5−シアノ−ノルボルナンラクトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位、オキシノルボルナンラクトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及びγ−ブチロラクトン−イル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がさらに好ましい。   As the structural unit (II), a structural unit having a lactone structure is preferable, a structural unit derived from lactone-yl (meth) acrylate is more preferable, and a structural unit derived from norbornanelactone-yl (meth) acrylate, 5-cyano -A structural unit derived from norbornanelactone-yl (meth) acrylate, a structural unit derived from oxynorbornanelactone-yl (meth) acrylate, and a structural unit derived from γ-butyrolactone-yl (meth) acrylate are more preferable.

[A]重合体が構造単位(II)を有する場合、構造単位(II)の含有割合の下限としては、[A]重合体における全構造単位に対して、10モル%が好ましく、20モル%がより好ましく、30モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、80モル%が好ましく、70モル%がより好ましく、60モル%がさらに好ましい。構造単位(II)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等をさらに向上させることができる。また、得られるレジストパターンと基板との密着性をさらに向上させることができる。   [A] When the polymer has the structural unit (II), the lower limit of the content ratio of the structural unit (II) is preferably 10 mol%, preferably 20 mol% with respect to the total structural units in the polymer [A]. Is more preferable, and 30 mol% is still more preferable. As an upper limit of the said content rate, 80 mol% is preferable, 70 mol% is more preferable, and 60 mol% is further more preferable. By making the content rate of structural unit (II) into the said range, the LWR performance of the said radiation sensitive resin composition etc. can be improved further. In addition, the adhesion between the obtained resist pattern and the substrate can be further improved.

[構造単位(III)]
構造単位(III)は、フェノール性水酸基を含む構造単位である。レジストパターン形成方法における露光工程で照射する放射線として、KrFエキシマレーザー光、EUV、電子線等を用いる場合には、[A]重合体が構造単位(III)を有することで、感度をより高めることができる。
[Structural unit (III)]
The structural unit (III) is a structural unit containing a phenolic hydroxyl group. In the case of using KrF excimer laser light, EUV, electron beam, etc. as the radiation to be irradiated in the exposure process in the resist pattern forming method, the sensitivity is further enhanced by having the structural unit (III) in the polymer [A]. Can do.

構造単位(III)としては、例えば下記式(a−3)で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (III) include a structural unit represented by the following formula (a-3).

Figure 0006561731
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上記式(a−3)中、Rは、水素原子又はメチル基である。Rは、炭素数1〜20の1価の有機基である。pは、0〜3の整数である。pが2又は3の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。qは、1〜3の整数である。但し、p+qは、5以下である。 In said formula (a-3), R < 7 > is a hydrogen atom or a methyl group. R 8 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. p is an integer of 0-3. When p is 2 or 3, the plurality of R 8 may be the same or different. q is an integer of 1 to 3. However, p + q is 5 or less.

「有機基」とは、少なくとも1個の炭素原子を含む基をいう。   “Organic group” refers to a group containing at least one carbon atom.

上記Rとしては、構造単位(III)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子が好ましい。 R 7 is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of the copolymerizability of the monomer giving the structural unit (III).

上記Rで表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、例えば炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基、これらの基が有する水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基、これらの基の炭素−炭素間に、−CO−、−CS−、−O−、−S−若しくは−NR”−又はこれらのうちの2種以上を組み合わせた基を含む基等が挙げられる。R”は、水素原子又は1価の有機基である。これらの中で、1価の鎖状炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 8 include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a monovalent alicyclic carbon group having 3 to 20 carbon atoms. A hydrogen group, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, a group in which part or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent, and carbon-carbon between these groups -, -CS-, -O-, -S- or -NR "-or a group containing a combination of two or more of these. R" is a hydrogen atom or a monovalent organic group. It is. Among these, a monovalent chain hydrocarbon group is preferable, an alkyl group is more preferable, and a methyl group is more preferable.

上記pとしては、0〜2の整数が好ましく、0及び1がより好ましく、0がさらに好ましい。   As said p, the integer of 0-2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is further more preferable.

上記qとしては、1及び2が好ましく、1がより好ましい。   As said q, 1 and 2 are preferable and 1 is more preferable.

構造単位(III)としては、例えば下記式(a−3−1)〜(a−3−4)で表される構造単位(以下、「構造単位(III−1)〜(III−4)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the structural unit (III) include structural units represented by the following formulas (a-3-1) to (a-3-4) (hereinafter referred to as “structural units (III-1) to (III-4)”). Also).

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式(a−3−1)〜(a−3−4)中、Rは、上記式(a−3)と同義である。 In the above formulas (a-3-1) to (a-3-4), R 7 has the same meaning as the above formula (a-3).

構造単位(III)としては、構造単位(III−1)及び構造単位(III−2)が好ましく、構造単位(III−1)がより好ましい。   As the structural unit (III), the structural unit (III-1) and the structural unit (III-2) are preferable, and the structural unit (III-1) is more preferable.

[A]重合体が構造単位(III)を有する場合、構造単位(III)の含有割合の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%が好ましく、30モル%がより好ましく、50モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、90モル%が好ましく、80モル%がより好ましく、75モル%がさらに好ましい。構造単位(III)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物は感度をさらに向上させることができる。   [A] When the polymer has the structural unit (III), the lower limit of the content ratio of the structural unit (III) is preferably 10 mol% with respect to all the structural units constituting the [A] polymer. Mole% is more preferable, and 50 mol% is more preferable. As an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 80 mol% is more preferable, and 75 mol% is further more preferable. By making the content rate of structural unit (III) into the said range, the said radiation sensitive resin composition can further improve a sensitivity.

なお、構造単位(III)は、ヒドロキシスチレンの−OH基の水素原子をアセチル基等で置換した単量体を重合した後、得られた重合体を、アミン等の塩基存在下で加水分解反応を行うこと等により形成することができる。   In addition, the structural unit (III) is obtained by polymerizing a monomer in which the hydrogen atom of the —OH group of hydroxystyrene is substituted with an acetyl group or the like, and then subjecting the obtained polymer to hydrolysis reaction in the presence of a base such as an amine It can form by performing.

[構造単位(IV)]
構造単位(IV)は、アルコール性水酸基を含む構造単位である。[A]重合体は、構造単位(IV)を有することで、現像液への溶解性をより適度に調製することができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等をより向上させることができる。また、レジストパターンの基板への密着性をより高めることができる。
[Structural unit (IV)]
The structural unit (IV) is a structural unit containing an alcoholic hydroxyl group. [A] By having the structural unit (IV), the polymer can adjust the solubility in the developer more appropriately. As a result, the LWR performance of the radiation-sensitive resin composition is further improved. Can be made. In addition, the adhesion of the resist pattern to the substrate can be further improved.

構造単位(IV)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (IV) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式中、RL2は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。 In the above formula, R L2 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

構造単位(IV)としては、ヒドロキシアダマンチル基を含む構造単位が好ましく、3−ヒドロキシアダマンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位がより好ましい。   As the structural unit (IV), a structural unit containing a hydroxyadamantyl group is preferable, and a structural unit derived from 3-hydroxyadamantyl (meth) acrylate is more preferable.

[A]重合体が構造単位(IV)を有する場合、構造単位(IV)の含有割合の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、3モル%が好ましく、5モル%がより好ましく、10モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、35モル%が好ましく、30モル%がより好ましく、25モル%がさらに好ましい。構造単位(IV)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等をさらに向上することができる。また、レジストパターンの基板への密着性をさらに高めることができる。   [A] When a polymer has a structural unit (IV), as a minimum of the content rate of a structural unit (IV), 3 mol% is preferable with respect to all the structural units which comprise a [A] polymer, 5 Mole% is more preferable, and 10 mol% is more preferable. As an upper limit of the said content rate, 35 mol% is preferable, 30 mol% is more preferable, and 25 mol% is further more preferable. By making the content rate of structural unit (IV) into the said range, the LWR performance etc. of the said radiation sensitive resin composition can further be improved. In addition, the adhesion of the resist pattern to the substrate can be further enhanced.

[その他の構造単位]
[A]重合体は、上記構造単位(I)〜(IV)以外にもその他の構造単位を有してもよい。上記その他の構造単位としては、例えばケトン性カルボニル基、シアノ基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基又はこれらの組み合わせを含む構造単位、非解離性の1価の脂環式炭化水素基を含む(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位等が挙げられる。その他の構造単位の含有割合の上限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、20モル%が好ましく、10モル%がより好ましい。
[Other structural units]
[A] The polymer may have other structural units in addition to the structural units (I) to (IV). Examples of the other structural unit include a structural unit containing a ketonic carbonyl group, a cyano group, a carboxy group, a nitro group, an amino group or a combination thereof, and a non-dissociable monovalent alicyclic hydrocarbon group ( And structural units derived from (meth) acrylic acid esters. As an upper limit of the content rate of another structural unit, 20 mol% is preferable with respect to all the structural units which comprise a [A] polymer, and 10 mol% is more preferable.

[A]重合体の含有量の下限としては、当該感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して、70質量%が好ましく、80質量%がより好ましく、85質量%がさらに好ましい。「全固形分」とは、当該感放射線性樹脂組成物中の[E]溶媒以外の成分の総和をいう。当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体を1種又は2種以上含有していてもよい。   [A] The lower limit of the content of the polymer is preferably 70% by mass, more preferably 80% by mass, and still more preferably 85% by mass with respect to the total solid content of the radiation-sensitive resin composition. “Total solid content” refers to the sum of components other than the solvent [E] in the radiation-sensitive resin composition. The radiation sensitive resin composition may contain one or more [A] polymers.

<[A]重合体の合成方法>
[A]重合体は、例えば各構造単位を与える単量体を、ラジカル重合開始剤等を用い、適当な溶媒中で重合することにより合成できる。
<[A] Polymer Synthesis Method>
[A] The polymer can be synthesized, for example, by polymerizing monomers that give each structural unit in a suitable solvent using a radical polymerization initiator or the like.

上記ラジカル重合開始剤としては、例えば
アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート等のアゾ系ラジカル開始剤;
ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系ラジカル開始剤などが挙げられる。これらの中で、AIBN及びジメチル2,2’−アゾビスイソブチレートが好ましく、AIBNがより好ましい。これらのラジカル重合開始剤は1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
Examples of the radical polymerization initiator include azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-cyclopropyl). Azo radical initiators such as propionitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate;
And peroxide radical initiators such as benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, and the like. Of these, AIBN and dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate are preferred, and AIBN is more preferred. These radical polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.

重合に使用される溶媒としては、例えば
n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン;
シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン;
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素;
クロロブタン、ブロモヘキサン、ジクロロエタン、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素;
酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル;
アセトン、メチルエチルケトン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン;
テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル;
メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、4−メチル−2−ペンタノール等のアルコールなどが挙げられる。これらの重合に使用される溶媒は、1種単独で又は2種以上を併用してもよい。
Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane;
Cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane;
Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene;
Halogenated hydrocarbons such as chlorobutane, bromohexane, dichloroethane, hexamethylene dibromide, chlorobenzene;
Saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, methyl propionate;
Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, 4-methyl-2-pentanone, 2-heptanone;
Ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, diethoxyethanes;
Examples include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, and 4-methyl-2-pentanol. The solvent used for these polymerizations may be used alone or in combination of two or more.

重合における反応温度の下限としては、40℃が好ましく、50℃がより好ましい。上記反応温度の上限としては、150℃が好ましく、120℃がより好ましい。重合における反応時間の下限としては、1時間が好ましく、2時間がより好ましい。上記反応時間の上限としては、48時間が好ましく、24時間がより好ましい。   As a minimum of reaction temperature in superposition | polymerization, 40 degreeC is preferable and 50 degreeC is more preferable. As an upper limit of the said reaction temperature, 150 degreeC is preferable and 120 degreeC is more preferable. As a minimum of reaction time in superposition | polymerization, 1 hour is preferable and 2 hours is more preferable. The upper limit of the reaction time is preferably 48 hours, more preferably 24 hours.

[A]重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)の下限としては、1,000が好ましく、2,000がより好ましく、2,500がさらに好ましく、3,000が特に好ましい。上記Mwの上限としては、50,000が好ましく、30,000がより好ましく、20,000がさらに好ましく、15,000が特に好ましい。[A]重合体のMwを上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の塗布性及び現像欠陥抑制性が向上する。   [A] The lower limit of the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer is preferably 1,000, more preferably 2,000, still more preferably 2,500, 000 is particularly preferred. The upper limit of Mw is preferably 50,000, more preferably 30,000, still more preferably 20,000, and particularly preferably 15,000. [A] By making Mw of a polymer into the said range, the applicability | paintability and development defect inhibitory property of the said radiation sensitive resin composition improve.

[A]重合体のGPCによるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)に対するMwの比(Mw/Mn)の下限としては、通常1であり、1.1が好ましい。上記比の上限としては、5が好ましく、3がより好ましく、2がさらに好ましい。   [A] The lower limit of the ratio (Mw / Mn) of Mw to the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene by GPC of the polymer is usually 1 and preferably 1.1. As an upper limit of the ratio, 5 is preferable, 3 is more preferable, and 2 is more preferable.

本明細書における重合体のMw及びMnは、以下の条件によるGPCを用いて測定される値である。
GPCカラム:例えば東ソー社の「G2000HXL」2本、「G3000HXL」1本及び「G4000HXL」1本
カラム温度:40℃
溶出溶媒:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:100μL
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
Mw and Mn of the polymer in this specification are values measured using GPC under the following conditions.
GPC column: For example, two “G2000HXL”, one “G3000HXL” and one “G4000HXL” manufactured by Tosoh Corporation Column temperature: 40 ° C.
Elution solvent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: 1.0% by mass
Sample injection volume: 100 μL
Detector: Differential refractometer Standard material: Monodisperse polystyrene

<[B]酸発生体>
[B]酸発生体は、露光により酸を発生する物質である。この発生した酸により[A]重合体等が有する酸解離性基が解離してカルボキシ基、ヒドロキシ基等が生じ、[A]重合体の現像液への溶解性が変化するため、当該感放射線性樹脂組成物からレジストパターンを形成することができる。当該感放射線性樹脂組成物における[B]酸発生体の含有形態としては、低分子化合物の形態(以下、適宜「[B]酸発生剤」ともいう)でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[B] Acid generator>
[B] The acid generator is a substance that generates an acid upon exposure. This generated acid dissociates the acid-dissociable group of the [A] polymer and the like to generate a carboxy group, a hydroxy group, and the like, and the solubility of the [A] polymer in the developer changes. A resist pattern can be formed from the conductive resin composition. In the radiation sensitive resin composition, the [B] acid generator is incorporated as a part of the polymer even in the form of a low molecular compound (hereinafter also referred to as “[B] acid generator” as appropriate). Either of these forms may be used.

[B]酸発生剤としては、例えばオニウム塩化合物、N−スルホニルオキシイミド化合物、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物等が挙げられる。   [B] Examples of the acid generator include onium salt compounds, N-sulfonyloxyimide compounds, sulfonimide compounds, halogen-containing compounds, and diazoketone compounds.

オニウム塩化合物としては、例えばスルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等が挙げられる。   Examples of the onium salt compounds include sulfonium salts, tetrahydrothiophenium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like.

[B]酸発生剤の具体例としては、例えば特開2009−134088号公報の段落[0080]〜[0113]に記載されている化合物等が挙げられる。   [B] Specific examples of the acid generator include compounds described in paragraphs [0080] to [0113] of JP-A-2009-134088.

[B]酸発生体から発生する酸としては、例えばスルホン酸、イミド酸、アミド酸、メチド酸、ホスフィン酸、カルボン酸等が挙げられる。これらの中で、スルホン酸、イミド酸、アミド酸及びメチド酸が好ましい。   [B] Examples of the acid generated from the acid generator include sulfonic acid, imidic acid, amide acid, methide acid, phosphinic acid, and carboxylic acid. Of these, sulfonic acid, imidic acid, amic acid and methide acid are preferred.

[B]酸発生剤としては、例えば下記式(2)で表される化合物(以下、「[B1]酸発生剤」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the [B] acid generator include a compound represented by the following formula (2) (hereinafter also referred to as “[B1] acid generator”).

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式(2)中、Aは、1価のスルホン酸アニオン、1価のイミド酸アニオン、1価のアミド酸アニオン又は1価のメチド酸アニオンである。Zは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 In the above formula (2), A represents a monovalent sulfonate anion, a monovalent imido acid anion, a monovalent amidate anion, or a monovalent methide acid anion. Z + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

[B1]酸発生剤は、上記式(2)におけるAがスルホン酸アニオンの場合(以下、「[B1a]」酸発生剤)ともいう)、スルホン酸が発生する。Aがイミド酸アニオンの場合(以下、「[B1b]酸発生剤」ともいう)、イミド酸が発生する。Aがアミド酸アニオンの場合(以下、「[B1c]酸発生剤」ともいう)、アミド酸が発生する。Aがメチド酸アニオンの場合(以下、「[B1d]酸発生剤」ともいう)、メチド酸が発生する。 [B1] acid generator, A in the above formula (2) - If the sulfonate anion (hereinafter, "[B1a]" acid generator) also called), a sulfonic acid is generated. A - is the case of the imide anion (hereinafter, also referred to as "[B1b] acid generator"), imide acid produced. A - is the case of the amide anion (hereinafter, also referred to as "[B1c] acid generator"), an amide acid occurs. A - is the case of the methide anion (hereinafter, also referred to as "[B1d] acid generator"), methide acid is generated.

[B1a]酸発生剤としては、例えば下記式(2−1)で表される化合物(以下、「化合物(2−1)」ともいう)等が挙げられる。[B1]酸発生剤が下記構造を有することで、[A]重合体の構造単位(I)との相互作用等により、露光により発生する酸のレジスト膜中の拡散長がより適度に短くなると考えられ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等をより向上させることができる。   [B1a] Examples of the acid generator include a compound represented by the following formula (2-1) (hereinafter also referred to as “compound (2-1)”). [B1] When the acid generator has the following structure, the diffusion length of the acid generated by exposure in the resist film is appropriately shortened due to the interaction with the structural unit (I) of the polymer [A]. As a result, the LWR performance and the like of the radiation sensitive resin composition can be further improved.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式(2−1)中、Rp1は、環員数6以上の環構造を含む1価の基である。Rp2は、2価の連結基である。Rp3及びRp4は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜20の1価の炭化水素基又は炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基である。Rp5及びRp6は、それぞれ独立して、フッ素原子又は炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基である。np1は、0〜10の整数である。np2は、0〜10の整数である。np3は、0〜10の整数である。np1が2以上の場合、複数のRp2は同一でも異なっていてもよい。np2が2以上の場合、複数のRp3は同一でも異なっていてもよく、複数のRp4は同一でも異なっていてもよい。np3が2以上の場合、複数のRp5は同一でも異なっていてもよく、複数のRp6は同一でも異なっていてもよい。Zは、上記式(2)と同義である。 In the above formula (2-1), R p1 is a monovalent group containing a ring structure having 6 or more ring members. R p2 is a divalent linking group. R p3 and R p4 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R p5 and R p6 are each independently a fluorine atom or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. n p1 is an integer of 0 to 10. n p2 is an integer of 0 to 10. n p3 is an integer of 0 to 10. When n p1 is 2 or more, the plurality of R p2 may be the same or different. When n p2 is 2 or more, the plurality of R p3 may be the same or different, and the plurality of R p4 may be the same or different. When n p3 is 2 or more, the plurality of R p5 may be the same or different, and the plurality of R p6 may be the same or different. Z + has the same meaning as in the above formula (2).

p1で表される環員数6以上の環構造を含む1価の基としては、例えば環員数6以上の脂環構造を含む1価の基、環員数6以上の脂肪族複素環構造を含む1価の基、環員数6以上の芳香環構造を含む1価の基、環員数6以上の芳香族複素環構造を含む1価の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent group including a ring structure having 6 or more ring members represented by R p1 include a monovalent group including an alicyclic structure having 6 or more ring members and an aliphatic heterocyclic structure having 6 or more ring members. A monovalent group, a monovalent group containing an aromatic ring structure having 6 or more ring members, a monovalent group containing an aromatic heterocyclic structure having 6 or more ring members, and the like.

環員数6以上の脂環構造としては、例えば
シクロヘキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造、シクロノナン構造、シクロデカン構造、シクロドデカン構造等の単環のシクロアルカン構造;
シクロヘキセン構造、シクロヘプテン構造、シクロオクテン構造、シクロデセン構造等の単環のシクロアルケン構造;
ノルボルナン構造、アダマンタン構造、トリシクロデカン構造、テトラシクロドデカン構造等の多環のシクロアルカン構造;
ノルボルネン構造、トリシクロデセン構造等の多環のシクロアルケン構造などが挙げられる。
Examples of the alicyclic structure having 6 or more ring members include monocyclic cycloalkane structures such as cyclohexane structure, cycloheptane structure, cyclooctane structure, cyclononane structure, cyclodecane structure, and cyclododecane structure;
Monocyclic cycloalkene structures such as cyclohexene structure, cycloheptene structure, cyclooctene structure, cyclodecene structure;
Polycyclic cycloalkane structures such as norbornane structure, adamantane structure, tricyclodecane structure and tetracyclododecane structure;
Examples thereof include polycyclic cycloalkene structures such as a norbornene structure and a tricyclodecene structure.

環員数6以上の脂肪族複素環構造としては、例えば
ヘキサノラクトン構造、ノルボルナンラクトン構造等のラクトン構造;
ヘキサノスルトン構造、ノルボルナンスルトン構造等のスルトン構造;
オキサシクロヘプタン構造、オキサノルボルナン構造等の酸素原子含有複素環構造;
アザシクロヘキサン構造、ジアザビシクロオクタン構造等の窒素原子含有複素環構造;
チアシクロヘキサン構造、チアノルボルナン構造のイオウ原子含有複素環構造などが挙げられる。
Examples of the aliphatic heterocyclic structure having 6 or more ring members include lactone structures such as a hexanolactone structure and a norbornane lactone structure;
Sultone structures such as hexanosultone structure and norbornane sultone structure;
An oxygen atom-containing heterocyclic structure such as an oxacycloheptane structure or an oxanorbornane structure;
Nitrogen atom-containing heterocyclic structures such as azacyclohexane structure and diazabicyclooctane structure;
Examples thereof include a sulfur atom-containing heterocyclic structure having a thiacyclohexane structure and a thianorbornane structure.

環員数6以上の芳香環構造としては、例えば
ベンゼン構造、ナフタレン構造、フェナントレン構造、アントラセン構造等が挙げられる。
Examples of the aromatic ring structure having 6 or more ring members include a benzene structure, a naphthalene structure, a phenanthrene structure, and an anthracene structure.

環員数6以上の芳香族複素環構造としては、例えば
フラン構造、ピラン構造、ベンゾピラン構造等の酸素原子含有複素環構造;
ピリジン構造、ピリミジン構造、インドール構造等の窒素原子含有複素環構造などが挙げられる。
Examples of aromatic heterocyclic structures having 6 or more ring members include oxygen atom-containing heterocyclic structures such as furan structures, pyran structures, and benzopyran structures;
Examples thereof include a nitrogen atom-containing heterocyclic structure such as a pyridine structure, a pyrimidine structure and an indole structure.

p1の環構造の環員数の下限としては、7が好ましく、8がより好ましく、9がさらに好ましく、10が特に好ましい。上記環員数の上限としては、15が好ましく、14がより好ましく、13がさらに好ましく、12が特に好ましい。上記環員数を上記範囲とすることで、上述の酸の拡散長をさらに適度に短くすることができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等をより向上させることができる。 The lower limit of the number of ring members of the ring structure of R p1 is preferably 7, more preferably 8, more preferably 9, and particularly preferably 10. The upper limit of the number of ring members is preferably 15, more preferably 14, more preferably 13, and particularly preferably 12. By setting the number of ring members in the above range, the acid diffusion length can be further appropriately shortened, and as a result, the LWR performance and the like of the radiation-sensitive resin composition can be further improved.

p1の環構造が有する水素原子の一部又は全部は、置換基で置換されていてもよい。上記置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、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、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。これらの中でヒドロキシ基が好ましい。 A part or all of the hydrogen atoms contained in the ring structure of R p1 may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, hydroxy group, carboxy group, cyano group, nitro group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, alkoxycarbonyloxy group, acyl group, Examples include an acyloxy group. Of these, a hydroxy group is preferred.

p1としては、環員数6以上の脂環構造を含む1価の基及び環員数6以上の脂肪族複素環構造を含む1価の基が好ましく、環員数9以上の脂環構造を含む1価の基及び環員数9以上の脂肪族複素環構造を含む1価の基がより好ましく、アダマンチル基、ヒドロキシアダマンチル基、ノルボルナンラクトン−イル基、ノルボルナンスルトン−イル基及び5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−イル基がさらに好ましく、アダマンチル基が特に好ましい。 R p1 is preferably a monovalent group containing an alicyclic structure having 6 or more ring members and a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 6 or more ring members, and 1 containing an alicyclic structure having 9 or more ring members. And a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 9 or more ring members, an adamantyl group, a hydroxyadamantyl group, a norbornane lactone-yl group, a norbornane sultone-yl group, and 5-oxo-4-oxa A tricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecan-yl group is more preferred, and an adamantyl group is particularly preferred.

p2で表される2価の連結基としては、例えばカルボニル基、エーテル基、カルボニルオキシ基、スルフィド基、チオカルボニル基、スルホニル基、2価の炭化水素基等が挙げられる。これらの中で、カルボニルオキシ基、スルホニル基、アルカンジイル基及びシクロアルカンジイル基が好ましく、カルボニルオキシ基及びシクロアルカンジイル基がより好ましく、カルボニルオキシ基及びノルボルナンジイル基がさらに好ましく、カルボニルオキシ基が特に好ましい。 Examples of the divalent linking group represented by R p2 include a carbonyl group, an ether group, a carbonyloxy group, a sulfide group, a thiocarbonyl group, a sulfonyl group, and a divalent hydrocarbon group. Among these, a carbonyloxy group, a sulfonyl group, an alkanediyl group and a cycloalkanediyl group are preferred, a carbonyloxy group and a cycloalkanediyl group are more preferred, a carbonyloxy group and a norbornanediyl group are more preferred, and a carbonyloxy group is preferred. Particularly preferred.

p3及びRp4で表される炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、例えば炭素数1〜20のアルキル基等が挙げられる。Rp3及びRp4で表される炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基としては、例えば炭素数1〜20のフッ素化アルキル基等が挙げられる。Rp3及びRp4としては、水素原子、フッ素原子及びフッ素化アルキル基が好ましく、フッ素原子及びパーフルオロアルキル基がより好ましく、フッ素原子及びトリフルオロメチル基がさらに好ましい。 Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R p3 and R p4 include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R p3 and R p4 include a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R p3 and R p4 are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom and a fluorinated alkyl group, more preferably a fluorine atom and a perfluoroalkyl group, and still more preferably a fluorine atom and a trifluoromethyl group.

p5及びRp6で表される炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基としては、例えば炭素数1〜20のフッ素化アルキル基等が挙げられる。Rp5及びRp6としては、フッ素原子及びフッ素化アルキル基が好ましく、フッ素原子及びパーフルオロアルキル基がより好ましく、フッ素原子及びトリフルオロメチル基がさらに好ましく、フッ素原子が特に好ましい。 Examples of the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R p5 and R p6 include a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R p5 and R p6 are preferably a fluorine atom and a fluorinated alkyl group, more preferably a fluorine atom and a perfluoroalkyl group, still more preferably a fluorine atom and a trifluoromethyl group, and particularly preferably a fluorine atom.

p1としては、0〜5の整数が好ましく、0〜3の整数がより好ましく、0〜2の整数がさらに好ましく、0及び1が特に好ましい。 The n p1, preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 0 to 3, more preferably an integer of 0 to 2, 0 and 1 are particularly preferred.

p2としては、0〜5の整数が好ましく、0〜2の整数がより好ましく、0及び1がさらに好ましく、0が特に好ましい。 The n p2, preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 and 1, 0 being particularly preferred.

p3の下限としては、1が好ましく、2がより好ましい。np3を1以上とすることで、化合物(4)から生じる酸の強さを高めることができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等をより向上させることができる。np3の上限としては、4が好ましく、3がより好ましく、2がさらに好ましい。 As a minimum of np3 , 1 is preferable and 2 is more preferable. By setting n p3 to 1 or more, the strength of the acid generated from the compound (4) can be increased, and as a result, the LWR performance and the like of the radiation-sensitive resin composition can be further improved. The upper limit of n p3 is preferably 4, more preferably 3, and even more preferably 2.

p1+np2+np3の下限としては、2が好ましく、3がより好ましく、4がさらに好ましい。np1+np2+np3の上限としては、30が好ましく、20がより好ましく、10がさらに好ましい。 The lower limit of n p1 + n p2 + n p3 is preferably 2, more preferably 3, and even more preferably 4. The upper limit of n p1 + n p2 + n p3 is preferably 30, more preferably 20, and even more preferably 10.

で表される1価の感放射線性オニウムカチオンとしては、例えば下記式(Z−1)〜(Z−3)で表されるカチオン(以下、「カチオン(Z−1)〜(Z−3)」ともいう)等が挙げられる。 Examples of the monovalent radiation-sensitive onium cation represented by Z + include cations represented by the following formulas (Z-1) to (Z-3) (hereinafter referred to as “cations (Z-1) to (Z−)”. 3) ")) and the like.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式(Z−1)中、Ra1、Ra2及びRa3は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、−OSO−R若しくは−SO−Rであるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。R及びRは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基である。k1、k2及びk3は、それぞれ独立して0〜5の整数である。Ra1〜Ra3並びにR及びRがそれぞれ複数の場合、複数のRa1〜Ra3並びにR及びRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the formula (Z-1), R a1 , R a2 and R a3 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 12 carbon atoms. family hydrocarbon group, two or more are combined with each other configured ring structure of either a -OSO 2 -R P or -SO 2 -R Q, or their groups. R P and R Q are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted carbon. It is an aromatic hydrocarbon group of formula 6-12. k1, k2 and k3 are each independently an integer of 0 to 5. R a1 to R a3 and when R P and R Q are a plurality each of the plurality of R a1 to R a3 and R P and R Q may be the same as or different from each other.

上記式(Z−2)中、Ra4は、置換若しくは非置換の炭素数1〜8のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜8の芳香族炭化水素基である。k4は、0〜7の整数である。Ra4が複数の場合、複数のRa4は同一でも異なっていてもよく、また、複数のRa4は、互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。Ra5は、置換若しくは非置換の炭素数1〜7のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6若しくは7の芳香族炭化水素基である。k5は、0〜6の整数である。Ra5が複数の場合、複数のRa5は同一でも異なっていてもよく、また、複数のRa5は互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。rは、0〜3の整数である。Ra6は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。tは、0〜2の整数である。 In the above formula (Z-2), R a4 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 8 carbon atoms. k4 is an integer of 0 to 7. If R a4 is plural, the plurality of R a4 may be the same or different, and plural R a4 may represent a constructed ring aligned with each other. R a5 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 or 7 carbon atoms. k5 is an integer of 0-6. If R a5 is plural, the plurality of R a5 may be the same or different, and plural R a5 may represent a keyed configured ring structure. r is an integer of 0-3. R a6 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. t is an integer of 0-2.

上記式(Z−3)中、Ra7及びRa8は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、−OSO−R若しくは−SO−Rであるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。R及びRは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基である。k6及びk7は、それぞれ独立して0〜5の整数である。Ra7、Ra8、R及びRがそれぞれ複数の場合、複数のRa7、Ra8、R及びRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (Z-3), R a7 and R a8 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms. group, or an -OSO 2 -R R or -SO 2 -R S, or two or more are combined with each other configured ring of these groups. R R and R S are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted carbon. It is an aromatic hydrocarbon group of formula 6-12. k6 and k7 are each independently an integer of 0 to 5. R a7, R a8, R when R and R S is plural respective plurality of R a7, R a8, R R and R S may be the same as or different from each other.

a1〜Ra3、Ra4、Ra5、Ra7及びRa8で表されるアルキル基としては、例えば
メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基等の直鎖状アルキル基;
i−プロピル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等の分岐状アルキル基などが挙げられる。
Examples of the alkyl group represented by R a1 to R a3 , R a4 , R a5 , R a7 and R a8 include linear alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an n-butyl group;
Examples thereof include branched alkyl groups such as i-propyl group, i-butyl group, sec-butyl group and t-butyl group.

a1〜Ra3、Ra4及びRa5で表される芳香族炭化水素基としては、例えば
フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基等のアリール基;
ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基などが挙げられる。
Examples of the aromatic hydrocarbon group represented by R a1 to R a3 , R a4 and R a5 include aryl groups such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a mesityl group, and a naphthyl group;
Examples include aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group.

a4及びRa5で表される芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、トリル基、ベンジル基等が挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group represented by R a4 and R a5 include a phenyl group, a tolyl group, and a benzyl group.

a6で表される2価の有機基としては、例えば上記式(a−3)のRの1価の有機基から1個の水素原子を除いた基等が挙げられる。 Examples of the divalent organic group represented by R a6 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the monovalent organic group represented by R 4 in the above formula (a-3).

アルキル基及び芳香族炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、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、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。これらの中で、ハロゲン原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。   Examples of the substituent for substituting the hydrogen atom of the alkyl group and aromatic hydrocarbon group include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, hydroxy group, carboxy group, cyano group, nitro group, alkoxy Group, alkoxycarbonyl group, alkoxycarbonyloxy group, acyl group, acyloxy group and the like. Among these, a halogen atom is preferable and a fluorine atom is more preferable.

a1〜Ra3、Ra4、Ra5、Ra7及びRa8としては、非置換のアルキル基、フッ素化アルキル基、非置換の1価の芳香族炭化水素基、−OSO−R”及び−SO−R”が好ましく、フッ素化アルキル基及び非置換の1価の芳香族炭化水素基がより好ましく、フッ素化アルキル基がさらに好ましい。R”は、非置換の1価の脂環式炭化水素基又は非置換の1価の芳香族炭化水素基である。 R a1 to R a3 , R a4 , R a5 , R a7 and R a8 include an unsubstituted alkyl group, a fluorinated alkyl group, an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group, —OSO 2 —R ″ and —SO 2 —R ″ is preferable, a fluorinated alkyl group and an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group are more preferable, and a fluorinated alkyl group is further preferable. R ″ is an unsubstituted monovalent alicyclic hydrocarbon group or an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group.

式(Z−1)におけるk1、k2及びk3としては、0〜2の整数が好ましく、0及び1がより好ましく、0がさらに好ましい。式(Z−2)におけるk4としては、0〜2の整数が好ましく、0及び1がより好ましく、1がさらに好ましい。k5としては、0〜2の整数が好ましく、0及び1がより好ましく、0がさらに好ましい。rとしては、2及び3が好ましく、2がより好ましい。tとしては、0及び1が好ましく、0がより好ましい。式(Z−3)におけるk6及びk7としては、0〜2の整数が好ましく、0及び1がより好ましく、0がさらに好ましい。   As k1, k2, and k3 in Formula (Z-1), integers of 0 to 2 are preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable. As k4 in Formula (Z-2), an integer of 0 to 2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 1 is more preferable. k5 is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 and 1, and still more preferably 0. As r, 2 and 3 are preferable, and 2 is more preferable. As t, 0 and 1 are preferable, and 0 is more preferable. As k6 and k7 in Formula (Z-3), an integer of 0 to 2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable.

としては、これらの中で、カチオン(Z−1)及びカチオン(Z−2)が好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオンがより好ましい。 Among these, as Z + , a cation (Z-1) and a cation (Z-2) are preferable, and a triphenylsulfonium cation is more preferable.

[B1a]酸発生剤としては、例えば下記式(2−1−1)〜(2−1−15)で表される化合物(以下、「化合物(2−1−1)〜(2−1−15)」ともいう)等が挙げられる。[B1b]酸発生剤としては、例えば下記式(2−2−1)〜(2−2−3)で表される化合物(以下、「化合物(2−2−1)〜(2−2−3)」ともいう)等が挙げられる。[B1c]酸発生剤としては、例えば下記式(2−3−1)、式(2−3−2)で表される化合物(以下、「化合物(2−3−1)、(2−3−2)」ともいう)等が挙げられる。[B1d]酸発生剤としては、例えば下記式(2−4−1)、式(2−4−2)で表される化合物(以下、「化合物(2−4−1)、(2−4−2)」ともいう)等が挙げられる。   [B1a] Examples of the acid generator include compounds represented by the following formulas (2-1-1) to (2-1-15) (hereinafter referred to as “compounds (2-1-1) to (2-1-1-). 15) ")) and the like. [B1b] Examples of the acid generator include compounds represented by the following formulas (2-2-1) to (2-2-3) (hereinafter referred to as “compounds (2-2-1) to (2-2-2)”. 3) ")) and the like. [B1c] Examples of the acid generator include compounds represented by the following formulas (2-3-1) and (2-3-2) (hereinafter referred to as “compounds (2-3-1), (2-3)”. -2) "). [B1d] Examples of the acid generator include compounds represented by the following formulas (2-4-1) and (2-4-2) (hereinafter referred to as “compounds (2-4-1), (2-4)”). -2) ").

Figure 0006561731
Figure 0006561731

Figure 0006561731
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上記式(2−1−1)〜(2−1−15)、(2−2−1)〜(2−2−3)、(2−3−1)、(2−3−2)、(2−4−1)及び(2−4−2)中、Zは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 Formulas (2-1-1) to (2-1-15), (2-2-1) to (2-2-3), (2-3-1), (2-3-2), In (2-4-1) and (2-4-2), Z + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

[B1]酸発生剤としては、[B1a]酸発生剤、[B1b]酸発生剤及び[B1d]酸発生剤が好ましく、化合物(2−1−1)〜(2−1−4)及び(2−1−14)、化合物(2−2−1)並びに化合物(2−4−2)がより好ましい。   [B1] As the acid generator, [B1a] acid generator, [B1b] acid generator and [B1d] acid generator are preferable, and compounds (2-1-1) to (2-1-4) and ( 2-1-14), compound (2-2-1) and compound (2-4-2) are more preferred.

[B1]酸発生剤としては、オニウム塩化合物が好ましく、スルホニウム塩化合物がより好ましく、トリフェニルスルホニウム塩化合物がさらに好ましい。   [B1] The acid generator is preferably an onium salt compound, more preferably a sulfonium salt compound, and still more preferably a triphenylsulfonium salt compound.

また、[B]酸発生体としては、下記式(2−1’)で表される構造単位を有する重合体等の酸発生体の構造が重合体の一部として組み込まれた重合体も好ましい。   [B] The acid generator is also preferably a polymer in which the structure of an acid generator such as a polymer having a structural unit represented by the following formula (2-1 ') is incorporated as a part of the polymer. .

Figure 0006561731
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上記式(2−1’)中、Rp7は、水素原子又はメチル基である。Lは、単結合又は、−COO−又は2価のカルボニルオキシ炭化水素基である。Rp8は、炭素数1〜10のフッ素化アルカンジイル基である。Zは、上記式(2)と同義である。 In the above formula (2-1 ′), R p7 is a hydrogen atom or a methyl group. L 4 is a single bond or —COO— or a divalent carbonyloxy hydrocarbon group. R p8 is a fluorinated alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. Z + has the same meaning as in the above formula (2).

p7としては、上記式(2−1’)で表される構造単位を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 R p7 is preferably a hydrogen atom and a methyl group, and more preferably a methyl group, from the viewpoint of copolymerization of the monomer that gives the structural unit represented by the above formula (2-1 ′).

としては、2価のカルボニルオキシ炭化水素基が好ましく、カルボニルオキシアルカンジイル基及びカルボニルアルカンジイルアレーンジイル基がより好ましい。 L 4 is preferably a divalent carbonyloxy hydrocarbon group, more preferably a carbonyloxyalkanediyl group or a carbonylalkanediylarenediyl group.

p8としては、炭素数1〜4のフッ素化アルカンジイル基が好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルカンジイル基がより好ましく、ヘキサフルオロプロパンジイル基がさらに好ましい。 R p8 is preferably a fluorinated alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a perfluoroalkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably a hexafluoropropanediyl group.

[B]酸発生体が[B]酸発生剤の場合、[B]酸発生剤の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、0.5質量部がより好ましく、1質量部がさらに好ましく、5質量部が特に好ましく、10質量部がさらに特に好ましく、15質量部が最も好ましい。上記含有量の上限としては、50質量部が好ましく、40質量部がより好ましく、30質量部がさらに好ましく、25質量部が特に好ましい。   [B] When the acid generator is a [B] acid generator, the lower limit of the content of the [B] acid generator is preferably 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer. 0.5 parts by mass is more preferable, 1 part by mass is further preferable, 5 parts by mass is particularly preferable, 10 parts by mass is further particularly preferable, and 15 parts by mass is most preferable. As an upper limit of the said content, 50 mass parts is preferable, 40 mass parts is more preferable, 30 mass parts is further more preferable, 25 mass parts is especially preferable.

また、[B]酸発生剤の含有量の下限としては、固形分換算、すなわち当該感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して、0.1質量%が好ましく、0.5質量%がより好ましく、1質量%がさらに好ましく、5質量%が特に好ましく、10質量%がさらに特に好ましく、15質量%が最も好ましい。上記含有量の上限としては、50質量%が好ましく、40質量%がより好ましく、30質量%がさらに好ましく、25質量%が特に好ましい。   Moreover, as a minimum of content of [B] acid generator, 0.1 mass% is preferable with respect to solid content conversion, ie, the total solid of the said radiation sensitive resin composition, 0.5 mass% is preferable. More preferably, 1% by mass is further preferable, 5% by mass is particularly preferable, 10% by mass is further particularly preferable, and 15% by mass is most preferable. As an upper limit of the said content, 50 mass% is preferable, 40 mass% is more preferable, 30 mass% is further more preferable, 25 mass% is especially preferable.

[B]酸発生剤の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の感度及び現像性が向上し、その結果、LWR性能等を向上させることができる。特に、露光光が電子線又はEUVの場合、当該感放射線性樹脂組成物の感度をより高める観点から、[B]酸発生剤の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して10質量部が好ましく、15質量部がより好ましく、18質量部がさらに好ましい。また、[B]酸発生剤の含有量の下限としては、当該感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して10質量%が好ましく、15質量部がより好ましく、18質量部がさらに好ましい。当該感放射線性樹脂組成物は[B]酸発生体を1種又は2種以上を含有していてもよい。   [B] By making content of an acid generator into the said range, the sensitivity and developability of the said radiation sensitive resin composition improve, As a result, LWR performance etc. can be improved. In particular, when the exposure light is an electron beam or EUV, from the viewpoint of further increasing the sensitivity of the radiation sensitive resin composition, the lower limit of the content of [B] acid generator is 100 parts by mass of [A] polymer. On the other hand, 10 mass parts is preferable, 15 mass parts is more preferable, and 18 mass parts is further more preferable. Moreover, as a minimum of content of [B] acid generator, 10 mass% is preferable with respect to the total solid of the said radiation sensitive resin composition, 15 mass parts is more preferable, and 18 mass parts is further more preferable. The radiation-sensitive resin composition may contain one or more [B] acid generators.

<[C]酸拡散制御剤>
[C]酸拡散制御剤は、窒素原子及び−COOを含むアニオンと感放射線性カチオンとを有し、上記アニオンにおける上記−COOが炭素原子に結合しており、この炭素原子がさらに二重結合で他の原子と結合している。
<[C] acid diffusion controller>
[C] the acid diffusion controller is a nitrogen atom and -COO - and a anion and a radiation-sensitive cation containing said in the anion -COO - is attached to a carbon atom, the carbon atom two more It is bonded to another atom with a double bond.

当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体及び[B]酸発生体に加えて、[C]酸拡散制御剤を含有することで、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、欠陥抑制性及び保存安定性に優れる。当該感放射線性樹脂組成物が上記構成を有することで、上記効果を奏する理由については必ずしも明確ではないが、例えば以下のように推察することができる。すなわち、[C]酸拡散制御剤は、アニオン中に窒素原子を有し、かつ−COOに結合する炭素原子がさらに他の原子と二重結合で結合していることで、−COOの電荷が分散し、塩基性が適度に低下している。また、[C]酸拡散制御剤は、このような−COOと同じ分子中に窒素原子を有する特定構造を有することで、従来の酸拡散制御剤を含有する感放射線性樹脂組成物に比べて、使用量を低減することができる。その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性及び焦点深度が向上し、また、保存安定性も向上すると考えられる。 The radiation-sensitive resin composition contains a [C] acid diffusion control agent in addition to the [A] polymer and the [B] acid generator, so that LWR performance, resolution, and cross-sectional rectangularity are obtained. , Excellent in depth of focus, defect suppression and storage stability. The reason why the radiation-sensitive resin composition has the above-described configuration and thus exhibits the above-mentioned effects is not necessarily clear, but can be inferred as follows, for example. That, [C] an acid diffusion controller is a nitrogen atom in the anion, and -COO - by which the carbon atom bonded are further bound with another atom and double bond, -COO - of Charge is dispersed and basicity is moderately reduced. Also, [C] an acid diffusion control agent, such -COO - to have a specific structure having a nitrogen atom in the same molecule, compared with the radiation-sensitive resin composition containing a conventional acid diffusion control agent Thus, the amount used can be reduced. As a result, it is considered that the LWR performance, resolution, rectangularity of the cross-sectional shape and depth of focus of the radiation-sensitive resin composition are improved, and storage stability is also improved.

−COOに結合する炭素原子が二重結合で結合する他の原子としては、例えば炭素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子等が挙げられる。これらの中で、−COOの電荷がより分散し、[C]酸拡散制御剤の塩基性がより適度に低下する観点から、炭素原子、酸素原子及び硫黄原子が好ましく、炭素原子及び酸素原子がより好ましい。 -COO - Other atoms in which the carbon atom bonded to double bonded to, for example a carbon atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom and a phosphorus atom. Among these, -COO - charge more dispersed, [C] From the viewpoint of basic acid diffusion control agent is reduced more moderately, carbon atoms, preferably an oxygen atom and a sulfur atom, a carbon atom and an oxygen atom Is more preferable.

−COOに結合する炭素原子と他の原子との間の二重結合としては、エチレン性C=C二重結合、芳香環内C=C二重結合、C=O二重結合、C=S二重結合、C=N二重結合、C=P二重結合等が挙げられる。すなわち、−COOに結合する炭素原子が他の原子と構成している構造としては、例えばエテンジイル基、芳香環、カルボニル基、チオカルボニル基、イミノ基、ホスファアルケンジイル基等が挙げられる。これらの中で、−COO−の電荷がさらに分散して[C]酸拡散制御剤の塩基性がさらに適度に低下することで、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等及び保存安定性がより向上する観点から、芳香環及びカルボニル基が好ましい。 -COO - The double bond between carbon atoms and other atoms bonded to the ethylenic C = C double bond in the aromatic ring C = C double bonds, C = O double bond, C = S double bond, C = N double bond, C = P double bond and the like can be mentioned. That, -COO - The structure in which the carbon atom bonded to constitute with other atoms, for example ethenediyl group, an aromatic ring, a carbonyl group, a thiocarbonyl group, an imino group, phosphaalkene diyl group and the like. Among these, the -COO- charge is further dispersed and the basicity of the [C] acid diffusion controller is further moderately reduced, so that the LWR performance and the storage stability of the radiation-sensitive resin composition are improved. From the viewpoint of further improvement, an aromatic ring and a carbonyl group are preferred.

芳香環としては、例えば
ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等の芳香族炭素環;
ピリジン環、ピロール環、キノリン環、インドール環、フラン環、ピラン環、チオフェン環等の芳香族複素環などが挙げられる。これらの中で、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環及びキノリン環が好ましく、ベンゼン環及びピリジン環がより好ましい。
Examples of the aromatic ring include aromatic carbocyclic rings such as a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring;
Examples thereof include aromatic heterocycles such as pyridine ring, pyrrole ring, quinoline ring, indole ring, furan ring, pyran ring and thiophene ring. Among these, a benzene ring, a naphthalene ring, a pyridine ring and a quinoline ring are preferable, and a benzene ring and a pyridine ring are more preferable.

[C]酸拡散制御剤としては、例えば下記式(1)で表される化合物(以下、「酸拡散制御剤(C1)」ともいう)等が挙げられる。Lは、−COOに結合する炭素原子を有し、この炭素原子は二重結合で他の原子と結合している。当該感放射線性樹脂組成物は、[C]酸拡散制御剤として酸拡散制御剤(C1)を含有することで、LWR性能等及び保存安定性がより向上する。 Examples of the [C] acid diffusion controller include compounds represented by the following formula (1) (hereinafter also referred to as “acid diffusion controller (C1)”). L 1 has a carbon atom bonded to —COO , and this carbon atom is bonded to another atom by a double bond. The radiation sensitive resin composition contains the acid diffusion control agent (C1) as the [C] acid diffusion control agent, so that the LWR performance and the storage stability are further improved.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式(1)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。Lは、炭素数1〜40の2価の有機基である。R、R及びLのうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する窒素原子と共に環員数3〜20の環構造を形成していてもよい。Xは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 In the above formula (1), R 1 and R 2 are each independently a monovalent organic group hydrogen atom or a C 1-20. L 1 is a divalent organic group having 1 to 40 carbon atoms. Two or more of R 1 , R 2 and L 1 may be combined with each other to form a ring structure having 3 to 20 ring members together with the nitrogen atom to which they are bonded. X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

及びRで表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、例えば上記式(a−3)のRで表される炭素数1〜20の1価の有機基として例示した基と同様の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 and R 2 include a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 8 in the above formula (a-3). Examples include the same groups as the exemplified groups.

及びRとしては、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、アルキルオキシカルボニルアルキル基、シクロアルキルオキシカルボニルアルキル基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシシクロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、シクロアルキルアミノカルボニル基、アルキルアミノチオカルボニル基、シクロアルキルアミノチオカルボニル基、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が好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、t−ブチル基、アダマンチル基、1−メチルシクロペンタン−1−イルオキシカルボニルメチル基、ヒドロキシエチル基、フェニル基、キシリル基、ベンジル基、アセチル基、t−ブトキシカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノチオカルボニル基、メチルスルホニル基及びシクロペンチルスルホニル基が好ましい。 R 1 and R 2 include a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkyloxycarbonylalkyl group, a cycloalkyloxycarbonylalkyl group, a hydroxyalkyl group, a hydroxycycloalkyl group, an acyl group, and an alkoxy group. A carbonyl group, an alkylaminocarbonyl group, a cycloalkylaminocarbonyl group, an alkylaminothiocarbonyl group, a cycloalkylaminothiocarbonyl group, an alkylsulfonyl group and a cycloalkylsulfonyl group are preferred, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, and n-propyl. Group, i-propyl group, t-butyl group, adamantyl group, 1-methylcyclopentan-1-yloxycarbonylmethyl group, hydroxyethyl group, phenyl group, xylyl group, benzyl group, acetyl group, - butoxycarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, cyclohexylamino thiocarbonyl group, methylsulfonyl group and cyclopentylsulfonyl group.

で表される炭素数1〜40の2価の有機基としては、例えば上記式(a−3)のRの1価の有機基から1個の水素原子を除いた基等が挙げられる。これらの中で、置換及び非置換の2価の炭化水素基並びに置換及び非置換の2価のカルボニルオキシ炭化水素基が好ましい。 Examples of the divalent organic group having 1 to 40 carbon atoms represented by L 1 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the monovalent organic group represented by R 4 in the above formula (a-3). It is done. Of these, substituted and unsubstituted divalent hydrocarbon groups and substituted and unsubstituted divalent carbonyloxy hydrocarbon groups are preferred.

、R及びLのうちの2つ以上が結合して形成される環構造としては、例えば
アザシクロアルカン構造、アザシクロアルケン構造等の窒素原子含有脂肪族複素環構造;
ピリジン構造、キノリン構造、チアゾール構造、イミダゾール構造等の窒素原子含有芳香族複素環構造などが挙げられる。
Examples of the ring structure formed by combining two or more of R 1 , R 2 and L 1 include nitrogen atom-containing aliphatic heterocyclic structures such as an azacycloalkane structure and an azacycloalkene structure;
Examples thereof include a nitrogen atom-containing aromatic heterocyclic structure such as a pyridine structure, a quinoline structure, a thiazole structure, and an imidazole structure.

で表される1価の感放射線性オニウムカチオンとしては、例えば上記[B]酸発生体のZで表される1価の感放射線性オニウムカチオンとして例示したものと同様のカチオン等が挙げられる。これらの中で、カチオン(Z−1)〜(Z−3)が好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン、トリルジフェニルスルホニウムカチオン、フェニルスルファニルフェニルジフェニルスルホニウムカチオン、シクロヘキシルスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムカチオン、t−ブチルフェニルテトラヒドロチオフェニウムカチオン、4−n−ブトキシナフタレン−1−イルテトラヒドロチオフェニウムカチオン、4−(2−シクロプロピルプロパン−2−イルオキシカルボニルメトキシ)ナフタレン−1−イルテトラヒドロチオフェニウムカチオン、2−シクロヘキシルフェニルカルボニルプロパン−2−イルテトラヒドロチオフェニウムカチオン、ジフェニルヨードニウムカチオン及びジ(t−ブチルフェニル)ヨードニウムカチオンが好ましい。 Examples of the monovalent radiation-sensitive onium cation represented by X + include cations similar to those exemplified as the monovalent radiation-sensitive onium cation represented by Z + of the [B] acid generator. Can be mentioned. Among these, cations (Z-1) to (Z-3) are preferable, and triphenylsulfonium cation, tolyldiphenylsulfonium cation, phenylsulfanylphenyldiphenylsulfonium cation, cyclohexylsulfonylphenyldiphenylsulfonium cation, t-butylphenyltetrahydrothio. Phenium cation, 4-n-butoxynaphthalen-1-yltetrahydrothiophenium cation, 4- (2-cyclopropylpropan-2-yloxycarbonylmethoxy) naphthalen-1-yltetrahydrothiophenium cation, 2-cyclohexyl Phenylcarbonylpropan-2-yltetrahydrothiophenium cation, diphenyliodonium cation and di (t-butylphenyl) iodonium kathi Down it is preferable.

酸拡散制御剤(C1)としては、例えば下記式(1−1)、(1−2)若しくは(1−3)で表される化合物(以下、「酸拡散制御剤(C1−1)、(C1−2)及び(C1−3)」ともいう)、これらの化合物の組み合わせ等が挙げられる。   Examples of the acid diffusion controller (C1) include compounds represented by the following formula (1-1), (1-2), or (1-3) (hereinafter referred to as “acid diffusion controller (C1-1), ( C1-2) and (C1-3) ”), combinations of these compounds, and the like.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式(1−1)中、R、R及びXは、上記式(1)と同義である。Lは、単結合又は炭素数1〜10の2価の有機基である。Rは、炭素数1〜6の1価の炭化水素基、ヒドロキシ基、スルファニル基又はアミノ基である。nは、0〜4の整数である。nが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。R、R、L及び1若しくは複数のRのうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する原子又は原子鎖と共に環員数3〜20の環構造を形成していてもよい。 In the formula (1-1), R 1, R 2 and X + is as defined in the above formula (1). L 2 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms. R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a sulfanyl group, or an amino group. n is an integer of 0-4. When n is 2 or more, the plurality of R 3 may be the same or different. Two or more of R 1 , R 2 , L 2 and one or a plurality of R 3 may be combined with each other to form a ring structure having 3 to 20 ring members together with an atom or an atomic chain to which these are bonded.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式(1−2)中、R、R及びXは、上記式(1)と同義である。Lは、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。R、R及びLのうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する窒素原子と共に環員数3〜20の環構造を形成していてもよい。 In the above formula (1-2), R 1, R 2 and X + is as defined in the above formula (1). L 3 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Two or more of R 1 , R 2 and L 3 may be combined with each other to form a ring structure having 3 to 20 ring members together with the nitrogen atom to which they are bonded.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式(1−3)中、Xは、上記式(1)と同義である。Rは、炭素数1〜8の1価の炭化水素基、ヒドロキシ基、スルファニル基又はアミノ基である。mは、0〜4の整数である。mが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよく、複数のRのうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する炭素鎖と共に環員数4〜20の環構造を形成していてもよい。 In the above formula (1-3), X + has the same meaning as in the above formula (1). R 4 is a C 1-8 monovalent hydrocarbon group, hydroxy group, sulfanyl group or amino group. m is an integer of 0-4. When m is 2 or more, the plurality of R 4 may be the same or different, and a ring structure having 4 to 20 ring members is formed together with a carbon chain in which two or more of the plurality of R 4 are combined with each other and bonded to each other. It may be formed.

上記式(1−1)のLで表される炭素数1〜10の2価の有機基としては、例えばLの2価の有機基として例示したもののうち炭素数1〜10の基等が挙げられる。Lとしては、単結合、アルカンジイル基及びカルボニルフッ素化アルカンジイル基が好ましく、単結合、メタンジイル基及びカルボニルジフルオロメチル基がより好ましく、単結合がさらに好ましい。 Examples of the divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms represented by L 2 in the formula (1-1) include those having 1 to 10 carbon atoms among those exemplified as the divalent organic group of L 1. Is mentioned. L 2 is preferably a single bond, alkanediyl group or carbonyl fluorinated alkanediyl group, more preferably a single bond, methanediyl group or carbonyldifluoromethyl group, and even more preferably a single bond.

で表される炭素数1〜6の1価の炭化水素基としては、例えば上記式(Y−1)のRe1、Re2及びRe3の炭化水素基として例示したもののうち炭素数1〜6の基等が挙げられる。Rとしては、ヒドロキシ基及びアルキル基が好ましく、ヒドロキシ基がより好ましい。 Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 3 include 1 carbon atom among the hydrocarbon groups represented by R e1 , R e2 and R e3 in the above formula (Y-1). Group of -6, etc. are mentioned. R 3 is preferably a hydroxy group or an alkyl group, and more preferably a hydroxy group.

、R、L及び1若しくは複数のRのうちの2つ以上が形成する環員数3〜20の環構造としては、例えば
シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造等の脂環構造;
ベンゼン構造、ナフタレン構造等の芳香族炭素環構造;
アザシクロペンタン構造、アザシクロヘキサン構造等のアザシクロアルカン構造、ジアザシクロヘキサン構造等のジアザシクロアルカン構造、オキサシクロペンタン構造、オキサシクロヘキサン構造等のオキサシクロアルカン構造、チアシクロペンタン構造、チアシクロヘキサン構造等のチアシクロアルカン構造などの脂肪族複素環構造;
ピリジン構造、ピロール構造、キノリン構造、チアゾール構造、イミダゾール構造等の芳香族複素環構造などが挙げられる。これらの中で、芳香族炭素環構造、脂肪族複素環構造及び芳香族複素環構造が好ましく、ベンゼン構造、アザシクロアルカン構造、ジアザシクロアルカン構造、チアゾール構造及びイミダゾール構造がより好ましい。
Examples of the ring structure having 3 to 20 ring members formed by two or more of R 1 , R 2 , L 2 and one or a plurality of R 3 include alicyclic structures such as a cyclopentane structure and a cyclohexane structure;
Aromatic carbocyclic structures such as benzene and naphthalene structures;
Azacyclopentane structure, azacycloalkane structure such as azacyclohexane structure, diazacycloalkane structure such as diazacyclohexane structure, oxacycloalkane structure such as oxacyclopentane structure, oxacyclohexane structure, thiacyclopentane structure, thiacyclohexane structure Aliphatic heterocyclic structures such as thiacycloalkane structures;
Examples thereof include aromatic heterocyclic structures such as a pyridine structure, a pyrrole structure, a quinoline structure, a thiazole structure, and an imidazole structure. Among these, an aromatic carbocyclic structure, an aliphatic heterocyclic structure and an aromatic heterocyclic structure are preferable, and a benzene structure, an azacycloalkane structure, a diazacycloalkane structure, a thiazole structure and an imidazole structure are more preferable.

nとしては、0〜2の整数が好ましく、0及び1がより好ましい。   As n, an integer of 0 to 2 is preferable, and 0 and 1 are more preferable.

上記式(1−2)のLで表される炭素数1〜20の2価の有機基としては、例えば上記Lの2価の有機基として例示したものと同様の基等が挙げられる。R、R及びLのうちの2つ以上が形成する環員数3〜20の環構造としては、例えば上記R、R、L及び1若しくは複数のRのうちの2つ以上が形成する環構造として例示したものと同様の環構造等が挙げられる。これらの中で、芳香族複素環構造及び脂肪族複素環構造が好ましく、ピリジン構造、キノリン構造及びアザシクロアルカン構造がより好ましい。 Examples of the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by L 3 in the formula (1-2) include the same groups as those exemplified as the divalent organic group of L 2. . Examples of the ring structure having 3 to 20 ring members formed by two or more of R 1 , R 2 and L 3 include, for example, R 1 , R 2 , L 2 and two of one or a plurality of R 3 Examples thereof include the ring structures similar to those exemplified as the ring structure formed above. Among these, an aromatic heterocyclic structure and an aliphatic heterocyclic structure are preferable, and a pyridine structure, a quinoline structure, and an azacycloalkane structure are more preferable.

上記式(1−3)のRで表される炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、例えば上記式(Y−1)のRe1、Re2及びRe3の炭化水素基として例示したものと同様の基等が挙げられる。Rとしては、ヒドロキシ基及びアルキル基が好ましく、ヒドロキシ基がより好ましい。 Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 4 in the above formula (1-3) include hydrocarbon groups represented by R e1 , R e2 and R e3 in the above formula (Y-1). And the same groups as those exemplified above. R 4 is preferably a hydroxy group or an alkyl group, more preferably a hydroxy group.

複数のRのうちの2つ以上が形成する環員数4〜20の環構造としては、例えば例えば上記R、R、L及び1若しくは複数のRのうちの2つ以上が形成する環構造として例示したもののうち環員数が4〜20の環構造等が挙げられる。これらの中で、芳香族炭素環構造が好ましく、ベンゼン構造がより好ましい。 Examples of the ring structure having 4 to 20 ring members formed by two or more of a plurality of R 4 include, for example, two or more of the above R 1 , R 2 , L 2 and one or a plurality of R 3. Among those exemplified as the ring structure, a ring structure having 4 to 20 ring members is exemplified. Among these, an aromatic carbocyclic structure is preferable, and a benzene structure is more preferable.

mとしては、0〜2の整数が好ましく、0及び1がより好ましい。   As m, the integer of 0-2 is preferable and 0 and 1 are more preferable.

酸拡散制御剤(C1−1)を構成するアニオンとしては、例えば下記式で表されるアニオン等が挙げられる。   Examples of the anion constituting the acid diffusion controller (C1-1) include anions represented by the following formulas.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

酸拡散制御剤(C1−2)を構成するアニオンとしては、例えば下記式で表されるアニオン等が挙げられる。   Examples of the anion constituting the acid diffusion controller (C1-2) include anions represented by the following formulas.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

酸拡散制御剤(C1−3)を構成するアニオンとしては、例えば下記式で表されるアニオン等が挙げられる。   Examples of the anion constituting the acid diffusion controller (C1-3) include anions represented by the following formulas.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

[C]酸拡散制御剤の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、0.5質量部がより好ましく、1質量部がさらに好ましく、2質量部が特に好ましい。上記含有量の上限としては、30質量部が好ましく、20質量部がより好ましく、10質量部がさらに好ましく、5質量部が特に好ましい。[C]酸拡散制御剤の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等及び保存安定性をさらに向上させることができる。当該感放射線性樹脂組成物は[C]酸拡散制御剤を1種又は2種以上含有していてもよい。   [C] The lower limit of the content of the acid diffusion controller is preferably 0.1 parts by weight, more preferably 0.5 parts by weight, and even more preferably 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the [A] polymer. 2 parts by mass is particularly preferred. As an upper limit of the said content, 30 mass parts is preferable, 20 mass parts is more preferable, 10 mass parts is further more preferable, and 5 mass parts is especially preferable. [C] By making content of an acid diffusion control agent into the said range, the LWR performance of the said radiation sensitive resin composition etc. and storage stability can further be improved. The radiation sensitive resin composition may contain one or more [C] acid diffusion control agents.

<[D]重合体>
[D]重合体は、[A]重合体よりもフッ素原子の質量含有率が大きい重合体である。[D]重合体は、[A]重合体よりもフッ素原子の質量含有率が大きいため、その撥油性的特徴により、レジスト膜を形成した際にその分布がレジスト膜表層に偏在化する傾向がある。その結果、当該感放射線性樹脂組成物によれば、液浸露光時における酸発生体、酸拡散制御体等が液浸媒体に溶出することを抑制することができる。また、当該感放射線性樹脂組成物によれば、この[D]重合体の撥水性的特徴により、レジスト膜と液浸媒体との前進接触角を所望の範囲に制御でき、バブル欠陥の発生を抑制できる。さらに、当該感放射線性樹脂組成物によれば、レジスト膜と液浸媒体との後退接触角が大きくなり、水滴が残らずに高速でのスキャン露光が可能となる。当該感放射線性樹脂組成物は、このように[D]重合体を含有することにより、液浸露光法に好適なレジスト膜を形成することができる。
<[D] Polymer>
[D] The polymer is a polymer having a larger mass content of fluorine atoms than the [A] polymer. [D] Since the polymer has a higher mass content of fluorine atoms than the [A] polymer, its distribution tends to be unevenly distributed in the resist film surface layer when the resist film is formed due to its oil-repellent characteristics. is there. As a result, according to the radiation sensitive resin composition, it is possible to prevent the acid generator, the acid diffusion controller, and the like from being eluted into the immersion medium during the immersion exposure. Further, according to the radiation-sensitive resin composition, the forward contact angle between the resist film and the immersion medium can be controlled within a desired range due to the water-repellent characteristics of the [D] polymer, and bubble defects can be prevented from occurring. Can be suppressed. Furthermore, according to the radiation-sensitive resin composition, the receding contact angle between the resist film and the immersion medium is increased, and high-speed scanning exposure is possible without leaving water droplets. The radiation-sensitive resin composition can form a resist film suitable for the immersion exposure method by containing the [D] polymer as described above.

[D]重合体のフッ素原子の質量含有率の下限としては、1質量%が好ましく、2質量%がより好ましく、4質量%がさらに好ましく、7質量%が特に好ましい。上記質量含有率の上限としては、60質量%が好ましく、50質量%がより好ましく、40質量%がさらに好ましく、30質量%が特に好ましい。フッ素原子の質量含有率を上記範囲とすることで、[D]重合体のレジスト膜における偏在化をより適度に調整することができる。なお、重合体のフッ素原子の質量含有率は、13C−NMRスペクトル測定により重合体の構造を求め、その構造から算出することができる。 [D] The lower limit of the mass content of fluorine atoms in the polymer is preferably 1% by mass, more preferably 2% by mass, still more preferably 4% by mass, and particularly preferably 7% by mass. As an upper limit of the said mass content rate, 60 mass% is preferable, 50 mass% is more preferable, 40 mass% is further more preferable, 30 mass% is especially preferable. By making the mass content rate of a fluorine atom into the said range, [D] uneven distribution in the resist film of a polymer can be adjusted more appropriately. The mass content of fluorine atoms in the polymer can be calculated from the structure of the polymer obtained by 13 C-NMR spectrum measurement.

[D]重合体におけるフッ素原子の含有形態は特に限定されず、主鎖、側鎖及び末端のいずれに結合するものでもよいが、フッ素原子を含む構造単位(以下、「構造単位(F)」ともいう)を有することが好ましい。[D]重合体は、構造単位(F)以外にも、当該感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性向上の観点から、酸解離性基を含む構造単位を有することが好ましい。酸解離性基を含む構造単位としては、例えば、[A]重合体における構造単位(I)等が挙げられる。   [D] The fluorine atom content in the polymer is not particularly limited, and may be bonded to any of the main chain, side chain, and terminal, but is a structural unit containing a fluorine atom (hereinafter, “structural unit (F)”). It is preferable to have (also called). [D] In addition to the structural unit (F), the polymer preferably has a structural unit containing an acid-dissociable group from the viewpoint of improving development defect inhibition of the radiation-sensitive resin composition. Examples of the structural unit containing an acid dissociable group include the structural unit (I) in the [A] polymer.

また、[D]重合体は、アルカリ解離性基を有することが好ましい。[D]重合体がアルカリ解離性基を有すると、アルカリ現像時にレジスト膜表面を疎水性から親水性に効果的に変えることができ、当該感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性がより向上する。「アルカリ解離性基」とは、カルボキシ基、ヒドロキシ基等の水素原子を置換する基であって、アルカリ水溶液(例えば、23℃の2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液)中で解離する基をいう。   [D] The polymer preferably has an alkali dissociable group. [D] When the polymer has an alkali-dissociable group, the resist film surface can be effectively changed from hydrophobic to hydrophilic during alkali development, and the development defect suppression of the radiation-sensitive resin composition is further improved. To do. The “alkali dissociable group” is a group that replaces a hydrogen atom such as a carboxy group or a hydroxy group, and dissociates in an alkaline aqueous solution (for example, an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C.). Refers to the group.

構造単位(F)としては、下記式(f−1)で表される構造単位(以下、「構造単位(F−1)」ともいう)及び下記式(f−2)で表される構造単位(以下、「構造単位(F−2)」ともいう)が好ましい。構造単位(F)は、構造単位(F−1)及び構造単位(F−2)をそれぞれ1種又は2種以上有していてもよい。   As the structural unit (F), a structural unit represented by the following formula (f-1) (hereinafter also referred to as “structural unit (F-1)”) and a structural unit represented by the following formula (f-2) (Hereinafter also referred to as “structural unit (F-2)”) is preferable. The structural unit (F) may have one or more structural units (F-1) and structural units (F-2).

[構造単位(F−1)]
構造単位(F−1)は、下記式(f−1)で表される構造単位である。[D]重合体は構造単位(F−1)を有することでフッ素原子の質量含有率を調整することができる。
[Structural unit (F-1)]
The structural unit (F-1) is a structural unit represented by the following formula (f-1). [D] A polymer can adjust the mass content of a fluorine atom by having a structural unit (F-1).

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式(f−1)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Gは、単結合、酸素原子、硫黄原子、−COO−、−SOONH−、−CONH−又は−OCONH−である。Rは、炭素数1〜6の1価のフッ素化鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の1価のフッ素化脂環式炭化水素基である。 In the above formula (f-1), R A is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. G is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, —COO—, —SO 2 ONH—, —CONH— or —OCONH—. R B is a monovalent fluorine-cycloaliphatic hydrocarbon group having a monovalent fluorinated chain hydrocarbon group or a 4 to 20 carbon atoms having 1 to 6 carbon atoms.

としては、構造単位(F−1)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 RA is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a methyl group, from the viewpoint of the copolymerizability of the monomer that provides the structural unit (F-1).

Gとしては、−COO−、−SOONH−、−CONH−及び−OCONH−が好ましく、−COO−がより好ましい。 As G, —COO—, —SO 2 ONH—, —CONH— and —OCONH— are preferable, and —COO— is more preferable.

で表される炭素数1〜6の1価のフッ素化鎖状炭化水素基としては、例えばトリフルオロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、パーフルオロn−プロピル基、パーフルオロi−プロピル基、パーフルオロn−ブチル基、パーフルオロi−ブチル基、パーフルオロt−ブチル基、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられる。 The monovalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R B, such as trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, perfluoroethyl group, 2,2 , 3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl group, perfluoro n-propyl group, perfluoro i-propyl group, perfluoro n-butyl group, Examples include perfluoro i-butyl group, perfluoro t-butyl group, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl group, perfluorohexyl group and the like.

上記Rで表される炭素数4〜20の1価のフッ素化脂環式炭化水素基としては、例えばモノフルオロシクロペンチル基、ジフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロペンチル基、モノフルオロシクロヘキシル基、ジフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロヘキシルメチル基、フルオロノルボルニル基、フルオロアダマンチル基、フルオロボルニル基、フルオロイソボルニル基、フルオロトリシクロデシル基、フルオロテトラシクロデシル基等が挙げられる。 The monovalent fluorine-cycloaliphatic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R B, for example, monofluoromethyl cyclopentyl group, difluorocyclopentyl groups, perfluorocyclopentyl group, monofluoromethyl cyclohexyl group, difluorocyclopentyl groups Perfluorocyclohexylmethyl group, fluoronorbornyl group, fluoroadamantyl group, fluorobornyl group, fluoroisobornyl group, fluorotricyclodecyl group, fluorotetracyclodecyl group and the like.

としては、フッ素化鎖状炭化水素基が好ましく、2,2,2−トリフルオロエチル基及び1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロピル基がより好ましく、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロピル基がさらに好ましい。 The R B, preferably a fluorinated chain hydrocarbon group, a 2,2,2-trifluoroethyl group and 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl group is more preferable, 1 1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl group is more preferable.

[D]重合体が構造単位(F−1)を有する場合、構造単位(F−1)の含有割合の下限としては、[D]重合体を構成する全構造単位に対して、3モル%が好ましく、5モル%がより好ましい。上記含有割合の上限としては、90モル%が好ましく、70モル%がより好ましく、50モル%がさらに好ましい。構造単位(F−1)の含有割合を上記範囲とすることで、[D]重合体のフッ素原子の質量含有率をさらに適度に調整することができる。   [D] When a polymer has a structural unit (F-1), as a minimum of the content rate of a structural unit (F-1), it is 3 mol% with respect to all the structural units which comprise a [D] polymer. Is preferable, and 5 mol% is more preferable. As an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 70 mol% is more preferable, and 50 mol% is further more preferable. By making the content rate of a structural unit (F-1) into the said range, the mass content rate of the fluorine atom of a [D] polymer can be adjusted further appropriately.

[構造単位(F−2)]
構造単位(F−2)は、下記式(f−2)で表される構造単位である。[D]重合体は構造単位(F−2)を有することで、フッ素原子の質量含有率を調整すると共に、アルカリ現像前後において、レジスト膜表面を撥水性から親水性へ変化させることができる。
[Structural unit (F-2)]
The structural unit (F-2) is a structural unit represented by the following formula (f-2). [D] By having the structural unit (F-2), the polymer can adjust the mass content of fluorine atoms and change the resist film surface from water-repellent to hydrophilic before and after alkali development.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式(f−2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Rは、炭素数1〜20の(s+1)価の炭化水素基、又はこの炭化水素基のR側の末端に酸素原子、硫黄原子、−NR’−、カルボニル基、−COO−若しくは−CONH−が結合された構造である。R’は、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。Rは、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。Wは、単結合又は炭素数1〜20の2価のフッ素化鎖状炭化水素基である。Aは、酸素原子、−NR”−、−COO−*又は−SOO−*である。R”は、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。*は、Rに結合する部位を示す。Rは、水素原子又は炭素数1〜30の1価の有機基である。sは、1〜3の整数である。但し、sが1の場合、Rは単結合であってもよい。sが2又は3の場合、複数のR、W、A及びRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Wが単結合の場合、Rは、フッ素原子を含む基である。 In the above formula (f-2), R C represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R D is an (s + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an oxygen atom, a sulfur atom, —NR′—, a carbonyl group, —COO—, or — at the terminal on the R E side of this hydrocarbon group. It is a structure in which CONH- is bonded. R ′ is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R E is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. W 1 is a single bond or a divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. A 1 is an oxygen atom, —NR ″ —, —COO— *, or —SO 2 O— *. R ″ is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. * Indicates a site binding to R F. R F is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. s is an integer of 1 to 3. However, when s is 1, RD may be a single bond. When s is 2 or 3, a plurality of R E , W 1 , A 1 and R F may be the same or different. When W 1 is a single bond, R F is a group containing a fluorine atom.

としては、構造単位(F−2)を与える単量体の共重合性等の観点から、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 As R C , a hydrogen atom and a methyl group are preferable, and a methyl group is more preferable from the viewpoint of copolymerizability of the monomer that gives the structural unit (F-2).

で表される炭素数1〜20の(s+1)価の炭化水素基としては、例えば上記式(Y−1)のRe1として例示した1価の炭化水素基からs個の水素原子を除いた基等が挙げられる。 Examples of the (s + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by RD include s hydrogen atoms from the monovalent hydrocarbon group exemplified as R e1 in the above formula (Y-1). Excluded groups and the like.

sとしては、1及び2が好ましく、1がより好ましい。   As s, 1 and 2 are preferable and 1 is more preferable.

としては、sが1の場合、単結合及び2価の炭化水素基が好ましく、単結合及びアルカンジイル基がより好ましく、単結合及び炭素数1〜4のアルカンジイル基がさらに好ましく、単結合、メタンジイル基及びプロパンジイル基が特に好ましい。 As RD , when s is 1, a single bond and a divalent hydrocarbon group are preferable, a single bond and an alkanediyl group are more preferable, a single bond and an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms are more preferable, Bonds, methanediyl groups and propanediyl groups are particularly preferred.

で表される炭素数1〜20の2価の有機基としては、例えば上記式(a−3)のRとして例示した炭素数1〜20の1価の有機基から1個の水素原子を除いた基等が挙げられる。 The divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R E is, for example, one hydrogen from the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms exemplified as R 4 in the above formula (a-3). Examples include groups other than atoms.

としては、単結合及びラクトン構造を有する基が好ましく、単結合及び多環のラクトン構造を有する基がより好ましく、単結合及びノルボルナンラクトン構造を有する基がより好ましい。 R E is preferably a group having a single bond and a lactone structure, more preferably a group having a single bond and a polycyclic lactone structure, and more preferably a group having a single bond and a norbornane lactone structure.

で表される炭素数1〜20の2価のフッ素化鎖状炭化水素基としては、例えば
フルオロメタンジイル基、ジフルオロメタンジイル基、フルオロエタンジイル基、ジフルオロエタンジイル基、テトラフルオロエタンジイル基、ヘキサフルオロプロパンジイル基、オクタフルオロブタンジイル基等のフッ素化アルカンジイル基;
フルオロエテンジイル基、ジフルオロエテンジイル基等のフッ素化アルケンジイル基などが挙げられる。これらの中で、フッ素化アルカンジイル基が好ましく、ジフルオロメタンジイル基がより好ましい。
Examples of the divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by W 1 include a fluoromethanediyl group, a difluoromethanediyl group, a fluoroethanediyl group, a difluoroethanediyl group, and a tetrafluoroethanediyl group. Fluorinated alkanediyl groups such as hexafluoropropanediyl group, octafluorobutanediyl group;
Examples thereof include fluorinated alkenediyl groups such as a fluoroethenediyl group and a difluoroethenediyl group. Among these, a fluorinated alkanediyl group is preferable, and a difluoromethanediyl group is more preferable.

としては、酸素原子、−COO−*、−SOO−*が好ましく、−COO−*がより好ましい。 The A 1, an oxygen atom, -COO - *, - SO 2 O- * are preferable, -COO- * is more preferable.

で表される炭素数1〜30の1価の有機基としては、例えばアルカリ解離性基、酸解離性基、炭素数1〜30の炭化水素基等が挙げられる。Rとしては、これらの中で、アルカリ解離性基が好ましい。Rをアルカリ解離性基とすることで、アルカリ現像時に、レジスト膜表面を疎水性から親水性により効果的に変えることができ、当該感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性がさらに向上する。 The monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms represented by R F, for example, an alkali dissociative group, the acid-dissociable group, and the like hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. Of these, as R F , an alkali dissociable group is preferable. By the R F and alkali-labile group, upon alkali development, the resist film surface it is possible to effectively alter the hydrophilicity of hydrophobic, development defect suppression of the radiation-sensitive resin composition is further improved .

がアルカリ解離性基である場合、Rとしては、下記式(iii)〜(v)で表される基(以下、「基(iii)〜(v)」ともいう)が好ましい。 When R F is an alkali-dissociable group, R F is preferably a group represented by the following formulas (iii) to (v) (hereinafter also referred to as “groups (iii) to (v)”).

Figure 0006561731
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上記式(iii)中、R5a及びR5bは、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3〜20の脂環構造を表す。 In the above formula (iii), R 5a and R 5b are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or these groups are combined with each other to form a carbon atom to which they are bonded. Represents an alicyclic structure having 3 to 20 ring members.

Figure 0006561731
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上記式(iv)中、R5c及びR5dは、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する窒素原子と共に構成される環員数3〜20の複素環構造を表す。 In the above formula (iv), R 5c and R 5d are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or these groups are combined with each other to form a nitrogen atom to which they are bonded. Represents a heterocyclic structure having 3 to 20 ring members.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

上記式(v)中、R5eは、炭素数1〜20の1価の炭化水素基又は炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基である。 In the above formula (v), R 5e is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

炭素数1〜20の1価の有機基及び上記炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、上記式(Y−1)のRe1として例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include the same groups as those exemplified as R e1 in the formula (Y-1). .

炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基としては、例えば上記炭素数1〜20の1価の炭化水素基として例示した基が有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基等が挙げられる。   As the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, for example, part or all of the hydrogen atoms of the group exemplified as the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms are substituted with fluorine atoms. And the like.

基(iii)としては下記式(iii−1)〜(iii−4)で表される基(以下、「基(iii−1)〜(iii−4)」ともいう)が、基(iv)としては下記式(iv−1)で表される基(以下、「基(iv−1)」ともいう)が、基(v)としては下記式(v−1)〜(v−5)で表される基(以下、「基(v−1)〜(v−5)」ともいう)が好ましい。   As the group (iii), groups represented by the following formulas (iii-1) to (iii-4) (hereinafter also referred to as “groups (iii-1) to (iii-4)”) are represented by the group (iv) Is a group represented by the following formula (iv-1) (hereinafter also referred to as “group (iv-1)”), and the group (v) is represented by the following formulas (v-1) to (v-5): The groups represented (hereinafter also referred to as “groups (v-1) to (v-5)”) are preferable.

Figure 0006561731
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これらの中で、基(v−3)及び基(v−5)が好ましい。   Among these, group (v-3) and group (v-5) are preferable.

また、Rが水素原子であると、[D]重合体のアルカリ現像液に対する親和性が向上するため好ましい。この場合、Aが酸素原子かつWが1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−メタンジイル基であると、上記親和性がさらに向上する。 Moreover, it is preferable that RF is a hydrogen atom because the affinity of the [D] polymer for an alkaline developer is improved. In this case, when A 1 is an oxygen atom and W 1 is a 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-methanediyl group, the affinity is further improved.

[D]重合体が構造単位(F−2)を有する場合、構造単位(F−2)の含有割合の下限としては、[D]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%が好ましく、20モル%がより好ましく、40モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、90モル%が好ましく、85モル%がより好ましく、80モル%がさらに好ましい。構造単位(F−2)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物から形成されたレジスト膜表面をアルカリ現像前後で撥水性から親水性へより適切に変えることができる。   [D] When a polymer has a structural unit (F-2), as a minimum of the content rate of a structural unit (F-2), it is 10 mol% with respect to all the structural units which comprise a [D] polymer. Is preferable, 20 mol% is more preferable, and 40 mol% is further more preferable. As an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 85 mol% is more preferable, and 80 mol% is further more preferable. By setting the content ratio of the structural unit (F-2) in the above range, the surface of the resist film formed from the radiation-sensitive resin composition can be more appropriately changed from water repellency to hydrophilicity before and after alkali development. .

構造単位(F)の含有割合の下限としては、[D]重合体を構成する全構造単位に対して、20モル%が好ましく、30モル%がより好ましく、40モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、90モル%が好ましく、85モル%がより好ましく、80モル%がさらに好ましい。   As a minimum of the content rate of a structural unit (F), 20 mol% is preferable with respect to all the structural units which comprise a [D] polymer, 30 mol% is more preferable, and 40 mol% is more preferable. As an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 85 mol% is more preferable, and 80 mol% is further more preferable.

[D]重合体における酸解離性基を含む構造単位の下限としては、[D]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%が好ましく、15モル%がより好ましく、20モル%がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、60モル%が好ましく、50モル%がより好ましく、40モル%がさらに好ましい。酸解離性基を含む構造単位の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性をさらに向上させることができる。   [D] The lower limit of the structural unit containing an acid dissociable group in the polymer is preferably 10 mol%, more preferably 15 mol%, and more preferably 20 mol% with respect to all the structural units constituting the [D] polymer. Is more preferable. As an upper limit of the said content rate, 60 mol% is preferable, 50 mol% is more preferable, and 40 mol% is further more preferable. By making the content rate of the structural unit containing an acid dissociable group into the said range, the development defect inhibitory property of the said radiation sensitive resin composition can further be improved.

当該感放射線性樹脂組成物が[D]重合体を含有する場合、[D]重合体の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、0.2質量部がより好ましく、0.5質量部がさらに好ましく、1質量部が特に好ましい。上記含有量の上限としては、30質量部が好ましく、20質量部がより好ましく、15質量部がさらに好ましく、10質量部が特に好ましい。当該感放射線性樹脂組成物は[D]重合体を1種又は2種以上含有していてもよい。   When the said radiation sensitive resin composition contains a [D] polymer, as a minimum of content of a [D] polymer, 0.1 mass part is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymers. 0.2 parts by mass is more preferable, 0.5 parts by mass is further preferable, and 1 part by mass is particularly preferable. As an upper limit of the said content, 30 mass parts is preferable, 20 mass parts is more preferable, 15 mass parts is further more preferable, and 10 mass parts is especially preferable. The radiation sensitive resin composition may contain one or more [D] polymers.

[D]重合体は、上述した[A]重合体と同様の方法で合成することができる。   The [D] polymer can be synthesized by the same method as the above-described [A] polymer.

[D]重合体のGPCによるMwの下限としては、1,000が好ましく、2,000がより好ましく、2,500がさらに好ましく、3,000が特に好ましい。上記Mwの上限としては、50,000が好ましく、30,000がより好ましく、20,000がさらに好ましく、15,000が特に好ましい。[D]重合体のMwを上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の塗布性及び現像欠陥抑制性が向上する。   [D] The lower limit of Mw by GPC of the polymer is preferably 1,000, more preferably 2,000, further preferably 2,500, and particularly preferably 3,000. The upper limit of Mw is preferably 50,000, more preferably 30,000, still more preferably 20,000, and particularly preferably 15,000. [D] By making Mw of a polymer into the said range, the applicability | paintability and development defect inhibitory property of the said radiation sensitive resin composition improve.

[D]重合体のGPCによるMnに対するMwの比(Mw/Mn)の下限としては、通常1であり、1.2が好ましい。上記比の上限としては、5が好ましく、3がより好ましく、2がさらに好ましい。   [D] The lower limit of the ratio of Mw to Mn (Mw / Mn) by GPC of the polymer is usually 1 and preferably 1.2. As an upper limit of the ratio, 5 is preferable, 3 is more preferable, and 2 is more preferable.

<[E]溶媒>
当該感放射線性樹脂組成物は、通常[E]溶媒を含有する。[E]溶媒は、少なくとも[A]重合体、[B]酸発生体、[C]酸拡散制御剤、必要に応じて含有される[D]重合体等を溶解又は分散可能な溶媒であれば特に限定されない。
<[E] solvent>
The radiation-sensitive resin composition usually contains an [E] solvent. [E] The solvent may be a solvent that can dissolve or disperse at least the [A] polymer, the [B] acid generator, the [C] acid diffusion controller, and the [D] polymer contained as necessary. If it does not specifically limit.

[E]溶媒としては、例えばアルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、炭化水素系溶媒等が挙げられる。   [E] Examples of the solvent include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, amide solvents, ester solvents, hydrocarbon solvents, and the like.

アルコール系溶媒としては、例えば
4−メチル−2−ペンタノール、n−ヘキサノール等の炭素数1〜18の脂肪族モノアルコール系溶媒;
シクロヘキサノール等の炭素数3〜18の脂環式モノアルコール系溶媒;
1,2−プロピレングリコール等の炭素数2〜18の多価アルコール系溶媒;
プロピレングリコールモノメチルエーテル等の炭素数3〜19の多価アルコール部分エーテル系溶媒などが挙げられる。
Examples of the alcohol solvent include aliphatic monoalcohol solvents having 1 to 18 carbon atoms such as 4-methyl-2-pentanol and n-hexanol;
An alicyclic monoalcohol solvent having 3 to 18 carbon atoms such as cyclohexanol;
A C2-C18 polyhydric alcohol solvent such as 1,2-propylene glycol;
Examples thereof include C3-C19 polyhydric alcohol partial ether solvents such as propylene glycol monomethyl ether.

エーテル系溶媒としては、例えば
ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジヘプチルエーテル等のジアルキルエーテル系溶媒;
テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル系溶媒;
ジフェニルエーテル、アニソール等の芳香環含有エーテル系溶媒などが挙げられる。
Examples of ether solvents include dialkyl ether solvents such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, dipentyl ether, diisoamyl ether, dihexyl ether, and diheptyl ether;
Cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran;
And aromatic ring-containing ether solvents such as diphenyl ether and anisole.

ケトン系溶媒としては、例えば
アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−iso−ブチルケトン、2−ヘプタノン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−iso−ブチルケトン、トリメチルノナノン等の鎖状ケトン系溶媒:
シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン等の環状ケトン系溶媒:
2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン等が挙げられる。
Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, 2-heptanone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, Chain ketone solvents such as di-iso-butyl ketone and trimethylnonanone:
Cyclic ketone solvents such as cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone and methylcyclohexanone:
2,4-pentanedione, acetonylacetone, acetophenone and the like can be mentioned.

アミド系溶媒としては、例えば
N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルピロリドン等の環状アミド系溶媒;
N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド等の鎖状アミド系溶媒などが挙げられる。
Examples of the amide solvent include cyclic amide solvents such as N, N′-dimethylimidazolidinone and N-methylpyrrolidone;
Examples thereof include chain amide solvents such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methylpropionamide.

エステル系溶媒としては、例えば
酢酸n−ブチル、乳酸エチル等のモノカルボン酸エステル系溶媒;
プロピレングリコールアセテート等の多価アルコールカルボキシレート系溶媒;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒;
シュウ酸ジエチル等の多価カルボン酸ジエステル系溶媒;
γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクトン系溶媒;
ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒などが挙げられる。
Examples of ester solvents include monocarboxylic acid ester solvents such as n-butyl acetate and ethyl lactate;
Polyhydric alcohol carboxylate solvents such as propylene glycol acetate;
Polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate;
Polycarboxylic acid diester solvents such as diethyl oxalate;
lactone solvents such as γ-butyrolactone and δ-valerolactone;
Examples thereof include carbonate solvents such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, and propylene carbonate.

炭化水素系溶媒としては、例えば
n−ペンタン、n−ヘキサン等の炭素数5〜12の脂肪族炭化水素系溶媒;
トルエン、キシレン等の炭素数6〜16の芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon solvent include aliphatic hydrocarbon solvents having 5 to 12 carbon atoms such as n-pentane and n-hexane;
Examples thereof include aromatic hydrocarbon solvents having 6 to 16 carbon atoms such as toluene and xylene.

[E]溶媒としては、エステル系溶媒及びケトン系溶媒が好ましく、多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒及び環状ケトン系溶媒がより好ましく、多価アルコール部分アルキルエーテルアセテート及びシクロアルカノンがさらに好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びシクロヘキサノンが特に好ましい。当該感放射線性樹脂組成物は、[E]溶媒を1種又は2種以上含有していてもよい。   [E] As the solvent, ester solvents and ketone solvents are preferable, polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvents and cyclic ketone solvents are more preferable, polyhydric alcohol partial alkyl ether acetates and cycloalkanones are more preferable, Propylene glycol monomethyl ether acetate and cyclohexanone are particularly preferred. The radiation-sensitive resin composition may contain one or more [E] solvents.

<[G]他の酸拡散制御体>
[G]他の酸拡散制御体は、[C]酸拡散制御剤以外の酸拡散制御体である。[G]他の酸拡散制御体は、露光により[B]酸発生体から生じる酸のレジスト膜中における拡散現象を制御する。その結果、未露光部における好ましくない化学反応を抑制する効果を奏する。また、当該感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性がさらに向上する。さらに、当該感放射線性樹脂組成物の解像度がさらに向上すると共に、露光から現像処理までの引き置き時間の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に優れた感放射線性樹脂組成物が得られる。[G]他の酸拡散制御体の当該感放射線性樹脂組成物における含有形態としては、低分子化合物の形態(以下、適宜「[G]他の酸拡散制御剤」と称する)でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。[G]他の酸拡散制御体は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<[G] Other acid diffusion controller>
[G] The other acid diffusion controller is an acid diffusion controller other than the [C] acid diffusion controller. [G] The other acid diffusion controller controls the diffusion phenomenon of the acid generated from the acid generator [B] upon exposure in the resist film. As a result, there is an effect of suppressing an undesirable chemical reaction in the unexposed area. Moreover, the storage stability of the radiation sensitive resin composition is further improved. In addition, the resolution of the radiation-sensitive resin composition is further improved, and changes in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time from exposure to development processing can be suppressed, and radiation sensitivity with excellent process stability. A resin composition is obtained. [G] The content of the other acid diffusion controller in the radiation-sensitive resin composition may be a low molecular weight compound (hereinafter referred to as “[G] other acid diffusion controller” as appropriate). May be incorporated as a part of or both of these forms. [G] Other acid diffusion controllers may be used singly or in combination of two or more.

[G]他の酸拡散制御剤としては、例えば下記式(3)で表される化合物(以下、「含窒素化合物(I)」ともいう)、同一分子内に窒素原子を2個有する化合物(以下、「含窒素化合物(II)」ともいう)、窒素原子を3個有する化合物(以下、「含窒素化合物(III)」ともいう)、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等が挙げられる。   [G] Other acid diffusion control agents include, for example, a compound represented by the following formula (3) (hereinafter also referred to as “nitrogen-containing compound (I)”), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule ( Hereinafter, also referred to as “nitrogen-containing compound (II)”, compounds having three nitrogen atoms (hereinafter also referred to as “nitrogen-containing compound (III)”), amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, etc. Is mentioned.

Figure 0006561731
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上記式(3)中、R、R10及びR11は、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは非置換のアルキル基、置換若しくは非置換のシクロアルキル基、置換若しくは非置換のアリール基又は置換若しくは非置換のアラルキル基である。 In the above formula (3), R 9 , R 10 and R 11 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group or A substituted or unsubstituted aralkyl group;

含窒素化合物(I)としては、例えばn−ヘキシルアミン等のモノアルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン等のジアルキルアミン類;トリエチルアミン、トリn−ペンチルアミン等のトリアルキルアミン類;アニリン等の芳香族アミン類等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing compound (I) include monoalkylamines such as n-hexylamine; dialkylamines such as di-n-butylamine; trialkylamines such as triethylamine and tri-n-pentylamine; and fragrances such as aniline Group amines and the like.

含窒素化合物(II)としては、例えばエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing compound (II) include ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, and the like.

含窒素化合物(III)としては、例えばポリエチレンイミン、ポリアリルアミン等のポリアミン化合物;ジメチルアミノエチルアクリルアミド等の重合体などが挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing compound (III) include polyamine compounds such as polyethyleneimine and polyallylamine; polymers such as dimethylaminoethylacrylamide.

アミド基含有化合物としては、例えばホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン等が挙げられる。   Examples of the amide group-containing compound include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and the like. It is done.

ウレア化合物としては、例えば尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリブチルチオウレア等が挙げられる。   Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tributylthiourea and the like.

含窒素複素環化合物としては、例えばピリジン、2−メチルピリジン等のピリジン類;N−プロピルモルホリン、N−(ウンデカン−1−イルカルボニルオキシエチル)モルホリン等のモルホリン類;ピラジン、ピラゾール等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include pyridines such as pyridine and 2-methylpyridine; morpholines such as N-propylmorpholine and N- (undecan-1-ylcarbonyloxyethyl) morpholine; pyrazine, pyrazole and the like. .

また、含窒素化合物として、酸解離性基を有する化合物を用いることもできる。このような酸解離性基を有する含窒素化合物としては、例えばN−t−ブトキシカルボニルピペリジン、N−t−ブトキシカルボニルイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール、N−(t−ブトキシカルボニル)ジ−n−オクチルアミン、N−(t−ブトキシカルボニル)ジエタノールアミン、N−(t−ブトキシカルボニル)ジシクロヘキシルアミン、N−(t−ブトキシカルボニル)ジフェニルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−アミルオキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン等が挙げられる。   Moreover, the compound which has an acid dissociable group can also be used as a nitrogen-containing compound. Examples of the nitrogen-containing compound having such an acid dissociable group include Nt-butoxycarbonylpiperidine, Nt-butoxycarbonylimidazole, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2- Phenylbenzimidazole, N- (t-butoxycarbonyl) di-n-octylamine, N- (t-butoxycarbonyl) diethanolamine, N- (t-butoxycarbonyl) dicyclohexylamine, N- (t-butoxycarbonyl) diphenylamine, Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine and the like can be mentioned.

これらの中で、含窒素複素環化合物が好ましく、モルホリン類がより好ましく、N−(ウンデカン−1−イルカルボニルオキシエチル)モルホリンがさらに好ましい。   Among these, nitrogen-containing heterocyclic compounds are preferable, morpholines are more preferable, and N- (undecan-1-ylcarbonyloxyethyl) morpholine is more preferable.

また、[G]他の酸拡散制御体として、露光により感光し弱酸を発生する光崩壊性塩基を用いることもできる。光崩壊性塩基としては、例えば露光により分解して酸拡散制御性を失うオニウム塩化合物等が挙げられる(但し、[C]酸拡散制御剤に該当するものを除く)。   [G] As another acid diffusion controller, a photodegradable base that is exposed to light upon exposure to generate a weak acid can also be used. Examples of the photodegradable base include onium salt compounds that lose acid diffusion controllability by being decomposed by exposure (except for those corresponding to [C] acid diffusion control agents).

オニウム塩化合物としては、例えばトリフェニルスルホニウムサリチレート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムサリチレート、トリフェニルスルホニウムアセチルアセテート、トリフェニルスルホニウム2,4,6−トリi−プロピルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウム1−シクロヘキシルブタン−1,3−ジオン−2−エート等が挙げられる。これらの中で、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムサリチレート、トリフェニルスルホニウムアセチルアセテート、トリフェニルスルホニウム2,4,6−トリi−プロピルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート及びトリフェニルスルホニウム1−シクロヘキシルブタン−1,3−ジオン−2−エートが好ましく、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムサリチレート及びトリフェニルスルホニウム1−シクロヘキシルブタン−1,3−ジオン−2−エートがより好ましい。   Examples of onium salt compounds include triphenylsulfonium salicylate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium salicylate, triphenylsulfonium acetylacetate, triphenylsulfonium 2,4,6-tri-propylbenzenesulfonate, triphenylsulfonium 10 -Camphorsulfonate, triphenylsulfonium 1-cyclohexylbutane-1,3-dione-2-ate and the like. Among these, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium salicylate, triphenylsulfonium acetylacetate, triphenylsulfonium 2,4,6-trii-propylbenzenesulfonate, triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, and triphenylsulfonium 1- Cyclohexylbutane-1,3-dione-2-ate is preferred, and 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium salicylate and triphenylsulfonium 1-cyclohexylbutane-1,3-dione-2-ate are more preferred.

当該感放射線性樹脂組成物が[G]他の酸拡散制御剤を含有する場合、[G]他の酸拡散制御剤の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、0.3質量部がより好ましく、0.5質量部がさらに好ましく、1質量部が特に好ましい。上記含有量の上限としては、20質量部が好ましく、15質量部がより好ましく、10質量部がさらに好ましく、5質量部が特に好ましい。   When the said radiation sensitive resin composition contains [G] other acid diffusion control agents, as a minimum of content of [G] other acid diffusion control agents, with respect to 100 mass parts of [A] polymers. 0.1 parts by mass is preferable, 0.3 parts by mass is more preferable, 0.5 parts by mass is further preferable, and 1 part by mass is particularly preferable. As an upper limit of the said content, 20 mass parts is preferable, 15 mass parts is more preferable, 10 mass parts is further more preferable, and 5 mass parts is especially preferable.

また、[G]他の酸拡散制御剤の含有量の下限としては、[C]酸拡散制御剤100質量部に対して、10質量部が好ましく、20質量部がより好ましく、25質量部がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、95質量部が好ましく、90質量部がより好ましく、85質量部がさらに好ましい。   Moreover, as a minimum of content of [G] other acid diffusion control agents, 10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [C] acid diffusion control agents, 20 mass parts is more preferable, and 25 mass parts is. Further preferred. As an upper limit of the said content, 95 mass parts is preferable, 90 mass parts is more preferable, and 85 mass parts is further more preferable.

<その他の任意成分>
当該感放射線性樹脂組成物は、上記[A]〜[G]成分以外のその他の任意成分を含有していてもよい。その他の任意成分としては、例えば界面活性剤、脂環式骨格含有化合物、増感剤等が挙げられる。これらのその他の任意成分は、それぞれ1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<Other optional components>
The said radiation sensitive resin composition may contain other arbitrary components other than the said [A]-[G] component. Examples of other optional components include surfactants, alicyclic skeleton-containing compounds, and sensitizers. Each of these other optional components may be used alone or in combination of two or more.

[界面活性剤]
界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する効果を奏する。界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤;市販品としては、信越化学工業社の「KP341」、共栄社化学社の「ポリフローNo.75」、「同No.95」、トーケムプロダクツ社の「エフトップEF301」、「同EF303」、「同EF352」、DIC社の「メガファックF171」、「同F173、住友スリーエム社の「フロラードFC430」、「同FC431」、旭硝子工業社の「アサヒガードAG710」、「サーフロンS−382」、「同SC−101」、「同SC−102」、「同SC−103」、「同SC−104」、「同SC−105」、「同SC−106」等が挙げられる。界面活性剤の含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、2質量部が好ましく、1質量部がより好ましい。
[Surfactant]
Surfactants have the effect of improving coatability, striation, developability, and the like. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol diacrylate. Nonionic surfactants such as stearate; commercially available products include “KP341” from Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “Polyflow No.75” and “No.95” from Kyoeisha Chemical Co., Ltd., “F-Top” from Tochem Products EF301, EF303, EF352, DIC's "MegaFuck F171", "F173", Sumitomo 3M's "Florard FC430", "FC431", Asahi Glass Industry's "Asahi Guard AG71""SurflonS-382","SC-101","SC-102","SC-103","SC-104","SC-105","SC-106" Etc. The upper limit of the content of the surfactant is preferably 2 parts by mass and more preferably 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer.

[脂環式骨格含有化合物]
脂環式骨格含有化合物は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を改善する効果を奏する。
[Alicyclic skeleton-containing compound]
The alicyclic skeleton-containing compound has an effect of improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to the substrate, and the like.

[増感剤]
増感剤は、[B]酸発生体等からの酸の生成量を増加する作用を示すものであり、当該感放射線性樹脂組成物の「みかけの感度」を向上させる効果を奏する。
[Sensitizer]
A sensitizer exhibits the effect | action which increases the production amount of the acid from a [B] acid generator etc., and there exists an effect which improves the "apparent sensitivity" of the said radiation sensitive resin composition.

増感剤としては、例えばカルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等が挙げられる。これらの増感剤は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。増感剤の含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、2質量部が好ましく、1質量部がより好ましい。   Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines and the like. These sensitizers may be used alone or in combination of two or more. As an upper limit of content of a sensitizer, 2 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymer, and 1 mass part is more preferable.

<感放射線性樹脂組成物の調製方法>
当該感放射線性樹脂組成物は、例えば[A]重合体、[B]酸発生体、[C]酸拡散制御剤、必要に応じて含有される[D]重合体、[E]溶媒及びその他の任意成分を所定の割合で混合し、好ましくは、得られた混合液を、例えば孔径0.2μm程度のフィルター等でろ過することで調製することができる。当該感放射線性樹脂組成物の固形分濃度の下限としては、0.1質量%が好ましく、0.5質量部がより好ましく、1質量%がさらに好ましい。上記固形分濃度の上限としては、50質量%が好ましく、30質量%がより好ましく、20質量%がさらに好ましい。
<Method for preparing radiation-sensitive resin composition>
The radiation sensitive resin composition includes, for example, [A] polymer, [B] acid generator, [C] acid diffusion controller, [D] polymer contained as necessary, [E] solvent, and others. Can be prepared by, for example, filtering the obtained mixed solution with a filter having a pore size of about 0.2 μm, for example. As a minimum of solid content concentration of the radiation sensitive resin composition, 0.1 mass% is preferred, 0.5 mass part is more preferred, and 1 mass% is still more preferred. As an upper limit of the said solid content concentration, 50 mass% is preferable, 30 mass% is more preferable, and 20 mass% is further more preferable.

当該感放射線性樹脂組成物は、アルカリ現像液を用いるポジ型パターン形成用にも、有機溶媒を含有する現像液を用いるネガ型パターン形成用にも用いることができる。これらのうち、有機溶媒を含有する現像液を用いるネガ型パターン形成に用いる場合、当該感放射線性樹脂組成物は、より高い解像性を発揮することができる。   The radiation-sensitive resin composition can be used for forming a positive pattern using an alkaline developer and for forming a negative pattern using a developer containing an organic solvent. Among these, when used for forming a negative pattern using a developer containing an organic solvent, the radiation-sensitive resin composition can exhibit higher resolution.

<レジストパターン形成方法>
当該レジストパターン形成方法は、レジスト膜を形成する工程(以下、「レジスト膜形成工程」ともいう)、上記レジスト膜を露光する工程(以下、「露光工程」ともいう)、及び上記露光されたレジスト膜を現像する工程(以下、「現像工程」ともいう)を備える。当該レジストパターン形成方法は、上記レジスト膜を当該感放射線性樹脂組成物により形成する。
<Resist pattern formation method>
The resist pattern forming method includes a step of forming a resist film (hereinafter also referred to as “resist film forming step”), a step of exposing the resist film (hereinafter also referred to as “exposure step”), and the exposed resist. A step of developing the film (hereinafter also referred to as “developing step”). In the resist pattern forming method, the resist film is formed from the radiation-sensitive resin composition.

当該レジストパターン形成方法によれば、上述した当該感放射線性樹脂組成物を用いているので、優れた焦点深度及びMEEF性能を発揮しつつ、LWR性能、CDU性能、解像性及び断面形状の矩形性に優れるレジストパターンを形成することができる。以下、各工程について説明する。   According to the resist pattern forming method, since the radiation-sensitive resin composition described above is used, LWR performance, CDU performance, resolution, and cross-sectional rectangular shape while exhibiting excellent depth of focus and MEEF performance. A resist pattern having excellent properties can be formed. Hereinafter, each step will be described.

[レジスト膜形成工程]
本工程では、当該感放射線性樹脂組成物によりレジスト膜を形成する。上記レジスト膜を形成する基板としては、例えばシリコンウェハ、アルミニウムで被覆したウェハ等が挙げられる。この基板上に当該感放射線性樹脂組成物を塗布することによりレジスト膜が形成される。当該感放射線性樹脂組成物の塗布方法としては、特に限定されないが、例えばスピンコート法等の公知の方法等が挙げられる。当該感放射線性樹脂組成物を塗布する際には、形成されるレジスト膜が所望の厚みとなるように、塗布する当該感放射線性樹脂組成物の量を調整する。なお当該感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布した後、溶媒を揮発させるためにソフトベーク(以下、「SB」ともいう)を行ってもよい。SBの温度の下限としては、30℃が好ましく、50℃がより好ましい。上記温度の上限としては、200℃が好ましく、150℃がより好ましい。SBの時間の下限としては、10秒が好ましく、30秒がより好ましい。上記時間の上限としては、600秒が好ましく、300秒がより好ましい。レジスト膜の平均厚みの下限としては、10nmが好ましく、20nmがより好ましい。上記平均厚みの上限としては、1,000nmが好ましく、200nmがより好ましい。
[Resist film forming step]
In this step, a resist film is formed from the radiation sensitive resin composition. Examples of the substrate on which the resist film is formed include a silicon wafer and a wafer coated with aluminum. A resist film is formed by applying the radiation sensitive resin composition on the substrate. The method for applying the radiation-sensitive resin composition is not particularly limited, and examples thereof include known methods such as a spin coating method. When applying the radiation sensitive resin composition, the amount of the radiation sensitive resin composition to be applied is adjusted so that the formed resist film has a desired thickness. In addition, after apply | coating the said radiation sensitive resin composition on a board | substrate, in order to volatilize a solvent, you may perform soft baking (henceforth "SB"). As a minimum of the temperature of SB, 30 degreeC is preferable and 50 degreeC is more preferable. As an upper limit of the said temperature, 200 degreeC is preferable and 150 degreeC is more preferable. The lower limit of the SB time is preferably 10 seconds, and more preferably 30 seconds. The upper limit of the time is preferably 600 seconds, and more preferably 300 seconds. The lower limit of the average thickness of the resist film is preferably 10 nm, and more preferably 20 nm. The upper limit of the average thickness is preferably 1,000 nm, and more preferably 200 nm.

[露光工程]
本工程では、上記レジスト膜形成工程で形成されたレジスト膜を露光する。この露光は、場合によっては、水等の液浸露光液を介し、所定のパターンを有するマスクを介して放射線を照射することにより行う。
[Exposure process]
In this step, the resist film formed in the resist film forming step is exposed. In some cases, this exposure is performed by irradiating with radiation through a mask having a predetermined pattern through an immersion exposure liquid such as water.

液浸露光液としては、通常、空気より屈折率の大きい液体を使用する。具体的には、例えば純水、長鎖又は環状の脂肪族化合物等が挙げられる。この液浸露光液を介した状態、すなわち、レンズとレジスト膜との間に液浸露光液を満たした状態で、露光装置から放射線を照射し、所定のパターンを有するマスクを介してレジスト膜を露光する。   As the immersion exposure liquid, a liquid having a refractive index larger than that of air is usually used. Specific examples include pure water, long-chain or cyclic aliphatic compounds, and the like. In this state through the immersion exposure liquid, that is, in a state where the immersion exposure liquid is filled between the lens and the resist film, the exposure apparatus irradiates radiation, and the resist film is formed through a mask having a predetermined pattern. Exposure.

上記放射線としては、使用される感放射線性酸発生体の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等から適宜選定されて使用されるが、この中でも、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)、KrFエキシマレーザー光(波長248nm)等の遠紫外線が好ましく、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)がより好ましい。なお、露光量等の露光条件は、液浸露光用レジスト組成物の配合組成、添加剤の種類等に応じて適宜選定することができる。   The radiation is appropriately selected from visible rays, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, charged particle beams and the like according to the type of the radiation-sensitive acid generator to be used. Among these, ArF excimer is used. Far ultraviolet rays such as laser light (wavelength 193 nm) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) are preferred, and ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is more preferred. In addition, exposure conditions, such as exposure amount, can be suitably selected according to the compounding composition of the resist composition for immersion exposure, the kind of additive, etc.

露光後のレジスト膜に対し、加熱処理(以下、「ポストエクスポージャーベーク(PEB)」ともいう)を行うことが好ましい。このPEBにより、[A]重合体等の酸解離性基の解離反応を円滑に進行させることができる。PEBの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって適宜調整されるが、PEBの温度の下限としては、30℃が好ましく、50℃がより好ましく、60℃がさらに好ましい。上記温度の上限としては、200℃が好ましく、150℃がより好ましく、120℃がさらに好ましい。PEBの時間の下限としては、10秒が好ましく、30秒がより好ましい。上記時間の上限としては、600秒が好ましく、300秒がより好ましい。   It is preferable to perform a heat treatment (hereinafter also referred to as “post-exposure baking (PEB)”) on the resist film after exposure. By this PEB, the dissociation reaction of an acid dissociable group such as the [A] polymer can be smoothly advanced. The heating conditions for PEB are appropriately adjusted depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but the lower limit of the PEB temperature is preferably 30 ° C, more preferably 50 ° C, and even more preferably 60 ° C. As an upper limit of the said temperature, 200 degreeC is preferable, 150 degreeC is more preferable, and 120 degreeC is further more preferable. The lower limit of the PEB time is preferably 10 seconds, more preferably 30 seconds. The upper limit of the time is preferably 600 seconds, and more preferably 300 seconds.

また、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば特公平6−12452号公報、特開昭59−93448号公報等に開示されているように、使用される基板上に有機系又は無機系の反射防止膜を形成しておくこともできる。また、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば特開平5−188598号公報等に開示されているように、レジスト膜上に保護膜を設けることもできる。   In order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12452, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-93448, etc., on the substrate to be used. An organic or inorganic antireflection film can also be formed. In order to prevent the influence of basic impurities contained in the ambient atmosphere, a protective film can be provided on the resist film as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-188598.

[現像工程]
本工程では、上記露光工程で露光されたレジスト膜を現像する。この現像に用いる現像液としては、例えばアルカリ水溶液(アルカリ現像液)、有機溶媒を含有する液(有機溶媒現像液)等が挙げられる。これにより、所定のレジストパターンが形成される。
[Development process]
In this step, the resist film exposed in the exposure step is developed. Examples of the developer used for the development include an aqueous alkali solution (alkaline developer) and a solution containing an organic solvent (organic solvent developer). Thereby, a predetermined resist pattern is formed.

アルカリ現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ水溶液等が挙げられる。これらの中で、TMAH水溶液が好ましく、2.38質量%TMAH水溶液がより好ましい。   Examples of the alkali developer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine. , Ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4 .3.0] -5 aqueous solution in which at least one alkaline compound such as 5-nonene is dissolved. In these, a TMAH aqueous solution is preferable and a 2.38 mass% TMAH aqueous solution is more preferable.

有機溶媒現像液としては、例えば炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒等の有機溶媒、又は有機溶媒を含有する液が挙げられる。有機溶媒としては、例えば上述の感放射線性樹脂組成物の[E]溶媒として例示した溶媒の1種又は2種以上等が挙げられる。これらの中でも、エステル系溶媒及びケトン系溶媒が好ましい。エステル系溶媒としては、酢酸エステル系溶媒が好ましく、酢酸n−ブチルがより好ましい。ケトン系溶媒としては、鎖状ケトンが好ましく、2−ヘプタノンがより好ましい。有機溶媒現像液中の有機溶媒の含有量の下限としては、80質量%が好ましく、90質量%がより好ましく、95質量%がさらに好ましく、99質量%が特に好ましい。有機溶媒現像液中の有機溶媒以外の成分としては、例えば水、シリコンオイル等が挙げられる。   Examples of the organic solvent developer include organic solvents such as hydrocarbon solvents, ether solvents, ester solvents, ketone solvents, alcohol solvents, and liquids containing organic solvents. Examples of the organic solvent include one or more of the solvents exemplified as the [E] solvent of the above-described radiation-sensitive resin composition. Among these, ester solvents and ketone solvents are preferable. As the ester solvent, an acetate solvent is preferable, and n-butyl acetate is more preferable. As the ketone solvent, a chain ketone is preferable, and 2-heptanone is more preferable. The lower limit of the content of the organic solvent in the organic solvent developer is preferably 80% by mass, more preferably 90% by mass, further preferably 95% by mass, and particularly preferably 99% by mass. Examples of components other than the organic solvent in the organic solvent developer include water and silicone oil.

これらの現像液は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、現像後は、水等で洗浄し、乾燥することが一般的である。   These developers may be used alone or in combination of two or more. In general, after development, the substrate is washed with water or the like and dried.

<酸拡散制御剤>
当該酸拡散制御剤は、窒素原子及び−COOを含むアニオンと感放射線性カチオンとを有し、上記アニオンにおける上記−COOが炭素原子に結合しており、この炭素原子がさらに二重結合で他の原子と結合している酸拡散制御剤である。当該酸拡散制御剤は、上述の性質を有するので、当該感放射線性樹脂組成物の酸拡散制御剤成分として好適に用いることができ、この感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性、欠陥抑制性、焦点深度及び保存安定性を向上させることができる。
<Acid diffusion control agent>
The acid diffusion control agent is a nitrogen atom and -COO - and a anion and a radiation-sensitive cation containing said in the anion -COO - is attached to a carbon atom, the carbon atoms are more double bonds It is an acid diffusion controller bonded to other atoms. Since the acid diffusion control agent has the above-mentioned properties, it can be suitably used as an acid diffusion control agent component of the radiation-sensitive resin composition. The LWR performance, resolution, The rectangularity of the cross-sectional shape, defect suppression, depth of focus and storage stability can be improved.

<化合物>
当該化合物は、窒素原子及び−COOを含むアニオンと感放射線性カチオンとを有し、上記アニオンにおける上記−COOが炭素原子に結合しており、この炭素原子がさらに二重結合で他の原子と結合している化合物である。当該化合物は、上述の当該酸拡散制御剤として好適に用いることができる。
<Compound>
The compounds, nitrogen atom and -COO - and a anion and a radiation-sensitive cation containing said in the anion -COO - is attached to a carbon atom, other at the carbon atoms are more double bonds A compound that is bonded to an atom. The compound can be suitably used as the acid diffusion controller.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。各種物性値の測定方法を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. The measuring method of various physical property values is shown below.

[Mw、Mn及びMw/Mn]
重合体のMw及びMnは、東ソー社のGPCカラム(「G2000HXL」2本、「G3000HXL」1本及び「G4000HXL」1本)を使用し、以下の条件によるGPCにより測定した。また、Mw/Mnは、Mw及びMnの測定結果より算出した。
[Mw, Mn and Mw / Mn]
Mw and Mn of the polymer were measured by GPC using Tosoh's GPC columns ("G2000HXL", "G3000HXL" and "G4000HXL") under the following conditions. Mw / Mn was calculated from the measurement results of Mw and Mn.

溶出溶媒:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:100μL
カラム温度:40℃
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
Elution solvent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: 1.0% by mass
Sample injection volume: 100 μL
Column temperature: 40 ° C
Detector: Differential refractometer Standard material: Monodisperse polystyrene

13C−NMR分析]
重合体の各構造単位含有割合を求めるための13C−NMR分析は、核磁気共鳴装置(日本電子社の「JNM−ECX400」)を使用し、測定溶媒として重クロロホルムを使用して測定した。
[ 13 C-NMR analysis]
The 13 C-NMR analysis for determining the content ratio of each structural unit of the polymer was measured using a nuclear magnetic resonance apparatus (“JNM-ECX400” manufactured by JEOL Ltd.) and using deuterated chloroform as a measurement solvent.

<重合体の合成>
[A]重合体及び[D]重合体の合成に用いた単量体を以下に示す。
<Synthesis of polymer>
The monomers used for the synthesis of [A] polymer and [D] polymer are shown below.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

[[A]重合体の合成]
[合成例1]
化合物(M−1)9.38g(50モル%)及び化合物(M−8)10.62g(50モル%)を2−ブタノン40gに溶解させ、さらにラジカル重合開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.785g(単量体の総量に対して5モル%)を溶解させ、単量体溶液を調製した。次に、2−ブタノン20gを入れた200mL三口フラスコを窒素雰囲気下で撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに3時間、80℃で加熱することにより重合反応を行った。重合反応終了後、重合反応液を室温に冷却し、メタノール300g中に投入して析出した固体を濾別した。濾別した固体をメタノール60mLで2回洗浄し、濾別した後、減圧下、50℃で15時間乾燥させ、重合体(A−1)を合成した(収量15.8g、収率78.9%)。重合体(A−1)のMwは6,100であり、Mw/Mnは1.41であった。13C−NMR分析の結果、(M−1)及び(M−8)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ49.8モル%及び50.2モル%であった。
[[A] Synthesis of polymer]
[Synthesis Example 1]
9.38 g (50 mol%) of compound (M-1) and 10.62 g (50 mol%) of compound (M-8) are dissolved in 40 g of 2-butanone, and azobisisobutyroyl as a radical polymerization initiator is further dissolved. Nitrile (AIBN) 0.785 g (5 mol% based on the total amount of monomers) was dissolved to prepare a monomer solution. Next, a 200 mL three-necked flask containing 20 g of 2-butanone was heated to 80 ° C. with stirring in a nitrogen atmosphere, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the polymerization reaction was carried out by heating at 80 ° C. for 3 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization reaction solution was cooled to room temperature, poured into 300 g of methanol, and the precipitated solid was separated by filtration. The solid separated by filtration was washed twice with 60 mL of methanol, filtered, and then dried under reduced pressure at 50 ° C. for 15 hours to synthesize polymer (A-1) (yield 15.8 g, yield 78.9). %). Mw of the polymer (A-1) was 6,100, and Mw / Mn was 1.41. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of structural units derived from (M-1) and (M-8) were 49.8 mol% and 50.2 mol%, respectively.

[合成例2〜7]
下記表1に示す種類及び使用量の単量体を用いた以外は、合成例1と同様の操作を行うことによって、重合体(A−2)〜(A−7)を合成した。合成した各重合体の収率(%)、Mw、Mw/Mn及び各構造単位の含有割合(モル%)について下記表1に合わせて示す。
[Synthesis Examples 2 to 7]
Polymers (A-2) to (A-7) were synthesized by performing the same operations as in Synthesis Example 1 except that the types and amounts of monomers shown in Table 1 were used. The yield (%), Mw, Mw / Mn, and the content ratio (mol%) of each structural unit are shown in Table 1 below.

[合成例8]重合体(A−8)の合成
化合物(M−15)45.24g(50モル%)、化合物(M−1)54.76g(50モル%)、ラジカル重合開始剤としてのAIBN4.58g(単量体の総量に対して5モル%)、及びt−ドデシルメルカプタン1、14gをプロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解させた後、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間重合反応を行った。重合反応終了後、重合反応液を1,000gのn−ヘキサン中に滴下して凝固精製した後、得られた固体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加え、さらにメタノール150g、トリエチルアミン34g及び水6gを加えて、沸点にて還流させながら、8時間加水分解反応を行った。反応終了後、溶媒及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた固体をアセトン150gに溶解させた後、2,000gの水中に滴下して凝固させ、生成した固体をろ過し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−8)を得た(収量63.8g、収率72.3%)。重合体(A−8)のMwは6,400であり、Mw/Mnは1.72であった。13C−NMR分析の結果、p−ヒドロキシスチレン単位及び(M−1)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ51.2モル%及び48.8モル%であった。
[Synthesis Example 8] Synthesis of Polymer (A-8) Compound (M-15) 45.24 g (50 mol%), Compound (M-1) 54.76 g (50 mol%), as a radical polymerization initiator After dissolving 4.58 g of AIBN (5 mol% based on the total amount of monomers) and 1,14 g of t-dodecyl mercaptan in 100 g of propylene glycol monomethyl ether, the reaction temperature was maintained at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere. The polymerization reaction was performed for 16 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization reaction solution was dropped into 1,000 g of n-hexane for coagulation purification, and then 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added again to the obtained solid, and further 150 g of methanol, 34 g of triethylamine and 6 g of water. And a hydrolysis reaction was performed for 8 hours while refluxing at the boiling point. After completion of the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the resulting solid was dissolved in 150 g of acetone, then dropped into 2,000 g of water to solidify, and the resulting solid was filtered and filtered at 50 ° C. for 17 hours. By drying, a white powdery polymer (A-8) was obtained (yield 63.8 g, yield 72.3%). Mw of the polymer (A-8) was 6,400, and Mw / Mn was 1.72. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of the p-hydroxystyrene unit and the structural unit derived from (M-1) were 51.2 mol% and 48.8 mol%, respectively.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

[[D]重合体の合成]
[合成例9]
化合物(M−16)21.5g(70モル%)及び化合物(M−17)8,5g(30モル%)を2−ブタノン20gに溶解させ、さらにラジカル重合開始剤としてのAIBN1.38g(単量体の総量に対して5モル%)を溶解させ、単量体溶液を調製した。次に、2−ブタノン10gを入れた100mL三口フラスコを窒素雰囲気下で撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに3時間、80℃で加熱することにより重合反応を行った。重合反応終了後、重合反応液を室温に冷却した。重合反応液を分液漏斗に移液した後、45gのn−ヘキサンで上記重合反応液を均一に希釈し、180gのメタノールを投入して混合した。次いで9gの蒸留水を投入し、さらに攪拌して30分静置した。次いで、下層を回収し、溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに置換することで、重合体(D−1)を含むプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た(収率60.0%)。重合体(D−1)のMwは7,200であり、Mw/Mnは2.00であった。13C−NMR分析の結果、(M−16)及び(M−17)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ71.1モル%及び28.9モル%であった。
[[D] Synthesis of polymer]
[Synthesis Example 9]
21.5 g (70 mol%) of the compound (M-16) and 8.5 g (30 mol%) of the compound (M-17) were dissolved in 20 g of 2-butanone, and further 1.38 g (single unit) of AIBN as a radical polymerization initiator. A monomer solution was prepared by dissolving 5 mol%) with respect to the total amount of the monomer. Next, a 100 mL three-necked flask containing 10 g of 2-butanone was heated to 80 ° C. with stirring in a nitrogen atmosphere, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the polymerization reaction was carried out by heating at 80 ° C. for 3 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization reaction solution was cooled to room temperature. After transferring the polymerization reaction liquid to a separatory funnel, the polymerization reaction liquid was uniformly diluted with 45 g of n-hexane, and 180 g of methanol was added and mixed. Next, 9 g of distilled water was added, and the mixture was further stirred and allowed to stand for 30 minutes. Next, the lower layer was recovered, and the solvent was replaced with propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a propylene glycol monomethyl ether acetate solution containing the polymer (D-1) (yield 60.0%). Mw of the polymer (D-1) was 7,200, and Mw / Mn was 2.00. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of structural units derived from (M-16) and (M-17) were 71.1 mol% and 28.9 mol%, respectively.

<感放射線性樹脂組成物の調製>
感放射線性樹脂組成物の調製に用いた[B]酸発生剤、[C]酸拡散制御剤、及び[E]溶媒を以下に示す。
<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
[B] acid generator, [C] acid diffusion control agent, and [E] solvent used for preparation of the radiation sensitive resin composition are shown below.

[[B]酸発生剤]
下記式(B−1)〜(B−7)で表される化合物。
[[B] acid generator]
Compounds represented by the following formulas (B-1) to (B-7).

Figure 0006561731
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[[C]酸拡散制御剤]
実施例:下記式(C−1)〜(C−16)で表される化合物。
比較例:下記式(CC−1)〜(CC−6)で表される化合物。
[[C] acid diffusion controller]
Examples: Compounds represented by the following formulas (C-1) to (C-16).
Comparative Example: Compounds represented by the following formulas (CC-1) to (CC-6).

Figure 0006561731
Figure 0006561731

Figure 0006561731
Figure 0006561731

Figure 0006561731
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[[E]溶媒]
E−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
E−2:シクロヘキサノン
E−3:γ−ブチロラクトン
[[E] solvent]
E-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate E-2: Cyclohexanone E-3: γ-butyrolactone

[ArF露光用感放射線性樹脂組成物の調製]
[実施例1]
[A]重合体としての(A−1)100質量部、[B]酸発生剤としての(B−1)7.9質量部、[C]酸拡散制御剤としての(C−1)1.6質量部、[D]重合体としての(D−1)3.0質量部、並びに[E]溶媒としての(E−1)2,240質量部、(E−2)960質量部及び(E−3)30質量部を混合し、得られた混合溶液を孔径0.20μmのフィルターでろ過することによりの感放射線性樹脂組成物(J−1)を調製した。
[Preparation of radiation-sensitive resin composition for ArF exposure]
[Example 1]
[A] 100 parts by weight of (A-1) as a polymer, 7.9 parts by weight of (B-1) as an acid generator [B], [C] (C-1) 1 as an acid diffusion controller .6 parts by weight, (D-1) 3.0 parts by weight as a polymer, and (E-1) 2,240 parts by weight as (E) solvent, (E-2) 960 parts by weight and (E-3) 30 parts by mass was mixed, and the resulting mixed solution was filtered with a filter having a pore size of 0.20 μm to prepare a radiation sensitive resin composition (J-1).

[実施例2〜30及び比較例1〜8]
下記表2及び表3に示す種類及び含有量の各成分を用いた以外は、実施例1と同様に操作して、感放射線性樹脂組成物(J−2)〜(J−30)及び(CJ−1)〜(CJ−8)を調製した。
[Examples 2 to 30 and Comparative Examples 1 to 8]
Except having used each component of the kind and content shown in the following Table 2 and Table 3, it operated similarly to Example 1 and the radiation sensitive resin composition (J-2)-(J-30) and ( CJ-1) to (CJ-8) were prepared.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

Figure 0006561731
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<レジストパターンの形成(1)>
12インチのシリコンウエハ表面に、スピンコーター(東京エレクトロン社の「CLEAN TRACK ACT12」)を使用して、下層反射防止膜形成用組成物(ブルワーサイエンス社の「ARC66」)を塗布した後、205℃で60秒間加熱することにより平均厚み105nmの下層反射防止膜を形成した。この下層反射防止膜上に、上記スピンコーターを使用して上記調製した各感放射線性樹脂組成物を塗布し、90℃で60秒間PBを行った。その後、23℃で30秒間冷却し、平均厚み90nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜を、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(NIKON社の「NSR−S610C」)を用い、NA=1.3、ダイポール(シグマ0.977/0.782)の光学条件にて、40nmラインアンドスペース(1L1S)マスクパターンを介して露光した。露光後、90℃で60秒間PEBを行った。その後、アルカリ現像液としての2.38質量%TMAH水溶液を用いてアルカリ現像し、水で洗浄し、乾燥してポジ型のレジストパターンを形成した。このレジストパターン形成の際、ターゲット寸法が40nmの1対1ラインアンドスペースのマスクを介して形成したパターンが、線幅40nmの1対1ラインアンドスペースに形成される場合の露光量を最適露光量とした。
<Formation of resist pattern (1)>
A 12-inch silicon wafer surface was coated with a composition for forming a lower antireflection film (“ARC66” from Brewer Science) using a spin coater (“CLEAN TRACK ACT12” from Tokyo Electron), and then 205 ° C. Was heated for 60 seconds to form a lower antireflection film having an average thickness of 105 nm. On the lower antireflection film, each of the prepared radiation sensitive resin compositions was applied using the spin coater, and PB was performed at 90 ° C. for 60 seconds. Then, it cooled at 23 degreeC for 30 second, and formed the resist film with an average thickness of 90 nm. Next, this resist film was subjected to an optical condition of NA = 1.3 and dipole (Sigma 0.977 / 0.782) using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (“NSR-S610C” manufactured by NIKON). , Exposed through a 40 nm line and space (1L1S) mask pattern. After the exposure, PEB was performed at 90 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the resist was alkali-developed using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution as an alkali developer, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. When this resist pattern is formed, the exposure amount when the pattern formed through a one-to-one line and space mask with a target dimension of 40 nm is formed into a one-to-one line and space with a line width of 40 nm is the optimum exposure amount. It was.

<レジストパターンの形成(2)>
上記TMAH水溶液の代わりに酢酸n−ブチルを用いて有機溶媒現像し、かつ水での洗浄を行わなかった以外は、上記レジストパターンの形成(1)と同様に操作して、ネガ型のレジストパターンを形成した。
<Formation of resist pattern (2)>
A negative resist pattern was prepared in the same manner as in the above resist pattern formation (1) except that n-butyl acetate was used instead of the TMAH aqueous solution and the organic solvent was developed, and washing with water was not performed. Formed.

<評価>
上記形成した各レジストパターンについて、下記方法に従って測定することにより、感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度及び欠陥抑制性を評価した。また、下記方法により、感放射線性樹脂組成物の保存安定性を評価した。なお、レジストパターンの測長には走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社の「CG−4100」)を用いた。評価結果を下記表4及び表5に示す。
<Evaluation>
About each formed said resist pattern, the LWR performance of the radiation sensitive resin composition, the resolution, the rectangularity of a cross-sectional shape, the depth of focus, and defect inhibitory property were evaluated by measuring. Moreover, the storage stability of the radiation sensitive resin composition was evaluated by the following method. A scanning electron microscope (Hitachi High-Technologies “CG-4100”) was used for measuring the resist pattern. The evaluation results are shown in Table 4 and Table 5 below.

[LWR性能]
上記走査型電子顕微鏡を用いてレジストパターンを上部から観察した。線幅を任意のポイントで計50点測定し、その測定値の分布から3シグマ値を求め、これをLWR性能(nm)とした。LWR性能は、値が小さいほど良いことを示す。LWR性能は、4.9nm以下の場合は良好と、4.9nmを超える場合は不良と評価できる。
[LWR performance]
The resist pattern was observed from above using the scanning electron microscope. A total of 50 line widths were measured at arbitrary points, and a 3-sigma value was obtained from the distribution of the measured values, and this was defined as LWR performance (nm). The LWR performance indicates that the smaller the value, the better. The LWR performance can be evaluated as good when it is 4.9 nm or less, and poor when it exceeds 4.9 nm.

[解像性]
上記最適露光量において、ラインアンドスペース(1L/1S)を形成するマスクパターンのサイズを変えた場合に解像される最小のレジストパターンの寸法を測定し、この測定値を解像性(nm)とした。解像性は、値が小さいほど良いことを示す。解像性は、36nm以下の場合は良好と、36nmを超える場合は不良と評価できる。
[Resolution]
At the optimum exposure amount, the dimension of the minimum resist pattern that is resolved when the size of the mask pattern forming the line and space (1L / 1S) is changed is measured, and the measured value is determined as the resolution (nm). It was. The smaller the value, the better the resolution. The resolution can be evaluated as good when it is 36 nm or less, and as poor when it exceeds 36 nm.

[断面形状の矩形性]
上記最適露光量において解像されるレジストパターンの断面形状を観察し、レジストパターンの中間での線幅Lb及び膜の上部での線幅Laを測定し、La/Lbを算出し、断面形状の矩形性の指標とした。断面形状の矩形性は、0.95≦(La/Lb)≦1.05である場合は良好と、(La/Lb)<0.95又は1.05<(La/Lb)である場合は不良と評価できる。
[Rectangularity of the cross-sectional shape]
Observe the cross-sectional shape of the resist pattern resolved at the optimum exposure amount, measure the line width Lb in the middle of the resist pattern and the line width La at the top of the film, calculate La / Lb, and calculate the cross-sectional shape A rectangularity index. The rectangular shape of the cross-sectional shape is good when 0.95 ≦ (La / Lb) ≦ 1.05, and when (La / Lb) <0.95 or 1.05 <(La / Lb). Can be evaluated as bad.

[焦点深度]
上記最適露光量において解像されるレジストパターンにおいて、深さ方向にフォーカスを変化させた際の寸法を観測し、ブリッジや残渣が無いままパターン寸法が基準の90%〜110%に入る深さ方向の余裕度を測定し、この測定結果を焦点深度とした。焦点深度は、50nmを超える場合は良好と、50nm以下の場合は不良と評価できる。
[Depth of focus]
In the resist pattern resolved at the above optimum exposure amount, the dimension when the focus is changed in the depth direction is observed, and the depth direction in which the pattern dimension falls within 90% to 110% of the standard without any bridge or residue. Was measured, and the measurement result was defined as the depth of focus. When the depth of focus exceeds 50 nm, it can be evaluated as good, and when it is 50 nm or less, it can be evaluated as defective.

[欠陥抑制性]
上記最適露光量において解像されるレジストパターンにおいて、欠陥数を、欠陥検査装置(KLA−Tencor社の「KLA2810」)を用いて測定した。欠陥抑制性は、単位面積当たりの欠陥の数が少ないほど良好である。欠陥抑制性は、0.1個/cm以下の場合は良好と、0.1個/cmを超える場合は不良と評価できる。
[Defect suppression]
In the resist pattern resolved at the optimum exposure amount, the number of defects was measured using a defect inspection apparatus (“KLA2810” manufactured by KLA-Tencor). The defect suppression is better as the number of defects per unit area is smaller. Defect suppression can be evaluated as good when it is 0.1 piece / cm 2 or less, and defective when it exceeds 0.1 piece / cm 2 .

[保存安定性]
上記調製直後の感放射線性樹脂組成物、及び調製後3か月間25℃で保管した後の感放射線性樹脂組成物について、40nmの1対1ラインアンドスペースのマスクを介して形成したパターンが線幅40nmの1対1ラインアンドスペースに形成される場合の露光量(最適露光量)をそれぞれ測定し、Ea、Ebとし、(Ea−Eb)×100/Eaを算出して、保存安定性の指標とした。保存安定性は、−1.00≦[(Ea−Eb)×100/Ea]≦1.00である場合は良好と、[(Ea−Eb)×100/Ea]<−1.00又は1.00<[(Ea−Eb)×100/Ea]の場合は不良と評価できる。
[Storage stability]
About the radiation sensitive resin composition immediately after the preparation and the radiation sensitive resin composition after being stored at 25 ° C. for 3 months after the preparation, the pattern formed through a 40 nm one-to-one line and space mask is a line. Measure the exposure amount (optimal exposure amount) when formed in a one-to-one line and space with a width of 40 nm, calculate Ea and Eb, and calculate (Ea−Eb) × 100 / Ea. It was used as an index. The storage stability is good when -1.00 ≦ [(Ea−Eb) × 100 / Ea] ≦ 1.00, and [(Ea−Eb) × 100 / Ea] <− 1.00 or 1 When .00 <[(Ea−Eb) × 100 / Ea], it can be evaluated as defective.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

Figure 0006561731
Figure 0006561731

[電子線露光用感放射線性樹脂組成物の調製]
[実施例31]
[A]重合体としての(A−8)100質量部、[B]酸発生剤としての(B−3)20質量部、[C]酸拡散制御剤としての(C−1)3.2質量部、並びに[E]溶媒としての(E−1)4,280質量部及び(E−2)1,830質量部を混合し、孔径0.2μmのメンブランフィルターでろ過することによりの感放射線性樹脂組成物(J−31)を調製した。
[Preparation of radiation-sensitive resin composition for electron beam exposure]
[Example 31]
[A] 100 parts by mass of (A-8) as a polymer, [B] 20 parts by mass of (B-3) as an acid generator, [C] (C-1) 3.2 as an acid diffusion controller Radiation sensitivity by mixing (E-1) 4,280 parts by mass and (E-2) 1,830 parts by mass as [E] solvent and filtering through a membrane filter with a pore size of 0.2 μm. Resin composition (J-31) was prepared.

[実施例32〜34並びに比較例9及び10]
下記表6に示す種類及び含有量の各成分を用いた以外は、実施例31と同様に操作して、感放射線性樹脂組成物(J−31)〜(J−34)並びに(CJ−9)及び(CJ−10)を調製した。
[Examples 32-34 and Comparative Examples 9 and 10]
Except having used each component of the kind and content shown in the following Table 6, it operated similarly to Example 31, and radiation sensitive resin composition (J-31)-(J-34) and (CJ-9) ) And (CJ-10) were prepared.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

<レジストパターンの形成(3)>
8インチのシリコンウエハ表面に、スピンコーター(東京エレクトロン社の「CLEAN TRACK ACT8」)を使用して、表7に記載の各感放射線性樹脂組成物を塗布し、90℃で60秒間PBを行った。その後、23℃で30秒間冷却し、平均厚み50nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜に、簡易型の電子線描画装置(日立製作所社の「HL800D」、出力:50KeV、電流密度:5.0A/cm)を用いて電子線を照射した。照射後、120℃で60秒間PEBを行った。その後、アルカリ現像液としての2.38質量%TMAH水溶液を用いて23℃で30秒間現像し、水で洗浄し、乾燥してポジ型のレジストパターンを形成した。
<Formation of resist pattern (3)>
Using a spin coater (“CLEAN TRACK ACT8” manufactured by Tokyo Electron) on the surface of an 8-inch silicon wafer, each radiation-sensitive resin composition shown in Table 7 was applied, and PB was performed at 90 ° C. for 60 seconds. It was. Then, it cooled at 23 degreeC for 30 second, and formed the resist film with an average thickness of 50 nm. Next, the resist film was irradiated with an electron beam by using a simple electron beam drawing apparatus (“HL800D” manufactured by Hitachi, Ltd., output: 50 KeV, current density: 5.0 A / cm 2 ). After irradiation, PEB was performed at 120 ° C. for 60 seconds. Thereafter, development was performed at 23 ° C. for 30 seconds using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution as an alkali developer, washed with water, and dried to form a positive resist pattern.

<レジストパターンの形成(4)>
上記TMAH水溶液の代わりに酢酸n−ブチルを用いて有機溶媒現像し、かつ水での洗浄を行わなかった以外は、上記レジストパターンの形成(3)と同様に操作して、ネガ型のレジストパターンを形成した。
<Formation of resist pattern (4)>
A negative resist pattern was prepared in the same manner as in the above resist pattern formation (3) except that n-butyl acetate was used instead of the TMAH aqueous solution and the organic solvent was developed. Formed.

<評価>
上記電子線露光により形成したレジストパターンについて、上記ArF露光の場合と同様の手法で、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度及び保存安定性の評価を実施した。評価結果を下記表7に示す。なお、電子線露光の場合、LWR性能は5.2nm以下の場合は良好と、5.2nmを超える場合は不良と評価できる。
<Evaluation>
The resist pattern formed by the electron beam exposure was evaluated for the LWR performance, the resolution, the rectangular shape of the cross-sectional shape, the depth of focus, and the storage stability in the same manner as in the ArF exposure. The evaluation results are shown in Table 7 below. In the case of electron beam exposure, the LWR performance can be evaluated as good when it is 5.2 nm or less, and poor when it exceeds 5.2 nm.

Figure 0006561731
Figure 0006561731

表4、表5及び表7の結果から明らかなように、実施例の感放射線性樹脂組成物はArF露光及び電子線露光の場合、かつアルカリ現像及び有機溶媒現像の場合とも、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度及び保存安定性に優れている。比較例では、これらの各特性が実施例に比べて劣っていた。一般的に、電子線露光によれば、EUV露光の場合と同様の傾向を示すことが知られており、従って、実施例の感放射線性樹脂組成物によれば、EUV露光の場合においても、LWR性能等に優れると推測される。   As is clear from the results of Tables 4, 5 and 7, the radiation-sensitive resin compositions of the examples have the LWR performance, the solution in the case of ArF exposure and electron beam exposure, and in the case of alkali development and organic solvent development. Excellent image quality, rectangular cross-section, depth of focus and storage stability. In the comparative example, each of these characteristics was inferior to the example. Generally, according to electron beam exposure, it is known to show the same tendency as in the case of EUV exposure. Therefore, according to the radiation-sensitive resin composition of the example, even in the case of EUV exposure, It is estimated that the LWR performance is excellent.

本発明の感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、優れた保存安定性及び焦点深度を発揮しつつ、LWRが小さく、解像度が高く、断面形状の矩形性に優れ、欠陥が少ないレジストパターンを形成することができる。本発明の酸拡散制御剤は、当該感放射線性樹脂組成物の酸拡散制御剤成分として好適に用いることができる。本発明の化合物は、当該酸拡散制御剤として好適に用いることができる。従って、これらは、さらなる微細化が進行すると予想される半導体デバイス製造等におけるパターン形成に好適に用いることができる。
According to the radiation-sensitive resin composition and the resist pattern forming method of the present invention, while exhibiting excellent storage stability and depth of focus, LWR is small, resolution is high, cross-sectional rectangularity is excellent, and there are few defects. A resist pattern can be formed. The acid diffusion controlling agent of the present invention can be suitably used as an acid diffusion controlling agent component of the radiation sensitive resin composition. The compound of the present invention can be suitably used as the acid diffusion controller. Therefore, they can be suitably used for pattern formation in semiconductor device manufacturing or the like where further miniaturization is expected.

Claims (7)

酸解離性基を含む第1構造単位を有する重合体、
感放射線性酸発生体、及び
下記式(1−1)、(1−2)若しくは(1−3)で表される化合物又はこれらの組み合わせである酸拡散制御剤(但し、式(S−6)、(S−7)及び(S−8)で表されるものを除く)
を含有する感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006561731
(式(1−1)中、R 及びR は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。X は、1価の感放射線性オニウムカチオンである。L は、単結合又は炭素数1〜10の2価の有機基である。R は、炭素数1〜6の1価の炭化水素基、ヒドロキシ基、スルファニル基又はアミノ基である。nは、0〜4の整数である。nが2以上の場合、複数のR は同一でも異なっていてもよい。R 、R 、L 及び1若しくは複数のR のうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する原子又は原子鎖と共に環員数3〜20の環構造を形成していてもよい。但し、nが0である場合、R 及びR は、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又は互いに合わせられこれらが結合する原子又は原子鎖と共に環員数3〜20の環構造を形成している。)
Figure 0006561731
(式(1−2)中、R 、R 及びX は、上記式(1−1)と同義である。L は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。R 、R 及びL のうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する窒素原子と共に環員数3〜20の環構造を形成していてもよい。)
Figure 0006561731
(式(1−3)中、X は、上記式(1−1)と同義である。R は、炭素数1〜8の1価の炭化水素基、ヒドロキシ基、スルファニル基又はアミノ基である。mは、1〜4の整数である。mが2以上の場合、複数のR は同一でも異なっていてもよく、複数のR のうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する炭素鎖と共に環員数4〜20の環構造を形成していてもよい。)
Figure 0006561731
A polymer having a first structural unit containing an acid-dissociable group,
A radiation sensitive acid generator, and
An acid diffusion controller which is a compound represented by the following formula (1-1), (1-2) or (1-3) or a combination thereof (provided that the formulas (S-6), (S-7) and (Excluding those represented by (S-8))
The radiation-sensitive resin composition containing a.
Figure 0006561731
(In Formula (1-1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation. L 2 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a sulfanyl group, or an amino group. there .n, when it .n is 2 or an integer from 0 to 4, a plurality of R 3 may optionally be the same or different .R 1, of R 2, L 2 and one or more of R 3 May be combined with each other to form a ring structure having 3 to 20 ring members together with an atom or an atomic chain to which they are bonded, provided that when n is 0, R 1 and R 2 are each Independently, they are monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms, or they are combined with each other To form a ring structure ring members 3 to 20 together with that atom or chain of atoms.)
Figure 0006561731
(In the formula (1-2), R 1 , R 2 and X + have the same meanings as the formula (1-1). L 3 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. And two or more of R 1 , R 2 and L 3 may be combined with each other to form a ring structure having 3 to 20 ring members together with the nitrogen atom to which they are bonded.
Figure 0006561731
(In formula (1-3), X + has the same meaning as in formula (1-1). R 4 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, a hydroxy group, a sulfanyl group, or an amino group. M is an integer of 1 to 4. When m is 2 or more, the plurality of R 4 may be the same or different, and two or more of the plurality of R 4 are combined with each other. A ring structure having 4 to 20 ring members may be formed together with the carbon chain to be bonded.)
Figure 0006561731
上記感放射線性酸発生体が、下記式(2−1)で表される請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006561731
(式(2−1)中、Rp1は、環員数6以上の環構造を含む1価の基である。Rp2は、2価の連結基である。Rp3及びRp4は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜20の1価の炭化水素基又は炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基である。Rp5及びRp6は、それぞれ独立して、フッ素原子又は炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基である。np1は、0〜10の整数である。np2は、0〜10の整数である。np3は、1〜10の整数である。np1が2以上の場合、複数のRp2は同一でも異なっていてもよい。np2が2以上の場合、複数のRp3は同一でも異なっていてもよく、複数のRp4は同一でも異なっていてもよい。np3が2以上の場合、複数のRp5は同一でも異なっていてもよく、複数のRp6は同一でも異なっていてもよい。Zは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。)
The radiation sensitive resin composition according to claim 1, wherein the radiation sensitive acid generator is represented by the following formula (2-1).
Figure 0006561731
(In formula (2-1), R p1 is a monovalent group containing a ring structure having 6 or more ring members. R p2 is a divalent linking group. R p3 and R p4 are independent of each other. A hydrogen atom, a fluorine atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, wherein R p5 and R p6 are each independently , A fluorine atom or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, n p1 is an integer of 0 to 10. n p2 is an integer of 0 to 10. n p3 is 1 When n p1 is 2 or more, the plurality of R p2 may be the same or different, and when n p2 is 2 or more, the plurality of R p3 may be the same or different. R p4 may be the same or different, and when n p3 is 2 or more, a plurality of R p5 may be the same or different. And a plurality of R p6 may be the same or different. Z + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.)
上記第1構造単位が、下記式(a−1)で表される請求項1又は請求項2に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006561731
(式(a−1)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Yは、下記式(Y−1)で表される1価の酸解離性基である。)
Figure 0006561731
(式(Y−1)中、Re1は、炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。Re2及びRe3は、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3〜20の脂環構造を表す。)
The first structural unit, the radiation-sensitive resin composition according to claim 1 or claim 2 represented by the following formula (a-1).
Figure 0006561731
(In formula (a-1), R 5 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. Y 1 is a monovalent acid dissociation represented by the following formula (Y-1). Group.)
Figure 0006561731
(In formula (Y-1), R e1 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R e2 and R e3 are each independently monovalent carbon atoms having 1 to 20 carbon atoms. It is a hydrogen group or represents an alicyclic structure having 3 to 20 ring members composed of these groups together with the carbon atom to which they are bonded.)
上記重合体が、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む第2構造単位をさらに有する請求項1、請求項2又は請求項3に記載の感放射線性樹脂組成物。 The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the polymer further has a second structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof. レジスト膜を形成する工程、
上記レジスト膜を露光する工程、及び
上記露光されたレジスト膜を現像する工程
を備え、
上記レジスト膜を請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物により形成するレジストパターン形成方法。
Forming a resist film;
A step of exposing the resist film, and a step of developing the exposed resist film,
The resist pattern formation method which forms the said resist film with the radiation sensitive resin composition of any one of Claims 1-4 .
下記式(1−1)、(1−2)若しくは(1−3)で表される化合物又はこれらの組み合わせである酸拡散制御剤(但し、式(s−6)、(s−7)、(s−8)及び(s−12)で表されるものを除く)
Figure 0006561731
(式(1−1)中、R 及びR は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。X は、1価の感放射線性オニウムカチオンである。L は、単結合又は炭素数1〜10の2価の有機基である。R は、炭素数1〜6の1価の炭化水素基、ヒドロキシ基、スルファニル基又はアミノ基である。nは、0〜4の整数である。nが2以上の場合、複数のR は同一でも異なっていてもよい。R 、R 、L 及び1若しくは複数のR のうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する原子又は原子鎖と共に環員数3〜20の環構造を形成していてもよい。但し、nが0である場合、R 及びR は、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又は互いに合わせられこれらが結合する原子又は原子鎖と共に環員数3〜20の環構造を形成している。)
Figure 0006561731
(式(1−2)中、R 、R 及びX は、上記式(1−1)と同義である。L は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。R 、R 及びL のうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する窒素原子と共に環員数3〜20の環構造を形成していてもよい。)
Figure 0006561731
(式(1−3)中、X は、上記式(1−1)と同義である。R は、炭素数1〜8の1価の炭化水素基、ヒドロキシ基、スルファニル基又はアミノ基である。mは、1〜4の整数である。mが2以上の場合、複数のR は同一でも異なっていてもよく、複数のR のうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する炭素鎖と共に環員数4〜20の環構造を形成していてもよい。)
Figure 0006561731
(式(1−3−1)及び式(1−3−2)中、X は、上記式(1−1)と同義である。)
Figure 0006561731
(式(s−6)、(s−7)、(s−8)及び(s−12)中、X は、上記式(1−1)と同義である。)
An acid diffusion controller which is a compound represented by the following formula (1-1), (1-2) or (1-3) or a combination thereof (provided that the formula (s-6), (s-7), (Excluding those represented by (s-8) and (s-12)) .
Figure 0006561731
(In Formula (1-1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation. L 2 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxy group, a sulfanyl group, or an amino group. there .n, when it .n is 2 or an integer from 0 to 4, a plurality of R 3 may optionally be the same or different .R 1, of R 2, L 2 and one or more of R 3 May be combined with each other to form a ring structure having 3 to 20 ring members together with an atom or an atomic chain to which they are bonded, provided that when n is 0, R 1 and R 2 are each Independently, they are monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms, or they are combined with each other To form a ring structure ring members 3 to 20 together with that atom or chain of atoms.)
Figure 0006561731
(In the formula (1-2), R 1 , R 2 and X + have the same meanings as the formula (1-1). L 3 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. And two or more of R 1 , R 2 and L 3 may be combined with each other to form a ring structure having 3 to 20 ring members together with the nitrogen atom to which they are bonded.
Figure 0006561731
(In formula (1-3), X + has the same meaning as in formula (1-1). R 4 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, a hydroxy group, a sulfanyl group, or an amino group. M is an integer of 1 to 4. When m is 2 or more, the plurality of R 4 may be the same or different, and two or more of the plurality of R 4 are combined with each other. A ring structure having 4 to 20 ring members may be formed together with the carbon chain to be bonded.)
Figure 0006561731
(In Formula (1-3-1) and Formula (1-3-2), X + has the same meaning as in Formula (1-1) above.)
Figure 0006561731
(In formulas (s-6), (s-7), (s-8) and (s-12), X + has the same meaning as in formula (1-1) above.)
下記式(1−1)、(1−2)、(1−3)、(1−3−1)又は(1−3−2)で表される化合物(但し、式(s−6)、(s−7)、(s−8)及び(s−12)で表されるものを除く)
Figure 0006561731
(式(1−1)中、R 及びR は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。X は、下記式(Z−1)〜(Z−3)で表されるカチオンである。L は、単結合又は炭素数1〜10の2価の有機基である。R は、炭素数1〜6の1価の炭化水素基、ヒドロキシ基、スルファニル基又はアミノ基である。nは、0〜4の整数である。nが2以上の場合、複数のR は同一でも異なっていてもよい。R 、R 、L 及び1若しくは複数のR のうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する原子又は原子鎖と共に環員数3〜20の環構造を形成していてもよい。但し、nが0である場合、R 及びR は、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又は互いに合わせられこれらが結合する原子又は原子鎖と共に環員数3〜20の環構造を形成している。)
Figure 0006561731
(式(1−2)中、R 及びR は、上記式(1−1)と同義である。X は、下記式(Z−1)〜(Z−3)で表されるカチオンである。L は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。R 、R 及びL のうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する窒素原子と共に環員数3〜20の環構造を形成していてもよい。)
Figure 0006561731
(式(1−3)中、X は、下記式(Z−1)〜(Z−3)で表されるカチオンである。R は、炭素数1〜8の1価の炭化水素基、スルファニル基又はアミノ基である。mは、1〜4の整数である。mが2以上の場合、複数のR は同一でも異なっていてもよく、複数のR のうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する炭素鎖と共に環員数4〜20の環構造を形成していてもよい。)
Figure 0006561731
(式(1−3−1)及び式(1−3−2)中、X は、上記式(1−1)と同義である。)
Figure 0006561731
(式(Z−1)中、R a1 、R a2 及びR a3 は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、−OSO −R 若しくは−SO −R であるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。R 及びR は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基である。k1、k2及びk3は、それぞれ独立して0〜5の整数である。R a1 〜R a3 並びにR 及びR がそれぞれ複数の場合、複数のR a1 〜R a3 並びにR 及びR はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
式(Z−2)中、R a4 は、置換若しくは非置換の炭素数1〜8のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜8の芳香族炭化水素基である。k4は、0〜7の整数である。R a4 が複数の場合、複数のR a4 は同一でも異なっていてもよく、また、複数のR a4 は、互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。R a5 は、置換若しくは非置換の炭素数1〜7のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6若しくは7の芳香族炭化水素基である。k5は、0〜6の整数である。R a5 が複数の場合、複数のR a5 は同一でも異なっていてもよく、また、複数のR a5 は互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。rは、0〜3の整数である。R a6 は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。tは、0〜2の整数である。
式(Z−3)中、R a7 及びR a8 は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、−OSO −R 若しくは−SO −R であるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。R 及びR は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基である。k6及びk7は、それぞれ独立して0〜5の整数である。R a7 、R a8 、R 及びR がそれぞれ複数の場合、複数のR a7 、R a8 、R 及びR はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)
Figure 0006561731
(式(s−6)、(s−7)、(s−8)及び(s−12)中、X は、上記式(Z−1)〜(Z−3)で表されるカチオンである。)
A compound represented by the following formula (1-1), (1-2), (1-3), (1-3-1) or (1-3-2) (provided that the formula (s-6), (Excluding those represented by (s-7), (s-8) and (s-12)) .
Figure 0006561731
(In formula (1-1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. X + represents the following formula (Z-1) to L 2 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. , A hydroxy group, a sulfanyl group, or an amino group, n is an integer of 0 to 4. When n is 2 or more, a plurality of R 3 may be the same or different from each other R 1 , R 2 , L Two or more of 2 and 1 or a plurality of R 3 may be combined with each other to form a ring structure having 3 to 20 ring members together with an atom or an atomic chain to which they are bonded, provided that n is 0. If, R 1 and R 2 are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or together combined et al To form a ring structure ring members 3 to 20 together with the atoms or atomic chain they are attached.)
Figure 0006561731
(In the formula (1-2), R 1 and R 2 have the same meaning as the above formula (1-1). X + represents a cation represented by the following formulas (Z-1) to (Z-3). L 3 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms , and two or more of R 1 , R 2 and L 3 are combined with each other to form a ring together with the nitrogen atom to which they are bonded. A ring structure having 3 to 20 members may be formed.)
Figure 0006561731
(In formula (1-3), X + is a cation represented by the following formulas (Z-1) to (Z-3). R 4 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. , A sulfanyl group or an amino group, m is an integer of 1 to 4. When m is 2 or more, the plurality of R 4 may be the same or different, and two or more of the plurality of R 4 May be combined with each other to form a ring structure having 4 to 20 ring members together with the carbon chain to which they are bonded.)
Figure 0006561731
(In Formula (1-3-1) and Formula (1-3-2), X + has the same meaning as in Formula (1-1) above.)
Figure 0006561731
(In formula (Z-1), R a1 , R a2 and R a3 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 12 carbon atoms. family hydrocarbon group, or an -OSO 2 -R P or -SO 2 -R Q, or .R P and R Q or two represents a keyed configured ring structure of these groups is Each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 12 carbon atoms. group is a hydrocarbon group .K1, k2 and k3 are each independently an integer of 0 to 5 .R a1 to R a3 and R when P and R Q are a plurality each of the plurality of R a1 to R a3 And R P and R Q are the same May be different.
In formula (Z-2), R a4 represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 8 carbon atoms. k4 is an integer of 0 to 7. If R a4 is plural, the plurality of R a4 may be the same or different, and plural R a4 may represent a constructed ring aligned with each other. R a5 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 or 7 carbon atoms. k5 is an integer of 0-6. If R a5 is plural, the plurality of R a5 may be the same or different, and plural R a5 may represent a keyed configured ring structure. r is an integer of 0-3. R a6 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. t is an integer of 0-2.
In formula (Z-3), R a7 and R a8 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. represents either a -OSO 2 -R R or -SO 2 -R S, or two or more are combined with each other configured ring of these groups. R R and R S are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted carbon. It is an aromatic hydrocarbon group of formula 6-12. k6 and k7 are each independently an integer of 0 to 5. R a7, R a8, R when R and R S is plural respective plurality of R a7, R a8, R R and R S may be the same as or different from each other. )
Figure 0006561731
(In formulas (s-6), (s-7), (s-8) and (s-12), X + is a cation represented by the above formulas (Z-1) to (Z-3). is there.)
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