JP6648452B2 - Radiation-sensitive resin composition and method for forming resist pattern - Google Patents

Radiation-sensitive resin composition and method for forming resist pattern Download PDF

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Description

本発明は、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関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition and a method for forming a resist pattern.

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組成物は、ArFエキシマレーザー光、KrFエキシマレーザー光等の遠紫外線、極端紫外線(EUV)等の電磁波、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、基板上にパターンを形成する。   The radiation-sensitive composition used for fine processing by lithography is exposed to light by irradiation with far ultraviolet rays such as ArF excimer laser light and KrF excimer laser light, electromagnetic waves such as extreme ultraviolet (EUV), and charged particle beams such as electron beams. An acid is generated, and a chemical reaction using the acid as a catalyst causes a difference in the dissolution rate of the exposed part and the unexposed part in the developing solution, thereby forming a pattern on the substrate.

かかる感放射線性組成物には、加工技術の微細化に伴って、Line Width Roughness(LWR)性能及びレジストパターンの断面形状の矩形性に優れると共に、高精度なパターンを高い歩留まりで得られることが求められる。このような要求に対し、感放射線性組成物に用いられる重合体、酸発生剤、その他の成分の種類や分子構造が検討され、さらにその組み合わせについても詳細に検討されている(特開平11−125907号公報、特開平8−146610号公報及び特開2000−298347号公報参照)。   Such a radiation-sensitive composition is excellent in Line Width Roughness (LWR) performance and rectangular shape of the cross-sectional shape of a resist pattern, and is capable of obtaining a highly accurate pattern at a high yield with the miniaturization of processing technology. Desired. In response to such demands, the types and molecular structures of the polymer, acid generator, and other components used in the radiation-sensitive composition have been studied, and their combinations have also been studied in detail (Japanese Patent Laid-Open No. 11-1999). 125907, JP-A-8-146610 and JP-A-2000-298347).

しかし、レジストパターンが線幅45nm以下のレベルまで微細化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、これらの要求に応えることは難しい。また、上述のリソグラフィー性能をさらに高めるために、露光後加熱(Post Exposure Bake(PEB))の際のレジスト膜の収縮が小さく、膜収縮抑制性に優れることも求められている。   However, at present, when the resist pattern is miniaturized to a line width of 45 nm or less, the required level of the performance is further increased, and it is difficult for the conventional radiation-sensitive resin composition to meet these requirements. . Further, in order to further enhance the lithography performance described above, it is also required that the resist film be small in shrinkage during post-exposure bake (Post Exposure Bake (PEB)) and be excellent in film shrinkage suppression.

特開平11−125907号公報JP-A-11-125907 特開平8−146610号公報JP-A-8-146610 特開2000−298347号公報JP 2000-298347 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、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性に優れる感放射線性樹脂組成物及びそれを用いたレジストパターン形成方法を提供することにある。   The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition excellent in LWR performance, rectangular cross-sectional shape, and film shrinkage suppressing property, and a resist pattern using the same. It is to provide a forming method.

上記課題を解決するためになされた発明は、酸解離性基を含む構造単位を有する重合体(以下、「[A]重合体」ともいう)、及び感放射線性酸発生体を含有する感放射線性樹脂組成物(以下、「感放射線性樹脂組成物(I)」ともいう)であって、上記[A]重合体が、下記式(1)で表される化合物(以下、「化合物(X)」ともいう)の存在下でのラジカル重合により得られることを特徴とする。

Figure 0006648452
(式(1)中、Aは、−CH−、酸素原子又は−N(R)−である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。Lは、炭素数1〜30の2価の有機基である。R及びLは、互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びZに結合する炭素原子と共に環員数3〜10の環構造を形成してもよい。Zは、=CR又は硫黄原子である。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。) The invention made to solve the above-mentioned problems is directed to a polymer having a structural unit containing an acid dissociable group (hereinafter, also referred to as “[A] polymer”), and a radiation-sensitive composition containing a radiation-sensitive acid generator. Resin (hereinafter also referred to as “radiation-sensitive resin composition (I)”), wherein the polymer (A) is a compound represented by the following formula (1) (hereinafter, “compound (X) )), Which is obtained by radical polymerization in the presence of)).
Figure 0006648452
(In the formula (1), A is —CH 2 —, an oxygen atom, or —N (R 1 ) —. R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. L is a divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms, and R 1 and L are combined with each other to form a ring structure having 3 to 10 ring members together with a nitrogen atom bonded to R 1 and a carbon atom bonded to Z. Z is = CR 2 R 3 or a sulfur atom, and R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. )

上記課題を解決するためになされた別の発明は、酸解離性基を含む第1構造単位と、下記式(2)で表される第2構造単位と有する重合体(以下、「[A−1]重合体」ともいう)、及び感放射線性酸発生体を含有する感放射線性樹脂組成物(以下、「感放射線性樹脂組成物(II)」ともいう)である。

Figure 0006648452
(式(2)中、Aは、=CH、酸素原子又は=NRである。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。Lは、炭素数1〜30の2価の有機基である。R及びLは、互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びこの窒素原子に結合する炭素原子と共に環員数3〜10の環構造を形成してもよい。Zは、−CR−又は硫黄原子である。R及びR、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。) Another invention made to solve the above-mentioned problem is a polymer having a first structural unit containing an acid-dissociable group and a second structural unit represented by the following formula (2) (hereinafter referred to as “[A- 1] polymer)) and a radiation-sensitive resin composition containing a radiation-sensitive acid generator (hereinafter, also referred to as “radiation-sensitive resin composition (II)”).
Figure 0006648452
(In formula (2), A 1 is = CH 2, .R 1 is an oxygen atom or = NR 1 is a is .L monovalent hydrocarbon group hydrogen atom or a carbon number of 1 to 20, carbon R 1 and L are combined with each other to form a ring structure having 3 to 10 ring members together with a nitrogen atom bonded to R 1 and a carbon atom bonded to the nitrogen atom. good .Z 1 also has, -CR 2 R 3 - or a sulfur atom in which .R 2 and R 3, each independently, a monovalent organic group hydrogen atom or a C 1-20).

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 to solve the above problem includes a step of forming a resist film, a step of exposing the resist film, and a step of developing the exposed resist film. This is a method for forming a resist pattern using a resin composition.

ここで、「炭化水素基」とは、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基又は芳香族炭化水素基を含む基をいう。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。「有機基」とは、少なくとも1個の炭素原子を有する基をいう。「環員数」とは、芳香環構造、芳香族複素環構造、脂環構造及び脂肪族複素環構造の環を構成する原子数をいい、多環の環構造の場合は、この多環を構成する原子数をいう。   Here, the “hydrocarbon group” refers to a group containing a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group. This “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 is composed of only a chain structure, and includes both a linear hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group. "Alicyclic hydrocarbon group" refers to a hydrocarbon group containing only an alicyclic structure as a ring structure and not containing an aromatic ring structure, and includes a monocyclic alicyclic hydrocarbon group and a polycyclic alicyclic group. Contains both hydrocarbon groups. However, it is not necessary to be composed only of an 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. “Organic group” refers to a group having at least one carbon atom. "Number of ring members" refers to the number of atoms constituting a ring of an aromatic ring structure, an aromatic heterocyclic structure, an alicyclic structure, and an aliphatic heterocyclic structure. Means the number of atoms to perform.

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、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性に優れるレジストパターンを形成することができる。従って、これらは、今後さらに微細化が進行すると予想される半導体デバイス製造用に好適に用いることができる。   According to the radiation-sensitive resin composition and the method of forming a resist pattern of the present invention, a resist pattern having excellent LWR performance, rectangular cross-sectional shape, and film shrinkage-suppressing properties can be formed. Therefore, they can be suitably used for the manufacture of semiconductor devices, for which further miniaturization is expected in the future.

<感放射線性樹脂組成物(I)>
感放射線性樹脂組成物(I)は、[A]重合体及び感放射線性酸発生体(以下、「[B]酸発生体」ともいう)を含有する。感放射線性樹脂組成物(I)は、好適成分として[C]酸拡散制御体、[A]重合体よりもフッ素原子含有率が大きい重合体(以下、「[D]重合体」ともいう)、[E]溶媒及び[F]偏在化促進剤を含有していてもよく、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もいてもよい。以下、各成分について説明する。
<Radiation-sensitive resin composition (I)>
The radiation-sensitive resin composition (I) contains a polymer [A] and a radiation-sensitive acid generator (hereinafter, also referred to as “[B] acid generator”). The radiation-sensitive resin composition (I) is preferably a [C] acid diffusion controller as a suitable component, or a polymer having a higher fluorine atom content than the [A] polymer (hereinafter, also referred to as “[D] polymer”). , [E] solvent and [F] uneven distribution accelerator, and may contain other optional components as long as the effects of the present invention are not impaired. Hereinafter, each component will be described.

<[A]重合体>
[A]重合体は、酸解離性基を含む構造単位(以下、「構造単位(I)」ともいう)を有し、化合物(X)の存在下でのラジカル重合により得られる重合体である。つまり、[A]重合体は、構造単位(I)と化合物(X)に由来する構造単位(以下、「構造単位(II)」ともいう)とを有する重合体である。感放射線性樹脂組成物(I)は、[A]重合体が化合物(X)の存在下でのラジカル重合により得られることで、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性に優れるレジストパターンを形成することができる。感放射線性樹脂組成物(I)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、化合物(X)の存在下でのラジカル重合により、[A]重合体の主鎖に、化合物(X)に由来する−C(=A)−で表される構造が導入される。この構造が有する立体的要因により、[A]重合体は空間的な広がりが拡大している。また、化合物(X)に由来する構造単位は、[A]重合体の主鎖に導入されるため、化合物(X)の存在下でのラジカル重合により、1又は複数の上記特性を有する構造単位が[A]重合体に導入される。これらの結果、レジスト膜中における[B]酸発生体から生じる酸の拡散長が適度に短いものとなり、LWR性能及び断面形状の矩形性が優れるものとなる。また、PEBの際の低分子化合物の蒸散が抑制され、膜収縮抑制性が向上すると考えられる。
<[A] polymer>
[A] The polymer has a structural unit containing an acid dissociable group (hereinafter, also referred to as “structural unit (I)”), and is a polymer obtained by radical polymerization in the presence of compound (X). . That is, the polymer [A] is a polymer having a structural unit (I) and a structural unit derived from the compound (X) (hereinafter, also referred to as “structural unit (II)”). The radiation-sensitive resin composition (I) is a resist excellent in LWR performance, rectangular cross-sectional shape and film shrinkage suppressing property because the polymer [A] is obtained by radical polymerization in the presence of the compound (X). A pattern can be formed. Although the reason why the radiation-sensitive resin composition (I) has the above-described structure to achieve the above-mentioned effects is not necessarily clear, it can be inferred, for example, as follows. That is, the radical polymerization in the presence of the compound (X) introduces a structure represented by -C (= A 1 ) derived from the compound (X) into the main chain of the polymer [A]. Due to the steric factor of this structure, the polymer [A] has an expanded spatial extent. In addition, since the structural unit derived from the compound (X) is introduced into the main chain of the polymer [A], the structural unit having one or more of the above-described characteristics is obtained by radical polymerization in the presence of the compound (X). Is introduced into the polymer [A]. As a result, the diffusion length of the acid generated from the acid generator [B] in the resist film becomes appropriately short, and the LWR performance and the rectangularity of the cross-sectional shape become excellent. Further, it is considered that the evaporation of the low-molecular compound at the time of PEB is suppressed, and the film shrinkage suppressing property is improved.

[A]重合体は、上記構造単位(I)及び構造単位(II)以外に、ラクトン構造、環状カーボネート構造及びスルトン構造のうちの少なくとも1つを含む構造単位(以下、「構造単位(III)」ともいう)並びにフェノール性水酸基を含む構造単位(以下、「構造単位(IV)」ともいう)を有していてもよく、上記構造単位以外のその他の構造単位を有していてもよい。   [A] The polymer is a structural unit containing at least one of a lactone structure, a cyclic carbonate structure and a sultone structure in addition to the structural unit (I) and the structural unit (II) (hereinafter referred to as “structural unit (III) ) And a structural unit containing a phenolic hydroxyl group (hereinafter, also referred to as “structural unit (IV)”), and may have other structural units other than the above structural units.

以下、化合物(X)及び構造単位(I)〜(IV)の順に説明する。   Hereinafter, the compound (X) and the structural units (I) to (IV) will be described in order.

<化合物(X)>
化合物(X)は、下記式(1)で表される化合物である。また、化合物(X)は、ラジカル重合性化合物である。化合物(X)の存在下でのラジカル重合により、化合物(X)は[A]重合体に構造単位(II)を与える。そのため、化合物(X)に由来する構造単位を[A]重合体に導入することができ、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性を向上させることができる。
<Compound (X)>
Compound (X) is a compound represented by the following formula (1). Compound (X) is a radical polymerizable compound. Compound (X) gives structural unit (II) to polymer [A] by radical polymerization in the presence of compound (X). Therefore, the structural unit derived from the compound (X) can be introduced into the polymer [A], and the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property can be improved.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(1)中、Aは、−CH−、酸素原子又は−N(R)−である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。Lは、炭素数1〜30の2価の有機基である。R及びLは、互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びZに結合する炭素原子と共に環員数3〜10の環構造を形成してもよい。Zは、=CR又は硫黄原子である。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。 In the formula (1), A is, -CH 2 -, an oxygen atom or -N (R 1) - is. R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. L is a divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. R 1 and L may be combined with each other to form a ring structure having 3 to 10 ring members together with the nitrogen atom bonded to R 1 and the carbon atom bonded to Z. Z is = CR 2 R 3 or a sulfur atom. R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.

上記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 1, for example, a monovalent chain-like hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alicyclic having 3 to 20 carbon atoms Examples thereof include a hydrocarbon group and a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.

上記炭素数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、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチ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などが挙げられる。
Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a sec-butyl group, an alkyl group such as a t-butyl group;
Alkenyl groups such as an ethenyl group, a propenyl group and a butenyl group;
Alkynyl groups such as an ethynyl group, a propynyl group and a butynyl group are exemplified.

上記炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、メチルシクロペンチル基、エチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の単環のシクロアルキル基;
シクロブテニル基、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、テトラシクロド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、テトラシクロドデセニル基等の多環のシクロアルケニル基などが挙げられる。
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, methylcyclopentyl group, ethylcyclopentyl group, cyclohexyl group, and cyclooctyl group. An alkyl group;
Monocyclic cycloalkenyl groups such as cyclobutenyl group, cyclopentenyl group and cyclohexenyl group;
Polycyclic cycloalkyl groups such as a norbornyl group, an adamantyl group, a tricyclodecyl group and a tetracyclododecyl group;
Examples include polycyclic cycloalkenyl groups such as a norbornenyl group, a tricyclodecenyl group and a tetracyclododecenyl group.

上記炭素数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、ナフチル基、アントリル基等のアリール基;
ベンジル基、フェネチル基、クミル基、ナフチルメチル基等のアラルキル基などが挙げられる。
Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms include aryl groups such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, and an anthryl group;
And aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, cumyl group and naphthylmethyl group.

上記Aとしては、ラジカル重合の容易性の観点から、−CH−及び酸素原子が好ましい。 As the above A, —CH 2 — and an oxygen atom are preferable from the viewpoint of easiness of radical polymerization.

上記Lで表される炭素数1〜30の2価の有機基としては、例えば炭素数1〜30の2価の炭化水素基、この炭化水素基の炭素−炭素間又は結合手側の末端に2価のヘテロ原子含有基を含む基(a)、上記炭化水素基及び基(a)が有する水素原子の一部又は全部を1価のヘテロ原子含有基で置換した基等が挙げられる。   As the divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms represented by L, for example, a divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a carbon-carbon end of this hydrocarbon group or a terminal at a bond side Examples include the group (a) containing a divalent hetero atom-containing group, and a group in which part or all of the hydrogen atoms contained in the hydrocarbon group and the group (a) are substituted with a monovalent hetero atom-containing group.

上記炭素数1〜30の2価の炭化水素基としては、例えば炭素数1〜30の2価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜30の2価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。   Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, and a carbon number of 3 to 30 carbon atoms. And 6 to 30 divalent aromatic hydrocarbon groups.

上記炭素数1〜30の2価の鎖状炭化水素基としては、例えば
メタンジイル基、エタンジイル基、n−プロパンジイル基、i−プロパンジイル基、n−ブタンジイル基、i−ブタンジイル基、sec−ブタンジイル基、t−ブタンジイル基等のアルカンジイル基;
エテンジイル基、プロペンジイル基、ブテンジイル基等のアルケンジイル基;
エチンジイル基、プロピンジイル基、ブチンジイル基等のアルキンジイル基などが挙げられる。
Examples of the divalent chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include methanediyl, ethanediyl, n-propanediyl, i-propanediyl, n-butanediyl, i-butanediyl, and sec-butanediyl. Groups, alkanediyl groups such as t-butanediyl group;
Alkenediyl groups such as an ethenediyl group, a propenediyl group and a butenediyl group;
Examples include alkynediyl groups such as an ethynediyl group, a propyndiyl group, and a butyndiyl group.

上記炭素数3〜30の2価の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロパンジイル基、シクロブタンジイル基、シクロペンタンジイル基、メチルシクロペンタンジイル基、エチルシクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基、シクロオクタンジイル基等の単環のシクロアルカンジイル基;
シクロブテンジイル基、シクロペンテンジイル基、シクロヘキセンジイル基等の単環のシクロアルケンジイル基;
ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基、トリシクロデカンジイル基、テトラシクロドデカンジイル基等の多環のシクロアルカンジイル基;
ノルボルネンジイル基、トリシクロデセンジイル基、テトラシクロドデセンジイル基等の多環のシクロアルケンジイル基などが挙げられる。
Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms include a cyclopropanediyl group, a cyclobutanediyl group, a cyclopentanediyl group, a methylcyclopentanediyl group, an ethylcyclopentanediyl group, a cyclohexanediyl group, A monocyclic cycloalkanediyl group such as a cyclooctanediyl group;
A monocyclic cycloalkenediyl group such as a cyclobutenediyl group, a cyclopentenediyl group, a cyclohexenediyl group;
Polycyclic cycloalkanediyl groups such as a norbornanediyl group, an adamantanediyl group, a tricyclodecanediyl group, and a tetracyclododecanediyl group;
And polycyclic cycloalkenediyl groups such as a norbornenediyl group, a tricyclodecenediyl group, and a tetracyclododecenediyl group.

上記炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基としては、例えば
ベンゼンジイル基、トルエンジイル基、キシレンジイル基、ナフタレンジイル基等のアレーンジイル基;
ベンゼンジイルメタンジイル基、ベンゼンジイルエタンジイル基、ナフタレンジイルsec−ブタンジイル基等のアレーンジイルアルカンジイル基;
フェニルメタンジイル基、ジフェニルメタンジイル基、ナフチルメタンジイル基等のアリールアルカンジイル基などが挙げられる。
Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include an arenediyl group such as a benzenediyl group, a toluenediyl group, a xylenediyl group, and a naphthalenediyl group;
Arenediylalkanediyl groups such as benzenediylmethanediyl group, benzenediylethanediyl group, naphthalenediyl sec-butanediyl group;
And arylalkanediyl groups such as phenylmethanediyl group, diphenylmethanediyl group, and naphthylmethanediyl group.

上記2価のヘテロ原子含有基としては、例えば−CH(CN)−、−O−、−C(O)−、−S−、−C(S)−、−S(O)−、−N(R’)−、−Sn(R)(R)−、−Si(R)(R)−、−P(O)(OR)−、これらのうちの2つ以上を組み合わせた基等が挙げられる。R’は、水素原子又は合手側の末端に炭素原子を有する炭素数1〜20の1価の有機基である。R及びRは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基又は結合手側の末端に炭素原子を有する炭素数1〜20の1価の有機基である。 Examples of the divalent hetero atom-containing group include -CH (CN)-, -O-, -C (O)-, -S-, -C (S)-, -S (O) 2 -,-. N (R ') -, - Sn (R 4) (R 5) -, - Si (R 4) (R 5) -, - P (O) (oR 4) -, two or more of these Examples include a combined group. R ′ is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and having a carbon atom at the terminal on the joint side. R 4 and R 5 are each independently a terminal hydroxy group or a bond side is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms having a carbon atom.

上記R’、R及びRで表される結合手側の末端に炭素原子を有する炭素数1〜20の1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に1個の水素原子を加えた基のうち結合手側の末端に炭素原子を有する炭素数1〜20の基などが挙げられる。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and having a carbon atom at the terminal of the bond represented by R ′, R 4 and R 5 include those exemplified as the divalent organic group of L above. And a group having 1 to 20 carbon atoms having a carbon atom at the terminal on the bond side among the groups obtained by adding one hydrogen atom to the above.

上記R及びRとしては、ヒドロキシ基及び鎖状炭化水素基が好ましく、ヒドロキシ基及びアルキル基がより好ましく、ヒドロキシ基及びメチル基がさらに好ましい。 As R 4 and R 5 , a hydroxy group and a chain hydrocarbon group are preferred, a hydroxy group and an alkyl group are more preferred, and a hydroxy group and a methyl group are still more preferred.

上記炭素数1〜30の2価の炭化水素基の炭素−炭素間又は結合手側の末端に2価のヘテロ原子含有基を含む基(a)としては、例えば−CH(CN)−R6’’−、−C(O)−NH−R6’’−、−O−C(O)−NH−R6’’−、−O−R6’’−、−C(O)−R6’’−、−S−R6’’−、−C(S)−R6’’−、−S(O)−R6’’−、−N(R’)−R6’’−、−O−C(O)−R6’’−、−C(O)−O−R6’’−、−CH−O−R6’’−、−CH−O−C(O)−R6’’−、−CHC(O)−O−R6’’−、−Sn(R)(R)−R6’’−、−Si(R)(R)−R6’’−、−P(O)(R)−O−R6’’−等が挙げられる。上記R6’’は、上記2価のヘテロ原子含有基側の末端に炭素原子を有する炭素数1〜20の2価の有機基である。 Divalent carbons of the hydrocarbon groups of 1 to 30 carbon atoms - Examples of the group (a) containing a divalent heteroatom-containing group at the terminal carbon-carbon or a bond side, for example, -CH (CN) -R 6 '' -, - C (O ) -NH-R 6 '' -, - O-C (O) -NH-R 6 '' -, - O-R 6 '' -, - C (O) -R 6 '' -, - S- R 6 '' -, - C (S) -R 6 '' -, - S (O) 2 -R 6 '' -, - N (R ') - R 6'' -, - O-C (O ) -R 6 '' -, - C (O) -O-R 6 '' -, - CH 2 -O-R 6 '' -, - CH 2 -O-C ( O) -R 6 '' -, - CH 2 C (O) -O-R 6 '' -, - Sn (R 4) (R 5) -R 6 '' -, - Si (R 4) (R 5 ) —R 6 ″ —, —P (O) (R 4 ) —O—R 6 ″ — and the like. R 6 ″ is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and having a carbon atom at the terminal on the divalent hetero atom-containing group side.

上記R6’’で表される上記2価のヘテロ原子含有基側の末端に炭素原子を有する炭素数1〜20の2価の有機基としては、例えば上記Lの有機基として例示したもののうち上記2価のヘテロ原子含有基側の末端に炭素原子を有する炭素数1〜20の基等が挙げられる。 Examples of the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms having a carbon atom at the terminal of the divalent hetero atom-containing group represented by R 6 ″ include those exemplified as the organic group of L above. Examples thereof include a group having 1 to 20 carbon atoms having a carbon atom at the terminal on the divalent hetero atom-containing group side.

上記R6’’としては、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、*2’−R−、*2’−CH(CN)−R−、*2’−C(O)−NH−R−、*2’−O−C(O)−NH−R−、*2’−O−R−、*2’−O−C(O)−R−、*2’−R−C(O)−、*2’−C(O)−O−R−、*2’−CH−O−R−、*2’−CH−O−C(O)−R−及び*2’−CH−C(O)−O−R−が好ましく、*2’−CH(CN)−R−、*2’−R−C(O)−及び*2’−C(O)−O−R−がより好ましい。Rは、炭素数1〜18の2価の炭化水素基である。*2’は、上記2価のヘテロ原子含有基に結合する部位を示す。 'The, LWR performance, from the viewpoint of improving the rectangle and the film shrinkage suppression of cross-* 2' the R 6 '-R 7 -, * 2' -CH (CN) -R 7 -, * 2 '-C (O) -NH- R 7 -, * 2' -O-C (O) -NH-R 7 -, * 2 '-O-R 7 -, * 2' -O-C (O ) -R 7 -, * 2 ' -R 7 -C (O) -, * 2' -C (O) -O-R 7 -, * 2 '-CH 2 -O-R 7 -, * 2' -CH 2 -O-C (O) -R 7 - and * 2 '-CH 2 -C (O ) -O-R 7 - are preferred, * 2' -CH (CN) -R 7 -, * 2 '-R 7 -C (O) - and * 2' -C (O) -O -R 7 - is more preferable. R 7 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. * 2 ′ indicates a site that binds to the divalent hetero atom-containing group.

上記Rで表される炭素数1〜18の2価の炭化水素基としては、例えば上記Lの炭化水素基として例示したもののうち炭素数1〜18の炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms represented by R 7 include a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms among those exemplified as the hydrocarbon group of L above.

上記Rとしては、アルカンジイル基、シクロアルカンジイル基、アレーンジイルアルカンジイル基及びジアリールアルカンジイル基が好ましく、メタンジイル基、2,2−プロパンジイル基、2,2−ヘキサンジイル基、2,2−(7,7−ジメチル)ノルボルナンジイル基、ジフェニルメタンジイル基、ナフタレンジイルプロパンジイル基及びベンゼンジイルメタンジイル基がより好ましい。 R 7 is preferably an alkanediyl group, a cycloalkanediyl group, an arenediylalkanediyl group or a diarylalkanediyl group, and is preferably a methanediyl group, a 2,2-propanediyl group, a 2,2-hexanediyl group, a 2,2 -(7,7-Dimethyl) norbornanediyl, diphenylmethanediyl, naphthalenediylpropanediyl and benzenediylmethanediyl are more preferred.

また、上記R6’’としては、ラジカル重合の容易性の観点から、電子求引性基が好ましい。ここで、「電子求引性基」とは、電子を引きつける傾向を有する基であり、例えば分子中において、電子求引性基と接近した位置にある原子から電子を引きつける傾向をもつ基をいう。 Further, as R 6 ″ , an electron withdrawing group is preferable from the viewpoint of easiness of radical polymerization. Here, the term "electron-withdrawing group" refers to a group having a tendency to attract electrons, for example, a group having a tendency to attract electrons from an atom located in a position close to the electron-withdrawing group in a molecule. .

上記電子求引性基としては、例えば上述のベンゼンジイル基、−CH(CN)−R−、−C(O)−NH−R−、−O−C(O)−NH−R−、−O−R−、−O−C(O)−R−、−C(O)−O−R−、−CH−O−R−、−CH−O−C(O)−R−、−CH−C(O)−O−R−や、これら以外に、例えば−S(O)−O−R−等が挙げられる。 The electronic The withdrawing group, for example the above-mentioned benzene-diyl group, -CH (CN) -R 7 - , - C (O) -NH-R 7 -, - O-C (O) -NH-R 7 -, - O-R 7 - , - O-C (O) -R 7 -, - C (O) -O-R 7 -, - CH 2 -O-R 7 -, - CH 2 -O-C (O) —R 7 —, —CH 2 —C (O) —O—R 7 — and, besides these, for example, —S (O) 2 —O—R 7 — and the like.

上記1価のヘテロ原子含有基としては、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、アミノ基、スルファニル基(−SH)等が挙げられる。   Examples of the monovalent hetero atom-containing group include a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, an amino group, a sulfanyl group (—SH), and the like. .

上記Aが−CH−の場合、上記Lとしては、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、*−Sn(R)(R)−R6’’−、*−Si(R)(R)−R6’’−、*−P(O)(R)−O−R−、*−S(O)−R6’’−、*−S−R6’’−及び上記A側の末端に炭素原子を有する炭素数1〜20の2価の有機基が好ましく、ジアルキルスタンナンジイル−シアノ−アルカンジイル基、ジヒドロキシシランジイルジアリールアルカンジイルオキシカルボニル基、ヒドロキシオキシホスファンジイルオキシアルカンジイルオキシカルボニル基、チオ−アルカンジイルオキシカルボニル基、チオ−シクロアルカンジイルオキシカルボニル基及びアレーンジイルアルカンジイル基がより好ましく、ジメチルスタンナンジイル−シアノ−エタンジイル基、ジヒドロキシシランジイルジフェニルメタンジイルオキシカルボニル基、ヒドロキシオキシホスファンジイルオキシ−2,2−ヘキサンジイルオキシカルボニル基、チオ−2,2−プロパンジイルオキシカルボニル基、チオ−2,2−(7,7−ジメチル)ノルボルナンジイルオキシカルボニル基及びナフタレンジイルプロパンジイル基がさらに好ましい。*は上記Aに結合する部位を示す。この場合、R6’’は、上記A側の末端に炭素原子を有する炭素数1〜20の2価の有機基(以下、「R」ともいう)である。また、上記R6’’の*2’は、上記Zに結合している炭素原子に結合する部位を示す(以下、「*」ともいう)。 When A is —CH 2 —, as L, * 1- Sn (R 4 ) (R 5 ) -R 6 is used as L from the viewpoint of further improving LWR performance, rectangularity in cross-sectional shape, and suppressing film shrinkage. '' -, * 1 -Si ( R 4) (R 5) -R 6 '' -, * 1 -P (O) (R 4) -O-R 6 -, * 1 -S (O) 2 - R 6 ″ -, * 1 -SR 6 ″ -and a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and having a carbon atom at the terminal on the A side are preferable, and are dialkylstannandiyl-cyano-alkanediyl. Group, dihydroxysilanediyldiarylalkanediyloxycarbonyl group, hydroxyoxyphosphanediyloxyalkanediyloxycarbonyl group, thio-alkanediyloxycarbonyl group, thio-cycloalkanediyloxycarbonyl group and arenediylal And a dimethylstannandiyl-cyano-ethanediyl group, a dihydroxysilanediyldiphenylmethanediyloxycarbonyl group, a hydroxyoxyphosphanediyloxy-2,2-hexanediyloxycarbonyl group, and a thio-2,2-propanediyl group. An oxycarbonyl group, a thio-2,2- (7,7-dimethyl) norbornanediyloxycarbonyl group and a naphthalenediylpropanediyl group are more preferred. * 1 indicates a site binding to the above A. In this case, R 6 ″ is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and having a carbon atom at the terminal on the A side (hereinafter, also referred to as “R 6 ”). In addition, * 2 ′ of R 6 ″ indicates a site bonded to the carbon atom bonded to Z (hereinafter, also referred to as “* 2 ”).

上記Aが酸素原子の場合、上記Lとしては、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、*−R−が好ましく、アレーンジイルアルカンジイル基がより好ましく、ベンゼンジイルメタンジイル基がさらに好ましい。 When A is an oxygen atom, L is preferably * 1- R 6- , more preferably an areendiylalkanediyl group, from the viewpoint of further improving the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property. And a benzenediylmethanediyl group are more preferred.

上記Aが−N(R)−の場合、上記Lとしては、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、*−O−R−であり、R及びRが互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びこの窒素原子に結合する炭素原子と共に環員数3〜10の環構造を形成していることが好ましい。この場合、上記R及びRが互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びRに結合する酸素原子と共に環員数3〜10の環構造を形成していることが好ましい。 When A is -N (R 1 )-, the L is * 1- OR 6 -from the viewpoint of further improving LWR performance, rectangularity of the cross-sectional shape, and suppressing film shrinkage. Preferably, 1 and R 6 are combined with each other to form a ring structure having 3 to 10 ring members together with the nitrogen atom bonded to R 1 and the carbon atom bonded to this nitrogen atom. In this case, it is preferable that R 1 and R 6 are combined with each other to form a ring structure having 3 to 10 ring members together with the nitrogen atom bonded to R 1 and the oxygen atom bonded to R 6 .

上記R及びRが互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びこの窒素原子に結合する炭素原子と共に形成される環員数3〜10の環構造としては、例えば環員数3〜20の含窒素脂肪族複素環構造等が挙げられる。 Examples of the ring structure having 3 to 10 ring members formed by combining the above R 1 and R 6 together with a nitrogen atom bonded to R 1 and a carbon atom bonded to the nitrogen atom include, for example, a ring structure having 3 to 20 ring members. And a nitrogen-aliphatic heterocyclic structure.

上記環員数3〜20の含窒素脂肪族複素環構造としては、例えば
アザシクロプロパン構造、アザシクロブタン構造、アザシクロペンタン構造(ピロリジン構造)、アザシクロヘキサン構造(ピペリジン構造)、アザシクロヘプタン構造、アザシクロオクタン構造、アザシクロデカン構造等のアザシクロアルカン構造;
アザオキサシクロブタン構造、アザオキサシクロヘキサン構造(モルホリン構造を含む)、アザオキサシクロオクタン構造等のアザオキサシクロアルカン構造;
アザシクロブテン構造、アザシクロペンテン構造、アザシクロヘキセン構造、アザシクロヘプテン構造、アザシクロオクテン構造、アザシクロデセン構造等のアザシクロアルケン構造;
アザシクロヘキサジエン構造、アザシクロヘプタジエン構造、アザシクロオクタジエン構造、アザシクロデカジエン構造等のアザシクロアルカジエン構造などが挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing aliphatic heterocyclic structure having 3 to 20 ring members include azacyclopropane structure, azacyclobutane structure, azacyclopentane structure (pyrrolidine structure), azacyclohexane structure (piperidine structure), azacycloheptane structure, and aza Azacycloalkane structures such as cyclooctane structure and azacyclodecane structure;
Azaoxacycloalkane structures such as an azaoxacyclobutane structure, an azaoxacyclohexane structure (including a morpholine structure), and an azaoxacyclooctane structure;
Azacyclobutene structures, azacyclopentene structures, azacyclohexene structures, azacycloheptene structures, azacyclooctene structures, azacyclodecene structures and other azacycloalkene structures;
An azacycloalkadiene structure such as an azacyclohexadiene structure, an azacycloheptadiene structure, an azacyclooctadiene structure, and an azacyclodecadiene structure is exemplified.

上記R及びRが互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びこの窒素原子に結合する炭素原子と共に形成される環員数3〜10の環構造としては、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、アザシクロアルカン構造が好ましく、アザシクロヘプタン構造がより好ましい。 The above R 1 and R 6 are combined with each other, and as a ring structure having 3 to 10 ring members formed together with a nitrogen atom bonded to R 1 and a carbon atom bonded to this nitrogen atom, the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, An azacycloalkane structure is preferred, and an azacycloheptane structure is more preferred, from the viewpoint of further improving the film shrinkage suppressing property.

上記R及びRが互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びRに結合する酸素原子と共に形成される環員数3〜10の環構造としては、例えば環員数3〜20の含窒素含酸素脂肪族複素環構造等が挙げられる。 Examples of the ring structure having 3 to 10 ring members formed by combining R 1 and R 6 with each other and forming a nitrogen atom bonded to R 1 and an oxygen atom bonded to R 6 include a nitrogen-containing ring having 3 to 20 ring members. Examples thereof include an oxygen-containing aliphatic heterocyclic structure.

上記環員数3〜20の含窒素含酸素脂肪族複素環構造としては、例えば
アザオキサシクロブタン構造、アザオキサシクロヘキサン構造(モルホリン構造を含む)、アザオキサシクロオクタン構造等のアザオキサシクロアルカン構造;
アザオキサカルボニルシクロブタン構造、アザオキサカルボニルシクロヘキサン構造、アザオキサカルボニルシクロオクタン構造等のアザオキサカルボニルシクロアルカン構造;
アザオキサシクロブテン構造、アザオキサシクロペンテン構造、アザオキサシクロヘキセン構造、アザオキサシクロヘプテン構造、アザオキサシクロオクテン構造、アザオキサシクロデセン構造等のアザオキサシクロアルケン構造;
アザオキサカルボニルシクロブテン構造、アザオキサカルボニルシクロペンテン構造、アザオキサカルボニルシクロヘキセン構造、アザオキサカルボニルシクロヘプテン構造、アザオキサカルボニルシクロオクテン構造、アザオキサカルボニルシクロデセン構造等のアザオキサカルボニルシクロアルケン構造;
アザオキサシクロヘキサジエン構造、アザオキサシクロヘプタジエン構造、アザオキサシクロオクタジエン構造、アザオキサシクロデカジエン構造等のアザオキサシクロアルカジエン構造;
アザオキサカルボニルシクロヘキサジエン構造、アザオキサカルボニルシクロヘプタジエン構造、アザオキサカルボニルシクロオクタジエン構造、アザオキサカルボニルシクロデカジエン構造等のアザオキサカルボニルシクロアルカジエン構造などが挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing oxygen-containing aliphatic heterocyclic structure having 3 to 20 ring members include an azaoxacycloalkane structure such as an azaoxacyclobutane structure, an azaoxacyclohexane structure (including a morpholine structure), and an azaoxacyclooctane structure;
Azaoxacarbonylcycloalkane structures such as an azaoxacarbonylcyclobutane structure, an azaoxacarbonylcyclohexane structure and an azaoxacarbonylcyclooctane structure;
An azaoxacycloalkene structure such as an azaoxacyclobutene structure, an azaoxacyclopentene structure, an azaoxacyclohexene structure, an azaoxacycloheptene structure, an azaoxacyclooctene structure, and an azaoxacyclodecene structure;
Azaoxacarbonylcycloalkene structures such as an azaoxacarbonylcyclobutene structure, an azaoxacarbonylcyclopentene structure, an azaoxacarbonylcyclohexene structure, an azaoxacarbonylcycloheptene structure, an azaoxacarbonylcyclooctene structure, and an azaoxacarbonylcyclodecene structure;
Azaoxacycloalkadiene structures such as azaoxacyclohexadiene structure, azaoxacycloheptadiene structure, azaoxacyclooctadiene structure, and azaoxacyclodecadiene structure;
Examples include an azaoxacarbonylcyclohexadiene structure, an azaoxacarbonylcycloheptadiene structure, an azaoxacarbonylcyclooctadiene structure, and an azaoxacarbonylcycloalkadiene structure such as an azaoxacarbonylcyclodecadiene structure.

上記R及びRが互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びRに結合する酸素原子と共に形成される環員数3〜10の環構造としては、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、アザオキサカルボニルシクロアルカン構造が好ましく、アザオキサカルボニルシクロヘプタン構造がより好ましい。 The above R 1 and R 6 are combined with each other, and the ring structure having 3 to 10 ring members formed together with the nitrogen atom bonded to R 1 and the oxygen atom bonded to R 6 has LWR performance, rectangularity in cross-sectional shape, and From the viewpoint of further improving the film shrinkage suppressing property, an azaoxacarbonylcycloalkane structure is preferable, and an azaoxacarbonylcycloheptane structure is more preferable.

上記R及びRとしては、ラジカル重合の容易性の観点から、水素原子が好ましい。 R 2 and R 3 are preferably hydrogen atoms from the viewpoint of easiness of radical polymerization.

化合物(X)としては、例えば下記式(1−1)〜(1−14)で表される化合物(以下、「化合物(X−1)〜(X−14)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the compound (X) include compounds represented by the following formulas (1-1) to (1-14) (hereinafter, also referred to as “compounds (X-1) to (X-14)”). .

Figure 0006648452
Figure 0006648452

これらの中で、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、化合物(X−1)〜(X−8)が好ましい。   Among these, compounds (X-1) to (X-8) are preferable from the viewpoint of further improving the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the property of suppressing film shrinkage.

<構造単位(I)>
[A]重合体は、構造単位(I)を有する。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。下記式(a−1)中、−CRA2A3A4で表される基は酸解離性基である。下記式(a−2)中、−CRA6A7A8で表される基は酸解離性基である。
<Structural unit (I)>
[A] The polymer has a 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) Unit (hereinafter, also referred to as “structural unit (I-2)”) and the like. In the following formula (a-1), a group represented by -CR A2 R A3 R A4 is an acid dissociable group. In the following formula (a-2), a group represented by -CR A6 R A7 R A8 is an acid dissociable group.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(a−1)中、RA1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。RA2は、炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。RA3及びRA4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に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 (a-1), R A1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. RA2 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R A3 and R A4 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or 3 to 20 ring members formed by combining these groups together with a carbon atom bonded thereto. Represents an alicyclic structure of

式(a−2)中、RA5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。RA6は、水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。RA7及びRA8は、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の炭化水素基又は炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基である。Lは、単結合、−O−、−COO−又は−CONH−である。 In the formula (a-2), RA5 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. RA6 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. RA7 and RA8 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. L A is a single bond, -O -, - COO- or -CONH-.

上記RA1としては、構造単位(I)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 A1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a methyl group, from the viewpoint of copolymerizability of the monomer giving the structural unit (I).

上記RA2、RA3、RA4、RA6、RA7及びRA8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 A2 , R A3 , R A4 , R A6 , R A7, and R A8 include, for example, a monovalent linear carbon group having 1 to 20 carbon atoms. Examples thereof include a hydrogen group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.

上記RA2、RA3、RA4、RA6、RA7及びRA8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などが挙げられる。
Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R A2 , R A3 , R A4 , R A6 , R A7 and R A8 include a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group. And alkyl groups such as i-propyl group;
Alkenyl groups such as an ethenyl group, a propenyl group and a butenyl group;
Alkynyl groups such as an ethynyl group, a propynyl group and a butynyl group are exemplified.

上記R13、R14、R15、R17、R18及びR19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、シクロオクチ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、シクロオクテ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などが挙げられる。
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms represented by R 13 , R 14 , R 15 , R 17 , R 18 and R 19 include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group A monocyclic cycloalkyl group such as
A monocyclic cycloalkenyl group such as a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group or a cyclooctenyl group;
Polycyclic cycloalkyl groups 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.

上記RA2、RA3、RA4、RA6、RA7及びRA8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などが挙げられる。
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms represented by R A2 , R A3 , R A4 , R A6 , R A7 and R A8 include a monocyclic ring such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. A cycloalkyl group;
A monocyclic cycloalkenyl group such as a cyclopentenyl group or a cyclohexenyl group;
Polycyclic cycloalkyl groups 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.

上記RA2、RA3、RA4、RA6、RA7及びRA8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、ナフチル基、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などが挙げられる。
Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms represented by R A2 , R A3 , R A4 , R A6 , R A7, and R A8 include phenyl, tolyl, xylyl, and naphthyl An aryl group such as a group or an anthryl group;
And aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group and anthrylmethyl group.

上記これらの基が互いに合わせられこれらに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などが挙げられる。
Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms in which these groups are combined with each other and formed together with carbon atoms bonded thereto include a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, and a cyclohexane structure. A monocyclic cycloalkane structure such as an octane structure;
Examples include polycyclic cycloalkane structures such as a norbornane structure, an adamantane structure, a tricyclodecane structure, and a tetracyclododecane structure.

上記RA2としては、鎖状炭化水素基及び脂環式炭化水素基が好ましく、アルキル基及びシクロアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基及びアダマンチル基がさらに好ましい。 As R A2 , a chain hydrocarbon group and an alicyclic hydrocarbon group are preferable, an alkyl group and a cycloalkyl group are more preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, and An adamantyl group is more preferred.

上記RA3及びRA4としては、アルキル基、これらの基が互いに合わせられ構成される単環のシクロアルカン構造、ノルボルナン構造及びアダマンタン構造が好ましく、メチル基、エチル基、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造及びアダマンタン構造がより好ましい。 As R A3 and R A4 , an alkyl group, a monocyclic cycloalkane structure formed by combining these groups, a norbornane structure and an adamantane structure are preferable, and a methyl group, an ethyl group, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure and An adamantane structure is more preferred.

上記RA5としては、構造単位(I)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、水素原子がより好ましい。 As R A5 , a hydrogen atom and a methyl group are preferable, and a hydrogen atom is more preferable, from the viewpoint of copolymerizability of a monomer giving the structural unit (I).

A6としては、鎖状炭化水素基が好ましい。 RA6 is preferably a chain hydrocarbon group.

上記RA7及びRA8で表される炭素数1〜20の1価のオキシ炭化水素基としては、例えば上記RA2、RA3、RA4、RA6、RA7及びRA8の炭素数1〜20の1価の炭化水素基として例示したものの炭素−炭素間に酸素原子を含むもの等が挙げられる。 The R monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by A7 and R A8, for example the R A2, R A3, R A4 , R A6, R A7 and 1 number of carbon atoms in R A8 Examples of the monovalent hydrocarbon group of 20 include those having an oxygen atom between carbon and carbon.

A7及びRA8としては、鎖状炭化水素基及び酸素原子を含む脂環式炭化水素基が好ましい。 As R A7 and R A8 , a chain hydrocarbon group and an alicyclic hydrocarbon group containing an oxygen atom are preferable.

上記Lとしては、単結合及び−COO−が好ましく、単結合がより好ましい。 As the L A, a single bond and -COO- is more preferably a single bond.

構造単位(I−1)としては、例えば下記式(a−1−a)〜(a−1−d)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−1−a)〜(I−1−d)」ともいう)等が挙げられる。   As the structural unit (I-1), for example, structural units represented by the following formulas (a-1-a) to (a-1-d) (hereinafter, “structural units (I-1-a) to (I-a) -1-d))).

構造単位(I−2)としては、例えば下記式(a−2−a)で表される構造単位(以下、「(I−2−a)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the structural unit (I-2) include a structural unit represented by the following formula (a-2-a) (hereinafter, also referred to as “(I-2-a)”).

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(a−1−a)〜(a−1−d)中、RA1〜RA4は、上記式(a−1)と同義である。nは、1〜4の整数である。上記式(a−2−a)中、RA5〜RA8は、上記式(a−2)と同義である。 In the above formulas (a-1-a) to (a-1-d), R A1 to R A4 have the same meaning as in the above formula (a-1). n a is an integer of 1 to 4. In the formula (a-2-a), R A5 ~R A8 is as defined in the above formula (a-2).

としては、1、2及び4が好ましく、1がより好ましい。 The n a, preferably 1, 2 and 4, more preferably 1.

構造単位(I−1−a)〜(I−1−d)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 units (I-1-a) to (I-1-d) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式中、RA1は、上記式(a−1)と同義である。 In the above formulas, R A1 is as defined in the above formula (a-1).

構造単位(I−2−a)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-2-a) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式中、RA5は上記式(a−2)と同義である。 In the above formula, RA5 has the same meaning as in the above formula (a-2).

構造単位(I)としては、構造単位(I−1)が好ましく、構造単位(I−1−b)及び(I−1−c)がより好ましく、1−アルキル−1−シクロアルキル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及び2−(アダマンタン−1−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がさらに好ましい。   As the structural unit (I), the structural unit (I-1) is preferable, the structural units (I-1-b) and (I-1-c) are more preferable, and 1-alkyl-1-cycloalkyl (meth) is preferable. Structural units derived from acrylate and 2- (adamantan-1-yl) propan-2-yl (meth) acrylate are more preferred.

[A]重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(I)の含有割合の下限としては、10モル%が好ましく、20モル%がより好ましく、25モル%がさらに好ましく、30モル%が特に好ましい。一方、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、65モル%がさらに好ましく、60モル%が特に好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることで、感放射線性樹脂組成物(I)の露光部と未露光部の現像液への溶解コントラストを十分に確保することができ、結果として、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性がより向上する。   [A] The lower limit of the content of the structural unit (I) with respect to all structural units constituting the polymer is preferably 10 mol%, more preferably 20 mol%, further preferably 25 mol%, and particularly preferably 30 mol%. preferable. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 80 mol%, more preferably 70 mol%, further preferably 65 mol%, and particularly preferably 60 mol%. When the content is in the above range, the dissolution contrast of the exposed part and the unexposed part of the radiation-sensitive resin composition (I) in the developing solution can be sufficiently ensured. The rectangularity of the shape and the property of suppressing film shrinkage are further improved.

<構造単位(II)>
構造単位(II)は、化合物(X)の存在下でのラジカル重合により[A]重合体に導入される構造単位であり、化合物(X)に由来する構造単位である。構造単位(II)は、下記式(2)で表される構造単位である。
<Structural unit (II)>
The structural unit (II) is a structural unit introduced into the polymer [A] by radical polymerization in the presence of the compound (X), and is a structural unit derived from the compound (X). The structural unit (II) is a structural unit represented by the following formula (2).

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(2)中、Aは、=CH、酸素原子又は=NRである。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。Lは、炭素数1〜30の2価の有機基である。R及びLは、互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びこの窒素原子に結合すると共に環員数3〜10の環構造を形成してもよい。Zは、−CR−又は硫黄原子である。R及びR、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。 In the above formula (2), A 1 is = CH 2 , an oxygen atom or NRNR 1 . R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. L is a divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. R 1 and L are aligned with each other, the ring structure of ring members 3-10 may be formed as well as attached to the nitrogen atom and the nitrogen atom bound to R 1. Z 1 is —CR 2 R 3 — or a sulfur atom. R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.

また、上記式(2)中のAは、上記式(1)中のAに由来する。上記式(2)中のLは、上記式(1)中のLに由来する。上記式(2)中のZは、上記式(1)中のZに由来する。 A 1 in the above formula (2) is derived from A in the above formula (1). L in the above formula (2) is derived from L in the above formula (1). Z 1 in the above formula (2) is derived from Z in the above formula (1).

上記式(2)中のAにおける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(1)中のAにおけるRの炭化水素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 hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 in A 1 in the formula (2), for example exemplified as the hydrocarbon group of R 1 in A in the above formula (1) Examples include the same groups as the groups.

上記式(2)中のAとしては、ラジカル重合の容易性の観点から、=CH及び酸素原子が好ましい。 As A 1 in the above formula (2), CHCH 2 and an oxygen atom are preferable from the viewpoint of easiness of radical polymerization.

上記式(2)中のLで表される炭素数1〜30の2価の有機基としては、例えば上記式(1)中のL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 divalent organic group having 1 to 30 carbon atoms represented by L in the above formula (2) include the same groups as the groups exemplified as the organic group for L in the above formula (1). .

上記式(2)中のAが=CHの場合、上記Lとしては、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、−Sn(R)(R)−R6’’−*、−Si(R)(R)−R6’’−*、−P(O)(R)−O−R6’’−*、−S(O)−R6’’−*、−S−R6’’−*及び−R6’’−*が好ましく、ジアルキルスタンナンジイル−シアノ−アルカンジイル基、ジヒドロキシシランジイルジアリールアルカンジイルオキシカルボニル基、ヒドロキシオキシホスファンジイルオキシアルカンジイルオキシカルボニル基、チオ−アルカンジイルオキシカルボニル基、チオ−シクロアルカンジイルオキシカルボニル基及びアレーンジイルアルカンジイル基がより好ましく、ジメチルスタンナンジイル−シアノ−エタンジイル基、ジヒドロキシシランジイルジフェニルメタンジイルオキシカルボニル基、ヒドロキシオキシホスファンジイルオキシ−2,2−ヘキサンジイルオキシカルボニル基、チオ−2,2−プロパンジイルオキシカルボニル基、チオ−2,2−(7,7−ジメチル)ノルボルナンジイルオキシカルボニル基及びナフタレンジイルプロパンジイル基がさらに好ましい。*は上記Aに結合している炭素原子に結合する部位を示す。この場合、R6’’は、上記式(2)中のZ側の末端に炭素原子を有する炭素数1〜20の2価の有機基(以下、「R6’」ともいう)である。また、上記R6’’の*2’は、上記Aに結合している炭素原子に結合する部位である(以下、「*」ともいう)。 When A 1 in the above formula (2) is = CH 2 , the above L is -Sn (R 4 ) (R 5 ) from the viewpoint of further improving the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property. ) -R 6 '' - * 3 , -Si (R 4) (R 5) -R 6 '' - * 3, -P (O) (R 4) -O-R 6 '' - * 3, - S (O) 2 -R6 " -* 3 , -SR6 " -* 3 and -R6 " -* 3 are preferred, and a dialkylstannandiyl-cyano-alkanediyl group, dihydroxysilanediyl Diarylalkanediyloxycarbonyl group, hydroxyoxyphosphanediyloxyalkanediyloxycarbonyl group, thio-alkanediyloxycarbonyl group, thio-cycloalkanediyloxycarbonyl group and arenediylalkanediyl group are more preferable. Rustannandiyl-cyano-ethanediyl group, dihydroxysilanediyldiphenylmethanediyloxycarbonyl group, hydroxyoxyphosphanediyloxy-2,2-hexanediyloxycarbonyl group, thio-2,2-propanediyloxycarbonyl group, thio- A 2,2- (7,7-dimethyl) norbornanediyloxycarbonyl group and a naphthalenediylpropanediyl group are more preferred. * 3 indicates a site that binds to the carbon atom bonded to the A 1. In this case, R 6 ″ is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and having a carbon atom at the terminal on the Z 1 side in the above formula (2) (hereinafter, also referred to as “R 6 ′ ”). . Further, 'the * 2' the R 6 'is a site that binds to the carbon atom bonded to the A 1 (hereinafter, also referred to as "* 4").

上記式(2)中のAが酸素原子の場合、上記Lとしては、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、−R6’−*が好ましく、アレーンジイルアルカンジイル基がより好ましく、ベンゼンジイルメタンジイル基がさらに好ましい。 When A 1 in the above formula (2) is an oxygen atom, -L is preferably -R 6 ' -* 3 from the viewpoint of further improving the LWR performance, the rectangular shape of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property, The arenediylalkanediyl group is more preferred, and the benzenediylmethanediyl group is even more preferred.

上記式(2)中のAが=N(R)の場合、上記Lとしては、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、−O−R6’−*であり、R及びR6’が互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びこの窒素原子に結合する炭素原子と共に環員数3〜10の環構造を形成していることが好ましい。この場合、上記R及びR6’が互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びR6’に結合する酸素原子と共に環員数3〜10の環構造を形成していることが好ましい。 When A 1 in the above formula (2) is = N (R 1 ), the above-mentioned L is -OR 6 ′ from the viewpoint of further improving the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property. -* 3 , and R 1 and R 6 ′ are preferably combined with each other to form a ring structure having 3 to 10 ring members together with the nitrogen atom bonded to R 1 and the carbon atom bonded to this nitrogen atom. . In this case, it is preferable that R 1 and R 6 ′ are combined with each other to form a ring structure having 3 to 10 ring members together with the nitrogen atom bonded to R 1 and the oxygen atom bonded to R 6 ′ .

上記式(2)中のAにおけるR及びLにおけるR6’が互いに合わせられ、上記Rに結合する窒素原子及びこの窒素原子に結合する炭素原子と共に形成される環員数3〜10の環構造としては、例えば上記式(1)中のAにおけるR及びLにおけるRが互いに合わせられ、上記Rに結合する窒素原子及びこの窒素原子に結合する炭素原子と共に形成される環員数3〜10の環構造として例示した構造と同様の環構造が挙げられる。これらの中で、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、アザシクロアルカン構造が好ましく、アザシクロヘプタン構造がより好ましい。 R 6 'is combined with each other in R 1 and L in the A 1 in the formula (2), the ring members 3-10 which is formed together with the nitrogen atom and the carbon atom bonded to the nitrogen atom bound to R 1 above As the ring structure, for example, R 1 in A in Formula (1) and R 6 in L are combined with each other, and the number of ring members formed together with the nitrogen atom bonded to R 1 and the carbon atom bonded to this nitrogen atom The same ring structures as the structures exemplified as the ring structures 3 to 10 are exemplified. Among these, an azacycloalkane structure is preferable, and an azacycloheptane structure is more preferable, from the viewpoint of further improving the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property.

上記式(2)中のZにおけるR及びRで表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、上記式(1)中のZにおけるR及びRの有機基として例示した基と同様の基等が挙げられる。これらの中で、ラジカル重合の容易性の観点から、水素原子が好ましい。 The monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 2 and R 3 in Z 1 in the above formula (2) includes an organic group of R 2 and R 3 in Z in the above formula (1). And the same groups as those exemplified above. Among them, a hydrogen atom is preferable from the viewpoint of easiness of radical polymerization.

構造単位(II)としては、例えば下記式(2−1)〜(2−14)で表される構造単位(以下、「構造単位(II−1)〜(II−14)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the structural unit (II) include structural units represented by the following formulas (2-1) to (2-14) (hereinafter, also referred to as “structural units (II-1) to (II-14)”) and the like. Is mentioned.

Figure 0006648452
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Figure 0006648452
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これらの中で、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、構造単位(II−1)〜(II−8)が好ましい。   Among these, the structural units (II-1) to (II-8) are preferable from the viewpoint of further improving the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property.

[A]重合体を構成する全構造単位に対する構造単位(II)の含有割合の下限としては、0.1モル%が好ましく、0.5モル%がより好ましく、1.0モル%がさらに好ましい。上記化合物(II)の含有割合の上限としては、40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。上記構造単位(II)の含有割合を上記範囲とすることでLWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性がより向上する。   [A] The lower limit of the content of structural unit (II) with respect to the total structural units constituting the polymer is preferably 0.1 mol%, more preferably 0.5 mol%, and still more preferably 1.0 mol%. . The upper limit of the content of the compound (II) is preferably 40 mol%, more preferably 30 mol%, and still more preferably 25 mol%. When the content ratio of the structural unit (II) is in the above range, the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the property of suppressing film shrinkage are further improved.

<構造単位(III)>
構造単位(III)は、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造の少なくとも1つを含む構造単位である(但し、構造単位(I)に含まれるものを除く)。[A]重合体は、構造単位(I)及び構造単位(II)に加えて構造単位(III)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、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させることができる。また、感放射線性樹脂組成物(I)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。ここで、「ラクトン構造」とは、−O−C(O)−で表される基を含む1つの環(ラクトン環)を有する構造をいう。また、「環状カーボネート構造」とは、−O−C(O)−O−で表される基を含む1つの環(環状カーボネート環)を有する構造をいう。「スルトン構造」とは、−O−S(O)−で表される基を含む1つの環(スルトン環)を有する構造をいう。
<Structural unit (III)>
The structural unit (III) is a structural unit containing at least one of a lactone structure, a cyclic carbonate structure, and a sultone structure (excluding those contained in the structural unit (I)). [A] The polymer further has a structural unit (III) in addition to the structural unit (I) and the structural unit (II), whereby the solubility in a developer can be further adjusted. The performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property can be further improved. Further, the adhesion between the resist pattern formed from the radiation-sensitive resin composition (I) and the substrate can be improved. Here, the “lactone structure” refers to a structure having one ring (lactone ring) containing a group represented by —OC (O) —. Further, the “cyclic carbonate structure” refers to a structure having one ring (cyclic carbonate ring) including a group represented by —OC (O) —O—. The “sultone structure” refers to a structure having one ring (sultone ring) including a group represented by —OS (O) 2 —.

構造単位(III)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 (III) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 0006648452
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Figure 0006648452
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Figure 0006648452
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上記式中、RAL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, RAL is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

上記RAL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及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 As the RAL , a hydrogen atom and a methyl group are preferable, and a methyl group is more preferable, from the viewpoint of copolymerizability of a monomer giving the structural unit (III).

構造単位(III)としては、これらの中で、ノルボルナンラクトン構造を含む構造単位、オキサノルボルナンラクトン構造を含む構造単位及びγ−ブチロラクトン構造を含む構造単位が好ましく、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、オキサ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、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及びγ−ブチロラクトン−3−イルシクロヘキサン−1−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い。   As the structural unit (III), among these, a structural unit having a norbornane lactone structure, a structural unit having an oxanorbornane lactone structure, and a structural unit having a γ-butyrolactone structure are preferable. Structural units derived from oxanorbornane lactone-yl (meth) acrylate, structural units derived from γ-butyrolactone-yl (meth) acrylate, and γ-butyrolactone-3-ylcyclohexane-1-yl (meth) Structural units derived from acrylate are more preferred.

[A]重合体が構造単位(III)を有する場合、[A]重合体を構成する全構造単位に対する上記構造単位(III)の含有割合の下限としては、1モル%が好ましく、10モル%がより好ましく、20モル%がさらに好ましく、25モル%が特に好ましい。一方、上記含有割合の上限としては、85モル%が好ましく、80モル%がより好ましく、75モル%がさらに好ましく、70モル%が特に好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることで、感放射線性樹脂組成物(I)から形成されるレジストパターンの基板への密着性をより向上させることができる。上記含有割合が上記下限未満だと、感放射線性樹脂組成物(I)から形成されるレジストパターンの基板への密着性が低下する場合がある。上記含有割合が上記上限を超えると、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性が低下する場合がある。   [A] When the polymer has the structural unit (III), the lower limit of the content ratio of the structural unit (III) to all the structural units constituting the polymer [A] is preferably 1 mol%, and more preferably 10 mol%. Is more preferable, 20 mol% is further preferable, and 25 mol% is particularly preferable. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 85 mol%, more preferably 80 mol%, further preferably 75 mol%, and particularly preferably 70 mol%. When the content is in the above range, the adhesion of the resist pattern formed from the radiation-sensitive resin composition (I) to the substrate can be further improved. If the content is less than the lower limit, the adhesion of the resist pattern formed from the radiation-sensitive resin composition (I) to the substrate may be reduced. If the content exceeds the upper limit, the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage-suppressing property may decrease.

<構造単位(IV)>
構造単位(IV)は、フェノール性水酸基を含む構造単位である。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(I)及び構造単位(II)に加えて構造単位(IV)をさらに有することで、感放射線性樹脂組成物(I)の感度が向上する。その結果、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させることができる。
<Structural unit (IV)>
The structural unit (IV) is a structural unit containing a phenolic hydroxyl group. When KrF excimer laser light, EUV, electron beam or the like is used as the irradiation radiation, the polymer [A] further has a structural unit (IV) in addition to the structural units (I) and (II). As a result, the sensitivity of the radiation-sensitive resin composition (I) is improved. As a result, the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property can be further improved.

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

Figure 0006648452
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上記式(af)中、RAF1は、水素原子又はメチル基である。LAFは、単結合、−COO−、−O−又は−CONH−である。RAF2は、炭素数1〜20の1価の有機基である。nf1は、0〜3の整数である。nf1が2又は3の場合、複数のRAF2は同一でも異なっていてもよい。nf2は、1〜3の整数である。但し、nf1+nf2は、5以下である。nafは、0〜2の整数である。 In the above formula (af), R AF1 is a hydrogen atom or a methyl group. L AF is a single bond, -COO-, -O- or -CONH-. R AF2 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. n f1 is an integer of 0 to 3. When n f1 is 2 or 3, a plurality of R AF2s may be the same or different. nf2 is an integer of 1 to 3. However, n f1 + n f2 is 5 or less. n af is an integer of 0 to 2.

上記RAF1としては、構造単位(IV)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。 As the above-mentioned R AF1 , a hydrogen atom is preferable from the viewpoint of copolymerizability of a monomer giving the structural unit (IV).

AFとしては、単結合及び−COO−が好ましい。 The L AF, single bond and -COO- are preferred.

上記RAF2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(1)のLの2価の有機基として例示したものに1個の水素原子を加えた基のうち炭素数1〜20の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R AF2 include a group obtained by adding one hydrogen atom to those exemplified as the divalent organic group of L in the above formula (1). Among them, a group having 1 to 20 carbon atoms is exemplified.

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。   Of these, a monovalent chain hydrocarbon group is preferred, an alkyl group is more preferred, and a methyl group is even more preferred.

上記nf1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 the n f1, preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 and 1, 0 is more preferred.

上記nf2としては、1及び2が好ましく、1がより好ましい。 As nf2 , 1 and 2 are preferable, and 1 is more preferable.

上記nafとしては、0及び1が好ましく、0がより好ましい。 As the naf , 0 and 1 are preferable, and 0 is more preferable.

上記構造単位(IV)としては、下記式(f−1)〜(f−6)で表される構造単位(以下、「構造単位(IV−1)〜(IV−6)」ともいう。)が好ましい。   As the structural unit (IV), structural units represented by the following formulas (f-1) to (f-6) (hereinafter, also referred to as “structural units (IV-1) to (IV-6)”). Is preferred.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(f−1)〜(f−6)中、RAF1は、上記式(af)と同義である。 In the above formulas (f-1) to (f-6), R AF1 has the same meaning as in the above formula (af).

これらの中で、構造単位(IV−1)及び(IV−2)が好ましく、(IV−1)がより好ましい。   Among these, the structural units (IV-1) and (IV-2) are preferred, and (IV-1) is more preferred.

[A]重合体が構造単位(IV)を有する場合、[A]重合体を構成する全構造単位に対する上記構造単位(IV)の含有割合の下限としては、1モル%が好ましく、10モル%がより好ましく、20モル%がさらに好ましい。一方、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(IV)の含有割合を上記範囲とすることで、感放射線性樹脂組成物(I)は、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させることができる。   When the polymer [A] has the structural unit (IV), the lower limit of the content ratio of the structural unit (IV) to all the structural units constituting the polymer [A] is preferably 1 mol%, and more preferably 10 mol%. Is more preferable, and 20 mol% is further preferable. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 90 mol%, more preferably 80 mol%, and still more preferably 75 mol%. By setting the content of the structural unit (IV) in the above range, the radiation-sensitive resin composition (I) can further improve the LWR performance, the rectangular shape of the cross-sectional shape, and the film shrinkage-suppressing property.

なお、構造単位(IV)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。   The structural unit (IV) 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 a hydrolysis reaction in the presence of an amine. And the like.

<その他の構造単位>
[A]重合体は、上記構造単位(I)〜(IV)以外の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、例えばヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、スルホンアミド基等を有する構造単位などが挙げられる。これらの中で、ヒドロキシ基を有する構造単位及びカルボキシ基を有する構造単位が好ましく、ヒドロキシ基を有する構造単位がより好ましい。
<Other structural units>
[A] The polymer may have other structural units other than the structural units (I) to (IV). Examples of the other structural units include structural units having a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, a sulfonamide group, and the like. Among these, a structural unit having a hydroxy group and a structural unit having a carboxy group are preferred, and a structural unit having a hydroxy group is more preferred.

その他の構造単位としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Other structural units include, for example, structural units represented by the following formulas.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式中、RAH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, RAH is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

[A]重合体がその他の構造単位を有する場合、[A]重合体を構成する全構造単位に対する上記その他の構造単位の含有割合の下限としては、1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。一方、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%がさらに好ましい。その他の構造単位の含有割合を上記範囲とすることで、[A]重合体の現像液への溶解性をより適度に調整することができる。その他の構造単位の含有割合が上記上限を超えると、パターン形成性が低下する場合がある。   [A] When the polymer has other structural units, the lower limit of the content ratio of the other structural units relative to all the structural units constituting the polymer [A] is preferably 1 mol%, more preferably 20 mol%. Preferably, it is more preferably 40 mol%. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 80 mol%, more preferably 75 mol%, and still more preferably 70 mol%. The solubility of the polymer [A] in the developer can be more appropriately adjusted by adjusting the content of the other structural units within the above range. When the content ratio of other structural units exceeds the above upper limit, pattern formability may be reduced.

感放射線性樹脂組成物(I)は[A]重合体を1種又は2種以上含有していてもよい。   The radiation-sensitive resin composition (I) may contain one or more [A] polymers.

<[A]重合体の合成方法>
[A]重合体は、溶媒中で、化合物(X)の存在下、各構造単位を与える単量体、ラジカル重合開始剤等を用いるラジカル重合により得られる。
<[A] Method for synthesizing polymer>
[A] The polymer is obtained by radical polymerization using a monomer that gives each structural unit, a radical polymerization initiator, and the like in a solvent in the presence of compound (X).

化合物(X)は、公知の方法に従って合成してもよく、商業的に入手可能な市販品を用いてもよい。   Compound (X) may be synthesized according to a known method, or a commercially available product may be used.

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。
Examples of the radical polymerization initiator include azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2′-azobis (2-cyclopropyl) Azo radical initiators such as propionitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate;
Peroxide-based radical initiators such as benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide and the like can be mentioned.

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。   Of these, AIBN and dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate are preferred, and AIBN is more preferred. These radical initiators can be used alone or in combination of two or more.

上記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類;
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類;
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類;
クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、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類;
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類;
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類;
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類;
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、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類;
アミド系溶媒としては、例えば
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類、N−メチルピロリドン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン等の環状アミド類等のアミド類などが挙げられる。
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 and cumene;
Halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide, and chlorobenzene;
Saturated carboxylic esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate;
Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, 4-methyl-2-pentanone and 2-heptanone;
Ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethanes and diethoxyethanes;
Alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 4-methyl-2-pentanol and propylene glycol monomethyl ether;
Examples of the amide solvent include linear amides such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide, and the like. And amides such as cyclic amides such as N-methylpyrrolidone and N, N'-dimethylimidazolidinone.

これらの中で、ケトン類、アルコール系溶媒及びエーテル類が好ましい。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。   Among these, ketones, alcohol solvents and ethers are preferred. The solvents used in these polymerizations may be used alone or in combination of two or more.

化合物(X)を含む各構造単位を与える全単量体に対する化合物(X)の配合割合の下限としては、0.1モル%が好ましく、0.5モル%がより好ましく1.0モル%がさらに好ましい。上記化合物(X)の配合割合の上限としては、40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。上記化合物(X)の配合割合を上記範囲とすることで、全構造単位に対する[A]重合体に導入される化合物(X)由来の構造単位の含有割合が適切となり、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性がより向上する。   The lower limit of the compounding ratio of the compound (X) with respect to all the monomers giving each structural unit including the compound (X) is preferably 0.1 mol%, more preferably 0.5 mol%, and more preferably 1.0 mol%. More preferred. The upper limit of the compounding ratio of the compound (X) is preferably 40 mol%, more preferably 30 mol%, and still more preferably 25 mol%. When the compounding ratio of the compound (X) is within the above range, the content ratio of the structural unit derived from the compound (X) introduced into the polymer [A] with respect to all the structural units becomes appropriate, and the LWR performance and the cross-sectional shape are improved. The rectangularity and the film shrinkage suppressing property are further improved.

ラジカル重合開始剤に対する化合物(X)の配合割合の下限としては、10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。上記化合物(X)の配合割合の上限としては、1000モル%が好ましく、800モル%がより好ましく、700モル%がさらに好ましい。上記化合物(X)の配合割合を上記範囲とすることで、[A]重合体に導入される構造単位(II)の含有割合が適切となり、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性がより向上する。   The lower limit of the compounding ratio of the compound (X) to the radical polymerization initiator is preferably 10 mol%, more preferably 30 mol%, and still more preferably 40 mol%. The upper limit of the compounding ratio of the compound (X) is preferably 1,000 mol%, more preferably 800 mol%, and still more preferably 700 mol%. By setting the compounding ratio of the compound (X) in the above range, the content ratio of the structural unit (II) introduced into the polymer [A] becomes appropriate, and the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property are obtained. Is more improved.

上記重合における反応温度の下限としては、通常40℃であり、50℃が好ましい。上記反応温度の上限としては、通常150℃であり、120℃が好ましい。反応時間の下限としては、通常1時間である。上記反応時間の上限としては、通常48時間であり、24時間が好ましい。   The lower limit of the reaction temperature in the above polymerization is usually 40 ° C, preferably 50 ° C. The upper limit of the reaction temperature is usually 150 ° C, preferably 120 ° C. The lower limit of the reaction time is usually one hour. The upper limit of the reaction time is usually 48 hours, and 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、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性がより向上する。[A]重合体のMwが上記下限未満であると、十分な耐熱性を有するレジスト膜が得られない場合がある。   [A] The lower limit of the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer is preferably 1,000, more preferably 2,000, still more preferably 2,500, and 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] When the Mw of the polymer is in the above range, the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property are further improved. [A] If the Mw of the polymer is less than the lower limit, a resist film having sufficient heat resistance may not be obtained.

[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Mw/Mnの上限としては、通常5であり、3が好ましく、2.5がよりに好ましい。   [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. The upper limit of the Mw / Mn is usually 5, preferably 3 and more preferably 2.5.

[A]重合体の各構造単位に由来する構造はNMRにより確認することができる。   [A] The structure derived from each structural unit of the polymer can be confirmed by NMR.

本明細書における重合体のMw及びMnは、以下の条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(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、「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
The Mw and Mn of the polymer in the present specification are values measured using gel permeation chromatography (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 substance: 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、感放射線性樹脂組成物(I)からレジストパターンを形成することができる、感放射線性樹脂組成物(I)における[B]酸発生体の含有形態としては、後述するような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酸発生基の形態でも、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. The generated acid dissociates the acid dissociable group of the polymer [A] to form a carboxy group, a hydroxy group, etc., and changes the solubility of the polymer [A] in the developing solution. The radiation-sensitive resin composition (I), which can form a resist pattern from the resin composition (I), contains the acid generator [B] in the form of a low-molecular compound as described below (hereinafter, referred to as a low-molecular compound form). It may be appropriately referred to as “[B] acid generator”), an acid generating group incorporated as a part of the polymer, or both.

[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 compound include a sulfonium salt, a tetrahydrothiophenium salt, an iodonium salt, a phosphonium salt, a diazonium salt, a pyridinium salt 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, for example, compounds described in paragraphs [0080] to [0113] of JP-A-2009-134088.

[B]酸発生剤としては、下記式(b)で表される酸発生剤が好ましい。[B]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)又は構造単位(II)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、感放射線性樹脂組成物(I)のLWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させることができる。   [B] As the acid generator, an acid generator represented by the following formula (b) is preferable. [B] Since the acid generator has the following structure, [A] the diffusion length of the acid generated by exposure in the resist film due to the interaction with the structural unit (I) or the structural unit (II) of the polymer or the like. Is considered to be more appropriately shortened, and as a result, the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property of the radiation-sensitive resin composition (I) can be further improved.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(b)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。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 (b), 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. np2 is an integer of 0 to 10. np3 is an integer of 1 to 10. If n p1 is 2 or more, the plurality of R p2 may be the same or different. When n p2 is 2 or more, a plurality of R p3s may be the same or different, and a plurality of R p4s may be the same or different. 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. X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

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 containing a ring structure having 6 or more ring members represented by R p1 include a monovalent group containing an alicyclic structure having 6 or more ring members and an aliphatic heterocyclic structure having 6 or more ring members. Examples thereof include a monovalent group, a monovalent group containing an aromatic ring structure having 6 or more ring members, and a monovalent group containing an aromatic heterocyclic structure having 6 or more ring members.

上記環員数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 a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, a cyclooctane structure, a cyclononane structure, a cyclodecane structure, and a cyclododecane structure;
A monocyclic cycloalkene structure such as a cyclohexene structure, a cycloheptene structure, a cyclooctene structure, or a cyclodecene structure;
Polycyclic cycloalkane structures such as norbornane structure, adamantane structure, tricyclodecane structure and tetracyclododecane structure;
Examples include polycyclic cycloalkene structures such as a norbornene structure and a tricyclodecene structure.

上記環員数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 a lactone structure such as a hexanolactone structure and a norbornane lactone structure;
Sultone structures such as a hexanosultone structure and a norbornane sultone structure;
An oxygen atom-containing heterocyclic structure such as an oxacycloheptane structure or an oxanorbornane structure;
A heterocyclic structure containing a nitrogen atom such as an azacyclohexane structure or a diazabicyclooctane structure;
Examples thereof include a sulfur atom-containing heterocyclic structure having a thiacyclohexane structure and a thianorbornane structure.

上記環員数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.

上記環員数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 the aromatic heterocyclic structure having 6 or more ring members include a heterocyclic structure containing an oxygen atom such as a furan structure, a pyran structure, and a benzopyran structure, and a heterocyclic structure containing a nitrogen atom such as a pyridine structure, a pyrimidine structure, and an indole structure. No.

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。一方、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、感放射線性樹脂組成物(I)のLWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性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. On the other hand, the upper limit of the number of ring members is preferably 15, more preferably 14, more preferably 13, and particularly preferably 12. When the number of ring members is in the above range, the diffusion length of the acid can be further reduced appropriately, and as a result, the LWR performance, the rectangular shape of the cross-sectional shape, and the film of the radiation-sensitive resin composition (I) can be obtained. Shrinkage suppression 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、アシロキシ基などが挙げられる。これらの中でヒドロキシ基が好ましい。 Some or all of the hydrogen atoms of the ring structure of R p1 may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a halogen atom such as an iodine atom, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, And an acyloxy group. Of these, a hydroxy group is preferred.

p1としては、これらの中で、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。 As R p1 , among these, 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 are preferable, and an aliphatic group having 9 or more ring members is preferable. A monovalent group containing a ring structure and a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 9 or more ring members are more preferable, and an adamantyl group, a hydroxyadamantyl group, a norbornane lactone-yl group, a norbornane sultone-yl group, and a 5- An oxo-4-oxatricyclo [4.3.1.1 3,8 ] undecane-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。Rp2で表される2価の連結基としては、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, a divalent hydrocarbon group, and the like. The divalent linking group represented by R p2 is preferably a carbonyloxy group, a sulfonyl group, an alkanediyl group and a cycloalkanediyl group, more preferably a carbonyloxy group and a cycloalkanediyl group, and more preferably a carbonyloxy group and norbornanediyl. Groups are more preferred, and carbonyloxy groups are 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. As R p3 and R p4 , a hydrogen atom, a fluorine atom and a fluorinated alkyl group are preferred, a fluorine atom and a perfluoroalkyl group are more preferred, and a fluorine atom and a trifluoromethyl group are even more preferred.

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. As R p5 and R p6 , a fluorine atom and a fluorinated alkyl group are preferred, a fluorine atom and a perfluoroalkyl group are more preferred, a fluorine atom and a trifluoromethyl group are still more preferred, and a fluorine atom is particularly preferred.

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。 As n p1 , an integer of 0 to 5 is preferable, an integer of 0 to 3 is more preferable, an integer of 0 to 2 is more preferable, and 0 and 1 are particularly preferable.

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としては、1〜5の整数が好ましく、1〜4の整数がより好ましく、1〜3の整数がさらに好ましく、1及び2が特に好ましい。 As np3 , an integer of 1 to 5 is preferable, an integer of 1 to 4 is more preferable, an integer of 1 to 3 is more preferable, and 1 and 2 are particularly preferable.

で表される1価の感放射線性オニウムカチオンは、露光光の照射により分解するカチオンである。露光部では、この光分解性オニウムカチオンの分解により生成するプロトンと、スルホネートアニオンとからスルホン酸を生じる。上記X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(b−a)で表されるカチオン(以下、「カチオン(b−a)」ともいう)、下記式(b−b)で表されるカチオン(以下、「カチオン(b−b)」ともいう)、下記式(b−c)で表されるカチオン(以下、「カチオン(b−c)」ともいう)等が挙げられる。 The monovalent radiation-sensitive onium cation represented by X + is a cation that decomposes upon irradiation with exposure light. In the exposed portion, a sulfonic acid is generated from a proton generated by the decomposition of the photodegradable onium cation and a sulfonate anion. Examples of the monovalent radiation-sensitive onium cation represented by X + include a cation represented by the following formula (ba) (hereinafter, also referred to as “cation (ba)”) and a cation represented by the following formula (b -B) (hereinafter also referred to as “cation (bb)”), cation represented by the following formula (bc) (hereinafter also referred to as “cation (bc)”), and the like. Is mentioned.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(b−a)中、RB3、RB4及びRB5は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、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−RBB1若しくは−SO−RBB2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。RBB1及びRBB2は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、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。b1、b2及びb3は、それぞれ独立して0〜5の整数である。RB3〜RB5並びにRBB1及びRBB2がそれぞれ複数の場合、複数のRB3〜RB5並びにRBB1及びRBB2はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (ba), R B3 , R B4 and R B5 each independently represent a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkyl group. aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, a or a -OSO 2 -R BB1 or -SO 2 -R BB2, or two or more are combined with each other configured ring of these groups . R BB1 and R BB2 each independently represent a substituted or unsubstituted linear or branched 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 hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. b1, b2 and b3 are each independently an integer of 0 to 5. R B3 to R B5 and, if a plurality R BB1 and R BB2 are each the plurality of R B3 to R B5 and R BB1 and R BB2 may each be the same or different.

上記式(b−b)中、RB6は、置換若しくは非置換の炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状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。b4は0〜7の整数である。RB6が複数の場合、複数のRB6は同一でも異なっていてもよく、また、複数のRB6は、互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。
B7は、置換若しくは非置換の炭素数1〜7の直鎖状若しくは分岐状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。b5は、0〜6の整数である。RB7が複数の場合、複数のRB7は同一でも異なっていてもよく、また、複数のRB7は互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。nb2は、0〜3の整数である。RB8は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。nb1は、0〜2の整数である。
In the formula (bb), RB6 represents a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 8 carbon atoms. It is. b4 is an integer of 0 to 7. If R B6 is plural, the plurality of R B6 may be the same or different, and plural R B6 may represent a constructed ring aligned with each other.
R B7 is a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 or 7 carbon atoms. b5 is an integer of 0 to 6. If R B7 is plural, R B7 may be the same or different, and plural R B7 may represent a keyed configured ring structure. nb2 is an integer of 0 to 3. RB8 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. nb1 is an integer of 0 to 2.

上記式(b−c)中、RB9及びRB10は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、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−RBB3若しくは−SO−RBB4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。RBB3及びRBB4は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、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。b6及びb7は、それぞれ独立して0〜5の整数である。RB9、RB10、RBB3及びRBB4がそれぞれ複数の場合、複数のRB9、RB10、RBB3及びRBB4はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formula ( bc ), R B9 and R B10 each independently represent a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon group having 6 or more carbon atoms. 12 aromatic hydrocarbon group, or an -OSO 2 -R BB3 or -SO 2 -R BB4, or two or more are combined with each other configured ring of these groups. R BB3 and R BB4 each independently represent a substituted or unsubstituted linear or branched 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 hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. b6 and b7 are each independently an integer of 0 to 5. R B9, R B10, R BB3 and when R BB4 is plural respective plurality of R B9, R B10, R BB3 and R BB4 may have respectively the same or different.

B3、RB4、RB5、RB6、RB7、RB9及びRB10で表される非置換の直鎖状の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−ブチル基等が挙げられる。 R B3, as the R B4, R B5, an unsubstituted linear alkyl group represented by R B6, R B7, R B9 and R B10, a methyl group, an ethyl group, n- propyl group, n- Butyl group and the like.

B3、RB4、RB5、RB6、RB7、RB9及びRB10で表される非置換の分岐状のアルキル基としては、例えばi−プロピル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。 R B3, as is R B4, R B5, an unsubstituted branched alkyl group represented by R B6, R B7, R B9 and R B10, for example, i- propyl, i- butyl group, sec- butyl group , A t-butyl group and the like.

B3、RB4、RB5、RB9及びRB10で表される非置換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等が挙げられる。
The R B3, R B4, R B5 , unsubstituted aromatic hydrocarbon groups represented by R B9 and R B10, a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, mesityl group, an aryl group such as phenyl or naphthyl;
And aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group.

B6及びRB7で表される非置換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、ベンジル基等が挙げられる。 Examples of the unsubstituted aromatic hydrocarbon group represented by RB6 and RB7 include a phenyl group, a tolyl group, and a benzyl group.

B8で表される2価の有機基としては、例えば上記式(1)のLの2価の有機基として例示したもののうち炭素数1〜20の基等が挙げられる。 The divalent organic group represented by R B8, for example, divalent out of the illustrated ones as the organic group group having 1 to 20 carbon atoms, such as the L in the formula (1).

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していてもよい置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、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 that may be substituted for the hydrogen atom of the alkyl group and the aromatic hydrocarbon group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a halogen atom such as an iodine atom, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, Examples thereof include a nitro group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, and an acyloxy group. Among these, a halogen atom is preferred, and a fluorine atom is more preferred.

B3、RB4、RB5、RB6、RB7、RB9及びRB10としては、非置換の直鎖状又は分岐状のアルキル基、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−RBB5及び−SO−RBB5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。RBB5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。 As RB3 , RB4 , RB5 , RB6 , RB7 , RB9 and RB10 , an unsubstituted linear or branched alkyl group, fluorinated alkyl group, unsubstituted monovalent aromatic carbon hydrogen group, a -OSO 2 -R BB5 and -SO 2 -R BB5, more preferably a monovalent aromatic hydrocarbon group having a fluorinated alkyl group and unsubstituted, more preferably a fluorinated alkyl group. R BB5 is an unsubstituted monovalent alicyclic hydrocarbon group or an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group.

式(b−a)におけるb1、b2及びb3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(b−b)におけるb4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。b5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。nb2としては、2及び3が好ましく、2がより好ましい。nb1としては、0及び1が好ましく、0がより好ましい。式(b−c)におけるb6及びb7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 b1, b2 and b3 in the formula (ba), integers of 0 to 2 are preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is further preferable. B4 in the formula (bb) is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 and 1, and still more preferably 1. b5 is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 and 1, and even more preferably 0. The n b2, preferably 2 and 3, 2 is more preferable. As n b1 , 0 and 1 are preferable, and 0 is more preferable. In formula (bc), b6 and b7 are preferably integers of 0 to 2, more preferably 0 and 1, and still more preferably 0.

としては、これらの中で、カチオン(b−a)及びカチオン(b−b)が好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン及び1−[2−(4−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がより好ましい。 X + is preferably a cation (ba) or a cation (bb) among these, and a triphenylsulfonium cation and 1- [2- (4-cyclohexylphenylcarbonyl) propan-2-yl] tetrahydro The thiophenium cation is more preferred.

上記式(b)で表される酸発生剤としては例えば下記式(b−1)〜(b−15)で表される化合物(以下、「化合物(b−1)〜(b−15)」ともいう)等が挙げられる。   Examples of the acid generator represented by the formula (b) include compounds represented by the following formulas (b-1) to (b-15) (hereinafter, referred to as “compounds (b-1) to (b-15)”). And the like).

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(b−1)〜(b−15)中、Xは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 In the above formulas (b-1) to (b-15), X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

[B]酸発生剤としては、オニウム塩化合物が好ましく、化合物(b−2)及び(b−11)がさらに好ましい。   [B] The acid generator is preferably an onium salt compound, and more preferably the compounds (b-2) and (b-11).

[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い。[B]酸発生剤の含有量を上記範囲とすることで、感放射線性樹脂組成物(I)の感度及び現像性が向上し、その結果、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性を向上させることができる。[B]酸発生体は、1種又は2種以上を用いることができる。   When the acid generator [B] is the acid generator [B], the lower limit of the content of the acid generator [B] is preferably 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer [A]. 0.5 parts by mass is more preferable, and 1 part by mass is further preferable. As a maximum of the above-mentioned content, 30 mass parts is preferred, 20 mass parts is more preferred, and 15 mass parts is still more preferred. [B] By setting the content of the acid generator in the above range, the sensitivity and developability of the radiation-sensitive resin composition (I) are improved, and as a result, LWR performance, rectangularity in cross-sectional shape, and suppression of film shrinkage are achieved. Performance can be improved. [B] One or more acid generators can be used.

<[C]酸拡散制御体>
感放射線性樹脂組成物(I)は、必要に応じて[C]酸拡散制御体を含有してもよい。[C]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し、未露光領域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。その結果、得られる感放射線性樹脂組成物(I)の貯蔵安定性がさらに向上する。また、レジストとして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(I)が得られる。[C]酸拡散制御体の感放射線性樹脂組成物(I)における含有形態としては、後述するような低分子化合物である酸拡散制御剤の形態(以下、適宜「酸拡散制御剤」ともいう)でも、重合体の一部として組み込まれた酸拡散制御基の形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[C] Acid diffusion controller>
The radiation-sensitive resin composition (I) may optionally contain [C] an acid diffusion controller. The [C] acid diffusion controller has an effect of controlling the diffusion phenomenon of the acid generated from the [B] acid generator by exposure in the resist film, and suppressing an undesirable chemical reaction in the unexposed region. As a result, the storage stability of the obtained radiation-sensitive resin composition (I) is further improved. In addition, the resolution as a resist is further improved, and a line width change of a resist pattern due to a change in a laying time from exposure to development processing can be suppressed, so that a radiation-sensitive resin composition (I ) Is obtained. [C] As the content form of the acid diffusion controller in the radiation-sensitive resin composition (I), a form of an acid diffusion controller which is a low molecular compound as described below (hereinafter also referred to as “acid diffusion controller” as appropriate) ) Or acid diffusion controlling groups incorporated as part of the polymer, or both.

上記[C]酸拡散制御剤としては、例えば下記式(c−1)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2個の窒素原子を有する化合物(以下、「含窒素化合物(II)」ともいう)、3個の窒素原子を有する化合物(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。   Examples of the acid diffusion controller [C] include a compound represented by the following formula (c-1) (hereinafter, also referred to as “nitrogen-containing compound (I)”) having two nitrogen atoms in the same molecule. Compound (hereinafter also referred to as “nitrogen-containing compound (II)”), compound having three nitrogen atoms (hereinafter also referred to as “nitrogen-containing compound (III)”), amide group-containing compound, urea compound, and nitrogen-containing complex Ring compounds and the like.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(c−1)中、RC1、RC2及びRC3は、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよい直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、アリール基又はアラルキル基である。 In the above formula (c-1), R C1 , R C2 and R C3 are each independently a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, aryl group or aralkyl group which may be substituted. It is.

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などが挙げられる。
Examples of the nitrogen-containing compound (I) include monoalkylamines such as n-hexylamine;
Dialkylamines such as di-n-butylamine;
Trialkylamines such as triethylamine;
And aromatic amines such as aniline.

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 dimethylaminoethyl acrylamide are exemplified.

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, and N-methylpyrrolidone. Can be

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, and tributylthiourea.

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、ピラジン、ピラゾールなどが挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include pyridines such as pyridine and 2-methylpyridine, pyrazine, pyrazole and the like.

また、上記酸拡散制御剤として、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酸拡散制御剤としては、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等が挙げられる。   Further, as the acid diffusion controller, a compound having an acid dissociable group can be used. Examples of the acid diffusion controller having such an acid dissociable group include N- (t-butoxycarbonyl) piperidine, N- (t-butoxycarbonyl) imidazole, N- (t-butoxycarbonyl) benzimidazole, and N- (t-butoxycarbonyl) benzimidazole. (T-butoxycarbonyl) -2-phenylbenzimidazole, N- (t-butoxycarbonyl) di-n-octylamine, N- (t-butoxycarbonyl) diethanolamine, N- (t-butoxycarbonyl) dicyclohexylamine, N -(T-butoxycarbonyl) diphenylamine, N- (t-butoxycarbonyl) -4-hydroxypiperidine and the like.

また、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。オニウム塩化合物としては、例えば下記式(c−2)で表されるスルホニウム塩化合物、下記式(c−3)で表されるヨードニウム塩化合物等が挙げられる。   Further, as the acid diffusion controller, a photo-degradable base that is exposed to light to generate a weak acid can be used. Examples of the photodisintegrable base include an onium salt compound which decomposes upon exposure to light and loses the acid diffusion controllability. Examples of the onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the following formula (c-2) and an iodonium salt compound represented by the following formula (c-3).

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(c−2)及び式(c−3)中、RC4〜RC8は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基又はハロゲン原子である。E及びQは、それぞれ独立して、OH、RCC1−COO、RCC1−SO 、下記式(c−4)で表されるアニオン又は下記式(c−5)で表されるアニオンである。但し、RCC1は、アルキル基、アリール基又はアラルキル基である。 In the formulas (c-2) and (c-3), R C4 to R C8 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxy group, or a halogen atom. E and Q are each independently represented by OH , R CC1 —COO , R CC1 —SO 3 , an anion represented by the following formula (c-4) or a formula represented by the following formula (c-5) Anion. Here, R CC1 is an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(c−4)中、RC9は、水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基である。nc1は0〜2の整数である。nc1が2の場合、複数のRC9はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (c-4), R C9 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, in which some or all of the hydrogen atoms may be substituted with a fluorine atom, or a carbon atom having 1 to 12 carbon atoms. 12 straight-chain or branched alkoxyl groups. nc1 is an integer of 0 to 2. When nc1 is 2, a plurality of RC9s may be the same or different.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(c−5)中、RC10は、水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基である。nc2は0〜2の整数である。nc2が2の場合、複数のRC10はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (c-5), R C10 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, in which a part or all of the hydrogen atoms may be substituted with a fluorine atom, or a carbon atom having 1 to 12 carbon atoms. 12 straight-chain or branched alkoxyl groups. nc2 is an integer of 0 to 2. When nc2 is 2, a plurality of R C10 may be the same or different.

感放射線性樹脂組成物(I)が[C]酸拡散制御剤を含有する場合、[A]重合体100質量部に対する上記[C]酸拡散制御剤の含有量の下限としては、0.1質量部が好ましく、0.3質量部がより好ましい。一方、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い。   When the radiation-sensitive resin composition (I) contains the acid diffusion controller [C], the lower limit of the content of the acid diffusion controller [C] relative to 100 parts by mass of the polymer [A] is 0.1. A mass part is preferred, and 0.3 mass part is more preferred. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 20 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, and still more preferably 10 parts by mass.

<[D]重合体>
[D]重合体は、[A]重合体よりもフッ素原子含有率が大きい重合体である。感放射線性組成物(I)は、[D]重合体を含有することで、レジスト膜を形成した際に、膜中の[D]重合体の撥油性的特徴により、その分布がレジスト膜表面近傍で偏在化する傾向がある。そのため、液浸露光時において、酸発生剤や酸拡散制御剤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、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が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、レジスト膜と液浸媒体との後退接触角が高くなり、水滴が残らずに高速でのスキャン露光が可能となる。このように感放射線性樹脂組成物(I)が[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>
The polymer [D] is a polymer having a higher fluorine atom content than the polymer [A]. Since the radiation-sensitive composition (I) contains the polymer [D], when the resist film is formed, the distribution of the polymer is changed by the oil-repellent characteristic of the polymer [D] in the film. It tends to be unevenly distributed in the vicinity. Therefore, at the time of immersion exposure, elution of the acid generator, the acid diffusion controller, and the like into the immersion medium can be suppressed. Further, due to the water-repellent characteristics of the polymer [D], the advancing contact angle between the resist film and the immersion medium can be controlled within a desired range, and generation of bubble defects can be suppressed. Further, the receding contact angle between the resist film and the immersion medium is increased, and high-speed scanning exposure can be performed without leaving water droplets. When the radiation-sensitive resin composition (I) contains the polymer [D], a resist film suitable for the liquid immersion exposure method can be formed.

感放射線性樹脂組成物(I)が[D]重合体を含有する場合、上記[D]重合体のフッ素原子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。一方、上記含有率の上限としては、60質量%が好ましく、40質量%がより好ましく、30質量%がさらに好ましい。[D]重合体のフッ素原子含有率が上記下限未満だと、レジスト膜表面の疎水性が低下する場合がある。なお重合体のフッ素原子含有率(質量%)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。 When the radiation-sensitive resin composition (I) contains a polymer [D], the lower limit of the fluorine atom content of the polymer [D] is preferably 1% by mass, more preferably 2% by mass, and 4% by mass. % By mass is more preferable, and 7% by mass is particularly preferable. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 60% by mass, more preferably 40% by mass, and still more preferably 30% by mass. [D] If the fluorine atom content of the polymer is less than the above lower limit, the hydrophobicity of the resist film surface may decrease. The fluorine atom content (% by mass) of the polymer can be calculated from the structure of the polymer obtained by measuring the 13 C-NMR spectrum.

[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、主鎖に結合するものでもよく、側鎖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(V)」ともいう)を有することが好ましい。[D]重合体は、構造単位(V)以外に、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、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 form in which the fluorine atom is contained in the polymer is not particularly limited. The fluorine atom may be bonded to the main chain or may be bonded to the side chain. ) "). [D] The polymer preferably has a structural unit containing an acid-dissociable group, in addition to the structural unit (V), from the viewpoint of further improving the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the property of suppressing film shrinkage. Examples of the structural unit containing an acid dissociable group include the structural unit (I) in the polymer [A].

[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、レジスト膜表面をアルカリ現像時に疎水性から親水性に効果的に変えることができ、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮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、ヒドロキシ基等が有する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 surface of the resist film can be effectively changed from hydrophobic to hydrophilic at the time of alkali development, and the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property are more improved. improves. The “alkali dissociable group” is a group that replaces a hydrogen atom of a carboxy group, a hydroxy group, or the like, and dissociates in an alkaline aqueous solution (eg, a 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 23 ° C.). Group.

上記構造単位(V)としては、下記式(ff1)で表される構造単位(以下、「構造単位(Va)」ともいう)及び下記式(ff2)で表される構造単位(以下、「構造単位(Vb)」ともいう)が好ましい。構造単位(V)は、構造単位(Va)及び構造単位(Vb)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 (V), a structural unit represented by the following formula (ff1) (hereinafter, also referred to as “structural unit (Va)”) and a structural unit represented by the following formula (ff2) (hereinafter, “structure”) Unit (Vb) ”) is preferred. The structural unit (V) may have one or two or more structural units (Va) and structural units (Vb), respectively.

<構造単位(Va)>
構造単位(Va)は、下記式(ff1)で表される構造単位である。[D]重合体は構造単位(Va)を有することでフッ素原子含有率を調整することができる。
<Structural unit (Va)>
The structural unit (Va) is a structural unit represented by the following formula (ff1). [D] The polymer can control the fluorine atom content by having the structural unit (Va).

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(ff1)中、RF1は、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。LF1は、単結合、酸素原子、硫黄原子、−CO−O−、−SO−O−NH−、−CO−NH−又は−O−CO−NH−である。RF2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 (ff1), R F1 is a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. L F1 represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -CO-O -, - SO 2 -O-NH -, - is CO-NH- or -O-CO-NH-. R F2 is a monovalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a monovalent fluorinated alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms.

上記RF1としては、構造単位(Va)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。 R F1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group, from the viewpoint of copolymerizability of a monomer giving the structural unit (Va).

上記LF1としては、−CO−O−、−SO−O−NH−、−CO−NH−及び−O−CO−NH−が好ましく、−CO−O−がより好ましい。 As the L F1, -CO-O -, - SO 2 -O-NH -, - CO-NH- and -O-CO-NH- are preferred, -CO-O-it is more preferred.

上記RF2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。 Examples of the monovalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R F2 include a trifluoromethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, a perfluoroethyl group, 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 , A perfluoro i-butyl group, a perfluoro t-butyl group, a 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl group, a perfluorohexyl group and the like.

上記RF2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。 Examples of the monovalent fluorinated alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R F2 include a monofluorocyclopentyl group, a difluorocyclopentyl group, a perfluorocyclopentyl group, a monofluorocyclohexyl group, and a difluorocyclopentyl group. , Perfluorocyclohexylmethyl group, fluoronorbornyl group, fluoroadamantyl group, fluorobornyl group, fluoroisobornyl group, fluorotricyclodecyl group, fluorotetracyclodecyl group and the like.

上記RF2としては、これらの中で、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い。 Among the above, R F2 is preferably a fluorinated chain hydrocarbon group, such as a 2,2,2-trifluoroethyl group and a 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl group. Groups are more preferred.

[D]重合体が構造単位(Va)を有する場合、[D]重合体を構成する全構造単位に対する上記構造単位(Va)の含有割合の下限としては、3モル%が好ましく、5モル%がより好ましい。一方、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。このような含有割合にすることによって、[D]重合体のフッ素原子含有率をより適度に調整することができる。   When the polymer [D] has the structural unit (Va), the lower limit of the content ratio of the structural unit (Va) to all the structural units constituting the polymer [D] is preferably 3 mol%, and more preferably 5 mol%. Is more preferred. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 90 mol%, more preferably 70 mol%, and still more preferably 50 mol%. With such a content ratio, the fluorine atom content of the polymer [D] can be more appropriately adjusted.

<構造単位(Vb)>
構造単位(Vb)は、下記式(ff2)で表される構造単位である。[D]重合体は構造単位(Vb)を有することで、フッ素原子含有率を調整すると共に、アルカリ現像前後における撥水性及び親水性を変化させることができる。
<Structural unit (Vb)>
The structural unit (Vb) is a structural unit represented by the following formula (ff2). [D] By having the structural unit (Vb), the polymer can adjust the fluorine atom content and change the water repellency and hydrophilicity before and after alkali development.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(ff2)中、RF3は、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。RF4は、単結合、炭素数1〜20の(u+1)価の炭化水素基又はこの炭化水素基のRF5側の末端に酸素原子、硫黄原子、−NRFF1−、カルボニル基、−CO−O−若しくは−CO−NH−が結合された構造のものである。RFF1は、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。RF5は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。LF2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。LF3は、酸素原子、−NRFF2−、−CO−O−*又は−SO−O−*である。RFF2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、RF6に結合する部位を示す。RF6は、水素原子又は炭素数1〜30の1価の有機基である。uは、1〜3の整数である。但し、uが2又は3の場合、複数のRF5、LF2、LF3及びRF6はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。LF2が単結合の場合、RF6は、フッ素原子を含む基である。 In the above formula (ff2), R F3 is a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R F4 is a single bond, (u + 1) -valent hydrocarbon group or an oxygen atom at the terminal of R F5 side of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a sulfur atom, -NR FF1 -, carbonyl group, -CO- It has a structure in which O- or -CO-NH- is bonded. R FF1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R F5 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. LF2 is a single bond or a divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. L F3 represents an oxygen atom, -NR FF2 -, - CO- O- * or -SO 2 -O- *. R FF2 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. * Indicates a site that binds to RF6 . RF6 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. u is an integer of 1 to 3. However, when u is 2 or 3, a plurality of R F5 , L F2 , L F3 and R F6 may be the same or different. When L F2 is a single bond, R F6 is a group containing a fluorine atom.

上記RF3としては、構造単位(Vb)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。 From the viewpoint of copolymerizability of the monomer giving the structural unit (Vb), R 3 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group.

上記RF4で表される炭素数1〜20の(u+1)価の炭化水素基としては、例えば上記式(a−1)におけるRA2として例示した1価の炭化水素基からu個の水素原子を除いた基等が挙げられる。 Examples of the (u + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R F4 include u hydrogen atoms from the monovalent hydrocarbon group exemplified as R A2 in the formula (a-1). And the like excluding.

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

上記RF4としては、u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 the above R F4 , when u is 1, a single bond and a divalent hydrocarbon group are preferable, a single bond and an alkanediyl group are more preferable, and a single bond and an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms are further preferable. A single bond, a methanediyl group and a propanediyl group are particularly preferred.

上記RF5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−1)におけるRA2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。 As the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R F5 , for example, one of the monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms exemplified as R A2 in the formula (a-1) may be used. And the like, excluding the hydrogen atom.

上記RF5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 F5 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.

上記LF2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。
The divalent chain fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by L F2, such as fluoro methane diyl group, difluoromethane diyl group, fluoro-ethanediyl group, difluoroethane diyl group, tetrafluoroethane diyl Fluorinated alkanediyl groups such as a group, hexafluoropropanediyl group, octafluorobutanediyl group;
And fluorinated alkenediyl groups such as a fluoroethenediyl group and a difluoroethenediyl group. Among these, a fluorinated alkanediyl group is preferred, and a difluoromethanediyl group is more preferred.

上記LF3としては、酸素原子、−CO−O−*及び−SO−O−*が好ましく、−CO−O−*がより好ましい。 As the L F3, oxygen atom, -CO-O- * and -SO 2 -O- * are preferred, -CO-O- * is more preferable.

上記構造単位(Vb)としては、例えば下記式(ff2−1)〜(ff2−3)で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (Vb) include structural units represented by the following formulas (ff2-1) to (ff2-3).

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記式(ff2−1)〜(ff2b−3)中、RF4’は、炭素数1〜20の2価の直鎖状、分岐状若しくは環状の飽和若しくは不飽和の炭化水素基である。RF3、LF2、RF6及びuは、上記式(ff2)と同義である。uが2又は3である場合、複数のLF2及びRF6はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formulas (ff2-1) to (ff2b-3), R F4 ′ is a divalent linear, branched or cyclic, saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R F3 , L F2 , R F6 and u have the same meaning as in the above formula (ff2). When u is 2 or 3, a plurality of L F2 and R F6 may be the same or different.

[D]重合体が構造単位(Vb)を有する場合、[D]重合体を構成する全構造単位に対する上記構造単位(Vb)の含有割合の下限としては、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。一方、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。このような含有割合にすることによって、感放射線性樹脂組成物(I)から形成されたレジスト膜表面のアルカリ現像前後の撥水性及び親水性などをより適度に調整することができる。   When the polymer [D] has the structural unit (Vb), the lower limit of the content ratio of the structural unit (Vb) to all the structural units constituting the polymer [D] is preferably 10 mol%, and more preferably 20 mol%. Is more preferable, and 40 mol% is still more preferable. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 90 mol%, more preferably 85 mol%, and still more preferably 80 mol%. With such a content ratio, the water repellency, hydrophilicity, and the like of the surface of the resist film formed from the radiation-sensitive resin composition (I) before and after alkali development can be more appropriately adjusted.

[D]重合体が構造単位(V)を有する場合、[D]重合体を構成する全構造単位に対する上記構造単位(V)の含有割合の下限としては、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。一方、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。   When the polymer [D] has the structural unit (V), the lower limit of the content of the structural unit (V) with respect to all the structural units constituting the polymer [D] is preferably 10 mol%, and more preferably 15 mol%. Is more preferable, and 20 mol% is further preferable. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 90 mol%, more preferably 85 mol%, and still more preferably 80 mol%.

[D]重合体を構成する全構造単位に対する酸解離性基を含む構造単位の含有割合の下限としては、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。一方、上記含有割合の上限としては、85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。[D]重合体における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、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をさらに向上させることができる。   [D] As a minimum of content rate of a structural unit containing an acid dissociable group to all the structural units which constitute a polymer, 10 mol% is preferred, 15 mol% is more preferred, and 20 mol% is still more preferred. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 85 mol%, more preferably 80 mol%, and still more preferably 75 mol%. [D] By setting the content of the structural unit containing an acid-dissociable group in the polymer within the above range, the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage-suppressing property can be further improved.

感放射線性樹脂組成物(I)が[D]重合体を含有する場合、[A]重合体100質量部に対する上記[D]重合体の含有量の下限としては、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。一方、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。   When the radiation-sensitive resin composition (I) contains the polymer [D], the lower limit of the content of the polymer [D] to 100 parts by mass of the polymer [A] is preferably 0.1 part by mass. , 0.2 parts by mass, more preferably 0.5 parts by mass, particularly preferably 1 part by mass. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 30 parts by mass, more preferably 20 parts by mass, still more preferably 15 parts by mass, and particularly preferably 10 parts by mass.

[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 polymer [D] can be synthesized in the same manner as the polymer [A] described above.

[D]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)は特に限定されないが、その下限としては、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。一方、上記重量平均分子量の上限としては、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、感放射線性樹脂組成物(I)の塗布性、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性がより向上する。[D]重合体のMwが上記下限未満であると、十分な耐熱性を有するレジスト膜が得られない場合がある。[D]重合体のMwが上記上限を超えると、レジスト膜の現像性が低下する場合がある。   [D] The weight average molecular weight (Mw) of the polymer in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) is not particularly limited, but the lower limit is preferably 1,000, more preferably 2,000, and 2,500. Is more preferable, and 3,000 is particularly preferable. On the other hand, the upper limit of the weight average molecular weight is preferably 50,000, more preferably 30,000, still more preferably 20,000, and particularly preferably 15,000. [D] By setting the Mw of the polymer to the above range, the coating properties, LWR performance, rectangularity of the cross-sectional shape, and film shrinkage suppressing properties of the radiation-sensitive resin composition (I) are further improved. [D] If the Mw of the polymer is less than the lower limit, a resist film having sufficient heat resistance may not be obtained. [D] If the Mw of the polymer exceeds the above upper limit, the developability of the resist film may decrease.

[D]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である。一方、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 (Mw / Mn) of Mw to the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene by GPC of the polymer is usually 1. On the other hand, the upper limit of the ratio is preferably 5, more preferably 3, and still more preferably 2.

<[E]溶媒>
感放射線性樹脂組成物(I)は、必要に応じて、[E]溶媒を含有してもよい。[E]溶媒は[A]重合体及び[B]酸発生体、並びに必要に応じて含有される[C]酸拡散制御体、[D]重合体及びその他の任意成分を溶解又は分散することができるものであれば特に限定されない。[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] solvent>
The radiation-sensitive resin composition (I) may contain a solvent [E], if necessary. [E] Solvent dissolves or disperses [A] polymer and [B] acid generator, and [C] acid diffusion controller, [D] polymer and other optional components contained as necessary. There is no particular limitation as long as it is possible. [E] The solvent includes, for example, 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3〜18の多価アルコール系溶媒;
プロピレングリコールモノエ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-based solvent include aliphatic monoalcohol-based 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 polyhydric alcohol solvent having 3 to 18 carbon atoms such as 1,2-propylene glycol;
Examples thereof include polyhydric alcohol partial ether solvents having 3 to 19 carbon atoms such as propylene glycol monoethyl 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、ジブチルエーテル等のジ脂肪族エーテル系溶媒;
アニソール、ジフェニルエーテル等の含芳香環エーテル系溶媒;
テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル系溶媒などが挙げられる。
Examples of the ether solvent include dialiphatic ether solvents such as diethyl ether, dipropyl ether and dibutyl ether;
Aromatic ring ether solvents such as anisole and diphenyl ether;
And cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane.

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、メチル−n−アミルケトン、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、アセトフェ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等のジケトン系溶媒などが挙げられる。
Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, methyl-n-amyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n-hexyl Chain ketone solvents such as ketone, di-iso-butyl ketone, trimethylnonanone, acetophenone;
Cyclic ketone solvents such as cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone and methylcyclohexanone;
Diketone solvents such as 2,4-pentanedione and acetonylacetone are exemplified.

アミド系溶媒としては、例えば
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;
N−メチルピロリドン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン等の環状アミド系溶媒などが挙げられる。
Examples of the amide solvent include linear amides such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide, and the like. System solvent;
And cyclic amide solvents such as N-methylpyrrolidone and N, N'-dimethylimidazolidinone.

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;
γ−ブチロラクトン、バレロラクトン等のラクトン系溶媒;
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;
ジメチルカーボネート、ジエチル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 the ester solvent include monocarboxylic acid ester solvents such as n-butyl acetate and ethyl lactate;
lactone solvents such as γ-butyrolactone and valerolactone;
Polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate;
Polyvalent carboxylic acid diester solvents such as diethyl oxalate;
Examples thereof include carbonate solvents such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate.

炭化水素系溶媒としては、例えば
n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、iso−ヘキサン、n−ヘプタン、iso−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、iso−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;
ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、iso−プロピルベンゼン、ジエチルベンゼン、iso−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−iso−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon solvent include n-pentane, iso-pentane, n-hexane, iso-hexane, n-heptane, iso-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, iso-octane, and cyclohexane And aliphatic hydrocarbon solvents such as methylcyclohexane;
Aroma such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, iso-propylbenzene, diethylbenzene, iso-butylbenzene, triethylbenzene, di-iso-propylbenzene, n-amylnaphthalene Group hydrocarbon solvents and the like.

これらの中で、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、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さらに好ましい。[E]溶媒は、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。   Of these, ester solvents and ketone solvents are preferred, polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvents and cyclic ketone solvents are more preferred, and propylene glycol monomethyl ether acetate and cyclohexanone are even more preferred. [E] The solvent can be used alone or in combination of two or more.

<[F]偏在化促進剤>
感放射線性樹脂組成物(I)は、必要に応じて[F]偏在化促進剤を含有してもよい。[F]偏在化促進剤は、感放射線性樹脂組成物(I)が[D]重合体を含有する場合等に、[D]重合体をより効率的にレジスト膜表面に偏析させる効果を有するものである。感放射線性樹脂組成物(I)に[F]偏在化促進剤を含有させることで、上記撥水性重合体添加剤の添加量を従来よりも少なくすることができる。従って、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性を損なうことなく、レジスト膜から液浸液への成分の溶出をさらに抑制し、高速スキャンにより液浸露光をより高速に行うことが可能になり、結果としてウォーターマーク欠陥等の液浸由来欠陥を抑制するレジスト膜表面の疎水性を向上させることができる。このような[F]偏在化促進剤として用いることができるものとしては、比誘電率が30以上200以下で、1気圧における沸点が100℃以上の低分子化合物を挙げることができる。このような化合物としては、具体的には、ラクトン化合物、カーボネート化合物、ニトリル化合物、多価アルコール等が挙げられる。
<[F] uneven distribution accelerator>
The radiation-sensitive resin composition (I) may optionally contain [F] a localization promoting agent. [F] The localization accelerator has an effect of more efficiently segregating the polymer [D] on the resist film surface when the radiation-sensitive resin composition (I) contains the polymer [D]. Things. By adding the [F] uneven distribution accelerator to the radiation-sensitive resin composition (I), the amount of the water-repellent polymer additive to be added can be made smaller than before. Therefore, it is possible to further suppress the elution of the components from the resist film into the immersion liquid without impairing the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the ability to suppress film shrinkage, and to perform the immersion exposure at a higher speed by high-speed scanning. As a result, it is possible to improve the hydrophobicity of the resist film surface that suppresses defects due to immersion such as watermark defects. Examples of the [F] uneven distribution accelerator that can be used include low molecular weight compounds having a relative dielectric constant of 30 or more and 200 or less and a boiling point at 1 atm of 100 ° C. or more. Specific examples of such a compound include a lactone compound, a carbonate compound, a nitrile compound, and a polyhydric alcohol.

上記ラクトン化合物としては、例えばγ−ブチロラクトン、バレロラクトン、メバロニックラクトン、ノルボルナンラクトン等が挙げられる。   Examples of the lactone compound include γ-butyrolactone, valerolactone, mevalonic lactone, norbornane lactone, and the like.

上記カーボネート化合物としては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等が挙げられる。   Examples of the carbonate compound include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, and vinylene carbonate.

上記ニトリル化合物としては、例えばスクシノニトリル等が挙げられる。   Examples of the nitrile compound include succinonitrile.

上記多価アルコールとしては、例えばグリセリン等が挙げられる。   Examples of the polyhydric alcohol include glycerin.

[F]偏在化促進剤としては、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性をより向上させる観点から、ラクトン化合物が好ましく、γ−ブチロラクトンがより好ましい。   [F] As the uneven distribution accelerator, a lactone compound is preferable, and γ-butyrolactone is more preferable, from the viewpoint of further improving the LWR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape, and the film shrinkage suppressing property.

感放射線性樹脂組成物(I)が[F]偏在化促進剤を含有する場合、上記[F]偏在化促進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、20質量部がさらに好ましく、25質量部が特に好ましい。上記[F]偏在化促進剤の含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、500質量部が好ましく、400質量部がより好ましく、300質量部がさらに好ましく、200質量部が特に好ましい。   When the radiation-sensitive resin composition (I) contains the [F] uneven distribution accelerator, the lower limit of the content of the above [F] uneven distribution accelerator is as follows: [A] 100 parts by mass of the polymer. 10 parts by mass is preferable, 15 parts by mass is more preferable, 20 parts by mass is further preferable, and 25 parts by mass is particularly preferable. The upper limit of the content of the [F] uneven distribution accelerator is preferably 500 parts by mass, more preferably 400 parts by mass, still more preferably 300 parts by mass, and more preferably 200 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polymer [A]. Parts are particularly preferred.

<その他の任意成分>
感放射線性樹脂組成物(I)は、上記[A]〜[F]成分以外に、その他の任意成分を含有していてもよい。上記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種又は2種以上を併用してもよい。
<Other optional ingredients>
The radiation-sensitive resin composition (I) may contain other optional components in addition to the components [A] to [F]. Examples of the other optional components include a surfactant, an alicyclic skeleton-containing compound, and a sensitizer. One or more of these other optional components may be used in combination.

<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。感放射線性樹脂組成物(I)が界面活性剤を含有する場合、上記界面活性剤の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して通常2質量部以下である。
<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, and polyethylene glycol dilaurate. Nonionic surfactants such as stearate; commercially available products include “KP341” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “Polyflow No. 75 and No. 95” manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., and “Ftop EF301” manufactured by Tochem Products Co., Ltd. EF303 and EF352, DIC's MegaFac F171 and F173, Sumitomo 3M's Florad FC430 and FC431, Asahi Glass Industries' Asahi Guard AG710, Surflon S- 82, SC-101, SC-102, the SC-103, the SC-104, the SC-105, the SC-106 ", and the like. When the radiation-sensitive resin composition (I) contains a surfactant, the content of the surfactant is usually 2 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polymer [A].

<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 a substrate, and the like.

脂環式骨格含有化合物としては、例えば
1−アダマンタンカルボン酸、2−アダマンタノン、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル等のアダマンタン誘導体類;
デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル等のデオキシコール酸エステル類;
リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル等のリトコール酸エステル類;
3−〔2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、2−ヒドロキシ−9−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン等が挙げられる。感放射線性樹脂組成物(I)が脂環式骨格含有化合物を含有する場合、脂環式骨格含有化合物の含有量としては[A]重合体100質量部に対して通常5質量部以下である。
Examples of the alicyclic skeleton-containing compound include adamantane derivatives such as 1-adamantane carboxylic acid, 2-adamantanone, and t-butyl 1-adamantane carboxylate;
Deoxycholate esters such as t-butyl deoxycholate, t-butoxycarbonylmethyl deoxycholate, 2-ethoxyethyl deoxycholate;
Lithocholic acid esters such as t-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid;
3- [2-hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ethyl] tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 17, 10 ] dodecane, 2-hydroxy-9-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane and the like. When the radiation-sensitive resin composition (I) contains an alicyclic skeleton-containing compound, the content of the alicyclic skeleton-containing compound is usually 5 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polymer [A]. .

<増感剤>
増感剤は、[B]酸発生剤等からの酸の生成量を増加する作用を示すものであり、感放射線性樹脂組成物(I)の「みかけの感度」を向上させる効果を奏する。
<Sensitizer>
The sensitizer has the effect of increasing the amount of acid generated from the acid generator [B], and has the effect of improving the "apparent sensitivity" of the radiation-sensitive resin composition (I).

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。感放射線性樹脂組成物(I)が増感剤を含有する場合、上記増感剤の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して通常2質量部以下である。   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. When the radiation-sensitive resin composition (I) contains a sensitizer, the content of the sensitizer is usually 2 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polymer (A).

<感放射線性樹脂組成物(I)の調製方法>
感放射線性樹脂組成物(I)は、例えば[A]重合体、[B]酸発生体、必要に応じて[C]酸拡散制御体、[D]重合体、[E]溶媒、[F]偏在化促進剤及びその他の任意成分を所定の割合で混合し、好ましくは孔径0.2μm程度のメンブレンフィルター等で濾過することにより調製することができる。感放射線性樹脂組成物(I)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%がより好ましく、1質量%がさらに好ましく、1.5質量%が特に好ましい。感放射線性樹脂組成物(I)の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%がさらに好ましく、10質量%が特に好ましい。ここで感放射線性樹脂組成物(I)の「固形分濃度」とは、感放射線性樹脂組成物(I)の全質量に対する感放射線性樹脂組成物(I)から溶媒を除いた成分の質量分率をいう。
<Method of preparing radiation-sensitive resin composition (I)>
The radiation-sensitive resin composition (I) includes, for example, [A] polymer, [B] acid generator, [C] acid diffusion controller, [D] polymer, [E] solvent, [F] ] It can be prepared by mixing a localization accelerator and other optional components at a predetermined ratio, and preferably filtering the mixture with a membrane filter having a pore size of about 0.2 μm. The lower limit of the solid concentration of the radiation-sensitive resin composition (I) is preferably 0.1% by mass, more preferably 0.5% by mass, still more preferably 1% by mass, and particularly preferably 1.5% by mass. . The upper limit of the solid content concentration of the radiation-sensitive resin composition (I) is preferably 50% by mass, more preferably 30% by mass, further preferably 20% by mass, and particularly preferably 10% by mass. Here, the “solid concentration” of the radiation-sensitive resin composition (I) refers to the mass of a component obtained by removing a solvent from the radiation-sensitive resin composition (I) based on the total mass of the radiation-sensitive resin composition (I). The fraction.

<感放射線性樹脂組成物(II)>
感放射線性樹脂組成物(II)は、[A−1]重合体及び感放射線性酸発生体を含有する。感放射線性樹脂組成物(II)は、好適成分として酸拡散制御体、[A−1]重合体よりもフッ素原子含有率が大きい重合体、溶媒及び偏在化促進剤を含有していてもよく、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もいてもよい。感放射線性樹脂組成物(II)の感放射線性酸発生体、酸拡散制御体、[A−1]重合体よりもフッ素原子含有率が大きい重合体、溶媒、偏在化促進剤及びその他の任意成分としては、上記感放射線性樹脂組成物(I)の各[B]酸発生体、[C]酸拡散制御体、[D]重合体、[E]溶媒、[F]偏在化促進剤及びその他の任意成分として記載したものと同様のものを使用することができる。また、それぞれの成分として好ましいものについても、上記感放射線性樹脂組成物(I)の場合と同様である。以下、[A−1]重合体について説明する。
<Radiation-sensitive resin composition (II)>
The radiation-sensitive resin composition (II) contains a polymer [A-1] and a radiation-sensitive acid generator. The radiation-sensitive resin composition (II) may contain, as preferred components, an acid diffusion controller, a polymer having a higher fluorine atom content than the [A-1] polymer, a solvent, and a localization accelerator. Further, other optional components may be contained as long as the effects of the present invention are not impaired. Radiation-sensitive acid generator, acid-diffusion controller, polymer having a higher fluorine atom content than [A-1] polymer, solvent, uneven distribution accelerator and other optional components of radiation-sensitive resin composition (II) As the components, each [B] acid generator, [C] acid diffusion controller, [D] polymer, [E] solvent, [F] uneven distribution accelerator, and [B] acid generator of the radiation-sensitive resin composition (I). The same components as those described as other optional components can be used. The preferred components are the same as in the case of the radiation-sensitive resin composition (I). Hereinafter, the polymer [A-1] will be described.

<[A−1]重合体>
[A−1]重合体は、第1構造単位と、第2構造単位とを有する重合体である。感放射線性樹脂組成物(II)は、[A−1]重合体が第2構造単位を有することで、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性に優れるレジストパターンを形成することができる。感放射線性樹脂組成物(II)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、[A−1]重合体は、主鎖に第2構造単位を有する。この第2構造単位が有する立体的要因により、[A−1]重合体は、空間的な広がりが拡大している。また、[A−1]重合体は、第2構造単位を主鎖に有するため、1又は複数の上記特性を有する構造単位を有する。これらの結果、レジスト膜中における酸発生体から生じる酸の拡散長が適度に短いものとなり、LWR性能及び断面形状の矩形性が優れるものとなる。また、PEBの際の低分子化合物の蒸散が抑制され、膜収縮抑制性が向上すると考えられる。
<[A-1] polymer>
[A-1] The polymer is a polymer having a first structural unit and a second structural unit. The radiation-sensitive resin composition (II) can form a resist pattern excellent in LWR performance, rectangular cross-sectional shape, and film shrinkage suppression property when the polymer [A-1] has the second structural unit. it can. The reason why the radiation-sensitive resin composition (II) has the above-described structure to achieve the above-described effects is not necessarily clear, but can be inferred, for example, as follows. That is, the polymer [A-1] has the second structural unit in the main chain. Due to the steric factor of the second structural unit, the [A-1] polymer has an expanded spatial extent. In addition, since the polymer [A-1] has the second structural unit in the main chain, it has one or more structural units having the above characteristics. As a result, the diffusion length of the acid generated from the acid generator in the resist film becomes appropriately short, and the LWR performance and the rectangularity of the cross-sectional shape become excellent. Further, it is considered that the evaporation of the low-molecular compound at the time of PEB is suppressed, and the film shrinkage suppressing property is improved.

[A−1]重合体は、化合物(X)の存在下でのラジカル重合により合成することができる。化合物(X)の存在下でのラジカル重合により、化合物(X)に由来する第2構造単位を[A−1]重合体に導入することができる。   [A-1] The polymer can be synthesized by radical polymerization in the presence of the compound (X). The second structural unit derived from the compound (X) can be introduced into the [A-1] polymer by radical polymerization in the presence of the compound (X).

[A−1]重合体は、上記第1構造単位及び第2構造単位以外に、ラクトン構造、環状カーボネート構造及びスルトン構造のうちの少なくとも1つを含む構造単位並びにフェノール性水酸基を含む構造単位を有していてもよく、これらの構造単位以外のその他の構造単位を有していてもよい。   [A-1] The polymer includes, in addition to the first structural unit and the second structural unit, a structural unit including at least one of a lactone structure, a cyclic carbonate structure, and a sultone structure, and a structural unit including a phenolic hydroxyl group. And may have other structural units other than these structural units.

[A−1]重合体の第1構造単位としては、上記[A]重合体の構造単位(I)として例示したものと同様である。[A−1]重合体の第2構造単位としては、上記[A]重合体の構造単位(II)として例示したものと同様である。[A−1]重合体のラクトン構造、環状カーボネート構造及びスルトン構造のうちの少なくとも1つを含む構造単位としては、上記[A]重合体の構造単位(III)として例示したものと同様である。[A−1]重合体のフェノール性水酸基を含む構造単位としては、上記[A]重合体の構造単位(IV)として例示したものと同様である。[A−1]重合体のその他の構造単位としては、上記[A]重合体のその他の構造単位として例示したものと同様である。また、これらの構造単位の好ましいもの及び含有割合についても、上記[A]重合体の場合と同様である。   [A-1] The first structural unit of the polymer is the same as that exemplified as the structural unit (I) of the polymer [A]. [A-1] The second structural unit of the polymer is the same as that exemplified as the structural unit (II) of the polymer [A]. [A-1] The structural unit containing at least one of the lactone structure, cyclic carbonate structure and sultone structure of the polymer is the same as that exemplified as the structural unit (III) of the polymer [A]. . [A-1] The structural unit containing a phenolic hydroxyl group of the polymer is the same as that exemplified as the structural unit (IV) of the polymer [A]. [A-1] The other structural units of the polymer are the same as those exemplified above as the other structural units of the polymer [A]. The preferred and content ratios of these structural units are the same as in the case of the polymer [A].

<[A−1]重合体の合成方法>
[A−1]重合体は、溶媒中で、化合物(X)の存在下、各構造単位を与える単量体、ラジカル重合開始剤等を用いるラジカル重合より得られる。[A−1]重合体の合成方法に用いられる化合物(X)、ラジカル重合開始剤、溶媒等としては、[A]重合体の合成に用いられるものと同様のものを使用することができる。これらそれぞれの好ましいもの及び配合割合についても、上記[A]重合体の合成の場合と同様である。上記重合における反応温度及び反応時間についても、上記[A]重合体の合成の場合と同様である。
<[A-1] Method for synthesizing polymer>
[A-1] The polymer is obtained by radical polymerization using a monomer giving each structural unit, a radical polymerization initiator, and the like in a solvent in the presence of compound (X). [A-1] As the compound (X), radical polymerization initiator, solvent and the like used in the method for synthesizing the polymer, those similar to those used for the synthesis of [A] polymer can be used. The preferable ones and the mixing ratio of each of them are the same as those in the case of the synthesis of the polymer [A]. The reaction temperature and the reaction time in the polymerization are the same as those in the synthesis of the polymer [A].

[A−1]重合体のMw及びMw/Mnについては、[A]重合体のMw及びMw/Mnと同様である。   [A-1] The Mw and Mw / Mn of the polymer are the same as those of the [A] polymer.

[A−1]重合体の各構造単位の構造はNMRにより確認することができる。   [A-1] The structure of each structural unit of the polymer can be confirmed by NMR.

<感放射線性樹脂組成物(II)の調製方法>
感放射線性樹脂組成物(II)は、感放射線性樹脂組成物(I)と同様の方法で調整することができる。
<Method of preparing radiation-sensitive resin composition (II)>
The radiation-sensitive resin composition (II) can be prepared in the same manner as in the radiation-sensitive resin composition (I).

<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、上記レジスト膜を上述した感放射線性樹脂組成物(I)又は感放射線性樹脂組成物(II)により形成する。なお、感放射線性樹脂組成物(I)及び感放射線性樹脂組成物(II)をまとめて当該感放射線性樹脂組成物という場合がある。
<Method of forming resist pattern>
The method for forming a resist pattern includes a step of forming a resist film (hereinafter, also referred to as a “resist film forming step”), a step of exposing the resist film (hereinafter, also referred to as an “exposure step”), and a step of exposing the exposed resist film. A step of developing (hereinafter, also referred to as a “development step”) is provided, and the resist film is formed from the radiation-sensitive resin composition (I) or the radiation-sensitive resin composition (II). The radiation-sensitive resin composition (I) and the radiation-sensitive resin composition (II) may be collectively referred to as the radiation-sensitive resin composition.

当該レジストパターン形成方法によれば、当該感放射線性樹脂組成物を用いているので、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制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、レジストパターン形成方法の各工程について説明する。   According to the method for forming a resist pattern, since the radiation-sensitive resin composition is used, a resist pattern having excellent LWR performance, rectangular cross-sectional shape, and film shrinkage-suppressing property can be formed. Hereinafter, each step of the resist pattern forming method 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。この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ー、二酸化シリコン、アルミニウムで被覆されたウェハ等の従来公知のもの等が挙げられる。また、例えば特公平6−12452号公報や特開昭59−93448号公報等に開示されている有機系又は無機系の反射防止膜を基板上に形成してもよい。塗布方法としては、例えば回転塗布(スピンコーティング)、流延塗布、ロール塗布等が挙げられる。塗布した後に、必要に応じて塗膜中の溶媒を揮発させるためプレベーク(PB)を行ってもよい。PB温度の下限としては、通常60℃であり、80℃が好ましい。PB温度の上限としては、通常140℃であり、120℃が好ましい。PB時間の下限としては、通常5秒であり、10秒が好ましい。PB時間の上限としては、通常600秒であり、300秒が好ましい。形成される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。上記レジスト膜の平均厚みの上限としては、1,000nmが好ましく、500nmがより好ましい。
<Resist film formation 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 conventionally known substrates such as a silicon wafer, silicon dioxide, and a wafer coated with aluminum. Further, an organic or inorganic antireflection film disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 6-12452 or JP-A-59-93448 may be formed on a substrate. Examples of the coating method include spin coating (spin coating), cast coating, and roll coating. After the application, a pre-bake (PB) may be performed as needed to volatilize the solvent in the coating film. The lower limit of the PB temperature is usually 60 ° C, preferably 80 ° C. The upper limit of the PB temperature is usually 140 ° C., preferably 120 ° C. The lower limit of the PB time is usually 5 seconds, preferably 10 seconds. The upper limit of the PB time is usually 600 seconds, and preferably 300 seconds. The lower limit of the average thickness of the formed resist film is preferably 10 nm, more preferably 20 nm. The upper limit of the average thickness of the resist film is preferably 1,000 nm, more preferably 500 nm.

<露光工程>
本工程では、レジスト膜形成工程で形成されたレジスト膜に、フォトマスクを介するなどして(場合によっては、水等の液浸媒体を介して)放射線を照射し、露光する。放射線としては、目的とするパターンの線幅に応じて、例えば可視光線、紫外線、遠紫外線、極端紫外線(EUV)、X線、γ線等の電磁波;電子線、α線等の荷電粒子線等が挙げられる。これらの中で、遠紫外線、EUV及び電子線が好ましく、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)、EUV及び電子線がより好ましく、ArFエキシマレーザー光及び電子線がさらに好ましい。
<Exposure process>
In this step, the resist film formed in the resist film forming step is irradiated with radiation through a photomask or the like (in some cases, through an immersion medium such as water) to be exposed. Examples of the radiation include electromagnetic waves such as visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultraviolet light (EUV), X-rays, and γ-rays; and charged particle beams such as electron beams and α-rays, depending on the line width of a target pattern. Is mentioned. Among these, far ultraviolet rays, EUV and electron beams are preferable, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), EUV and electron beams are more preferable, and ArF excimer laser light and electron beams are further preferable. preferable.

露光を液浸露光により行う場合、用いる液浸液としては、例えば水、フッ素系不活性液体等が挙げられる。液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつ膜上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、特に露光光源がArFエキシマレーザー光(波長193nm)である場合、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのが好ましい。水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させる添加剤をわずかな割合で添加しても良い。この添加剤は、ウェハ上のレジスト膜を溶解させず、かつレンズの下面の光学コートに対する影響が無視できるものが好ましい。使用する水としては蒸留水が好ましい。   When the exposure is performed by immersion exposure, examples of the immersion liquid used include water and a fluorine-based inert liquid. The immersion liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure wavelength and has a temperature coefficient of the refractive index as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected on the film. In the case of excimer laser light (wavelength 193 nm), it is preferable to use water from the viewpoint of easy availability and easy handling in addition to the above-described viewpoints. When water is used, an additive that decreases the surface tension of water and increases the surface activity may be added in a small proportion. The additive is preferably one that does not dissolve the resist film on the wafer and has negligible effect on the optical coat on the lower surface of the lens. Distilled water is preferred as the water used.

上記露光の後、ポストエクスポージャーベーク(PEB)を行い、レジスト膜の露光された部分において、露光により[B]酸発生体から発生した酸による[A]重合体等が有する酸解離性基の解離を促進させることが好ましい。このPEBによって、露光部と未露光部とで現像液に対する溶解性により差が生じる。PEB温度の下限としては、通常50℃であり、80℃が好ましい。PEB温度の上限としては、通常180℃であり、130℃が好ましい。PEB時間の下限としては、通常5秒であり、10秒が好ましい。PEB時間の上限としては、通常600秒であり、300秒が好ましい。   After the above exposure, post-exposure bake (PEB) is performed to dissociate the acid dissociable groups of the [A] polymer and the like by the acid generated from the [B] acid generator by the exposure in the exposed portions of the resist film. Is preferably promoted. Due to this PEB, a difference is caused between the exposed part and the unexposed part due to solubility in a developing solution. The lower limit of the PEB temperature is usually 50 ° C., preferably 80 ° C. The upper limit of the PEB temperature is usually 180 ° C., preferably 130 ° C. The lower limit of the PEB time is usually 5 seconds, preferably 10 seconds. The upper limit of the PEB time is usually 600 seconds, and preferably 300 seconds.

<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。これにより、所定のレジストパターンを形成することができる。現像後は、水、アルコール等のリンス液で洗浄し、乾燥することが一般的である。現像工程における現像方法としては、アルカリ液による現像によってポジ型のレジストパターンを形成してもよく、有機溶媒含有液による現像によってネガ型のレジストパターンを形成してもよい。
<Development process>
In this step, the resist film exposed in the above exposure step is developed. Thereby, a predetermined resist pattern can be formed. After development, it is common to wash with a rinse solution such as water or alcohol and dry. As a developing method in the developing step, a positive resist pattern may be formed by developing with an alkaline solution, or a negative resist pattern may be formed by developing with a liquid containing an organic solvent.

上記現像に用いる現像液としては、アルカリ現像の場合、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液等が挙げられる。これらの中で、TMAH液が好ましい。   As the developer used for the development, in the case of alkali development, for example, 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, Examples thereof include an alkali solution in which at least one kind of an alkaline compound such as 1,5-diazabicyclo- [4.3.0] -5-nonene is dissolved. Among them, the TMAH solution is preferred.

また、現像液としては、有機溶媒現像の場合、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溶媒が挙げられる。上記有機溶媒としては、例えば上述の感放射線性樹脂組成物の[E]溶媒として列挙した溶媒の1種又は2種以上等が挙げられる。これらの中で、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。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。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。   In the case of organic solvent development, examples of the developer include organic solvents such as hydrocarbon solvents, ether solvents, ester solvents, ketone solvents, and alcohol solvents, or solvents containing organic solvents. Examples of the organic solvent include one or more of the solvents listed as the solvent [E] in the radiation-sensitive resin composition. Of these, ester solvents are preferred, and n-butyl acetate is more preferred. The lower limit of the content of the organic solvent in the developer is preferably 80% by mass, more preferably 90% by mass, still more preferably 95% by mass, and particularly preferably 99% by mass. Components other than the organic solvent in the developer include, for example, water and silicone oil.

現像方法としては、例えば現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。   As a developing method, for example, a method in which a substrate is immersed in a bath filled with a developing solution for a certain period of time (dip method), a method in which the developing solution is raised on the substrate surface by surface tension and is stopped for a certain period of time (paddle method) ), A method of spraying a developer onto the substrate surface (spray method), a method of continuously applying a developer while scanning a developer application nozzle at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed (dynamic dispense method). And the like.

以下、本発明を実施例によりさらに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。なお、実施例及び比較例における各測定は、下記の方法により行った。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, each measurement in an Example and a comparative example was performed by the following method.

[Mw、Mn及びMw/Mn]
Mw及びMnは、東ソー社のGPCカラム(「G2000HXL」2本、「G3000HXL」1本、「G4000HXL」1本)を用い、流量:1.0mL/分、溶出溶媒:テトラヒドロフラン、試料濃度:1.0質量%、試料注入量:100μL、カラム温度:40℃、検出器:示差屈折計の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするGPCにより測定した。また、分散度(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 were measured using a Tosoh GPC column (two “G2000HXL”, one “G3000HXL”, one “G4000HXL”), flow rate: 1.0 mL / min, elution solvent: tetrahydrofuran, sample concentration: 1. The measurement was performed by GPC using monodisperse polystyrene as a standard under the analysis conditions of 0% by mass, sample injection amount: 100 μL, column temperature: 40 ° C., and detector: differential refractometer. The degree of dispersion (Mw / Mn) was calculated from the measurement results of Mw and Mn.

13C−NMR分析]
13C−NMR分析は、核磁気共鳴装置Bruker社の「AVANCEIII HD」)を用い、以下の条件により測定した。
周波数:700MHz
測定溶媒:重水素化クロロホルム(トリメチルシラン含有)
常磁性緩和試薬:トリス(2,4−ペンタンジオナト)クロム(III)30mg/mL
試料溶液濃度:10mg/mL
共鳴周波数:175MHz
検出パルスのフリップ角:90°
データ取り込み時間:0.7078秒
遅延時間:1.2139秒
積算回数:1800回(測定時間1時間15分)
測定温度:25℃
[ 13 C-NMR analysis]
The 13 C-NMR analysis was measured using a nuclear magnetic resonance apparatus “AVANCE III HD” manufactured by Bruker) under the following conditions.
Frequency: 700MHz
Measurement solvent: deuterated chloroform (containing trimethylsilane)
Paramagnetic relaxation reagent: Tris (2,4-pentanedionato) chromium (III) 30 mg / mL
Sample solution concentration: 10 mg / mL
Resonant frequency: 175 MHz
Flip angle of detection pulse: 90 °
Data acquisition time: 0.7078 seconds Delay time: 1.2139 seconds Number of integrations: 1800 times (measurement time 1 hour 15 minutes)
Measurement temperature: 25 ° C

<化合物(X)の合成>
[合成例1](化合物(X−1)の合成)
1000mLの丸底フラスコに前駆体としてのメチル2−(ブロモメチル)アクリレート50mmol、(CBr100mmol及びCCl300mLを加え、80℃で撹拌を開始した。そこへ、硫化水素ナトリウム100mmol水溶液を含む水溶液をゆっくりと滴下した。滴下終了後、80℃で5時間撹拌した後、ヘキサンにて抽出を行った。その後、有機層を無水硫酸ナトリウム水溶液で乾燥させ、溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフィで精製することで(X−1’)を得た(収率77%)。次いで、500mLの丸底フラスコに(X−1’)20mmol、5質量%水酸化ナトリウム水溶液100mL、テトラヒドロフラン150mLを加え、60℃で撹拌を開始した。10時間後、反応液を氷浴し、そこへ塩酸水溶液(2N)をゆっくりと滴下した。滴下終了後、酢酸エチルにて抽出を行った。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフィで精製することにより(X−1’’)を得た(収率92%)。次いで、300mLの丸底フラスコに(X−1’’)10mmol、CHC(=O)CH15mmol、10−カンファースルホン酸15mmol、CHCl50mLを加え、100℃で撹拌を開始した。72時間後、反応液を氷浴して冷やし、CHClにて抽出を行った。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフィで精製することにより化合物(X−1)を得た(収率73%)。
<Synthesis of Compound (X)>
[Synthesis Example 1] (Synthesis of Compound (X-1))
Round-bottom flask 1000mL methyl 2- (bromomethyl) acrylate 50mmol as precursors, (C 4 H 9) 4 N + Br - the 100mmol and C 6 H 5 Cl300mL added, and stirring was initiated at 80 ° C.. An aqueous solution containing a 100 mmol aqueous solution of sodium hydrogen sulfide was slowly added dropwise thereto. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 80 ° C. for 5 hours, and extracted with hexane. Thereafter, the organic layer was dried with an anhydrous sodium sulfate aqueous solution, the solvent was distilled off, and the residue was purified by column chromatography to obtain (X-1 ′) (yield 77%). Next, (X-1 ′) 20 mmol, a 5 mass% aqueous sodium hydroxide solution 100 mL, and tetrahydrofuran 150 mL were added to a 500 mL round bottom flask, and stirring was started at 60 ° C. After 10 hours, the reaction solution was ice-bathed, and an aqueous hydrochloric acid solution (2N) was slowly added dropwise thereto. After completion of the dropwise addition, extraction was performed with ethyl acetate. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off, and the residue was purified by column chromatography to obtain (X-1 ″) (yield 92%). Next, 10 mmol of (X-1 ″), 15 mmol of CH 3 C (= O) CH 3 , 15 mmol of 10-camphorsulfonic acid, and 50 mL of CHCl 3 were added to a 300 mL round bottom flask, and stirring was started at 100 ° C. After 72 hours, the reaction was cooled in an ice bath and extracted with CHCl 3 . The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off, and the residue was purified by column chromatography to obtain compound (X-1) (yield 73%).

Figure 0006648452
Figure 0006648452

[合成例2〜8](化合物(X−2)〜(X−8)の合成)
前駆体、溶媒等の種類、量などを適宜選択し、合成例1と同様の操作を行うことによって、下記式(X−2)〜(X−8)で表される化合物を合成した。
[Synthesis Examples 2 to 8] (Synthesis of Compounds (X-2) to (X-8))
Compounds represented by the following formulas (X-2) to (X-8) were synthesized by appropriately selecting the types and amounts of the precursor and the solvent and performing the same operations as in Synthesis Example 1.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

<[A]重合体及び[D]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 [A] polymer and [D] polymer>
The monomers used in the synthesis of the polymer [A] and the polymer [D] are shown below.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

[[A]重合体の合成]
[合成例9](重合体(A−1)の合成)
化合物(M−1)63.93g(38モル%)、化合物(M−6)71.46g(42モル%)及び化合物(M−7)50.46g(20モル%)を250gの2−ブタノンに溶解し、さらに、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(全単量体に対して5モル%)を投入して単量体溶液を調製した。一方、150gの2−ブタノンを1000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。窒素パージの後、三口フラスコ内の2−ブタノンを攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、上記調製した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて4時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに、80℃で2時間撹拌した。重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合反応溶液に200gの2−ブタノンを加えた後、4,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を2回、メタノールを800gずつ用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末(共重合体)を60℃で17時間乾燥させて重合体(A−1)を得た(収率77%)。この重合体(A−1)のMwは6,800、Mw/Mnは1.45であった。また、13C−NMR分析の結果、(M−1)、(M−6)及び(M−7)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ、31.7モル%、48.6モル%及び19.7モル%であった。
[[A] Synthesis of polymer]
[Synthesis Example 9] (Synthesis of polymer (A-1))
63.93 g (38 mol%) of compound (M-1), 71.46 g (42 mol%) of compound (M-6) and 50.46 g (20 mol%) of compound (M-7) were added to 250 g of 2-butanone. And 2,2′-azobisisobutyronitrile (5 mol% based on all monomers) as an initiator was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 150 g of 2-butanone was charged into a 1000 mL three-necked flask, and purged with nitrogen gas for 30 minutes. After the nitrogen purge, the 2-butanone in the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Next, the above-prepared monomer solution was added dropwise using a dropping funnel over 4 hours, and after completion of the addition, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 2 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. Then, after adding 200 g of 2-butanone to the polymerization reaction solution, the mixture was poured into 4,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered. The filtered white powder was subjected to slurry washing twice using 800 g of methanol, and then filtered. Next, the white powder (copolymer) was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a polymer (A-1) (yield: 77%). Mw of this polymer (A-1) was 6,800 and Mw / Mn was 1.45. In addition, as a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of the structural units derived from (M-1), (M-6) and (M-7) were 31.7 mol% and 48.6 mol%, respectively. And 19.7 mol%.

[合成例10](重合体(A−2)の合成)
化合物(M−1)60.90g(38.0モル%)、化合物(M−6)68.06g(42.0モル%)及び化合物(M−7)47.94g(20.0モル%)を250gの2−ブタノンに溶解し、さらに、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(全単量体に対して1モル%)及びオクタンチオール7.02g(全単量体に対して5.0モル%)を投入して単量体溶液を調製した。一方、150gの2−ブタノンを1000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。窒素パージの後、三口フラスコ内の2−ブタノンを攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、上記調製した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて4時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに、80℃で2時間撹拌した。重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合反応溶液に200gの2−ブタノンを加えた後、4,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を2回、メタノールを800gずつ用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末(共重合体)を60℃で17時間乾燥させて重合体(A−2)を得た(収率75%)。この重合体(A−2)のMwは6,890、Mw/Mnは1.47であった。また、13C−NMR分析の結果、(M−1)、(M−6)及び(M−7)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ32.3モル%、48.2モル%及び19.5モル%であった。13C−NMRによりオクタンチオールに由来する構造が重合体(A−2)の末端に導入されていることを確認した。
[Synthesis Example 10] (Synthesis of polymer (A-2))
60.90 g (38.0 mol%) of compound (M-1), 68.06 g (42.0 mol%) of compound (M-6) and 47.94 g (20.0 mol%) of compound (M-7) Was dissolved in 250 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile (1 mol% based on all monomers) and 7.02 g of octanethiol (all monomers) were used as initiators. (5.0 mol%) was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 150 g of 2-butanone was charged into a 1000 mL three-necked flask, and purged with nitrogen gas for 30 minutes. After the nitrogen purge, the 2-butanone in the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Next, the above-prepared monomer solution was added dropwise using a dropping funnel over 4 hours, and after completion of the addition, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 2 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. Then, after adding 200 g of 2-butanone to the polymerization reaction solution, the mixture was poured into 4,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered. The filtered white powder was subjected to slurry washing twice using 800 g of methanol, and then filtered. Next, the white powder (copolymer) was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a polymer (A-2) (yield: 75%). Mw of this polymer (A-2) was 6,890, and Mw / Mn was 1.47. In addition, as a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of the structural units derived from (M-1), (M-6) and (M-7) were 32.3 mol%, 48.2 mol% and It was 19.5 mol%. By 13 C-NMR, it was confirmed that a structure derived from octanethiol was introduced into the terminal of the polymer (A-2).

[合成例11](重合体(A−3)の合成)
化合物(M−1)60.90g(36.2モル%)、化合物(M−6)68.06g(40.0モル%)及び化合物(M−7)47.94g(19.0モル%)を250gの2−ブタノンに溶解し、さらに、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(化合物(X−1)を含む全単量体に対して1モル%)及び化合物(X−1)7.59g(4.8モル%)を投入して単量体溶液を調製した。一方、150gの2−ブタノンを1000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。窒素パージの後、三口フラスコ内の2−ブタノンを攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、上記調製した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて4時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに、80℃で2時間撹拌した。重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合反応溶液に200gの2−ブタノンを加えた後、4,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を2回、メタノールを800gずつ用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末(共重合体)を60℃で17時間乾燥させて重合体(A−3)を得た(収率77%)。この重合体(A−3)のMwは6,800、Mw/Mnは1.46であった。また、13C−NMR分析の結果、(M−1)、(M−6)、(M−7)及び(X−1)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ37.5モル%、38.4モル%、20.3モル%及び3.8モル%であった。
[Synthesis Example 11] (Synthesis of polymer (A-3))
60.90 g (36.2 mol%) of compound (M-1), 68.06 g (40.0 mol%) of compound (M-6) and 47.94 g (19.0 mol%) of compound (M-7) Was dissolved in 250 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile (1 mol% based on all monomers including compound (X-1)) as an initiator and compound ( X-1) 7.59 g (4.8 mol%) was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 150 g of 2-butanone was charged into a 1000 mL three-necked flask, and purged with nitrogen gas for 30 minutes. After the nitrogen purge, the 2-butanone in the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Next, the above-prepared monomer solution was added dropwise using a dropping funnel over 4 hours, and after completion of the addition, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 2 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. Then, after adding 200 g of 2-butanone to the polymerization reaction solution, the mixture was poured into 4,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered. The filtered white powder was subjected to slurry washing twice using 800 g of methanol, and then filtered. Next, the white powder (copolymer) was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a polymer (A-3) (yield: 77%). Mw of this polymer (A-3) was 6,800, and Mw / Mn was 1.46. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of the structural units derived from (M-1), (M-6), (M-7) and (X-1) was 37.5 mol%, respectively. 38.4 mol%, 20.3 mol% and 3.8 mol%.

[合成例12](重合体(A−4)の合成)
化合物(M−1)49.12g(29.2モル%)、化合物(M−6)54.96g(32.3モル%)及び化合物(M−7)38.86g(15.4モル%)を250gの2−ブタノンに溶解し、さらに、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(化合物(X−2)を含む全単量体に対して8モル%)及び化合物(X−2)55.06g(23.1モル%)を投入して単量体溶液を調製した。一方、150gの2−ブタノンを1000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。窒素パージの後、三口フラスコ内の2−ブタノンを攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、調製した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて4時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに、80℃で2時間撹拌した。重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合反応溶液に200gの2−ブタノンを加えた後、4,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を2回、メタノールを800gずつ用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末(共重合体)を60℃で17時間乾燥させて重合体(A−4)を得た(収率64%)。この重合体(A−4)のMwは7,000、Mw/Mnは1.45であった。また、13C−NMR分析の結果、(M−1)、(M−6)、(M−7)及び(X−2)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ30.2モル%、28.3モル%、19.5モル%及び22.0モル%であった。
[Synthesis Example 12] (Synthesis of polymer (A-4))
49.12 g (29.2 mol%) of compound (M-1), 54.96 g (32.3 mol%) of compound (M-6) and 38.86 g (15.4 mol%) of compound (M-7) Was dissolved in 250 g of 2-butanone, and further, 2,2′-azobisisobutyronitrile (8 mol% based on all monomers including compound (X-2)) as an initiator and compound ( X-2) 55.06 g (23.1 mol%) was charged to prepare a monomer solution. On the other hand, 150 g of 2-butanone was charged into a 1000 mL three-necked flask, and purged with nitrogen gas for 30 minutes. After the nitrogen purge, the 2-butanone in the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Next, the prepared monomer solution was added dropwise over 4 hours using a dropping funnel, and after completion of the addition, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 2 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. Then, after adding 200 g of 2-butanone to the polymerization reaction solution, the mixture was poured into 4,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered. The filtered white powder was subjected to slurry washing twice using 800 g of methanol, and then filtered. Next, the white powder (copolymer) was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a polymer (A-4) (yield: 64%). Mw of this polymer (A-4) was 7,000, and Mw / Mn was 1.45. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of the structural units derived from (M-1), (M-6), (M-7) and (X-2) was 30.2 mol%, respectively. 28.3 mol%, 19.5 mol% and 22.0 mol%.

[合成例13](重合体(A−5)の合成)
化合物(M−1)58.21g(34.6モル%)、化合物(M−6)65.00g(38.2モル%)及び化合物(M−7)45.92g(18.2モル%)を250gの2−ブタノンに溶解し、さらに、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(化合物(X−3)を含む全単量体に対して2モル%)及び化合物(X−3)21.77g(9.0モル%)を投入して単量体溶液を調製した。一方、150gの2−ブタノンを1000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。窒素パージの後、三口フラスコ内の2−ブタノンを攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、上記調製した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて4時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに、80℃で2時間撹拌した。重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合反応溶液に200gの2−ブタノンを加えた後、4,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を2回、メタノールを800gずつ用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末(共重合体)を60℃で17時間乾燥させて重合体(A−5)を得た(収率75%)。この重合体(A−5)のMwは7,000、Mw/Mnは1.48であった。また、13C−NMR分析の結果、(M−1)、(M−6)、(M−7)及び(X−3)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ36.0モル%、35.6モル%、及び20.4モル%及び8.0モル%であった。
[Synthesis Example 13] (Synthesis of polymer (A-5))
58.21 g (34.6 mol%) of compound (M-1), 65.00 g (38.2 mol%) of compound (M-6) and 45.92 g (18.2 mol%) of compound (M-7) Is dissolved in 250 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile (2 mol% based on all monomers including compound (X-3)) as an initiator and compound ( X-3) was added, and a monomer solution was prepared by charging 21.77 g (9.0 mol%). On the other hand, 150 g of 2-butanone was charged into a 1000 mL three-necked flask, and purged with nitrogen gas for 30 minutes. After the nitrogen purge, the 2-butanone in the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Next, the above-prepared monomer solution was added dropwise using a dropping funnel over 4 hours, and after completion of the addition, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 2 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. Then, after adding 200 g of 2-butanone to the polymerization reaction solution, the mixture was poured into 4,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered. The filtered white powder was subjected to slurry washing twice using 800 g of methanol, and then filtered. Next, the white powder (copolymer) was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a polymer (A-5) (yield: 75%). Mw of this polymer (A-5) was 7,000, and Mw / Mn was 1.48. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of the structural units derived from (M-1), (M-6), (M-7) and (X-3) was 36.0 mol%, 35.6 mol%, and 20.4 mol% and 8.0 mol%.

[合成例14](重合体(A−6)の合成)
化合物(M−1)58.21g(34.6モル%)、化合物(M−6)65.00g(38.2モル%)及び化合物(M−7)45.92g(18.2モル%)を250gの2−ブタノンに溶解し、さらに、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(化合物(X−4)を含む全単量体に対して2モル%)及び化合物(X−4)28.11g(9.0モル%)を投入して単量体溶液を調製した。一方、150gの2−ブタノンを1000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。窒素パージの後、三口フラスコ内の2−ブタノンを攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、上記調製した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて4時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに、80℃で2時間撹拌した。重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合反応溶液に200gの2−ブタノンを加えた後、4,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を2回、メタノールを800gずつ用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末(共重合体)を60℃で17時間乾燥させて重合体(A−6)を得た(収率74%)。この重合体(A−6)のMwは6,800、Mw/Mnは1.49であった。また、13C−NMR分析の結果、(M−1)、(M−6)、(M−7)及び(X−4)に由来する構造単位の割合は、それぞれ36.4モル%、36.5モル%、21.1モル%及び6.0モル%であった。
[Synthesis Example 14] (Synthesis of polymer (A-6))
58.21 g (34.6 mol%) of compound (M-1), 65.00 g (38.2 mol%) of compound (M-6) and 45.92 g (18.2 mol%) of compound (M-7) Is dissolved in 250 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile (2 mol% based on all monomers including compound (X-4)) as an initiator and compound ( X-4) 28.11 g (9.0 mol%) was added to prepare a monomer solution. On the other hand, 150 g of 2-butanone was charged into a 1000 mL three-necked flask, and purged with nitrogen gas for 30 minutes. After the nitrogen purge, the 2-butanone in the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Next, the above-prepared monomer solution was added dropwise using a dropping funnel over 4 hours, and after completion of the addition, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 2 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. Then, after adding 200 g of 2-butanone to the polymerization reaction solution, the mixture was poured into 4,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered. The filtered white powder was subjected to slurry washing twice using 800 g of methanol, and then filtered. Next, the white powder (copolymer) was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a polymer (A-6) (yield 74%). Mw of this polymer (A-6) was 6,800, and Mw / Mn was 1.49. As a result of 13 C-NMR analysis, the proportions of the structural units derived from (M-1), (M-6), (M-7) and (X-4) were 36.4 mol% and 36 It was 0.5 mol%, 21.1 mol% and 6.0 mol%.

[合成例15](重合体(A−7)の合成)
化合物(M−2)78.52g(40モル%)、化合物(M−5)52.48g(20モル%)、(M−8)44.45g(20モル%)及び化合物(M−10)52.85g(20モル%)を400gの2−ブタノンに溶解し、さらに、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(全単量体に対して1モル%)を投入して単量体溶液を調製した。一方、200gの2−ブタノンを1000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。窒素パージの後、三口フラスコ内の2−ブタノンを攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、上記調製した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合反応溶液を4,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を2回、メタノールを800gずつ用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末(共重合体)を60℃で17時間乾燥させて重合体(A−7)を得た(収率81%)。この重合体(A−7)のMwは6,850、Mw/Mnは1.44であった。また、13C−NMR分析の結果、(M−2)、(M−5)、(M−8)及び(M−10)に由来する構造単位の割合は、それぞれ34.8モル%、19.4モル%、20.6モル%及び25.2モル%であった。
[Synthesis Example 15] (Synthesis of polymer (A-7))
78.52 g (40 mol%) of compound (M-2), 52.48 g (20 mol%) of compound (M-5), 44.45 g (20 mol%) of (M-8) and compound (M-10) 52.85 g (20 mol%) was dissolved in 400 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile (1 mol% based on all monomers) was further charged as an initiator. To prepare a monomer solution. Meanwhile, 200 g of 2-butanone was charged into a 1000 mL three-necked flask, and purged with nitrogen gas for 30 minutes. After the nitrogen purge, the 2-butanone in the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Next, the above-prepared monomer solution was added dropwise using a dropping funnel over 3 hours, and after completion of the addition, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. Then, this polymerization reaction solution was poured into 4,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered. The filtered white powder was subjected to slurry washing twice using 800 g of methanol, and then filtered. Next, the white powder (copolymer) was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a polymer (A-7) (yield 81%). Mw of this polymer (A-7) was 6,850, and Mw / Mn was 1.44. As a result of 13 C-NMR analysis, the ratios of the structural units derived from (M-2), (M-5), (M-8) and (M-10) were 34.8 mol% and 19%, respectively. 0.4 mol%, 20.6 mol% and 25.2 mol%.

[合成例16](重合体(A−8)の合成)
化合物(M−2)58.54g(34.8モル%)、化合物(M−5)45.66g(17.4モル%)、(M−8)38.67g(17.4モル%)及び化合物(M−10)45.98g(17.4モル%)を400gの2−ブタノンに溶解し、さらに、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(化合物(X−5)を含む全単量体に対して3モル%)及び化合物(X−5)32.27g(13.0モル%)を投入して単量体溶液を調製した。一方、200gの2−ブタノンを1000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。窒素パージの後、三口フラスコ内の2−ブタノンを攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、上記調製した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合反応溶液を4,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を2回、メタノールを800gずつ用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末(共重合体)を60℃で17時間乾燥させて重合体(A−8)を得た(収率70%)。この重合体(A−8)のMwは6,750、Mw/Mnは1.44であった。また、13C−NMR分析の結果、(M−2)、(M−5)、(M−8)、(M−10)及び(X−5)に由来する構造単位の割合は、それぞれ35.8モル%、15.7モル%、18.4モル%、22.1モル%及び8.0モル%であった。
[Synthesis Example 16] (Synthesis of polymer (A-8))
58.54 g (34.8 mol%) of compound (M-2), 45.66 g (17.4 mol%) of compound (M-5), 38.67 g (17.4 mol%) of (M-8) and 45.98 g (17.4 mol%) of compound (M-10) was dissolved in 400 g of 2-butanone, and further, 2,2′-azobisisobutyronitrile (compound (X-5)) was used as an initiator. And the compound (X-5) 32.27 g (13.0 mol%) was added thereto to prepare a monomer solution. Meanwhile, 200 g of 2-butanone was charged into a 1000 mL three-necked flask, and purged with nitrogen gas for 30 minutes. After the nitrogen purge, the 2-butanone in the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Next, the above-prepared monomer solution was added dropwise using a dropping funnel over 3 hours, and after completion of the addition, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. Then, this polymerization reaction solution was poured into 4,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered. The filtered white powder was subjected to slurry washing twice using 800 g of methanol, and then filtered. Next, the white powder (copolymer) was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a polymer (A-8) (yield 70%). Mw of this polymer (A-8) was 6,750 and Mw / Mn was 1.44. As a result of 13 C-NMR analysis, the ratio of the structural units derived from (M-2), (M-5), (M-8), (M-10) and (X-5) was 35% each. 8.8 mol%, 15.7 mol%, 18.4 mol%, 22.1 mol% and 8.0 mol%.

[合成例17](重合体(A−9)の合成)
化合物(M−2)65.95g(33.6モル%)、化合物(M−5)41.98g(16.0モル%)、(M−8)35.56g(16.0モル%)及び化合物(M−10)42.28g(16.0モル%)を400gの2−ブタノンに溶解し、さらに、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(化合物(X−6)を含む全単量体に対して6モル%)及び化合物(X−6)26.43g(20モル%)を投入して単量体溶液を調製した。一方、200gの2−ブタノンを1000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。窒素パージの後、三口フラスコ内の2−ブタノンを攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、上記調製した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合反応溶液を4,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を2回、メタノールを800gずつ用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末(共重合体)を60℃で17時間乾燥させて重合体(A−9)を得た(収率70%)。この重合体(A−9)のMwは6,900、Mw/Mnは1.44であった。また、13C−NMR分析の結果、(M−2)、(M−5)、(M−8)、(M−10)及び(X−6)に由来する構造単位の割合は、それぞれ34.9モル%、14.7モル%、16.4モル%、21.2モル%及び13.1モル%であった。
[Synthesis Example 17] (Synthesis of polymer (A-9))
65.95 g (33.6 mol%) of compound (M-2), 41.98 g (16.0 mol%) of compound (M-5), 35.56 g (16.0 mol%) of (M-8) and 42.28 g (16.0 mol%) of the compound (M-10) was dissolved in 400 g of 2-butanone, and 2,2′-azobisisobutyronitrile (compound (X-6)) was used as an initiator. And the compound (X-6) (26.43 g, 20 mol%) was added to prepare a monomer solution. Meanwhile, 200 g of 2-butanone was charged into a 1000 mL three-necked flask, and purged with nitrogen gas for 30 minutes. After the nitrogen purge, the 2-butanone in the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Next, the above-prepared monomer solution was added dropwise using a dropping funnel over 3 hours, and after completion of the addition, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. Then, this polymerization reaction solution was poured into 4,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered. The filtered white powder was subjected to slurry washing twice using 800 g of methanol, and then filtered. Next, the white powder (copolymer) was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a polymer (A-9) (yield 70%). Mw of this polymer (A-9) was 6,900, and Mw / Mn was 1.44. As a result of 13 C-NMR analysis, the ratios of the structural units derived from (M-2), (M-5), (M-8), (M-10) and (X-6) were each 34. 9.9 mol%, 14.7 mol%, 16.4 mol%, 21.2 mol% and 13.1 mol%.

[合成例18](重合体(A−10)の合成)
化合物(M−2)65.36g(33.3モル%)、化合物(M−5)43.82g(16.7モル%)、(M−8)37.11g(16.7モル%)及び化合物(M−10)44.13g(16.7モル%)を400gの2−ブタノンに溶解し、さらに、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(化合物(X−7)を含む全単量体に対して5モル%)及び化合物(X−7)30.75g(16.6モル%)を投入して単量体溶液を調製した。一方、200gの2−ブタノンを1000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。窒素パージの後、三口フラスコ内の2−ブタノンを攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、上記調製した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合反応溶液を4,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を2回、メタノールを800gずつ用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末(共重合体)を60℃で17時間乾燥させて重合体(A−10)を得た(収率66%)。この重合体(A−10)のMwは6,800、Mw/Mnは1.43であった。また、13C−NMR分析の結果、(M−2)、(M−5)、(M−8)、(M−10)及び(X−7)に由来する構造単位の割合は、それぞれは34.9モル%、15.6モル%、17.5モル%、19.0モル%及び13.0モル%であった。
[Synthesis Example 18] (Synthesis of polymer (A-10))
65.36 g (33.3 mol%) of compound (M-2), 43.82 g (16.7 mol%) of compound (M-5), 37.11 g (16.7 mol%) of (M-8) and 44.13 g (16.7 mol%) of the compound (M-10) was dissolved in 400 g of 2-butanone, and further, 2,2′-azobisisobutyronitrile (compound (X-7)) was used as an initiator. And the compound (X-7) (30.75 g (16.6 mol%) was added thereto to prepare a monomer solution. Meanwhile, 200 g of 2-butanone was charged into a 1000 mL three-necked flask, and purged with nitrogen gas for 30 minutes. After the nitrogen purge, the 2-butanone in the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Next, the above-prepared monomer solution was added dropwise using a dropping funnel over 3 hours, and after completion of the addition, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. Then, this polymerization reaction solution was poured into 4,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered. The filtered white powder was subjected to slurry washing twice using 800 g of methanol, and then filtered. Next, the white powder (copolymer) was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a polymer (A-10) (66% yield). Mw of this polymer (A-10) was 6,800, and Mw / Mn was 1.43. As a result of 13 C-NMR analysis, the ratio of the structural units derived from (M-2), (M-5), (M-8), (M-10) and (X-7) was as follows. 34.9 mol%, 15.6 mol%, 17.5 mol%, 19.0 mol% and 13.0 mol%.

[合成例19](重合体(A−11)の合成)
化合物(M−2)74.79g(38.1モル%)、化合物(M−5)49.85g(19.0モル%)、(M−8)42.23g(19.0モル%)及び化合物(M−10)50.21g(19.0モル%)を400gの2−ブタノンに溶解し、さらに、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(化合物(X−8)を含む全単量体に対して1モル%)及び化合物(X−8)10.21g(4.9モル%)を投入して単量体溶液を調製した。一方、200gの2−ブタノンを1000mLの三口フラスコに投入し、30分間窒素ガスによりパージした。窒素パージの後、三口フラスコ内の2−ブタノンを攪拌しながら、80℃に加熱した。次いで、上記調製した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに、80℃で3時間撹拌した。重合終了後、重合溶液を水冷により、30℃以下に冷却した。そして、この重合反応溶液を4,000gのメタノール中へ投入し、白色粉末を析出させ、その後、これを濾別した。濾別された白色粉末を2回、メタノールを800gずつ用いてスラリー洗浄した後、濾別した。次いで、白色粉末(共重合体)を60℃で17時間乾燥させて重合体(A−11)を得た(収率77%)。この重合体(A−11)のMwは6,700、Mw/Mnは1.45であった。また、13C−NMR分析の結果、(M−2)、(M−5)、(M−8)、(M−10)及び(X−8)に由来する構造単位の割合は、それぞれ39.0モル%、16.7モル%、20.4モル%、22.1モル%及び2.8モル%であった。
[Synthesis Example 19] (Synthesis of polymer (A-11))
74.79 g (38.1 mol%) of compound (M-2), 49.85 g (19.0 mol%) of compound (M-5), 42.23 g (19.0 mol%) of (M-8) and 50.21 g (19.0 mol%) of compound (M-10) was dissolved in 400 g of 2-butanone, and further, 2,2′-azobisisobutyronitrile (compound (X-8) And the compound (X-8) 10.21 g (4.9 mol%) was added thereto to prepare a monomer solution. Meanwhile, 200 g of 2-butanone was charged into a 1000 mL three-necked flask, and purged with nitrogen gas for 30 minutes. After the nitrogen purge, the 2-butanone in the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring. Next, the above-prepared monomer solution was added dropwise using a dropping funnel over 3 hours, and after completion of the addition, the mixture was further stirred at 80 ° C. for 3 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. Then, this polymerization reaction solution was poured into 4,000 g of methanol to precipitate a white powder, which was then filtered. The filtered white powder was subjected to slurry washing twice using 800 g of methanol, and then filtered. Next, the white powder (copolymer) was dried at 60 ° C. for 17 hours to obtain a polymer (A-11) (yield: 77%). Mw of this polymer (A-11) was 6,700, and Mw / Mn was 1.45. As a result of 13 C-NMR analysis, the ratios of the structural units derived from (M-2), (M-5), (M-8), (M-10) and (X-8) were 39, respectively. 0.0 mol%, 16.7 mol%, 20.4 mol%, 22.1 mol% and 2.8 mol%.

[合成例20](重合体(A−12)の合成)
化合物(M−4)80.13g(40.0モル%)、化合物(M−9)42.82g(20.0モル%)、化合物(M−11)61.79g(40.0モル%)、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(全単量体に対して5モル%)及びt−ドデシルメルカプタン(全単量体に対して5.3モル%)を、プロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解した後、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間共重合させた。重合反応終了後、重合溶液を1,000gのn−ヘキサン中に滴下して、重合体を凝固精製した。次いで上記重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えた後、更に、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、得られた重合体をアセトン150gに溶解した後、2,000gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末を濾過し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−12)を得た(収率77%)。重合体(A−12)のMwは7,500、Mw/Mnは1.88であった。13C−NMR分析の結果、(M−4)、(M−9)及びp−ヒドロキシスチレンに由来する構造単位の含有割合は、それぞれ40.6モル%、20.9モル%、38.5モル%であった。13C−NMRによりt−ドデシルメルカプタンに由来する構造が重合体の末端に導入されていることを確認した。
[Synthesis Example 20] (Synthesis of polymer (A-12))
80.13 g (40.0 mol%) of compound (M-4), 42.82 g (20.0 mol%) of compound (M-9), 61.79 g (40.0 mol%) of compound (M-11) And 2,2′-azobisisobutyronitrile (5 mol% based on all monomers) and t-dodecyl mercaptan (5.3 mol% based on all monomers) as initiator After dissolving in 100 g of glycol monomethyl ether, the mixture was copolymerized for 16 hours while maintaining the reaction temperature at 70 ° C. under a nitrogen atmosphere. After the completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was dropped into 1,000 g of n-hexane to coagulate and purify the polymer. Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added again to the above polymer, and then 150 g of methanol, 34 g of triethylamine and 6 g of water were further added, and a hydrolysis reaction was carried out for 8 hours while refluxing at the boiling point. After the completion of the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the obtained polymer was dissolved in 150 g of acetone, and then dropped into 2,000 g of water to coagulate. After drying for a time, a polymer (A-12) in the form of a white powder was obtained (yield: 77%). Mw of the polymer (A-12) was 7,500, and Mw / Mn was 1.88. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of structural units derived from (M-4), (M-9) and p-hydroxystyrene were 40.6 mol%, 20.9 mol%, and 38.5 mol, respectively. Mole%. By 13 C-NMR, it was confirmed that a structure derived from t-dodecyl mercaptan was introduced at the terminal of the polymer.

[合成例21](重合体(A−13)の合成)
化合物(M−4)80.13g(38.1モル%)、化合物(M−9)42.82g(19.1モル%)、化合物(M−11)61.79g(38.1モル%)、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(化合物(X−1)を含む全単量体に対して5モル%)及び化合物(X−1)7.42g(4.7モル%)を、プロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解した後、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間共重合させた。重合反応終了後、重合溶液を1,000gのn−ヘキサン中に滴下して、重合体を凝固精製した。次いで上記重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えた後、更に、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、得られた重合体をアセトン150gに溶解した後、2,000gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末を濾過し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−13)を得た(収率77%)。重合体(A−13)のMwは7,400、Mw/Mnは1.89であった。13C−NMR分析の結果、(M−4)、(M−9)、p−ヒドロキシスチレン及び(X−1)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ38.5モル%、19.6モル%、39.1モル%及び2.8モル%であった。
[Synthesis Example 21] (Synthesis of Polymer (A-13))
80.13 g (38.1 mol%) of compound (M-4), 42.82 g (19.1 mol%) of compound (M-9), 61.79 g (38.1 mol%) of compound (M-11) 2,2′-azobisisobutyronitrile as an initiator (5 mol% based on all monomers including compound (X-1)) and 7.42 g (4.7) of compound (X-1) Mol.) Was dissolved in 100 g of propylene glycol monomethyl ether, and copolymerized under a nitrogen atmosphere at a reaction temperature of 70 ° C for 16 hours. After the completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was dropped into 1,000 g of n-hexane to coagulate and purify the polymer. Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added again to the above polymer, and then 150 g of methanol, 34 g of triethylamine and 6 g of water were further added, and a hydrolysis reaction was carried out for 8 hours while refluxing at the boiling point. After the completion of the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the obtained polymer was dissolved in 150 g of acetone, and then dropped into 2,000 g of water to coagulate. After drying for a time, a polymer (A-13) in the form of a white powder was obtained (yield: 77%). Mw of the polymer (A-13) was 7,400, and Mw / Mn was 1.89. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of the structural units derived from (M-4), (M-9), p-hydroxystyrene and (X-1) were 38.5 mol% and 19.6, respectively. Mol%, 39.1 mol% and 2.8 mol%.

[合成例22](重合体(A−14)の合成)
化合物(M−4)80.13g(38.1モル%)、化合物(M−9)42.82g(19.1モル%)、化合物(M−11)61.79g(38.1モル%)、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(化合物(X−2)を含む全単量体に対して5モル%)及び化合物(X−2)11.20g(4.7モル%)を、プロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解した後、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間共重合させた。重合反応終了後、重合溶液を1,000gのn−ヘキサン中に滴下して、重合体を凝固精製した。次いで上記重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えた後、更に、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、得られた重合体をアセトン150gに溶解した後、2,000gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末を濾過し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−14)を得た(収率78%)。13C−NMR分析の結果、(M−4)、(M−9)、p−ヒドロキシスチレン及び(X−2)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ37.5モル%、19.8モル%、39.2モル%及び3.5モル%であった。
[Synthesis Example 22] (Synthesis of polymer (A-14))
80.13 g (38.1 mol%) of compound (M-4), 42.82 g (19.1 mol%) of compound (M-9), 61.79 g (38.1 mol%) of compound (M-11) 11.2 g of compound (X-2) and 2,2′-azobisisobutyronitrile (5 mol% based on all monomers including compound (X-2)) as an initiator and 11.20 g of compound (X-2) Mol.) Was dissolved in 100 g of propylene glycol monomethyl ether, and copolymerized under a nitrogen atmosphere at a reaction temperature of 70 ° C for 16 hours. After the completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was dropped into 1,000 g of n-hexane to coagulate and purify the polymer. Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added again to the above polymer, and then 150 g of methanol, 34 g of triethylamine and 6 g of water were further added, and a hydrolysis reaction was carried out for 8 hours while refluxing at the boiling point. After the completion of the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the obtained polymer was dissolved in 150 g of acetone, and then dropped into 2,000 g of water to coagulate. After drying for a time, a polymer (A-14) as a white powder was obtained (78% yield). As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of structural units derived from (M-4), (M-9), p-hydroxystyrene and (X-2) were 37.5 mol% and 19.8, respectively. Mol%, 39.2 mol% and 3.5 mol%.

[合成例23](重合体(A−15)の合成)
化合物(M−4)80.13g(38.1モル%)、化合物(M−9)42.82g(19.1モル%)、化合物(M−11)61.79g(38.1モル%)、開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(化合物(X−3)を含む全単量体に対して10モル%)及び化合物(X−3)11.37g(4.7モル%)を、プロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解した後、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間共重合させた。重合反応終了後、重合溶液を1,000gのn−ヘキサン中に滴下して、重合体を凝固精製した。次いで上記重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えた後、更に、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、得られた重合体をアセトン150gに溶解した後、2,000gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末を濾過し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−15)を得た(収率70%)。重合体(A−15)のMwは7,500、Mw/Mnは1.89であった。13C−NMR分析の結果、(M−4)、(M−9)、p−ヒドロキシスチレン及び(X−3)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ37.0モル%、19.9モル%、39.0モル%及び4.1モル%であった。
[Synthesis Example 23] (Synthesis of polymer (A-15))
80.13 g (38.1 mol%) of compound (M-4), 42.82 g (19.1 mol%) of compound (M-9), 61.79 g (38.1 mol%) of compound (M-11) 11.2 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile (10 mol% based on all monomers including compound (X-3)) as an initiator and 11.37 g (4.7) of compound (X-3) Mol.) Was dissolved in 100 g of propylene glycol monomethyl ether, and copolymerized under a nitrogen atmosphere at a reaction temperature of 70 ° C for 16 hours. After the completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was dropped into 1,000 g of n-hexane to coagulate and purify the polymer. Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added again to the above polymer, and then 150 g of methanol, 34 g of triethylamine and 6 g of water were further added, and a hydrolysis reaction was carried out for 8 hours while refluxing at the boiling point. After the completion of the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the obtained polymer was dissolved in 150 g of acetone, and then dropped into 2,000 g of water to coagulate. After drying for a time, a polymer (A-15) in the form of a white powder was obtained (yield: 70%). Mw of the polymer (A-15) was 7,500, and Mw / Mn was 1.89. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of structural units derived from (M-4), (M-9), p-hydroxystyrene and (X-3) were 37.0 mol% and 19.9, respectively. Mol%, 39.0 mol% and 4.1 mol%.

[[D]重合体の合成]
化合物(M−3)157.04g(70モル%)及び化合物(M−12)50.41g(30モル%)を100gの2−ブタノンに溶解し、開始剤としてのジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート(全単量体に対して7モル%)を溶解させて単量体溶液を調製した。次いで100gの2−ブタノンを入れた1,000mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、攪拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。反応溶液を2,000mL分液漏斗に移液した後、150gのn−ヘキサンで上記重合溶液を均一に希釈し、600gのメタノールを投入して混合した。
次いで30gの蒸留水を投入し、さらに攪拌して30分静置した。その後、下層を回収し、固形分である重合体(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%)。重合体(D−1)のMwは7,200、Mw/Mnは2.00であった。13C−NMR分析の結果、(M−3)及び(M−12)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]
157.04 g (70 mol%) of compound (M-3) and 50.41 g (30 mol%) of compound (M-12) were dissolved in 100 g of 2-butanone, and dimethyl 2,2′-azo was used as an initiator. Bisisobutyrate (7 mol% based on all monomers) was dissolved to prepare a monomer solution. Next, a 1,000-mL three-necked flask containing 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, and then heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared above was added dropwise using a dropping funnel over 3 hours. . The polymerization reaction was carried out for 6 hours, with the start of the dropwise addition as the start time of the polymerization reaction. After the completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water to 30 ° C. or lower. After the reaction solution was transferred to a 2,000 mL separatory funnel, the polymerization solution was uniformly diluted with 150 g of n-hexane, and 600 g of methanol was added and mixed.
Next, 30 g of distilled water was added, and the mixture was further stirred and allowed to stand for 30 minutes. Thereafter, the lower layer was recovered to obtain a propylene glycol monomethyl ether acetate solution containing the polymer (D-1) as a solid content (60% yield). 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 the structural units derived from (M-3) and (M-12) were 71.1 mol% and 28.9 mol%, respectively.

<感放射線性樹脂組成物の調製>
下記実施例1〜8及び比較例1〜6の感放射線性樹脂組成物の調製に用いた[B]酸発生体、[C]酸拡散制御体、[E]溶媒及び[F]偏在化促進剤を以下に示す。
<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
[B] acid generator, [C] acid diffusion controller, [E] solvent and [F] uneven distribution promotion used in the preparation of radiation-sensitive resin compositions of the following Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6 The agents are shown below.

[[B]酸発生体]
各構造式を以下に示す。
B−1:トリフェニルスルホニウム2−(アダマンタン−1−イルカルボニルオキシ)−1,1,3,3,3−ペンタフルオロプロパン−1−スルホネート
B−2:トリフェニルスルホニウムノルボルナンスルトン−2−イルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホネート
B−3:トリフェニルスルホニウム3−(ピペリジン−1−イルスルホニル)−1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン−1−スルホネート
B−4:トリフェニルスルホニウムアダマンタン−1−イルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホネート
[[B] acid generator]
Each structural formula is shown below.
B-1: triphenylsulfonium 2- (adamantan-1-ylcarbonyloxy) -1,1,3,3,3-pentafluoropropane-1-sulfonate B-2: triphenylsulfonium norbornane sultone-2-yloxy Carbonyl difluoromethanesulfonate B-3: triphenylsulfonium 3- (piperidin-1-ylsulfonyl) -1,1,2,2,3,3-hexafluoropropane-1-sulfonate B-4: triphenylsulfonium adamantane- 1-yloxycarbonyldifluoromethanesulfonate

Figure 0006648452
Figure 0006648452

[[C]酸拡散制御体]
各構造式を以下に示す。
C−1:トリフェニルスルホニウム3−オキソ−3H−ベンゾ[d]イソチアゾール−2−イデ1,1−ジオキサイド
C−2:トリフェニルスルホニウム2−ヒドロキシベンゾエート
C−3:シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート
C−4:トリフェニルスルホニウム1,4−ビス(シクロヘキシルオキシ)−1,4−ジオキソブタン−1−スルホネート
C−5:t−ブチルピロリジン−1−カルボキシレート
C−6:2−イソプロピルアニリン
C−7:トリn−オクチルアミン
[[C] Acid diffusion controller]
Each structural formula is shown below.
C-1: triphenylsulfonium 3-oxo-3H-benzo [d] isothiazole-2-ide 1,1-dioxide C-2: triphenylsulfonium 2-hydroxybenzoate C-3: cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 10- Camphor sulfonate C-4: triphenylsulfonium 1,4-bis (cyclohexyloxy) -1,4-dioxobutane-1-sulfonate C-5: t-butylpyrrolidine-1-carboxylate C-6: 2-isopropylaniline C -7: tri-n-octylamine

Figure 0006648452
Figure 0006648452

[[E]溶媒]
E−1:酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル
E−2:シクロヘキサノン
[[E] solvent]
E-1: propylene glycol monomethyl acetate acetate E-2: cyclohexanone

[[F]偏在化促進剤]
F−1:γ−ブチロラクトン
[[F] Localization promoter]
F-1: 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−3)100質量部、[B]酸発生体としての(B−1)8.5質量部、[C]酸拡散制御体としての(C−1)3.5質量部、[E]溶媒としての(E−1)2,240質量部及び(E−2)960質量部並びに[F]偏在化促進剤としての(F−1)100質量部を混合し、得られた混合物を孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過することにより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 mass of (A-3) as a polymer, [B] 8.5 parts by mass of (B-1) as an acid generator, and [C] (C-1) 3 as an acid diffusion controller 0.5 parts by mass, 2,240 parts by mass of (E-1) as a solvent [E] and 960 parts by mass of (E-2) and 100 parts by mass of (F-1) as a [F] uneven distribution promoter. Then, the resulting mixture was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a radiation-sensitive resin composition (J-1).

[実施例2〜8及び比較例1〜6]
下記表1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−8)及び(CJ−1)〜(CJ−6)を調製した。
[Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 6]
The radiation-sensitive resin compositions (J-2) to (J-8) and (CJ-1) were operated in the same manner as in Example 1 except that the components having the types and contents shown in Table 1 below were used. ) To (CJ-6).

Figure 0006648452
Figure 0006648452

<レジストパターンの形成(1)>(アルカリ現像)
12インチのシリコンウェハー表面に、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2.38質量%の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線幅が、線幅40nmの1対1ラインアンドスペースに形成される露光量を最適露光量とした。
<Formation of resist pattern (1)> (Alkaline development)
Using a spin coater ("CLEAN TRACK ACT12" manufactured by Tokyo Electron) on the surface of a 12-inch silicon wafer, a composition for forming a lower antireflection film ("ARC66" manufactured by Brewer Science) was applied, and then 205 属 C. For 60 seconds to form a lower antireflection film having an average thickness of 105 nm. Each of the radiation-sensitive resin compositions prepared above was applied onto the lower antireflection film using the spin coater, and subjected to PB at 90 ° C. for 60 seconds. Thereafter, cooling was performed at 23 ° C. for 30 seconds to form a resist film having an average thickness of 90 nm. Next, this resist film was subjected to optical conditions of NA = 1.3 and dipole (Sigma 0.977 / 0.782) using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (“NSR-S610C” manufactured by NIKON). , 40 nm line and space (1L1S) mask pattern. After the exposure, PEB was performed at 90 ° C. for 60 seconds. Thereafter, alkali development was performed using a 2.38% by mass aqueous solution of TMAH as an alkali developer, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. In forming the resist pattern, the line width formed through a one-to-one line-and-space mask having a target dimension of 40 nm, and the exposure amount formed in a one-to-one line-and-space line width of 40 nm is defined as an optimum exposure amount. did.

<レジストパターンの形成(2)>(有機溶媒現像)
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)> (organic solvent development)
A negative resist pattern was prepared in the same manner as in the formation of the resist pattern (1) except that the organic solvent was developed using n-butyl acetate instead of the TMAH aqueous solution and washing with water was not performed. Was formed.

<評価>
上記形成した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、各感放射線性樹脂組成物を評価した。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。
<Evaluation>
Each radiation-sensitive resin composition was evaluated by measuring the formed resist pattern according to the following method. The length of the resist pattern was measured using a scanning electron microscope (“CG-4100” manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).

[LWR性能]
上記走査型電子顕微鏡を用い、レジストパターンをパターン上部から観察した。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性能とした。LWR性能は、その値が小さいほど良いことを示す。LWR性能は、3.00nm以下の場合は「良好」と、3.00nmを超える場合は「不良」と評価できる。
[LWR performance]
Using the above scanning electron microscope, the resist pattern was observed from above the pattern. The line width was measured at an arbitrary point in a total of 50 points, and a 3 sigma value was obtained from the distribution of the measured values, which was defined as LWR performance. The LWR performance indicates that the smaller the value, the better. The LWR performance can be evaluated as “good” when it is 3.00 nm or less, and “bad” when it exceeds 3.00 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を測定した。このとき、0.90≦La/Lb≦1.10である場合、断面形状は「良好」と、上記範囲外である場合、「不良」と評価できる。
[Rectangularity of cross-sectional shape]
The cross-sectional shape of the resist pattern resolved at the optimum exposure dose was observed, and the line width Lb at the middle of the resist pattern and the line width La at the top of the film were measured. At this time, when 0.90 ≦ La / Lb ≦ 1.10.

[膜収縮抑制性]
12インチのシリコンウェハー表面に、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、70mJで全面露光を行った後に膜厚測定を実施し平均厚みAを求めた。続いて、90℃で60秒間のPEBを実施した後に、再度膜厚測定を実施し平均厚みBを求めた。このとき、100×(A−B)/A(%)を求め、これをPEBによる膜収縮率とした。PEBによる膜収縮率が小さいほどPEBによる膜収縮は良いことを示す。PEBによる膜収縮率は、19%以下である場合は「良好」と、19%を超える場合は「不良」と判断できる。
[Film shrinkage suppression]
Using a spin coater ("CLEAN TRACK ACT12" manufactured by Tokyo Electron) on the surface of a 12-inch silicon wafer, a composition for forming a lower antireflection film ("ARC66" manufactured by Brewer Science) was applied, and then 205 属 C. For 60 seconds to form a lower antireflection film having an average thickness of 105 nm. Each of the radiation-sensitive resin compositions prepared above was applied onto the lower antireflection film using the spin coater, and subjected to PB at 90 ° C. for 60 seconds. Thereafter, cooling was performed at 23 ° C. for 30 seconds to form a resist film having an average thickness of 90 nm. Next, the resist film was subjected to overall exposure at 70 mJ using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (“NSR-S610C” manufactured by NIKON), and then the film thickness was measured to determine the average thickness A. Subsequently, after performing PEB at 90 ° C. for 60 seconds, the film thickness was measured again to determine the average thickness B. At this time, 100 × (AB) / A (%) was obtained, and this was defined as the film shrinkage ratio due to PEB. The smaller the film shrinkage by PEB, the better the film shrinkage by PEB. If the film shrinkage due to PEB is 19% or less, it can be judged as “good”, and if it exceeds 19%, it can be judged as “poor”.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

上記表2中、「−」は、上記評価のための測定をしなかったことを示す。   In Table 2, "-" indicates that the measurement for the evaluation was not performed.

[電子線露光用感放射線性樹脂組成物の調製]
[実施例9]
[A]重合体としての(A−13)100質量部、[B]酸発生体としての(B−1)20質量部、[C]酸拡散制御体としての(C−1)3.6質量部、[E]溶媒としての(E−1)4,280質量部及び(E−2)1,830質量部を配合し、孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過することにより感放射線性樹脂組成物(J−9)を調製した。
[Preparation of radiation-sensitive resin composition for electron beam exposure]
[Example 9]
[A] 100 parts by mass of (A-13) as a polymer, [B] 20 parts by mass of (B-1) as an acid generator, and [C] 3.6 of (C-1) as an acid diffusion controller. Parts by mass, 4,280 parts by mass of (E-1) as a solvent [E] and 1,830 parts by mass of (E-2) are mixed, and the mixture is filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 [mu] m. Composition (J-9) was prepared.

[実施例8〜11及び比較例7〜9]
下記表3に示す種類及び配合量の各成分を用いた以外は、実施例9と同様に操作して、各感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Examples 8 to 11 and Comparative Examples 7 to 9]
Each radiation-sensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 9, except that the components and the amounts of the components shown in Table 3 below were used.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

<レジストパターンの形成(3)>(アルカリ現像)
8インチのシリコンウェハー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X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(日立製作所社の型式「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2.38質量%の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)> (Alkaline development)
Each of the radiation-sensitive resin compositions described in Table X was applied to the surface of an 8-inch silicon wafer using a spin coater (“CLEAN TRACK ACT8” manufactured by Tokyo Electron Limited) and subjected to PB at 90 ° C. for 60 seconds. . Thereafter, cooling was performed at 23 ° C. for 30 seconds to form a resist film having an average thickness of 50 nm. Next, the resist film was irradiated with an electron beam using a simple electron beam lithography system (model “HL800D” manufactured by Hitachi, Ltd., output: 50 KeV, current density: 5.0 A / cm 2 ). After the irradiation, PEB was performed at 120 ° C. for 60 seconds. Thereafter, development was performed at 23 ° C. for 30 seconds using a 2.38% by mass aqueous solution of TMAH 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)>(有機溶媒現像)
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 (4)> (organic solvent development)
A negative resist pattern was prepared in the same manner as in the formation of the resist pattern (1) except that the organic solvent was developed using n-butyl acetate instead of the TMAH aqueous solution and washing with water was not performed. Was formed.

<評価>
上記各感放射線性樹脂組成物を用いて形成したレジストパターンについて、実施例1〜8と同様の評価を実施した。結果を下記表4に示す。電子線露光用感放射線性樹脂組成物について、LWR性能は4.50nm以下である場合は「良好」と、4.50nmを超える場合は「不良」と評価できる。
<Evaluation>
The same evaluations as in Examples 1 to 8 were performed on the resist patterns formed using each of the above radiation-sensitive resin compositions. The results are shown in Table 4 below. Regarding the radiation-sensitive resin composition for electron beam exposure, the LWR performance can be evaluated as “good” when the LWR performance is 4.50 nm or less, and “bad” when the LWR performance exceeds 4.50 nm.

Figure 0006648452
Figure 0006648452

表2及び表4の結果から、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とも、かつアルカリ現像及び有機溶媒現像の場合とも、WR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性に優れることがわかる。なお、電子線露光とEUV露光とは同様の傾向になることが知られており、実施例の感放射線性樹脂組成物によれば、EUV露光の場合でもLWR性能等に優れるものと推察される。   From the results in Tables 2 and 4, the radiation-sensitive resin compositions of the examples show that the WR performance, the rectangularity of the cross-sectional shape and the WR performance were obtained both in the case of ArF exposure and electron beam exposure, and in the case of alkali development and organic solvent development. It turns out that it is excellent in the film shrinkage suppression property. It is known that electron beam exposure and EUV exposure have the same tendency, and it is presumed that the radiation-sensitive resin composition of the example has excellent LWR performance even in the case of EUV exposure. .

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、LWR性能、断面形状の矩形性及び膜収縮抑制性に優れるレジストパターンを形成することができる。従って、これらは、今後さらに微細化が進行すると予想される半導体デバイス製造用に好適に用いることができる。   According to the radiation-sensitive resin composition and the method of forming a resist pattern of the present invention, a resist pattern having excellent LWR performance, rectangular cross-sectional shape, and film shrinkage-suppressing properties can be formed. Therefore, they can be suitably used for the manufacture of semiconductor devices, for which further miniaturization is expected in the future.

Claims (5)

酸解離性基を含む構造単位を有する重合体、及び
感放射線性酸発生体
を含有する感放射線性樹脂組成物であって、
上記重合体が下記式(1)で表される化合物又は下記式(1−7)で表される化合物の存在下でのラジカル重合により得られることを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006648452
(式(1)中、Aは、−CH−、酸素原子又は−N(R)−である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。Aが−CH−である場合、Lは*−Sn(R)(R)−R−、*−Si(R)(R)−R−、*−P(O)(R)−O−R−又は*−S−R−である。Aが酸素原子である場合、Lは*−R−である。R 及びRは、それぞれ独立して、ヒドロキシ基又は結合手側の末端に炭素原子を有する炭素数1〜20の1価の有機基である。Rは上記A側の末端に炭素原子を有する炭素数1〜20の2価の有機基である。*は上記Aに結合する部位を示す。R及びRは互いに合わせられ、Rに結合する窒素原子及びこの窒素原子に結合する炭素原子と共に環員数3〜10の環構造を形成する。Zは、=CR又は硫黄原子である。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。)
Figure 0006648452
A polymer having a structural unit containing an acid-dissociable group, and a radiation-sensitive resin composition containing a radiation-sensitive acid generator,
A radiation-sensitive resin composition, wherein the polymer is obtained by radical polymerization in the presence of a compound represented by the following formula (1) or a compound represented by the following formula (1-7) .
Figure 0006648452
(In the formula (1), A is —CH 2 —, an oxygen atom, or —N (R 1 ) —. R 1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. If it is, L is * 1 -Sn (R 4) ( R 5) -R 6 - - a is -CH 2, * 1 -Si (R 4) (R 5) -R 6 -, * 1 -P (O) (R 4 ) -OR 6 -or * 1 -SR 6 -When A is an oxygen atom, L is * 1 -R 6- R 4 and R 5 are Is independently a hydroxy group or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms having a carbon atom at the terminal on the bond side, and R 6 has 1 to 1 carbon atoms having a carbon atom at the terminal on the A side. is a divalent organic group 20. * 1 .R 1 and R 6 indicate a site for binding to the a were combined with one another, a nitrogen atom and the nitrogen atom bonded to R 1 Together with the carbon atoms to focus to form a ring structure ring members 3 to 10 .Z is = CR 2 R 3 or .R 2 and R 3 is a sulfur atom are each independently a hydrogen atom or a carbon number 1 to It is a monovalent organic group of 20.)
Figure 0006648452
上記Rが*−R−、*−CH(CN)−R−、*−C(O)−NH−R−、*−O−C(O)−NH−R−、*−O−R−、*−O−C(O)−R−、*−R−C(O)−、*−C(O)−O−R−、*−CH−O−R−、*−CH−O−C(O)−R−又は*−CH−C(O)−O−R−であり、Rが炭素数1〜18の2価の炭化水素基であり、*が上記Zに結合している炭素原子に結合する部位を示す請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。 It said R 6 is * 2 -R 7 -, * 2 -CH (CN) -R 7 -, * 2 -C (O) -NH-R 7 -, * 2 -O-C (O) -NH-R 7 -, * 2 -O-R 7 -, * 2 -O-C (O) -R 7 -, * 2 -R 7 -C (O) -, * 2 -C (O) -O-R 7 -, * 2 -CH 2 -O- R 7 -, * 2 -CH 2 -O-C (O) -R 7 - or * 2 -CH 2 -C (O) -O-R 7 - and it is, The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein R 7 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and * 2 represents a site bonded to the carbon atom bonded to Z. 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又は請求項2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,
Exposing the resist film, and developing the exposed resist film,
A method for forming a resist pattern, comprising forming the resist film using the radiation-sensitive resin composition according to claim 1.
上記現像工程において、アルカリ液による現像によってポジ型のレジストパターンを形成する請求項3に記載のレジストパターン形成方法。   4. The method according to claim 3, wherein in the developing step, a positive resist pattern is formed by developing with an alkaline solution. 上記現像工程において、有機溶媒含有液による現像によってネガ型のレジストパターンを形成する請求項3に記載のレジストパターン形成方法。   4. The method according to claim 3, wherein in the developing step, a negative resist pattern is formed by developing with a liquid containing an organic solvent.
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