JP6743618B2 - Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, radiation-sensitive acid generator, compound and method for producing compound - Google Patents

Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, radiation-sensitive acid generator, compound and method for producing compound Download PDF

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Description

本発明は、感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法、感放射線性酸発生剤、化合物及び化合物の製造方法に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition, a resist pattern forming method, a radiation-sensitive acid generator, a compound and a method for producing the compound.

半導体デバイス、液晶デバイス等の各種電子デバイス構造の微細化に伴って、リソグラフィー工程におけるレジストパターンのさらなる微細化が要求されており、そのため、種々の感放射線性樹脂組成物が検討されている。このような感放射線性樹脂組成物により形成されるレジスト膜は、ArFエキシマレーザー等の遠紫外線、極端紫外線(EUV)、電子線などの露光光の照射により露光部で酸を生成し、この酸の触媒作用により露光部と未露光部で現像液に対する溶解速度に差が生じるため、基板上にレジストパターンを形成することができる。 With the miniaturization of various electronic device structures such as semiconductor devices and liquid crystal devices, further miniaturization of resist patterns in the lithography process is required, and therefore various radiation-sensitive resin compositions have been studied. A resist film formed from such a radiation-sensitive resin composition produces an acid in the exposed portion by irradiation with exposure light such as deep ultraviolet rays such as ArF excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV), and electron beam. Due to the catalytic action of, a difference in dissolution rate with respect to the developing solution occurs between the exposed portion and the unexposed portion, so that a resist pattern can be formed on the substrate.

かかる感放射線性樹脂組成物には、単に解像性に優れるだけでなく、ラインアンドスペースパターン等を形成する際のLWR(Line Width Roughness)性能及び形成されるレジストパターンの断面形状の矩形性に優れると共に、焦点深度及びMEEF(Mask Error Enhancement Factor)性能にも優れ、高精度なパターンを高い歩留まりで得られることが求められる。この要求に対しては、感放射線性樹脂組成物に含有される重合体の構造が種々検討されており、例えばブチロラクトン構造、ノルボルナンラクトン構造等のラクトン構造を有する重合体を用いることで、レジストパターンの基板への密着性を高められると共に、上述の各種性能を向上できることが知られている(特開平11−212265号公報、特開2003−5375号公報及び特開2008−83370号公報参照)。 Such a radiation-sensitive resin composition has not only excellent resolution but also LWR (Line Width Roughness) performance when forming a line-and-space pattern and a rectangular cross-sectional shape of a resist pattern to be formed. In addition to being excellent, the focal depth and the MEEF (Mask Error Enhancement Factor) performance are excellent, and it is required to obtain a highly accurate pattern with a high yield. To meet this demand, various structures of polymers contained in the radiation-sensitive resin composition have been studied. For example, by using a polymer having a lactone structure such as a butyrolactone structure or a norbornane lactone structure, a resist pattern can be obtained. It is known that the above-mentioned various performances can be improved while improving the adhesion to the substrate (see JP-A-11-212265, JP-A-2003-5375 and JP-A-2008-83370).

しかし、レジストパターンの微細化が線幅45nm以下のレベルまで進展している現在にあっては、上記性能の要求レベルはさらに高まり、上記従来の感放射線性樹脂組成物ではこれらの要求を満足させることはできていない。また、最近では、露光後加熱(Post Exposure Bake(PEB))におけるレジスト膜の収縮を抑制することも要求されている。 However, at the present time when the miniaturization of resist patterns is progressing to a level of 45 nm or less in line width, the required level of the above performance is further increased, and the conventional radiation-sensitive resin composition satisfies the above requirements. I can't do that. Further, recently, it is also required to suppress the shrinkage of the resist film during post-exposure heating (Post Exposure Bake (PEB)).

特開平11−212265号公報JP, 11-212265, A 特開2003−5375号公報JP, 2003-5375, A 特開2008−83370号公報JP, 2008-83370, A

本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性に優れる感放射線性樹脂組成物及び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 thereof is a radiation-sensitive resin excellent in LWR performance, resolution, rectangularity of cross-sectional shape, depth of focus, MEEF performance, and film shrinkage suppression property. It is to provide a composition and a method for forming a resist pattern.

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(以下、「構造単位(I)」ともいう)を有する重合体(以下、「[A]重合体」ともいう)と、感放射線性酸発生剤(以下、「[B]酸発生剤」ともいう)とを含有し、上記感放射線性酸発生剤が、−SO と、第1炭素原子と、第2炭素原子と、2個以上の電子求引性基(フッ素原子、フルオロアルキル基、−SO 及びスルホ基を除く。)とを含む1価のアニオン、及び1価の感放射線性オニウムカチオンを有する第1化合物(以下、「化合物(Z)」ともいう)であり、上記第1炭素原子に上記−SO 及び上記第2炭素原子が結合し、上記第1炭素原子及び上記第2炭素原子の一方又は両方に合計2個以上の上記電子求引性基が結合している感放射線性樹脂組成物である。 The invention made to solve the above problems is a polymer having a structural unit containing an acid-labile group (hereinafter, also referred to as “structural unit (I)”) (hereinafter, also referred to as “[A] polymer”). And a radiation-sensitive acid generator (hereinafter, also referred to as “[B] acid generator”), wherein the radiation-sensitive acid generator is —SO 3 , a first carbon atom, a second A monovalent anion containing a carbon atom and two or more electron-withdrawing groups (excluding a fluorine atom, a fluoroalkyl group, —SO 3 and a sulfo group), and a monovalent radiation-sensitive onium cation. A first compound (hereinafter, also referred to as “compound (Z)”) having the —SO 3 and the second carbon atom bonded to the first carbon atom, and the first carbon atom and the second carbon. The radiation-sensitive resin composition has a total of two or more electron-withdrawing groups bonded to one or both of the atoms.

上記課題を解決するためになされた別の発明は、上述した感放射線性樹脂組成物を基板の一方の面側に塗工する工程と、上記塗工工程により得られるレジスト膜を露光する工程と、上記露光されたレジスト膜を現像する工程とを備えるレジストパターン形成方法である。 Another invention made to solve the above problems is a step of coating the radiation-sensitive resin composition described above on one surface side of a substrate, and a step of exposing the resist film obtained by the coating step. And a step of developing the exposed resist film, the method for forming a resist pattern.

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、−SO と、第1炭素原子と、第2炭素原子と、下記式(A)で表される2個以上の電子求引性基と、上記電子求引性基以外の有機基とを含む1価のアニオン、並びに1価の感放射線性オニウムカチオンを有し、上記第1炭素原子に上記−SO 及び上記第2炭素原子が結合し、上記第1炭素原子及び上記第2炭素原子の一方又は両方に上記有機基及び合計2個以上の上記電子求引性基が結合している化合物からなる感放射線性酸発生剤である。

Figure 0006743618
(式(A)中、Xは、それぞれ独立して、水素原子又はシアノ基である。nは、0又は1である。*は、上記電子求引性基以外の部分との結合部位を示す。) Yet another invention made to solve the above-mentioned problems is —SO 3 , a first carbon atom, a second carbon atom, and two or more electron withdrawing properties represented by the following formula (A). Group and a monovalent anion containing an organic group other than the electron-withdrawing group, and a monovalent radiation-sensitive onium cation, wherein the first carbon atom contains the —SO 3 and the second carbon. A radiation-sensitive acid generator comprising a compound in which an atom is bonded, and the organic group and a total of two or more electron withdrawing groups are bonded to one or both of the first carbon atom and the second carbon atom. Is.
Figure 0006743618
(In the formula (A), X is each independently a hydrogen atom or a cyano group. n is 0 or 1. * represents a binding site to a moiety other than the electron-withdrawing group. .)

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、−SO と、第1炭素原子と、第2炭素原子と、下記式(A)で表される2個以上の電子求引性基と、上記電子求引性基以外の有機基とを含む1価のアニオン、並びに1価の感放射線性オニウムカチオンを有し、上記第1炭素原子に上記−SO 及び上記第2炭素原子が結合し、上記第1炭素原子及び上記第2炭素原子の一方又は両方に上記有機基及び合計2個以上の上記電子求引性基が結合している化合物である。

Figure 0006743618
(式(A)中、Xは、それぞれ独立して、水素原子又はシアノ基である。nは、0又は1である。*は、上記電子求引性基以外の部分との結合部位を示す。) Yet another invention made to solve the above-mentioned problems is —SO 3 , a first carbon atom, a second carbon atom, and two or more electron withdrawing properties represented by the following formula (A). Group and a monovalent anion containing an organic group other than the electron-withdrawing group, and a monovalent radiation-sensitive onium cation, wherein the first carbon atom contains the —SO 3 and the second carbon. A compound in which atoms are bonded and the organic group and a total of two or more electron withdrawing groups are bonded to one or both of the first carbon atom and the second carbon atom.
Figure 0006743618
(In the formula (A), X is each independently a hydrogen atom or a cyano group. n is 0 or 1. * represents a binding site to a moiety other than the electron-withdrawing group. .)

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、−SO と、第1炭素原子と、第2炭素原子と、下記式(A)で表される2個以上の電子求引性基と、上記電子求引性基以外の有機基とを含む1価のアニオン、並びに1価の感放射線性オニウムカチオンを有し、上記第1炭素原子に上記−SO 及び上記第2炭素原子が結合し、上記第1炭素原子及び上記第2炭素原子の一方又は両方に上記有機基及び合計2個以上の上記電子求引性基が結合している化合物の製造方法であって、エチレン性炭素−炭素二重結合を構成する一対の炭素原子と、この一対の炭素原子の一方又は両方に結合する上記有機基及び合計2個以上の上記電子求引性基とを有する不飽和化合物の上記二重結合に、亜硫酸塩を付加反応させる工程を備えることを特徴とする。

Figure 0006743618
(式(A)中、Xは、それぞれ独立して、水素原子又はシアノ基である。nは、0又は1である。*は、上記電子求引性基以外の部分との結合部位を示す。) Yet another invention made to solve the above-mentioned problems is —SO 3 , a first carbon atom, a second carbon atom, and two or more electron withdrawing properties represented by the following formula (A). Group and a monovalent anion containing an organic group other than the electron-withdrawing group, and a monovalent radiation-sensitive onium cation, wherein the first carbon atom contains the —SO 3 and the second carbon. A method for producing a compound in which an atom is bonded, and the organic group and a total of two or more electron withdrawing groups are bonded to one or both of the first carbon atom and the second carbon atom, wherein ethylene is used. Of an unsaturated compound having a pair of carbon atoms forming a reactive carbon-carbon double bond, the organic group bonded to one or both of the pair of carbon atoms, and a total of two or more electron withdrawing groups The method is characterized by comprising a step of adding sulfite to the double bond.
Figure 0006743618
(In the formula (A), X is each independently a hydrogen atom or a cyano group. n is 0 or 1. * represents a binding site to a moiety other than the electron-withdrawing group. .)

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、−SO と、第1炭素原子と、第2炭素原子と、下記式(A)で表される2個以上の電子求引性基と、上記電子求引性基以外の有機基とを含む1価のアニオン、並びに1価の感放射線性オニウムカチオンを有し、上記第1炭素原子に上記−SO 及び上記第2炭素原子が結合し、上記第1炭素原子及び上記第2炭素原子の一方又は両方に上記有機基及び合計2個以上の上記電子求引性基が結合している化合物の製造方法であって、ハロゲン原子と、第3炭素原子と、第4炭素原子と、2個以上の上記電子求引性基と、上記有機基とを有し、上記第3炭素原子に上記ハロゲン原子及び上記第4炭素原子が結合し、上記第3炭素原子及び上記第4炭素原子の一方又は両方に上記有機基及び合計2個以上の上記電子求引性基が結合しているハロゲン化合物の上記第3炭素原子及びハロゲン原子に、亜ジチオン酸塩を置換反応させる工程を備えることを特徴とする。

Figure 0006743618
(式(A)中、Xは、それぞれ独立して、水素原子又はシアノ基である。nは、0又は1である。*は、上記電子求引性基以外の部分との結合部位を示す。) Yet another invention made to solve the above-mentioned problems is —SO 3 , a first carbon atom, a second carbon atom, and two or more electron withdrawing properties represented by the following formula (A). Group and a monovalent anion containing an organic group other than the electron-withdrawing group, and a monovalent radiation-sensitive onium cation, wherein the first carbon atom contains the —SO 3 and the second carbon. A method for producing a compound in which an atom is bonded, and the organic group and a total of two or more electron withdrawing groups are bonded to one or both of the first carbon atom and the second carbon atom, wherein the halogen is An atom, a third carbon atom, a fourth carbon atom, two or more electron withdrawing groups, and the organic group, wherein the third carbon atom is the halogen atom and the fourth carbon atom. And the third carbon atom and halogen of the halogen compound in which the organic group and a total of two or more electron withdrawing groups are bonded to one or both of the third carbon atom and the fourth carbon atom. It is characterized by comprising a step of subjecting the atom to a substitution reaction with dithionite.
Figure 0006743618
(In the formula (A), X is each independently a hydrogen atom or a cyano group. n is 0 or 1. * represents a binding site to a moiety other than the electron-withdrawing group. .)

本発明の感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、優れた焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性を発揮しつつ、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能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。本発明の感放射線性酸発生剤及び化合物は、感放射線性樹脂組成物の成分として好適に用いることができる。本発明の化合物の製造方法によれば、上述の化合物を容易かつ確実に得ることができる。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 resist pattern forming method of the present invention, while exhibiting excellent depth of focus, MEEF performance and film shrinkage suppression property, LWR performance, resolution, rectangularity of cross-sectional shape, depth of focus. A resist pattern having excellent MEEF performance and film shrinkage suppression property can be formed. The radiation-sensitive acid generator and compound of the present invention can be suitably used as a component of a radiation-sensitive resin composition. According to the method for producing a compound of the present invention, the above compound can be easily and surely obtained. Therefore, these can be preferably used for manufacturing semiconductor devices, which are expected to be further miniaturized in the future.

<感放射線性樹脂組成物>
当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体と[B]酸発生剤とを含有する。当該感放射線性樹脂組成物は、好適成分として、[B’]他の酸発生体、[C]酸拡散制御体、[A]重合体よりもフッ素原子の質量含有率が大きい重合体(以下、「[D]重合体」ともいう)、及び/又は[E]溶媒を含有してもよく、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よい。以下、各成分について説明する。
<Radiation-sensitive resin composition>
The radiation sensitive resin composition contains a [A] polymer and a [B] acid generator. The radiation-sensitive resin composition has, as suitable components, a polymer having a larger mass content of fluorine atoms than [B'] other acid generators, [C] acid diffusion controller, and [A] polymer (hereinafter referred to as "polymer"). , "[D] polymer"), and/or [E] solvent may be contained, and other optional components may be contained 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(I)を有する重合体である。ここで「酸解離性基」とは、カルボキシ基、ヒドロキシ基等の水素原子を置換する基であって、酸の作用により解離する基をいう。[A]重合体は、構造単位(I)以外に、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む構造単位(以下、「構造単位(II)」ともいう)をさらに有することが好ましく、構造単位(I)〜(II)以外のその他の構造単位を有してもよい。[A]重合体は、上記構造単位をそれぞれ1種又は2種以上有していてもよい。以下、各構造単位について説明する。
<[A] polymer>
The polymer [A] is a polymer having a structural unit (I) containing an acid dissociable group. Here, the “acid-dissociable group” refers to a group that substitutes a hydrogen atom such as a carboxy group or a hydroxy group and dissociates by the action of an acid. The polymer [A] may further have a structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure or a combination thereof (hereinafter, also referred to as “structural unit (II)”) in addition to the structural unit (I). Preferably, it may have another structural unit other than the structural units (I) to (II). The polymer [A] may have one type or two or more types of the above structural units, respectively. Hereinafter, each structural unit will be described.

[構造単位(I)]
構造単位(I)は、酸解離性基を含む構造単位である。当該感放射線性樹脂組成物により形成されるレジスト膜の露光部では、[B]酸発生剤等から放射線の照射に起因して生じる酸により構造単位(I)の酸解離性基が解離し、その結果、上記レジスト膜の露光部と未露光部とで現像液に対する溶解性に差異が生じる。これにより、上記レジスト膜からレジストパターンを形成することが可能となる。
[Structural unit (I)]
The structural unit (I) is a structural unit containing an acid dissociable group. In the exposed portion of the resist film formed of the radiation-sensitive resin composition, the acid-dissociable group of the structural unit (I) is dissociated by the acid generated by the irradiation of the radiation from the [B] acid generator or the like, As a result, there is a difference in solubility in the developing solution between the exposed portion and the unexposed portion of the resist film. As a result, it becomes possible to form a resist pattern from the resist film.

構造単位(I)としては、特に限定されないが、例えば下記式(2)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−1)」ともいう)、アセタール構造を含む構造単位(以下、「構造単位(I−2)」ともいう)等が挙げられる。[A]重合体は、構造単位(I−1)及び(I−2)をそれぞれ1種又は2種以上を有していてもよい。また、[A]重合体は、構造単位(I−1)及び構造単位(I−2)の両方を有していてもよい。以下、構造単位(I−1)及び構造単位(I−2)について説明する。 The structural unit (I) is not particularly limited, but for example, a structural unit represented by the following formula (2) (hereinafter, also referred to as “structural unit (I-1)”), a structural unit containing an acetal structure (hereinafter, "Structural unit (I-2)") and the like. The polymer [A] may have one type or two or more types of the structural units (I-1) and (I-2), respectively. The polymer [A] may have both the structural unit (I-1) and the structural unit (I-2). Hereinafter, the structural unit (I-1) and the structural unit (I-2) will be described.

(構造単位(I−1))
構造単位(I−1)は、下記式(2)で表される構造単位である。下記式(2)における−CR151617で表される基が酸解離性基である。
(Structural unit (I-1))
The structural unit (I-1) is a structural unit represented by the following formula (2). A group represented by -CR 15 R 16 R 17 in formula (2) is an acid-dissociable group.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記式(2)中、R14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。R15は、炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。R16及びR17は、それぞれ独立して、炭素数1〜20の1価の炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される炭素数3〜20の脂環構造を表す。 In the above formula (2), R 14 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 15 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 16 and R 17 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms which are combined with each other and are bonded to the carbon atom to which they are bonded. It represents an alicyclic structure of 20.

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

14としては、構造単位(I−1)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 As R 14 , a hydrogen atom and a methyl group are preferable, and a methyl group is more preferable, from the viewpoint of the copolymerizability of the monomer giving the structural unit (I-1).

15、R16及びR17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 15 , R 16 and R 17 include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a monovalent hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms. Examples thereof include a valent alicyclic hydrocarbon group and a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.

上記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 include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group and i-propyl group;
Alkenyl groups such as ethenyl group, propenyl group, butenyl group;
Examples thereof include alkynyl groups such as ethynyl group, propynyl group and butynyl group.

上記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1価の単環の脂環式飽和炭化水素基;
シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の1価の単環の脂環式不飽和炭化水素基;
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1価の多環の脂環式飽和炭化水素基;
ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基等の1価の多環の脂環式不飽和炭化水素基などが挙げられる。
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group include monovalent monocyclic alicyclic saturated hydrocarbon groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group;
A monovalent monocyclic alicyclic unsaturated hydrocarbon group such as a cyclopentenyl group or a cyclohexenyl group;
A monovalent polycyclic alicyclic saturated hydrocarbon group such as a norbornyl group, an adamantyl group, a tricyclodecyl group, a tetracyclododecyl group;
Examples thereof include monovalent polycyclic alicyclic unsaturated hydrocarbon groups such as norbornenyl group and tricyclodecenyl group.

上記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、フルオレニ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 include aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group and fluorenyl group;
Examples thereof include aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group and anthrylmethyl group.

16及びR17の基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される炭素数3〜20の脂環構造としては、例えば
シクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造、シクロデカン構造等の単環の脂環式飽和炭化水素構造;
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脂環式飽和炭化水素構造;
シクロプロペン構造、シクロブテン構造、シクロペンテン構造、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等の単環の脂環式不飽和炭化水素構造;
ノルボルネン構造、トリシクロデセン構造等の多環の脂環式不飽和炭化水素構造などが挙げられる。
Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms in which the groups of R 16 and R 17 are combined with each other and are bonded to each other include, for example, cyclopropane structure, cyclobutane structure, cyclopentane structure, cyclohexane structure, cycloheptane. A monocyclic alicyclic saturated hydrocarbon structure such as a structure, a cyclooctane structure, or a cyclodecane structure;
A polycyclic alicyclic saturated hydrocarbon structure such as a norbornane structure, an adamantane structure, a tricyclodecane structure, or a tetracyclododecane structure;
A monocyclic alicyclic unsaturated hydrocarbon structure such as cyclopropene structure, cyclobutene structure, cyclopentene structure, cyclohexene structure, cycloheptene structure, cyclooctene structure;
Examples thereof include polycyclic alicyclic unsaturated hydrocarbon structures such as norbornene structure and tricyclodecene structure.

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

Figure 0006743618
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Figure 0006743618
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上記式中、R14は、上記式(2)と同義である。 In the above formula, R 14 has the same meaning as in the above formula (2).

構造単位(I−1)としては、下記式(2−1)〜(2−5)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−1−1)〜(I−1−5)」ともいう)が好ましい。 As the structural unit (I-1), structural units represented by the following formulas (2-1) to (2-5) (hereinafter, “structural units (I-1-1) to (I-1-5)”). Also referred to as “”.

Figure 0006743618
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上記式(2−1)〜(2−5)中、R14〜R17は、上記式(2)と同義である。i及びjは、それぞれ独立して、1〜4の整数である。 In formulas (2-1) to (2-5) above, R 14 to R 17 have the same meanings as in formula (2) above. i and j are each independently an integer of 1 to 4.

構造単位(I−1)としては、構造単位(I−1−1)がより好ましく、1−アルキル−1−シクロペンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位及び2−アルキル−2−テトラシクロドデシル(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-1), the structural unit (I-1-1) is more preferable, and the structural unit derived from 1-alkyl-1-cyclopentyl(meth)acrylate and 2-alkyl-2-tetracyclododecyl( Structural units derived from (meth)acrylate are more preferred.

(構造単位(I−2))
構造単位(I−2)は、アセタール構造を含む構造単位である。構造単位(I−2)としては、例えば下記式(X)で表される基(以下、「基(X)」ともいう)を含む構造単位等が挙げられる。基(X)は、酸の作用により分解して、*−ROH、R=O及びROHを生じる。基(X)において−C(R)(R)(OR)が酸解離性基である。
(Structural unit (I-2))
The structural unit (I-2) is a structural unit containing an acetal structure. Examples of the structural unit (I-2) include a structural unit containing a group represented by the following formula (X) (hereinafter, also referred to as “group (X)”) and the like. The group (X) decomposes by the action of an acid to produce *-R w OH, R X R Y ═O and R Z OH. In the group (X), —C(R X )(R Y )(OR Z ) is an acid dissociable group.

Figure 0006743618
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上記式(X)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。Rは、炭素数1〜20の1価の炭化水素基である。Rは、単結合又は炭素数1〜20の2価の炭化水素基である。R、R、R及びRのうちの2つ以上が、互いに合わせられこれらが結合する炭素原子又は原子鎖と共に環員数3〜20の環構造を形成していてもよい。*は、構造単位(I−2)中の上記基(X)以外の部分との結合部位を示す。 In the above formula (X), R X and R Y are each independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R Z is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R W is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Two or more of R X , R Y , R Z, and R W may be combined with each other to form a ring structure having 3 to 20 ring members together with a carbon atom or an atom chain to which they are bonded. * Indicates a binding site to a portion other than the group (X) in the structural unit (I-2).

ここで「環員数」とは、脂環構造、芳香環構造、脂肪族複素環構造及び芳香族複素環構造の環を構成する原子数をいい、多環の場合は、この多環を構成する原子数をいう。 Here, the “number of ring members” refers to the number of atoms constituting a ring of an alicyclic structure, an aromatic ring structure, an aliphatic heterocyclic structure and an aromatic heterocyclic structure, and in the case of a polycycle, constitutes this polycycle. Refers to the number of atoms.

、R及び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(2)のR15、R16及びR17として例示した炭素数1〜20の1価の炭化水素基と同様の基等が挙げられる。Rで表される炭素数1〜20の2価の炭化水素基としては、例えば上記1価の炭化水素基から1個の水素原子を除いた基等が挙げられる。 Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R X , R Y and R Z include, for example, 1 to 20 carbon atoms exemplified as R 15 , R 16 and R 17 in the above formula (2). The same groups as the monovalent hydrocarbon group of 1. Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R W include a group obtained by removing one hydrogen atom from the above monovalent hydrocarbon group.

及びRとしては、水素原子及び1価の鎖状炭化水素基が好ましく、水素原子及びアルキル基がより好ましく、水素原子及びメチル基がさらに好ましい。Rとしては、1価の鎖状炭化水素基及び1価の脂環式炭化水素基が好ましく、アルキル基及び1価の多環の脂環式飽和炭化水素基がさらに好ましく、メチル基及びテトラシクロドデシル基が特に好ましい。 As R X and R Y , a hydrogen atom and a monovalent chain hydrocarbon group are preferable, a hydrogen atom and an alkyl group are more preferable, and a hydrogen atom and a methyl group are further preferable. R Z is preferably a monovalent chain hydrocarbon group and a monovalent alicyclic hydrocarbon group, more preferably an alkyl group and a monovalent polycyclic alicyclic saturated hydrocarbon group, a methyl group and a tetra group. The cyclododecyl group is particularly preferred.

としては、単結合及び2価の鎖状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、単結合及びメタンジイル基がさらに好ましい。 As R W , a single bond and a divalent chain hydrocarbon group are preferable, a single bond and an alkanediyl group are more preferable, and a single bond and a methanediyl group are further preferable.

、R、R及びRのうちの2つ以上が形成する環員数3〜20の環構造としては、例えば1,3−ジオキサシクロペンタン構造等の1,3−ジオキサシクロアルカン構造などが挙げられる。 The ring structure having 3 to 20 ring members formed by two or more of R X , R Y , R Z and R W is, for example, 1,3-dioxacyclopentane structure or the like. An alkane structure etc. are mentioned.

基(X)としては、Rが単結合であり、R及びRの一方が水素原子、他方がメチル基であり、かつRがテトラシクロドデシル基であるものが好ましい。 The group (X) is preferably a group in which R W is a single bond, one of R X and R Y is a hydrogen atom, the other is a methyl group, and R Z is a tetracyclododecyl group.

構造単位(I−2)としては例えば下記式(3)で表される構造単位等が挙げられる。 Examples of the structural unit (I-2) include structural units represented by the following formula (3).

Figure 0006743618
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上記式(3)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Lは、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。Tは、上記基(X)である。nは、1〜3の整数である。nが2以上の場合、複数のTは同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (3), R C is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. L 1 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. T is the above group (X). n is an integer of 1 to 3. When n is 2 or more, plural Ts may be the same or different.

としては、構造単位(I−2)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子及びメチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。 From the viewpoint of the copolymerizability of the monomer giving the structural unit (I-2), R C is more preferably a hydrogen atom or a methyl group, and even more preferably a methyl group.

で表される炭素数1〜20の2価の有機基としては、例えば置換又は非置換の炭素数1〜10の2価の炭化水素基、−CO−等が挙げられる。上記炭化水素基の置換基としては、例えばヒドロキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、シアノ基等が挙げられる。 Examples of the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by L 1 include a substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, —CO— and the like. Examples of the substituent of the hydrocarbon group include a hydroxy group, a halogen atom, an alkoxy group, a cyano group and the like.

としては、単結合及び−CO−が好ましく、−CO−がより好ましい。 As L 1 , a single bond and —CO— are preferable, and —CO— is more preferable.

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

構造単位(I−2)としては、上記式(3)で表される構造単位であってLが−CO−であり、nが1であり、TにおけるRが単結合であり、R及びRの一方が水素原子、他方がメチル基であり、かつRがテトラシクロドデシル基であるものが好ましい。 The structural unit (I-2) is a structural unit represented by the above formula (3), L 1 is —CO—, n is 1, R W in T is a single bond, and R is It is preferable that one of X and R Y is a hydrogen atom, the other is a methyl group, and R Z is a tetracyclododecyl group.

構造単位(I)の含有割合の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して10モル%が好ましく、25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、70モル%がより好ましく、60モル%がさらに好ましい。構造単位(I)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の感度等がさらに向上し、結果として、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性をさらに向上できる。 The lower limit of the content of the structural unit (I) is preferably 10 mol%, more preferably 25 mol%, and even more preferably 40 mol% with respect to the total structural units constituting the [A] polymer. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 80 mol%, more preferably 70 mol%, further preferably 60 mol%. By setting the content ratio of the structural unit (I) in the above range, the sensitivity and the like of the radiation-sensitive resin composition is further improved, and as a result, LWR performance, resolution, rectangularity of cross-sectional shape, depth of focus, The MEEF performance and the film shrinkage suppression property can be further improved.

[構造単位(II)]
構造単位(II)は、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む構造単位である(但し、構造単位(I)に該当するものを除く)。[A]重合体は、構造単位(II)をさらに有することで、現像液への溶解性をより適度なものに調整することができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性をより向上させることができる。また、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト膜と基板との密着性をより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。さらに、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。構造単位(II)としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。
[Structural unit (II)]
The structural unit (II) is a structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof (excluding those corresponding to the structural unit (I)). When the polymer [A] further has the structural unit (II), the solubility in a developing solution can be adjusted to a more appropriate level, and as a result, the LWR performance of the radiation-sensitive resin composition, It is possible to further improve the resolution, the rectangularity of the cross-sectional shape, the depth of focus, the MEEF performance, and the film shrinkage suppression property. Moreover, the adhesiveness between the resist film formed from the radiation sensitive resin composition and the substrate can be further improved. Here, the lactone structure refers to a structure having one ring (lactone ring) containing a group represented by -OC(O)-. In addition, the cyclic carbonate structure refers to a structure having one ring (cyclic carbonate ring) containing a group represented by —O—C(O)—O—. Further, the sultone structure refers to a structure having one ring (sultone ring) containing a group represented by -OS(O) 2- . Examples of the structural unit (II) include structural units represented by the formulas below.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

Figure 0006743618
Figure 0006743618

Figure 0006743618
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上記式中、RL1は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。 In the above formula, R L1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

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、γ−ブチロラクトン構造を含む構造単位、エチレンカーボネート構造を含む構造単位及びノルボルナンスルトン構造を含む構造単位が好ましい。 Of these, the structural unit (III) is preferably a structural unit containing a norbornane lactone structure, a structural unit containing a γ-butyrolactone structure, a structural unit containing an ethylene carbonate structure, and a structural unit containing a norbornane sultone structure.

[A]重合体が構造単位(II)を有する場合、[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、1モル%が好ましく、10モル%がより好ましく、30モル%がさらに好ましく、40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、60モル%がさらに好ましい。上記含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト膜と基板と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より小さい場合、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト膜と基板との密着性が低下するおそれがある。逆に、上記含有割合が上記上限を超える場合、当該感放射線性樹脂組成物のパターン形成性が低下するおそれがある。 When the polymer [A] has the structural unit (II), the lower limit of the content ratio of the structural unit (II) with respect to all the structural units constituting the polymer [A] is preferably 1 mol% and 10 mol%. More preferably, 30 mol% is still more preferable, and 40 mol% is particularly preferable. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 80 mol%, more preferably 70 mol%, further preferably 60 mol%. By setting the above content ratio within the above range, it is possible to further improve the adhesiveness between the resist film formed from the radiation sensitive resin composition and the substrate. When the content ratio is less than the lower limit, the adhesiveness between the resist film formed from the radiation sensitive resin composition and the substrate may decrease. On the contrary, when the content ratio exceeds the upper limit, the pattern formability of the radiation-sensitive resin composition may decrease.

[その他の構造単位]
[A]重合体は、上記構造単位(I)〜(II)以外のその他の構造単位を有していてもよい。その他の構造単位としては、例えばヒドロキシ基を含む構造単位等が挙げられる。ヒドロキシ基としては、アルコール性水酸基、フェノール性水酸基等が挙げられる。[A]重合体がフェノール性水酸基を含む構造単位を有すると、KrF露光、EUV露光、電子線露光等を行う場合の感度をより向上できる。
[Other structural units]
The polymer [A] may have a structural unit other than the structural units (I) to (II). Examples of other structural units include structural units containing a hydroxy group. Examples of the hydroxy group include alcoholic hydroxyl group and phenolic hydroxyl group. When the polymer [A] has a structural unit containing a phenolic hydroxyl group, the sensitivity in KrF exposure, EUV exposure, electron beam exposure and the like can be further improved.

ヒドロキシ基を含む構造単位としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。 Examples of the structural unit containing a hydroxy group include structural units represented by the following formula.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

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

ヒドロキシ基を含む構造単位としては、ヒドロキシスチレンに由来する構造単位及び3−ヒドロキシアダマンチル(メタ)アクリレートに由来する構造単位が好ましい。 As the structural unit containing a hydroxy group, a structural unit derived from hydroxystyrene and a structural unit derived from 3-hydroxyadamantyl (meth)acrylate are preferable.

[A]重合体がヒドロキシ基を含む構造単位を有する場合、ヒドロキシ基を含む構造単位の含有割合の下限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、1モル%が好ましく、15モル%がより好ましく、30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、70モル%がより好ましく、60モル%がさらに好ましい。 When the polymer [A] has a structural unit containing a hydroxy group, the lower limit of the content of the structural unit containing a hydroxy group is preferably 1 mol% based on all structural units constituting the polymer [A]. , 15 mol% is more preferable, and 30 mol% is further preferable. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 80 mol%, more preferably 70 mol%, further preferably 60 mol%.

[A]重合体は、その他の構造単位として、ヒドロキシ基を含む構造単位以外の構造単位を有してもよい。このようなその他の構造単位としては、例えばカルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、スルホンアミド基、これらの組み合わせ等を含む構造単位、非解離性の炭化水素基を含む構造単位などが挙げられる。これらの構造単位の含有割合の上限としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、20モル%が好ましく、10モル%がより好ましい。 The polymer [A] may have a structural unit other than the structural unit containing a hydroxy group as another structural unit. Examples of such other structural unit include a structural unit containing a carboxy group, a cyano group, a nitro group, a sulfonamide group, a combination thereof, a structural unit containing a non-dissociative hydrocarbon group, and the like. The upper limit of the content of these structural units is preferably 20 mol% and more preferably 10 mol% with respect to all structural units constituting the polymer [A].

当該感放射線性樹脂組成物が含有する全重合体に対する[A]重合体の含有量の下限としては、60質量%が好ましく、70質量%がより好ましく、90質量%がさらに好ましい。上記含有量を上記下限以上とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能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 content of the [A] polymer with respect to all the polymers contained in the radiation-sensitive resin composition is preferably 60% by mass, more preferably 70% by mass, and further preferably 90% by mass. By setting the content to the above lower limit or more, it is possible to further improve the LWR performance, the resolution, the rectangularity of the cross-sectional shape, the depth of focus, the MEEF performance, and the film shrinkage suppression property of the radiation-sensitive resin composition. ..

[A]重合体の含有量の下限としては、当該感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して、70質量%が好ましく、80質量%がより好ましく、85質量%がさらに好ましい。一方、[A]重合体の含有量の上限としては、当該感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して、97質量%が好ましく、93質量%がより好ましい。ここで当該感放射線性樹脂組成物における全固形分とは、[E]溶媒と後述する偏在化促進剤とを除いた成分の総和をいう。 The lower limit of the content of the polymer [A] is preferably 70% by mass, more preferably 80% by mass, and even more preferably 85% by mass based on the total solid content of the radiation-sensitive resin composition. On the other hand, the upper limit of the content of the [A] polymer is preferably 97% by mass, and more preferably 93% by mass, based on the total solid content of the radiation-sensitive resin composition. Here, the total solid content in the radiation-sensitive resin composition refers to the sum of components excluding the solvent [E] and the uneven distribution promoter described later.

<[A]重合体の合成方法>
[A]重合体は、例えばラジカル重合開始剤等の存在下、各構造単位を与える単量体を適当な溶媒中で重合することにより合成できる。
<Method of synthesizing [A] polymer>
The polymer [A] can be synthesized, for example, by polymerizing a monomer giving each structural unit in a suitable solvent in the presence of a radical polymerization initiator or the like.

上記ラジカル重合開始剤としては、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート等のアゾ系ラジカル開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系ラジカル開始剤などが挙げられる。上記ラジカル重合開始剤としては、AIBN及びジメチル2,2’−アゾビスイソブチレートが好ましく、AIBNがより好ましい。これらのラジカル重合開始剤は1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。 Examples of the radical polymerization initiator include azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis(2-cyclopropyl). Propionitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate and other azo radical initiators; benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide , Peroxide radical initiators such as cumene hydroperoxide, and the like. As the radical polymerization initiator, AIBN and dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate are preferable, and AIBN is more preferable. These radical polymerization 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、ブタノン、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−ペンタノール等のアルコール類などが挙げられる。これらの重合に使用される溶媒は、1種単独で又は2種以上を併用してもよい。
Examples of the solvent used in the above polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane;
Cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane;
Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene;
Halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide and chlorobenzene;
Saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, methyl propionate;
Ketones such as acetone, butanone, 4-methyl-2-pentanone, 2-heptanone;
Ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethane and diethoxyethane;
Examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and 4-methyl-2-pentanol. The solvent used for these polymerizations may be used alone or in combination of two or more.

[A]重合体の重合における反応温度の下限としては、40℃が好ましく、50℃がより好ましい。一方、上記反応温度の上限としては、150℃が好ましく、120℃がより好ましい。[A]重合体の重合における反応時間の下限としては、1時間が好ましく、2時間がより好ましい。一方、上記反応時間の上限としては、48時間が好ましく、24時間がより好ましい。 The lower limit of the reaction temperature in polymerizing the polymer [A] is preferably 40°C, more preferably 50°C. On the other hand, the upper limit of the reaction temperature is preferably 150°C, more preferably 120°C. The lower limit of the reaction time in polymerizing the polymer [A] is preferably 1 hour and more preferably 2 hours. On the other hand, the upper limit of the reaction time is preferably 48 hours, more preferably 24 hours.

[A]重合体の重量平均分子量(Mw)の下限としては、1,000が好ましく、3,000がより好ましく、5,000がさらに好ましい。一方、上記Mwの上限としては、50,000が好ましく、20,000がより好ましく、8,000がさらに好ましい。上記Mwを上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の塗布性を向上させることができる。 The lower limit of the weight average molecular weight (Mw) of the polymer [A] is preferably 1,000, more preferably 3,000, further preferably 5,000. On the other hand, the upper limit of the Mw is preferably 50,000, more preferably 20,000, even more preferably 8,000. By setting the above Mw within the above range, the coating properties of the radiation sensitive resin composition can be improved.

[A]重合体の数平均分子量(Mn)に対する上記Mwの比(Mw/Mn)の下限としては、通常1であり、1.3が好ましい。一方、上記Mw/Mnの上限としては、5が好ましく、3がより好ましく、2がさらに好ましく、1.8が特に好ましい。上記Mw/Mnを上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性をより向上できる。 The lower limit of the ratio (Mw/Mn) of the above Mw to the number average molecular weight (Mn) of the polymer [A] is usually 1, and preferably 1.3. On the other hand, the upper limit of Mw/Mn is preferably 5, more preferably 3, more preferably 2, and particularly preferably 1.8. By setting the above Mw/Mn within the above range, the LWR performance, the resolution, the rectangularity of the cross-sectional shape, the depth of focus, the MEEF performance, and the film shrinkage suppression property of the radiation-sensitive resin composition can be further improved.

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、及び「G4000HXL」1本
カラム温度:40℃
溶出溶媒:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:100μL
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
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" from Tosoh Corporation Column temperature: 40°C
Elution solvent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL/min Sample concentration: 1.0 mass%
Sample injection volume: 100 μL
Detector: Differential refractometer Standard substance: Monodisperse polystyrene

<[B]酸発生剤>
[B]酸発生剤は、−SO と、第1炭素原子、第2炭素原子と、2個以上の電子求引性基(フッ素原子、フルオロアルキル基、−SO 及びスルホ基を除く。)とを含む1価のアニオン、及び1価の感放射線性オニウムカチオンを有する化合物(Z)からなる。化合物(Z)は、第1炭素原子に上記−SO 基及び第2炭素原子が結合し、第1炭素原子及び第2炭素原子の一方又は両方に合計2個以上の上記電子求引性基が結合している。
<[B] acid generator>
The acid generator [B] includes —SO 3 , a first carbon atom, a second carbon atom, and two or more electron-withdrawing groups (fluorine atom, fluoroalkyl group, —SO 3 and sulfo group). And a monovalent anion and a monovalent radiation-sensitive onium cation are contained in the compound (Z). The compound (Z) has the —SO 3 group and the second carbon atom bonded to the first carbon atom, and one or both of the first carbon atom and the second carbon atom has a total of two or more electron withdrawing properties. The groups are attached.

[B]酸発生剤は、露光により酸を発生する物質であり、通常この酸により[A]重合体の酸解離性基を解離させてレジスト膜の露光部及び未露光部で現像液に対する溶解性の差異を生じさせ、その結果、レジストパターンの形成を促進する(以下、この目的で使用される[B]酸発生剤を「[B1]酸発生剤」ともいう)。但し、[B]酸発生剤は、自身から発生する酸よりも強い酸を発生させる化合物と併用する場合には、後述する[C]酸拡散制御体と同様に、上記化合物から生じた酸のレジスト膜中における拡散現象を制御し、未露光部における好ましくない化学反応の抑制等の効果を奏することもできる(以下、この目的で使用される[B]酸発生剤を「[B2]酸発生剤」ともいう。[B]酸発生剤は、1種又は2種以上を含有することができる。 The acid generator [B] is a substance that generates an acid upon exposure, and the acid dissociates the acid dissociable group of the polymer [A] to dissolve the acid in the developing solution in the exposed and unexposed areas of the resist film. A difference in sex is caused, and as a result, formation of a resist pattern is promoted (hereinafter, the [B] acid generator used for this purpose is also referred to as “[B1] acid generator”). However, when the [B] acid generator is used in combination with a compound capable of generating an acid stronger than the acid generated from itself, the acid generated from the above-mentioned compound can be used in the same manner as the [C] acid diffusion controller described later. It is also possible to control the diffusion phenomenon in the resist film and to exert an effect such as suppressing an undesired chemical reaction in the unexposed portion (hereinafter, the [B] acid generator used for this purpose is referred to as "[B2] acid generation". Also referred to as "agent." [B] acid generator may contain one kind or two or more kinds.

当該感放射線性樹脂組成物は、[B]酸発生剤を含有することで、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性に優れる。当該感放射線性樹脂組成物が上記構成を有することで上記効果を奏する理由については必ずしも明確ではないが、例えば以下のように推察することができる。すなわち、[B]酸発生剤は、化合物(Z)の有するアニオンが−SO 及び2個以上の電子求引性基を含み、この−SO に結合する第1炭素原子及び/又はこの第1炭素原子に結合する第2炭素原子に合計2個以上の上記電子求引性基が結合することで、発生する酸のレジスト膜中の拡散長が複数の電子求引性基によって適度に短く制御される。その結果、当該感放射線性樹脂組成物は、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性に優れると考えられる。 By containing the acid generator [B], the radiation-sensitive resin composition is excellent in LWR performance, resolution, rectangularity of sectional shape, depth of focus, MEEF performance, and film shrinkage suppression property. Although the reason why the radiation-sensitive resin composition has the above-mentioned constitution to exert the above-mentioned effect is not necessarily clear, it can be inferred as follows, for example. That is, in the [B] acid generator, the anion contained in the compound (Z) includes —SO 3 and two or more electron-withdrawing groups, and the first carbon atom and/or the first carbon atom bonded to this —SO 3 —. When a total of two or more of the electron-withdrawing groups are bonded to the second carbon atom that is bonded to the first carbon atom, the diffusion length of the acid generated in the resist film is appropriately adjusted by the plurality of electron-withdrawing groups. Controlled to be short. As a result, it is considered that the radiation-sensitive resin composition is excellent in LWR performance, resolution, rectangularity of sectional shape, depth of focus, MEEF performance, and film shrinkage suppression property.

上記アニオンの有する上記電子求引性基としては、例えばアセチル基等のアシル基、メチルスルホニル基等のアルキルスルホニル基、シアノ基、ニトロ基、塩素原子等のハロゲン原子(フッ素原子を除く。)や、これらの原子及び基のうちの少なくとも1種によって一部又は全部の水素原子が置換された炭素数1〜5の1価の炭化水素基等が挙げられる。上記炭化水素基としては、炭素数1〜2のアルキル基及び炭素数1〜2のアルケニル基が好ましく、メチル基及びビニル基がより好ましい。 Examples of the electron-withdrawing group contained in the anion include an acyl group such as an acetyl group, an alkylsulfonyl group such as a methylsulfonyl group, a cyano group, a nitro group, a halogen atom (excluding a fluorine atom) such as a chlorine atom, and the like. , A monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms in which a part or all of hydrogen atoms are replaced by at least one of these atoms and groups. As said hydrocarbon group, a C1-C2 alkyl group and a C1-C2 alkenyl group are preferable, and a methyl group and a vinyl group are more preferable.

上記アニオンの有する上記電子求引性基としては、下記式(A)で表される基が好ましい。上記アニオンが下記式(A)で表される基を含むことで、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性をより向上できる。この理由については明確ではないが、例えばシアノ基は他の電子求引性基と比較して特に強い電子求引性を示すため、[B]酸発生剤から発生する酸の強さを適度に強いものに調整できるためであると考えられる。 The electron withdrawing group contained in the anion is preferably a group represented by the following formula (A). When the anion contains a group represented by the following formula (A), LWR performance, resolution, rectangularity of cross-sectional shape, depth of focus, MEEF performance and film shrinkage suppression property of the radiation-sensitive resin composition can be obtained. You can improve more. Although the reason for this is not clear, for example, a cyano group exhibits a particularly strong electron-withdrawing property as compared with other electron-withdrawing groups, and therefore the strength of the acid generated from the [B] acid generator is appropriately adjusted. It is thought that this is because it can be adjusted to a stronger one.

Figure 0006743618
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上記式(A)中、Xは、それぞれ独立して、水素原子又はシアノ基である。nは、0又は1である。*は、上記電子求引性基以外の部分との結合部位を示す。 In the above formula (A), each X is independently a hydrogen atom or a cyano group. n is 0 or 1. * Indicates a binding site with a portion other than the electron-withdrawing group.

nとしては、0が好ましい。 As n, 0 is preferable.

上記アニオンが含む上記電子求引性基の数としては、2個以上であれば特に限定されないが、例えば2個以上10個以下であり、2個以上5個以下が好ましく、2個以上4個以下がより好ましい。上記アニオンが含む上記電子求引性基は、少なくとも一部が第1炭素原子及び第2炭素原子の一方又は両方に結合していればよいが、その全てが第1炭素原子及び第2炭素原子の一方又は両方に結合していることが好ましい。また、第1炭素原子及び第2炭素原子に結合する上記電子求引性基の合計としては、2個以上5個以下であり、2個以上4個以下が好ましい。 The number of the electron-withdrawing groups contained in the anion is not particularly limited as long as it is 2 or more, but is, for example, 2 or more and 10 or less, preferably 2 or more and 5 or less, and 2 or more and 4 The following are more preferable. At least a part of the electron-withdrawing group contained in the anion may be bonded to one or both of the first carbon atom and the second carbon atom, but all of them are the first carbon atom and the second carbon atom. It is preferably bound to one or both. The total number of the electron-withdrawing groups bonded to the first carbon atom and the second carbon atom is 2 or more and 5 or less, and preferably 2 or more and 4 or less.

上記アニオンは、上記電子求引性基として2個のシアノ基を含むことが好ましい。 The anion preferably contains two cyano groups as the electron-withdrawing group.

なお、上記アニオンは、2個以上の上記電子求引性基を含んでいる限り、フッ素原子、フルオロアルキル基、−SO 及びスルホ基のうちの少なくとも1つをさらに含んでいてもよい。上記フルオロアルキル基としては、例えばトリフルオロメチル基等のトリフルオロアルキル基などが挙げられる。但し、上記アニオンがフッ素原子、フルオロアルキル基、−SO 及びスルホ基のうちの少なくとも1つを含む場合、これらの基は、上記アニオンにおける第1炭素原子及び第2炭素原子以外のいずれにも該当しない原子に結合していることが好ましい。 The anion may further contain at least one of a fluorine atom, a fluoroalkyl group, —SO 3 and a sulfo group, as long as it contains two or more electron withdrawing groups. Examples of the fluoroalkyl group include trifluoroalkyl groups such as trifluoromethyl group. However, when the anion contains at least one of a fluorine atom, a fluoroalkyl group, —SO 3 and a sulfo group, these groups are included in any of the anions other than the first carbon atom and the second carbon atom. It is also preferable that the same is bonded to an atom that does not apply.

第1炭素原子及び第2炭素原子の一方又は両方に、上記電子求引性基以外の有機基がさらに結合していることが好ましい。すなわち、上記アニオンは、第1炭素原子及び第2炭素原子の一方又は両方に結合する上記有機基をさらに有することが好ましい。このように、第1炭素原子及び第2炭素原子の一方又は両方に上記有機基が結合していることで、[B]酸発生剤から発生する酸の拡散長をより適度なものに調整できる。上記有機基としては、例えば後述する式(1−1)〜(1−3)においてR、R及びRで表される1価の有機基として例示した基のうち、上記電子求引性基に該当しないもの等が挙げられる。上記有機基としては、炭素数2以上の1価の有機基が好ましい。上記アニオンは、上記有機基を1個のみ有してもよく、2個以上有してもよい。 It is preferable that an organic group other than the electron-withdrawing group is further bonded to one or both of the first carbon atom and the second carbon atom. That is, the anion preferably further has the organic group bonded to one or both of the first carbon atom and the second carbon atom. As described above, the organic group is bonded to one or both of the first carbon atom and the second carbon atom, whereby the diffusion length of the acid generated from the [B] acid generator can be adjusted to a more appropriate value. .. As the organic group, for example, among the groups exemplified as the monovalent organic group represented by R 1 , R 2 and R 3 in the formulas (1-1) to (1-3) described later, the electron withdrawing is selected. Those that do not correspond to a sexual group are included. As the organic group, a monovalent organic group having 2 or more carbon atoms is preferable. The anion may have only one organic group or two or more organic groups.

上記アニオンの有する1価の感放射線性オニウムカチオンとしては、例えば下記式(Z−1)〜(Z−3)で表されるカチオン(以下、「カチオン(I)〜(III)」ともいう)等が挙げられる。 Examples of the monovalent radiation-sensitive onium cation contained in the anion include cations represented by the following formulas (Z-1) to (Z-3) (hereinafter, also referred to as “cations (I) to (III)”). Etc.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記式(Z−1)中、Ra1、Ra2及びRa3は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基、−OSO−R若しくは−SO−Rであるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。R及びRは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の1価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1価の芳香族炭化水素基である。k1、k2及びk3は、それぞれ独立して0〜5の整数である。Ra1〜Ra3並びにR及びRがそれぞれ複数の場合、複数のRa1〜Ra3並びにR及びRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (Z-1), R a1 , R a2 and R a3 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms. alkyl group, a substituted or unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, or an -OSO 2 -R P or -SO 2 -R Q, or two or more of these groups Represents a ring structure configured by being combined with each other. R P and R Q are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted monovalent alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms, or a substituted or non-substituted one. It is a substituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. k1, k2 and k3 are each independently an integer of 0 to 5. When each of R a1 to R a3 and R P and R Q is plural, the plural R a1 to R a3 and R P and R Q may be the same or different.

上記式(Z−2)中、Ra4は、置換若しくは非置換の炭素数1〜8のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数1〜8のアルコキシ基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜8の1価の芳香族炭化水素基である。k4は、0〜7の整数である。Ra4が複数の場合、複数のRa4は同一でも異なっていてもよく、また複数のRa4は互いに合わせられこれらが結合する炭素原子又は炭素鎖と共に環構造を形成していてもよい。Ra5は、置換若しくは非置換の炭素数1〜7のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6若しくは7の1価の芳香族炭化水素基である。k5は、0〜6の整数である。Ra5が複数の場合、複数のRa5は同一でも異なっていてもよく、また複数のRa5は互いに合わせられこれらが結合する原子又は原子鎖と共に環構造を形成していてもよい。rは、0〜3の整数である。Ra6は、単結合又は炭素数1〜20の2価の有機基である。tは、0〜2の整数である。 In the above formula (Z-2), R a4 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted 6 to 8 carbon atoms. 8 is a monovalent aromatic hydrocarbon group. k4 is an integer of 0-7. When there are plural R a4 's, the plural R a4's may be the same or different, and the plural R a4's may be combined with each other to form a ring structure with the carbon atom or carbon chain to which they are bonded. R a5 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 or 7 carbon atoms. k5 is an integer of 0-6. If R a5 is plural, plural R a5 may form a ring structure may also with a plurality of R a5 are aligned with each other atom or atomic chain they are bound be the same or different. r is an integer of 0-3. R a6 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. t is an integer of 0-2.

上記式(Z−3)中、Ra7及びRa8は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基、−OSO−R若しくは−SO−Rであるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子又は原子鎖と共に構成される環構造を表す。R及びRは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の1価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1価の芳香族炭化水素基である。k6及びk7は、それぞれ独立して、0〜5の整数である。Ra7、Ra8、R及びRがそれぞれ複数の場合、複数のRa7、Ra8、R及びRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the formula (Z-3), R a7 and R a8 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted monovalent aromatic group having 6 to 12 carbon atoms. family hydrocarbon group, or an -OSO 2 -R R or -SO 2 -R S, or ring composed together with the carbon atom or chain of atoms or two are combined they are bound to each other of these groups Represents the structure. R R and R S are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted C 5-25 monovalent alicyclic hydrocarbon group or a substituted or non It is a substituted monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. k6 and k7 are each independently an integer of 0 to 5. When each of R a7 , R a8 , R R and R S is plural, the plural R a7 , R a8 , R R and R S may be the same or different.

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

a4で表されるアルコキシ基としては、例えば
メトキシ基、エトキシ基、i−プロポキシ基、n−プロポキシ基、t−ブトキシ基、n−ブトキシ基等が挙げられる。
Examples of the alkoxy group represented by R a4 include a methoxy group, an ethoxy group, an i-propoxy group, an n-propoxy group, a t-butoxy group and an n-butoxy group.

a1〜Ra3で表されるシクロアルキルとしては、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、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。 Examples of the cycloalkyl represented by R a1 to R a3 include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group and the like.

、R、R及びRで表される1価の脂環式炭化水素基としては、例えば上記式(2)のR15、R16及びR17で表される1価の脂環式炭化水素基として例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group represented by R P , R Q , R R and R S include monovalent alicyclic hydrocarbon groups represented by R 15 , R 16 and R 17 in the above formula (2). The same groups as those exemplified as the cyclic hydrocarbon group and the like can be mentioned.

a1〜Ra3、Ra7、Ra8、R、R、R及びRで表される1価の芳香族炭化水素基としては、例えば
フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基等のアリール基;
ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基などが挙げられる。
Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group represented by R a1 to R a3 , R a7 , R a8 , R P , R Q , R R, and R S include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a mesityl group. Aryl groups such as naphthyl groups;
Examples thereof include aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group.

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

a6で表される2価の有機基としては、例えば上記式(3)のLで表される2価の有機基として例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the divalent organic group represented by R a6 include the same groups as those exemplified as the divalent organic group represented by L 1 in the above formula (3).

a1〜Ra3、Ra4、Ra5、Ra7、Ra8、R、R、R及びRで表されるアルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、1価の芳香族炭化水素基又は1価の脂環式炭化水素基を置換する置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基などが挙げられる。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。 R a1 to R a3 , R a4 , R a5 , R a7 , R a8 , R P , R Q , R R, and R S are alkyl groups, alkoxy groups, cycloalkyl groups, and monovalent aromatic hydrocarbons. Examples of the substituent that substitutes the group or the monovalent alicyclic hydrocarbon 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, a nitro group and an alkoxy group. , An alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, an acyloxy group and the like. Of these, a halogen atom is preferable, and a fluorine atom is more preferable.

複数のRa1〜Ra5及びRa7及びRa8が形成する環構造としては、例えば上記式(2)のR16及びR17が形成する環構造として例示したものと同様の環構造等が挙げられる。 Examples of the ring structure formed by a plurality of R a1 to R a5 and R a7 and R a8 include the same ring structures as those exemplified as the ring structure formed by R 16 and R 17 in the above formula (2). To be

a1〜Ra3としては、非置換のアルキル基、非置換のシクロアルキル基、フッ素化アルキル基、非置換の1価の芳香族炭化水素基、−OSO−R’’及び−SO−R’’が好ましく、非置換のシクロアルキル基、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、シクロヘキシル基がさらに好ましい。R’’は、非置換の1価の脂環式炭化水素基又は非置換の1価の芳香族炭化水素基である。 As R a1 to R a3 , an unsubstituted alkyl group, an unsubstituted cycloalkyl group, a fluorinated alkyl group, an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group, —OSO 2 —R″ and —SO 2 — R″ is preferable, an unsubstituted cycloalkyl group, a fluorinated alkyl group and an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group are more preferable, and a cyclohexyl group is further preferable. R″ is an unsubstituted monovalent alicyclic hydrocarbon group or an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group.

a4としては、非置換のアルキル基、非置換のアルコキシ基、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好ましく、非置換の炭素数1〜5のアルコキシ基がより好ましく、n−ブトキシ基がさらに好ましい。 As R a4 , an unsubstituted alkyl group, an unsubstituted alkoxy group, a fluorinated alkyl group and an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group are preferable, and an unsubstituted C 1-5 alkoxy group is more preferable. , N-butoxy groups are more preferred.

a6としては、単結合が好ましい。 R a6 is preferably a single bond.

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

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

1価の感放射線性オニウムカチオンとしては、これらの中で、カチオン(I)及びカチオン(II)が好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムカチオン及び4−ブトキシナフタレン−1−イルテトラヒドロチオフェニウムカチオンがより好ましい。 Among these, the monovalent radiation-sensitive onium cation is preferably cation (I) and cation (II), and is preferably triphenylsulfonium cation, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium cation and 4-butoxynaphthalen-1-yltetrahydro. The thiophenium cation is more preferred.

上記式(A)で表される基を含む上記アニオンを有する第1化合物(Z)としては、下記式(1−1)、(1−2)又は(1−3)で表される化合物(以下、「化合物(Z−I)、(Z−II)又は(Z−III)」ともいう)が好ましい。下記式(1−1)、(1−2)及び(1−3)において、Eに隣接する炭素原子が第1炭素原子、第1炭素原子及びRに隣接する炭素原子が第2炭素原子である。なお、下記式(1−1)で表され、かつ下記式(1−2)及び/又は(1−3)でも表される化合物(Z)は、化合物(Z−I)とする。また、下記式(1−2)で表され、かつ下記式(1−3)でも表される化合物(Z)は、化合物(Z−II)とする。 As the first compound (Z) having the anion containing the group represented by the formula (A), a compound represented by the following formula (1-1), (1-2) or (1-3) ( Hereinafter, "compound (Z-I), (Z-II) or (Z-III)" is also preferable. In formulas (1-1), (1-2) and (1-3) below, the carbon atom adjacent to E is the first carbon atom, the first carbon atom and the carbon atom adjacent to R 1 are the second carbon atoms. Is an atom. The compound (Z) represented by the following formula (1-1) and also represented by the following formula (1-2) and/or (1-3) is referred to as a compound (ZI). A compound (Z) represented by the following formula (1-2) and also represented by the following formula (1-3) is referred to as a compound (Z-II).

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記式(1−1)、(1−2)及び(1−3)中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はこれらの基の2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子若しくは炭素鎖と共に構成される環員数3〜20の環構造を表す。Eは、−SO である。Aは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。Yは、上記式(A)で表される電子求引性基である。 In the formulas (1-1), (1-2) and (1-3), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Or a two to three or more of these groups are combined with each other to form a ring structure having 3 to 20 ring members and a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded. E is —SO 3 . A + is a monovalent radiation-sensitive onium cation. Y is an electron-withdrawing group represented by the above formula (A).

で表される1価の感放射線性オニウムカチオンは、上記アニオンの有する1価の感放射線性オニウムカチオンである。 The monovalent radiation-sensitive onium cation represented by A + is the monovalent radiation-sensitive onium cation contained in the above anion.

、R及びRで表される1価の有機基としては、例えば炭素数1〜20の1価の炭化水素基、この炭化水素基の炭素−炭素間に2価のヘテロ原子含有基を含む基(α)、上記炭化水素基又は基(α)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。炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、例えば上記式(2)におけるR15、R16及びR17で表される炭素数1〜20の1価の炭化水素基で例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group represented by R 1 , R 2 and R 3 include a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a divalent heteroatom between carbon and carbon of the hydrocarbon group. Examples thereof include a group-containing group (α), a group obtained by substituting a part or all of the hydrogen atoms contained in the above hydrocarbon group or group (α) with a monovalent hetero atom-containing group. Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms are exemplified by the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 15 , R 16 and R 17 in the above formula (2). And the same groups as those mentioned above.

上記1価のヘテロ原子含有基及び2価のヘテロ原子含有基を構成するヘテロ原子としては、例えば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、ケイ素原子、ハロゲン原子等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。 Examples of the hetero atom constituting the monovalent hetero atom-containing group and the divalent hetero atom-containing group include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, a silicon atom and a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.

上記2価のヘテロ原子含有基としては、例えば−O−、−CO−、−S−、−CS−、−NR’−、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1価の炭化水素基である。これらの中で、−O−が好ましい。 Examples of the divalent hetero atom-containing group include -O-, -CO-, -S-, -CS-, -NR'-, and groups in which two or more of these are combined. R'is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group. Among these, -O- is preferable.

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。これらの中で、フッ素原子が好ましい。 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 and a sulfanyl group (-SH). .. Of these, a fluorine atom is preferred.

、R及びRのうちの2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子又は炭素鎖と共に形成する環員数3〜20の環構造としては、例えば環員数3〜20の脂環構造、環員数3〜20の脂肪族複素環構造等が挙げられる。 Examples of the ring structure having 3 to 20 ring members which is formed by combining two or more members out of R 1 , R 2 and R 3 together with the carbon atom or carbon chain to which they are bonded are, for example, an alicyclic ring having 3 to 20 ring members. Examples thereof include a structure and an aliphatic heterocyclic structure having 3 to 20 ring members.

上記環員数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脂環式炭化水素構造;
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脂環式炭化水素構造などが挙げられる。
Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 ring members include a monocyclic alicyclic hydrocarbon structure such as a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, a cycloheptane structure and a cyclooctane structure;
Examples thereof include polycyclic alicyclic hydrocarbon structures such as a norbornane structure, an adamantane structure, a tricyclodecane structure, and a tetracyclododecane structure.

上記環員数3〜20の脂肪族複素環構造としては、例えば
アザシクロペンタン構造、アザシクロへキサン構造等のアザシクロアルカン構造;
オキサシクロペンタン構造、オキサシクロヘキサン構造等のオキサシクロアルカン構造;
チアシクロペンタン構造、チアシクロへキサン構造等のチアシクロアルカン構造;
オキサゾリジン構造、1,4,2−ジオキサゾリジン構造、チアゾリジン構造、下記式(K)で表される構造などが挙げられる。
Examples of the aliphatic heterocyclic structure having 3 to 20 ring members include an azacycloalkane structure such as an azacyclopentane structure and an azacyclohexane structure;
Oxacycloalkane structures such as oxacyclopentane structure and oxacyclohexane structure;
A thiacycloalkane structure such as a thiacyclopentane structure or a thiacyclohexane structure;
Examples thereof include an oxazolidine structure, a 1,4,2-dioxazolidine structure, a thiazolidine structure, and a structure represented by the following formula (K).

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記式(K)中、K及びkは、それぞれ独立して、環員数3〜15の単環又は多環の脂環構造である。 In the above formula (K), K 1 and k 2 are each independently a monocyclic or polycyclic alicyclic structure having 3 to 15 ring members.

及びkで表される脂環構造としては、上記環員数3〜20の脂環構造として例示したものと同様のもの等が挙げられ、これらの中で、環員数5〜8の単環の脂環式炭化水素構造、及び環員数8〜15の多環の脂環式炭化水素構造が好ましく、シクロヘキサン構造、ノルボルナン構造及びアダマンタン構造がより好ましい。 Examples of the alicyclic structure represented by K 1 and k 2 include the same as those exemplified as the alicyclic structure having 3 to 20 ring members, and among these, a monocyclic alicyclic structure having 5 to 8 ring members is included. An alicyclic hydrocarbon structure of a ring and a polycyclic alicyclic hydrocarbon structure having 8 to 15 ring members are preferable, and a cyclohexane structure, a norbornane structure and an adamantane structure are more preferable.

、R及びRで表される1価の有機基は、上記式(A)で表される基等の電子求引性基であってもよい。但し、R、R及びRのうちの少なくとも1つは、上記式(A)で表される電子求引性基以外の有機基であることが好ましい。 The monovalent organic group represented by R 1 , R 2 and R 3 may be an electron-withdrawing group such as the group represented by the above formula (A). However, at least one of R 1 , R 2 and R 3 is preferably an organic group other than the electron-withdrawing group represented by the above formula (A).

、R及びRのうちの少なくとも1つが、酸素原子及び硫黄原子のうちの少なくとも一方を含む1価の有機基、又は水素原子であるとよい。一方、R、R及びRは、水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基であってもよい。R、R及びRを上述の基又は原子とすることで、化合物(Z)から生じる酸の拡散長をより適度なものに調整することができる。 At least one of R 1 , R 2 and R 3 is preferably a monovalent organic group containing at least one of an oxygen atom and a sulfur atom, or a hydrogen atom. On the other hand, R 1 , R 2 and R 3 may be a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. By setting R 1 , R 2 and R 3 to the above groups or atoms, the diffusion length of the acid generated from the compound (Z) can be adjusted to a more appropriate value.

化合物(Z−I)におけるRとしては、水素原子及び炭素数1〜20の炭化水素基が好ましく、水素原子がより好ましい。特に、Rが水素原子である化合物(Z−I)は、Rに含まれるプロトンがアルカリの作用で容易に脱離する。そのため、このような化合物(Z−I)を[B]酸発生剤として用いた当該感放射線性樹脂組成物は、形成されるレジスト膜をアルカリ現像する際に、化合物(Z−I)が上述のプロトンの脱離により溶解性が向上するため、[B]酸発生剤の溶解不良に起因する現像欠陥を効果的に抑制できると考えられる。 As R 1 in the compound (Z-I), a hydrogen atom and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms are preferable, and a hydrogen atom is more preferable. In particular, in the compound (Z-I) in which R 1 is a hydrogen atom, the proton contained in R 1 is easily desorbed by the action of alkali. Therefore, in the radiation-sensitive resin composition using such a compound (Z-I) as the [B] acid generator, when the resist film to be formed is alkali-developed, the compound (Z-I) is the same as described above. It is considered that since the elimination of the protons improves the solubility, it is possible to effectively suppress the development defects caused by the poor solubility of the acid generator [B].

化合物(Z−I)におけるR及びRとしては、水素原子、炭素数1〜20の1価の炭化水素基、この炭化水素基の炭素−炭素間に2価のヘテロ原子含有基を含む基(α)、上記式(A)で表される電子求引性基が好ましく、水素原子、炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜15の1価の脂環式炭化水素基、この脂環式炭化水素基の炭素−炭素間に−COO−又は−SOO−を含む基、炭素数6〜15の1価の芳香族炭化水素基、及び上記式(A)で表される電子求引性基がより好ましく、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数5〜15の1価の脂環式飽和炭化水素基、ノルボルナンラクトン構造を含む1価の基、ノルボルナンスルトン構造を含む1価の基、炭素数6〜15のアリール基及びシアノ基がさらに好ましく、水素原子、メチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、ノルボルナンランクトン−イル基、ノルボルナンスルトン−イル基、フルオレニル基及びシアノ基が特に好ましい。 R 2 and R 3 in the compound (Z-I) include a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a divalent hetero atom-containing group between carbon and carbon of the hydrocarbon group. The group (α) and the electron withdrawing group represented by the above formula (A) are preferable, and a hydrogen atom, a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a monovalent oil having 3 to 15 carbon atoms. A cyclic hydrocarbon group, a group containing —COO— or —SO 2 O— between carbon-carbon of this alicyclic hydrocarbon group, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms, and the above formula The electron-withdrawing group represented by (A) is more preferable and includes a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a monovalent alicyclic saturated hydrocarbon group having 5 to 15 carbon atoms, and a norbornane lactone structure. A monovalent group, a monovalent group containing a norbornane sultone structure, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms and a cyano group are more preferable, and a hydrogen atom, a methyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, an adamantyl group, a norbornane rankton-yl group. , Norbornane sultone-yl groups, fluorenyl groups and cyano groups are particularly preferred.

化合物(Z−I)におけるR及びRは、少なくとも一方が1価の有機基であるとよい。また、化合物(Z−I)におけるR及びRは、一方が上記式(A)で表される電子求引性基である場合、他方は上記式(A)で表される電子求引性基以外とは異なる1価の有機基であることが好ましい。 At least one of R 2 and R 3 in the compound (Z-I) is preferably a monovalent organic group. When one of R 2 and R 3 in the compound (Z-I) is an electron-withdrawing group represented by the above formula (A), the other is an electron withdrawing group represented by the above formula (A). It is preferable that it is a monovalent organic group other than the functional group.

化合物(Z−II)におけるR及びRとしては、水素原子、炭素数1〜20の1価の炭化水素基、及びこの炭化水素基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が好ましく、水素原子、炭素数1〜10の鎖状炭化水素基、炭素数3〜15の脂環式炭化水素基、炭素数6〜15の芳香族炭化水素基、及びこれらの炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部をハロゲン原子で置換した基がより好ましく、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数5〜15の1価の脂環式飽和炭化水素基、炭素数6〜15のアリール基、及び炭素数6〜15のハロゲン化アリール基がさらに好ましく、水素原子、シクロヘキシル基、フェニル基及びフルオロフェニル基が特に好ましい。 As R 1 and R 2 in the compound (Z-II), a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a part or all of the hydrogen atoms contained in the hydrocarbon group are monovalent hetero groups. A group substituted with an atom-containing group is preferable, a hydrogen atom, a chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 15 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms, And a group in which some or all of the hydrogen atoms of these hydrocarbon groups are substituted with halogen atoms are more preferable, and a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a monovalent alicyclic group having 5 to 15 carbon atoms A saturated hydrocarbon group, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and a halogenated aryl group having 6 to 15 carbon atoms are more preferable, and a hydrogen atom, a cyclohexyl group, a phenyl group and a fluorophenyl group are particularly preferable.

化合物(Z−II)におけるRとしては、水素原子、炭素数1〜20の1価の炭化水素基、及びこの炭化水素基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が好ましく、水素原子、炭素数1〜10の鎖状炭化水素基、炭素数3〜15の脂環式炭化水素基、炭素数6〜15の1価の芳香族炭化水素基及びこれらの炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部をハロゲン原子で置換した基がより好ましく、水素原子、炭素数6〜15のアリール基及び炭素数6〜15のハロゲン化アリール基がさらに好ましく、水素原子、フェニル基、ナフチル基及びフルオロフェニル基が特に好ましい。 As R 3 in the compound (Z-II), a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a part or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group are monovalent hetero atom-containing groups. A group substituted with a hydrogen atom, a chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 15 carbon atoms, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms and A group obtained by substituting a part or all of hydrogen atoms of these hydrocarbon groups with a halogen atom is more preferable, and a hydrogen atom, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms and a halogenated aryl group having 6 to 15 carbon atoms are further preferable. , Hydrogen atom, phenyl group, naphthyl group and fluorophenyl group are particularly preferable.

また、化合物(Z−II)において、R及びRのうちの一方と、Rとは、互いに合わせられこれらが結合する炭素鎖と共に環員数3〜20の環構造を形成していることも好ましい。この場合、上記環構造としては、アセタール構造を含む環構造が好ましく、上記式(K)で表される環構造がさらに好ましい。 In addition, in the compound (Z-II), one of R 1 and R 2 and R 3 are combined with each other to form a ring structure having 3 to 20 ring members together with a carbon chain to which they are bonded. Is also preferable. In this case, the above-mentioned ring structure is preferably a ring structure containing an acetal structure, more preferably the ring structure represented by the above formula (K).

化合物(Z−III)におけるR、R及びRとしては、水素原子及び炭素数1〜20の1価の炭化水素基が好ましく、水素原子、炭素数1〜10の鎖状炭化水素基、炭素数3〜15の1価の脂環式炭化水素基及び炭素数6〜15の1価の芳香族炭化水素基がより好ましく、水素原子、炭素数5〜15の1価の脂環式飽和炭化水素基及び炭素数6〜15のアリール基がさらに好ましく、水素原子、シクロヘキシル基及びナフチル基が特に好ましい。 As R 1 , R 2 and R 3 in the compound (Z-III), a hydrogen atom and a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms are preferable, and a hydrogen atom and a chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. , A monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 15 carbon atoms and a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms are more preferable, and a hydrogen atom, a monovalent alicyclic group having 5 to 15 carbon atoms. A saturated hydrocarbon group and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms are more preferable, and a hydrogen atom, a cyclohexyl group and a naphthyl group are particularly preferable.

化合物(Z−III)におけるR、R及びRは、少なくとも1つが1価の有機基であり、別の少なくとも1つが水素原子であるとよい。 At least one of R 1 , R 2 and R 3 in the compound (Z-III) is a monovalent organic group, and another at least one is preferably a hydrogen atom.

化合物(Z−I)〜(Z−III)としては、例えば下記式で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the compounds (Z-I) to (Z-III) include compounds represented by the following formulas.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

Figure 0006743618
Figure 0006743618

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記式中、Aは1価の感放射線性オニウムカチオンである。 In the above formula, A + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

[B1]酸発生剤として[B]酸発生剤を用いる場合、当該感放射線性樹脂組成物における[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、1.0質量部がより好ましく、5.0質量部がさらに好ましい。一方、上記含有量の上限としては、40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]酸発生剤の含有量と上記範囲とすることで、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性をより向上させることができる。 When the [B] acid generator is used as the [B1] acid generator, the lower limit of the content of the [B] acid generator in the radiation-sensitive resin composition is 100 parts by mass of the [A] polymer. 0.1 part by mass is preferred, 1.0 part by mass is more preferred, and 5.0 parts by mass is even more preferred. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 40 parts by mass, more preferably 20 parts by mass, and even more preferably 15 parts by mass. By setting the content of the acid generator [B] to the above range, LWR performance, resolution, rectangularity of cross-sectional shape, depth of focus, MEEF performance, and film shrinkage suppression can be further improved.

[B2]酸発生剤として[B]酸発生剤を用いる場合、当該感放射線性樹脂組成物における[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、1.0質量部がさらに好ましい。一方、上記含有量の上限としては、30質量部が好ましく、15質量部がより好ましく、5質量部がさらに好ましい。[B]酸発生剤の含有量と上記範囲とすることで、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性をより向上させることができる。 When the [B] acid generator is used as the [B2] acid generator, the lower limit of the content of the [B] acid generator in the radiation-sensitive resin composition is 100 parts by mass of the [A] polymer. 0.1 part by mass is preferred, 0.5 part by mass is more preferred, and 1.0 part by mass is even more preferred. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 30 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, further preferably 5 parts by mass. By setting the content of the acid generator [B] to the above range, LWR performance, resolution, rectangularity of cross-sectional shape, depth of focus, MEEF performance, and film shrinkage suppression can be further improved.

<化合物(Z)の製造方法>
[製造方法(1)]
化合物(Z)は、例えば上記式(1−1)で表され、Rが水素原子である化合物(Z’−a)の場合、下記スキームに従い、簡便かつ収率よく合成することができる。
<Method for producing compound (Z)>
[Manufacturing method (1)]
The compound (Z) is represented by, for example, the above formula (1-1), and when R 1 is a hydrogen atom (Z′-a), it can be synthesized simply and in good yield according to the following scheme.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記スキーム中、R、R、Y、A及びEは、上記式(1−1)と同義である。Sは、亜硫酸塩である。Jは、ハロゲンアニオンである。 In the above scheme, R 2 , R 3 , Y, A + and E have the same meaning as in the above formula (1-1). S 1 is sulfite. J is a halogen anion.

で表されるハロゲンアニオンとしては、フッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン等が挙げられ、これらの中で塩素アニオンが好ましい。 Examples of the halogen anion represented by J include a fluorine anion, a chlorine anion, a bromine anion, an iodine anion and the like, and among these, a chlorine anion is preferable.

エチレン性炭素−炭素二重結合を構成する一対の炭素原子と、この一対の炭素原子の一方に結合するR及びRと、上記一対の炭素原子の他方に結合する上記式(A)で表される2個のYとを有する不飽和化合物(z’−a)に、亜硫酸塩を付加反応させる工程と、得られた生成物を必要に応じてハロゲンアニオン及び感放射線性オニウムカチオンで形成される化合物であるAでカチオン交換する工程とを備える方法により、化合物(Z’−a)を得ることができる。 In a pair of carbon atoms constituting the ethylenic carbon-carbon double bond, R 2 and R 3 bonded to one of the pair of carbon atoms, and the above formula (A) bonded to the other of the pair of carbon atoms. A step of adding sulfite to an unsaturated compound (z'-a) having two Y's represented, and the resulting product is optionally formed with a halogen anion and a radiation-sensitive onium cation. Compound (Z′-a) can be obtained by a method comprising a step of cation exchange with A + J which is the compound to be prepared.

上記付加反応工程は、例えばアセトニトリル等の溶媒下、加熱還流条件で行うことで反応を促進できる。また、上記カチオン交換工程は、例えばジクロロメタン、水等の溶媒下で行うことで、反応を促進できる。上記亜硫酸塩としては、亜硫酸水素ナトリウムが好ましい。 The reaction can be promoted by performing the addition reaction step under heating and reflux conditions in a solvent such as acetonitrile. In addition, the cation exchange step can be carried out in a solvent such as dichloromethane or water to accelerate the reaction. As the above-mentioned sulfite, sodium hydrogen sulfite is preferable.

得られた生成物には、上記付加反応工程でR、R又は2個のYの位置関係が変化した副生成物等が含まれる場合もあるが、カラムクロマトグラフィ、再結晶、蒸留等により適切に精製することにより化合物(Z’−a)を単離することができる。 The obtained product may include a by-product in which the positional relationship of R 2 , R 3 or two Y's is changed in the above addition reaction step, and the like. The compound (Z'-a) can be isolated by appropriate purification.

不飽和化合物(z’−a)は、例えば下記スキームに従い、簡便かつ収率よく合成することができる。 The unsaturated compound (z'-a) can be synthesized easily and in good yield, for example, according to the following scheme.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記スキーム中、R、R及びYは、上記式(1−1)と同義である。 In the above scheme, R 2 , R 3 and Y have the same meaning as in formula (1-1) above.

式(z”−a)で表されるアルデヒド化合物と、Y−CH−Yで表される化合物とをイミダゾール等の塩基存在下、塩化メチレン等の溶媒中で反応させることにより、式(z’−a)で表される不飽和化合物を得ることができる。 By reacting an aldehyde compound represented by the formula (z″-a) and a compound represented by Y—CH 2 —Y in a solvent such as methylene chloride in the presence of a base such as imidazole, the compound represented by the formula (z An unsaturated compound represented by'-a) can be obtained.

得られた生成物をカラムクロマトグラフィ、再結晶、蒸留等により適切に精製することにより不飽和化合物(z’−a)を単離することができる。 The unsaturated compound (z'-a) can be isolated by appropriately purifying the obtained product by column chromatography, recrystallization, distillation or the like.

[製造方法(2)]
化合物(Z)は、例えば化合物(Z−3)の場合、下記スキームに従い、簡便かつ収率よく合成することができる。
[Manufacturing method (2)]
In the case of the compound (Z-3), for example, the compound (Z) can be synthesized simply and in good yield according to the following scheme.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記スキーム中、R、R、R、Y、A及びEは、上記式(1−3)と同義である。Sは、亜ジチオン酸塩である。Jは、ハロゲン原子である。aは、Sに含まれる1価のカチオンである。J”は、ハロゲンアニオンである。 In the above scheme, R 1 , R 2 , R 3 , Y, A + and E have the same meaning as in the above formula (1-3). S 2 is dithionite. J 'is a halogen atom. a + is a monovalent cation contained in S 2 . J" - is a halogen anion.

で表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、これらの中でヨウ素原子が好ましい。 Examples of the halogen atom represented by J include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and among these, an iodine atom is preferable.

J”で表されるハロゲンアニオンとしては、フッ素アニオン、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン等が挙げられ、これらの中で塩素アニオンが好ましい。 J "- halogen anion represented by the fluorine anion, chlorine anion, bromine anion, iodine anion, chlorine anion is preferred among these.

で表される亜ジチオン酸塩としては、亜ジチオン酸ナトリウムが好ましい。 As the dithionite salt represented by S 2 , sodium dithionite is preferable.

ハロゲン原子J’と、2つの炭素原子(第3炭素原子及び第4炭素原子)と、2個のYと、R〜Rとを有し、第3炭素原子にJ’及び2個のYが結合し、第4炭素原子にR〜Rが結合しているハロゲン化合物(z’−b)の第3炭素原子及びJ’に、亜ジチオン酸塩Sを置換反応させる工程と、得られた生成物を必要に応じてハロゲンアニオン及び感放射線性オニウムカチオンで形成される化合物であるAJ”でカチオン交換する工程とを備える方法により、化合物(Z−3)を得ることができる。 It has a halogen atom J′, two carbon atoms (a third carbon atom and a fourth carbon atom), two Ys, and R 1 to R 3, and the third carbon atom has J′ and two A step of substituting a dithionite S 2 for the third carbon atom and J′ of the halogen compound (z′-b) in which Y is bonded and R 1 to R 3 are bonded to the fourth carbon atom. And a step of cation exchanging the obtained product with A + J″ , which is a compound formed of a halogen anion and a radiation-sensitive onium cation, if necessary, to obtain a compound (Z-3). be able to.

上記置換反応工程は、例えば炭酸水素ナトリウム等の存在下、アセトニトリル、水等の溶媒中で行うことで反応を促進できる。また、上記置換反応工程で亜ジチオン酸塩を用いる場合、反応ではスルフィン体が得られるが、その後にタングステン酸(IV)ナトリウム等の触媒量と過酸化水素水等の酸化剤とを添加することで、スルホン体に出来る。さらに、上記カチオン交換工程は、例えばジクロロメタン、水等の溶媒中で行うことで、反応を促進できる。 The substitution reaction step can be promoted by performing the substitution reaction step in a solvent such as acetonitrile or water in the presence of sodium hydrogen carbonate or the like. Further, when a dithionite is used in the substitution reaction step, a sulfin compound is obtained in the reaction, but after that, a catalytic amount of sodium (IV) tungstate and the like and an oxidizing agent such as hydrogen peroxide solution are added. Then, it can be made into a sulfone body. Furthermore, the reaction can be promoted by performing the cation exchange step in a solvent such as dichloromethane or water.

得られた生成物をカラムクロマトグラフィ、再結晶、蒸留等により適切に精製することにより化合物(Z−3)を単離することができる。 The compound (Z-3) can be isolated by appropriately purifying the obtained product by column chromatography, recrystallization, distillation or the like.

化合物(Z’−a)及び(Z−3)以外の化合物(Z)についても、製造方法(1)及び製造方法(2)のうちのいずれかの処方を選択することで、上記同様の方法により合成することができる。 For the compound (Z) other than the compounds (Z′-a) and (Z-3), the same method as described above can be obtained by selecting one of the formulations of the production method (1) and the production method (2). Can be synthesized by.

<[B’]他の酸発生体>
[B’]他の酸発生体は、[B]酸発生剤以外の成分であって、露光により酸を発生する物質である。当該感放射線性樹脂組成物は、[B]酸発生剤に加えて[B’]他の酸発生体を含有することで、よりレジストパターンを形成し易くなる。特に、[B]酸発生剤を[B2]酸発生剤として用いる場合においては、当該感放射線性樹脂組成物が[B’]他の酸発生体を含有することで、主に[B’]酸発生剤から発生する酸により[A]重合体の酸解離性基を解離させて露光部と未露光部とで現像液に対する溶解性の差異を生じさせ、その結果、レジストパターンを形成させることができる。当該感放射線性樹脂組成物における[B’]酸発生体の含有形態としては、低分子化合物の形態(以下、適宜「[B’]他の酸発生剤」ともいう)でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[B'] other acid generator>
The [B'] other acid generator is a component other than the [B] acid generator and is a substance that generates an acid upon exposure. The radiation-sensitive resin composition contains the acid generator [B′] in addition to the acid generator [B], so that the resist pattern can be formed more easily. In particular, when the [B] acid generator is used as the [B2] acid generator, the radiation-sensitive resin composition contains [B′] other acid generator, and thus the [B′] is mainly used. The acid generated from the acid generator dissociates the acid dissociable group of the polymer [A] to cause a difference in solubility in a developing solution between the exposed portion and the unexposed portion, and as a result, a resist pattern is formed. You can The [B′] acid generator contained in the radiation-sensitive resin composition may be in the form of a low-molecular compound (hereinafter also referred to as “[B′] other acid generator” as appropriate), or as a polymer. The form may be incorporated as a part or both of them.

[B’]他の酸発生剤としては、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。 Examples of [B'] other acid generators include onium salt compounds, N-sulfonyloxyimide compounds, sulfonimide compounds, halogen-containing compounds, diazoketone compounds, and the like.

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 onium salt compounds include sulfonium salts, tetrahydrothiophenium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts and the like.

[B’]他の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。 Specific examples of [B'] other acid generators include the compounds described in paragraphs [0080] to [0113] of JP2009-134088A.

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

[B’]他の酸発生剤としては、例えば下記式(4)で表される化合物(以下、「[B1’]他の酸発生剤」ともいう)等が挙げられる。 Examples of the [B'] other acid generator include a compound represented by the following formula (4) (hereinafter, also referred to as "[B1'] other acid generator") and the like.

Figure 0006743618
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上記式(4)中、Aは、1価のスルホン酸アニオン、1価のイミド酸アニオン、1価のアミド酸アニオン又は1価のメチド酸アニオンである。Zは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 In the above formula (4), A is a monovalent sulfonate anion, a monovalent imide acid anion, a monovalent amic acid anion, or a monovalent methide acid anion. Z + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

[B1’]他の酸発生剤は、上記式(4)におけるAがスルホン酸アニオンの場合(以下、「[B1a’]他の酸発生剤」ともいう)、スルホン酸が発生する。Aがイミド酸アニオンの場合(以下、「[B1b’]他の酸発生剤」ともいう)、イミド酸が発生する。Aがアミド酸アニオンの場合(以下、「[B1c’]他の酸発生剤」ともいう)、アミド酸が発生する。Aがメチド酸アニオンの場合(以下、「[B1d’]他の酸発生剤」ともいう)、メチド酸が発生する。 In the case of [B1′] other acid generator, sulfonic acid is generated when A in the above formula (4) is a sulfonate anion (hereinafter, also referred to as “[B1a′] other acid generator”). When A is an imido acid anion (hereinafter, also referred to as “[B1b′] other acid generator”), imido acid is generated. When A is an amic acid anion (hereinafter, also referred to as “[B1c′] other acid generator”), an amic acid is generated. When A is a methide acid anion (hereinafter, also referred to as “[B1d′] other acid generator”), methide acid is generated.

[B1a’]他の酸発生剤としては、例えば下記式(4−1)で表される化合物(以下、「化合物(4−1)」ともいう)等が挙げられる。[B1’]他の酸発生剤が下記構造を有することで、[A]重合体の構造単位(I)との相互作用等により、露光により発生する酸のレジスト膜中の拡散長がより適度に短くなると考えられ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性をより向上させることができる。 Examples of [B1a′] other acid generators include compounds represented by the following formula (4-1) (hereinafter, also referred to as “compound (4-1)”) and the like. [B1′] Since the other acid generator has the following structure, the diffusion length of the acid generated by exposure in the resist film is more appropriate due to the interaction with the structural unit (I) of the polymer [A]. As a result, the LWR performance, resolution, rectangularity of cross-sectional shape, depth of focus, MEEF performance, and film shrinkage suppression property of the radiation-sensitive resin composition can be further improved.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記式(4−1)中、Rp1は、環員数6以上の環構造を含む1価の基である。Rp2は、2価の連結基である。Rp3及びRp4は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜20の1価の炭化水素基又は炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基である。Rp5及びRp6は、それぞれ独立して、フッ素原子又は炭素数1〜20の1価のフッ素化炭化水素基である。np1は、0〜10の整数である。np2は、0〜10の整数である。np3は、0〜10の整数である。但し、np1+np2+np3は、1以上30以下である。np1が2以上の場合、複数のRp2は同一でも異なっていてもよい。np2が2以上の場合、複数のRp3は同一でも異なっていてもよく、複数のRp4は同一でも異なっていてもよい。np3が2以上の場合、複数のRp5は同一でも異なっていてもよく、複数のRp6は同一でも異なっていてもよい。Zは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 In the above formula (4-1), R p1 is a monovalent group containing a ring structure having 6 or more ring members. R p2 is a divalent linking group. R p3 and R p4 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R p5 and R p6 are each independently a fluorine atom or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. n p1 is an integer of 0 to 10. n p2 is an integer of 0 to 10. np3 is an integer of 0-10. However, n p1 +n p2 +n p3 is 1 or more and 30 or less. When n p1 is 2 or more, a plurality of R p2 may be the same or different. When n p2 is 2 or more, a plurality of R p3 may be the same or different, and a plurality of R p4 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. Z + 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 represented by R p1 containing a ring structure having 6 or more ring members 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.

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脂環式飽和炭化水素構造;
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脂環式不飽和炭化水素構造;
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脂環式飽和炭化水素構造;
ノルボルネン構造、トリシクロデセン構造等の多環の脂環式不飽和炭化水素構造などが挙げられる。
Examples of the alicyclic structure having 6 or more ring members include a monocyclic alicyclic saturated hydrocarbon structure such as a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, a cyclooctane structure, a cyclononane structure, a cyclodecane structure and a cyclododecane structure;
A monocyclic alicyclic unsaturated hydrocarbon structure such as a cyclohexene structure, a cycloheptene structure, a cyclooctene structure, or a cyclodecene structure;
A polycyclic alicyclic saturated hydrocarbon structure such as a norbornane structure, an adamantane structure, a tricyclodecane structure, or a tetracyclododecane structure;
Examples thereof include polycyclic alicyclic unsaturated hydrocarbon structures such as norbornene structure and tricyclodecene structure.

環員数6以上の脂肪族複素環構造としては、例えば
ヘキサノラクトン構造、ノルボルナンラクトン構造等のラクトン構造;
ヘキサノスルトン構造、ノルボルナンスルトン構造等のスルトン構造;
オキサシクロヘプタン構造、オキサノルボルナン構造等の酸素原子含有複素環構造;
アザシクロヘキサン構造、ジアザビシクロオクタン構造等の窒素原子含有複素環構造;
チアシクロヘキサン構造、チアノルボルナン構造等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 hexanosultone structure and norbornane sultone structure;
Oxygen atom-containing heterocyclic structures such as oxacycloheptane structure and oxanorbornane structure;
Nitrogen atom-containing heterocyclic structure such as azacyclohexane structure and diazabicyclooctane structure;
Examples thereof include a sulfur atom-containing heterocyclic structure such as a thiacyclohexane structure and a thianorbornane structure.

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

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

p1の環構造の環員数の下限としては、7が好ましく、8がより好ましく、9がさらに好ましく、10が特に好ましい。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、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性をより向上させることができる。 As a minimum of the number of ring members of the ring structure of R p1 , 7 is preferable, 8 is more preferable, 9 is further preferable, and 10 is particularly preferable. On the other hand, as the upper limit of the number of ring members, 15 is preferable, 14 is more preferable, 13 is further preferable, and 12 is particularly preferable. By setting the number of ring members in the above range, the diffusion length of the acid can be further appropriately shortened, and as a result, LWR performance, resolution, and rectangularity of the cross-sectional shape of the radiation-sensitive resin composition. The depth of focus, the MEEF performance, and the film shrinkage suppression property can be further improved.

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

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

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

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 fluorinated alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms. As R p3 and R p4 , a hydrogen atom, a fluorine atom and a fluorinated alkyl group are preferable, a fluorine atom and a perfluoroalkyl group are more preferable, and a fluorine atom and a trifluoromethyl group are further preferable.

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 preferable, a fluorine atom and a perfluoroalkyl group are more preferable, a fluorine atom and a trifluoromethyl group are further preferable, and a fluorine atom is particularly preferable.

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 further 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。 As n p2 , an integer of 0 to 5 is preferable, an integer of 0 to 2 is more preferable, 0 and 1 are further preferable, and 0 is particularly preferable.

p3の下限としては、1が好ましく、2がより好ましい。np3を1以上とすることで、化合物(4−1)から生じる酸の強さを高めることができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性をより向上させることができる。np3の上限としては、4が好ましく、3がより好ましく、2がさらに好ましい。 As a minimum of np3 , 1 is preferred and 2 is more preferred. By setting np3 to 1 or more, the strength of the acid generated from the compound (4-1) can be increased, and as a result, the LWR performance, resolution, and rectangular shape of the cross section of the radiation-sensitive resin composition. , The depth of focus, the MEEF performance, and the film shrinkage suppression property can be further improved. The upper limit of n p3 is preferably 4, more preferably 3, and even more preferably 2.

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

で表される1価の感放射線性オニウムカチオンとしては、例えば化合物(Z)が有する1価の感放射線性オニウムカチオンとして例示したカチオンと同様のもの等が挙げられる。 Examples of the monovalent radiation-sensitive onium cation represented by Z + include the same cations as the monovalent radiation-sensitive onium cation included in the compound (Z).

[B1a’]他の酸発生剤としては、例えば下記式(4−1−1)〜(4−1−15)で表される化合物(以下、「化合物(4−1−1)〜(4−1−15)」ともいう)等が挙げられる。[B1b’]他の酸発生剤としては、例えば下記式(4−2−1)〜(4−2−3)で表される化合物(以下、「化合物(4−2−1)〜(4−2−3)」ともいう)等が挙げられる。[B1c’]他の酸発生剤としては、例えば下記式(4−3−1)、式(4−3−2)で表される化合物(以下、「化合物(4−3−1)、(4−3−2)」ともいう)等が挙げられる。[B1d’]他の酸発生剤としては、例えば下記式(4−4−1)、式(4−4−2)で表される化合物(以下、「化合物(4−4−1)、(4−4−2)」ともいう)等が挙げられる。 [B1a′] Other acid generators include, for example, compounds represented by the following formulas (4-1-1) to (4-1-15) (hereinafter, “compounds (4-1-1) to (4-1)). -1-15)") and the like. [B1b′] Other acid generators include, for example, compounds represented by the following formulas (4-2-1) to (4-2-3) (hereinafter, “compounds (4-2-1) to (4-2)). -2-3)"). [B1c′] As another acid generator, for example, a compound represented by the following formula (4-3-1) or formula (4-3-2) (hereinafter, “compound (4-3-1), ( 4-3-2)”) and the like. [B1d′] As another acid generator, for example, a compound represented by the following formula (4-4-1) or formula (4-4-2) (hereinafter, “compound (4-4-1), ( 4-4-2)” is also used.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

Figure 0006743618
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上記式(4−1−1)〜(4−1−15)、(4−2−1)〜(4−2−3)、(4−3−1)、(4−3−2)、(4−4−1)及び(4−4−2)中、Zは、1価の感放射線性オニウムカチオンである。 Formulas (4-1-1) to (4-1-15), (4-2-1) to (4-2-3), (4-3-1), (4-3-2), In (4-4-1) and (4-4-2), Z + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

[B1’]他の酸発生剤としては、[B1a’]他の酸発生剤が好ましく、化合物(4−1−1)、(4−1−2)、(4−1−11)及び(4−1−12)がより好ましい。 As the [B1′] other acid generator, [B1a′] other acid generator is preferable, and the compounds (4-1-1), (4-1-2), (4-1-11) and ( 4-1-12) is more preferable.

[B1’]他の酸発生剤としては、オニウム塩化合物が好ましく、スルホニウム塩及びテトラヒドロチオフェニウム塩がより好ましく、トリフェニルスルホニウム塩及び4−ブトキシナフタレン−1−イルテトラヒドロチオフェニウム塩がさらに好ましい。 [B1′] As another acid generator, an onium salt compound is preferable, a sulfonium salt and a tetrahydrothiophenium salt are more preferable, and a triphenylsulfonium salt and a 4-butoxynaphthalen-1-yltetrahydrothiophenium salt are further preferable. preferable.

また、[B’]他の酸発生体としては、酸発生体の構造が重合体の一部として組み込まれた重合体も好ましい。このような重合体としては、例えば下記式(4−1’)で表される構造単位を有する重合体等が挙げられる。 Further, as the other acid generator of [B'], a polymer in which the structure of the acid generator is incorporated as a part of the polymer is also preferable. Examples of such a polymer include a polymer having a structural unit represented by the following formula (4-1').

Figure 0006743618
Figure 0006743618

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

p7としては、上記式(4−1’)で表される構造単位を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 As R p7 , a hydrogen atom and a methyl group are preferable, and a methyl group is more preferable, from the viewpoint of the copolymerizability of the monomer giving the structural unit represented by the above formula (4-1′).

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

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

当該感放射線性樹脂組成物が[B’]他の酸発生剤を含有する場合、[B’]他の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、1.0質量部がより好ましく、5.0質量部がさらに好ましい。一方、上記含有量の上限としては、40質量部が好ましく、20質量部がより好ましく、10質量部がさらに好ましい。[B’]他の酸発生剤の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の感度及び現像性を向上でき、その結果、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性をより向上させることができる。[B’]他の酸発生体は、1種又は2種以上を含有することができる。 When the radiation-sensitive resin composition contains [B'] other acid generator, the lower limit of the content of [B'] other acid generator is 100 parts by mass of [A] polymer. 0.1 part by mass is preferred, 1.0 part by mass is more preferred, and 5.0 parts by mass is even more preferred. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 40 parts by mass, more preferably 20 parts by mass, and even more preferably 10 parts by mass. [B′] By setting the content of the other acid generator within the above range, the sensitivity and developability of the radiation-sensitive resin composition can be improved, and as a result, the LWR performance, the resolution, and the rectangular cross section are obtained. , The depth of focus, the MEEF performance, and the film shrinkage suppression property can be further improved. [B'] The other acid generator may contain one kind or two or more kinds.

<[C]酸拡散制御体>
当該感放射線性樹脂組成物は、必要に応じて、[C]酸拡散制御体を含有してもよい。特に、[B]酸発生剤を[B1]酸発生剤として用いる場合、[C]酸拡散制御体と併用するとよい。[C]酸拡散制御体は、露光により[B]酸発生剤、[B’]他の酸発生剤等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、非露光部における好ましくない化学反応を抑制する効果を奏する。また、感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性が向上すると共に、レジストとしての解像度がより向上する。さらに、露光から現像処理までの引き置き時間の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に優れた感放射線性樹脂組成物が得られる。[C]酸拡散制御体の当該感放射線性樹脂組成物における含有形態としては、遊離の化合物(以下、適宜「[C]酸拡散制御剤」ともいう)の形態でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[C] Acid diffusion controller>
The radiation-sensitive resin composition may contain a [C] acid diffusion controller, if necessary. In particular, when the [B] acid generator is used as the [B1] acid generator, it may be used in combination with the [C] acid diffusion controller. The [C] acid diffusion controller controls the diffusion phenomenon of the acid generated from the [B] acid generator, [B′] other acid generator, etc. in the resist film by exposure, and an unfavorable chemical reaction in the non-exposed area. Has the effect of suppressing. Further, the storage stability of the radiation-sensitive resin composition is improved, and the resolution as a resist is further improved. Further, it is possible to suppress the change in the line width of the resist pattern due to the change in the leaving time from the exposure to the development treatment, and it is possible to obtain the radiation-sensitive resin composition having excellent process stability. As a form of containing the [C] acid diffusion controller in the radiation-sensitive resin composition, a form of a free compound (hereinafter, also appropriately referred to as "[C] acid diffusion controller") may be included as a part of the polymer. It may be an integrated form or both forms.

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

Figure 0006743618
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上記式(B)中、R20、R21及びR22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 (B), R 20 , R 21 and R 22 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group, an aryl group or an aralkyl group. ..

含窒素化合物(I)としては、例えばn−ヘキシルアミン等のモノアルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン等のジアルキルアミン類;トリエチルアミン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; aromatic amines such as aniline. To be

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

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

アミド基含有化合物としては、例えばホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン等が挙げられる。 Examples of the amide group-containing compound include formamide, N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N,N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone and N-methylpyrrolidone. To 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;N−プロピルモルホリン、N−(ウンデシルカルボニルオキシエチル)モルホリン等のモルホリン類;ピラジン、ピラゾールなどが挙げられる。 Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include pyridines such as pyridine and 2-methylpyridine; morpholines such as N-propylmorpholine and N-(undecylcarbonyloxyethyl)morpholine; pyrazine and pyrazole.

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

また、[C]酸拡散制御剤として、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(5−1)で表されるスルホニウム塩化合物、下記式(5−2)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 [C] acid diffusion controller, a photodegradable base which is exposed to light to generate a weak acid can be used. Examples of the photodegradable base include an onium salt compound which is decomposed by exposure and loses acid diffusion controllability. Examples of the onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the following formula (5-1) and an iodonium salt compound represented by the following formula (5-2).

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記式(5−1)及び式(5−2)中、R23〜R27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、Rβ−COO、Rβ−SO 又は下記式(5−3)で表されるアニオンである。但し、Rβは、アルキル基、アリール基又はアラルキル基である。 In formulas (5-1) and (5-2), R 23 to R 27 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxy group or a halogen atom. E and Q are each independently OH , R β —COO , R β —SO 3 or an anion represented by the following formula (5-3). However, R β is an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記式(5−3)中、R28は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のフッ素化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基である。uは、0〜2の整数である。uが2の場合、2つのR28は同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (5-3), R 28 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or 1 carbon atom. To 12 straight-chain or branched alkoxy groups. u is an integer of 0-2. When u is 2, two R 28's may be the same or different.

上記光崩壊性塩基としては、例えば下記式で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the photodegradable base include compounds represented by the following formulae.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記光崩壊性塩基としては、これらの中で、スルホニウム塩が好ましく、トリアリールスルホニウム塩がより好ましく、トリフェニルスルホニウムサリチレート及びトリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネートがさらに好ましい。 Of these, the photo-degradable base is preferably a sulfonium salt, more preferably a triarylsulfonium salt, and further preferably triphenylsulfonium salicylate or triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate.

当該感放射線性樹脂組成物が[C]酸拡散制御剤を含有する場合、[C]酸拡散制御剤の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、0.3質量部がより好ましく、1質量部がさらに好ましい。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 contains the [C] acid diffusion controlling agent, the lower limit of the content of the [C] acid diffusion controlling agent is 0.1 with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer. A mass part is preferable, a 0.3 mass part is more preferable, and 1 mass part is still more preferable. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 20 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, and even 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の質量含有率が大きい重合体である。[D]重合体を含有する当該感放射線性樹脂組成物により形成されるレジスト膜は、膜中の[D]重合体の分布がその撥油性的特徴によりレジスト膜表面近傍で偏在化する傾向があるため、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。このように当該感放射線性樹脂組成物が[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 mass content of fluorine atoms higher than that of the polymer [A]. In the resist film formed by the radiation-sensitive resin composition containing the [D] polymer, the distribution of the [D] polymer in the film tends to be unevenly distributed in the vicinity of the resist film surface due to its oil-repellent characteristic. Therefore, it is possible to prevent the acid generator, the acid diffusion control agent, and the like from eluting into the immersion medium during immersion exposure. Further, due to the water-repellent characteristic of the polymer [D], the advancing contact angle between the resist film and the immersion medium can be controlled within a desired range, and the occurrence of bubble defects can be suppressed. Furthermore, the receding contact angle between the resist film and the immersion medium becomes high, and high-speed scanning exposure is possible without leaving any water droplets. As described above, when the radiation-sensitive resin composition contains the [D] polymer, a resist film suitable for the liquid immersion exposure method can be formed.

[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。上記フッ素原子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。重合体のフッ素原子含有率(質量%)は、13C−NMRスペクトル測定等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。 The lower limit of the fluorine atom content of the polymer [D] is preferably 1% by mass, more preferably 2% by mass, further preferably 4% by mass, and particularly preferably 7% by mass. The upper limit of the fluorine atom content is preferably 60% by mass, more preferably 40% by mass, and even more preferably 30% by mass. The fluorine atom content rate (mass %) of the polymer can be calculated from the structure of the polymer obtained by 13 C-NMR spectrum measurement or the like.

[D]重合体は、後述する構造単位(Da)、構造単位(Db)又はこれらの組み合わせを有することが好ましい。[D]重合体は、構造単位(Da)及び構造単位(Db)をそれぞれ1種又は2種以上有していてもよい。 The polymer [D] preferably has a structural unit (Da), a structural unit (Db) described below, or a combination thereof. The polymer [D] may have one type or two or more types of the structural unit (Da) and the structural unit (Db), respectively.

[構造単位(Da)]
構造単位(Da)は、下記式(6a)で表される構造単位である。[D]重合体は、構造単位(Da)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 (Da)]
The structural unit (Da) is a structural unit represented by the following formula (6a). The polymer [D] has a structural unit (Da), whereby the fluorine atom content can be adjusted.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

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

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 E include, for example, trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, perfluoroethyl group, and 2,2. , 3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl group, perfluoro n-propyl group, perfluoro i-propyl group, perfluoro n-butyl group, Examples thereof include a perfluoro i-butyl group, a perfluoro t-butyl group, a 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl group and a perfluorohexyl group.

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 E include a monofluorocyclopentyl group, a difluorocyclopentyl group, a perfluorocyclopentyl group, a monofluorocyclohexyl group, a difluorocyclopentyl group, Examples thereof include a perfluorocyclohexylmethyl group, a fluoronorbornyl group, a fluoroadamantyl group, a fluorobornyl group, a fluoroisobornyl group, a fluorotricyclodecyl group and a fluorotetracyclodecyl group.

構造単位(Da)を与える単量体としては、例えば
2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル等の直鎖部分フッ素化アルキル(メタ)アクリル酸エステル;
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロi−プロピル(メタ)アクリル酸エステル等の分岐鎖部分フッ素化アルキル(メタ)アクリル酸エステル;
パーフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル等の直鎖パーフルオロアルキル(メタ)アクリル酸エステル;
パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリル酸エステル等の分岐鎖パーフルオロアルキル(メタ)アクリル酸エステルなどのフッ素化鎖状炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステル、
パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリル酸エステル、モノフルオロシクロペンチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロシクロペンチル(メタ)アクリル酸エステル等の単環のフッ素化脂環式飽和炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステル;
フルオロノルボルニル(メタ)アクリル酸エステル等の多環のフッ素化脂環式飽和炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステルなどのフッ素化脂環式炭化水素基含有(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられる。これらの中で、フッ素化鎖状炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、直鎖部分フッ素化アルキル(メタ)アクリル酸エステルがより好ましく、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステルがさらに好ましい。
Examples of the monomer giving the structural unit (Da) include linear partially fluorinated alkyl (meth)acrylic acid esters such as 2,2,2-trifluoroethyl (meth)acrylic acid ester;
Branched-chain partially fluorinated alkyl (meth)acrylic acid ester such as 1,1,1,3,3,3-hexafluoro i-propyl (meth)acrylic acid ester;
Linear perfluoroalkyl (meth)acrylic acid ester such as perfluoroethyl (meth)acrylic acid ester;
(Meth)acrylic acid ester having a fluorinated chain hydrocarbon group such as branched-chain perfluoroalkyl(meth)acrylic acid ester such as perfluoro i-propyl(meth)acrylic acid ester,
Monocyclic fluorinated alicyclic saturated hydrocarbon group-containing (meth)acrylic acid such as perfluorocyclohexylmethyl (meth)acrylic acid ester, monofluorocyclopentyl (meth)acrylic acid ester, and perfluorocyclopentyl (meth)acrylic acid ester ester;
Fluorinated norbornyl (meth)acrylic acid ester-containing polycyclic fluorinated alicyclic saturated hydrocarbon group-containing (meth)acrylic acid ester-containing fluorinated alicyclic hydrocarbon group-containing (meth)acrylic acid ester, etc. Can be mentioned. Among these, (meth)acrylic acid ester having a fluorinated chain hydrocarbon group is preferable, linear partially fluorinated alkyl (meth)acrylic acid ester is more preferable, and 2,2,2-trifluoroethyl (meth ) Acrylic acid esters are more preferred.

[D]重合体が構造単位(Da)を有する場合、構造単位(Da)の含有割合の下限としては、[D]重合体を構成する全構造単位に対して、5モル%が好ましく、15モル%がより好ましく、30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、95モル%が好ましく、75モル%がより好ましく、50モル%がさらに好ましい。構造単位(Da)の含有割合を上記範囲とすることで、液浸露光の際に、当該感放射線性樹脂組成物により形成されるレジスト膜の表面でより高い動的接触角を発現できる。 When the polymer [D] has the structural unit (Da), the lower limit of the content of the structural unit (Da) is preferably 5 mol% based on all the structural units constituting the polymer [D], and 15 Mol% is more preferable, and 30 mol% is further preferable. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 95 mol%, more preferably 75 mol%, further preferably 50 mol%. By setting the content ratio of the structural unit (Da) in the above range, a higher dynamic contact angle can be exhibited on the surface of the resist film formed by the radiation-sensitive resin composition during immersion exposure.

[構造単位(Db)]
構造単位(Db)は、下記式(6b)で表される構造単位である。[D]重合体は、構造単位(Db)を有することで、フッ素原子含有率を調整できると共に、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 (Db)]
The structural unit (Db) is a structural unit represented by the following formula (6b). Since the polymer [D] has the structural unit (Db), the fluorine atom content can be adjusted, and the water repellency and hydrophilicity before and after the alkali development can be changed.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記式(6b)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R29は、炭素数1〜20の(s+1)価の炭化水素基であり、R29のR30側の末端に酸素原子、硫黄原子、−NR’−、カルボニル基、−CO−O−又は−CO−NH−が結合された構造のものも含む。R’は、水素原子又は1価の有機基である。R30は、単結合、炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基である。Xは、炭素数1〜20の2価のフッ素化鎖状炭化水素基である。Aは、酸素原子、−NR”−、−CO−O−*又は−SO−O−*である。R”は、水素原子又は1価の有機基である。*は、R31に結合する結合部位を示す。R31は、水素原子又は1価の有機基である。sは、1〜3の整数である。但し、sが2又は3の場合、複数のR30、X、A及びR31はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (6b), R F is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 29 is a (s+1)-valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and has an oxygen atom, a sulfur atom, a —NR′—, a carbonyl group, a —CO—O— or a R 30 -side terminal of R 29. It also includes a structure in which -CO-NH- is bonded. R'is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 30 is a single bond, a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. X 2 is a divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. A 1 represents an oxygen atom, -NR "-, - CO- O- * or -SO 2 -O- * .R" is a hydrogen atom or a monovalent organic group. * Indicates a binding site that binds to R 31 . R 31 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. s is an integer of 1 to 3. However, when s is 2 or 3, a plurality of R 30 , X 2 , A 1 and R 31 may be the same or different.

31が水素原子である場合には、[D]重合体のアルカリ現像液に対する溶解性を向上させることができる点で好ましい。 When R 31 is a hydrogen atom, it is preferable because the solubility of the polymer [D] in an alkali developing solution can be improved.

31で表される1価の有機基としては、例えば酸解離性基、アルカリ解離性基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group represented by R 31 include an acid dissociable group, an alkali dissociable group, and a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent.

構造単位(Db)としては、例えば下記式(6b−1)〜(6b−3)で表される構造単位等が挙げられる。 Examples of the structural unit (Db) include structural units represented by the following formulas (6b-1) to (6b-3).

Figure 0006743618
Figure 0006743618

上記式(6b−1)〜(6b−3)中、R29’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。R、X、R31及びsは、上記式(6b)と同義である。sが2又は3である場合、複数のX及びR31はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 In the above formulas (6b-1) to (6b-3), R 29′ is a divalent linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R F , X 2 , R 31 and s have the same meaning as in the above formula (6b). When s is 2 or 3, a plurality of X 2 and R 31 may be the same or different.

[D]重合体が構造単位(Db)を有する場合、構造単位(Db)の含有割合の下限としては、[D]重合体を構成する全構造単位に対して、5モル%が好ましく、15モル%がより好ましく、30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、75モル%がより好ましく、60モル%がさらに好ましい。構造単位(Db)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジスト膜表面をアルカリ現像する際に、動的接触角を効果的に低下させることができる。 When the [D] polymer has the structural unit (Db), the lower limit of the content ratio of the structural unit (Db) is preferably 5 mol% with respect to all the structural units constituting the [D] polymer, and 15 Mol% is more preferable, and 30 mol% is further preferable. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 90 mol%, more preferably 75 mol%, and even more preferably 60 mol%. By setting the content ratio of the structural unit (Db) within the above range, the dynamic contact angle can be effectively reduced when the resist film surface formed from the radiation-sensitive resin composition is alkali-developed. ..

[構造単位(Dc)]
[D]重合体は、構造単位(Da)及び(Db)以外にも、酸解離性基を含む構造単位(以下、「構造単位(Dc)」ともいう)を有してもよい(但し、構造単位(Da)〜(Db)に該当するものを除く)。[D]重合体が構造単位(Dc)を有することで、得られるレジストパターンの形状がより良好になる。構造単位(Dc)としては、上述の[A]重合体における構造単位(I)として例示したものと同様の構造単位等が挙げられる。
[Structural unit (Dc)]
The polymer [D] may have a structural unit containing an acid dissociable group (hereinafter, also referred to as “structural unit (Dc)”) in addition to the structural units (Da) and (Db) (however, Excluding those corresponding to the structural units (Da) to (Db)). When the polymer [D] has the structural unit (Dc), the resulting resist pattern has a better shape. Examples of the structural unit (Dc) include the same structural units as those exemplified as the structural unit (I) in the above-mentioned [A] polymer.

[D]重合体が構造単位(Dc)を有する場合、構造単位(Dc)の含有割合の下限としては、[D]重合体を構成する全構造単位に対し、1モル%が好ましく、5モル%がより好ましく、10モル%がさらに好ましい。一方、上記含有割合の上限としては、90モル%が好ましく、60モル%がより好ましく、40モル%がさらに好ましい。 When the [D] polymer has a structural unit (Dc), the lower limit of the content ratio of the structural unit (Dc) is preferably 1 mol% based on all structural units constituting the [D] polymer, and 5 mol. % Is more preferable, and 10 mol% is further preferable. On the other hand, the upper limit of the content ratio is preferably 90 mol%, more preferably 60 mol%, even more preferably 40 mol%.

[他の構造単位]
また、[D]重合体は、上述の構造単位以外にも、例えばアルカリ可溶性基を含む構造単位、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む構造単位、脂環式基を含む構造単位等の他の構造単位を有していてもよい。上記アルカリ可溶性基としては、例えばカルボキシ基、スルホンアミド基、スルホ基等が挙げられる。ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む構造単位としては、上述の[A]重合体における構造単位(II)で例示したものと同様の構造単位等が挙げられる。
[Other structural units]
Further, the polymer [D] contains, for example, a structural unit containing an alkali-soluble group, a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure or a combination thereof, and an alicyclic group, in addition to the above structural units. It may have another structural unit such as a structural unit. Examples of the alkali-soluble group include a carboxy group, a sulfonamide group, a sulfo group and the like. Examples of the structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof include the same structural units as those exemplified for the structural unit (II) in the above-mentioned [A] polymer.

上記他の構造単位の含有割合の上限としては、[D]重合体を構成する全構造単位に対して、30モル%が好ましく、20モル%がより好ましい。 The upper limit of the content of the other structural unit is preferably 30 mol% and more preferably 20 mol% with respect to all structural units constituting the [D] polymer.

当該感放射線性樹脂組成物が[D]重合体を含有する場合、[D]重合体の含有量の下限としては、[A]重合体100質量部に対して、0.5質量部が好ましく、1質量部がより好ましく、2質量部がさらに好ましい。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。[D]重合体の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物により形成されるレジスト膜をより液浸露光法に適したものとすることができる。 When the radiation-sensitive resin composition contains the [D] polymer, the lower limit of the content of the [D] polymer is preferably 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer. 1 part by mass is more preferable, and 2 parts by mass is further preferable. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 20 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, and even more preferably 10 parts by mass. By setting the content of the polymer [D] in the above range, the resist film formed by the radiation-sensitive resin composition can be made more suitable for the immersion exposure method.

<[E]溶媒>
当該感放射線性樹脂組成物に用いる[E]溶媒は、少なくとも[A]重合体及び[B]酸発生剤と、所望により含有される[B’]他の酸発生体、[C]酸拡散制御体、[D]重合体等の任意成分とを溶解又は分散可能な溶媒であれば特に限定されない。
<[E] solvent>
The [E] solvent used in the radiation-sensitive resin composition is at least the [A] polymer and [B] acid generator, and optionally [B'] other acid generator and [C] acid diffusion. The solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that can dissolve or disperse the control body and the optional component such as the [D] polymer.

[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。 Examples of the [E] solvent include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, amide solvents, ester solvents, hydrocarbon solvents and the like.

アルコール系溶媒としては、例えば
4−メチル−2−ペンタノール、n−ヘキサノール等の炭素数1〜18の脂肪族モノアルコール系溶媒;
シクロヘキサノール等の炭素数3〜18の脂環式モノアルコール系溶媒;
1,2−プロピレングリコール等の炭素数2〜18の多価アルコール系溶媒;
プロピレングリコールモノメチルエーテル等の炭素数3〜19の多価アルコール部分エーテル系溶媒などが挙げられる。
Examples of the alcohol solvent include an aliphatic monoalcohol solvent 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 2 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 monomethyl ether.

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

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

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

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;
酢酸プロピレングリコール等の多価アルコールカルボキシレート系溶媒;
酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル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;
Polyhydric alcohol carboxylate solvent such as propylene glycol acetate;
Polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate;
Polycarboxylic acid diester solvent such as diethyl oxalate;
Examples thereof include carbonate-based 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、n−ヘキサン等の炭素数5〜12の脂肪族炭化水素系溶媒;
トルエン、キシレン等の炭素数6〜16の芳香族炭化水素系溶媒などが挙げられる。
Examples of the hydrocarbon solvent include, for example, n-pentane, n-hexane, and other aliphatic hydrocarbon solvents having 5 to 12 carbon atoms;
Examples thereof include aromatic hydrocarbon solvents having 6 to 16 carbon atoms such as toluene and xylene.

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。当該感放射線性樹脂組成物は、[E]溶媒を1種又は2種以上含有していてもよい。 Among these, ester solvents and ketone solvents are preferable, polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvents and cyclic ketone solvents are more preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate and cyclohexanone are further preferable. The radiation-sensitive resin composition may contain one or more solvents [E].

<[F]偏在化促進剤>
[F]偏在化促進剤は、当該感放射線性樹脂組成物が[D]重合体を含有する場合等に、より効率的にレジスト膜表面に[D]重合体を偏析させる効果を有する。当該感放射線性樹脂組成物が[F]偏在化促進剤を含有することで、[D]重合体の添加量を従来よりも少なくすることができる。従って、当該感放射線性樹脂組成物の解像性、LWR性能等を損なうことなく、レジスト膜から液浸液への成分の溶出の抑制や、高速スキャンによる液浸露光の高速化が可能になり、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できる。[F]偏在化促進剤として用いることができる化合物としては、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 promoter>
The [F] uneven distribution accelerator has an effect of more efficiently segregating the [D] polymer on the surface of the resist film when the radiation-sensitive resin composition contains the [D] polymer. When the radiation-sensitive resin composition contains the [F] uneven distribution promoter, the addition amount of the [D] polymer can be made smaller than in the conventional case. Therefore, without impairing the resolution and LWR performance of the radiation-sensitive resin composition, it is possible to suppress the elution of components from the resist film into the immersion liquid and speed up the immersion exposure by high-speed scanning. As a result, liquid crystal-derived defects such as watermark defects can be suppressed. Examples of the compound that can be used as the [F] uneven distribution promoter include a low molecular compound having a relative dielectric constant of 30 or more and 200 or less and a boiling point of 100° C. or more at 1 atm. Specific examples of such a compound include a lactone compound, a carbonate compound, a nitrile compound, and a polyhydric alcohol.

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。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。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。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 lactone compound include γ-butyrolactone, valerolactone, mevalonic lactone, norbornane lactone, and the like. Examples of the carbonate compound include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate and the like. Examples of the nitrile compound include succinonitrile and the like. Examples of the polyhydric alcohol include glycerin and the like.

当該感放射線性樹脂組成物が[F]偏在化促進剤を含有する場合、[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、1質量部が好ましく、5質量部がより好ましく、10質量部がさらに好ましく、20質量部が特に好ましい。一方、上記含有量の上限としては、500質量部が好ましく、200質量部がより好ましく、100質量部がさらに好ましく、50質量部が特に好ましい。 When the radiation-sensitive resin composition contains the [F] uneven distribution promoter, the lower limit of the content of the [F] uneven distribution promoter is 1 part by mass relative to 100 parts by mass of the [A] polymer. Is preferable, 5 parts by mass is more preferable, 10 parts by mass is further preferable, and 20 parts by mass is particularly preferable. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 500 parts by mass, more preferably 200 parts by mass, further preferably 100 parts by mass, and particularly preferably 50 parts by mass.

<その他の任意成分>
当該感放射線性樹脂組成物は、上述の[A]〜[F]以外の成分にも、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 may contain other optional components in addition to the components [A] to [F] described above. Examples of the other optional components include a surfactant, an alicyclic skeleton-containing compound, and a sensitizer. These other optional components may be used alone or in combination of two or more.

[界面活性剤]
当該感放射線性樹脂組成物に用いる界面活性剤は、塗工性、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などが挙げられる。界面活性剤の市販品としては、KP341(信越化学工業社製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学社製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ社製)、メガファックF171、同F173(以上、DIC社製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム社製)、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(以上、旭硝子工業社製)等が挙げられる。界面活性剤の含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、2質量部が好ましい。
[Surfactant]
The surfactant used in the radiation-sensitive resin composition has an effect of improving coatability, striation, developability and the like. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol diether. Examples thereof include nonionic surfactants such as stearate. Commercially available surfactants include KP341 (produced by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, same No. 95 (above, Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Ftop EF301, EF303, EF352 (above, Tochem Products Co., Ltd.), Megafac F171, F173 (above, DIC Co.), Florard FC430, FC431 (above) , Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (above, Asahi Glass Industry). Manufactured by the company) and the like. The upper limit of the content of the surfactant is preferably 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer [A].

[脂環式骨格含有化合物]
当該感放射線性樹脂組成物に用いる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 used in the radiation-sensitive resin composition 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。
Examples of the alicyclic skeleton-containing compound include adamantane derivatives such as 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, and t-butyl 1-adamantanecarboxylate;
Deoxycholic acid esters such as t-butyl deoxycholic acid, t-butoxycarbonylmethyl deoxycholic acid, and 2-ethoxyethyl deoxycholic acid;
Lithocholic acid esters such as t-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid and 2-ethoxyethyl lithocholic acid;
3-[2-hydroxy-2,2-bis(trifluoromethyl)ethyl]tetracyclo[4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ]dodecane, 2-hydroxy-9-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo[4.2.1.0 3,7 ]nonane and the like can be mentioned.

当該感放射線性樹脂組成物における脂環式骨格含有化合物の含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、5質量部が好ましい。 The upper limit of the content of the alicyclic skeleton-containing compound in the radiation-sensitive resin composition is preferably 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer.

[増感剤]
増感剤は、[B]酸発生剤、[B’]他の酸発生体等からの酸の生成量を増加する作用を示すものであり、当該感放射線性樹脂組成物の「みかけの感度」を向上させる効果を奏する。
[Sensitizer]
The sensitizer has an action of increasing the amount of acid produced from the [B] acid generator, [B'] other acid generator, etc., and the "apparent sensitivity" of the radiation-sensitive resin composition. Has the effect of improving ".

当該感放射線性樹脂組成物に用いる増感剤としては、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。 Examples of the sensitizer used in the radiation-sensitive resin composition include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, and phenothiazines. ..

当該感放射線性樹脂組成物における増感剤の含有量の上限としては、[A]重合体100質量部に対して、2質量部が好ましい。 The upper limit of the content of the sensitizer in the radiation-sensitive resin composition is preferably 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer.

<感放射線性樹脂組成物の調製方法>
当該感放射線性樹脂組成物は、例えば[A]重合体及び[B]酸発生剤と、必要に応じて含有される[B’]他の酸発生体、[C]酸拡散制御剤、[D]重合体、[E]溶媒等の任意成分とを所定の割合で混合し、好ましくは得られた混合物を例えば孔径0.2μm程度のフィルター等でろ過することにより調製することができる。当該感放射線性樹脂組成物の固形分濃度の下限としては、0.1質量%が好ましく、0.5質量%がより好ましく、1質量%がさらに好ましい。一方、上記固形分濃度の上限としては、50質量%が好ましく、30質量%がより好ましく、10質量%がさらに好ましい。
<Method for preparing radiation-sensitive resin composition>
The radiation-sensitive resin composition is, for example, [A] polymer and [B] acid generator, and optionally [B′] other acid generator, [C] acid diffusion controller, [C] It can be prepared by mixing D] polymer and [E] solvent and other optional components at a predetermined ratio, and preferably filtering the resulting mixture with, for example, a filter having a pore size of about 0.2 μm. The lower limit of the solid content concentration of the radiation-sensitive resin composition is preferably 0.1% by mass, more preferably 0.5% by mass, and further preferably 1% by mass. On the other hand, the upper limit of the solid content concentration is preferably 50% by mass, more preferably 30% by mass, and further preferably 10% by mass.

<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、基板の一方の面側に、当該感放射線性樹脂組成物を塗工する工程(以下、「塗工工程」ともいう)と、上記塗工により得られるレジスト膜を露光する工程(以下、「露光工程」ともいう)と、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)とを備える。
<Method of forming resist pattern>
The resist pattern forming method comprises a step of coating the radiation-sensitive resin composition on one surface side of the substrate (hereinafter, also referred to as “coating step”), and a resist film obtained by the coating. (Hereinafter also referred to as "exposure step") and a step of developing the exposed resist film (hereinafter also referred to as "developing step").

当該レジストパターン形成方法によれば、上述の当該感放射線性樹脂組成物を用いているので、優れた焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性を発揮しつつ、LWRが小さく、解像度が高く、断面形状の矩形性に優れるレジストパターンを形成することができる。以下、各工程について説明する。 According to the resist pattern forming method, since the radiation-sensitive resin composition described above is used, the LWR is small, the resolution is high, and the cross section is excellent while exhibiting excellent depth of focus, MEEF performance, and film shrinkage suppression property. It is possible to form a resist pattern having an excellent rectangular shape. Each step will be described below.

[塗工工程]
本工程では、当該感放射線性樹脂組成物を基板の一方の面側に塗工し、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、例えばシリコンウエハや、二酸化シリコン、アルミニウム等で被覆されたウエハなどの従来公知のものが挙げられる。また、上記基板上には、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予め形成しておいてもよい。塗工方法としては、例えば回転塗工(スピンコーティング)、流延塗工、ロール塗工等が挙げられる。塗工した後に、必要に応じて、当該感放射線性樹脂組成物の[E]溶媒等の揮発成分を除去するため、プレベーク(PB)を行ってもよい。PBの温度の下限としては、60℃が好ましく、80℃がより好ましい。一方、上記温度の上限としては、140℃が好ましく、120℃がより好ましい。PBの時間の下限としては、5秒が好ましく、10秒がより好ましい。一方、上記時間の上限としては、600秒が好ましく、300秒がより好ましい。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。一方、上記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。
[Coating process]
In this step, the radiation-sensitive resin composition is applied to one surface side of the substrate to form a resist film. Examples of the substrate on which the resist film is formed include conventionally known substrates such as a silicon wafer and a wafer covered with silicon dioxide, aluminum or the like. In addition, an organic or inorganic antireflection film disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 6-12452 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-93448 may be previously formed on the substrate. Examples of the coating method include spin coating, spin coating, and roll coating. After coating, if necessary, prebaking (PB) may be performed in order to remove volatile components such as the [E] solvent of the radiation-sensitive resin composition. The lower limit of the PB temperature is preferably 60°C, more preferably 80°C. On the other hand, the upper limit of the temperature is preferably 140°C, more preferably 120°C. The lower limit of the PB time is preferably 5 seconds, more preferably 10 seconds. On the other hand, the upper limit of the above time is preferably 600 seconds, more preferably 300 seconds. The lower limit of the average thickness of the formed resist film is preferably 10 nm, more preferably 20 nm. On the other hand, the upper limit of the average thickness is preferably 1,000 nm, more preferably 500 nm.

撥水性重合体添加剤を含有していない当該感放射線性樹脂組成物で液浸露光を行う場合等には、上記レジスト膜上に、液浸液とレジスト膜との直接の接触を避ける目的で、液浸液に不溶性の液浸用保護膜を設けてもよい。この液浸用保護膜としては、現像工程の前に溶媒により剥離する溶媒剥離型保護膜(特開2006−227632号公報参照)、及び現像工程で現像と同時に剥離する現像液剥離型保護膜(国際公開第2005/069076号及び国際公開第2006/035790号参照)のいずれを用いてもよい。但し、スループットの観点からは、現像液剥離型液浸用保護膜を用いることが好ましい。 In the case of performing immersion exposure with the radiation-sensitive resin composition containing no water-repellent polymer additive, for the purpose of avoiding direct contact between the immersion liquid and the resist film on the resist film. A protective film for immersion that is insoluble in the immersion liquid may be provided. As the liquid immersion protective film, a solvent peelable protective film that is peeled off with a solvent before the developing step (see JP 2006-227632 A) and a developer peelable protective film that is peeled off at the same time as development in the developing step ( Either WO 2005/069076 or WO 2006/035790) may be used. However, from the viewpoint of throughput, it is preferable to use a developing solution peeling type protective film for immersion.

[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、フォトマスクを介して(場合によっては、水等の液浸媒体を介して)露光光を照射し、露光する。露光光としては、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線等の荷電粒子線などが挙げられる。これらの中でも、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、EUV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 exposure light through a photomask (in some cases, through a liquid immersion medium such as water) and exposed. The exposure light may be, for example, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultraviolet light (EUV), electromagnetic waves such as X-rays and γ-rays, and charged particle beams such as electron rays and α-rays, depending on the line width of a desired pattern. And so on. 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 rays are more preferable, ArF excimer laser light, EUV and electron rays are preferable. More 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観点から屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましく、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共に、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、ウエ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 refractive index as small as possible from the viewpoint of minimizing 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-mentioned viewpoint. When water is used, an additive that reduces the surface tension of water and increases the surface activity may be added in a small proportion. It is preferable that this additive does not dissolve the resist film on the wafer and has a negligible effect on the optical coating on the lower surface of the lens. The water used is preferably distilled water.

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]酸発生剤、[B’]他の酸発生体等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の差を増大させることができる。PEBの温度の下限としては、50℃が好ましく、80℃がより好ましい。一方、上記温度の上限としては、180℃が好ましく、130℃がより好ましい。PEBの時間の下限としては、5秒が好ましく、10秒がより好ましい。一方、上記時間の上限としては、600秒が好ましく、300秒がより好ましい。 After the above exposure, post-exposure bake (PEB) is performed, and the exposed portion of the resist film is exposed to the acid generated from [B] acid generator, [B'] other acid generator or the like [A]. It is preferable to promote the dissociation of the acid-dissociable group of the polymer or the like. This PEB can increase the difference in solubility in the developing solution between the exposed portion and the unexposed portion. As a minimum of PEB temperature, 50 °C is preferred and 80 °C is more preferred. On the other hand, the upper limit of the temperature is preferably 180°C, more preferably 130°C. The lower limit of the PEB time is preferably 5 seconds, more preferably 10 seconds. On the other hand, the upper limit of the above time is preferably 600 seconds, more preferably 300 seconds.

当該レジストパターン形成方法によれば、上述の当該感放射線性樹脂組成物を用いるので、PEBの際のレジスト膜の収縮を抑制することができる。 According to the resist pattern forming method, since the radiation-sensitive resin composition described above is used, shrinkage of the resist film during PEB can be suppressed.

[現像工程]
本工程では、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、ルコール等のリンス液で洗浄した後に乾燥させることが一般的である。現像工程における現像方法は、アルカリ現像であっても、有機溶媒現像であってもよい。有機溶媒現像の場合、露光部がレジストパターンを形成するため、当該感放射線性樹脂組成物の優れた膜収縮抑制性を効果的に発揮することができる。
[Development process]
In this step, the resist film exposed in the exposure step is developed. Thereby, a predetermined resist pattern can be formed. After the development, it is general to wash with a rinse liquid such as water or rucor and then dry. The developing method in the developing step may be alkali development or organic solvent development. In the case of organic solvent development, since the exposed portion forms a resist pattern, it is possible to effectively exhibit the excellent film shrinkage suppression property of the radiation-sensitive resin composition.

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

有機溶媒現像の場合、現像液としては、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、上記有機溶媒を含有する溶媒等が挙げられる。上記有機溶媒としては、例えば上述の[E]溶媒として例示した溶媒の1種又は2種以上等が挙げられる。これらの中でも、エステル系溶媒及びケトン系溶媒が好ましい。エステル系溶媒としては、酢酸エステル系溶媒が好ましく、酢酸n−ブチルがより好ましい。ケトン系溶媒としては、鎖状ケトンが好ましく、2−ヘプタノンがより好ましい。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 hydrocarbon solvents, ether solvents, ester solvents, ketone solvents, organic solvents such as alcohol solvents, solvents containing the above organic solvents, and the like. Examples of the organic solvent include one or more of the solvents exemplified as the above-mentioned [E] solvent. Among these, ester solvents and ketone solvents are preferable. As the ester solvent, an acetic acid ester solvent is preferable, and n-butyl acetate is more preferable. As the ketone solvent, a chain ketone is preferable, and 2-heptanone is more preferable. The lower limit of the content of the organic solvent in the developer is preferably 80% by mass, more preferably 90% by mass, further preferably 95% by mass, particularly preferably 99% by mass. Examples of components other than the organic solvent in the developing solution include 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吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。 Examples of the developing method include a method of dipping the substrate in a tank filled with the developing solution for a certain period of time (dip method), and a method of raising the developing solution on the surface of the substrate by surface tension and standing for a certain period of time (paddle method). ), a method of spraying the developing solution on the surface of the substrate (spray method), a method of continuously discharging the developing solution while scanning the developing solution discharge nozzle at a constant speed on the substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method), etc. Is mentioned.

<酸発生剤>
当該酸発生剤は、−SO と、第1炭素原子と、第2炭素原子と、上記式(A)で表される2個以上の電子求引性基と、上記電子求引性基以外の有機基とを含む1価のアニオン、並びに1価の感放射線性オニウムカチオンを有し、第1炭素原子に上記−SO 及び第2炭素原子が結合し、第1炭素原子及び第2炭素原子の一方又は両方に上記有機基及び合計2個以上の上記電子求引性基が結合している化合物からなる。当該酸発生剤は、感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性を向上するため、感放射線性樹脂組成物の成分として好適に用いることができる。
<Acid generator>
The acid generator is —SO 3 , a first carbon atom, a second carbon atom, two or more electron-withdrawing groups represented by the formula (A), and the electron-withdrawing group. Having a monovalent anion containing an organic group other than, and a monovalent radiation-sensitive onium cation, the above-SO 3 and the second carbon atom are bonded to the first carbon atom, and the first carbon atom and the It is composed of a compound in which the organic group and a total of two or more electron withdrawing groups are bonded to one or both of two carbon atoms. Since the acid generator improves the LWR performance, resolution, rectangularity of cross-sectional shape, depth of focus, MEEF performance and film shrinkage suppression property of the radiation-sensitive resin composition, it is used as a component of the radiation-sensitive resin composition. It can be preferably used.

上記化合物としては、上記式(1−1)〜(1−3)で表される化合物が好ましい。この場合、上記式(1−1)〜(1−3)におけるR、R及びRのうちの少なくとも1つは、上記式(A)で表される電子求引性基以外の有機基である。 As the above compound, compounds represented by the above formulas (1-1) to (1-3) are preferable. In this case, at least one of R 1 , R 2 and R 3 in the formulas (1-1) to (1-3) is an organic group other than the electron-withdrawing group represented by the formula (A). It is a base.

<化合物>
当該酸発生剤は、−SO と、第1炭素原子と、第2炭素原子と、上記式(A)で表される2個以上の電子求引性基と、上記電子求引性基以外の有機基とを含む1価のアニオン、並びに1価の感放射線性オニウムカチオンを有し、第1炭素原子に上記−SO 及び第2炭素原子が結合し、第1炭素原子及び第2炭素原子の一方又は両方に上記有機基及び合計2個以上の上記電子求引性基が結合している。当該化合物は、上述の性質を有するので、感放射線性樹脂組成物の酸発生剤として好適に用いることができる。
<Compound>
The acid generator is —SO 3 , a first carbon atom, a second carbon atom, two or more electron-withdrawing groups represented by the formula (A), and the electron-withdrawing group. Having a monovalent anion containing an organic group other than, and a monovalent radiation-sensitive onium cation, the above-SO 3 and the second carbon atom are bonded to the first carbon atom, and the first carbon atom and the The organic group and a total of two or more electron withdrawing groups are bonded to one or both of the two carbon atoms. Since the compound has the above-mentioned properties, it can be suitably used as an acid generator of a radiation-sensitive resin composition.

当該化合物としては、上記式(1−1)〜(1−3)で表される化合物が好ましい。この場合、上記式(1−1)〜(1−3)におけるR、R及びRのうちの少なくとも1つは、上記式(A)で表される電子求引性基以外の有機基である。 As the compound, compounds represented by the above formulas (1-1) to (1-3) are preferable. In this case, at least one of R 1 , R 2 and R 3 in the formulas (1-1) to (1-3) is an organic group other than the electron-withdrawing group represented by the formula (A). It is a base.

<化合物の製造方法>
[第1の製造方法]
当該化合物の第1の製造方法は、−SO と、第1炭素原子と、第2炭素原子と、上記式(A)で表される2個以上の電子求引性基と、上記電子求引性基以外の有機基とを含む1価のアニオン、並びに1価の感放射線性オニウムカチオンを有し、第1炭素原子に上記−SO 及び第2炭素原子が結合し、第1炭素原子及び第2炭素原子の一方又は両方に上記有機基及び合計2個以上の上記電子求引性基が結合している化合物の製造方法であって、エチレン性炭素−炭素二重結合を構成する一対の炭素原子と、この一対の炭素原子の一方又は両方に結合する上記有機基及び合計2個以上の上記電子求引性基とを有する不飽和化合物の上記二重結合に、亜硫酸塩を付加反応させる工程を備えることを特徴とする。当該製造方法によれば、当該化合物を容易かつ確実に製造できる。
<Method for producing compound>
[First Manufacturing Method]
The first manufacturing method of the compound, -SO 3 - and, the first carbon atom, and a second carbon atom, and two or more electron-withdrawing group represented by the formula (A), the electronic It has a monovalent anion containing an organic group other than an attracting group and a monovalent radiation-sensitive onium cation, and the above-SO 3 and the second carbon atom are bonded to the first carbon atom, A method for producing a compound in which the organic group and a total of two or more electron-withdrawing groups are bonded to one or both of a carbon atom and a second carbon atom, which comprises an ethylenic carbon-carbon double bond. A sulfite salt is added to the double bond of the unsaturated compound having a pair of carbon atoms and an organic group bonded to one or both of the pair of carbon atoms and a total of two or more electron withdrawing groups. It is characterized by comprising a step of causing an addition reaction. According to the production method, the compound can be produced easily and reliably.

当該製造方法により製造する化合物としては、上記式(1−1)〜(1−3)で表される化合物が好ましい。この場合、上記式(1−1)〜(1−3)におけるR、R及びRのうちの少なくとも1つは、上記式(A)で表される電子求引性基以外の有機基である。 As the compound produced by the production method, compounds represented by the above formulas (1-1) to (1-3) are preferable. In this case, at least one of R 1 , R 2 and R 3 in the formulas (1-1) to (1-3) is an organic group other than the electron-withdrawing group represented by the formula (A). It is a base.

[第2の製造方法]
当該化合物の第1の製造方法は、−SO と、第1炭素原子と、第2炭素原子と、上記式(A)で表される2個以上の電子求引性基と、上記電子求引性基以外の有機基とを含む1価のアニオン、並びに1価の感放射線性オニウムカチオンを有し、第1炭素原子に上記−SO 及び第2炭素原子が結合し、第1炭素原子及び第2炭素原子の一方又は両方に上記有機基及び合計2個以上の上記電子求引性基が結合している化合物の製造方法であって、ハロゲン原子と、第3炭素原子と、第4炭素原子と、2個以上の上記電子求引性基と、上記有機基とを有し、第3炭素原子に上記ハロゲン原子及び第4炭素原子が結合し、第3炭素原子及び第4炭素原子の一方又は両方に上記有機基及び合計2個以上の上記電子求引性基が結合しているハロゲン化合物の第3炭素原子及びハロゲン原子に、亜ジチオン酸塩を置換反応させる工程を備えることを特徴とする。当該製造方法によれば、当該化合物を容易かつ確実に製造できる。
[Second manufacturing method]
The first manufacturing method of the compound, -SO 3 - and, the first carbon atom, and a second carbon atom, and two or more electron-withdrawing group represented by the formula (A), the electronic It has a monovalent anion containing an organic group other than an attracting group and a monovalent radiation-sensitive onium cation, and the above-SO 3 and the second carbon atom are bonded to the first carbon atom, A method for producing a compound in which the organic group and a total of two or more electron-withdrawing groups are bound to one or both of a carbon atom and a second carbon atom, wherein a halogen atom, a third carbon atom, and A fourth carbon atom, two or more electron-withdrawing groups, and the organic group, wherein the third carbon atom is bound to the halogen atom and the fourth carbon atom to form a third carbon atom and a fourth carbon atom. A step of substituting a dithionite salt for a third carbon atom and a halogen atom of a halogen compound in which the organic group and a total of two or more electron withdrawing groups are bonded to one or both of carbon atoms It is characterized by According to the production method, the compound can be produced easily and reliably.

当該製造方法により製造する化合物としては、上記式(1−1)〜(1−3)で表される化合物が好ましい。この場合、上記式(1−1)〜(1−3)におけるR、R及びRのうちの少なくとも1つは、上記式(A)で表される電子求引性基以外の有機基である。 As the compound produced by the production method, compounds represented by the above formulas (1-1) to (1-3) are preferable. In this case, at least one of R 1 , R 2 and R 3 in the formulas (1-1) to (1-3) is an organic group other than the electron-withdrawing group represented by the formula (A). It is a base.

当該酸発生剤、当該化合物及び当該化合物の第1及び第2の製造方法については、[B]酸発生剤の項で説明済みのため、ここでの説明は省略する。 The acid generator, the compound, and the first and second methods for producing the compound have already been described in the section of [B] acid generator, and thus the description thereof is omitted here.

以下、本発明の実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に制限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.

[重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)]
実施例で用いる重合体のMw及びMnは、東ソー社製GPCカラム(G2000HXL:2本、G3000HXL:1本、及び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ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(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。
[Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn)]
For the Mw and Mn of the polymer used in the examples, a GPC column manufactured by Tosoh Corporation (G2000HXL: 2, G3000HXL: 1 and G4000HXL: 1) was used, flow rate: 1.0 mL/min, elution solvent: tetrahydrofuran, Sample concentration: 1.0% by mass, sample injection amount: 100 μL, column temperature: 40° C., detector: measurement was performed by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard under the analytical conditions of a differential refractometer. The dispersity (Mw/Mn) was calculated from the measurement results of Mw and Mn.

13C−NMR分析]
日本電子社の「JNM−ECX400」を用い、測定溶媒として重クロロホルムを使用して、各重合体における各構造単位の含有割合(モル%)を求める分析を行った。
[ 13 C-NMR analysis]
Using "JNM-ECX400" manufactured by JEOL Ltd., deuterated chloroform was used as a measurement solvent, and an analysis for determining the content ratio (mol%) of each structural unit in each polymer was conducted.

<化合物の合成>
[実施例1](化合物(Z−1)の合成)
300mLの丸底フラスコに、下記式(z−1)で表されるアルデヒド化合物3g(15.4mmol)、マロノニトリル1.02g(15.4mmol)、イミダゾール0.1g(1.54mmol)、及び塩化メチレン200mLを加え、窒素雰囲気下、室温で5時間撹拌した。攪拌後の反応液に水100mLを加え、有機層を抽出した。得られた有機層を水で2回洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。乾燥後の反応液から溶媒を留去することで、化合物(z’−1)を3.73g(収率100%)得た。
<Synthesis of compound>
[Example 1] (Synthesis of compound (Z-1))
In a 300 mL round bottom flask, 3 g (15.4 mmol) of an aldehyde compound represented by the following formula (z-1), 1.02 g (15.4 mmol) of malononitrile, 0.1 g (1.54 mmol) of imidazole, and methylene chloride. 200 mL was added, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours under a nitrogen atmosphere. 100 mL of water was added to the reaction liquid after stirring, and the organic layer was extracted. The obtained organic layer was washed twice with water and then dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off from the dried reaction solution to obtain 3.73 g (yield 100%) of the compound (z'-1).

次に、300mLの丸底フラスコに化合物(z’−1)2g(8.26mmol)、アセトニトリル40mL、及び亜硫酸水素ナトリウム1.72g(16.5mmol)を加え、3時間加熱還流した。加熱還流後の反応液を室温まで冷却し、その後、溶媒を留去した。続いて、この反応液に塩化トリフェニルスルホニウム2.47g(8.26mmol)、ジクロロメタン40mL、及び水15mLを加え、室温で3時間撹拌した。攪拌後の反応液から有機層を回収し、回収した有機層を水で3回洗浄した。洗浄した有機層を溶媒留去し、さらにカラムクロマトグラフィで精製することで、化合物(Z−1)を3.59g(収率74%)得た。 Next, 2 g (8.26 mmol) of compound (z'-1), 40 mL of acetonitrile, and 1.72 g (16.5 mmol) of sodium hydrogen sulfite were added to a 300 mL round bottom flask, and the mixture was heated under reflux for 3 hours. The reaction solution after heating under reflux was cooled to room temperature, and then the solvent was distilled off. Subsequently, to this reaction solution were added 2.47 g (8.26 mmol) of triphenylsulfonium chloride, 40 mL of dichloromethane, and 15 mL of water, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The organic layer was recovered from the reaction solution after stirring, and the recovered organic layer was washed with water three times. The solvent was distilled off from the washed organic layer, and the residue was further purified by column chromatography to obtain 3.59 g (yield 74%) of compound (Z-1).

Figure 0006743618
Figure 0006743618

[実施例12](化合物(Z−12)の合成)
下記式(z−12)で表されるハロゲン化合物4.26g(14.8mmol)、亜ジチオン酸ナトリウム3.60g(20.7mmol)、炭酸水素ナトリウム1.99g(23.7mmol)、アセトニトリル20mL、及び水20mLを200mLのナスフラスコに入れ、70℃で5時間加熱撹拌してスルフィン化を実施した。次に、反応液を室温まで冷却した後、スルフィン体は単離せずに、タングステン酸(IV)ナトリウムを触媒量添加し、その後、水浴しながら30%過酸化水素水を2.86g(25.2mmol)滴下した。この反応液を7時間撹拌した後、アセトニトリルで抽出し、溶媒を留去することにより、スルホン酸ナトリウム体(z’−12)を2.15g(収率55%)得た。
[Example 12] (Synthesis of compound (Z-12))
4.26 g (14.8 mmol) of a halogen compound represented by the following formula (z-12), 3.60 g (20.7 mmol) of sodium dithionite, 1.99 g (23.7 mmol) of sodium hydrogencarbonate, 20 mL of acetonitrile, And 20 mL of water were put in a 200 mL eggplant-shaped flask, and the mixture was heated and stirred at 70° C. for 5 hours to carry out sulfinization. Next, after cooling the reaction solution to room temperature, a catalytic amount of sodium (IV) tungstate was added without isolating the sulfinic body, and then 2.86 g (25. 2 mmol) was added dropwise. The reaction solution was stirred for 7 hours, extracted with acetonitrile, and the solvent was distilled off to obtain 2.15 g (yield 55%) of a sodium sulfonate compound (z'-12).

上記スルホン酸ナトリウム(z’−12)2.15g(8.14mmol)、トリフェニルスルホニウムクロライド2.43g(8.14mmol)、ジクロロメタン80mL、及び水80mLを混合し、室温で7時間撹拌した。次に、攪拌後の反応液から有機層を回収し、5回水洗した。この水洗した有機層を溶媒留去した後、カラムクロマトグラフィで精製することにより、化合物(Z−12)を3.08g(収率75%)得た。 2.15 g (8.14 mmol) of the above sodium sulfonate (z'-12), 2.43 g (8.14 mmol) of triphenylsulfonium chloride, 80 mL of dichloromethane and 80 mL of water were mixed and stirred at room temperature for 7 hours. Next, the organic layer was recovered from the reaction liquid after stirring and washed 5 times with water. The organic layer washed with water was distilled off of the solvent and then purified by column chromatography to obtain 3.08 g (yield 75%) of the compound (Z-12).

Figure 0006743618
Figure 0006743618

[実施例2〜11及び13〜14](化合物(Z−2)〜(Z−11)及び(Z−13)〜(Z−14)の合成)
前駆体を適宜選択し、実施例1又は12と同様の処方を選択することで、下記式(Z−2)〜(Z−11)又は(Z−13)〜(Z−14)で表される化合物を合成した。
[Examples 2 to 11 and 13 to 14] (Synthesis of compounds (Z-2) to (Z-11) and (Z-13) to (Z-14))
By appropriately selecting a precursor and selecting a formulation similar to that of Example 1 or 12, it is represented by the following formulas (Z-2) to (Z-11) or (Z-13) to (Z-14). Was synthesized.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

<[A]重合体及び[D]重合体の合成>
各実施例及び比較例における各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 for the synthesis of each polymer in each Example and Comparative Example are shown below.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

[合成例1]重合体(A−1)の合成
化合物(M−1)9.38g(50モル%)及び化合物(M−8)10.62g(50モル%)を2−ブタノン40gに溶解させ、得られた溶液にさらにアゾビスイソブチロニトリル0.785g(全モノマーに対して5モル%)を溶解させることで単量体溶液を調製した。次に、2−ブタノン20gを入れた200mL三口フラスコを窒素雰囲気下で撹拌しながら80℃に加熱し、そこに調製した上記単量体溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後、この反応液をさらに80℃で3時間加熱することにより重合反応を行った。重合反応終了後、反応液を室温まで冷却し、その後、メタノール300g中に投入して析出した固体を濾別した。濾別した固体をメタノール60mLで2回洗浄し、さらに濾別した後、減圧下、50℃で15時間乾燥させることで重合体(A−1)を得た(収量15.8g、収率78.9%)。重合体(A−1)のMwは6,100であり、Mw/Mnは1.41であった。13C−NMR分析の結果、重合体(A−1)における化合物(M−1)及び化合物(M−8)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ49.8モル%及び50.2モル%であった。
[Synthesis Example 1] Synthesis of polymer (A-1) 9.38 g (50 mol%) of compound (M-1) and 10.62 g (50 mol%) of compound (M-8) were dissolved in 40 g of 2-butanone. Then, a monomer solution was prepared by further dissolving 0.785 g of azobisisobutyronitrile (5 mol% based on all monomers) in the obtained solution. Next, a 200 mL three-necked flask containing 20 g of 2-butanone was heated to 80° C. with stirring under a nitrogen atmosphere, and the above-prepared monomer solution was added dropwise thereto over 3 hours. After completion of dropping, the reaction solution was further heated at 80° C. for 3 hours to carry out a polymerization reaction. After the completion of the polymerization reaction, the reaction solution was cooled to room temperature and then put into 300 g of methanol, and the precipitated solid was separated by filtration. The filtered solid was washed twice with 60 mL of methanol, further filtered, and then dried under reduced pressure at 50° C. for 15 hours to obtain a polymer (A-1) (yield 15.8 g, yield 78). .9%). The Mw of the polymer (A-1) was 6,100, and the Mw/Mn was 1.41. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratios of the structural units derived from the compound (M-1) and the compound (M-8) in the polymer (A-1) were 49.8 mol% and 50.2 mol %, respectively. %Met.

[合成例2〜7]重合体(A−2)〜(A−7)の合成
下記表1に示す種類及び使用量の単量体を用いた以外は、合成例1と同様の操作を行うことによって、重合体(A−2)〜(A−7)を合成した。
[Synthesis Examples 2 to 7] Synthesis of Polymers (A-2) to (A-7) The same operation as in Synthesis Example 1 is performed except that the types and amounts of the monomers shown in Table 1 below are used. Thus, the polymers (A-2) to (A-7) were synthesized.

[合成例8]重合体(A−8)の合成
化合物(M−15)45.24g(50モル%)、化合物(M−1)54.76g(50モル%)、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル4.58g(全モノマーに対して5モル%)、及びt−ドデシルメルカプタン1.14gをプロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解させた後、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間共重合させた。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凝固精製した後、得られた固体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加え、さらにメタノール150g、トリエチルアミン34g及び水6gを加えて、沸点にて還流させながら、8時間加水分解反応を行った。反応終了後、溶媒及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた固体をアセトン150gに溶解させた後、2,000gの水中に滴下して凝固させ、生成した固体をろ過し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−8)を得た(収量63.8g、収率72.3%)。重合体(A−8)のMwは6,400であり、Mw/Mnは1.72であった。13C−NMR分析の結果、重合体(A−8)におけるp−ヒドロキシスチレン単位及び化合物(M−1)に由来する構造単位の含有割合は、それぞれ48.8モル%及び51.2モル%であった。
[Synthesis Example 8] Synthesis of polymer (A-8) Compound (M-15) 45.24 g (50 mol %), compound (M-1) 54.76 g (50 mol %), azobisiso as an initiator 4.58 g of butyronitrile (5 mol% based on all monomers) and 1.14 g of t-dodecyl mercaptan were dissolved in 100 g of propylene glycol monomethyl ether, and then the reaction temperature was kept at 70° C. under a nitrogen atmosphere. For 16 hours. After the completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was dropped into 1,000 g of n-hexane for coagulation and purification, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added again to the obtained solid, and further 150 g of methanol, 34 g of triethylamine and 6 g of water were added. In addition, the hydrolysis reaction was carried out for 8 hours while refluxing at the boiling point. After completion of the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, the obtained solid was dissolved in 150 g of acetone, and then dropped into 2,000 g of water for coagulation, and the produced solid was filtered and filtered at 50° C. for 17 hours. A white powdery polymer (A-8) was obtained by drying (yield 63.8 g, yield 72.3%). The Mw of the polymer (A-8) was 6,400, and the Mw/Mn was 1.72. As a result of 13 C-NMR analysis, the content rates of the p-hydroxystyrene unit and the structural unit derived from the compound (M-1) in the polymer (A-8) are 48.8 mol% and 51.2 mol %, respectively. Met.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

[合成例9]重合体(D−1)の合成
化合物(M−16)5.16g(20モル%)、化合物(M−17)11.46g(40モル%)、及び化合物(M−18)13.38gを2−ブタノン20gに溶解させ、得られた溶液にさらにアゾビスイソブチロニトリル1.16g(全モノマーに対して5モル%)を溶解させることで単量体溶液を調製した。次に、2−ブタノン10gを入れた100mL三口フラスコを窒素雰囲気下で撹拌しながら80℃に加熱し、そこに上記単量体溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後の反応液をさらに80℃で3時間加熱することにより重合反応を行った。重合反応終了後、反応液を室温まで冷却した。反応液を分液漏斗に移液した後、45gのn−ヘキサンで上記反応液を均一に希釈し、その後、180gのメタノールを投入して混合した。次いで、この混合液に9gの蒸留水を投入し、さらに攪拌して30分静置した。次いで、混合液から下層を回収し、回収した下層の溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに置換することで、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72.0%)。重合体(D−1)のMwは7,300であり、Mw/Mnは2.00であった。13C−NMR分析の結果、重合体(D−1)における化合物(M−16)、化合物(M−17)、及び化合物(M−18)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ20.1モル%、38.9モル%、及び41.0モル%であった。
[Synthesis Example 9] Synthesis of polymer (D-1) 5.16 g (20 mol%) of compound (M-16), 11.46 g (40 mol%) of compound (M-17), and compound (M-18) ) 13.38 g was dissolved in 20 g of 2-butanone, and 1.16 g of azobisisobutyronitrile (5 mol% based on all monomers) was further dissolved in the obtained solution to prepare a monomer solution. .. Next, a 100 mL three-necked flask containing 10 g of 2-butanone was heated to 80° C. with stirring under a nitrogen atmosphere, and the monomer solution was added dropwise thereto over 3 hours. The polymerization reaction was performed by further heating the reaction solution after the dropping for 3 hours at 80°C. After completion of the polymerization reaction, the reaction solution was cooled to room temperature. After the reaction solution was transferred to a separatory funnel, the above reaction solution was uniformly diluted with 45 g of n-hexane, and then 180 g of methanol was added and mixed. Next, 9 g of distilled water was added to this mixed liquid, and the mixture was further stirred and allowed to stand for 30 minutes. Then, the lower layer was recovered from the mixed solution, and the solvent of the recovered lower layer was replaced with propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a propylene glycol monomethyl ether acetate solution containing the polymer (D-1) as a solid content ( Yield 72.0%). The Mw of the polymer (D-1) was 7,300 and Mw/Mn was 2.00. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each structural unit derived from the compound (M-16), the compound (M-17), and the compound (M-18) in the polymer (D-1) was 20. It was 0.1 mol%, 38.9 mol%, and 41.0 mol%.

<感放射線性樹脂組成物の調製>
実施例及び比較例の感放射線性樹脂組成物の調製に用いた[B’]他の酸発生剤、[C]酸拡散制御剤及び[E]溶媒を以下に示す。
<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
The other acid generators [B′], the acid diffusion control agents [C] and the solvents [E] used for the preparation of the radiation-sensitive resin compositions of Examples and Comparative Examples are shown below.

[[B’]他の酸発生剤]
各構造式を以下に示す。
[[B'] other acid generator]
Each structural formula is shown below.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

[[C]酸拡散制御剤]
各名称及び構造式を以下に示す。
C−1:トリフェニルスルホニウムサリチレート
C−2:トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート
C−3:N−(n−ウンデカン−1−イルカルボニルオキシエチル)モルホリン
[[C] Acid diffusion control agent]
Each name and structural formula are shown below.
C-1: triphenylsulfonium salicylate C-2: triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate C-3: N-(n-undecan-1-ylcarbonyloxyethyl)morpholine

Figure 0006743618
Figure 0006743618

[[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 ether acetate E-2: Cyclohexanone

[[F]偏在化促進剤]
F−1:γ−ブチロラクトン
[[F] uneven distribution promoter]
F-1: γ-butyrolactone

<ArF露光時の性能評価>
[実施例15](感放射線性樹脂組成物(J−1)の調製)
[A]重合体としての(A−1)100質量部、[B1]酸発生剤としての(Z−1)7.9質量部、[C]酸拡散制御剤としての(C−1)1.6質量部、[D]重合体としての(D−1)3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)30質量部を配合し、孔径0.2μmのメンブランフィルターでろ過することにより感放射線性樹脂組成物(J−1)を調製した。
<Performance evaluation during ArF exposure>
[Example 15] (Preparation of radiation-sensitive resin composition (J-1))
(A-1) 100 parts by mass as a polymer, (Z-1) 7.9 parts by mass as a [B1] acid generator, (C-1) 1 as a [C] acid diffusion controller. .6 parts by mass, (D-1) 3 parts by mass as the [D] polymer, (E-1) 2,240 parts by mass and (E-2) 960 parts by mass as the [E] solvent, and [F The radiation-sensitive resin composition (J-1) was prepared by mixing 30 parts by mass of (F-1) as an uneven distribution promoter and filtering the mixture with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm.

[実施例16〜36及び比較例1〜2](感放射線性樹脂組成物(J−2)〜(J−22)及び(CJ−1)〜(CJ−2)の調製)
下記表2に示す種類及び配合量の各成分を用いた以外は、実施例15と同様に操作して、各感放射線性樹脂組成物を調製した。なお、化合物(Z−1)〜(Z−14)は[B1]酸発生剤として用いた。
[Examples 16 to 36 and Comparative Examples 1 and 2] (Preparation of radiation-sensitive resin compositions (J-2) to (J-22) and (CJ-1) to (CJ-2))
Radiation-sensitive resin compositions were prepared in the same manner as in Example 15, except that the components shown in Table 2 below were used. The compounds (Z-1) to (Z-14) were used as the [B1] acid generator.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

[ArF露光及びアルカリ現像によるレジストパターンの形成(1)]
12インチのシリコンウエハ表面に、スピンコーター(東京エレクトロン社の「CLEAN TRACK ACT12」)を使用して、下層反射防止膜形成用組成物(ブルワーサイエンス社の「ARC66」)を塗布した後、205℃で60秒間加熱することにより平均厚さ105nmの反射防止膜を形成した。この反射防止膜上に、上述の通り調製した各感放射線性樹脂組成物を上記スピンコーターを使用して塗布し、90℃で60秒間PBを行った。その後、感放射線性樹脂組成物を塗布した上記ウエハを23℃で30秒間冷却することで平均厚さ90nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜に対し、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、上記レジスト膜に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水溶液を用いて上記レジスト膜をアルカリ現像し、現像後に水で洗浄し、さらに乾燥させることで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 by ArF exposure and alkali development (1)]
A spin coater (“CLEAN TRACK ACT12” manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.) is used to coat a composition for forming a lower antireflection film (“ARC66” manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) on a surface of a 12-inch silicon wafer at 205° C. By heating for 60 seconds, an antireflection film having an average thickness of 105 nm was formed. Each radiation-sensitive resin composition prepared as described above was applied onto this antireflection film using the above spin coater, and PB was performed at 90° C. for 60 seconds. Then, the wafer coated with the radiation sensitive resin composition was cooled at 23° C. for 30 seconds to form a resist film having an average thickness of 90 nm. Next, an ArF excimer laser immersion exposure apparatus ("NSR-S610C" manufactured by NIKON) was used for this resist film under the optical conditions of NA=1.3 and dipole (Sigma 0.977/0.782). And exposed through a 40 nm line and space (1L1S) mask pattern. After exposure, PEB was performed on the resist film at 90° C. for 60 seconds. Then, the resist film was alkali-developed using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution as an alkali developer, washed with water after development, and dried to form a positive resist pattern. At the time of forming this resist pattern, the line width formed through a mask of 1:1 line and space with a target size of 40 nm is defined as the optimum exposure amount, which is the amount of exposure formed in a 1:1 line and space with a line width of 40 nm. did.

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

上記レジストパターンについて以下の測定を行うことにより、各感放射線性樹脂組成物のArF露光時の性能を評価した。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。 The following measurement was performed on the resist pattern to evaluate the performance of each radiation-sensitive resin composition during ArF exposure. A scanning electron microscope (“CG-4100” manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the length of the resist pattern.

[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、その線幅を任意のポイントで計50点測定した。この測定値の分布から3シグマ値を求め、これをLWR性能(nm)とした。LWR性能は、その値が小さいほど良いことを示す。LWR性能は、4.0nm以下の場合は「良好」と、4.0nmを超える場合は「良好でない」と評価できる。
[LWR performance]
Using the scanning electron microscope, the resist pattern was observed from above the pattern, and the line width was measured at a total of 50 points at arbitrary points. A 3-sigma value was obtained from the distribution of the measured values, and this was taken as the LWR performance (nm). The LWR performance is better as the value is smaller. The LWR performance can be evaluated as “good” when it is 4.0 nm or less and “not good” when it exceeds 4.0 nm.

[解像性]
上記最適露光量において解像される最小のレジストパターンの寸法を測定し、この測定結果を解像性(nm)とした。解像性は、その値が小さいほど良いことを示す。解像性は、34nm以下の場合は「良好」と、34nmを超える場合は「良好でない」と評価できる。
[Resolution]
The dimension of the smallest resist pattern that can be resolved at the optimum exposure dose was measured, and the measurement result was defined as the resolution (nm). The smaller the value, the better the resolution. The resolution can be evaluated as "good" when it is 34 nm or less and "not good" when it exceeds 34 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高さ方向の中間での線幅Lbと、レジストパターンの上部での線幅Laとを測定し、Lbに対するLaの比を断面形状の矩形性とした。断面形状の矩形性は、0.9≦La/Lb≦1.1である場合に「良好」と、上記範囲外である場合に「良好でない」と評価できる。
[Rectangularity of cross-sectional shape]
By observing the cross-sectional shape of the resist pattern resolved at the optimum exposure dose, the line width Lb at the middle of the height direction of the resist pattern and the line width La at the upper part of the resist pattern are measured, and La with respect to Lb is measured. Was defined as the rectangular shape of the cross-sectional shape. The rectangularity of the cross-sectional shape can be evaluated as “good” when 0.9≦La/Lb≦1.1, and “not good” when out of the above range.

[焦点深度]
上記最適露光量において解像されるレジストパターンにおいて、深さ方向にフォーカスを変化させた際の寸法を観測し、ブリッジや残渣が無いままパターン寸法が基準の90%〜110%に入る深さ方向の余裕度を測定し、この測定結果を焦点深度(nm)とした。焦点深度は、値が大きいほど良いことを示す。焦点深度は、60nm以上の場合は「良好」と、60nmを超える場合は「良好でない」と評価できる。
[Depth of focus]
In the resist pattern resolved at the optimum exposure dose, the dimension when the focus is changed in the depth direction is observed, and the pattern dimension is within 90% to 110% of the standard with no bridge or residue. Was measured, and the measurement result was used as the depth of focus (nm). The greater the depth of focus, the better. When the depth of focus is 60 nm or more, it can be evaluated as “good”, and when it exceeds 60 nm, it can be evaluated as “not good”.

[MEEF性能]
上記最適露光量において、5種類のマスクサイズ(38.0nmLine/80nmPitch、39.0nmLine/80nmPitch、40.0nmLine/80nmPitch、41.0nmLine/80nmPitch、及び42.0nmLine/80nmPitch)で解像されるレジストパターンの線幅を測定した。横軸をマスクサイズ、縦軸を各マスクサイズで形成された線幅として得られた測定値をプロットし、最小二乗法により算出した近似直線の傾きを求め、この傾きをMEEF性能とした。MEEF性能は、その値が小さいほど良いことを示す。MEEF性能は、4.0以下の場合を「良好」、4.0を超える場合を「良好でない」と評価できる。
[MEEF performance]
In the above optimum exposure amount, a resist pattern resolved with 5 kinds of mask sizes (38.0 nm Line/80 nm Pitch, 39.0 nm Line/80 nm Pitch, 40.0 nm Line/80 nm Pitch, 41.0 nm Line/80 nm Pitch, and 42.0 nm Line/80 nm Pitch). Was measured. The measured values obtained by plotting the mask size on the horizontal axis and the line width formed on each mask size on the vertical axis were plotted, and the slope of the approximate straight line calculated by the least-squares method was determined, and this slope was defined as the MEEF performance. The MEEF performance shows that the smaller the value, the better. The MEEF performance can be evaluated as "good" when it is 4.0 or less and "not good" when it is more than 4.0.

<膜収縮抑制性の評価>
12インチのシリコンウエハ表面に、スピンコーター(東京エレクトロン社の「CLEAN TRACK ACT12」)を使用して、下層反射防止膜形成用組成物(ブルワーサイエンス社の「ARC66」)を塗布した後、205℃で60秒間加熱することにより平均厚さ105nmの反射防止膜を形成した。この反射防止膜上に、上記スピンコーターを使用して上述の通り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、PBを行った上記シリコンウエハを23℃で30秒間冷却し、平均厚さ90nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜に対し、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てPEB前の膜厚Aを求めた。続いて、全面露光後のレジスト膜に90℃で60秒間のPEBを実施した後に、再度膜厚測定を実施し、PEB後の膜厚Bを求めた。測定結果をから100×(A−B)/A(%)を求め、これを膜収縮抑制性(%)とした。膜収縮抑制性は、その値が小さいほど膜収縮抑制性に優れるため良いことを示す。膜収縮抑制性は、14%以下の場合を「良好」、14%を超える場合を「良好でない」と評価できる。
<Evaluation of Membrane Shrinkage Inhibition>
A spin coater (“CLEAN TRACK ACT12” manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.) is used to coat a composition for forming a lower antireflection film (“ARC66” manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) on a surface of a 12-inch silicon wafer at 205° C. By heating for 60 seconds, an antireflection film having an average thickness of 105 nm was formed. Each of the radiation-sensitive resin compositions prepared as described above was coated on the antireflection film using the spin coater, and PB was performed at 90° C. for 60 seconds. Then, the silicon wafer subjected to PB was cooled at 23° C. for 30 seconds to form a resist film having an average thickness of 90 nm. Next, an ArF excimer laser immersion exposure apparatus ("NSR-S610C" manufactured by NIKON) was used for this resist film, and the entire surface was exposed at 70 mJ, and then the film thickness was measured to obtain the film thickness A before PEB. I asked. Subsequently, PEB was performed on the resist film after the entire surface exposure at 90° C. for 60 seconds, and then the film thickness was measured again to obtain the film thickness B after PEB. From the measurement results, 100×(A−B)/A(%) was determined, and this was defined as the film shrinkage suppression property (%). The smaller the value of the film shrinkage suppression property, the better the film shrinkage suppression property. The film shrinkage suppression property can be evaluated as "good" when it is 14% or less and "not good" when it exceeds 14%.

各感放射線性樹脂組成物のArF露光時の性能評価の結果と、膜収縮抑制性の評価結果とを下記表3に示す。 The results of the performance evaluation of each radiation-sensitive resin composition during ArF exposure and the evaluation results of the film shrinkage suppression property are shown in Table 3 below.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

<電子線露光時の性能評価>
[実施例37](感放射線性樹脂組成物(J−23)の調製)
[A]重合体としての(A−8)100質量部、酸発生剤としての(Z−1)20質量部、[C]酸拡散制御剤としての(C−1)3.2質量部、[D]重合体としての(D−1)3質量部、並びに[E]溶媒としての(E−1)4,280質量部及び(E−2)1,830質量部を配合し、孔径0.2μmのメンブランフィルターでろ過することにより感放射線性樹脂組成物(J−23)を調製した。
<Performance evaluation during electron beam exposure>
[Example 37] (Preparation of radiation-sensitive resin composition (J-23))
(A-8) 100 parts by mass as a polymer, (Z-1) 20 parts by mass as an acid generator, (C-1) 3.2 parts by mass as an acid diffusion controller. 3 parts by weight of (D-1) as a polymer of [D], and 4,280 parts by weight of (E-1) and 1,830 parts by weight of (E-2) as a solvent of [E] are blended, and the pore size is 0. A radiation-sensitive resin composition (J-23) was prepared by filtering with a 0.2 μm membrane filter.

[実施例38〜39及び比較例3〜4](感放射線性樹脂組成物(J−24)〜(J−25)及び(CJ−3)〜(CJ−4))
下記表4に示す種類及び配合量の各成分を用いた以外は、実施例37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 38 to 39 and Comparative Examples 3 to 4] (Radiation-sensitive resin compositions (J-24) to (J-25) and (CJ-3) to (CJ-4))
Each radiation-sensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 37, except that the types and amounts of the components shown in Table 4 below were used.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

[電子線露光及びアルカリ現像によるレジストパターンの形成(3)]
8インチのシリコンウエハ表面にスピンコーター(東京エレクトロン社の「CLEAN TRACK ACT8」)を使用して、表4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、上記シリコンウエハを23℃で30秒間冷却し、平均厚さ50nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜に、簡易型の電子線描画装置(日立製作所社の「HL800D」、出力:50KeV、電流密度:5.0A/cm)を用いて電子線を照射した。照射後、上記レジスト膜に120℃で60秒間PEBを行った。その後、アルカリ現像液としての2.38質量%TMAH水溶液を用いて上記レジスト膜を23℃で30秒間現像し、その後、水で洗浄し、さらに乾燥させることでポジ型のレジストパターンを形成した。
[Formation of resist pattern by electron beam exposure and alkali development (3)]
Using a spin coater (“CLEAN TRACK ACT8” manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.) on the surface of an 8-inch silicon wafer, each radiation-sensitive resin composition shown in Table 4 was applied, and PB was performed at 90° C. for 60 seconds. .. Then, the silicon wafer was cooled at 23° C. for 30 seconds to form a resist film having an average thickness of 50 nm. Next, this resist film was irradiated with an electron beam using a simple electron beam drawing apparatus (“HL800D” manufactured by Hitachi, Ltd., output: 50 KeV, current density: 5.0 A/cm 2 ). After the irradiation, PEB was performed on the resist film at 120° C. for 60 seconds. After that, the resist film was developed for 30 seconds at 23° C. using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution as an alkaline developing solution, then washed with water and further dried to form a positive resist pattern.

[電子線露光及び有機溶媒現像によるレジストパターンの形成(4)]
上記TMAH水溶液の代わりに酢酸n−ブチルを用いて有機溶媒現像し、かつ水での洗浄を行わなかった以外は上記レジストパターンの形成(3)と同様に操作して、ネガ型のレジストパターンを形成した。
[Formation of resist pattern by electron beam exposure and organic solvent development (4)]
Negative resist patterns were formed in the same manner as in the above resist pattern formation (3), except that n-butyl acetate was used instead of the TMAH aqueous solution for organic solvent development, and washing with water was not performed. Formed.

上記電子線露光により形成したレジストパターンについて、上述のArF露光により形成したレジストパターンを用いる場合と同様の手法で、LWR性能、解像性、焦点深度、及び断面形状の矩形の評価を実施した。評価結果を下記表5に示す。なお、電子線露光により形成したレジストパターンの場合、LWR性能は5.2nm以下の場合は「良好」、5.2nmを超える場合は「良好でない」と評価できる。 With respect to the resist pattern formed by the electron beam exposure, LWR performance, resolution, depth of focus, and rectangular cross section were evaluated in the same manner as in the case of using the resist pattern formed by ArF exposure. The evaluation results are shown in Table 5 below. In the case of a resist pattern formed by electron beam exposure, it can be evaluated as “good” when the LWR performance is 5.2 nm or less and “not good” when it exceeds 5.2 nm.

Figure 0006743618
Figure 0006743618

表3及び表5に示すように、実施例の感放射線性樹脂組成物は、ArF露光を行った場合にはLWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性の全てが良好であり、かつ電子線露光を行った場合にはLWR性能、解像性、断面形状の矩形性及び焦点深度の全てが良好であった。そのため、当該感放射線性樹脂組成物は、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性に優れると判断される。これに対し、比較例の感放射線性樹脂組成物は、上述の性能のうちの少なくとも一部が良好でなかった。ここで、一般的に、電子線露光によれば、EUV露光の場合と同様の傾向を示すことが知られている。従って、実施例の感放射線性樹脂組成物によれば、EUV露光の場合においても、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性及び焦点深度に優れると推測される。 As shown in Table 3 and Table 5, the radiation-sensitive resin compositions of the examples have LWR performance, resolution, rectangular cross-sectional shape, depth of focus, MEEF performance, and film shrinkage when subjected to ArF exposure. All of the suppression properties were good, and when electron beam exposure was performed, all of the LWR performance, resolution, rectangularity of cross-sectional shape, and depth of focus were good. Therefore, it is judged that the radiation-sensitive resin composition is excellent in LWR performance, resolution, rectangularity of sectional shape, depth of focus, MEEF performance, and film shrinkage suppression property. On the other hand, the radiation-sensitive resin composition of Comparative Example was not good in at least a part of the above-mentioned performance. Here, it is generally known that electron beam exposure exhibits the same tendency as in the case of EUV exposure. Therefore, it is presumed that the radiation-sensitive resin compositions of the examples are excellent in LWR performance, resolution, rectangular cross-sectional shape and depth of focus 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、優れた焦点深度、MEEF性能及び膜収縮抑制性を発揮しつつ、LWRが小さく、解像度が高く、断面形状の矩形性に優れるレジストパターンを形成することができる。本発明の感放射線性酸発生剤及び化合物は、感放射線性樹脂組成物の成分として好適に用いることができる。本発明の化合物の製造方法は、上述の化合物を容易かつ確実に得ることができる。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 resist pattern forming method of the present invention, while exhibiting excellent depth of focus, MEEF performance, and film shrinkage suppression property, LWR is small, resolution is high, and rectangularity of cross-sectional shape is excellent. A resist pattern can be formed. The radiation-sensitive acid generator and compound of the present invention can be suitably used as a component of a radiation-sensitive resin composition. According to the method for producing a compound of the present invention, the above compound can be easily and surely obtained. Therefore, these can be preferably used for manufacturing semiconductor devices, which are expected to be further miniaturized in the future.

Claims (9)

酸解離性基を含む構造単位を有する重合体と、
感放射線性酸発生剤と
を含有し、
上記感放射線性酸発生剤が、下記式(1−1)、(1−2)又は(1−3)で表される第1化合物であ感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006743618
(式(1−1)、(1−2)及び(1−3)中、R 、R 及びR は、それぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はこれらの基の2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子若しくは炭素鎖と共に構成される環員数3〜20の環構造を表す。E は、−SO である。A は、1価の感放射線性オニウムカチオンである。Yは、下記式(A)で表される電子求引性基である。)
Figure 0006743618
(式(A)中、Xは、それぞれ独立して、水素原子又はシアノ基である。nは、0又は1である。*は、上記電子求引性基以外の部分との結合部位を示す。)
A polymer having a structural unit containing an acid dissociable group,
Containing a radiation-sensitive acid generator,
The radiation-sensitive acid generator is a compound represented by the following formula (1-1), (1-2) or (1-3) a first compound der Ru radiation sensitive resin composition represented by.
Figure 0006743618
(In the formulas (1-1), (1-2) and (1-3), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Or represents a ring structure having 3 to 20 ring members in which two or more of these groups are combined with each other and are formed with a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded, and E is —SO 3 . .. A + is a monovalent radiation-sensitive onium cation, and Y is an electron-withdrawing group represented by the following formula (A).
Figure 0006743618
(In the formula (A), X is each independently a hydrogen atom or a cyano group. n is 0 or 1. * represents a binding site to a moiety other than the electron-withdrawing group. .)
上記式(1−1)、(1−2)及び(1−3)におけるR 、R 及びR のうちの少なくとも1つが上記電子吸引性基以外の有機基である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。 The formula (1-1), according to claim 1 wherein at least one of R 1, R 2 and R 3 is an organic group other than the electron withdrawing group in (1-2) and (1-3) The radiation-sensitive resin composition of. 上記式(1−1)、(1−2)及び(1−3)におけるR、R及びRのうちの少なくとも1つが、酸素原子及び硫黄原子のうちの少なくとも一方を含む1価の有機基、又は水素原子である請求項に記載の感放射線性樹脂組成物。 At least one of R 1 , R 2 and R 3 in the above formulas (1-1), (1-2) and (1-3) is a monovalent group containing at least one of an oxygen atom and a sulfur atom. The radiation-sensitive resin composition according to claim 1 , which is an organic group or a hydrogen atom. 上記式(1−1)、(1−2)及び(1−3)におけるR、R及びRが水素原子又は炭素数1〜20の1価の炭化水素基である請求項に記載の感放射線性樹脂組成物。 The formula (1-1), (1-2) and R 1, R 2 and R 3 in claim 1 is a monovalent hydrocarbon group having a hydrogen atom or a C 1-20 in (1-3) The radiation-sensitive resin composition described. 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物を基板の一方の面側に塗工する工程と、
上記塗工工程により得られるレジスト膜を露光する工程と、
上記露光されたレジスト膜を現像する工程と
を備えるレジストパターン形成方法。
A step of applying the radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4 on one surface side of a substrate;
A step of exposing the resist film obtained by the coating step,
And a step of developing the exposed resist film.
下記式(1−1)、(1−2)又は(1−3)で表される化合物からなる感放射線性酸発生剤。
Figure 0006743618
(式(1−1)、(1−2)及び(1−3)中、R 、R 及びR は、それぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はこれらの基の2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子若しくは炭素鎖と共に構成される環員数3〜20の環構造を表す。E は、−SO である。A は、1価の感放射線性オニウムカチオンである。Yは、下記式(A)で表される電子求引性基である。但し、R 、R 及びR のうちの少なくとも1つは、下記式(A)で表される電子求引性基以外の有機基である。)
Figure 0006743618
(式(A)中、Xは、それぞれ独立して、水素原子又はシアノ基である。nは、0又は1である。*は、上記電子求引性基以外の部分との結合部位を示す。)
A radiation-sensitive acid generator comprising a compound represented by the following formula (1-1), (1-2) or (1-3) .
Figure 0006743618
(In Formulas (1-1), (1-2) and (1-3), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Or represents a ring structure having 3 to 20 ring members in which two or more of these groups are combined with each other and are formed with a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded, and E is —SO 3 . A + is a monovalent radiation-sensitive onium cation, Y is an electron-withdrawing group represented by the following formula (A), provided that at least one of R 1 , R 2 and R 3 is present. One is an organic group other than the electron-withdrawing group represented by the following formula (A).)
Figure 0006743618
(In the formula (A), X is each independently a hydrogen atom or a cyano group. n is 0 or 1. * represents a binding site to a moiety other than the electron-withdrawing group. .)
下記式(1−1)、(1−2)又は(1−3)で表される化合物。
Figure 0006743618
(式(1−1)、(1−2)及び(1−3)中、R 、R 及びR は、それぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はこれらの基の2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子若しくは炭素鎖と共に構成される環員数3〜20の環構造を表す。E は、−SO である。A は、1価の感放射線性オニウムカチオンである。Yは、下記式(A)で表される電子求引性基である。但し、R 、R 及びR のうちの少なくとも1つは、下記式(A)で表される電子求引性基以外の有機基である。)
Figure 0006743618
(式(A)中、Xは、それぞれ独立して、水素原子又はシアノ基である。nは、0又は1である。*は、上記電子求引性基以外の部分との結合部位を示す。)
A compound represented by the following formula (1-1), (1-2) or (1-3) .
Figure 0006743618
(In Formulas (1-1), (1-2) and (1-3), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Or represents a ring structure having 3 to 20 ring members in which two or more of these groups are combined with each other and are formed with a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded, and E is —SO 3 . A + is a monovalent radiation-sensitive onium cation, Y is an electron-withdrawing group represented by the following formula (A), provided that at least one of R 1 , R 2 and R 3 is present. One is an organic group other than the electron-withdrawing group represented by the following formula (A).)
Figure 0006743618
(In the formula (A), X is each independently a hydrogen atom or a cyano group. n is 0 or 1. * represents a binding site to a moiety other than the electron-withdrawing group. .)
下記式(1−1)、(1−2)又は(1−3)で表される化合物の製造方法であって、
エチレン性炭素−炭素二重結合を構成する一対の炭素原子と、この一対の炭素原子の一方又は両方に結合する2個下記式(A)で表される電子求引性基及びこの電子求引性基以外の有機基とを有する不飽和化合物の上記二重結合に、亜硫酸塩を付加反応させる工程
を備えることを特徴とする化合物の製造方法。
Figure 0006743618
(式(1−1)、(1−2)及び(1−3)中、R 、R 及びR は、それぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はこれらの基の2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子若しくは炭素鎖と共に構成される環員数3〜20の環構造を表す。E は、−SO である。A は、1価の感放射線性オニウムカチオンである。Yは、下記式(A)で表される電子求引性基である。但し、R 、R 及びR のうちの少なくとも1つは、下記式(A)で表される電子求引性基以外の有機基である。)
Figure 0006743618
(式(A)中、Xは、それぞれ独立して、水素原子又はシアノ基である。nは、0又は1である。*は、上記電子求引性基以外の部分との結合部位を示す。)
A method for producing a compound represented by the following formula (1-1), (1-2) or (1-3) ,
Ethylenic carbon - a pair of carbon atoms constituting the carbon-carbon double bond, an electron withdrawing group and the electron withdrawing represented by the two following formulas that bind to one or both of the pair of carbon atoms (A) A method for producing a compound, which comprises a step of adding a sulfite to the above-mentioned double bond of an unsaturated compound having an organic group other than an attractive group .
Figure 0006743618
(In Formulas (1-1), (1-2) and (1-3), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Or represents a ring structure having 3 to 20 ring members in which two or more of these groups are combined with each other and are formed with a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded, and E is —SO 3 . A + is a monovalent radiation-sensitive onium cation, Y is an electron-withdrawing group represented by the following formula (A), provided that at least one of R 1 , R 2 and R 3 is present. One is an organic group other than the electron-withdrawing group represented by the following formula (A).)
Figure 0006743618
(In the formula (A), X is each independently a hydrogen atom or a cyano group. n is 0 or 1. * represents a binding site to a moiety other than the electron-withdrawing group. .)
下記式(1−1)、(1−2)又は(1−3)で表される化合物の製造方法であって、
ハロゲン原子と、第3炭素原子と、第4炭素原子と、2個下記式(A)で表される電子求引性基と、この電子求引性基以外の有機基とを有し、上記第3炭素原子に上記ハロゲン原子及び上記第4炭素原子が結合し、上記第3炭素原子及び上記第4炭素原子の一方又は両方に上記有機基及び2個の上記電子求引性基が結合しているハロゲン化合物の上記第3炭素原子及びハロゲン原子に、亜ジチオン酸塩を置換反応させる工程
を備えることを特徴とする化合物の製造方法。
Figure 0006743618
(式(1−1)、(1−2)及び(1−3)中、R 、R 及びR は、それぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はこれらの基の2つ以上が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子若しくは炭素鎖と共に構成される環員数3〜20の環構造を表す。E は、−SO である。A は、1価の感放射線性オニウムカチオンである。Yは、下記式(A)で表される電子求引性基である。但し、R 、R 及びR のうちの少なくとも1つは、下記式(A)で表される電子求引性基以外の有機基である。)
Figure 0006743618
(式(A)中、Xは、それぞれ独立して、水素原子又はシアノ基である。nは、0又は1である。*は、上記電子求引性基以外の部分との結合部位を示す。)
A method for producing a compound represented by the following formula (1-1), (1-2) or (1-3) ,
A halogen atom, a third carbon atom, a fourth carbon atom, two electron-withdrawing groups represented by the following formula (A), and an organic group other than this electron-withdrawing group , The halogen atom and the fourth carbon atom are bonded to the third carbon atom, and the organic group and the two electron withdrawing groups are bonded to one or both of the third carbon atom and the fourth carbon atom. The method for producing a compound, comprising the step of substituting the dithionite salt for the third carbon atom and the halogen atom of the halogen compound.
Figure 0006743618
(In Formulas (1-1), (1-2) and (1-3), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Or represents a ring structure having 3 to 20 ring members in which two or more of these groups are combined with each other and are formed with a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded, and E is —SO 3 . A + is a monovalent radiation-sensitive onium cation, Y is an electron-withdrawing group represented by the following formula (A), provided that at least one of R 1 , R 2 and R 3 is present. One is an organic group other than the electron-withdrawing group represented by the following formula (A).)
Figure 0006743618
(In the formula (A), X is each independently a hydrogen atom or a cyano group. n is 0 or 1. * represents a binding site to a moiety other than the electron-withdrawing group. .)
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