JP6868351B2 - Resist pattern forming method and polymer composition for pattern thickening - Google Patents

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Description

本発明は、レジストパターン形成方法、及びパターン厚肉化用ポリマー組成物に関する。 The present invention relates to a resist pattern forming method and a polymer composition for thickening a pattern.

リソグラフィー技術においては、例えば、基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。
露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to radiation such as light and electron beams through a mask on which a predetermined pattern is formed. By performing exposure and developing, a step of forming a resist pattern having a predetermined shape on the resist film is performed.
A resist material whose exposed portion changes to a characteristic that dissolves in a developing solution is called a positive type, and a resist material whose exposed portion changes to a characteristic that does not dissolve in a developing solution is called a negative type.

半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩によりパターンの微細化が進んでいる。
パターンの微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化(高エネルギー化)が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が行われている。また、これらエキシマレーザーより短波長(高エネルギー)の電子線、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
In the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization is progressing due to advances in lithography technology.
As a method for miniaturizing a pattern, generally, the wavelength of an exposure light source is shortened (energy is increased). Specifically, in the past, ultraviolet rays typified by g-rays and i-rays were used, but nowadays, mass production of semiconductor devices using KrF excimer lasers and ArF excimer lasers is being carried out. Further, studies are being conducted on electron beams having shorter wavelengths (higher energy) than these excimer lasers, EUV (extreme ultraviolet rays), X-rays, and the like.

露光光源の短波長化に伴い、レジスト材料には、露光光源に対する感度、微細なパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性の向上が求められる。このような要求を満たすレジスト材料として、化学増幅型レジスト組成物が知られている。
化学増幅型レジスト組成物としては、一般的に、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分と、を含有するものが用いられている。たとえば現像液がアルカリ現像液(アルカリ現像プロセス)の場合、基材成分として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大するものが用いられている。
As the wavelength of the exposure light source is shortened, the resist material is required to have improved lithography characteristics such as sensitivity to the exposure light source and resolution capable of reproducing a fine pattern. As a resist material satisfying such a requirement, a chemically amplified resist composition is known.
As the chemically amplified resist composition, a composition containing a base material component whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid and an acid generator component that generates an acid by exposure is generally used. There is. For example, when the developing solution is an alkaline developing solution (alkali developing process), a substrate component whose solubility in an alkaline developing solution is increased by the action of an acid.

ポジ型の化学増幅型レジスト組成物、つまり露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する化学増幅型レジスト組成物と、アルカリ現像液と、を組み合わせたポジ型現像プロセスは、ネガ型の化学増幅型レジスト組成物とアルカリ現像液とを組み合わせたネガ型現像プロセスに比べて、フォトマスクの構造を単純にできる、形成されるパターンの特性が優れる等の利点がある。このため、現在、微細なパターンの形成には、ポジ型の化学増幅型レジスト組成物とアルカリ現像液とを組み合わせたポジ型現像プロセスが主に用いられている。 A positive-type chemically amplified resist composition, that is, a positive-type developing process in which a chemically amplified resist composition whose solubility in an alkaline developer is increased by exposure and an alkaline developer is combined is a negative-type chemically amplified resist composition. Compared with the negative development process in which the resist composition and the alkaline developer are combined, there are advantages such as a simple structure of the photomask and excellent characteristics of the formed pattern. For this reason, at present, a positive development process in which a positive chemically amplified resist composition and an alkaline developer are combined is mainly used for forming a fine pattern.

当該ポジ型現像プロセスを適用する場合、化学増幅型レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、レジスト膜の露光部は、ベース樹脂中の酸分解性基が酸発生剤等から発生した酸の作用により分解して、アルカリ現像液に対して難溶性から可溶性へ転じる一方で、レジスト膜の未露光部はアルカリ難溶性のまま変化しないため、アルカリ現像液で現像することにより、露光部と未露光部との間で溶解コントラストをつけることができ、ポジ型レジストパターンを形成できる。
しかしながら、当該ポジ型現像プロセスを適用して、微細なパターン(デンスパターン、トレンチパターン等)を形成しようとすると、レジスト膜の露光部の、特に膜厚方向で、光学強度の弱い領域が生じて、レジストパターンの解像性が低下しやすい。
When the positive development process is applied, when the chemically amplified resist composition is applied onto the support and selectively exposed to the resist film obtained, the exposed portion of the resist film undergoes acid decomposition in the base resin. The sexual group is decomposed by the action of the acid generated from the acid generator, etc., and changes from sparingly soluble to soluble in the alkaline developing solution, while the unexposed part of the resist film remains alkaline sparingly soluble and therefore alkaline. By developing with a developing solution, dissolution contrast can be added between the exposed portion and the unexposed portion, and a positive resist pattern can be formed.
However, when an attempt is made to form a fine pattern (dense pattern, trench pattern, etc.) by applying the positive development process, a region having a weak optical intensity is generated in the exposed portion of the resist film, especially in the film thickness direction. , The resolution of the resist pattern tends to decrease.

上記のような微細なパターン形成には、光学強度の弱い領域が選択的に溶解除去されてレジストパターン(ネガ型レジストパターン)が形成される方法が有用である。主流であるポジ型現像プロセスで用いられる化学増幅型レジスト組成物を用いてネガ型レジストパターンを形成する方法としては、有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)と組み合わせたネガ型現像プロセスが知られている(例えば、特許文献1参照)。
当該ネガ型現像プロセスを適用する場合、化学増幅型レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、レジスト膜の露光部は、ベース樹脂中の酸分解性基が酸発生剤等から発生した酸の作用により分解して、有機系現像液に対して可溶性から難溶性へ転じる一方で、レジスト膜の未露光部は可溶性のまま変化しないため、有機系現像液で現像することにより、露光部と未露光部との間で溶解コントラストをつけることができ、露光部がパターンとして残るネガ型レジストパターンを形成できる。
For the formation of the fine pattern as described above, a method in which a region having a weak optical intensity is selectively dissolved and removed to form a resist pattern (negative resist pattern) is useful. As a method of forming a negative resist pattern using a chemically amplified resist composition used in the mainstream positive development process, a negative development process combined with a developer containing an organic solvent (organic developer) Is known (see, for example, Patent Document 1).
When the negative development process is applied, when the chemically amplified resist composition is applied onto the support and selectively exposed to the resist film obtained, the exposed portion of the resist film undergoes acid decomposition in the base resin. The sex group is decomposed by the action of the acid generated from the acid generator, etc., and changes from soluble to sparingly soluble in the organic developer, while the unexposed part of the resist film remains soluble and does not change. By developing with a developing solution, it is possible to obtain a dissolution contrast between the exposed portion and the unexposed portion, and it is possible to form a negative resist pattern in which the exposed portion remains as a pattern.

特開2013−178515号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-178515

近年、リソグラフィー技術のさらなる進歩、応用分野の拡大等が進み、急速にパターンの微細化が進んでいる。そのなか、半導体素子等を製造する際には、寸法が100nmを下回る微細なパターンを、良好な形状で形成できる技術が必要となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、より微細なパターンを形成できるレジストパターン形成方法、及びこれに用いるパターン厚肉化用ポリマー組成物を提供することを課題とする。
In recent years, the pattern has been rapidly miniaturized due to further progress in lithography technology and expansion of application fields. Among them, when manufacturing a semiconductor element or the like, a technique capable of forming a fine pattern having a size of less than 100 nm in a good shape is required.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a resist pattern forming method capable of forming a finer pattern, and a polymer composition for thickening a pattern used therefor.

本発明の第一の態様は、レジストプレパターンを厚肉化したレジストパターンを形成する方法であって、支持体上に、表面に極性基が露出したレジストプレパターンを形成する工程Aと、前記レジストプレパターンを被覆するように、前記レジストプレパターンが形成された支持体上に、パターン厚肉化用ポリマー組成物を塗布してポリマー膜を形成する工程Bと、前記レジストプレパターンの表面に現像液不溶性層を形成する工程Cと、前記現像液不溶性層が表面に形成されたレジストプレパターン及びこれを被覆する前記ポリマー膜を現像して、前記レジストプレパターンを厚肉化したレジストパターンを形成する工程Dと、を有し、前記パターン厚肉化用ポリマー組成物は、前記レジストプレパターンの厚肉化機能を有する高分子化合物(X)と、前記レジストプレパターンを溶解しない溶剤成分(Sp)と、を含有し、前記溶剤成分(Sp)は、沸点が150℃以上、かつ、logP値が0.4以下である有機溶剤(Sp1)を含み、前記溶剤成分(Sp)中の前記有機溶剤(Sp1)の割合は、0質量%を超え、5質量%以下であることを特徴とするレジストパターン形成方法である。 The first aspect of the present invention is a method of forming a resist pattern in which the resist pre-pattern is thickened, the step A of forming a resist pre-pattern on the support with exposed polar groups on the surface, and the above-mentioned Step B of applying the polymer composition for thickening the pattern onto the support on which the resist pre-pattern is formed so as to cover the resist pre-pattern to form a polymer film, and on the surface of the resist pre-pattern. The step C of forming the developer insoluble layer, the resist prepattern on which the developer insoluble layer is formed on the surface, and the polymer film covering the resist prepattern are developed to obtain a thickened resist pattern. The polymer composition for thickening the pattern includes the step D of forming, and the polymer compound (X) having the function of thickening the resist pre-pattern and a solvent component that does not dissolve the resist pre-pattern ( Sp), and the solvent component (Sp) contains an organic solvent (Sp1) having a boiling point of 150 ° C. or higher and a logP value of 0.4 or lower, and the solvent component (Sp) in the solvent component (Sp). The resist pattern forming method is characterized in that the proportion of the organic solvent (Sp1) exceeds 0% by mass and is 5% by mass or less.

本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係るレジストパターン形成方法で用いられるパターン厚肉化用ポリマー組成物であって、前記レジストプレパターンの厚肉化機能を有する高分子化合物(X)と、前記レジストプレパターンを溶解しない溶剤成分(Sp)と、を含有し、前記溶剤成分(Sp)は、沸点が150℃以上、かつ、logP値が0.4以下である有機溶剤(Sp1)を含み、前記溶剤成分(Sp)中の前記有機溶剤(Sp1)の割合は、0質量%を超え、5質量%以下であることを特徴とするパターン厚肉化用ポリマー組成物である。 A second aspect of the present invention is a polymer composition for thickening a pattern used in the resist pattern forming method according to the first aspect, which is a polymer compound having a thickening function of the resist pre-pattern (a polymer composition having a thickening function of the resist pre-pattern). An organic solvent containing (X) and a solvent component (Sp) that does not dissolve the resist prepattern, and the solvent component (Sp) has a boiling point of 150 ° C. or higher and a logP value of 0.4 or lower. A polymer composition for thickening a pattern, which comprises Sp1) and has a proportion of the organic solvent (Sp1) in the solvent component (Sp) of more than 0% by mass and 5% by mass or less. ..

本発明によれば、より微細なパターンを形成できるレジストパターン形成方法、及びこれに用いるパターン厚肉化用ポリマー組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a resist pattern forming method capable of forming a finer pattern, and a polymer composition for thickening the pattern used therefor.

レジストパターン形成方法の一実施形態を説明する概略工程図である。It is a schematic process diagram explaining one Embodiment of the resist pattern formation method.

本明細書及び本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「フッ素化アルキル基」又は「フッ素化アルキレン基」は、アルキル基又はアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基をいう。
「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、アクリル酸(CH=CH−COOH)のカルボキシ基末端の水素原子が有機基で置換された化合物である。
アクリル酸エステルは、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該α位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基(Rα)は、水素原子以外の原子又は基であり、たとえば炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基等が挙げられる。なお、アクリル酸エステルのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことである。
以下、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されたアクリル酸エステルをα置換アクリル酸エステルということがある。また、アクリル酸エステルとα置換アクリル酸エステルとを包括して「(α置換)アクリル酸エステル」ということがある。
「ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ヒドロキシスチレン誘導体」とは、ヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子を有機基で置換したもの、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンのベンゼン環に、水酸基以外の置換基が結合したもの、等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
ヒドロキシスチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
「ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位」とは、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ビニル安息香酸誘導体」とは、ビニル安息香酸のα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のカルボキシ基の水素原子を有機基で置換したもの、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のベンゼン環に、水酸基およびカルボキシ基以外の置換基が結合したもの、等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
「スチレン誘導体」とは、スチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたものを意味する。
「スチレンから誘導される構成単位」、「スチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、スチレン又はスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
上記α位の置換基としてのアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、炭素数1〜5のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基)等が挙げられる。
また、α位の置換基としてのハロゲン化アルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、ハロゲン原子で置換した基が挙げられる。該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、特にフッ素原子が好ましい。
また、α位の置換基としてのヒドロキシアルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、水酸基で置換した基が挙げられる。該ヒドロキシアルキル基における水酸基の数は、1〜5が好ましく、1が最も好ましい。
「置換基を有していてもよい」と記載する場合、水素原子(−H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(−CH−)を2価の基で置換する場合の両方を含む。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
As used herein and in the claims, "aliphatic" is defined as a relative concept to aromatics, meaning groups, compounds, etc. that do not have aromaticity.
Unless otherwise specified, the "alkyl group" shall include linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups.
Unless otherwise specified, the "alkylene group" shall include linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group.
The "alkyl halide group" is a group in which a part or all of the hydrogen atom of the alkyl group is substituted with a halogen atom, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
The "fluorinated alkyl group" or "fluorinated alkylene group" refers to a group in which a part or all of hydrogen atoms of an alkyl group or an alkylene group is substituted with a fluorine atom.
The "constituent unit" means a monomer unit (monomer unit) constituting a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
The “constituent unit derived from the acrylic acid ester” means a structural unit formed by cleaving the ethylenic double bond of the acrylic acid ester.
The "acrylic acid ester" is a compound in which the hydrogen atom at the terminal of the carboxy group of acrylic acid (CH 2 = CH-COOH) is replaced with an organic group.
In the acrylic acid ester, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent. The substituent (R α ) that replaces the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position is an atom or group other than the hydrogen atom, for example, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a halogenation having 1 to 5 carbon atoms. Examples thereof include an alkyl group and a hydroxyalkyl group. The carbon atom at the α-position of the acrylic acid ester is a carbon atom to which a carbonyl group is bonded unless otherwise specified.
Hereinafter, an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position is substituted with a substituent may be referred to as an α-substituted acrylic acid ester. Further, the acrylic acid ester and the α-substituted acrylic acid ester may be collectively referred to as “(α-substituted) acrylic acid ester”.
"Constituent unit derived from hydroxystyrene or hydroxystyrene derivative" means a structural unit formed by cleaving the ethylenic double bond of hydroxystyrene or hydroxystyrene derivative.
The "hydroxystyrene derivative" is a concept including a hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene substituted with another substituent such as an alkyl group or an alkyl halide group, and derivatives thereof. As those derivatives, the hydrogen atom at the α-position may be substituted with a substituent, the hydrogen atom of the hydroxyl group of hydroxystyrene is substituted with an organic group, or the hydrogen atom at the α-position is substituted with a substituent. Examples thereof include a good hydroxystyrene benzene ring in which a substituent other than a hydroxyl group is bonded. The α-position (carbon atom at the α-position) refers to a carbon atom to which a benzene ring is bonded unless otherwise specified.
Examples of the substituent substituting the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene include those similar to those mentioned as the substituent at the α-position in the α-substituted acrylic acid ester.
The "constituent unit derived from vinyl benzoic acid or a vinyl benzoic acid derivative" means a structural unit formed by cleaving the ethylenic double bond of vinyl benzoic acid or a vinyl benzoic acid derivative.
The "vinyl benzoic acid derivative" is a concept including those in which the hydrogen atom at the α-position of vinyl benzoic acid is substituted with another substituent such as an alkyl group or an alkyl halide group, and derivatives thereof. As those derivatives, the hydrogen atom at the α-position may be substituted with a substituent, the hydrogen atom of the carboxy group of vinyl benzoic acid is substituted with an organic group, and the hydrogen atom at the α-position is substituted with a substituent. Examples thereof include a vinyl benzoic acid having a benzene ring bonded to a substituent other than a hydroxyl group and a carboxy group. The α-position (carbon atom at the α-position) refers to a carbon atom to which a benzene ring is bonded unless otherwise specified.
The "styrene derivative" means that the hydrogen atom at the α-position of styrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or an alkyl halide group.
“Constituent unit derived from styrene” and “constituent unit derived from styrene derivative” mean a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of styrene or a styrene derivative.
The alkyl group as the substituent at the α-position is preferably a linear or branched alkyl group, and specifically, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group). , N-Butyl group, Isobutyl group, tert-Butyl group, Pentyl group, Isopentyl group, Neopentyl group) and the like.
Further, the alkyl halide group as the substituent at the α-position is specifically a group in which a part or all of the hydrogen atom of the above-mentioned "alkyl group as the substituent at the α-position" is substituted with a halogen atom. Be done. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferable.
Further, as the hydroxyalkyl group as the substituent at the α-position, specifically, a group in which a part or all of the hydrogen atom of the above-mentioned "alkyl group as the substituent at the α-position" is substituted with a hydroxyl group can be mentioned. The number of hydroxyl groups in the hydroxyalkyl group is preferably 1 to 5, and most preferably 1.
When describing "may have a substituent", when the hydrogen atom (-H) is replaced with a monovalent group and when the methylene group (-CH 2- ) is replaced with a divalent group. Including both.
"Exposure" is a concept that includes general irradiation of radiation.

(レジストパターン形成方法)
本実施形態のレジストパターン形成方法は、レジストプレパターンを厚肉化したレジストパターンを形成する方法であって、以下の工程A、工程B、工程C及び工程Dを有する。
工程A:支持体上に、表面に極性基が露出したレジストプレパターンを形成する工程
工程B:前記レジストプレパターンを被覆するように、前記レジストプレパターンが形成された支持体上に、パターン厚肉化用ポリマー組成物を塗布してポリマー膜を形成する工程
工程C:前記レジストプレパターンの表面に現像液不溶性層を形成する工程
工程D:前記現像液不溶性層が表面に形成されたレジストプレパターン及びこれを被覆する前記ポリマー膜を現像して、前記レジストプレパターンを厚肉化したレジストパターンを形成する工程
(Resist pattern forming method)
The resist pattern forming method of the present embodiment is a method of forming a resist pattern in which the resist pre-pattern is thickened, and has the following steps A, B, C and D.
Step A: Forming a resist pre-pattern with exposed polar groups on the surface on the support Step B: Pattern thickness on the support on which the resist pre-pattern is formed so as to cover the resist pre-pattern. Step C: Forming a developer-insoluble layer on the surface of the resist pre-pattern Step D: Forming a resist pre-layer on which the developer-insoluble layer is formed. A step of developing the pattern and the polymer film covering the pattern to form a resist pattern in which the resist pre-pattern is thickened.

本発明において、「レジストプレパターンを厚肉化する」とは、先に形成されたパターンの寸法を変化させること(シュリンク)を意味し、パターンの厚肉化によって、例えばホールパターンであれば開口しているホール部分が狭くなり(ホール直径が小さくなり);ラインアンドスペースパターンであればライン幅が広がりスペース幅が狭くなる。 In the present invention, "thickening the resist pre-pattern" means changing the dimensions of the previously formed pattern (shrink), and by thickening the pattern, for example, if it is a hole pattern, an opening is made. The hole portion is narrowed (the hole diameter is reduced); if the line and space pattern is used, the line width is widened and the space width is narrowed.

以下、本実施形態のレジストパターン形成方法について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the resist pattern forming method of the present embodiment will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this.

図1は、本実施形態のレジストパターン形成方法を説明する概略工程図であり、ホールパターンを厚肉化する際の一連の工程を示している。
まず、支持体1上に、レジスト組成物を用いてレジストプレパターン2を形成する(工程A;図1(a))。レジストプレパターン2において、ホールの直径はTとされている。レジストプレパターン2の表面2aには極性基が露出している。
次いで、レジストプレパターン2が形成された支持体1上に、レジストプレパターン2を被覆するように、パターン厚肉化用ポリマー組成物を塗布して、レジストプレパターン2の表面2aに接するポリマー膜3を形成する(工程B;図1(b))。
次いで、レジストプレパターン2上に現像液不溶性層3a(厚肉化部分)を形成する(工程C;図1(c))。
次いで、現像液不溶性層3aが表面に形成されたレジストプレパターン2及びこれを被覆するポリマー膜3を現像する。この結果、本実施形態においては、レジストプレパターン2がホールの高さ方向及び径方向に厚肉化して、レジストプレパターン2よりもホールの直径が小さく微細なレジストパターン4が形成されている(工程D;図1(d))。
FIG. 1 is a schematic process diagram for explaining the resist pattern forming method of the present embodiment, and shows a series of steps for thickening the hole pattern.
First, a resist pre-pattern 2 is formed on the support 1 using the resist composition (step A; FIG. 1 (a)). In the resist prepattern 2, the diameter of the hole there is a T 1. Polar groups are exposed on the surface 2a of the resist prepattern 2.
Next, a polymer composition for thickening the pattern is applied onto the support 1 on which the resist pre-pattern 2 is formed so as to cover the resist pre-pattern 2, and a polymer film in contact with the surface 2a of the resist pre-pattern 2 is applied. 3 is formed (step B; FIG. 1 (b)).
Next, a developer insoluble layer 3a (thickened portion) is formed on the resist pre-pattern 2 (step C; FIG. 1 (c)).
Next, the resist prepattern 2 on which the developer insoluble layer 3a is formed on the surface and the polymer film 3 covering the resist prepattern 2 are developed. As a result, in the present embodiment, the resist pre-pattern 2 is thickened in the height direction and the radial direction of the holes, and a fine resist pattern 4 having a smaller hole diameter than the resist pre-pattern 2 is formed ( Step D; FIG. 1 (d)).

図1(d)において、レジストパターン4は、レジストプレパターン2と現像液不溶性層3aとからなるホールパターンである。レジストパターン4は、レジストプレパターン2が厚肉化して、ホールの直径がTからT(T<T)へ小さくなっている。ホールの径方向の厚肉化部分の幅(シュリンクボリューム:S.V.)はTとされている(すなわち、T−T=T,T=T0a+T0b)。 In FIG. 1D, the resist pattern 4 is a hole pattern composed of a resist pre-pattern 2 and a developer insoluble layer 3a. In the resist pattern 4, the resist pre-pattern 2 is thickened, and the hole diameter is reduced from T 1 to T 2 (T 2 <T 1 ). The width (shrink volume: S.V.) of the thickened portion in the radial direction of the hole is set to T 0 (that is, T 1 −T 0 = T 2 , T 0 = T 0a + T 0b ).

[工程A]
工程Aは、支持体1上にレジストプレパターン2を形成する工程である。
レジストプレパターン2の形成方法としては、例えば、支持体1上に、レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する操作、前記レジスト膜を露光する操作、及び前記露光後のレジスト膜を現像して、表面2aに極性基が露出したレジストプレパターン2を形成する操作を有する方法が挙げられる。
[Step A]
Step A is a step of forming the resist pre-pattern 2 on the support 1.
Examples of the method for forming the resist pre-pattern 2 include an operation of forming a resist film on the support 1 using a resist composition, an operation of exposing the resist film, and an operation of developing the exposed resist film. , A method having an operation of forming a resist pre-pattern 2 in which polar groups are exposed on the surface 2a can be mentioned.

レジストプレパターンは、例えば以下のようにして形成することができる。
まず、支持体上に、後述のレジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、ベーク(ポストアプライベーク(PAB))処理を、たとえば80〜150℃の温度条件にて40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施してレジスト膜を形成する。
次に、該レジスト膜に対し、例えばArF露光装置、電子線描画装置、EUV露光装置等の露光装置を用いて、所定のパターンが形成されたマスク(マスクパターン)を介した露光またはマスクパターンを介さない電子線の直接照射による描画等による選択的露光を行った後、ベーク(ポストエクスポージャーベーク(PEB))処理を、たとえば80〜150℃の温度条件にて40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。
The resist pre-pattern can be formed, for example, as follows.
First, a resist composition described below is applied onto the support with a spinner or the like, and a bake (post-apply bake (PAB)) treatment is performed, for example, under a temperature condition of 80 to 150 ° C. for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 60 to. It is applied for 90 seconds to form a resist film.
Next, the resist film is exposed or masked through a mask (mask pattern) on which a predetermined pattern is formed by using an exposure apparatus such as an ArF exposure apparatus, an electron beam drawing apparatus, or an EUV exposure apparatus. After selective exposure such as drawing by direct irradiation of an electron beam without intervention, baking (post-exposure baking (PEB)) treatment is performed, for example, under a temperature condition of 80 to 150 ° C. for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 60 to. Apply for 90 seconds.

次に、前記レジスト膜を現像処理する。
現像処理は、アルカリ現像プロセスの場合は、アルカリ現像液を用い、溶剤現像プロセスの場合は、有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)を用いて行う。
現像処理は、アルカリ現像プロセスであっても溶剤現像プロセスであってもよいが、溶剤現像プロセスであることが好ましい。すなわち、工程Aは、レジスト膜を有機溶剤現像してレジストプレパターンを形成する操作を含んでいることが好ましく、さらに、酸の作用により有機溶剤に対する溶解性が減少する樹脂成分を含有するレジスト組成物を用いて支持体上にレジスト膜を形成する操作と、該レジスト膜を有機溶剤現像してレジストプレパターンを形成する操作と、を含んでいることがより好ましい。すなわち、前記工程Aで形成されるレジストプレパターンは、溶剤現像ネガ型レジストプレパターンであることが好ましい。
Next, the resist film is developed.
In the case of the alkaline developing process, the developing process is performed using an alkaline developing solution, and in the case of the solvent developing process, a developing solution containing an organic solvent (organic developing solution) is used.
The developing process may be an alkali developing process or a solvent developing process, but is preferably a solvent developing process. That is, the step A preferably includes an operation of developing the resist film with an organic solvent to form a resist pre-pattern, and further, a resist composition containing a resin component whose solubility in an organic solvent is reduced by the action of an acid. It is more preferable to include an operation of forming a resist film on the support using an object and an operation of developing the resist film with an organic solvent to form a resist pre-pattern. That is, the resist pre-pattern formed in the step A is preferably a solvent-developed negative type resist pre-pattern.

アルカリ現像プロセスの場合、例えば、現像処理によって、レジスト膜の露光部がアルカリ現像液に溶解して除去され、レジスト膜の未露光部が残膜して、表面に極性基が露出したレジストプレパターンが形成される。
溶剤現像プロセスの場合、例えば、現像処理によって、レジスト膜の未露光部が有機系現像液に溶解して除去され、レジスト膜の露光部が残膜して、表面に極性基が露出したレジストプレパターンが形成される。
レジストプレパターンの表面に露出する極性基としては、例えば、カルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(−SOH)等が挙げられる。
In the case of the alkaline development process, for example, by the development process, the exposed part of the resist film is dissolved in the alkaline developer and removed, the unexposed part of the resist film remains, and the polar group is exposed on the surface of the resist prepattern. Is formed.
In the case of the solvent development process, for example, the unexposed part of the resist film is dissolved in an organic developer and removed by the development process, the exposed part of the resist film remains, and the polar group is exposed on the surface of the resist pre. A pattern is formed.
Examples of the polar group exposed on the surface of the resist pre-pattern, for example, a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, a sulfo group (-SO 3 H) and the like.

現像処理の後、好ましくはリンス処理を行う。リンス処理は、アルカリ現像プロセスの場合は、純水を用いた水リンスが好ましく、溶剤現像プロセスの場合は、有機溶剤を含有するリンス液を用いることが好ましい。
溶剤現像プロセスの場合、前記現像処理またはリンス処理の後に、パターン上に付着している現像液またはリンス液を超臨界流体により除去する処理を行ってもよい。
現像処理後またはリンス処理後、乾燥を行う。また、場合によっては、上記現像処理後に、例えば100℃程度のベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。
上述のようにして、レジストプレパターンを得ることができる。
After the development treatment, a rinsing treatment is preferably performed. In the case of the alkaline development process, the rinsing treatment is preferably a water rinse using pure water, and in the case of the solvent development process, it is preferable to use a rinse liquid containing an organic solvent.
In the case of the solvent development process, after the development treatment or the rinsing treatment, a treatment for removing the developing solution or the rinsing solution adhering to the pattern with a supercritical fluid may be performed.
Drying is performed after the development treatment or the rinsing treatment. In some cases, after the development treatment, for example, a baking treatment (post-baking) at about 100 ° C. may be performed.
As described above, a resist pre-pattern can be obtained.

図1では、ホールパターンを厚肉化する際の一連の工程を示したが、レジストプレパターンの形状は特に限定されず、ラインパターン、トレンチパターン等であってもよい。
本実施形態のレジストパターン形成方法は、工程Aにおけるレジストプレパターンの形状がホールパターン(特には楕円形状)である場合に特に有用な方法である。
Although FIG. 1 shows a series of steps for thickening the hole pattern, the shape of the resist pre-pattern is not particularly limited, and may be a line pattern, a trench pattern, or the like.
The resist pattern forming method of the present embodiment is a particularly useful method when the shape of the resist pre-pattern in step A is a hole pattern (particularly an elliptical shape).

支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)や多層レジスト法における下層有機膜等の有機膜が挙げられる。
ここで、多層レジスト法とは、基板上に、少なくとも一層の有機膜(下層有機膜)と、少なくとも一層のレジスト膜(上層レジスト膜)とを設け、上層レジスト膜に形成したレジストパターンをマスクとして下層有機膜のパターニングを行う方法であり、高アスペクト比のパターンを形成できるとされている。すなわち、多層レジスト法によれば、下層有機膜により所望の厚みを確保できるため、レジスト膜を薄膜化でき、高アスペクト比の微細パターン形成が可能となる。
多層レジスト法には、基本的に、上層レジスト膜と下層有機膜との二層構造とする方法(2層レジスト法)と、上層レジスト膜と下層有機膜との間に一層以上の中間層(金属薄膜等)を設けた三層以上の多層構造とする方法(3層レジスト法)と、に分けられる。
The support is not particularly limited, and conventionally known ones can be used. For example, a substrate for an electronic component, a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed, and the like can be exemplified. More specifically, silicon wafers, metal substrates such as copper, chromium, iron, and aluminum, glass substrates, and the like can be mentioned. As the material of the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold and the like can be used.
Further, the support may be one in which an inorganic and / or organic film is provided on the substrate as described above. Examples of the inorganic film include an inorganic antireflection film (inorganic BARC). Examples of the organic film include an organic film such as an organic antireflection film (organic BARC) and a lower organic film in a multilayer resist method.
Here, in the multilayer resist method, at least one layer of an organic film (lower layer organic film) and at least one layer of a resist film (upper layer resist film) are provided on a substrate, and a resist pattern formed on the upper layer resist film is used as a mask. It is a method of patterning an lower organic film, and is said to be able to form a pattern having a high aspect ratio. That is, according to the multilayer resist method, since a desired thickness can be secured by the lower organic film, the resist film can be thinned and a fine pattern having a high aspect ratio can be formed.
The multilayer resist method basically includes a method of forming a two-layer structure of an upper resist film and a lower organic film (two-layer resist method) and an intermediate layer of one or more layers between the upper resist film and the lower organic film (two-layer resist method). It can be divided into a method of forming a multi-layer structure having three or more layers provided with a metal thin film or the like (three-layer resist method).

露光は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。 Exposure is not particularly limited, ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-rays, and soft X-rays using Can be done.

レジスト膜の露光方法は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)であってもよい。
液浸露光は、予めレジスト膜と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で露光(浸漬露光)を行う露光方法である。
液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ、露光されるレジスト膜の有する屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
空気の屈折率よりも大きく、かつ前記レジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
フッ素系不活性液体の具体例としては、CHCl、COCH、COC、C等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70〜180℃のものが好ましく、80〜160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体の除去を、簡便な方法で行えることから好ましい。
フッ素系不活性液体としては、特に、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル化合物が好ましい。パーフルオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物やパーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。
さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2−ブチル−テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。
液浸媒体としては、コスト、安全性、環境問題、汎用性等の観点から、水が好ましく用いられる。
The exposure method of the resist film may be a normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or an immersion exposure (Liquid Imaging Lithography).
In immersion exposure, the space between the resist film and the lens at the lowest position of the exposure apparatus is previously filled with a solvent (immersion medium) having a refractive index larger than the refractive index of air, and exposure (immersion exposure) is performed in that state. This is an exposure method.
As the immersion medium, a solvent having a refractive index larger than that of air and smaller than that of the resist film to be exposed is preferable. The refractive index of such a solvent is not particularly limited as long as it is within the above range.
Examples of the solvent having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film include water, a fluorine-based inert liquid, a silicon-based solvent, and a hydrocarbon-based solvent.
Specific examples of the fluorine-based inert liquid include fluorine-based compounds such as C 3 HCl 2 F 5 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , and C 5 H 3 F 7 as main components. Examples thereof include liquids, those having a boiling point of 70 to 180 ° C., and more preferably those having a boiling point of 80 to 160 ° C. It is preferable that the fluorine-based inert liquid has a boiling point in the above range because the medium used for immersion can be removed by a simple method after the end of exposure.
As the fluorine-based inert liquid, a perfluoroalkyl compound in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms is particularly preferable. Specific examples of the perfluoroalkyl compound include a perfluoroalkyl ether compound and a perfluoroalkylamine compound.
Further, specifically, the perfluoroalkyl ether compound may include perfluoro (2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point 102 ° C.), and the perfluoroalkylamine compound may include perfluorotributylamine (perfluorotributylamine). Boiling point 174 ° C.).
As the immersion medium, water is preferably used from the viewpoints of cost, safety, environmental problems, versatility and the like.

アルカリ現像プロセスで現像処理に用いるアルカリ現像液としては、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液が挙げられる。
溶剤現像プロセスで現像処理に用いる有機系現像液が含有する有機溶剤としては、レジスト組成物に配合される(A)成分(露光前の(A)成分)を溶解し得るものであればよく、公知の有機溶剤の中から適宜選択できる。具体的には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤又は炭化水素系溶剤を用いることができる。
有機系現像液には、必要に応じて公知の添加剤を配合できる。該添加剤としては、たとえば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、特に限定されないが、たとえばイオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。
界面活性剤を配合する場合、その配合量は、有機系現像液の全量に対して、通常0.001〜5質量%であり、0.005〜2質量%が好ましく、0.01〜0.5質量%がより好ましい。
Examples of the alkaline developer used in the developing process in the alkaline developing process include an aqueous solution of 0.1 to 10 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH).
The organic solvent contained in the organic developer used in the developing process in the solvent developing process may be any one that can dissolve the component (A) blended in the resist composition (component (A) before exposure). It can be appropriately selected from known organic solvents. Specifically, a polar solvent such as a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, an ether solvent, or a hydrocarbon solvent can be used.
A known additive can be added to the organic developer, if necessary. Examples of the additive include a surfactant. The surfactant is not particularly limited, and for example, an ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactant can be used.
When a surfactant is blended, the blending amount is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and 0.01 to 0.% With respect to the total amount of the organic developer. 5% by mass is more preferable.

現像処理は、公知の現像方法により実施することが可能であり、たとえば現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体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方法(パドル法)、支持体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支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出し続ける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。 The developing process can be carried out by a known developing method. For example, a method of immersing the support in a developing solution for a certain period of time (dip method), a method of raising the developing solution on the surface of the support by surface tension and allowing it to stand still for a certain period of time. (Paddle method), spraying the developer on the surface of the support (spray method), applying the developer on the support rotating at a constant speed while scanning the developer dispensing nozzle. Examples include a method of continuing (dynamic dispense method).

リンス液を用いたリンス処理(洗浄処理)は、公知のリンス方法により実施できる。該方法としては、たとえば一定速度で回転している支持体上にリンス液を塗出し続ける方法(回転塗布法)、リンス液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。 The rinsing treatment (cleaning treatment) using the rinsing liquid can be carried out by a known rinsing method. Examples of the method include a method of continuously spraying the rinse liquid on the support rotating at a constant speed (rotary coating method), a method of immersing the support in the rinse liquid for a certain period of time (dip method), and a support surface. A method of spraying a rinse solution (spray method) and the like can be mentioned.

[工程B]
工程Bは、前記工程Aで形成されたレジストプレパターン2を被覆するように、レジストプレパターン2が形成された支持体1上に、後述のパターン厚肉化用ポリマー組成物を塗布して、レジストプレパターン2の表面2aに接するポリマー膜3を形成する工程である。
ポリマー膜3は、例えば、レジストプレパターン2が形成された支持体1上に、パターン厚肉化用ポリマー組成物を、レジストプレパターン2の一部又は全体を被覆するように塗布し、乾燥させることにより形成する。
パターン厚肉化用ポリマー組成物を塗布する方法には、従来公知のスピンコート法、スプレー法、ローラーコート法、浸漬法などを用いることができ、好ましくはスピンコート法である。
[Step B]
In step B, the polymer composition for thickening the pattern, which will be described later, is applied onto the support 1 on which the resist pre-pattern 2 is formed so as to cover the resist pre-pattern 2 formed in the step A. This is a step of forming the polymer film 3 in contact with the surface 2a of the resist prepattern 2.
For the polymer film 3, for example, the polymer composition for thickening the pattern is applied onto the support 1 on which the resist pre-pattern 2 is formed so as to cover a part or the whole of the resist pre-pattern 2 and dried. Formed by
As a method for applying the polymer composition for thickening the pattern, a conventionally known spin coating method, spray method, roller coating method, dipping method or the like can be used, and the spin coating method is preferable.

[工程C]
工程Cは、レジストプレパターン2上に現像液不溶性層3aを形成する工程である。
工程Bでレジストプレパターン2上に形成されたポリマー膜3には、レジストプレパターンの厚肉化機能を有する高分子化合物((X)成分)と、所定量の有機溶剤(Sp1)を含む溶剤成分((Sp)成分)と、が含まれている。ポリマー膜3が形成した後、当該(X)成分とレジストプレパターン2とが相互に作用して現像液不溶性層3a(厚肉化部分)が形成する。
[Step C]
Step C is a step of forming the developer insoluble layer 3a on the resist pre-pattern 2.
The polymer film 3 formed on the resist pre-pattern 2 in step B is a solvent containing a polymer compound (component (X)) having a thickening function of the resist pre-pattern and a predetermined amount of an organic solvent (Sp1). A component ((Sp) component) and is included. After the polymer film 3 is formed, the component (X) and the resist prepattern 2 interact with each other to form a developer insoluble layer 3a (thickened portion).

工程Cでは、レジストプレパターン2及びこれを被覆するポリマー膜3を加熱(シュリンクベーク)することが好ましい。かかる加熱により、ポリマー膜3中の前記(X)成分が有する官能基と、レジストプレパターン2の表面2aに露出した極性基と、の作用がより強められ、レジストプレパターン2の表面2aに現像液不溶性層3a(厚肉化部分)が形成しやすくなる。加えて、レジストプレパターン2及びポリマー膜3中の不溶な残留溶剤が除去される。 In step C, it is preferable to heat (shrink bake) the resist prepattern 2 and the polymer film 3 that coats the resist prepattern 2. By such heating, the action of the functional group contained in the component (X) in the polymer film 3 and the polar group exposed on the surface 2a of the resist pre-pattern 2 is further strengthened, and the functional group is developed on the surface 2a of the resist pre-pattern 2. The liquid-insoluble layer 3a (thickened portion) is easily formed. In addition, the insoluble residual solvent in the resist prepattern 2 and the polymer film 3 is removed.

加熱の温度及び時間は、用いるレジスト材料の種類、パターン厚肉化用ポリマー組成物中の共重合体の種類、又は必要な厚肉化部分の幅(シュリンクボリューム:S.V.)に応じて、適宜設定することができる。
加熱の温度は、0〜200℃が好ましく、より好ましくは50〜170℃、さらに好ましくは70〜160℃、特に好ましくは80〜150℃である。加熱の温度が、好ましい下限値以上であれば、S.V.をより高められる。好ましい上限値以下であれば、レジストパターン形状が良好に維持されやすい。
加熱時間は、30〜300秒間が好ましく、50〜120秒間がより好ましく、50〜80秒間が特に好ましい。
The heating temperature and time depend on the type of resist material used, the type of copolymer in the pattern thickening polymer composition, or the required width of the thickened portion (shrink volume: SV). , Can be set as appropriate.
The heating temperature is preferably 0 to 200 ° C, more preferably 50 to 170 ° C, still more preferably 70 to 160 ° C, and particularly preferably 80 to 150 ° C. If the heating temperature is equal to or higher than the preferable lower limit, S.I. V. Can be further enhanced. When it is not more than a preferable upper limit value, the resist pattern shape is easily maintained well.
The heating time is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 50 to 120 seconds, and particularly preferably 50 to 80 seconds.

ポリマー膜3中(X)成分が極性基と作用する官能基として中和性基を有している場合、(X)成分が有する中和性基と、レジストプレパターン2の表面2aに露出した極性基と、が中和して、現像液不溶性層3aが形成される。
レジストプレパターン2の表面2aは、工程Aでレジスト組成物が含有する基材成分の脱保護等によりカルボン酸等の極性基が露出した状態である。ここに、パターン厚肉化用ポリマー組成物を被覆すると、パターン厚肉化用ポリマー組成物がレジストプレパターン2に接触し、レジストプレパターン2の表面2aに露出した極性基と、パターン厚肉化用ポリマー組成物中の(X)成分が有する官能基と、が中和して、後の工程Dにおける現像時の現像液に対して不溶性を示す現像液不溶性層3aがより安定に形成される。
工程Cにおいては、好ましくは加熱することにより、残留溶剤等が除去され、レジストプレパターン表面での中和がより良好に進行する。
When the component (X) in the polymer film 3 has a neutralizing group as a functional group that acts with the polar group, the neutralizing group of the component (X) and the surface 2a of the resist prepattern 2 are exposed. The polar groups are neutralized to form the developer insoluble layer 3a.
The surface 2a of the resist pre-pattern 2 is in a state where polar groups such as carboxylic acid are exposed due to deprotection of the base material component contained in the resist composition in step A. When the polymer composition for thickening the pattern is coated here, the polymer composition for thickening the pattern comes into contact with the resist pre-pattern 2, and the polar groups exposed on the surface 2a of the resist pre-pattern 2 and the thickening of the pattern The functional group of the component (X) in the polymer composition for use is neutralized to form a developer insoluble layer 3a that is insoluble in the developer during development in the subsequent step D more stably. ..
In step C, preferably by heating, residual solvent and the like are removed, and neutralization on the surface of the resist pre-pattern proceeds more satisfactorily.

[工程D]
工程Dは、現像液不溶性層3aが表面に形成されたレジストプレパターン2及びこれを被覆するポリマー膜3を現像して、レジストプレパターン2を厚肉化したレジストパターン4を形成する工程である。工程Dでの現像により、現像液不溶性層3a以外のポリマー膜3部分と、余剰の又は未反応であったパターン厚肉化用ポリマー組成物と、が除去される。
[Step D]
Step D is a step of developing the resist pre-pattern 2 on which the developer insoluble layer 3a is formed and the polymer film 3 covering the resist pre-pattern 2 to form a resist pattern 4 in which the resist pre-pattern 2 is thickened. .. By the development in the step D, the three portions of the polymer film other than the developer insoluble layer 3a and the excess or unreacted polymer composition for thickening the pattern are removed.

現像処理は、アルカリ現像プロセスにより行ってもよいし溶剤現像プロセスにより行ってもよい。アルカリ現像プロセスの場合は、アルカリ現像液を用い、溶剤現像プロセスの場合は、有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)用いて行う。中でも、現像処理は、パターン厚肉化用ポリマー組成物の除去効率の観点から、溶剤現像プロセスにより行うことが好ましい。 The developing process may be carried out by an alkaline developing process or a solvent developing process. In the case of the alkaline development process, an alkaline developer is used, and in the case of the solvent development process, a developer containing an organic solvent (organic developer) is used. Above all, the development treatment is preferably carried out by a solvent development process from the viewpoint of removal efficiency of the polymer composition for thickening the pattern.

現像処理の後、好ましくはリンス処理を行う。リンス処理は、アルカリ現像プロセスの場合は、純水を用いた水リンスが好ましく、溶剤現像プロセスの場合は、有機溶剤を含有するリンス液を用いることが好ましい。
溶剤現像プロセスの場合、前記現像処理またはリンス処理の後に、パターン上に付着している現像液またはリンス液を超臨界流体により除去する処理を行ってもよい。
現像処理後またはリンス処理後、乾燥を行う。また、場合によっては、上記現像処理後にベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。
このようにして、レジストプレパターンを厚肉化した目的のレジストパターンを得ることができる。
After the development treatment, a rinsing treatment is preferably performed. In the case of the alkaline development process, the rinsing treatment is preferably a water rinse using pure water, and in the case of the solvent development process, it is preferable to use a rinse liquid containing an organic solvent.
In the case of the solvent development process, after the development treatment or the rinsing treatment, a treatment for removing the developing solution or the rinsing solution adhering to the pattern with a supercritical fluid may be performed.
Drying is performed after the development treatment or the rinsing treatment. In some cases, a baking process (post-baking) may be performed after the development process.
In this way, it is possible to obtain a desired resist pattern in which the resist pre-pattern is thickened.

本実施形態のレジストパターン形成方法によれば、図1(d)に示すように、レジストプレパターン2が厚肉化したことにより、ホール直径Tがホール直径Tに縮小された微細なパターン4を容易に形成できる。 According to the resist pattern forming method of the present embodiment, as shown in FIG. 1D, a fine pattern in which the hole diameter T 1 is reduced to the hole diameter T 2 due to the thickening of the resist pre-pattern 2. 4 can be easily formed.

上述の実施形態では、レジストプレパターンをホールパターンとしているが、これに限定されず、例えばラインアンドスペースパターン(以下「LSパターン」という。)としてもよい。レジストプレパターンをLSパターンとした場合、本実施形態のレジストパターン形成方法によれば、スペース幅が充分に縮小された微細なパターンを容易に形成でき、LSパターンの微細化もより図れる。 In the above-described embodiment, the resist pre-pattern is a hole pattern, but the present invention is not limited to this, and for example, a line-and-space pattern (hereinafter referred to as “LS pattern”) may be used. When the resist pre-pattern is an LS pattern, according to the resist pattern forming method of the present embodiment, a fine pattern in which the space width is sufficiently reduced can be easily formed, and the LS pattern can be further miniaturized.

(パターン厚肉化用ポリマー組成物)
本実施形態のパターン厚肉化用ポリマー組成物(以下単に「ポリマー組成物」ともいう。)は、表面に極性基が露出したレジストプレパターンを厚肉化するために用いられるものであり、当該レジストプレパターンの厚肉化機能を有する高分子化合物(X)と、前記レジストプレパターンを溶解しない溶剤成分(Sp)と、を含有する。
かかるポリマー組成物は、例えば、上述の工程Aで形成されるレジストプレパターンを厚肉化するために好適に用いられる。
(Polymer composition for thickening the pattern)
The polymer composition for thickening a pattern of the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as “polymer composition”) is used for thickening a resist prepattern having a polar group exposed on its surface. It contains a polymer compound (X) having a thickening function of the resist pre-pattern and a solvent component (Sp) that does not dissolve the resist pre-pattern.
Such a polymer composition is suitably used, for example, for thickening the resist prepattern formed in the above-mentioned step A.

<高分子化合物(X)>
本実施形態において、高分子化合物(X)(以下「(X)成分」ともいう。)には、レジストプレパターンの厚肉化機能を有するものが用いられる。
「レジストプレパターンの厚肉化機能を有する」とは、レジストプレパターンと相互に作用して、レジストプレパターン表面にあらたにパターンの一部(現像液不溶性層)を形成する働きをもつことを意味する。
例えば、(X)成分としては、レジストプレパターンの表面に露出した極性基と作用する官能基を有する高分子化合物(以下「(X1)成分」ともいう。)を含むものが挙げられる。
<Polymer compound (X)>
In the present embodiment, as the polymer compound (X) (hereinafter, also referred to as “component (X)”), a compound having a thickening function of the resist prepattern is used.
"Having a thickening function of the resist pre-pattern" means that it has a function of interacting with the resist pre-pattern to newly form a part of the pattern (developer insoluble layer) on the surface of the resist pre-pattern. means.
For example, as the component (X), a compound containing a polymer compound having a functional group that acts with a polar group exposed on the surface of the resist prepattern (hereinafter, also referred to as “component (X1)”) can be mentioned.

≪(X1)成分≫
(X1)成分は、レジストプレパターンの表面に露出した極性基と作用して、レジストプレパターン表面に現像液不溶性層を形成し、レジストプレパターンを厚肉化できる高分子化合物である。
(X1)成分としては、例えば、官能基として、レジストプレパターンの表面に露出した極性基と中和反応する中和性基を含む構成単位(X1−u1)を有する高分子化合物が挙げられる。
また、(X1)成分としては、例えば、官能基として、レジストプレパターンの表面に露出した極性基と架橋反応する架橋性基を含む構成単位(X1−u2)を有する高分子化合物が挙げられる。
≪ (X1) component ≫
The component (X1) is a polymer compound capable of acting with polar groups exposed on the surface of the resist pre-pattern to form a developer-insoluble layer on the surface of the resist pre-pattern and thickening the resist pre-pattern.
Examples of the component (X1) include, as a functional group, a polymer compound having a structural unit (X1-u1) containing a neutralizing group that neutralizes with a polar group exposed on the surface of the resist prepattern.
Further, as the component (X1), for example, as a functional group, a polymer compound having a structural unit (X1-u2) containing a crosslinkable group that reacts with a polar group exposed on the surface of the resist prepattern can be mentioned.

構成単位(X1−u1):
構成単位(X1−u1)は、レジストプレパターンの表面に露出した極性基と中和反応する中和性基を含む構成単位である。
中和性基を含む構成単位(X1−u1)を(X1)成分が有していることで、工程Dにおいて、当該中和性基とレジストプレパターンの表面に露出した極性基とが中和して、レジストプレパターン表面に現像液不溶性層が容易に形成される。
構成単位(X1−u1)中の中和性基は、工程Aで形成されるレジストプレパターンの種類を勘案して適宜選択される。例えば、工程Aが、酸の作用により有機溶剤に対する溶解性が減少する樹脂成分を含有するレジスト組成物を用いて支持体上にレジスト膜を形成する操作と、該レジスト膜を有機溶剤現像してレジストプレパターンを形成する操作と、を含む場合、構成単位(X1−u1)中の中和性基は塩基性基とされる。
塩基性基としては、後述する一般式(X1−u1)中のRxについての説明の中で例示する「窒素原子を有する有機基」が好ましい。
Structural unit (X1-u1):
The structural unit (X1-u1) is a structural unit containing a neutralizing group that neutralizes with a polar group exposed on the surface of the resist prepattern.
Since the component (X1) has a structural unit (X1-u1) containing a neutralizing group, the neutralizing group and the polar group exposed on the surface of the resist prepattern are neutralized in step D. As a result, a developer-insoluble layer is easily formed on the surface of the resist pre-pattern.
The neutralizing group in the structural unit (X1-u1) is appropriately selected in consideration of the type of resist prepattern formed in step A. For example, in step A, an operation of forming a resist film on a support using a resist composition containing a resin component whose solubility in an organic solvent is reduced by the action of an acid, and an operation of developing the resist film with an organic solvent. When the operation of forming a resist pre-pattern is included, the neutralizing group in the structural unit (X1-u1) is regarded as a basic group.
The basic group, "organic group having a nitrogen atom" exemplified in the description of Rx 1 in later-described general formula (X1-u1) are preferred.

好ましい構成単位(X1−u1)としては、例えば、下記一般式(X1−u1−1)で表される構成単位が挙げられる。 As a preferable structural unit (X1-u1), for example, a structural unit represented by the following general formula (X1-u1-1) can be mentioned.

Figure 0006868351
[式中、Rは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Vx01は、エーテル結合若しくはアミド結合を有する2価の炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基又は単結合である。Yx01は、単結合又は2価の連結基である。Rxは、中和性基を含む有機基である。]
Figure 0006868351
[In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms. Vx 01 is a divalent hydrocarbon group having an ether bond or an amide bond, a divalent aromatic hydrocarbon group, or a single bond. Yx 01 is a single bond or divalent linking group. Rx 1 is an organic group containing a neutralizing group. ]

〔R〕
前記式(X1−u1−1)中、Rは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。
Rにおける炭素数1〜5のアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。Rにおける炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該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、特にフッ素原子が好ましい。
Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
[R]
In the formula (X1-u1-1), R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms.
The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or n-. Examples thereof include a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group. The alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms in R is a group in which a part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferable.
As R, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable from the viewpoint of industrial availability.

〔Vx01
前記式(X1−u1−1)中、Vx01は、エーテル結合若しくはアミド結合を有する2価の炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基又は単結合であり、好ましくは単結合である。
[Vx 01 ]
In the formula (X1-u1-1), Vx 01 is a divalent hydrocarbon group having an ether bond or an amide bond, a divalent aromatic hydrocarbon group or a single bond, and is preferably a single bond.

Vx01の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。
Vx01としては、上記2価の炭化水素基がエーテル結合又はアミド結合を有するものが挙げられる。
The hydrocarbon group of Vx 01 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. Aliphatic hydrocarbon groups mean hydrocarbon groups that do not have aromaticity.
Examples of Vx 01 include those in which the divalent hydrocarbon group has an ether bond or an amide bond.

・脂肪族炭化水素基
Vx01における脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
-Alphatic Hydrocarbon Group The aliphatic hydrocarbon group in Vx 01 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
More specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group having a ring in the structure, and the like.

・・直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基
前記直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH−]、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]等が挙げられる。
前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3〜10であることが好ましく、3〜6がより好ましく、3又は4がさらに好ましく、3が最も好ましい。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−C(CHCH−CH−等のアルキルエチレン基;−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
Linear or branched aliphatic hydrocarbon group The linear aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and 1 to 4 carbon atoms. More preferably, 1 to 3 are most preferable.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, a linear alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [−CH 2 −], an ethylene group [− (CH 2 ) 2 −], and a trimethylene group [ − (CH 2 ) 3 −], tetramethylene group [− (CH 2 ) 4 −], pentamethylene group [− (CH 2 ) 5 −] and the like can be mentioned.
The branched-chain aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6, further preferably 3 or 4, and most preferably 3.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, a branched alkylene group is preferable, and specifically, -CH (CH 3 )-, -CH (CH 2 CH 3 )-, and -C (CH 3 ). Alkylene methylene groups such as 2- , -C (CH 3 ) (CH 2 CH 3 )-, -C (CH 3 ) (CH 2 CH 2 CH 3 )-, -C (CH 2 CH 3 ) 2-, etc.;- CH (CH 3 ) CH 2- , -CH (CH 3 ) CH (CH 3 )-, -C (CH 3 ) 2 CH 2- , -CH (CH 2 CH 3 ) CH 2- , -C (CH 2) CH 3) 2 -CH 2 - alkyl groups such as; -CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 - alkyl trimethylene groups such as; -CH (CH 3) Examples thereof include alkylalkylene groups such as alkyltetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 − and −CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 −. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.

・・構造中に環を含む脂肪族炭化水素基
前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、前記と同様のものが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
An aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure The aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure is an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring). , A group in which an alicyclic hydrocarbon group is bonded to the end of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group Examples include groups intervening in. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include the same groups as described above.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be a polycyclic type or a monocyclic type. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane is preferably a polycycloalkane having 7 to 12 carbon atoms, specifically. Examples thereof include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

・芳香族炭化水素基
芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。
前記Vx01における芳香族炭化水素基は、炭素数が3〜30が好ましく、5〜30がより好ましく、5〜20がさらに好ましく、6〜15が特に好ましく、6〜10が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基、好ましくはフェニレン基、ナフチレン基);前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基);等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
-Aromatic hydrocarbon group An aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
The aromatic hydrocarbon group in Vx 01 preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, further preferably 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. However, the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent.
Specific examples of the aromatic ring contained in the aromatic hydrocarbon group include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; some of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are hetero. Aromatic heterocycles substituted with atoms; etc. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom and the like.
Specifically, as the aromatic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring (arylene group, preferably a phenylene group or a naphthylene group); a hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring. A group in which one of the hydrogen atoms of the removed group (aryl group) is substituted with an alkylene group (for example, a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, 2 -A group obtained by removing one more hydrogen atom from an aryl group in an arylalkyl group such as a naphthylethyl group); and the like. The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.

〔Yx01
前記式(X1−u1−1)中、Yx01は、単結合又は2価の連結基である。
Yx01における2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適なものとして挙げられる。
[Yx 01 ]
In the formula (X1-u1-1), Yx 01 is a single bond or a divalent linking group.
The divalent linking group in Yx 01 is not particularly limited, but a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom and the like are preferable.

・置換基を有していてもよい2価の炭化水素基
2価の連結基としての炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。該脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、又は構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
-Divalent hydrocarbon group which may have a substituent The hydrocarbon group as the divalent linking group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
Aliphatic hydrocarbon groups mean hydrocarbon groups that do not have aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, and the like.

Yx01における直鎖状の脂肪族炭化水素基、分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、前記Vx01における直鎖状の脂肪族炭化水素基、分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基とそれぞれ同様のものが挙げられる。 The linear aliphatic hydrocarbon group in Yx 01 , the branched aliphatic hydrocarbon group, and the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure include the linear aliphatic hydrocarbon group in Vx 01. , Aliphatic hydrocarbon groups in the form of branched chains, and aliphatic hydrocarbon groups containing a ring in the structure, respectively.

前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、カルボニル基等が挙げられる。 The linear or branched aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, a carbonyl group and the like.

前記の環を含む脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記置換基としての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、フッ素原子が好ましい。
前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
環を含む脂肪族炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−が好ましい。
The aliphatic hydrocarbon group containing the ring may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, an alkyl halide group, a hydroxyl group, a carbonyl group and the like.
As the alkyl group as the substituent, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group and a tert-butyl group are most preferable.
As the alkoxy group as the substituent, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, and a tert-butoxy group are preferable, and methoxy. Groups and ethoxy groups are most preferable.
Examples of the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the alkyl halide group as the substituent include a group in which a part or all of the hydrogen atom of the alkyl group is substituted with the halogen atom.
In the aliphatic hydrocarbon group containing a ring, a part of carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent containing a hetero atom. The substituent containing a hetero atom, -O -, - C (= O) -O -, - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O- are preferred.

Yx01における芳香族炭化水素基としては、前記Vx01における芳香族炭化水素基と同様のものが挙げられる。
前記芳香族炭化水素基は、当該芳香族炭化水素基が有する水素原子が置換基で置換されていてもよい。たとえば当該芳香族炭化水素基中の芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基、ハロゲン原子およびハロゲン化アルキル基としては、前記環状の脂肪族炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基として例示したものが挙げられる。
Examples of the aromatic hydrocarbon group in Yx 01 include those similar to the aromatic hydrocarbon group in Vx 01.
In the aromatic hydrocarbon group, the hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. For example, the hydrogen atom bonded to the aromatic ring in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, an alkyl halide group, a hydroxyl group and the like.
As the alkyl group as the substituent, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group and a tert-butyl group are most preferable.
Examples of the alkoxy group, halogen atom and alkyl halide group as the substituent include those exemplified as the substituent for substituting the hydrogen atom of the cyclic aliphatic hydrocarbon group.

・ヘテロ原子を含む2価の連結基
ヘテロ原子を含む2価の連結基におけるヘテロ原子とは、炭素原子および水素原子以外の原子であり、たとえば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子等が挙げられる。
-Divalent linking group containing a hetero atom The hetero atom in the divalent linking group containing a hetero atom is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom and the like. Can be mentioned.

Yx01がヘテロ原子を含む2価の連結基である場合、好ましい該連結基としては、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=NH)−(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−、一般式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−Y21、[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−または−Y21−O−C(=O)−Y22−で表される基[式中、Y21およびY22はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m’は0〜3の整数である。]等が挙げられる。
前記へテロ原子を含む2価の連結基が−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=NH)−の場合、そのHはアルキル基、アシル等の置換基で置換されていてもよい。該置換基(アルキル基、アシル基等)は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜8であることがさらに好ましく、1〜5であることが特に好ましい。
式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−Y21、−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−または−Y21−O−C(=O)−Y22−中、Y21およびY22は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である。該2価の炭化水素基としては、前記2価の連結基についての説明で挙げた「置換基を有していてもよい2価の炭化水素基」と同様のものが挙げられる。
21としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基またはエチレン基が特に好ましい。
22としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基またはアルキルメチレン基がより好ましい。該アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基が最も好ましい。
式−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−で表される基において、m’は0〜3の整数であり、0〜2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、1が特に好ましい。つまり、式−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−で表される基としては、式−Y21−C(=O)−O−Y22−で表される基が特に好ましい。なかでも、式−(CHa’−C(=O)−O−(CHb’−で表される基が好ましい。該式中、a’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。b’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
When Yx 01 is a divalent linking group containing a hetero atom, the preferred linking groups are -O-, -C (= O) -O-, -C (= O)-, -OC ( = O) -O-, -C (= O) -NH-, -NH-, -NH-C (= NH)-(H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group. ), - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O-, the formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 -C (= O) -O -, - C (= O) -O-Y 21, [Y 21 -C (= O) -O] m '-Y 22 - or -Y 21 -O-C (= O ) -Y 22 - group represented by wherein, Y 21 and Y 22 are each independently a divalent which may have a substituent hydrocarbon group, O is an oxygen atom, m ' Is an integer from 0 to 3. ] Etc. can be mentioned.
When the divalent linking group containing a hetero atom is -C (= O) -NH-, -NH-, -NH-C (= NH)-, the H is a substituent such as an alkyl group or an acyl group. It may be replaced. The substituent (alkyl group, acyl group, etc.) preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
Formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 -C (= O) -O -, - C (= O) -O-Y 21, - [Y 21 -C ( = O) -O] m '-Y 22 - or -Y 21 -O-C (= O ) -Y 22 - in, Y 21 and Y 22 each independently have a substituent It is a good divalent hydrocarbon group. Examples of the divalent hydrocarbon group include those similar to the “divalent hydrocarbon group which may have a substituent” mentioned in the description of the divalent linking group.
As Y 21 , a linear aliphatic hydrocarbon group is preferable, a linear alkylene group is more preferable, a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is further preferable, and a methylene group or an ethylene group is particularly preferable. preferable.
As Y 22 , a linear or branched aliphatic hydrocarbon group is preferable, and a methylene group, an ethylene group or an alkyl methylene group is more preferable. The alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
Formula - [Y 21 -C (= O ) -O] m '-Y 22 - In the group represented by, m' is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, 0 Or 1 is more preferable, and 1 is particularly preferable. In other words, the formula - Examples of the group represented by the formula -Y 21 -C (= O) -O -Y 22 - - [Y 21 -C (= O) -O] m '-Y 22 represented by Groups are particularly preferred. Among them, the formula - (CH 2) a '-C (= O) -O- (CH 2) b' - a group represented by are preferred. In the formula, a'is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, further preferably 1 or 2, and most preferably 1. b'is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, further preferably 1 or 2, and most preferably 1.

なかでも、Yx01としては、2価の連結基が好ましく、ヘテロ原子を含む2価の連結基がより好ましく、エステル結合[−C(=O)−O−]、エーテル結合(−O−)、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又はこれらの組合せであることが特に好ましい。 Among them, as Yx 01 , a divalent linking group is preferable, a divalent linking group containing a heteroatom is more preferable, and an ester bond [-C (= O) -O-] and an ether bond (-O-) are preferable. , A linear or branched alkylene group, or a combination thereof is particularly preferable.

〔Rx
前記式(X1−u1−1)中、Rxは、中和性基を含む有機基である。
中和性基を含む有機基としては、レジストプレパターン表面に露出した極性基と中和により結合して、前記レジストプレパターン表面に現像液不溶性層を形成し得るものであれば特に限定されない。
中和性基を含む有機基としては、例えば、窒素原子を有する有機基が好ましい。
[Rx 1 ]
In the formula (X1-u1-1), Rx 1 is an organic group containing a neutralizing group.
The organic group containing a neutralizing group is not particularly limited as long as it can be bonded to a polar group exposed on the surface of the resist pre-pattern by neutralization to form a developer-insoluble layer on the surface of the resist pre-pattern.
As the organic group containing a neutralizing group, for example, an organic group having a nitrogen atom is preferable.

窒素原子を有する有機基としては、例えば、第一級の脂肪族アミン類、第二級の脂肪族アミン類、第三級の脂肪族アミン類、芳香族アミン類又は複素環アミン類が好適なものとして挙げられる。 As the organic group having a nitrogen atom, for example, primary aliphatic amines, secondary aliphatic amines, tertiary aliphatic amines, aromatic amines or heterocyclic amines are suitable. Listed as a thing.

脂肪族アミン類としては、エチルアミン、n−プロピルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、エチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジドデシルアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルテトラエチレンペンタミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ−sec−ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリデシルアミン、トリドデシルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルテトラエチレンペンタミン、ジメチルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2−アミノエタノール、3−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1−ブタノール、2,2,6,6,テトラメチルピペリジン、2,2,6,6,ペンタメチルピペリジン等が挙げられる。 Examples of aliphatic amines include ethylamine, n-propylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, hexylamine, cyclohexylamine, octylamine, dodecylamine, ethylenediamine, tetraethylenepentamine, dimethylamine, diethylamine, and di-n-. Propylamine, diisopropylamine, di-n-butylamine, diisobutylamine, di-sec-butylamine, dipentylamine, dihexylamine, dicyclohexylamine, dioctylamine, didodecylamine, N, N-dimethylethylenediamine, N, N-dimethyltetra Ethylenepentamine, trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, triisobutylamine, tri-sec-butylamine, tripentylamine, trihexylamine, tricyclohexylamine, triheptylamine , Trioctylamine, tridecylamine, tridodecylamine, N, N, N', N'-tetramethylmethylenediamine, N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N', N '-Tetramethyltetraethylenepentamine, dimethylethylamine, methylethylpropylamine, benzylamine, phenethylamine, benzyldimethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N, N-diethylethanolamine, tri Isopropanolamine, 2-aminoethanol, 3-amino-1-propanol, 4-amino-1-butanol, 2,2,6,6, tetramethylpiperidine, 2,2,6,6, pentamethylpiperidine and the like can be mentioned. Be done.

芳香族アミン類又は複素環アミン類としては、アニリン、ジフェニル(p−トリル)アミン、メチルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノナフタレン、ピロール、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、フラザン、ピロリン、ピロリジン、イミダゾリン、イミダゾリジン、ピリジン(好ましくは2−(2−ヒドロキシエチル)ピリジン)、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピラゾリン、ピラゾリジン、ピペリジン、ピペラジン(好ましくは1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、1−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチル]ピペラジン、モルホリン(好ましくは4−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン)、インドール、イソインドール、1H−インダゾール、インドリン、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、フタラジン、プリン、プテリジン、カルバゾール、フェナントリジン、アクリジン、フェナジン、1,10−フェナントロリン、アデニン、アデノシン、グアニン、グアノシン、ウラシル、ウリジン等が挙げられる。
これらの芳香族アミン類又は複素環アミン類は、置換基を有していてもよい。好ましい置換基としては、水酸基、アミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、ラクトン基などが挙げられる。
Examples of aromatic amines or heterocyclic amines include aniline, diphenyl (p-tolyl) amine, methyldiphenylamine, triphenylamine, phenylenediamine, naphthylamine, diaminonaphthalene, pyrrol, oxazole, thiazole, imidazole, pyrazole, frazan, and pyrrolin. , Pyrrolidine, imidazoline, imidazolidine, pyridine (preferably 2- (2-hydroxyethyl) pyridine), pyridazine, pyrimidine, pyrazine, pyrazoline, pyrazolidine, piperazine, piperazine (preferably 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, 1, -[2- (2-Hydroxyethoxy) ethyl] piperazine, morpholine (preferably 4- (2-hydroxyethyl) morpholine), indol, isoindole, 1H-indazole, indolin, quinoline, isoquinoline, cinnoline, quinazoline, quinoxaline, Examples thereof include phthalazine, purine, pteridine, carbazole, phenanthrazine, aclysine, phenazine, 1,10-phenanthroline, adenine, adenosine, guanine, guanosine, uracil and uridine.
These aromatic amines or heterocyclic amines may have a substituent. Preferred substituents include a hydroxyl group, an amino group, an alkyl group, an alkoxy group, an acyl group, an acyloxy group, an aryl group, an aryloxy group, a nitro group, a cyano group, an ester group, a lactone group and the like.

なかでも、Rxは、下記一般式(Rx−1)又は(Rx−2)のいずれかで表される基であることが好ましい。 Among them, Rx 1 is preferably a group represented by either the following general formula (Rx-1) or (Rx-2).

Figure 0006868351
[式中、Rx01〜Rx04は、それぞれ独立に、水素原子、又は、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基であり、nは0〜8の整数であり、*はYx01との結合手を示す。]
Figure 0006868351
[In the formula, Rx 01 to Rx 04 are independently hydrogen atoms or linear or branched alkyl groups, n 0 is an integer of 0 to 8, and * is Yx 01 . Show the bonder. ]

前記式中、Rx01〜Rx04の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく;具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジメチルエチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、2,2,−ジメチルブチル基等が挙げられる。
中でも、メチル基又はエチル基が好ましい。
は、0〜8の整数であり、2又は4であることが好ましい。
In the above formula, the linear or branched alkyl group of Rx 01 to Rx 04 is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or an isopropyl group. , N-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1,1-diethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 2,2 , -Dimethylbutyl group and the like.
Of these, a methyl group or an ethyl group is preferable.
n 0 is an integer from 0 to 8, preferably 2 or 4.

以下に一般式(Rx−1)で表される基の具体例を示す。以下の具体例中、*は結合手を示す。 Specific examples of the groups represented by the general formula (Rx-1) are shown below. In the following specific examples, * indicates a bond.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

前記式(Rx−2)で表される基は、環式アミンを意味している。
一般式(Rx−2)で表される基としては、下記一般式(Rx−2−1)で表される基が好ましい。下記一般式(Rx−2−1)で表される基の中でも、一般式(Rx−2−1−1)で表される基が特に好ましい。
The group represented by the formula (Rx-2) means a cyclic amine.
As the group represented by the general formula (Rx-2), the group represented by the following general formula (Rx-2-1) is preferable. Among the groups represented by the following general formula (Rx-2-1), the group represented by the general formula (Rx-2-1-1) is particularly preferable.

Figure 0006868351
[式中、Rx05〜Rx06、Rx061〜Rx064は、それぞれ独立に、水素原子、又は、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基であり、n1は0〜8の整数であり、*はYx01との結合手を示す。]
Figure 0006868351
[In the formula, Rx 05 to Rx 06 and Rx 061 to Rx 064 are each independently a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, n1 is an integer of 0 to 8, and * Indicates a bond with Yx 01. ]

Rx05〜Rx06、Rx061〜Rx064の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基としては、前記Rx01〜Rx04の説明と同様である。n1は0〜8の整数である。 The linear or branched alkyl groups of Rx 05 to Rx 06 and Rx 061 to Rx 064 are the same as those described in Rx 01 to Rx 04. n1 is an integer from 0 to 8.

以下に一般式(Rx−2)で表される基の具体例を示す。以下の具体例中、*は結合手を示す。 Specific examples of the groups represented by the general formula (Rx-2) are shown below. In the following specific examples, * indicates a bond.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

構成単位(X1−u1)としては、下記の一般式(X1−u1−11)〜(X1−u1−13)のいずれかで表される構成単位が好ましい。 As the structural unit (X1-u1), a structural unit represented by any of the following general formulas (X1-u1-11) to (X1-u1-13) is preferable.

Figure 0006868351
[式中、Rは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Rstは、水素原子又はメチル基である。Yx01’は、単結合又は2価の炭化水素基である。Rxは、中和性基を含む有機基を示す。]
Figure 0006868351
[In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms. R st is a hydrogen atom or a methyl group. Yx 01 'is a single bond or a divalent hydrocarbon group. Rx 1 represents an organic group containing a neutralizing group. ]

前記式(X1−u1−11)〜(X1−u1−13)中、R、Yx01及びRxについての説明は前記同様である。Yx01’における2価の炭化水素基は、Yx01における2価の炭化水素基についての説明と同様である。 In the formulas (X1-u1-11) to (X1-u1-13), the description of R, Yx 01 and Rx 1 is the same as described above. The divalent hydrocarbon group for Yx 01 'is similar to the description of the divalent hydrocarbon group for Yx 01.

以下に、構成単位(X1−u1)の具体例を記載する。下記の具体例中、R及びRstはそれぞれ前記同様である。 Specific examples of the structural unit (X1-u1) will be described below. In the specific examples below, R and R st are the same as described above.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
Figure 0006868351

(X1)成分が有する構成単位(X1−u1)は1種でも2種以上でもよい。
(X1)成分中の構成単位(X1−u1)の割合は、(X1)成分を構成する全構成単位に対し、1〜90モル%が好ましく、1〜30モル%がより好ましく、1〜10モル%がさらに好ましい。
構成単位(X1−u1)の割合が前記の好ましい範囲の下限値以上であると、レジストプレパターンの厚肉化効果がより得られやすくなる。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスをとりやすくなる。
The structural unit (X1-u1) contained in the component (X1) may be one type or two or more types.
The ratio of the structural unit (X1-u1) in the component (X1) is preferably 1 to 90 mol%, more preferably 1 to 30 mol%, and 1 to 10 mol% with respect to all the structural units constituting the component (X1). More preferably mol%.
When the ratio of the structural unit (X1-u1) is at least the lower limit of the above-mentioned preferable range, the thickening effect of the resist pre-pattern can be more easily obtained. On the other hand, when it is not more than the upper limit value of the above-mentioned preferable range, it becomes easy to balance with other constituent units.

構成単位(X1−u2):
構成単位(X1−u2)は、レジストプレパターンの表面に露出した極性基と架橋反応する架橋性基を含む構成単位である。
架橋性基を含む構成単位(X1−u2)を(X1)成分が有していることで、工程Cにおいて、当該架橋性基とレジストプレパターンの表面に露出した極性基とが架橋して、レジストプレパターン表面に現像液不溶性層が容易に形成される。
構成単位(X1−u2)中の架橋性基は、工程Aで形成されるレジストプレパターンの種類を勘案して適宜選択される。この架橋性基としては、例えば、イソシアナート保護剤の残基、ヒドロキシフェニル基等が挙げられる。
Structural unit (X1-u2):
The structural unit (X1-u2) is a structural unit containing a crosslinkable group that undergoes a crosslink reaction with a polar group exposed on the surface of the resist prepattern.
Since the component (X1) has a structural unit (X1-u2) containing a crosslinkable group, in step C, the crosslinkable group and the polar group exposed on the surface of the resist prepattern are crosslinked. A developer-insoluble layer is easily formed on the surface of the resist pre-pattern.
The crosslinkable group in the structural unit (X1-u2) is appropriately selected in consideration of the type of resist prepattern formed in step A. Examples of the crosslinkable group include residues of an isocyanate protective agent, a hydroxyphenyl group and the like.

好ましい構成単位(X1−u2)としては、例えば、下記一般式(X1−u2−1)で表される構成単位が挙げられる。 As a preferable structural unit (X1-u2), for example, a structural unit represented by the following general formula (X1-u2-1) can be mentioned.

Figure 0006868351
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Ys01は単結合又は2価の連結基である。Rs01は、イソシアナート保護剤の残基を示す。]
Figure 0006868351
[In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms. Ys 01 is a single bond or divalent linking group. Rs 01 indicates the residue of the isocyanate protective agent. ]

前記式(X1−u2−1)中、Rについての説明は、前記一般式(X1−u1−1)中のRに関する説明と同様である。 The description of R in the formula (X1-u2-1) is the same as the description of R in the general formula (X1-u1-1).

前記式(X1−u2−1)中、Ys01は、単結合又は2価の連結基である。Ys01における2価の連結基の説明は、前記一般式(X1−u1−1)中のYx01で説明した2価の連結基の説明と同様である。前記Yx01で説明した2価の連結基のなかでも、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基が好ましく、炭素数1〜10の直鎖状の脂肪族炭化水素基、又は炭素数3〜10の分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましい。
前記直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH−]、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]等が挙げられる。
前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3〜10であることが好ましく、3〜6がより好ましく、3又は4がさらに好ましく、3が最も好ましい。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−C(CHCH−CH−等のアルキルエチレン基;−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
In the formula (X1-u2-1), Ys 01 is a single bond or a divalent linking group. The description of the divalent linking group in Ys 01 is the same as the description of the divalent linking group described in Yx 01 in the general formula (X1-u1-1). Among the divalent linking groups described in Yx 01 , a divalent hydrocarbon group which may have a substituent is preferable, and a linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms is preferable. A branched aliphatic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms is preferable.
The linear aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, further preferably 1 to 4 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, a linear alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [−CH 2 −], an ethylene group [− (CH 2 ) 2 −], and a trimethylene group [ − (CH 2 ) 3 −], tetramethylene group [− (CH 2 ) 4 −], pentamethylene group [− (CH 2 ) 5 −] and the like can be mentioned.
The branched-chain aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6, further preferably 3 or 4, and most preferably 3.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, a branched alkylene group is preferable, and specifically, -CH (CH 3 )-, -CH (CH 2 CH 3 )-, and -C (CH 3 ). Alkylene methylene groups such as 2- , -C (CH 3 ) (CH 2 CH 3 )-, -C (CH 3 ) (CH 2 CH 2 CH 3 )-, -C (CH 2 CH 3 ) 2-, etc.;- CH (CH 3 ) CH 2- , -CH (CH 3 ) CH (CH 3 )-, -C (CH 3 ) 2 CH 2- , -CH (CH 2 CH 3 ) CH 2- , -C (CH 2) CH 3) 2 -CH 2 - alkyl groups such as; -CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 - alkyl trimethylene groups such as; -CH (CH 3) Examples thereof include alkylalkylene groups such as alkyltetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 − and −CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 −. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.

前記式(X1−u2−1)中、Rs01は、イソシアナート保護剤の残基を示す。
保護剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、o−イソプロピルフェノール、p−tert−ブチルフェノール等のブチルフェノール、p−tert−オクチルフェノール、ノニルフェノール、ジノニルフェノール、スチレン化フェノール、オキシ安息香酸エステル、チモール、p−ナフトール、p−ニトロフェノール、p−クロロフェノール等のフェノール系;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、ベンジルアルコール、フェニルセロソルブ、フルフリルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系;ブチルメルカプタン、チオフェノール、tert−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン系;ジフェニルアミン、フェニルナフチルアミン、アニリン、カルバゾール等のアミン系;アセトアニリド、アセトアニシジド、酢酸アミド、ベンズアミド等の酸アミド系;ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム、β−プロピオラクタム等のラクタム系;コハク酸イミド、マレイン酸イミド等の酸イミド系;イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール等のイミダゾール系;ピラゾール、3、5−ジメチル−1H−ピラゾール等のピラゾール系;尿素、チオ尿素、エチレン尿素等の尿素系;N−フェニルカルバミン酸フェニル、2−オキサゾリドン等のカルバミド酸塩系;エチレンイミン、ポリエチレンイミン、プロパン―2−イミン等のイミン系;ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、メチルイソブチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム系;重亜硫酸ソーダ、重亜硫酸カリウム等の重亜硫酸塩系等が挙げられる。
これらの保護剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
In the formula (X1-u2-1), Rs 01 represents the residue of the isocyanate protective agent.
Examples of the protective agent include butylphenols such as phenol, cresol, xylenol, ethylphenol, o-isopropylphenol and p-tert-butylphenol, p-tert-octylphenol, nonylphenol, dinonylphenol, styrenated phenol and oxybenzoic acid ester. Phenolic compounds such as timol, p-naphthol, p-nitrophenol, p-chlorophenol; methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol, methyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl carbitol, benzyl alcohol, phenyl cellosolve, furfuryl alcohol, Alcohols such as cyclohexanol; active oximes such as dimethyl malonate, diethyl malate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, acetylacetone; mercaptans such as butyl mercaptan, thiophenol, tert-dodecyl mercaptan; diphenylamine, phenylnaphthylamine, Amin-based products such as aniline and carbazole; acid-amide-based products such as acetoanilide, acetoaniside, acetic acid amide and benzamide; Acidimides such as acidimides; imidazoles such as imidazoles, 2-methylimidazoles, 2-ethylimidazoles; pyrazoles such as pyrazoles, 3,5-dimethyl-1H-pyrazols; ureas such as urea, thiourea and ethyleneurea. System: Carbamidate system such as phenyl N-phenylcarbamate, 2-oxazolidone; Imide system such as ethyleneimine, polyethyleneimine, propan-2-imine; formaldehyde, acetaldoxime, acetoxime, methylethylketooxime, methyl Oxime-based substances such as isobutyl ketooxime and cyclohexanone oxime; diome-based salts such as sodium bisulfite and potassium bisulfite can be mentioned.
These protective agents may be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、フェノール系、ラクタム系、アルコール系、オキシム系、ピラゾール系、イミン系が好ましく、ノニルフェノール、スチレン化フェノール、オキシ安息香酸エステル、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、ε−カプロラクタム、ピラゾール、3、5−ジメチル−1H−ピラゾール、プロパン―2−イミンが特に好ましい。
「イソシアナート保護剤の残基」とは、上記の保護剤から水素原子を除去した基である。
Among these, phenol-based, lactam-based, alcohol-based, oxime-based, pyrazole-based, and imine-based are preferable, and nonylphenol, styrenated phenol, oxybenzoic acid ester, acetoxime, methylethylketooxime, ε-caprolactam, pyrazole, 3, 5 -Dimethyl-1H-pyrazol and propan-2-imine are particularly preferred.
The "isocyanate protective agent residue" is a group obtained by removing a hydrogen atom from the above-mentioned protective agent.

Rs01におけるイソシアネート保護剤の残基として、より具体的には、含窒素環式基が好適な基として挙げられる。
Rs01における含窒素環式基としては、例えば、下記の一般式(bc−r−1)〜(bc−r−8)のいずれかで表される基が挙げられる。
More specifically, a nitrogen-containing cyclic group is mentioned as a suitable group as the residue of the isocyanate protective agent in Rs 01.
Examples of the nitrogen-containing cyclic group in Rs 01 include a group represented by any of the following general formulas (bc-r-1) to (bc-r-8).

Figure 0006868351
[式中、Rs001は炭素数1〜5のアルキル基である。nは0〜3の整数である。*は結合手を示す。]
Figure 0006868351
[In the formula, Rs 001 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. n 2 is an integer from 0 to 3. * Indicates a bond. ]

Rs001の炭素数1〜5のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基が挙げられ、メチル基又はエチル基であることが好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of Rs 001 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and a pentyl group, and a methyl group or an ethyl group is preferable.

以下に、構成単位(X1−u2)の具体例を記載する。下記の具体例中、Rは前記同様である。 Specific examples of the structural unit (X1-u2) will be described below. In the specific examples below, R is the same as described above.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

工程Dで、レジストプレパターンを被覆するポリマー膜を解離温度以上に加熱すると、(X1)成分が有する構成単位(X1−u2)中の保護基が脱離して、イソシアネート基が生成する。このイソシアネート基が、レジストプレパターン表面の極性基と作用して架橋反応が進行するため、レジストプレパターンを厚肉化することができる。 When the polymer film covering the resist prepattern is heated to the dissociation temperature or higher in step D, the protecting group in the structural unit (X1-u2) of the component (X1) is desorbed to generate an isocyanate group. Since this isocyanate group acts on the polar group on the surface of the resist prepattern to promote the cross-linking reaction, the resist prepattern can be thickened.

(X1)成分が有する構成単位(X1−u2)は1種でも2種以上でもよい。
(X1)成分中の構成単位(X1−u2)の割合は、(X1)成分を構成する全構成単位に対し、1〜90モル%が好ましく、1〜30モル%がより好ましく、1〜10モル%がさらに好ましい。
構成単位(X1−u2)の割合が前記の好ましい範囲の下限値以上であると、レジストプレパターンの厚肉化効果がより得られやすくなる。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスをとりやすくなる。
The structural unit (X1-u2) contained in the component (X1) may be one type or two or more types.
The ratio of the structural unit (X1-u2) in the component (X1) is preferably 1 to 90 mol%, more preferably 1 to 30 mol%, and 1 to 10 mol% with respect to all the structural units constituting the component (X1). More preferably mol%.
When the ratio of the structural unit (X1-u2) is at least the lower limit of the above-mentioned preferable range, the thickening effect of the resist pre-pattern can be more easily obtained. On the other hand, when it is not more than the upper limit value of the above-mentioned preferable range, it becomes easy to balance with other constituent units.

その他構成単位:
(X1)成分は、構成単位(X1−u1)又は構成単位(X1−u2)に加えて、さらに、その他構成単位を有してもよい。
その他構成単位としては、例えば、スチレン骨格を有する構成単位、後述の構成単位(a3)、構成単位(a4)又は下記一般式(a9−1)で表される構成単位(a9)等が挙げられる。
Other building blocks:
The component (X1) may further have other structural units in addition to the structural unit (X1-u1) or the structural unit (X1-u2).
Examples of other structural units include a structural unit having a styrene skeleton, a structural unit (a3) described later, a structural unit (a4), and a structural unit (a9) represented by the following general formula (a9-1). ..

・・スチレン骨格を有する構成単位(以下これを「構成単位(st)」という。)
(X1)成分は、構成単位(X1−u1)又は構成単位(X1−u2)に加えて、さらに、構成単位(st)を有するものが好ましい。構成単位(st)を有することで、レジストプレパターンをより効率的に厚肉化できる。
.. A structural unit having a styrene skeleton (hereinafter referred to as "constituent unit (st)")
The component (X1) preferably has a structural unit (st) in addition to the structural unit (X1-u1) or the structural unit (X1-u2). By having the structural unit (st), the resist pre-pattern can be thickened more efficiently.

構成単位(st)としては、ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体又はスチレンから誘導される構成単位が挙げられる。
ヒドロキシスチレンのベンゼン環に結合した水酸基の数は、1、2又は3であることが好ましく、1であることがより好ましい。
好ましい構成単位(st)としては、下記一般式(I)で表される構成単位(st1)又は下記一般式(II)で表される構成単位(st2)が挙げられる。
Examples of the structural unit (st) include hydroxystyrene, a hydroxystyrene derivative, or a structural unit derived from styrene.
The number of hydroxyl groups bonded to the benzene ring of hydroxystyrene is preferably 1, 2 or 3, and more preferably 1.
Preferred structural units (st) include the structural unit (st1) represented by the following general formula (I) or the structural unit (st2) represented by the following general formula (II).

Figure 0006868351
[式(I)中、Rstは水素原子又はメチル基を表し、m01は1〜3の整数を表す。式(II)中、Rstは水素原子又はメチル基を表し、R01は炭素数1〜5のアルキル基を表し、m02は0または1〜3の整数を表す。]
Figure 0006868351
[In formula (I), R st represents a hydrogen atom or a methyl group, and m 01 represents an integer of 1 to 3. In formula (II), R st represents a hydrogen atom or a methyl group, R 01 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and m 02 represents an integer of 0 or 1 to 3. ]

前記式(I)中、Rstは、水素原子又はメチル基であり、水素原子であることが好ましい。
01は、1〜3の整数であり、1であることが好ましい。
水酸基の置換位置は、o−位、m−位、p−位のいずれでもよい。容易に入手可能で低価格であることから、m01が1であり、かつ、p−位に水酸基を有するものが好ましい。m01が2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
In the formula (I), R st is a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
m 01 is an integer of 1 to 3, and is preferably 1.
The hydroxyl group substitution position may be any of the o-position, the m-position, and the p-position. Since it is easily available and inexpensive, it is preferable that m 01 is 1 and that it has a hydroxyl group at the p-position. When m 01 is 2 or 3, any substitution position can be combined.

前記式(II)中、Rstは、水素原子又はメチル基であり、水素原子であることが好ましい。
上記R01は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的には、メチル基又はエチル基が好ましい。
In the formula (II), R st is a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
R 01 is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, or a pentyl. Examples include groups, isopentyl groups, neopentyl groups and the like. Industrially, a methyl group or an ethyl group is preferable.

上記m02は、0または1〜3の整数である。これらのうち、m02は0または1であることが好ましく、特に工業上0であることが好ましい。
なお、m02が1である場合には、R01の置換位置は、o−位、m−位、p−位のいずれでもよく、さらに、m02が2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
The above m 02 is an integer of 0 or 1-3. Of these, m 02 is preferably 0 or 1, and is particularly preferably industrially 0.
When m 02 is 1, the replacement position of R 01 may be any of the o-position, m-position, and p-position, and when m 02 is 2 or 3, it is arbitrary. Replacement positions can be combined.

(X1)成分が有する構成単位(st)は1種でも2種以上でもよい。
(X1)成分が構成単位(st)を有する場合、(X1)成分中の構成単位(st)の割合は、(X1)成分を構成する全構成単位に対し、10モル%以上が好ましく、70〜99モル%がより好ましく、90〜99モル%がさらに好ましい。
The structural unit (st) contained in the component (X1) may be one type or two or more types.
When the component (X1) has a structural unit (st), the ratio of the structural unit (st) in the component (X1) is preferably 10 mol% or more, preferably 70 mol% or more, based on all the structural units constituting the component (X1). ~ 99 mol% is more preferred, and 90-99 mol% is even more preferred.

・・構成単位(a9)
構成単位(a9)は、下記一般式(a9−1)で表される構成単位である。
・ ・ Structural unit (a9)
The structural unit (a9) is a structural unit represented by the following general formula (a9-1).

Figure 0006868351
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Ya91は単結合または2価の連結基であり、R91は置換基を有していてもよい炭化水素基であり、Ya92は2価の連結基である。]
Figure 0006868351
[In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms. Ya 91 is a single bond or a divalent linking group, R 91 is a hydrocarbon group which may have a substituent, and Ya 92 is a divalent linking group. ]

前記式(a9−1)中、Rは、前記と同様である。
前記式(a9−1)中、Ya91における2価の連結基は、前記式(X1−u1−1)中のYx01における2価の連結基と同様のものが挙げられる。Ya91は、単結合であることが好ましい。
In the formula (a9-1), R is the same as described above.
In the formula (a9-1), the divalent linking group in Ya 91 may be the same as the divalent linking group in Yx 01 in the formula (X1-u1-1). Ya 91 is preferably a single bond.

前記式(a9−1)中、Ya92における2価の連結基は、上記Ya91における2価の連結基と同様、前記式(X1−u1−1)中のYx01における2価の連結基(置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等)と同様のものが挙げられる。
前記式(a9−1)中のYa92における2価の連結基において、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基としては、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましい。
また、式(a9−1)中のYa92における2価の連結基において、ヘテロ原子を有していてもよい2価の連結基としては、−C(=O)−、−C(=S)−が好ましい。
In the formula (a9-1), the divalent linking group in Ya 92 is the divalent linking group in Yx 01 in the formula (X1-u1-1), similarly to the divalent linking group in Ya 91. (A divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, etc.) and the same can be mentioned.
In the divalent linking group in Ya 92 in the above formula (a9-1), the divalent hydrocarbon group which may have a substituent is a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Is preferable.
Further, in the divalent linking group in Ya 92 in the formula (a9-1), the divalent linking group which may have a hetero atom is -C (= O)-, -C (= S). )-Preferably.

前記式(a9−1)中、R91における炭化水素基としては、アルキル基、1価の脂環式炭化水素基、アリール基、アラルキル基などが挙げられる。
91におけるアルキル基は、炭素数1〜8が好ましく、炭素数1〜6がより好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましく、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等が好ましいものとして挙げられる。
91における1価の脂環式炭化水素基は、炭素数3〜20が好ましく、炭素数3〜12がより好ましく、多環式でもよく、単環式でもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
91におけるアリール基は、炭素数6〜18であるものが好ましく、炭素数6〜10であるものがより好ましく、具体的にはフェニル基が特に好ましい。
91におけるアラルキル基は、炭素数7〜10のアラルキル基が好ましく、炭素数7〜10のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基が挙げられる。
In the formula (a9-1), examples of the hydrocarbon group in R 91 include an alkyl group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group, an aryl group, and an aralkyl group.
The alkyl group in R 91 preferably has 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, further preferably 1 to 4 carbon atoms, and may be linear or branched. Specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group and the like are preferable.
The monovalent alicyclic hydrocarbon group in R 91 preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms, and may be a polycyclic type or a monocyclic type. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclobutane, cyclopentane, and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane is preferably one having 7 to 12 carbon atoms, specifically. Examples thereof include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
The aryl group in R 91 preferably has 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms, and specifically preferably a phenyl group.
The arylyl group in R 91 is preferably an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and the aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms includes a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group and a 1-naphthyl group. Arylalkyl groups such as an ethyl group and a 2-naphthylethyl group can be mentioned.

91における炭化水素基は、置換基を有していてもよい。該置換基としては、ハロゲン原子、オキソ基(=O)、水酸基(−OH)、アミノ基(−NH)、−SO−NH等が挙げられる。
91における炭化水素基は、当該炭化水素基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていることが好ましく、当該炭化水素基の水素原子の30〜100%がフッ素原子で置換されていることがより好ましい。なかでも、上述したアルキル基の水素原子の全部がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基であることが特に好ましい。
The hydrocarbon group in R 91 may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an oxo group (= O), a hydroxyl group (-OH), an amino group (-NH 2 ), -SO 2- NH 2 and the like.
The hydrocarbon group in R 91 preferably has a part or all of the hydrogen atom of the hydrocarbon group substituted with a fluorine atom, and 30 to 100% of the hydrogen atom of the hydrocarbon group is substituted with a fluorine atom. Is more preferable. Among them, it is particularly preferable that all the hydrogen atoms of the above-mentioned alkyl group are perfluoroalkyl groups substituted with fluorine atoms.

また、R91における炭化水素基を構成する炭素原子の一部は、ヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−NH−、−N=、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−が挙げられる。
91において、置換基を有する炭化水素基としては、後述の一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基が挙げられる。
また、R91において、置換基を有する炭化水素基としては、後述の一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基;下記化学式で表される、置換アリール基、1価の複素環式基などが挙げられる。
以下の式中、「*」はYa92との結合手を示す。
Further, a part of the carbon atoms constituting the hydrocarbon group in R 91 may be substituted with a substituent containing a hetero atom. Substituents containing the heteroatom include -O-, -NH-, -N =, -C (= O) -O-, -S-, -S (= O) 2-, -S (= O). ) 2- O- can be mentioned.
In R 91 , examples of the hydrocarbon group having a substituent include lactone-containing cyclic groups represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described later.
Further, in R 91, examples of the hydrocarbon group having a substituent, -SO 2 respectively represented by the general formula below (a5-r-1) ~ (a5-r-4) - containing cyclic group; following Examples thereof include a substituted aryl group represented by a chemical formula and a monovalent heterocyclic group.
In the following formula, "*" indicates a bond with Ya 92.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

構成単位(a9)としては、下記一般式(a9−1−1)で表される構成単位であることが好ましい。 The structural unit (a9) is preferably a structural unit represented by the following general formula (a9-1-1).

Figure 0006868351
[式中、Rは前記と同様であり、Ya91は単結合または2価の連結基であり、R91は置換基を有していてもよい炭化水素基であり、R92は酸素原子又は硫黄原子である。]
Figure 0006868351
[In the formula, R is the same as above, Ya 91 is a single bond or divalent linking group, R 91 is a hydrocarbon group which may have a substituent, and R 92 is an oxygen atom or It is a sulfur atom. ]

前記式(a9−1−1)中、Ya91、R91、Rについての説明は前記同様である。また、R92は酸素原子又は硫黄原子である。 In the above formula (a9-1-1), the description of Ya 91 , R 91 , and R is the same as described above. Further, R 92 is an oxygen atom or a sulfur atom.

以下に、構成単位(a9)の具体例を示す。下記式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。 A specific example of the structural unit (a9) is shown below. In the following formula, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
Figure 0006868351

(X1)成分が有する構成単位(a9)は1種でも2種以上でもよい。
(X1)成分が構成単位(a9)を有する場合、(X1)成分中の構成単位(a9)の割合は、(X1)成分を構成する全構成単位に対し、1モル%以上が好ましく、5〜50モル%がより好ましく、10〜40モル%がさらに好ましい。
The structural unit (a9) contained in the component (X1) may be one type or two or more types.
When the component (X1) has a constituent unit (a9), the ratio of the constituent unit (a9) in the component (X1) is preferably 1 mol% or more with respect to all the constituent units constituting the component (X1). ~ 50 mol% is more preferred, and 10-40 mol% is even more preferred.

本実施形態において、(X1)成分は、レジストプレパターンの厚肉化の効果がより安定に得られやすいことから、レジストプレパターンの表面に露出した極性基と中和反応する中和性基を含む構成単位(X1−u1)を有する高分子化合物が好ましく、構成単位(X1−u1)と構成単位(st)とを有する高分子化合物がより好ましい。この中でも、構成単位(X1−u1)と構成単位(st2)とを有する高分子化合物が特に好ましい。 In the present embodiment, the component (X1) has a neutralizing group that neutralizes with the polar group exposed on the surface of the resist pre-pattern because the effect of thickening the resist pre-pattern can be obtained more stably. A polymer compound having a constituent unit (X1-u1) containing the constituent unit (X1-u1) is preferable, and a polymer compound having a constituent unit (X1-u1) and a constituent unit (st) is more preferable. Among these, a polymer compound having a structural unit (X1-u1) and a structural unit (st2) is particularly preferable.

構成単位(X1−u1)と構成単位(st)とのモル比率は、構成単位(X1−u1)/構成単位(st)=1/99〜50/50が好ましく、1/99〜30/70がより好ましく、1/99〜20/80がさらに好ましい。
かかるモル比率が前記の好ましい範囲内であると、レジストプレパターンを厚肉化する効果が向上しやすくなる。
The molar ratio of the structural unit (X1-u1) to the structural unit (st) is preferably 1/99 to 50/50, preferably 1/99 to 30/70. Is more preferable, and 1/99 to 20/80 is even more preferable.
When the molar ratio is within the above-mentioned preferable range, the effect of thickening the resist pre-pattern is likely to be improved.

(X1)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではないが、1000〜200000が好ましく、より好ましくは1000〜100000、さらに好ましくは1000〜50000である。(X1)成分のMwが高いほど、厚肉化部分の幅(シュリンクボリューム:S.V.)をより大きく調整でき、厚肉化の効果が得られやすくなる。
(X1)成分の分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、1.50以下が好ましく、1.45以下がより好ましく、1.40以下がさらに好ましく、1.30以下が特に好ましい。
The weight average molecular weight (Mw) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) of the component (X1) is not particularly limited, but is preferably 1000 to 200,000, more preferably 1000 to 100,000, and further preferably 1000. ~ 50,000. The higher the Mw of the component (X1), the larger the width (shrink volume: S.V.) of the thickened portion can be adjusted, and the thicker effect can be easily obtained.
The dispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) of the component (X1) is preferably 1.50 or less, more preferably 1.45 or less, further preferably 1.40 or less, and particularly preferably 1.30 or less.

(X1)成分としては、狭分散化が図れて、レジストプレパターンを厚肉化する効果がより高められることから、リビング重合によって得られるものを用いることが好ましい。好ましいリビング重合の方法としては、リビングアニオン重合、リビングラジカル重合が挙げられ、レジストプレパターンを厚肉化する効果がさらに高められることから、リビングアニオン重合が好ましい。
パターン厚肉化用ポリマー組成物中、かかる(X1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
As the component (X1), it is preferable to use a component (X1) obtained by living polymerization because it can be narrowly dispersed and the effect of thickening the resist pre-pattern is further enhanced. Preferred living anionic polymerization methods include living anionic polymerization and living radical polymerization, and living anionic polymerization is preferable because the effect of thickening the resist prepattern is further enhanced.
In the polymer composition for thickening the pattern, the component (X1) may be used alone or in combination of two or more.

≪(X2)成分≫
パターン厚肉化用ポリマー組成物が含有する(X)成分は、レジストプレパターンの厚肉化の前後におけるパターン形状を制御する点から、上述の(X1)成分以外の高分子化合物(以下「(X2)成分」という。)を併有してもよい。
≪ (X2) component ≫
The component (X) contained in the polymer composition for thickening the pattern controls the pattern shape before and after the thickening of the resist pre-pattern, and thus is a polymer compound other than the above-mentioned component (X1) (hereinafter, "(. X2) component ") may also be present.

(X2)成分としては、特に限定されず、例えば、レジストプレパターンの厚肉化機能を有しないもの(工程Dにおいて、レジストプレパターン表面に現像液不溶性層を形成し得ないポリマー)が挙げられる。
(X2)成分としては、後述の構成単位(a1)、構成単位(a2)、構成単位(a3)、構成単位(a4)、前記構成単位(st)及び下記一般式(a5−1)で表される構成単位(a5)からなる群より選択される少なくとも一種を有するものが挙げられる。
The component (X2) is not particularly limited, and examples thereof include those having no thickening function of the resist pre-pattern (a polymer that cannot form a developer-insoluble layer on the surface of the resist pre-pattern in step D). ..
The component (X2) is represented by the structural unit (a1), the structural unit (a2), the structural unit (a3), the structural unit (a4), the structural unit (st), and the following general formula (a5-1), which will be described later. Examples include those having at least one selected from the group consisting of the constituent units (a5) to be formed.

Figure 0006868351
[式中、Rは前記と同様であり、Ra51は炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基である。]
Figure 0006868351
[In the formula, R is the same as described above, and Ra 51 is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a linear or branched alkyl fluorinated chain having 1 to 5 carbon atoms. Is the basis. ]

前記式(a5−1)中、Rは前記同様である。
前記式(a5−1)中、Ra51は、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は、炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基である。
炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。
炭素数1〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基としては、前記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。
In the formula (a5-1), R is the same as described above.
In the above formula (a5-1), Ra 51 is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Is.
Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, and an isopentyl group. Examples include neopentyl groups.
Examples of the linear or branched alkyl fluorinated group having 1 to 5 carbon atoms include a group in which a part or all of hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with a fluorine atom.

(X2)成分は、共重合体であってもよく、ホモポリマーであってもよい。
(X2)成分が共重合体である場合、構成単位(a1)〜(a5)からなる群より選択される少なくとも1種を有することが好ましく、構成単位(a3)及び構成単位(a4)からなる群より選択される少なくとも1種を有することがより好ましい。
(X2)成分がホモポリマーである場合、構成単位(a5)又は構成単位(st)を有することが好ましい。
具体的には、(X2)成分としては、構成単位(a3)及び構成単位(a4)からなる共重合体、構成単位(a4)及び構成単位(a5)からなる共重合体、構成単位(a1)及び構成単位(a3)からなる共重合体、構成単位(a1)、(a2)及び(a3)からなる共重合体、構成単位(a5)からなるホモポリマー、構成単位(st)からなるホモポリマーが好ましい。
The component (X2) may be a copolymer or a homopolymer.
When the component (X2) is a copolymer, it is preferable to have at least one selected from the group consisting of the structural units (a1) to (a5), and it is composed of the structural unit (a3) and the structural unit (a4). It is more preferable to have at least one selected from the group.
When the component (X2) is a homopolymer, it preferably has a structural unit (a5) or a structural unit (st).
Specifically, the component (X2) includes a copolymer composed of the structural unit (a3) and the structural unit (a4), a copolymer composed of the structural unit (a4) and the structural unit (a5), and the structural unit (a1). ) And the copolymer composed of the constituent unit (a3), the copolymer composed of the constituent units (a1), (a2) and (a3), the homopolymer composed of the constituent unit (a5), and the homo composed of the constituent unit (st). Polymers are preferred.

(X2)成分が共重合体の場合、(X2)成分中の構成単位(a1)〜(a5)、(st)の割合は、特に限定されず、(X2)成分を構成する全構成単位に対し、それぞれ1〜99モル%の範囲で適宜調整することができる。 When the component (X2) is a copolymer, the proportions of the structural units (a1) to (a5) and (st) in the component (X2) are not particularly limited, and all the structural units constituting the component (X2) are used. On the other hand, each can be appropriately adjusted in the range of 1 to 99 mol%.

(X2)成分は、各構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソ酪酸ジメチルのようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって得ることができる。 The component (X2) can be obtained by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN) or dimethyl azobisisobutyrate, for example, as a monomer for inducing each structural unit.

(X2)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000〜1000000が好ましく、1500〜500000がより好ましく、2000〜300000が最も好ましい。
(X2)成分の重量平均分子量を上記の範囲とすることにより、パターンを良好に厚肉化することができる。
The weight average molecular weight (Mw) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) of the component (X2) is not particularly limited, and is preferably 1000 to 1000,000, more preferably 1,500 to 500,000, and most preferably 2000 to 300,000. preferable.
By setting the weight average molecular weight of the component (X2) in the above range, the pattern can be satisfactorily thickened.

パターン厚肉化用ポリマー組成物中、(X2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 In the polymer composition for thickening the pattern, the component (X2) may be used alone or in combination of two or more.

パターン厚肉化用ポリマー組成物において、(X)成分が(X1)成分と(X2)成分とを併有する場合、両者の質量比は、(X1)成分/(X2)成分=1/99〜99/1であることが好ましく、5/95〜95/5であることがより好ましく、10/90〜90/10であることがさらに好ましい。 In the polymer composition for thickening the pattern, when the component (X) has both the component (X1) and the component (X2), the mass ratio of the components is (X1) component / (X2) component = 1/99 to It is preferably 99/1, more preferably 5/95 to 95/5, and even more preferably 10/90 to 90/10.

<溶剤成分(Sp)>
本実施形態において、溶剤成分(Sp)(以下「(Sp)成分」ともいう。)は、レジストプレパターンを溶解しない溶剤成分であって、沸点が150℃以上、かつ、logP値が0.4以下である有機溶剤(Sp1)(以下「(Sp1)成分」ともいう。)を含む。
(Sp)成分は、1種が単独で用いられたものでもよいし、2種以上が併用されたものでもよい。2種以上の溶剤が併用された混合溶剤の場合、この混合溶剤がレジストプレパターンを溶解しないものであればよく、レジストプレパターンを溶解し得る溶剤が当該混合溶剤に含まれていてもよい。
<Solvent component (Sp)>
In the present embodiment, the solvent component (Sp) (hereinafter, also referred to as “(Sp) component”) is a solvent component that does not dissolve the resist prepattern, has a boiling point of 150 ° C. or higher, and has a logP value of 0.4. It contains the following organic solvent (Sp1) (hereinafter, also referred to as “(Sp1) component”).
As the (Sp) component, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. In the case of a mixed solvent in which two or more kinds of solvents are used in combination, it is sufficient that the mixed solvent does not dissolve the resist pre-pattern, and the mixed solvent may contain a solvent capable of dissolving the resist pre-pattern.

≪有機溶剤(Sp1)≫
(Sp1)成分は、沸点が150℃以上の有機溶剤であり、沸点が150〜250℃の有機溶剤が好ましく、沸点が150〜210℃の有機溶剤がより好ましい。
沸点が前記の好ましい範囲の下限値以上にある有機溶剤を用いることにより、シュリンクボリューム(S.V.)を高められやすくなる。一方、沸点が前記の好ましい範囲の上限値以下にある有機溶剤を用いることにより、レジストプレパターンの溶解がより抑制される。
≪Organic solvent (Sp1) ≫
The component (Sp1) is an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher, preferably an organic solvent having a boiling point of 150 to 250 ° C., and more preferably an organic solvent having a boiling point of 150 to 210 ° C.
By using an organic solvent having a boiling point equal to or higher than the lower limit of the above-mentioned preferable range, the shrink volume (SV) can be easily increased. On the other hand, by using an organic solvent having a boiling point equal to or lower than the upper limit of the above preferable range, dissolution of the resist prepattern is further suppressed.

(Sp1)成分の沸点とは、1atm(101325Pa)のときの沸点をいう。 The boiling point of the component (Sp1) means the boiling point at 1 atm (101325 Pa).

また、(Sp1)成分は、logP値が0.4以下であり、logP値が−2.0〜0.4が好ましく、−1.0〜0.4がより好ましい。
logP値が前記のような上限値以下にある有機溶剤を用いることにより、シュリンクボリューム(S.V.)を高められやすくなる。加えて、logP値が前記の好ましい範囲内にある有機溶剤を用いることにより、レジストプレパターンの厚肉化効果がより得られやすくなる。
The (Sp1) component has a logP value of 0.4 or less, preferably a logP value of −2.0 to 0.4, and more preferably −1.0 to 0.4.
By using an organic solvent having a logP value of not more than the upper limit as described above, the shrink volume (SV) can be easily increased. In addition, by using an organic solvent having a logP value within the above-mentioned preferable range, the effect of thickening the resist pre-pattern can be more easily obtained.

ここでいう「logP値」とは、オクタノール/水分配係数(Pow)の対数値をいう。「logP値」は、広範囲の化合物に対し、その親水性/疎水性を特徴づけることのできる有効なパラメータである。一般的には、実験によらず計算によって分配係数は求められ、本発明においては、CS ChemDraw Ultra Ver.8.0 software package(Crippen’s fragmentation method)により計算された値を示す。
logP値が0をはさんでプラス側に大きくなると疎水性が増し、マイナス側で絶対値が大きくなると水溶性が増す(高極性である)ことを意味する。logP値は、有機化合物の水溶性と負の相関があり、有機化合物の親疎水性を見積もるパラメータとして広く利用されている。
The "logP value" here means the logarithmic value of the octanol / water partition coefficient (Power). The "logP value" is an effective parameter capable of characterizing the hydrophilicity / hydrophobicity of a wide range of compounds. In general, the partition coefficient can be obtained by calculation regardless of the experiment, and in the present invention, CS ChemDraw Ultra Ver. The value calculated by 8.0 software package (Crippen's fragmentation method) is shown.
When the logP value increases on the positive side across 0, the hydrophobicity increases, and when the absolute value increases on the negative side, the water solubility increases (high polarity). The logP value has a negative correlation with the water solubility of the organic compound, and is widely used as a parameter for estimating the affinity hydrophobicity of the organic compound.

以下に、(Sp1)成分の具体例を示す。 Specific examples of the (Sp1) component are shown below.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

有機溶剤(Sp1)−1:沸点204℃、logP値−0.6
有機溶剤(Sp1)−2:沸点166℃、logP値−0.3
有機溶剤(Sp1)−3:沸点244℃、logP値−0.9
有機溶剤(Sp1)−4:沸点153℃、logP値−0.8
有機溶剤(Sp1)−5:沸点218℃、logP値0.4
有機溶剤(Sp1)−6:沸点201℃、logP値−0.1
有機溶剤(Sp1)−7:沸点240℃、logP値−0.5
有機溶剤(Sp1)−8:沸点155℃、logP値−0.0
有機溶剤(Sp1)−9:沸点170℃、logP値−0.1
有機溶剤(Sp1)−10:沸点181℃、logP値0.4
有機溶剤(Sp1)−11:沸点191℃、logP値−0.1
Organic solvent (Sp1) -1: Boiling point 204 ° C, logP value -0.6
Organic solvent (Sp1) -2: Boiling point 166 ° C, logP value -0.3
Organic solvent (Sp1) -3: Boiling point 244 ° C, logP value -0.9
Organic solvent (Sp1) -4: Boiling point 153 ° C., logP value -0.8
Organic solvent (Sp1) -5: Boiling point 218 ° C, logP value 0.4
Organic solvent (Sp1) -6: Boiling point 201 ° C., logP value -0.1
Organic solvent (Sp1) -7: Boiling point 240 ° C., logP value -0.5
Organic solvent (Sp1) -8: Boiling point 155 ° C, logP value -0.0
Organic solvent (Sp1) -9: Boiling point 170 ° C., logP value -0.1
Organic solvent (Sp1) -10: Boiling point 181 ° C, logP value 0.4
Organic solvent (Sp1)-11: Boiling point 191 ° C., logP value -0.1

パターン厚肉化用ポリマー組成物中、かかる(Sp1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Sp1)成分は、上記の(Sp1)−1、(Sp1)−2、(Sp1)−3、(Sp1)−4及び(Sp1)−5からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、(Sp1)−1を含むものが特に好ましい。
(Sp)成分中の(Sp1)成分の割合は、0質量%を超え、5質量%以下であり、好ましくは0.1〜5質量%、より好ましくは0.5〜5質量%、さらに好ましくは1〜5質量%である。
(Sp1)成分の割合が、前記の範囲内であれば、シュリンクボリューム(S.V.)が高められる。また、前記範囲の上限値以下であると、レジストプレパターンの溶解が抑制され、一方、前記範囲の下限値以上であると、シュリンクボリューム(S.V.)がより高められやすくなる。
In the polymer composition for thickening the pattern, one such (Sp1) component may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
The component (Sp1) is preferably at least one selected from the group consisting of (Sp1) -1, (Sp1) -2, (Sp1) -3, (Sp1) -4 and (Sp1) -5 described above. Those containing (Sp1) -1 are particularly preferable.
The ratio of the (Sp1) component to the (Sp) component is more than 0% by mass and 5% by mass or less, preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass, still more preferably. Is 1 to 5% by mass.
When the ratio of the (Sp1) component is within the above range, the shrink volume (SV) is increased. Further, when it is not more than the upper limit value of the above range, dissolution of the resist pre-pattern is suppressed, while when it is more than the lower limit value of the above range, the shrink volume (SV) is more likely to be increased.

≪有機溶剤(Sp2)≫
(Sp)成分は、上述の(Sp1)成分以外の溶剤成分((Sp2)成分)を併用してもよい。
(Sp2)成分は、レジストプレパターンを溶解せず、(Sp1)成分との相溶性を有するものであれば特に限定されず、水であっても有機溶剤であってもよく、パターン厚肉化用ポリマー組成物材料又はレジスト組成物に応じて適宜選択することができる。
(Sp2)成分として水を用いる場合には、純水が好ましい。
≪Organic solvent (Sp2) ≫
As the (Sp) component, a solvent component ((Sp2) component) other than the above-mentioned (Sp1) component may be used in combination.
The component (Sp2) is not particularly limited as long as it does not dissolve the resist prepattern and has compatibility with the component (Sp1), and may be water or an organic solvent, and the pattern may be thickened. Polymer composition for use Can be appropriately selected depending on the material or resist composition.
When water is used as the (Sp2) component, pure water is preferable.

(Sp2)成分として有機溶剤を用いる場合には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤が挙げられる。
ケトン系溶剤は、構造中にC−C(=O)−Cを含む有機溶剤である。エステル系溶剤は、構造中にC−C(=O)−O−Cを含む有機溶剤である。アルコール系溶剤は、構造中にアルコール性水酸基を含む有機溶剤である。「アルコール性水酸基」は、脂肪族炭化水素基の炭素原子に結合した水酸基を意味する。アミド系溶剤は、構造中にアミド基を含む有機溶剤である。エーテル系溶剤は、構造中にC−O−Cを含む有機溶剤である。
これらの中でも、(Sp2)成分として有機溶剤を用いる場合には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤又はエーテル系溶剤が好ましい。
When an organic solvent is used as the (Sp2) component, examples thereof include a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, and an ether solvent.
The ketone solvent is an organic solvent containing CC (= O) -C in its structure. The ester solvent is an organic solvent containing CC (= O) -OC in its structure. The alcohol solvent is an organic solvent containing an alcoholic hydroxyl group in its structure. "Alcoholic hydroxyl group" means a hydroxyl group bonded to a carbon atom of an aliphatic hydrocarbon group. The amide-based solvent is an organic solvent containing an amide group in its structure. The ether solvent is an organic solvent containing COC in its structure.
Among these, when an organic solvent is used as the (Sp2) component, a ketone solvent, an ester solvent or an ether solvent is preferable.

ケトン系溶剤としては、例えば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、イオノン、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、メチルアミルケトン(2−ヘプタノン)等が挙げられる。これらの中でも、ケトン系溶剤としては、メチルアミルケトン(2−ヘプタノン)が好ましい。 Examples of the ketone solvent include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutylketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone and methylethylketone. , Methylisobutylketone, acetylacetone, ionone, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, methylamylketone (2-heptanone) and the like. Among these, as the ketone solvent, methyl amylketone (2-heptanone) is preferable.

エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、2−メトキシブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、4−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−エチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート等が挙げられる。これらの中でも、エステル系溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸ブチルが好ましい。 Examples of the ester solvent include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, ethyl methoxy acetate, ethyl ethoxyacetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, and ethylene glycol mono. Propyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl Acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3-methoxybutyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4-ethoxybutyl acetate, 4- Propoxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl acetate, 2-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-4-methoxypentyl acetate Acetate, 4-methyl-4-methoxypentylacetate, propylene glycol diacetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, butyl lactate, propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate, methyl pyruvate, pyruvate Ethyl, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, isopropyl propionate, methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl-3-methoxypropionate, ethyl Examples thereof include -3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, and propyl-3-methoxypropionate. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate and butyl acetate are preferable as the ester solvent.

エーテル系溶剤としては、例えば、ジエチルエーテル、1−(イソペンチルオキシ)−3−メチルブタン、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。これらの中でも、エーテル系溶剤としては、1−(イソペンチルオキシ)−3−メチルブタンが好ましい。 Examples of the ether solvent include diethyl ether, 1- (isopentyloxy) -3-methylbutanoic acid, diisopropyl ether, tetrahydrofuran and the like. Among these, 1- (isopentyloxy) -3-methylbutano is preferable as the ether solvent.

パターン厚肉化用ポリマー組成物中、かかる(Sp2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記の中でも、(Sp)成分は、レジストプレパターンを溶解しないという観点から、エステル系溶剤がさらに好ましく、酢酸ブチルが特に好ましい。
(Sp)成分に占める(Sp2)成分の割合は、95質量%以上が好ましく、95〜99.9質量%がより好ましく、95〜99.5質量%がさらに好ましく、95〜99質量%が特に好ましい。
In the polymer composition for thickening the pattern, one such (Sp2) component may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
Among the above, the (Sp) component is more preferably an ester solvent, and particularly preferably butyl acetate, from the viewpoint of not dissolving the resist prepattern.
The ratio of the (Sp2) component to the (Sp) component is preferably 95% by mass or more, more preferably 95 to 99.9% by mass, further preferably 95 to 99.5% by mass, and particularly preferably 95 to 99% by mass. preferable.

パターン厚肉化用ポリマー組成物の全固形分濃度(溶剤成分を除く総質量)は、パターン厚肉化用ポリマー組成物の総量(100質量%)に対して、好ましくは0.1〜20質量%、より好ましくは0.1〜10質量%、さらに好ましくは0.1〜5質量%である。 The total solid content concentration (total mass excluding the solvent component) of the pattern thickening polymer composition is preferably 0.1 to 20% by mass with respect to the total amount (100% by mass) of the pattern thickening polymer composition. %, More preferably 0.1 to 10% by mass, still more preferably 0.1 to 5% by mass.

<その他成分>
本実施形態のパターン厚肉化用ポリマー組成物は、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて、上述の高分子化合物(X)、溶剤成分(Sp)成分以外のその他成分を含有してもよい。
その他成分としては、例えば界面活性剤、可塑剤、光反応性物質等が挙げられる。
<Other ingredients>
The polymer composition for thickening the pattern of the present embodiment contains other components other than the above-mentioned polymer compound (X) and solvent component (Sp), if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. You may.
Examples of other components include surfactants, plasticizers, photoreactive substances and the like.

上述した工程Aでのレジストプレパターンの形成においては、レジストプレパターンの表面に、レジスト組成物が含有する基材成分の脱保護等によりカルボン酸等の極性基が露出した状態となる。また、現像の後に、通常、付着液の除去、又は支持体とレジスト膜との密着性の向上を目的として、例えば100℃程度のベーク処理(ポストベーク)が行われ、これによって、レジストプレパターン上に付着している現像液又はリンス液が充分に除去される。
このように、レジストプレパターンが乾燥すると、レジストプレパターンの表面に露出した極性基においては、極性基間の相互作用が強まり、複数の極性基同士がまとまって二量化等が起こる。極性基の二量化等が起きているレジストプレパターンは、二量化等が起きていないレジストプレパターンに比べて、パターン厚肉化用ポリマー組成物中の高分子化合物が有する官能基との相互作用が弱く、厚肉化の効果が低い、と考えられる。
本実施形態のレジストパターン形成方法では、高分子化合物(X)と、所定量の有機溶剤(Sp1)を含む溶剤成分((Sp)成分)と、を含有するパターン厚肉化用ポリマー組成物が用いられる。このように、所定量の有機溶剤(Sp1)の配合によって、レジストパターン形成の際、レジストプレパターンの表面では、二量体等となった極性基が濡れて単量化する(レジストプレパターンの表面が改質する)。このため、レジストプレパターン表面に露出する極性基と、高分子化合物(X)が有する官能基と、の相互作用が強められ、厚肉化の効果が得られやすくなる。
以上により、本実施形態のレジストパターン形成方法によれば、より微細なパターンを形成できると推測される。
In the formation of the resist pre-pattern in the above-mentioned step A, polar groups such as carboxylic acid are exposed on the surface of the resist pre-pattern due to deprotection of the base material component contained in the resist composition or the like. Further, after the development, for the purpose of removing the adhering liquid or improving the adhesion between the support and the resist film, for example, a baking treatment (post-baking) at about 100 ° C. is performed, whereby the resist pre-pattern is performed. The developer or rinse solution adhering to the top is sufficiently removed.
As described above, when the resist pre-pattern is dried, the interaction between the polar groups is strengthened in the polar groups exposed on the surface of the resist pre-pattern, and the plurality of polar groups are grouped together to cause dimerization or the like. The resist pre-pattern in which the polar group is dimerized or the like interacts with the functional group of the polymer compound in the polymer composition for thickening the pattern as compared with the resist pre-pattern in which the dimerization or the like does not occur. It is considered that the thickness is weak and the effect of thickening is low.
In the resist pattern forming method of the present embodiment, a polymer composition for thickening a pattern containing a polymer compound (X) and a solvent component ((Sp) component) containing a predetermined amount of an organic solvent (Sp1) is used. Used. In this way, by blending a predetermined amount of the organic solvent (Sp1), when the resist pattern is formed, the polar groups that have become dimers or the like get wet on the surface of the resist pre-pattern and become a single quantity (the surface of the resist pre-pattern). Is modified). Therefore, the interaction between the polar group exposed on the surface of the resist pre-pattern and the functional group of the polymer compound (X) is strengthened, and the effect of thickening can be easily obtained.
From the above, it is presumed that a finer pattern can be formed according to the resist pattern forming method of the present embodiment.

(レジスト組成物)
本実施形態のレジストパターン形成方法における工程Aで用いることが可能なレジスト組成物は、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するレジスト組成物であることが好ましい。
レジスト組成物は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)(以下「(A)成分」ともいう。)を含有していることが好ましい。
かかるレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対して選択的露光を行うと、露光部では酸が発生し、該酸の作用により(A)成分の現像液に対する溶解性が変化する一方で、未露光部では(A)成分の現像液に対する溶解性が変化しないため、露光部と未露光部との間で現像液に対する溶解性の差が生じる。そのため、該レジスト膜を現像すると、当該レジスト組成物がポジ型の場合は露光部が溶解除去されてポジ型のレジストパターンが形成され、当該レジスト組成物がネガ型の場合は未露光部が溶解除去されてネガ型のレジストパターンが形成される。
本明細書においては、露光部が溶解除去されてポジ型レジストパターンを形成するレジスト組成物をポジ型レジスト組成物といい、未露光部が溶解除去されるネガ型レジストパターンを形成するレジスト組成物をネガ型レジスト組成物という。
本実施形態において、レジスト組成物は、ポジ型レジスト組成物であってもよく、ネガ型レジスト組成物であってもよい。
また、本実施形態において、レジスト組成物は、レジストパターン形成時の現像処理にアルカリ現像液を用いるアルカリ現像プロセス用であってもよく、該現像処理に有機溶剤を含む現像液(有機系現像液)を用いる溶剤現像プロセス用であってもよいが、溶剤現像プロセス用であることが好ましい。
(Resist composition)
The resist composition that can be used in step A in the resist pattern forming method of the present embodiment is a resist composition that generates an acid by exposure and whose solubility in a developing solution changes by the action of the acid. preferable.
The resist composition preferably contains a base material component (A) (hereinafter, also referred to as "component (A)") whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid.
When a resist film is formed using such a resist composition and selective exposure is performed on the resist film, an acid is generated in the exposed portion, and the action of the acid makes the component (A) soluble in a developing solution. On the other hand, since the solubility of the component (A) in the developing solution does not change in the unexposed portion, a difference in solubility in the developing solution occurs between the exposed portion and the unexposed portion. Therefore, when the resist film is developed, if the resist composition is a positive type, the exposed portion is dissolved and removed to form a positive type resist pattern, and if the resist composition is a negative type, the unexposed portion is dissolved. It is removed to form a negative resist pattern.
In the present specification, a resist composition in which an exposed portion is dissolved and removed to form a positive resist pattern is referred to as a positive resist composition, and a resist composition for forming a negative resist pattern in which an unexposed portion is dissolved and removed. Is called a negative resist composition.
In the present embodiment, the resist composition may be a positive resist composition or a negative resist composition.
Further, in the present embodiment, the resist composition may be used for an alkaline developing process in which an alkaline developing solution is used for the developing process at the time of forming the resist pattern, and the developing solution (organic developing solution) containing an organic solvent in the developing process. ) May be used for a solvent developing process, but it is preferably for a solvent developing process.

前記のレジスト組成物は、露光により酸を発生する酸発生能を有するものであり、(A)成分が露光により酸を発生してもよく、(A)成分とは別に配合された添加剤成分が露光により酸を発生してもよい。
具体的には、本実施形態において、レジスト組成物は、
(1)露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という。)を含有するものであってもよく;
(2)(A)成分が露光により酸を発生する成分であってもよく;
(3)(A)成分が露光により酸を発生する成分であり、かつ、さらに(B)成分を含有するものであってもよい。
すなわち、上記(2)及び(3)の場合、(A)成分は、「露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分」となる。(A)成分が露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分である場合、後述する(A1)成分が、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する高分子化合物であることが好ましい。このような高分子化合物としては、露光により酸を発生する構成単位を有する樹脂を用いることができる。露光により酸を発生する構成単位としては、公知のものを用いることができる。
本実施形態において、レジスト組成物は、上記(1)の場合のものが特に好ましい。
The resist composition has an acid-generating ability to generate an acid by exposure, and the component (A) may generate an acid by exposure, and an additive component compounded separately from the component (A). May generate acid upon exposure.
Specifically, in the present embodiment, the resist composition is
(1) It may contain an acid generator component (B) (hereinafter referred to as "component (B)") that generates an acid upon exposure;
(2) The component (A) may be a component that generates an acid upon exposure;
(3) The component (A) may be a component that generates an acid upon exposure and may further contain a component (B).
That is, in the cases of (2) and (3) above, the component (A) is "a base material component that generates an acid by exposure and whose solubility in a developing solution changes by the action of the acid". When the component (A) is a base material component that generates an acid by exposure and whose solubility in a developing solution changes due to the action of the acid, the component (A1) described later generates an acid by exposure and the solubility in the developer changes. It is preferably a polymer compound whose solubility in a developing solution changes due to the action of an acid. As such a polymer compound, a resin having a structural unit that generates an acid upon exposure can be used. As the structural unit that generates an acid by exposure, a known one can be used.
In the present embodiment, the resist composition is particularly preferably the one in the case of (1) above.

≪(A)成分≫
本実施形態において、「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物であり、好ましくは分子量が500以上の有機化合物が用いられる。該有機化合物の分子量が500以上であることにより、膜形成能が向上し、加えて、ナノレベルの感光性樹脂パターンを形成しやすい。
基材成分として用いられる有機化合物は、非重合体と重合体とに大別される。
非重合体としては、通常、分子量が500以上4000未満のものが用いられる。以下、「低分子化合物」という場合は、分子量が500以上4000未満の非重合体を示す。
重合体としては、通常、分子量が1000以上のものが用いられる。以下、「樹脂」という場合は、分子量が1000以上の重合体を示す。
重合体の分子量としては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量を用いるものとする。
(A)成分としては、樹脂を用いてもよく、低分子化合物を用いてもよく、これらを併用してもよい。
(A)成分は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するものである。
また、本実施形態において(A)成分は、露光により酸を発生するものでもよい。
≪ (A) component ≫
In the present embodiment, the "base material component" is an organic compound having a film-forming ability, and an organic compound having a molecular weight of 500 or more is preferably used. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film forming ability is improved, and in addition, a nano-level photosensitive resin pattern is easily formed.
Organic compounds used as base material components are roughly classified into non-polymers and polymers.
As the non-polymer, those having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 are usually used. Hereinafter, the term "low molecular weight compound" refers to a non-polymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4000.
As the polymer, a polymer having a molecular weight of 1000 or more is usually used. Hereinafter, the term "resin" refers to a polymer having a molecular weight of 1000 or more.
As the molecular weight of the polymer, the polystyrene-equivalent weight average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography) shall be used.
As the component (A), a resin may be used, a low molecular weight compound may be used, or these may be used in combination.
The component (A) has a change in solubility in a developing solution due to the action of an acid.
Further, in the present embodiment, the component (A) may be one that generates an acid by exposure.

本実施形態において、(A)成分は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(以下「構成単位(a1)」ともいう。)を有する高分子化合物(A1)((A1)成分)を含んでいることが好ましい。
(A1)成分は、構成単位(a1)に加えて、ラクトン含有環式基、−SO−含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位(以下「構成単位(a2)」ともいう。)、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(以下「構成単位(a3)」ともいう。)を有してもよい。
In the present embodiment, the component (A) is a polymer compound (A1) having a structural unit containing an acid-degradable group whose polarity is increased by the action of an acid (hereinafter, also referred to as “constituent unit (a1)”) (( It is preferable that A1) component) is contained.
(A1) component, in addition to the structural unit (a1), the lactone-containing cyclic group, -SO 2 - also referred to as structural unit containing an containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group (hereinafter "structural unit (a2)" ), It may have a structural unit containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (hereinafter, also referred to as “constituent unit (a3)”).

構成単位(a1):
構成単位(a1)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位である。
「酸分解性基」は、酸の作用により、当該酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合が開裂し得る酸分解性を有する基である。
酸の作用により極性が増大する酸分解性基としては、たとえば、酸の作用により分解して極性基を生じる基が挙げられる。ここで生じる極性基が、工程Aで形成されるレジストプレパターンの表面に露出する極性基となる。
極性基としては、たとえばカルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(−SOH)等が挙げられる。これらのなかでも、スルホ基または構造中に−OHを含有する極性基(以下「OH含有極性基」ということがある。)が好ましく、スルホ基、カルボキシ基または水酸基が好ましく、カルボキシ基が特に好ましい。
酸分解性基としてより具体的には、前記極性基が酸解離性基で保護された基(たとえばOH含有極性基の水素原子を、酸解離性基で保護した基)が挙げられる。
ここで「酸解離性基」とは、
(i)酸の作用により、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る酸解離性を有する基、又は、
(ii)酸の作用により一部の結合が開裂した後、さらに脱炭酸反応が生じることにより、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る基、
の双方をいう。
酸分解性基を構成する酸解離性基は、当該酸解離性基の解離により生成する極性基よりも極性の低い基であることが必要で、これにより、酸の作用により該酸解離性基が解離した際に、該酸解離性基よりも極性の高い極性基が生じて極性が増大する。その結果、(A1)成分全体の極性が増大する。極性が増大することにより、相対的に、現像液に対する溶解性が変化し、現像液が有機系現像液の場合には溶解性が減少する。
Structural unit (a1):
The structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-degradable group whose polarity is increased by the action of an acid.
An "acid-degradable group" is a group having an acid-degradable property in which at least a part of the bonds in the structure of the acid-degradable group can be cleaved by the action of an acid.
Examples of the acid-degradable group whose polarity is increased by the action of an acid include a group which is decomposed by the action of an acid to produce a polar group. The polar group generated here becomes a polar group exposed on the surface of the resist prepattern formed in step A.
Examples of the polar group include a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, a sulfo group (-SO 3 H) and the like. Among these, a sulfo group or a polar group containing −OH in the structure (hereinafter, may be referred to as “OH-containing polar group”) is preferable, a sulfo group, a carboxy group or a hydroxyl group is preferable, and a carboxy group is particularly preferable. ..
More specific examples of the acid-degradable group include a group in which the polar group is protected by an acid-dissociable group (for example, a group in which a hydrogen atom of an OH-containing polar group is protected by an acid-dissociable group).
Here, the term "acid dissociative group" is used.
(I) A group having acid dissociation that allows the bond between the acid dissociating group and an atom adjacent to the acid dissociating group to be cleaved by the action of an acid, or a group having acid dissociation.
(Ii) A group capable of cleaving a bond between the acid dissociative group and an atom adjacent to the acid dissociative group by causing a decarboxylation reaction after a part of the bond is cleaved by the action of an acid. ,
Refers to both.
The acid dissociable group constituting the acid-degradable group needs to be a group having a lower polarity than the polar group produced by the dissociation of the acid-dissociable group, whereby the acid-dissociable group is affected by the action of the acid. When is dissociated, a polar group having a higher polarity than the acid dissociative group is generated and the polarity is increased. As a result, the polarity of the entire (A1) component increases. As the polarity increases, the solubility in the developer changes relatively, and when the developer is an organic developer, the solubility decreases.

酸解離性基としては、特に限定されず、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものを使用することができる。
上記極性基のうち、カルボキシ基または水酸基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−1)で表される酸解離性基(以下、便宜上「アセタール型酸解離性基」ということがある)が挙げられる。
The acid dissociable group is not particularly limited, and those previously proposed as an acid dissociative group of the base resin for a chemically amplified resist can be used.
Among the above polar groups, the acid dissociable group that protects the carboxy group or the hydroxyl group includes, for example, an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-1) (hereinafter, for convenience, “acetal-type acid dissociative”. (Sometimes called "group").

Figure 0006868351
[式中、Ra’、Ra’は水素原子またはアルキル基、Ra’は炭化水素基、Ra’は、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成してもよい。]
Figure 0006868351
Wherein, Ra '1, Ra' 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group, Ra '3 is a hydrocarbon group, Ra' 3 is, Ra '1, Ra' 2 of bonded either to form a ring Good. ]

式(a1−r−1)中、Ra’、Ra’のアルキル基としては、上記α置換アクリル酸エステルについての説明で、α位の炭素原子に結合してもよい置換基として挙げたアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。 Wherein (a1-r-1), as the Ra '1, Ra' 2 alkyl groups, in the description of the α-substituted acrylic acid esters, mentioned as α-position substituent which may be bonded to the carbon atoms of Similar to the alkyl group, a methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is most preferable.

Ra’の炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基がより好ましく;直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジメチルエチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、2,2,−ジメチルブチル基等が挙げられる。 The ra '3 hydrocarbon group is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, the alkyl group is more preferably 1 to 10 carbon atoms; preferably a linear or branched alkyl group, specifically, , Methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1,1-diethylpropyl group , 2,2-dimethylpropyl group, 2,2, -dimethylbutyl group and the like.

Ra’が環状の炭化水素基となる場合、脂肪族でも芳香族でもよく、また多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜8のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。 If Ra '3 is a cyclic hydrocarbon group may be aliphatic or aromatic and may be a polycyclic, and may be monocyclic. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 8 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane, cyclohexane, and cyclooctane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane is preferably a polycycloalkane having 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane. , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

芳香族炭化水素基となる場合、含まれる芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基);前記アリール基の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基);等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
In the case of an aromatic hydrocarbon group, the aromatic ring contained is specifically an aromatic hydrocarbon ring such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, or phenanthrene; Aromatic heterocycles partially substituted with heteroatoms; etc. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom and the like.
Specifically, the aromatic hydrocarbon group is a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group); a group in which one of the hydrogen atoms of the aryl group is substituted with an alkylene group (for example). , Arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group); and the like. The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.

Ra’が、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成する場合、該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。 Ra '3 is, ra' 1, if ra '2 of bonded either to form a ring, a cyclic group, 4- to 7-membered ring is preferred, 4 to 6-membered ring is more preferable. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.

上記極性基のうち、カルボキシ基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−2)で表される酸解離性基が挙げられる(下記式(a1−r−2)で表される酸解離性基のうち、アルキル基により構成されるものを、以下、便宜上「第3級アルキルエステル型酸解離性基」ということがある)。 Among the above polar groups, examples of the acid dissociable group that protects the carboxy group include an acid dissociative group represented by the following general formula (a1-r-2) (the following formula (a1-r-2). ), Which is composed of an alkyl group, may be hereinafter referred to as a "tertiary alkyl ester type acid dissociative group" for convenience).

Figure 0006868351
[式中、Ra’〜Ra’は炭化水素基であり、Ra’、Ra’は互いに結合して環を形成してもよい。]
Figure 0006868351
Wherein, Ra '4 ~Ra' 6 is a hydrocarbon group, Ra '5, Ra' 6 may be bonded to each other to form a ring. ]

Ra’〜Ra’の炭化水素基としては前記Ra’と同様のものが挙げられる。Ra’は炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましい。Ra’、Ra’が互いに結合して環を形成する場合、下記一般式(a1−r2−1)で表される基が挙げられる。
一方、Ra’〜Ra’が互いに結合せず、独立した炭化水素基である場合、下記一般式(a1−r2−2)で表される基が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group Ra '4 ~Ra' 6 include the same as the Ra '3. Ra '4 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Ra If '5, Ra' 6 are bonded to each other to form a ring, a group represented by the following general formula (a1-r2-1).
On the other hand, Ra '4 ~Ra' 6 are not bonded to each other, when an independent hydrocarbon groups include groups represented by the following general formula (a1-r2-2).

Figure 0006868351
[式中、Ra’10は炭素数1〜10のアルキル基、Ra’11はRa’10が結合した炭素原子と共に脂肪族環式基を形成する基、Ra’12〜Ra’14は、それぞれ独立に炭化水素基を示す。]
Figure 0006868351
Wherein, Ra '10 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Ra' 11 is' group to form an aliphatic cyclic group together with the carbon atom to which 10 are bonded, Ra 'Ra 12 to Ra' 14 each Independently shows a hydrocarbon group. ]

式(a1−r2−1)中、Ra’10の炭素数1〜10のアルキル基のアルキル基は、式(a1−r−1)におけるRa’の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基として挙げた基が好ましい。式(a1−r2−1)中、Ra’11が構成する脂肪族環式基は、式(a1−r−1)におけるRa’の環状のアルキル基として挙げた基が好ましい。 Wherein (a1-r2-1), Ra 'alkyl group of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms 10, Ra in formula (a1-r-1)' a linear or branched alkyl group of 3 The groups listed as are preferred. Wherein (a1-r2-1), Ra 'aliphatic cyclic group 11 is configured, Ra in formula (a1-r-1)' group listed as a cyclic alkyl group of 3 is preferred.

式(a1−r2−2)中、Ra’12及びRa’14はそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましく、該アルキル基は、式(a1−r−1)におけるRa’の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基として挙げた基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状アルキル基であることがさらに好ましく、メチル基またはエチル基であることが特に好ましい。
式(a1−r2−2)中、Ra’13は、式(a1−r−1)におけるRa’の炭化水素基として例示された直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基であることが好ましい。これらの中でも、Ra’の環状のアルキル基として挙げられた基であることがより好ましい。
Wherein (a1-r2-2), it is preferable that Ra is '12 and Ra' 14 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, the alkyl group, Ra in formula (a1-r-1) The group listed as the linear or branched alkyl group of '3 is more preferable, the linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable, and the methyl group or the ethyl group is particularly preferable. ..
Wherein (a1-r2-2) that, Ra '13 has the formula (a1-r-1) in the Ra' 3 of the illustrated linear hydrocarbon group, branched or cyclic alkyl group Is preferable. Among these, it is more preferably a group listed as a cyclic alkyl group of Ra '3.

前記式(a1−r2−1)の具体例を以下に挙げる。以下の式中、「*」は結合手を示す。 Specific examples of the above formula (a1-r2-1) are given below. In the following formula, "*" indicates a bond.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

前記式(a1−r2−2)の具体例を以下に挙げる。 Specific examples of the above formula (a1-r2-2) are given below.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

また、上記極性基のうち水酸基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−3)で表される酸解離性基(以下、便宜上「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」ということがある)が挙げられる。 Among the polar groups, the acid dissociable group that protects the hydroxyl group includes, for example, an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-3) (hereinafter, for convenience, “tertiary alkyloxycarbonylic acid”. (Sometimes referred to as a dissociative group).

Figure 0006868351
[式中、Ra’〜Ra’はアルキル基を示す。]
Figure 0006868351
Wherein, Ra '7 ~Ra' 9 is an alkyl group. ]

式(a1−r−3)中、Ra’〜Ra’は炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、1〜3がより好ましい。
また、各アルキル基の合計の炭素数は、3〜7であることが好ましく、3〜5であることがより好ましく、3〜4であることが最も好ましい。
Wherein (a1-r-3), Ra '7 ~Ra' 9 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, 1 to 3 is more preferable.
The total carbon number of each alkyl group is preferably 3 to 7, more preferably 3 to 5, and most preferably 3 to 4.

構成単位(a1)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位;ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位の水酸基における水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位;ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位の−C(=O)−OHにおける水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位等が挙げられる。 The structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and the polarity is increased by the action of an acid. A structural unit containing a degradable group; a structural unit in which at least a part of hydrogen atoms in a hydroxyl group of a structural unit derived from a hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative is protected by a substituent containing the acid-degradable group; vinyl benzoic acid or Examples thereof include a structural unit in which at least a part of hydrogen atoms in -C (= O) -OH, which is a structural unit derived from a vinyl benzoic acid derivative, is protected by a substituent containing the acid-degradable group.

構成単位(a1)としては、上記のなかでも、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
構成単位(a1)として、下記一般式(a1−1)又は(a1−2)で表される構成単位が好ましい。
Among the above, the structural unit (a1) is preferably a structural unit derived from an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent.
As the structural unit (a1), a structural unit represented by the following general formula (a1-1) or (a1-2) is preferable.

Figure 0006868351
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Vaはエーテル結合、ウレタン結合、又はアミド結合を有していてもよい2価の炭化水素基であり、na1は0〜2であり、Raは上記式(a1−r−1)〜(a1−r−2)で表される酸解離性基である。Waはna2+1価の炭化水素基であり、na2は1〜3であり、Raは上記式(a1−r−1)または(a1−r−3)で表される酸解離性基である。]
Figure 0006868351
[In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms. Va 1 is a divalent hydrocarbon group which may have an ether bond, a urethane bond, or an amide bond, na 1 is 0 to 2, and Ra 1 is the above formula (a1-r-1) to. It is an acid dissociative group represented by (a1-r-2). Wa 1 is a n a2 + 1 valent hydrocarbon group, n a2 is 1 to 3, and Ra 2 is an acid dissociative group represented by the above formula (a1-r-1) or (a1-r-3). Is the basis. ]

前記一般式(a1−1)中、炭素数1〜5のアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該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、特にフッ素原子が好ましい。
Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基が最も好ましい。
In the general formula (a1-1), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, a methyl group, an ethyl group, or the like. Examples thereof include propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. The alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which a part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferable.
As R, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is most preferable from the viewpoint of industrial availability.

前記式(a1−1)中、Vaは、エーテル結合、ウレタン結合、又はアミド結合を有していてもよい2価の炭化水素基である。
Vaの炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。
In the formula (a1-1), Va 1 is a divalent hydrocarbon group which may have an ether bond, a urethane bond, or an amide bond.
The hydrocarbon group of Va 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. Aliphatic hydrocarbon groups mean hydrocarbon groups that do not have aromaticity.

・脂肪族炭化水素基
Vaにおける2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
Vaとしては、上記2価の炭化水素基がエーテル結合又はアミド結合を有するものが挙げられる。
-Alphatic Hydrocarbon Group The aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
More specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group having a ring in the structure, and the like.
Examples of Va 1 include those in which the divalent hydrocarbon group has an ether bond or an amide bond.

・・直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基
前記直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH−]、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]等が挙げられる。
前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3〜10であることが好ましく、3〜6がより好ましく、3又は4がさらに好ましく、3が最も好ましい。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−C(CHCH−CH−等のアルキルエチレン基;−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
Linear or branched aliphatic hydrocarbon group The linear aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and 1 to 4 carbon atoms. More preferably, 1 to 3 are most preferable.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, a linear alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [−CH 2 −], an ethylene group [− (CH 2 ) 2 −], and a trimethylene group [ − (CH 2 ) 3 −], tetramethylene group [− (CH 2 ) 4 −], pentamethylene group [− (CH 2 ) 5 −] and the like can be mentioned.
The branched-chain aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6, further preferably 3 or 4, and most preferably 3.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, a branched alkylene group is preferable, and specifically, -CH (CH 3 )-, -CH (CH 2 CH 3 )-, and -C (CH 3 ). Alkylene methylene groups such as 2- , -C (CH 3 ) (CH 2 CH 3 )-, -C (CH 3 ) (CH 2 CH 2 CH 3 )-, -C (CH 2 CH 3 ) 2-, etc.;- CH (CH 3 ) CH 2- , -CH (CH 3 ) CH (CH 3 )-, -C (CH 3 ) 2 CH 2- , -CH (CH 2 CH 3 ) CH 2- , -C (CH 2) CH 3) 2 -CH 2 - alkyl groups such as; -CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 - alkyl trimethylene groups such as; -CH (CH 3) Examples thereof include alkylalkylene groups such as alkyltetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 − and −CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 −. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.

・・構造中に環を含む脂肪族炭化水素基
前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、前記と同様のものが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
An aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure The aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure is an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring). , A group in which an alicyclic hydrocarbon group is bonded to the end of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group Examples include groups intervening in. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include the same groups as described above.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be a polycyclic type or a monocyclic type. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane is preferably a polycycloalkane having 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane. , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

・芳香族炭化水素基
芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。
前記Vaにおける2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基は、炭素数が3〜30が好ましく、5〜30がより好ましく、5〜20がさらに好ましく、6〜15が特に好ましく、6〜10が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基、好ましくはフェニレン基、ナフチレン基);前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基);等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
-Aromatic hydrocarbon group An aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
The aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, further preferably 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 10 is most preferable. However, the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent.
Specific examples of the aromatic ring contained in the aromatic hydrocarbon group include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; some of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are hetero. Aromatic heterocycles substituted with atoms; etc. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom and the like.
Specifically, as the aromatic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring (arylene group, preferably a phenylene group or a naphthylene group); a hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring. A group in which one of the hydrogen atoms of the removed group (aryl group) is substituted with an alkylene group (for example, a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, 2 -A group obtained by removing one more hydrogen atom from an aryl group in an arylalkyl group such as a naphthylethyl group); and the like. The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.

前記式(a1−2)中、Waにおけるna2+1価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。該脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味し、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基、或いは直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基と構造中に環を含む脂肪族炭化水素基とを組み合わせた基が挙げられ、具体的には、上述の式(a1−1)中のVaと同じ基が挙げられる。
前記na2+1価は、2〜4価が好ましく、2又は3価がより好ましい。
In the formula (a1-2), n a2 +1 monovalent hydrocarbon group for Wa 1 may be an aliphatic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity, and may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, and a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples thereof include a group in which a ring-containing aliphatic hydrocarbon group is combined in the structure, and specifically, the same group as Va 1 in the above-mentioned formula (a1-1) can be mentioned.
The na2 + 1 valence is preferably 2 to 4 valence, more preferably 2 or 3 valence.

前記式(a1−2)としては、特に、下記一般式(a1−2−01)で表される構成単位が好ましい。 As the formula (a1-2), a structural unit represented by the following general formula (a1-2-01) is particularly preferable.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

式(a1−2−01)中、Raは上記式(a1−r−1)または(a1−r−3)で表される酸解離性基である。na2は1〜3の整数であり、1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。cは0〜3の整数であり、0又は1であることが好ましく、1であることがより好ましい。Rは前記と同じである。 In the formula (a1-2-01), Ra 2 is an acid dissociative group represented by the above formula (a1-r-1) or (a1-r-3). n a2 is an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, and more preferably 1. c is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, more preferably 1. R is the same as above.

以下に上記式(a1−1)、(a1−2)の具体例を示す。以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。 Specific examples of the above formulas (a1-1) and (a1-2) are shown below. In each of the following formulas, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
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Figure 0006868351
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Figure 0006868351
Figure 0006868351

(A1)成分中の構成単位(a1)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位に対し、20〜80モル%が好ましく、20〜75モル%がより好ましく、25〜70モル%がさらに好ましい。構成単位(a1)の割合を下限値以上とすることによって、感度、解像性、LWR等のリソグラフィー特性も向上する。また、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。 The ratio of the structural unit (a1) in the component (A1) is preferably 20 to 80 mol%, more preferably 20 to 75 mol%, and 25 to 70 mol% with respect to all the structural units constituting the component (A1). Is even more preferable. By setting the ratio of the structural unit (a1) to the lower limit value or more, the lithography characteristics such as sensitivity, resolution, and LWR are also improved. Further, by setting the value to the upper limit or less, it is possible to balance with other structural units.

構成単位(a2):
構成単位(a2)は、ラクトン含有環式基、−SO−含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位である。
構成単位(a2)のラクトン含有環式基、−SO−含有環式基又はカーボネート含有環式基は、(A1)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高める上で有効なものである。
本実施形態において、(A1)成分は、構成単位(a2)を有していることが好ましい。
なお、前記構成単位(a1)がその構造中にラクトン含有環式基、−SO−含有環式基又はカーボネート含有環式基を含むものである場合、該構成単位は構成単位(a2)にも該当するが、このような構成単位は構成単位(a1)に該当し、構成単位(a2)には該当しないものとする。
Structural unit (a2):
The structural unit (a2), a lactone-containing cyclic group, -SO 2 - is a structural unit containing an containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group.
Lactone-containing cyclic group of the structural unit (a2), -SO 2 - containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group, when used for forming a resist film (A1) component, the adhesion of the resist film and the substrate It is effective in enhancing sex.
In the present embodiment, the component (A1) preferably has a structural unit (a2).
Incidentally, the structural unit (a1) is a lactone-containing cyclic group in its structure, -SO 2 - when is intended to include containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group, in the structural units of the structural unit (a2) corresponding However, such a structural unit corresponds to the structural unit (a1) and does not correspond to the structural unit (a2).

構成単位(a2)は、下記一般式(a2−1)で表される構成単位であることが好ましい。 The structural unit (a2) is preferably a structural unit represented by the following general formula (a2-1).

Figure 0006868351
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、Ya21は単結合または2価の連結基であり、La21は−O−、−COO−、−CON(R’)−、−OCO−、−CONHCO−又は−CONHCS−であり、R’は水素原子またはメチル基を示す。ただしLa21が−O−の場合、Ya21は−CO−にはならない。Ra21はラクトン含有環式基、−SO−含有環式基又はカーボネート含有環式基である。]
Figure 0006868351
[In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms, Ya 21 is a single bond or a divalent linking group, and La 21 is −O. -, -COO-, -CON (R')-, -OCO-, -CONHCO- or -CONHCS-, where R'indicates a hydrogen atom or a methyl group. However, when La 21 is −O−, Ya 21 is not −CO−. Ra 21 represents a lactone-containing cyclic group, -SO 2 - is containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group. ]

Ya21の2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適なものとして挙げられる。Ya21における置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基としては、上記式(a1−1)中のVaにおける置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基と同様のものが挙げられる。
本実施形態において、Ya21としては、単結合、又はエステル結合[−C(=O)−O−]、エーテル結合(−O−)、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基若しくはこれらの組合せであることが好ましい。
The divalent linking group of Ya 21 is not particularly limited, but a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom and the like are preferable. As a divalent hydrocarbon group which may have a substituent in Ya 21 and a divalent linking group containing a hetero atom, it has a substituent in Va 1 in the above formula (a1-1). Examples thereof include a divalent hydrocarbon group and a divalent linking group containing a hetero atom.
In the present embodiment, the Ya 21 is a single bond, an ester bond [-C (= O) -O-], an ether bond (-O-), a linear or branched alkylene group, or a combination thereof. Is preferable.

「ラクトン含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−を含む環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつ目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。ラクトン含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
ラクトン含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)で表される基が挙げられる。以下、「*」は結合手を表す。
The “lactone-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (lactone ring) containing −OC (= O) − in its cyclic skeleton. The lactone ring is counted as the first ring, and when it has only a lactone ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of its structure. The lactone-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
Any lactone-containing cyclic group can be used without particular limitation. Specific examples thereof include groups represented by the following general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7). Hereinafter, "*" represents a bond.

Figure 0006868351
[式中、Ra’21はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子またはアルキル基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0〜2の整数であり、m’は0または1である。]
Figure 0006868351
Wherein, Ra '21 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, hydroxyl group, -COOR - in ", OC (= O) R ", a hydroxyalkyl group or a cyano group Yes; R "is a hydrogen atom or an alkyl group; A" is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, which may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and n'is 0 to 2. And m'is 0 or 1. ]

前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中、A”は、酸素原子(−O−)もしくは硫黄原子(−S−)を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子である。A”における炭素数1〜5のアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基等が挙げられる。該アルキレン基が酸素原子または硫黄原子を含む場合、その具体例としては、前記アルキレン基の末端または炭素原子間に−O−または−S−が介在する基が挙げられ、たとえば−O−CH−、−CH−O−CH−、−S−CH−、−CH−S−CH−等が挙げられる。A”としては、炭素数1〜5のアルキレン基または−O−が好ましく、炭素数1〜5のアルキレン基がより好ましく、メチレン基が最も好ましい。Ra’21はそれぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基又はシアノ基である。
Ra’21におけるアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。
Ra’21におけるアルコキシ基としては、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。該アルコキシ基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基として挙げたアルキル基と酸素原子(−O−)とが連結した基が挙げられる。
Ra’21におけ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、フッ素原子が好ましい。
Ra’21におけるハロゲン化アルキル基としては、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン化アルキル基としては、フッ素化アルキル基が好ましく、特にパーフルオロアルキル基が好ましい。
In the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), A "may contain an oxygen atom (-O-) or a sulfur atom (-S-) and has 1 to 5 carbon atoms. As the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in A ″, a linear or branched alkylene group is preferable, and a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, etc. Examples include an isopropylene group. When the alkylene group contains an oxygen atom or a sulfur atom, specific examples thereof include a group in which -O- or -S- is interposed between the terminal of the alkylene group or a carbon atom, for example, -O-CH 2. -, - CH 2 -O-CH 2 -, - S-CH 2 -, - CH 2 -S-CH 2 - , and the like. The A ", alkylene group or -O- is preferable of 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, the most preferred .ra '21 are each independently a methylene group, an alkyl group, an alkoxy Group, halogen atom, alkyl halide group, -COOR ", -OC (= O) R", hydroxyalkyl group or cyano group.
The alkyl group in ra '21, preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The alkoxy group in the ra '21, preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. The alkoxy group is preferably linear or branched. Specifically, groups of the the Ra 'group and an oxygen atom mentioned as the alkyl group in 21 (-O-) are linked and the like.
As the halogen atom in ra '21, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a fluorine atom is preferable.
'Examples of the halogenated alkyl group for 21, the Ra' Ra part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group in 21 can be mentioned it has been substituted with the aforementioned halogen atoms. As the alkyl halide group, an alkyl fluorinated group is preferable, and a perfluoroalkyl group is particularly preferable.

下記に一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。 Specific examples of the groups represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) are given below.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
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「−SO−含有環式基」とは、その環骨格中に−SO−を含む環を含有する環式基を示し、具体的には、−SO−における硫黄原子(S)が環式基の環骨格の一部を形成する環式基である。その環骨格中に−SO−を含む環をひとつ目の環として数え、該環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。−SO−含有環式基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。
−SO−含有環式基は、特に、その環骨格中に−O−SO−を含む環式基、すなわち−O−SO−中の−O−S−が環骨格の一部を形成するスルトン(sultone)環を含有する環式基であることが好ましい。−SO−含有環式基として、より具体的には、下記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される基が挙げられる。
The "-SO 2 -containing cyclic group" refers to a cyclic group containing a ring containing -SO 2- in its ring skeleton, and specifically, the sulfur atom (S) in -SO 2- A cyclic group that forms part of the cyclic skeleton of the cyclic group. A ring containing −SO 2 − in its ring skeleton is counted as the first ring, and if it is only the ring, it is a monocyclic group, and if it has another ring structure, it is a polycyclic group regardless of its structure. It is called. The −SO 2 − containing cyclic group may be monocyclic or polycyclic.
-SO 2 - containing cyclic group, in particular, -O-SO 2 - within the ring skeleton cyclic group containing, i.e. -O-SO 2 - -O-S- medium is a part of the ring skeleton It is preferably a cyclic group containing a sultone ring to be formed. -SO 2 - containing cyclic group, and more specifically, include groups respectively represented by the following formula (a5-r-1) ~ (a5-r-4).

Figure 0006868351
[式中、Ra’51はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子またはアルキル基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0〜2の整数である。]
Figure 0006868351
Wherein, Ra '51 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, hydroxyl group, -COOR - in ", OC (= O) R ", a hydroxyalkyl group or a cyano group Yes; R "is a hydrogen atom or an alkyl group; A" is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, which may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and n'is 0 to 2. Is an integer of. ]

前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)中、A”は上述の一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のA”と同様である。Ra’51におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、上述の一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のRa’21と同様である。 In the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), A "is the same as A" in the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described above. .. Alkyl group in ra '51, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, -COOR ", - OC (= O) R", The hydroxyalkyl group, the above general formula (a2-r-1) ~ ( it is the same as a2-r-7) in the Ra '21.

下記に一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。式中の「Ac」は、アセチル基を示す。 Specific examples of the groups represented by the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are given below. "Ac" in the formula indicates an acetyl group.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
Figure 0006868351

「カーボネート含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−O−を含む環(カーボネート環)を含有する環式基を示す。カーボネート環をひとつ目の環として数え、カーボネート環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。カーボネート含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
カーボネート環含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)でそれぞれ表される基が挙げられる。
The "carbonate-containing cyclic group" refers to a cyclic group containing a ring (carbonate ring) containing -OC (= O) -O- in its cyclic skeleton. The carbonate ring is counted as the first ring, and when it has only a carbonate ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of its structure. The carbonate-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
As the carbonate ring-containing cyclic group, any one can be used without particular limitation. Specifically, the groups represented by the following general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) can be mentioned.

Figure 0006868351
[式中、Ra’x31はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子またはアルキル基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、p’は0〜3の整数であり、q’は0または1である。]
Figure 0006868351
[In the formula, Ra'x31 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, an alkyl halide group, a hydroxyl group, -COOR ", -OC (= O) R", a hydroxyalkyl group or a cyano group. Yes; R "is a hydrogen atom or an alkyl group; A" is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, which may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and p'is 0 to 3. And q'is 0 or 1. ]

前記一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)中のA”は、前記一般式(a2−r−1)中のA”と同様である。
Ra’x31におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のRa’21の説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
The A "in the general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) is the same as the A" in the general formula (a2-r-1).
The alkyl group, alkoxy group, halogen atom, alkyl halide group, -COOR ", -OC (= O) R", and hydroxyalkyl group in Ra'x31 are the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-1) to (1), respectively. a2-r-7) as in the same as those exemplified in the description of the Ra '21 of the like.

下記に一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。 Specific examples of the groups represented by the general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) are given below.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

(A1)成分が有する構成単位(a2)は1種でも2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a2)を有する場合、構成単位(a2)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜80モル%であることが好ましく、5〜70モル%であることがより好ましく、10〜65モル%であることがさらに好ましく、10〜60モル%が特に好ましい。
構成単位(a2)の割合を下限値以上とすることにより、構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができ、DOF、CDU等の種々のリソグラフィー特性及びパターン形状が良好となる。
The structural unit (a2) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has a constituent unit (a2), the ratio of the constituent unit (a2) is preferably 1 to 80 mol% with respect to the total of all the constituent units constituting the component (A1). It is more preferably 5 to 70 mol%, further preferably 10 to 65 mol%, and particularly preferably 10 to 60 mol%.
By setting the ratio of the constituent unit (a2) to the lower limit value or more, the effect of containing the constituent unit (a2) can be sufficiently obtained, and by setting it to the upper limit value or less, the balance with other constituent units can be obtained. The various lithography characteristics such as DOF and CDU and the pattern shape are improved.

構成単位(a3):
構成単位(a3)は、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(ただし、上述した構成単位(a1)、(a2)に該当するものを除く)である。
(A1)成分が構成単位(a3)を有することにより、(A)成分の親水性が高まり、解像性の向上に寄与すると考えられる。
構成単位(a3)における極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、環状の脂肪族炭化水素基(環式基)が挙げられる。該環式基としては、単環式基でも多環式基でもよく、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。該環式基としては多環式基であることが好ましく、炭素数は7〜30であることがより好ましい。
その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
Structural unit (a3):
The structural unit (a3) is a structural unit containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (however, excluding those corresponding to the above-mentioned structural units (a1) and (a2)).
It is considered that the component (A1) having the constituent unit (a3) enhances the hydrophilicity of the component (A) and contributes to the improvement of the resolution.
Examples of the polar group in the structural unit (a3) include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, a hydroxyalkyl group in which a part of the hydrogen atom of the alkyl group is replaced with a fluorine atom, and the like, and a hydroxyl group is particularly preferable.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably an alkylene group) and a cyclic aliphatic hydrocarbon group (cyclic group). The cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group, and for example, in the resin for the resist composition for ArF excimer laser, it can be appropriately selected and used from a large number of proposed ones. The cyclic group is preferably a polycyclic group, and more preferably has 7 to 30 carbon atoms.
Among them, a structural unit derived from an acrylic acid ester containing an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or an alkyl group is substituted with a fluorine atom. Is more preferable. Examples of the polycyclic group include a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from a bicycloalkane, a tricycloalkane, a tetracycloalkane, or the like. Specific examples thereof include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among these polycyclic groups, there are a group in which two or more hydrogen atoms are removed from adamantane, a group in which two or more hydrogen atoms are removed from norbornane, and a group in which two or more hydrogen atoms are removed from tetracyclododecane. Industrially preferable.

構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むものであれば特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
構成単位(a3)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位が好ましい。
構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基のときは、アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましく、該炭化水素基が多環式基のときは、下記の式(a3−1)で表される構成単位、式(a3−2)で表される構成単位、式(a3−3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。
The structural unit (a3) is not particularly limited as long as it contains a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group, and any unit can be used.
The structural unit (a3) is a structural unit derived from an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent and includes a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. Constituent units are preferred.
As the structural unit (a3), when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, it is derived from the hydroxyethyl ester of acrylic acid. When the hydrocarbon group is a polycyclic group, the structural unit represented by the following formula (a3-1), the structural unit represented by the formula (a3-2), and the formula ( The structural unit represented by a3-3) is preferably mentioned.

Figure 0006868351
[式中、Rは前記と同じであり、jは1〜3の整数であり、kは1〜3の整数であり、t’は1〜3の整数であり、lは1〜5の整数であり、sは1〜3の整数である。]
Figure 0006868351
[In the formula, R is the same as above, j is an integer of 1-3, k is an integer of 1-3, t'is an integer of 1-3, and l is an integer of 1-5. And s is an integer of 1-3. ]

式(a3−1)中、jは1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、特に、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
In the formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3- and 5-positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.
j is preferably 1, and in particular, the hydroxyl group is preferably bonded to the 3-position of the adamantyl group.

式(a3−2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基は、ノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。 In formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably attached to the 5- or 6-position of the norbornyl group.

式(a3−3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらは、アクリル酸のカルボキシ基の末端に、2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、ノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。 In formula (a3-3), t'is preferably 1. l is preferably 1. s is preferably 1. These preferably have a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group bonded to the end of the carboxy group of acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5 or 6 position of the norbornyl group.

(A1)成分が有する構成単位(a3)は1種でも2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a3)を有する場合、構成単位(a3)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、5〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜25モル%がさらに好ましい。
構成単位(a3)の割合を下限値以上とすることにより、構成単位(a3)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとりやすくなる。
The structural unit (a3) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has a constituent unit (a3), the ratio of the constituent unit (a3) is preferably 5 to 50 mol% with respect to the total of all the constituent units constituting the component (A1). 5 to 40 mol% is more preferable, and 5 to 25 mol% is even more preferable.
By setting the ratio of the constituent unit (a3) to the lower limit value or more, the effect of containing the constituent unit (a3) can be sufficiently obtained, and by setting it to the upper limit value or less, a balance with other constituent units can be obtained. It will be easier.

(A1)成分は、上記の構成単位(a1)、構成単位(a2)、構成単位(a3)のほかに、以下の構成単位(a4)を有していてもよい。 The component (A1) may have the following structural unit (a4) in addition to the above-mentioned structural unit (a1), structural unit (a2), and structural unit (a3).

構成単位(a4):
構成単位(a4)は、酸非解離性環式基を含む構成単位である。(A1)成分が構成単位(a4)を有することにより、形成されるレジストパターンのドライエッチング耐性が向上する。また、(A1)成分の疎水性が高まる。疎水性の向上は、特に有機溶剤現像の場合に、解像性、レジストパターン形状等の向上に寄与すると考えられる。
構成単位(a4)における「酸非解離性環式基」は、露光により後述の(B)成分から酸が発生した際に、該酸が作用しても解離することなくそのまま当該構成単位中に残る環式基である。
構成単位(a4)としては、例えば酸非解離性の脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位等が好ましい。該環式基は、例えば、前記の構成単位(a1)の場合に例示したものと同様のものを例示することができ、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
特にトリシクロデシル基、アダマンチル基、テトラシクロドデシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。これらの多環式基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−7)でそれぞれ表されるものを例示することができる。
Structural unit (a4):
The structural unit (a4) is a structural unit containing an acid non-dissociative cyclic group. Since the component (A1) has the structural unit (a4), the dry etching resistance of the resist pattern to be formed is improved. In addition, the hydrophobicity of the component (A1) is increased. The improvement of hydrophobicity is considered to contribute to the improvement of resolution, resist pattern shape, etc., especially in the case of organic solvent development.
The "acid non-dissociative cyclic group" in the structural unit (a4) is contained in the structural unit as it is without dissociation even if the acid acts when an acid is generated from the component (B) described later by exposure. The remaining cyclic group.
As the structural unit (a4), for example, a structural unit derived from an acrylic acid ester containing an acid non-dissociative aliphatic cyclic group is preferable. As the cyclic group, for example, the same ones as those exemplified in the case of the above-mentioned structural unit (a1) can be exemplified, such as for ArF excimer laser, for KrF excimer laser (preferably for ArF excimer laser), and the like. A large number of conventionally known ones used for the resin component of the resist composition of the above can be used.
In particular, at least one selected from a tricyclodecyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecyl group, an isobornyl group, and a norbornyl group is preferable in that it is easily available industrially. These polycyclic groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
As the structural unit (a4), specifically, those represented by the following general formulas (a4-1) to (a4-7) can be exemplified.

Figure 0006868351
[式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。]
Figure 0006868351
[In the formula, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. ]

(A1)成分が有する構成単位(a4)は1種でも2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a4)を有する場合、構成単位(a4)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜30モル%であることが好ましく、10〜20モル%であることがより好ましい。
The constituent unit (a4) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has a constituent unit (a4), the ratio of the constituent unit (a4) is preferably 1 to 30 mol% with respect to the total of all the constituent units constituting the component (A1). More preferably, it is ~ 20 mol%.

(A1)成分は、構成単位(a1)を有する重合体であることが好ましく、中でも、構成単位(a1)、構成単位(a2)及び構成単位(a3)を有する共重合体であることが特に好ましい。 The component (A1) is preferably a polymer having a structural unit (a1), and in particular, a copolymer having a structural unit (a1), a structural unit (a2) and a structural unit (a3). preferable.

(A1)成分は、各構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソ酪酸ジメチルのようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等により重合させることによって得ることができる。
また、(A1)成分には、上記重合の際に、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
The component (A1) is obtained by polymerizing a monomer inducing each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN) or dimethyl azobisisobutyrate. be able to.
Further, the component (A1), during the polymerization, by using a combination of chain transfer agent such as HS-CH 2 -CH 2 -CH 2 -C (CF 3) 2 -OH, end -C (CF 3 ) 2- OH group may be introduced into the. In this way, the copolymer in which the hydroxyalkyl group in which a part of the hydrogen atom of the alkyl group is replaced with the fluorine atom is introduced can reduce development defects and LER (line edge roughness: non-uniform unevenness of the line side wall). It is effective in reducing the amount of water.

本実施形態において、(A1)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000〜50000が好ましく、1500〜30000がより好ましく、2000〜20000が最も好ましい。
この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストプレパターン断面形状が良好である。
In the present embodiment, the weight average molecular weight (Mw) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) of the component (A1) is not particularly limited, and is preferably 1000 to 50000, more preferably 1500 to 30000. 2000-20000 is the most preferable.
If it is not more than the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and if it is more than the lower limit of this range, the dry etching resistance and the resist pre-pattern cross-sectional shape are good. ..

レジスト組成物中、(A1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
基材成分(A)中の(A1)成分の割合は、基材成分(A)の総質量に対し、25質量%以上が好ましく、50質量%がより好ましく、75質量%がさらに好ましく、100質量%であってもよい。該割合が25質量%以上であると、リソグラフィー特性がより向上する。
In the resist composition, the component (A1) may be used alone or in combination of two or more.
The ratio of the component (A1) to the base material component (A) is preferably 25% by mass or more, more preferably 50% by mass, further preferably 75% by mass, and 100% based on the total mass of the base material component (A). It may be% by mass. When the ratio is 25% by mass or more, the lithography characteristics are further improved.

レジスト組成物において、(A)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態において、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
In the resist composition, the component (A) may be used alone or in combination of two or more.
In the present embodiment, the content of the component (A) may be adjusted according to the resist film thickness or the like to be formed.

≪酸発生剤成分;(B)成分≫
本実施形態においてレジスト組成物は、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という。)を含有していてもよい。
(B)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。
このような酸発生剤としては、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが挙げられる。なかでも、オニウム塩系酸発生剤を用いるのが好ましい。
<< Acid generator component; (B) component >>
In the present embodiment, the resist composition may contain an acid generator component (B) (hereinafter referred to as “component (B)”) that generates an acid upon exposure.
The component (B) is not particularly limited, and those previously proposed as an acid generator for a chemically amplified resist can be used.
Examples of such acid generators include onium salt-based acid generators such as iodonium salt and sulfonium salt, oxime sulfonate-based acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and diazomethanes such as poly (bissulfonyl) diazomethanes. Various kinds such as an acid generator, a nitrobenzyl sulfonate-based acid generator, an imino sulfonate-based acid generator, and a disulfonate-based acid generator can be mentioned. Of these, it is preferable to use an onium salt-based acid generator.

オニウム塩系酸発生剤としては、例えば、下記の一般式(b−1)で表される化合物(以下「(b−1)成分」ともいう)、一般式(b−2)で表される化合物(以下「(b−2)成分」ともいう)、又は一般式(b−3)で表される化合物(以下「(b−3)成分」ともいう)を用いることができる。 Examples of the onium salt-based acid generator include a compound represented by the following general formula (b-1) (hereinafter, also referred to as “component (b-1)”) and a general formula (b-2). A compound (hereinafter, also referred to as “(b-2) component”) or a compound represented by the general formula (b-3) (hereinafter, also referred to as “(b-3) component”) can be used.

Figure 0006868351
[式中、R101、R104〜R108はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。R106〜R108のいずれか2つは、相互に結合して環を形成していてもよい。R102はフッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。Y101は単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。V101〜V103はそれぞれ独立に単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。L101〜L102はそれぞれ独立に単結合または酸素原子である。L103〜L105はそれぞれ独立に単結合、−CO−又は−SO−である。M’m+はm価の有機カチオンである。]
Figure 0006868351
[In the formula, R 101 and R 104 to R 108 each have a cyclic group which may independently have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. It is a chain alkenyl group that may be present. R 104 and R 105 may be coupled to each other to form a ring. Any two of R 106 to R 108 may be coupled to each other to form a ring. R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Y 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom. V 101 to V 103 are independently single bonds, alkylene groups, or fluorinated alkylene groups, respectively. L 101 to L 102 are independently single bonds or oxygen atoms, respectively. L 103 ~L 105 are each independently a single bond, -CO- or -SO 2 - is. M'm + is an m-valent organic cation. ]

{アニオン部}
・(b−1)成分のアニオン部
式(b−1)中、R101は、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。
{Anion part}
In the anion part formula (b-1) of the component (b-1), R 101 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, and the like. Alternatively, it is a chain alkenyl group which may have a substituent.

・・R101における置換基を有していてもよい環式基
前記環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。
101における芳香族炭化水素基は、前記式(a1−1)中のVaにおける2価の芳香族炭化水素基で挙げた芳香族炭化水素環、または2以上の芳香環を含む芳香族化合物から水素原子を1つ除いたアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
101における環状の脂肪族炭化水素基は、前記式(a1−1)中のVaにおける2価の脂肪族炭化水素基で挙げたモノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基が挙げられ、アダマンチル基、ノルボルニル基が好ましい。
また、R101における環状の炭化水素基は、複素環等のようにヘテロ原子を含んでもよく、具体的には上記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、上記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基、下記化学式(r−hr−1)〜(r−hr−16)でそれぞれ表される複素環式基が挙げられる。
A cyclic group which may have a substituent in R 101 The cyclic group is preferably a cyclic hydrocarbon group, and the cyclic hydrocarbon group is an aromatic hydrocarbon group. It may be an aliphatic hydrocarbon group.
The aromatic hydrocarbon group in R 101 is the aromatic hydrocarbon ring mentioned in the divalent aromatic hydrocarbon group in Va 1 in the above formula (a1-1), or an aromatic compound containing two or more aromatic rings. An aryl group obtained by removing one hydrogen atom from the group is mentioned, and a phenyl group and a naphthyl group are preferable.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group in R 101 was obtained by removing one hydrogen atom from the monocycloalkane or polycycloalkane listed in the divalent aliphatic hydrocarbon group in Va 1 in the above formula (a1-1). Examples thereof include an adamantyl group and a norbornyl group, which are preferable.
Further, the cyclic hydrocarbon group in R 101 may contain a hetero atom such as a heterocycle, and specifically, each of them is represented by the above general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7). The lactone-containing cyclic group represented by the above general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), respectively, the -SO 2 -containing cyclic group represented by the above general formulas (a5-r-1) to the following chemical formulas (r-hr-1) to. Examples thereof include heterocyclic groups represented by (r-hr-16).

Figure 0006868351
Figure 0006868351

101の環状の炭化水素基における置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。
置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
置換基としての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、フッ素原子が好ましい。
置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
Examples of the substituent in the cyclic hydrocarbon group of R 101 include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, an alkyl halide group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group and the like.
As the alkyl group as the substituent, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group and a tert-butyl group are most preferable.
As the alkoxy group as the substituent, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, and a tert-butoxy group are more preferable, and methoxy. Groups and ethoxy groups are most preferable.
Examples of the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is preferable.
As the alkyl halide group as a substituent, a part or all of hydrogen atoms such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group are described above. Examples include groups substituted with halogen atoms.

・・R101における置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基
101の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
直鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜20であることが好ましく、1〜15であることがより好ましく、1〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜15であることがより好ましく、3〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
Chain-shaped alkyl group which may have a substituent on R 101 The chain-shaped alkyl group of R 101 may be either linear or branched.
The linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group. Examples thereof include a group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, an isohexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecil group, an icosyl group, a henicosyl group, and a docosyl group.
The branched-chain alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, Examples thereof include 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group and 4-methylpentyl group.

・・R101における置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基
101の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素数が2〜10であることが好ましく、2〜5がより好ましく、2〜4がさらに好ましく、3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、特にプロペニル基が好ましい。
The chain alkenyl group of alkenyl group R 101 may be chain substituted in · · R 101, may be either linear or branched, is 2-10 carbon atoms Of the above, 2 to 5 are more preferable, 2 to 4 are even more preferable, and 3 is particularly preferable. Examples of the linear alkenyl group include a vinyl group, a propenyl group (allyl group), a butynyl group and the like. Examples of the branched-chain alkenyl group include a 1-methylpropenyl group and a 2-methylpropenyl group.
Among the above, the propenyl group is particularly preferable as the chain alkenyl group.

101の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、たとえば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R101における環式基等が挙げられる。 Examples of the substituent in the chain alkyl group or alkenyl group of R 101 include an alkoxy group, a halogen atom, an alkyl halide group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group, and a cyclic group in R 101. Can be mentioned.

なかでも、R101は、置換基を有していてもよい環式基が好ましく、置換基を有していてもよい環状の炭化水素基であることがより好ましい。より具体的には、フェニル基、ナフチル基、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基、上記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、上記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基等が好ましい。 Among them, R 101 is preferably a cyclic group which may have a substituent, and more preferably a cyclic hydrocarbon group which may have a substituent. More specifically, a phenyl group, a naphthyl group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and represented by the above general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), respectively. lactone-containing cyclic group, -SO 2 respectively represented by the general formula (a5-r-1) ~ (a5-r-4) - containing cyclic group and the like.

式(b−1)中、Y101は、単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。
101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、該Y101は、酸素原子以外の原子を含有してもよい。酸素原子以外の原子としては、たとえば炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
酸素原子を含む2価の連結基としては、たとえば、酸素原子(エーテル結合:−O−)、エステル結合(−C(=O)−O−)、オキシカルボニル基(−O−C(=O)−)、アミド結合(−C(=O)−NH−)、カルボニル基(−C(=O)−)、カーボネート結合(−O−C(=O)−O−)等の非炭化水素系の酸素原子含有連結基;該非炭化水素系の酸素原子含有連結基とアルキレン基との組み合わせ等が挙げられる。当該組み合わせに、さらにスルホニル基(−SO−)が連結されていてもよい。当該組み合わせとしては、たとえば下記式(y−al−1)〜(y−al−7)でそれぞれ表される連結基が挙げられる。
In formula (b-1), Y 101 is a divalent linking group containing a single bond or an oxygen atom.
When Y 101 is a divalent linking group containing an oxygen atom, the Y 101 may contain an atom other than the oxygen atom. Examples of atoms other than oxygen atoms include carbon atoms, hydrogen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms and the like.
Examples of the divalent linking group containing an oxygen atom include an oxygen atom (ether bond: −O−), an ester bond (−C (= O) −O−), and an oxycarbonyl group (−OC (= O−). )-), Amid bond (-C (= O) -NH-), carbonyl group (-C (= O)-), carbonate bond (-OC (= O) -O-) and other non-hydrocarbons Oxygen atom-containing linking group of the system; Examples thereof include a combination of the non-hydrocarbon system oxygen atom-containing linking group and an alkylene group. A sulfonyl group (-SO 2- ) may be further linked to the combination. Examples of the combination include linking groups represented by the following formulas (y-al-1) to (y-al-7), respectively.

Figure 0006868351
[式中、V’101は単結合または炭素数1〜5のアルキレン基であり、V’102は炭素数1〜30の2価の飽和炭化水素基である。]
Figure 0006868351
Wherein, V '101 represents a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, V' 102 is a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. ]

V’102における2価の飽和炭化水素基は、炭素数1〜30のアルキレン基であることが好ましい。 Divalent saturated hydrocarbon group in V '102 is preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms.

V’101およびV’102におけるアルキレン基としては、直鎖状のアルキレン基でもよく分岐鎖状のアルキレン基でもよく、直鎖状のアルキレン基が好ましい。
V’101およびV’102におけるアルキレン基として、具体的には、メチレン基[−CH−];−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;エチレン基[−CHCH−];−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−等のアルキルエチレン基;トリメチレン基(n−プロピレン基)[−CHCHCH−];−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[−CHCHCHCH−];−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[−CHCHCHCHCH−]等が挙げられる。
また、V’101又はV’102における前記アルキレン基における一部のメチレン基が、炭素数5〜10の2価の脂肪族環式基で置換されていてもよい。当該脂肪族環式基は、前記式(a1−r−1)中のRa’の環状の脂肪族炭化水素基から水素原子をさらに1つ除いた2価の基が好ましく、シクロへキシレン基、1,5−アダマンチレン基または2,6−アダマンチレン基がより好ましい。
The alkylene group for V '101 and V' 102, may be linear well branched alkylene group with an alkylene group, a linear alkylene group is preferable.
As the alkylene group for V '101 and V' 102, specifically, a methylene group [-CH 2 -]; - CH (CH 3) -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) Alkylmethylene groups such as 2- , -C (CH 3 ) (CH 2 CH 3 )-, -C (CH 3 ) (CH 2 CH 2 CH 3 )-, -C (CH 2 CH 3 ) 2-, etc.; ethylene Group [-CH 2 CH 2- ]; -CH (CH 3 ) CH 2- , -CH (CH 3 ) CH (CH 3 )-, -C (CH 3 ) 2 CH 2- , -CH (CH 2 CH) 3 ) Alkylethylene group such as CH 2- ; trimethylene group (n-propylene group) [-CH 2 CH 2 CH 2- ]; -CH (CH 3 ) CH 2 CH 2- , -CH 2 CH (CH 3 ) Alkyl methylene group such as CH 2- ; tetramethylene group [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2- ]; -CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 CH 2- , -CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 Alkyltetramethylene groups such as CH 2- ; pentamethylene groups [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2- ] and the like can be mentioned.
A part of the methylene groups in the alkylene group for V '101 or V' 102 may be substituted by a divalent aliphatic cyclic group having 5 to 10 carbon atoms. The aliphatic cyclic group, the formula (a1-r-1) 2 monovalent group further one except a hydrogen atom from an aliphatic hydrocarbon group of Ra '3 annular in preferably, cyclohexylene group , 1,5-adamantylene group or 2,6-adamantylene group is more preferable.

101としては、エステル結合またはエーテル結合を含む2価の連結基が好ましく、上記式(y−al−1)〜(y−al−5)でそれぞれ表される連結基が好ましい。 As Y 101 , a divalent linking group containing an ester bond or an ether bond is preferable, and linking groups represented by the above formulas (y-al-1) to (y-al-5) are preferable.

式(b−1)中、V101は、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。V101におけるアルキレン基、フッ素化アルキレン基は、炭素数1〜4であることが好ましい。V101におけるフッ素化アルキレン基としては、V101におけるアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、V101は、単結合、又は炭素数1〜4のフッ素化アルキレン基であることが好ましい。 In formula (b-1), V 101 is a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. The alkylene group and the fluorinated alkylene group in V 101 preferably have 1 to 4 carbon atoms. Examples of the fluorinated alkylene group in V 101 include a group in which a part or all of hydrogen atoms of the alkylene group in V 101 are substituted with a fluorine atom. Among them, V 101 is preferably a single bond or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.

式(b−1)中、R102は、フッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。R102は、フッ素原子または炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 In formula (b-1), R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 102 is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom.

(b−1)成分のアニオン部の具体例としては、たとえば、Y101が単結合となる場合、トリフルオロメタンスルホネートアニオンやパーフルオロブタンスルホネートアニオン等のフッ素化アルキルスルホネートアニオンが挙げられ;Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、下記式(an−1)〜(an−3)のいずれかで表されるアニオンが挙げられる。 Specific examples of the anion portion of the component (b-1) include fluorinated alkyl sulfonate anions such as trifluoromethanesulfonate anion and perfluorobutane sulfonate anion when Y 101 is a single bond; Y 101 is In the case of a divalent linking group containing an oxygen atom, an anion represented by any of the following formulas (an-1) to (an-3) can be mentioned.

Figure 0006868351
[式中、R”101は、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、前記式(r−hr−1)〜(r−hr−6)でそれぞれ表される基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基であり;R”102は、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、又は前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基であり;R”103は、置換基を有していてもよい芳香族環式基、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり;V”101は、フッ素化アルキレン基であり;L”101は、−C(=O)−又は−SO−であり;v”はそれぞれ独立に0〜3の整数であり、q”はそれぞれ独立に1〜20の整数であり、n”は0または1である。]
Figure 0006868351
[In the formula, R " 101 is an aliphatic cyclic group which may have a substituent, a group represented by the above formulas (r-hr-1) to (r-hr-6), or a substituent, respectively. It is a chain alkyl group which may have a group; R " 102 is an aliphatic cyclic group which may have a substituent, the general formulas (a2-r-1) to (a2-). lactone-containing cyclic group represented respectively by r-7), or the formula (a5-r-1) ~ (a5-r-4) with -SO 2 respectively represented - be-containing cyclic group; R " 103 is an aromatic cyclic group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent. V " 101 is a fluorinated alkylene group; L" 101 is -C (= O)-or -SO 2- ; v "is an independently integer of 0 to 3, q. "Is an integer of 1 to 20 independently, and n" is 0 or 1. ]

R”101、R”102およびR”103の置換基を有していてもよい脂肪族環式基は、前記R101における環状の脂肪族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、R101における環状の脂肪族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The aliphatic cyclic group which may have a substituent of R " 101 , R" 102 and R " 103 is preferably the group exemplified as the cyclic aliphatic hydrocarbon group in R 101. Examples of the substituent include those similar to those in which the cyclic aliphatic hydrocarbon group in R 101 may be substituted.

R”103における置換基を有していてもよい芳香族環式基は、前記R101における環状の炭化水素基における芳香族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、R101における該芳香族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The aromatic cyclic group which may have a substituent in R " 103 is preferably a group exemplified as an aromatic hydrocarbon group in the cyclic hydrocarbon group in R 101. The substituent is preferably a group. , The same as the substituent which may replace the aromatic hydrocarbon group in R 101.

R”101における置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基は、前記R101における鎖状のアルキル基として例示した基であることが好ましい。R”103における置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基は、前記R101における鎖状のアルケニル基として例示した基であることが好ましい。V”101は、好ましくは炭素数1〜3のフッ素化アルキレン基であり、特に好ましくは、−CF−、−CFCF−、−CHFCF−、−CF(CF)CF−、−CH(CF)CF−である。 The chain-like alkyl group which may have a substituent at R " 101 is preferably a group exemplified as the chain-like alkyl group at R 101. It has a substituent at R "103. The good chain alkenyl group is preferably the group exemplified as the chain alkenyl group in R 101. V "101 is preferably a fluorinated alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, particularly preferably, -CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CHFCF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 - , -CH (CF 3 ) CF 2- .

・(b−2)成分のアニオン部
式(b−2)中、R104、R105は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。ただし、R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。
104、R105は、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
該鎖状のアルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜7、さらに好ましくは炭素数1〜3である。R104、R105の鎖状のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。また、R104、R105の鎖状のアルキル基においては、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また、200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。前記鎖状のアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基である。
式(b−2)中、V102、V103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基であり、それぞれ、式(b−1)中のV101と同様のものが挙げられる。
式(b−2)中、L101〜L102は、それぞれ独立に単結合又は酸素原子である。
-In the anion part formula (b-2) of the component (b-2), R 104 and R 105 may independently have a substituent, even if they have a cyclic group and a substituent. Examples thereof include a good chain alkyl group and a chain alkenyl group which may have a substituent, respectively, which are similar to R 101 in the formula (b-1). However, R 104 and R 105 may be coupled to each other to form a ring.
R 104 and R 105 are preferably chain-like alkyl groups which may have a substituent, and are linear or branched-chain alkyl groups, or linear or branched-chain fluorinated alkyl groups. Is more preferable.
The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, and further preferably 1 to 3 carbon atoms. The carbon number of the chain alkyl group of R 104 and R 105 is preferably as small as possible because the solubility in the resist solvent is also good within the range of the carbon number. Further, in the chain alkyl groups of R 104 and R 105, the larger the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms, the stronger the acid strength, and the stronger the acid strength, and the higher the strength of the acid with respect to high-energy light or electron beam of 200 nm or less. It is preferable because it improves transparency. The ratio of fluorine atoms in the chain alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. It is a perfluoroalkyl group.
In formula (b-2), V 102 and V 103 are independently single-bonded, alkylene groups, or fluorinated alkylene groups, respectively, which are similar to V 101 in formula (b-1). Can be mentioned.
In formula (b-2), L 101 to L 102 are independently single bonds or oxygen atoms, respectively.

・(b−3)成分のアニオン部
式(b−3)中、R106〜R108は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。
103〜L105は、それぞれ独立に、単結合、−CO−又は−SO−である。
-In the anion part formula (b-3) of the component (b-3), R 106 to R 108 may independently have a substituent, even if they have a cyclic group or a substituent. Examples thereof include a good chain alkyl group and a chain alkenyl group which may have a substituent, respectively, which are similar to R 101 in the formula (b-1).
L 103 to L 105 are each independently single-bonded, -CO- or -SO 2- .

{カチオン部}
式(b−1)、(b−2)及び(b−3)中、M’m+は、m価の有機カチオンであり、なかでもスルホニウムカチオンまたはヨードニウムカチオンであることが好ましく、下記の一般式(ca−1)〜(ca−4)でそれぞれ表されるカチオンが特に好ましい。
{Cation part}
In the formulas (b-1), (b-2) and (b-3), M'm + is an m-valent organic cation, preferably a sulfonium cation or an iodonium cation, and the following general formula is used. The cations represented by (ca-1) to (ca-4) are particularly preferable.

Figure 0006868351
[式中、R201〜R207、およびR211〜R212は、それぞれ独立に置換基を有していてもよいアリール基、アルキル基またはアルケニル基を表し、R201〜R203、R206〜R207、R211〜R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよい。R208〜R209はそれぞれ独立に水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、R210は置換基を有していてもよいアリール基、アルキル基、アルケニル基、又は−SO−含有環式基であり、L201は−C(=O)−または−C(=O)−O−を表し、Y201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基またはアルケニレン基を表し、xは1または2であり、W201は(x+1)価の連結基を表す。]
Figure 0006868351
[In the formula, R 201 to R 207 and R 211 to R 212 represent an aryl group, an alkyl group or an alkenyl group, which may independently have a substituent, respectively, and R 201 to R 203 and R 206 to R 206. R 207 and R 211 to R 212 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula. R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 210 contains an aryl group, an alkyl group, an alkenyl group, or -SO 2- which may have a substituent. It is a cyclic group, L 201 represents −C (= O) − or −C (= O) −O−, Y 201 independently represents an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group, and x is 1 or 2, where W 201 represents a (x + 1) valence linking group. ]

201〜R207、およびR211〜R212におけるアリール基としては、炭素数6〜20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
201〜R207、およびR211〜R212におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1〜30のものが好ましい。
201〜R207、およびR211〜R212におけるアルケニル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましい。
201〜R207、およびR210〜R212が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、シアノ基、アミノ基、アリール基、アリールチオ基、下記式(ca−r−1)〜(ca−r−7)でそれぞれ表される基が挙げられる。
置換基としてのアリールチオ基におけるアリール基としては、R101で挙げたものと同様であり、具体的にフェニルチオ基又はビフェニルチオ基が挙げられる。
Examples of the aryl group in R 201 to R 207 and R 211 to R 212 include an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and a phenyl group and a naphthyl group are preferable.
The alkyl groups in R 201 to R 207 and R 211 to R 212 are preferably chain or cyclic alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group in R 201 to R 207 and R 211 to R 212 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
Substituents that R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have include, for example, an alkyl group, a halogen atom, an alkyl halide group, a carbonyl group, a cyano group, an amino group, an aryl group, and an arylthio. Groups and groups represented by the following formulas (ca-r-1) to (ca-r-7) can be mentioned.
The aryl group in the arylthio group as a substituent is the same as that mentioned in R 101 , and specific examples thereof include a phenylthio group and a biphenylthio group.

Figure 0006868351
[式中、R’201はそれぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい環式基、鎖状のアルキル基、または鎖状のアルケニル基である。]
Figure 0006868351
[In the formula, R'201 is independently a hydrogen atom, a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group. ]

R’201の置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基は、上記式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる他、置換基を有していてもよい環式基又は置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基として上記式(a1−r−2)で表される酸解離性基と同様のものも挙げられる。 R '201 which may have a substituent cyclic group, substituent having optionally also good chain alkyl group or have a substituent which may chain alkenyl groups, is the In addition to the same as R 101 in the formula (b-1), the above formula (b) as a cyclic group which may have a substituent or a chain alkyl group which may have a substituent (b-1). The same as the acid dissociable group represented by a1-r-2) can also be mentioned.

201〜R203、R206〜R207、R211〜R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、硫黄原子、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子や、カルボニル基、−SO−、−SO−、−SO−、−COO−、−CONH−または−N(R)−(該Rは炭素数1〜5のアルキル基である。)等の官能基を介して結合してもよい。形成される環としては、式中のイオウ原子をその環骨格に含む1つの環が、イオウ原子を含めて、3〜10員環であることが好ましく、5〜7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、たとえばチオフェン環、チアゾール環、ベンゾチオフェン環、チアントレン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、9H−チオキサンテン環、チオキサントン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、テトラヒドロチオフェニウム環、テトラヒドロチオピラニウム環等が挙げられる。 When R 201 to R 203 , R 206 to R 207 , and R 211 to R 212 are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula, heteroatoms such as sulfur atom, oxygen atom, and nitrogen atom, and heteroatoms such as sulfur atom and nitrogen atom, and carbonyl group, -SO -, - SO 2 - , - SO 3 -, - COO -, - CONH- , or -N (R N) - (. the R N is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms), etc. It may be bonded via a functional group of. As the ring to be formed, one ring containing a sulfur atom in its ring skeleton, including the sulfur atom, is preferably a 3 to 10-membered ring, and particularly preferably a 5- to 7-membered ring. preferable. Specific examples of the ring formed include, for example, a thiophene ring, a thiazole ring, a benzothiophene ring, a thianthrene ring, a benzothiophene ring, a dibenzothiophene ring, a 9H-thioxanthene ring, a thioxanthone ring, a thianthrene ring, a phenoxatiin ring, and a tetrahydro. Examples thereof include a thiophenium ring and a tetrahydrothiopyranium ring.

208〜R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、アルキル基となる場合相互に結合して環を形成してもよい。 R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and when they are alkyl groups, they are bonded to each other to form a ring. May be formed.

210は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、又は置換基を有していてもよい−SO−含有環式基である。
210におけるアリール基としては、炭素数6〜20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
210におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1〜30のものが好ましい。
210におけるアルケニル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましい。
210における、置換基を有していてもよい−SO−含有環式基としては、上述の「−SO−含有環式基」と同様のものが挙げられ、上記一般式(a5−r−1)で表される基が好ましい。
R 210 may have an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or a substituent. -SO 2 -containing cyclic group.
Examples of the aryl group in R 210 include an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and a phenyl group and a naphthyl group are preferable.
The alkyl group in R 210 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group in R 210 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
Examples of the -SO 2 -containing cyclic group which may have a substituent in R 210 include the same as the above-mentioned "-SO 2 -containing cyclic group", and the above general formula (a5-). The group represented by r-1) is preferable.

201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基又はアルケニレン基を表す。
201におけるアリーレン基は、上記式(b−1)中のR101における芳香族炭化水素基として例示したアリール基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
201におけるアルキレン基、アルケニレン基は、上記一般式(a1−1)中のVaにおける2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基と同様のものが挙げられる。
Y 201 independently represents an arylene group, an alkylene group or an alkaneylene group.
Examples of the arylene group in Y 201 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the aryl group exemplified as the aromatic hydrocarbon group in R 101 in the above formula (b-1).
Examples of the alkylene group and the alkaneylene group in Y 201 include the same as the aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 in the above general formula (a1-1).

前記式(ca−4)中、xは、1または2である。
201は、(x+1)価、すなわち2価または3価の連結基である。
201における2価の連結基としては、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基が好ましく、前記一般式(a2−1)におけるYa21と同様の炭化水素基が例示できる。W201における2価の連結基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、環状であることが好ましい。なかでも、アリーレン基の両端に2個のカルボニル基が組み合わされた基が好ましい。アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、フェニレン基が特に好ましい。
201における3価の連結基としては、前記W201における2価の連結基から水素原子を1個除いた基、前記2価の連結基にさらに前記2価の連結基が結合した基などが挙げられる。W201における3価の連結基としては、アリーレン基に2個のカルボニル基が結合した基が好ましい。
In the formula (ca-4), x is 1 or 2.
W 201 is a (x + 1) valence, i.e., a divalent or trivalent linking group.
As the divalent linking group in W 201, a divalent hydrocarbon group which may have a substituent is preferable, and a hydrocarbon group similar to Ya 21 in the general formula (a2-1) can be exemplified. The divalent linking group in W 201 may be linear, branched or cyclic, and is preferably cyclic. Of these, a group in which two carbonyl groups are combined at both ends of the arylene group is preferable. Examples of the arylene group include a phenylene group and a naphthylene group, and a phenylene group is particularly preferable.
Examples of the trivalent linking group in W 201 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the divalent linking group in W 201 , a group in which the divalent linking group is further bonded to the divalent linking group, and the like. Can be mentioned. As the trivalent linking group in W 201 , a group in which two carbonyl groups are bonded to an arylene group is preferable.

式(ca−1)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−1−1)〜(ca−1−63)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。 Specific examples of suitable cations represented by the formula (ca-1) include cations represented by the following formulas (ca-1-1) to (ca-1-63).

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
[式中、g1、g2、g3は繰返し数を示し、g1は1〜5の整数であり、g2は0〜20の整数であり、g3は0〜20の整数である。]
Figure 0006868351
[In the formula, g1, g2, and g3 indicate the number of repetitions, g1 is an integer of 1 to 5, g2 is an integer of 0 to 20, and g3 is an integer of 0 to 20. ]

Figure 0006868351
[式中、R”201は水素原子又は置換基であって、置換基としては前記R201〜R207、およびR210〜R212が有していてもよい置換基として挙げたものと同様である。]
Figure 0006868351
[In the formula, R " 201 is a hydrogen atom or a substituent, and the substituents are the same as those listed as the substituents that R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have. is there.]

前記式(ca−3)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−3−1)〜(ca−3−6)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。 Specific examples of suitable cations represented by the formula (ca-3) include cations represented by the following formulas (ca-3-1) to (ca-3-6).

Figure 0006868351
Figure 0006868351

前記式(ca−4)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−4−1)〜(ca−4−2)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。 Specific examples of suitable cations represented by the formula (ca-4) include cations represented by the following formulas (ca-4-1) to (ca-4-2).

Figure 0006868351
Figure 0006868351

(B)成分は、上述した酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態においてレジスト組成物が(B)成分を含有する場合、(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.5〜60質量部が好ましく、1〜50質量部がより好ましく、1〜40質量部がさらに好ましい。
(B)成分の含有量を上記範囲とすることで、パターン形成が充分に行われる。また、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
As the component (B), the above-mentioned acid generator may be used alone or in combination of two or more.
When the resist composition contains the component (B) in the present embodiment, the content of the component (B) is preferably 0.5 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A), and 1 to 50 parts by mass. Parts are more preferable, and 1 to 40 parts by mass are further preferable.
By setting the content of the component (B) in the above range, pattern formation is sufficiently performed. Further, when each component of the resist composition is dissolved in an organic solvent, a uniform solution is obtained and the storage stability is improved, which is preferable.

≪その他成分≫
本実施形態において、レジスト組成物は、(A)成分に加えて、又は、(A)成分及び(B)成分に加えて、その他成分をさらに含有していてもよい。
その他成分としては、例えば、後述の(D)成分、(E)成分、(F)成分、(S)成分などが挙げられる。
≪Other ingredients≫
In the present embodiment, the resist composition may further contain other components in addition to the component (A) or in addition to the components (A) and (B).
Examples of other components include (D) component, (E) component, (F) component, and (S) component, which will be described later.

(D)成分:
本実施形態において、レジスト組成物は、さらに、酸拡散制御剤成分(以下「(D)成分」ともいう。)を含有してもよい。
(D)成分は、前記(B)成分等から露光により発生する酸をトラップするクエンチャー(酸拡散制御剤)として作用するものである。
本実施形態における(D)成分は、露光により分解して酸拡散制御性を失う光崩壊性塩基(D1)(以下「(D1)成分」という。)であってもよく、該(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物(D2)(以下「(D2)成分」という。)であってもよい。
Ingredient (D):
In the present embodiment, the resist composition may further contain an acid diffusion control agent component (hereinafter, also referred to as “(D) component”).
The component (D) acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps the acid generated by exposure from the component (B) or the like.
The component (D) in the present embodiment may be a photodisintegrating base (D1) (hereinafter referred to as “component (D1)”) that is decomposed by exposure and loses acid diffusion controllability, and the component (D1). It may be a nitrogen-containing organic compound (D2) (hereinafter, referred to as “(D2) component”) that does not correspond to the above.

・(D1)成分
(D1)成分を含有するレジスト組成物とすることで、レジストパターンを形成する際に、露光部と非露光部のコントラストを向上させることができる。
(D1)成分としては、露光により分解して酸拡散制御性を失うものであれば特に限定されず、下記一般式(d1−1)で表される化合物(以下「(d1−1)成分」という。)、下記一般式(d1−2)で表される化合物(以下「(d1−2)成分」という。)及び下記一般式(d1−3)で表される化合物(以下「(d1−3)成分」という。)からなる群より選ばれる1種以上の化合物が好ましい。
(d1−1)〜(d1−3)成分は、露光部においては分解して酸拡散制御性(塩基性)を失うためクエンチャーとして作用せず、未露光部においてクエンチャーとして作用する。
-Component (D1) Component By using a resist composition containing the component (D1), it is possible to improve the contrast between the exposed portion and the non-exposed portion when forming a resist pattern.
The component (D1) is not particularly limited as long as it decomposes by exposure and loses acid diffusion controllability, and is a compound represented by the following general formula (d1-1) (hereinafter, “component (d1-1)”). The compound represented by the following general formula (d1-2) (hereinafter referred to as "(d1-2) component") and the compound represented by the following general formula (d1-3) (hereinafter referred to as "(d1-d1-) component"). 3) One or more compounds selected from the group consisting of "components") are preferable.
The components (d1-1) to (d1-3) do not act as a quencher because they decompose in the exposed portion and lose the acid diffusion controllability (basicity), but act as a quencher in the unexposed portion.

Figure 0006868351
[式中、Rd〜Rdは置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。ただし、式(d1−2)中のRdにおける、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していないものとする。Ydは単結合、または2価の連結基である。Mm+はそれぞれ独立にm価の有機カチオンである。]
Figure 0006868351
[In the formula, Rd 1 to Rd 4 have a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain which may have a substituent. Alkyl group of. However, it is assumed that the fluorine atom is not bonded to the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 in the formula (d1-2). Yd 1 is a single bond or divalent linking group. M m + are independently m-valent organic cations. ]

{(d1−1)成分}
・・アニオン部
式(d1−1)中、Rdは置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
これらのなかでも、Rdとしては、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、又は置換基を有していてもよい鎖状の炭化水素基が好ましい。これらの基が有していてもよい置換基としては水酸基、フッ素原子又はフッ素化アルキル基が好ましい。
前記芳香族炭化水素基としてはフェニル基もしくはナフチル基がより好ましい。
前記脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
前記鎖状の炭化水素基としては、鎖状のアルキル基が好ましい。鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜10であることが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の直鎖状のアルキル基;1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基等の分岐鎖状のアルキル基;が挙げられる。
{(D1-1) component}
In the anion part formula (d1-1), Rd 1 has a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. It is a chain alkenyl group which may be used, and examples thereof include the same group as R 101.
Among these, Rd 1 may have an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a substituent. Chained hydrocarbon groups are preferred. As the substituent which these groups may have, a hydroxyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group is preferable.
As the aromatic hydrocarbon group, a phenyl group or a naphthyl group is more preferable.
The aliphatic cyclic group is more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
As the chain hydrocarbon group, a chain alkyl group is preferable. The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, and a nonyl group. Linear alkyl groups such as groups and decyl groups; 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group , 2-Ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and other branched alkyl groups;

前記鎖状のアルキル基が置換基としてフッ素原子又はフッ素化アルキル基を有するフッ素化アルキル基である場合、フッ素化アルキル基の炭素数は、1〜11が好ましく、1〜8がより好ましく、1〜4がさらに好ましい該フッ素化アルキル基は、フッ素原子以外の原子を含有してもよい。フッ素原子以外の原子としては、たとえば酸素原子、炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
Rdとしては、直鎖状のアルキル基を構成する一部又は全部の水素原子がフッ素原子により置換されたフッ素化アルキル基であることが好ましく、直鎖状のアルキル基を構成する水素原子の全てがフッ素原子で置換されたフッ素化アルキル基(直鎖状のパーフルオロアルキル基)であることが好ましい。
When the chain-like alkyl group is a fluorinated alkyl group having a fluorine atom or a fluorinated alkyl group as a substituent, the fluorinated alkyl group preferably has 1 to 11 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms. The fluorinated alkyl group, more preferably ~ 4, may contain an atom other than the fluorine atom. Examples of atoms other than fluorine atoms include oxygen atoms, carbon atoms, hydrogen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms and the like.
Rd 1 is preferably a fluorinated alkyl group in which some or all of the hydrogen atoms constituting the linear alkyl group are substituted with fluorine atoms, and Rd 1 is a hydrogen atom constituting the linear alkyl group. It is preferable that all of them are fluorinated alkyl groups (linear perfluoroalkyl groups) substituted with fluorine atoms.

以下に(d1−1)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 A preferable specific example of the anion portion of the component (d1-1) is shown below.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

・・カチオン部
式(d1−1)中、Mm+は、m価の有機カチオンである。
m+の有機カチオンとしては、特に限定されず、例えば、前記一般式(ca−1)〜(ca−4)でそれぞれ表されるカチオンと同様のものが挙げられ、前記式(ca−1−1)〜(ca−1−63)でそれぞれ表されるカチオンが好ましい。
(d1−1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
In the cation part equation (d1-1), M m + is an m-valent organic cation.
The organic cation of M m + is not particularly limited, and examples thereof include the same cations represented by the general formulas (ca-1) to (ca-4), respectively, and the above formula (ca-1-). The cations represented by 1) to (ca-1-63) are preferable.
As the component (d1-1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

{(d1−2)成分}
・・アニオン部
式(d1−2)中、Rdは、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
ただし、Rdにおける、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していない(フッ素置換されていない)ものとする。これにより、(d1−2)成分のアニオンが適度な弱酸アニオンとなり、(D)成分のクエンチング能が向上する。
Rdとしては、置換基を有していてもよい脂肪族環式基であることが好ましく、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等から1個以上の水素原子を除いた基(置換基を有していてもよい);カンファー等から1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
Rdの炭化水素基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、前記式(d1−1)のRdにおける炭化水素基(芳香族炭化水素基、脂肪族炭化水素基)が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
{(D1-2) component}
In the anion part formula (d1-2), Rd 2 has a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. It is a chain alkenyl group which may be present, and examples thereof include the same group as R 101.
However, it is assumed that the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 does not have a fluorine atom bonded (fluorine-substituted). As a result, the anion of the component (d1-2) becomes an appropriate weak acid anion, and the quenching ability of the component (D) is improved.
Rd 2 is preferably an aliphatic cyclic group which may have a substituent, and is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantan, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like. (It may have a substituent); It is more preferable that it is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a camphor or the like.
The hydrocarbon group of Rd 2 may have a substituent, and the substituent may be a hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon group, aliphatic hydrocarbon group ) in Rd 1 of the above formula (d1-1). Examples include those similar to the substituents that may have.

以下に(d1−2)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 A preferable specific example of the anion portion of the component (d1-2) is shown below.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

・・カチオン部
式(d1−2)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記式(d1−1)中のMm+と同様である。
(d1−2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
In the cation part formula (d1-2), M m + is an m-valent organic cation, which is the same as M m + in the above formula (d1-1).
As the component (d1-2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

{(d1−3)成分}
・・アニオン部
式(d1−3)中、Rdは置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられ、フッ素原子を含む環式基、鎖状のアルキル基、又は鎖状のアルケニル基であることが好ましい。中でも、フッ素化アルキル基が好ましく、前記Rdのフッ素化アルキル基と同様のものがより好ましい。
{(D1-3) component}
In the anion part formula (d1-3), Rd 3 has a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. It may be a chain alkenyl group, the same as that of R 101, and is preferably a cyclic group containing a fluorine atom, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group. Of these, an alkyl fluorinated group is preferable, and the same group as the alkyl fluorinated group of Rd 1 is more preferable.

式(d1−3)中、Rdは、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
中でも、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、環式基であることが好ましい。
Rdにおけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。Rdのアルキル基の水素原子の一部が水酸基、シアノ基等で置換されていてもよい。
Rdにおけるアルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、炭素数1〜5のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が挙げられる。なかでも、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
In formula (d1-3), Rd 4 may have a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. It is a chain alkenyl group, and the same group as R 101 can be mentioned.
Of these, an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, and a cyclic group which may have a substituent are preferable.
The alkyl group in Rd 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, or an isobutyl group. , Tert-Butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. A part of the hydrogen atom of the alkyl group of Rd 4 may be substituted with a hydroxyl group, a cyano group or the like.
The alkoxy group in Rd 4 is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, or n-. Examples thereof include a butoxy group and a tert-butoxy group. Of these, a methoxy group and an ethoxy group are preferable.

Rdにおけるアルケニル基は、上記R101と同様のものが挙げられ、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基が好ましい。これらの基はさらに置換基として、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を有していてもよい。 Examples of the alkenyl group in Rd 4 include those similar to those in R 101, and a vinyl group, a propenyl group (allyl group), a 1-methylpropenyl group, and a 2-methylpropenyl group are preferable. These groups may further have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.

Rdにおける環式基は、上記R101と同様のものが挙げられ、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた脂環式基、又は、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基が好ましい。Rdが脂環式基である場合、レジスト組成物が有機溶剤に良好に溶解することにより、リソグラフィー特性が良好となる。また、Rdが芳香族基である場合、EUV等を露光光源とするリソグラフィーにおいて、該レジスト組成物が光吸収効率に優れ、感度やリソグラフィー特性が良好となる。 Examples of the cyclic group in Rd 4 are the same as those in R 101 described above, and one or more hydrogen atoms are excluded from cycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. An alicyclic group or an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group is preferable. When Rd 4 is an alicyclic group, the resist composition is well dissolved in an organic solvent, so that the lithography characteristics are improved. Further, when Rd 4 is an aromatic group, the resist composition has excellent light absorption efficiency and good sensitivity and lithography characteristics in lithography using EUV or the like as an exposure light source.

式(d1−3)中、Ydは、単結合、または2価の連結基である。
Ydにおける2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が挙げられる。これらはそれぞれ、前記式(a2−1)におけるYa21の2価の連結基の説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
Ydとしては、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、アルキレン基又はこれらの組み合わせであることが好ましい。アルキレン基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基であることがより好ましく、メチレン基又はエチレン基であることがさらに好ましい。
In formula (d1-3), Yd 1 is a single bond or a divalent linking group.
The divalent linking group in Yd 1 is not particularly limited, but includes a divalent hydrocarbon group (aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group) which may have a substituent and a hetero atom 2 Examples include valuation linking groups. Examples of these are the same as those mentioned in the description of the divalent linking group of Ya 21 in the above formula (a2-1).
Yd 1 is preferably a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, an alkylene group, or a combination thereof. The alkylene group is more preferably a linear or branched alkylene group, and even more preferably a methylene group or an ethylene group.

以下に(d1−3)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 A preferable specific example of the anion portion of the component (d1-3) is shown below.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
Figure 0006868351

・・カチオン部
式(d1−3)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記式(d1−1)中のMm+と同様である。
(d1−3)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
In the cation part formula (d1-3), M m + is an m-valent organic cation, which is the same as M m + in the above formula (d1-1).
As the component (d1-3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

(D1)成分は、上記(d1−1)〜(d1−3)成分のいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D1)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5〜10質量部であることが好ましく、0.5〜8質量部であることがより好ましく、1〜8質量部であることがさらに好ましい。
(D1)成分の含有量が好ましい下限値以上であると、特に良好なリソグラフィー特性及びレジストパターン形状が得られる。一方、上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。
As the component (D1), only one of the above components (d1-1) to (d1-3) may be used, or two or more of them may be used in combination.
The content of the component (D1) is preferably 0.5 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 8 parts by mass, and 1 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). It is more preferably parts by mass.
When the content of the component (D1) is at least a preferable lower limit value, particularly good lithography characteristics and a resist pattern shape can be obtained. On the other hand, when it is not more than the upper limit, the sensitivity can be maintained well and the throughput is also excellent.

前記の(d1−1)成分、(d1−2)成分の製造方法は、特に限定されず、公知の方法により製造することができる。 The method for producing the component (d1-1) and the component (d1-2) is not particularly limited, and the component (d1-1) and the component (d1-2) can be produced by a known method.

(D1)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5〜10.0質量部であることが好ましく、0.5〜8.0質量部であることがより好ましく、1.0〜8.0質量部であることがさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であると、特に良好なリソグラフィー特性及びレジストパターン形状が得られる。前記範囲の上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。 The content of the component (D1) is preferably 0.5 to 10.0 parts by mass, and more preferably 0.5 to 8.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). , 1.0 to 8.0 parts by mass is more preferable. When it is at least the lower limit of the above range, particularly good lithography characteristics and resist pattern shape can be obtained. When it is not more than the upper limit of the above range, the sensitivity can be maintained well and the throughput is also excellent.

・(D2)成分
(D)成分は、上記(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物成分(以下「(D2)成分」という。)を含有していてもよい。
(D2)成分としては、酸拡散制御剤として作用するものであり、かつ、(D1)成分に該当しないものであれば特に限定されず、公知のものから任意に用いればよい。なかでも、脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。
脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素数が1〜12であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまたはアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
アルキルアミンおよびアルキルアルコールアミンの具体例としては、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミンが挙げられる。これらの中でも、炭素数5〜10のトリアルキルアミンがさらに好ましく、トリ−n−ペンチルアミン又はトリ−n−オクチルアミンが特に好ましい。
-Component (D2) The component (D) may contain a nitrogen-containing organic compound component (hereinafter referred to as "component (D2)") that does not correspond to the above component (D1).
The component (D2) is not particularly limited as long as it acts as an acid diffusion control agent and does not correspond to the component (D1), and any known component may be used. Of these, aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines, are preferable.
The aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic group preferably has 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine include amines (alkylamines or alkylalcoholamines) or cyclic amines in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is replaced with an alkyl group or a hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms.
Specific examples of alkylamines and alkylalcohol amines include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di. Dialkylamines such as -n-heptylamine, di-n-octylamine, dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine , Tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, tri-n-dodecylamine and other trialkylamines; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, tri Alkyl alcohol amines such as isopropanolamine, di-n-octanolamine and tri-n-octanolamine can be mentioned. Among these, trialkylamines having 5 to 10 carbon atoms are more preferable, and tri-n-pentylamine or tri-n-octylamine is particularly preferable.

環式アミンとしては、たとえば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
脂肪族単環式アミンとして、具体的には、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
脂肪族多環式アミンとしては、炭素数が6〜10のものが好ましく、具体的には、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
Examples of the cyclic amine include a heterocyclic compound containing a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic compound may be a monocyclic compound (aliphatic monocyclic amine) or a polycyclic compound (aliphatic polycyclic amine).
Specific examples of the aliphatic monocyclic amine include piperidine and piperazine.
The aliphatic polycyclic amine preferably has 6 to 10 carbon atoms, and specifically, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonen and 1,8-diazabicyclo [5. 4.0] -7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane and the like can be mentioned.

その他の脂肪族アミンとしては、トリス(2−メトキシメトキシエチル)アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミン、トリエタノールアミントリアセテート等が挙げられ、トリエタノールアミントリアセテートが好ましい。 Other aliphatic amines include tris (2-methoxymethoxyethyl) amine, tris {2- (2-methoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (2-methoxyethoxymethoxy) ethyl} amine, and tris {2. -(1-methoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-ethoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-ethoxypropoxy) ethyl} amine, tris [2- {2- (2-hydroxy) Examples thereof include ethoxy) ethoxy} ethyl] amine and triethanolamine triacetate, and triethanolamine triacetate is preferable.

また、(D2)成分としては、芳香族アミンを用いてもよい。
芳香族アミンとしては、アニリン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、ピロール、インドール、ピラゾール、イミダゾールまたはこれらの誘導体、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、2,6−ジイソプロピルアニリン、N−tert−ブトキシカルボニルピロリジン等が挙げられる。
Further, as the component (D2), an aromatic amine may be used.
Aromatic amines include aniline, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, pyrrole, indol, pyrazole, imidazole or derivatives thereof, diphenylamine, triphenylamine, tribenzylamine, 2,6-diisopropylaniline, N-tert-butoxy. Examples thereof include carbonylpyrrolidin.

(D2)成分は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D2)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。上記範囲とすることにより、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等が向上する。
The component (D2) may be used alone or in combination of two or more.
The component (D2) is usually used in the range of 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). Within the above range, the shape of the resist pattern, stability over time, and the like are improved.

(D)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態においてレジスト組成物が(D)成分を含有する場合、(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、0.1〜15質量部であることが好ましく、0.3〜12質量部であることがより好ましく、0.5〜12質量部であることがさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、レジスト組成物とした際、LWR等のリソグラフィー特性がより向上する。また、より良好なレジストパターン形状が得られる。前記範囲の上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。
As the component (D), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (D) in the present embodiment, the component (D) is preferably 0.1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A), and is 0.3. It is more preferably ~ 12 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 12 parts by mass.
When it is at least the lower limit of the above range, the lithography characteristics such as LWR are further improved when the resist composition is prepared. Moreover, a better resist pattern shape can be obtained. When it is not more than the upper limit of the above range, the sensitivity can be maintained well and the throughput is also excellent.

(E)成分:
本実施形態において、レジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸、ならびにリンのオキソ酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下「(E)成分」という。)を含有させることができる。
有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
リンのオキソ酸の誘導体としては、たとえば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基等が挙げられる。
リン酸の誘導体としては、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
ホスフィン酸の誘導体としては、ホスフィン酸エステルやフェニルホスフィン酸などが挙げられる。
(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(E)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
(E) Ingredient:
In the present embodiment, the resist composition contains an organic carboxylic acid, an oxo acid of phosphorus, and a derivative thereof as optional components for the purpose of preventing deterioration of sensitivity, improving the shape of the resist pattern, stability over time, and the like. At least one compound (E) selected from the group consisting of (hereinafter referred to as "component (E)") can be contained.
As the organic carboxylic acid, for example, acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
Examples of the oxo acid of phosphorus include phosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid and the like, and among these, phosphonic acid is particularly preferable.
Examples of the derivative of the oxo acid of phosphorus include an ester in which the hydrogen atom of the oxo acid is replaced with a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group includes an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and 6 to 6 carbon atoms. Examples include 15 aryl groups.
Examples of the phosphoric acid derivative include phosphoric acid esters such as phosphoric acid di-n-butyl ester and phosphoric acid diphenyl ester.
Examples of the phosphonic acid derivative include phosphonic acid esters such as phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid-di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, and phosphonic acid dibenzyl ester.
Examples of the derivative of phosphinic acid include phosphinic acid ester and phenylphosphinic acid.
As the component (E), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The component (E) is usually used in the range of 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).

(F)成分:
本実施形態において、レジスト組成物は、レジスト膜に撥水性を付与するため、フッ素添加剤(以下「(F)成分」という。)を含有していてもよい。
(F)成分としては、例えば、特開2010−002870号公報、特開2010−032994号公報、特開2010−277043号公報、特開2011−13569号公報、特開2011−128226号公報、に記載の含フッ素高分子化合物を用いることができる。
(F)成分としてより具体的には、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)を有する重合体が挙げられる。前記重合体としては、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)のみからなる重合体(ホモポリマー);下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と前記構成単位(a1)との共重合体;下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と、アクリル酸又はメタクリル酸から誘導される構成単位と、前記構成単位(a1)との共重合体;下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と前記構成単位(a4)との共重合体であることが好ましい。
ここで、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と共重合される前記構成単位(a1)としては、1−エチル−1−シクロオクチル(メタ)アクリレート、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートまたは前記式(a1−2−01)で表される構成単位が好ましい。
下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と共重合される前記構成単位(a4)としては、前記一般式(a4−1)〜(a4−5)でそれぞれ表される構成単位が好ましい。
(F) component:
In the present embodiment, the resist composition may contain a fluorine additive (hereinafter referred to as "component (F)") in order to impart water repellency to the resist film.
Examples of the component (F) include JP-A-2010-002870, JP-A-2010-032994, JP-A-2010-277043, JP-A-2011-13569, and JP-A-2011-128226. The described fluorine-containing polymer compound can be used.
More specifically, as the component (F), a polymer having a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1) can be mentioned. The polymer is a polymer (copolymer) consisting of only the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1); the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1) and the above. Copolymer with the structural unit (a1); the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1), the structural unit derived from acrylic acid or methacrylic acid, and the structural unit (a1). Copolymer: A copolymer of a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1) and the structural unit (a4) is preferable.
Here, as the structural unit (a1) copolymerized with the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1), 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth) acrylate and 2-methyl- 2-adamantyl (meth) acrylate or a structural unit represented by the above formula (a1-2-01) is preferable.
The structural unit (a4) copolymerized with the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1) is a configuration represented by the general formulas (a4-1) to (a4-5), respectively. The unit is preferred.

Figure 0006868351
[式中、Rは前記同様であり、Rf102およびRf103はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を表し、Rf102およびRf103は同じであっても異なっていてもよい。nfは1〜5の整数であり、Rf101はフッ素原子を含む有機基である。]
Figure 0006868351
[In the formula, R is the same as described above, and Rf 102 and Rf 103 independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms, respectively. Rf 102 and Rf 103 may be the same or different. nf 1 is an integer of 1 to 5, and Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom. ]

式(f1−1)中、Rは前記同様である。Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。
式(f1−1)中、Rf102およびRf103の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、特にフッ素原子が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1〜5のアルキル基としては、上記Rの炭素数1〜5のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、上記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部が、ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該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、特にフッ素原子が好ましい。なかでもRf102およびRf103としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基、またはエチル基が好ましい。
式(f1−1)中、nfは1〜5の整数であって、1〜3の整数が好ましく、1又は2であることがより好ましい。
In the formula (f1-1), R is the same as described above. As R, a hydrogen atom or a methyl group is preferable.
In the formula (f1-1), examples of the halogen atom of Rf 102 and Rf 103 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferable. Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103 include those similar to the above-mentioned alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R, and a methyl group or an ethyl group is preferable. As the alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103 , specifically, a group in which a part or all of hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is substituted with a halogen atom is used. Can be mentioned. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferable. Among them, as Rf 102 and Rf 103 , a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or an ethyl group is preferable.
In the formula (f1-1), nf 1 is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 or 2.

式(f1−1)中、Rf101はフッ素原子を含む有機基であって、フッ素原子を含む炭化水素基であることが好ましい。
フッ素原子を含む炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよく、炭素数は1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10が特に好ましい。
また、フッ素原子を含む炭化水素基は、当該炭化水素基における水素原子の25%以上がフッ素化されていることが好ましく、50%以上がフッ素化されていることがより好ましく、60%以上がフッ素化されていることが、浸漬露光時のレジスト膜の疎水性が高まることから、特に好ましい。
なかでも、Rf101としては、炭素数1〜6のフッ素化炭化水素基が特に好ましく、メチル基、−CH−CF、−CH−CF−CF、−CH(CF、−CH−CH−CF、−CH−CH−CF−CF−CF−CFが最も好ましい。
In the formula (f1-1), Rf 101 is preferably an organic group containing a fluorine atom and preferably a hydrocarbon group containing a fluorine atom.
The hydrocarbon group containing a fluorine atom may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 15 carbon atoms. , 1 to 10 carbon atoms are particularly preferable.
Further, as for the hydrocarbon group containing a fluorine atom, it is preferable that 25% or more of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are fluorinated, more preferably 50% or more is fluorinated, and 60% or more is fluorinated. Fluorination is particularly preferable because the hydrophobicity of the resist film during immersion exposure is increased.
Among these, as Rf 101, particularly preferably a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a methyl group, -CH 2 -CF 3, -CH 2 -CF 2 -CF 3, -CH (CF 3) 2 , -CH 2- CH 2- CF 3 , -CH 2- CH 2- CF 2- CF 2- CF 2- CF 3 are most preferable.

(F)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、1000〜50000が好ましく、5000〜40000がより好ましく、10000〜30000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
(F)成分の分散度(Mw/Mn)は、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
The weight average molecular weight (Mw) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) of the component (F) is preferably 1000 to 50000, more preferably 5000 to 40,000, and most preferably 1000 to 30000. When it is not more than the upper limit value of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and when it is more than the lower limit value of this range, the dry etching resistance and the cross-sectional shape of the resist pattern are good.
The dispersity (Mw / Mn) of the component (F) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5.

(F)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(F)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.5〜10質量部の割合で用いられる。
As the component (F), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The component (F) is usually used in a ratio of 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).

本実施形態において、レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。 In the present embodiment, the resist composition is further optionally miscible with additives such as additional resins for improving the performance of resist films, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, anti-halation. Agents, dyes and the like can be added and contained as appropriate.

(S)成分:
本実施形態において、レジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下「(S)成分」ともいうことがある)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
たとえば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン(2−ヘプタノン)、メチルイソペンチルケトン、などのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
なかでも、PGMEA、PGME、γ−ブチロラクトン、ELが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶剤も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてEL又はシクロヘキサノンを配合する場合は、PGMEA:EL又はシクロヘキサノンの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
(S)成分の使用量は特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が1〜20質量%、好ましくは2〜15質量%の範囲内となるように用いられる。
(S) component:
In the present embodiment, the resist composition can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter, also referred to as “component (S)”).
The component (S) may be any component as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution, and any one of those conventionally known as a solvent for a chemically amplified resist may be used. Two or more types can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone (2-heptanone), methyl isopentyl ketone, etc .; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, di Polyhydric alcohols such as propylene glycol; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate, said polyhydric alcohols or compounds having the ester bond. Derivatives of polyhydric alcohols such as monoalkyl ethers such as monomethyl ethers, monoethyl ethers, monopropyl ethers, and monobutyl ethers, or compounds having an ether bond such as monophenyl ethers [among these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) ), Propylene glycol monomethyl ether (PGME)]; Cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methoxy Esters such as methyl propionate, ethyl ethoxypropionate; anisole, ethylbenzyl ether, cresylmethyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetol, butylphenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, Examples thereof include aromatic organic solvents such as cymen and mesityrene, and dimethyl sulfoxide (DMSO).
These organic solvents may be used alone or as a mixed solvent of two or more kinds.
Of these, PGMEA, PGME, γ-butyrolactone, and EL are preferable.
Further, a mixed solvent in which PGMEA and a polar solvent are mixed is also preferable. The compounding ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, but is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. It is preferably within the range.
More specifically, when EL or cyclohexanone is blended as the polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL or cyclohexanone is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. .. When PGME is blended as the polar solvent, the mass ratio of PGMEA: PGME is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2, and even more preferably 3: 7 to 7 :. It is 3.
In addition, as the component (S), a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone is also preferable. In this case, the mass ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5 as the mixing ratio.
The amount of the component (S) used is not particularly limited, and is appropriately set according to the coating film thickness at a concentration that can be applied to a substrate or the like. Generally, the resist composition is used so that the solid content concentration is in the range of 1 to 20% by mass, preferably 2 to 15% by mass.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

<樹脂成分の製造>
[高分子化合物(P)−1の合成]
シュレンク管に、アルゴン(Ar)雰囲気下で0.466g(11.0mmol)の塩化リチウム(LiCl)と219.84mlのテトラヒドロフラン(THF)とを入れ、−78℃に冷却した。
管内を脱水・脱気した後、Ar雰囲気下で、アニオン重合開始剤としてセカンダリーブチルリチウム(Sec−BuLi)を1.10ml(1.00mol/Lヘキサン・シクロヘキサン混合溶液、1.10mmol)投入し、続いて下記モノマーM1を21.52ml(187.2mmol)投入した後、−78℃で30分間撹拌を行った。
撹拌の後、ジフェニルエチレン0.232ml(1.32mmol)を投入し、−78℃で30分間撹拌を行った。さらに、下記モノマーM2を2.22g(9.85mmol)投入し、−60℃で180分間撹拌を行った。
撹拌の後、−78℃で重合停止剤としてメタノールを2.22ml(55.0mmol)投入して反応を停止させた。
得られた反応重合液を、大量のメタノールに滴下して重合体を析出させる操作を行い、沈殿した白色粉体を大量のメタノールにて洗浄し、大量の純水にて洗浄した後、乾燥させて、目的物である高分子化合物(P)−1を16.05g(収率82%)得た。
<Manufacturing of resin components>
[Synthesis of Polymer Compound (P) -1]
0.466 g (11.0 mmol) of lithium chloride (LiCl) and 219.84 ml of tetrahydrofuran (THF) were placed in a Schlenk tube under an argon (Ar) atmosphere, and the mixture was cooled to −78 ° C.
After dehydrating and degassing the inside of the tube, 1.10 ml (1.00 mol / L hexane / cyclohexane mixed solution, 1.10 mmol) of secondary butyllithium (Sec-BuLi) was added as an anionic polymerization initiator in an Ar atmosphere. Subsequently, 21.52 ml (187.2 mmol) of the following monomer M1 was added, and then the mixture was stirred at −78 ° C. for 30 minutes.
After stirring, 0.232 ml (1.32 mmol) of diphenylethylene was added, and the mixture was stirred at −78 ° C. for 30 minutes. Further, 2.22 g (9.85 mmol) of the following monomer M2 was added, and the mixture was stirred at −60 ° C. for 180 minutes.
After stirring, 2.22 ml (55.0 mmol) of methanol was added as a polymerization inhibitor at −78 ° C. to terminate the reaction.
The obtained reaction polymerization solution is added dropwise to a large amount of methanol to precipitate a polymer, and the precipitated white powder is washed with a large amount of methanol, washed with a large amount of pure water, and then dried. As a result, 16.05 g (yield 82%) of the target polymer compound (P) -1 was obtained.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

得られた高分子化合物(P)−1について、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は23800であり、分子量分散度(Mw/Mn)は1.05であった。
また、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)により求められた共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はl/m=95.2/4.8であった。
For the obtained polymer compound (P) -1, the weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 23,800, and the molecular weight dispersion (Mw / Mn) was 1.05.
Further, as a result of an analysis by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum (600 MHz - 13 C-NMR) (ratio of the respective structural units within the structural formula (molar ratio)) is l / m = 95.2 / 4.8 Met.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

<パターン厚肉化用ポリマー組成物の調製>
(実施例1〜14、比較例1〜7)
表1〜2に示す各成分を混合して溶解し、パターン厚肉化用ポリマー組成物(以下単に「ポリマー組成物」とも表記する。)を調製した。いずれのポリマー組成物も、(X)成分濃度を2.0質量%として調製した。
<Preparation of polymer composition for pattern thickening>
(Examples 1 to 14, Comparative Examples 1 to 7)
Each component shown in Tables 1 and 2 was mixed and dissolved to prepare a polymer composition for thickening a pattern (hereinafter, also simply referred to as “polymer composition”). Both polymer compositions were prepared with the (X) component concentration set to 2.0% by mass.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

Figure 0006868351
Figure 0006868351

表1〜2中の各略号は以下の意味を有する。また、[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
(X)−1:上記の高分子化合物(P)−1。
Each abbreviation in Tables 1 and 2 has the following meaning. The value in [] is the blending amount (part by mass).
(X) -1: The above-mentioned polymer compound (P) -1.

(Sp1)−1:下記化学式(Sp1)−1で表される有機溶剤。沸点204℃、logP値−0.6。
(Sp1)−2:下記化学式(Sp1)−2で表される有機溶剤。沸点166℃、logP値−0.3。
(Sp1)−3:下記化学式(Sp1)−3で表される有機溶剤。沸点244℃、logP値−0.9。
(Sp1)−4:下記化学式(Sp1)−4で表される有機溶剤。沸点153℃、logP値−0.8。
(Sp1)−5:下記化学式(Sp1)−5で表される有機溶剤。沸点218℃、logP値0.4。
(Sp1) -1: An organic solvent represented by the following chemical formula (Sp1) -1. Boiling point 204 ° C, logP value -0.6.
(Sp1) -2: An organic solvent represented by the following chemical formula (Sp1) -2. Boiling point 166 ° C., logP value -0.3.
(Sp1) -3: An organic solvent represented by the following chemical formula (Sp1) -3. Boiling point 244 ° C., logP value -0.9.
(Sp1) -4: An organic solvent represented by the following chemical formula (Sp1) -4. Boiling point 153 ° C., logP value -0.8.
(Sp1) -5: An organic solvent represented by the following chemical formula (Sp1) -5. Boiling point 218 ° C., logP value 0.4.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

(Sp2)−1:下記化学式(Sp2)−1で表される有機溶剤。沸点126℃、logP値1.8。
(Sp2)−2:下記化学式(Sp2)−2で表される有機溶剤。沸点146℃、logP値0.5。
(Sp2)−3:下記化学式(Sp2)−3で表される有機溶剤。沸点151℃、logP値2.0。
(Sp2)−4:下記化学式(Sp2)−4で表される有機溶剤。沸点173℃、logP値3.8。
(Sp2)−5:下記化学式(Sp2)−5で表される有機溶剤。沸点157℃、logP値0.8。
(Sp2)−6:下記化学式(Sp2)−6で表される有機溶剤。沸点145℃、logP値0.1。
(Sp2) -1: An organic solvent represented by the following chemical formula (Sp2) -1. Boiling point 126 ° C., logP value 1.8.
(Sp2) -2: An organic solvent represented by the following chemical formula (Sp2) -2. Boiling point 146 ° C., logP value 0.5.
(Sp2) -3: An organic solvent represented by the following chemical formula (Sp2) -3. Boiling point 151 ° C., logP value 2.0.
(Sp2) -4: An organic solvent represented by the following chemical formula (Sp2) -4. Boiling point 173 ° C., logP value 3.8.
(Sp2) -5: An organic solvent represented by the following chemical formula (Sp2) -5. Boiling point 157 ° C., logP value 0.8.
(Sp2) -6: An organic solvent represented by the following chemical formula (Sp2) -6. Boiling point 145 ° C., logP value 0.1.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

<レジスト組成物の調製>
表3に示す各成分を混合して溶解し、化学増幅型レジスト組成物を調製した。
<Preparation of resist composition>
Each component shown in Table 3 was mixed and dissolved to prepare a chemically amplified resist composition.

Figure 0006868351
Figure 0006868351

表3中の各略号は以下の意味を有する。また、[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
(A)−1:下記化学式(A)−1で表される高分子化合物。GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は7000、分子量分散度(Mw/Mn)は1.6。13C−NMRにより求められた共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はl/m=50/50。
Each abbreviation in Table 3 has the following meaning. The value in [] is the blending amount (part by mass).
(A) -1: A polymer compound represented by the following chemical formula (A) -1. The weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement is 7,000, and the molecular weight dispersion (Mw / Mn) is 1.6. 13 The copolymerization composition ratio (ratio of each structural unit in the structural formula (molar ratio)) determined by C-NMR is l / m = 50/50.

(B)−1:下記化学式(B)−1で表される化合物からなる酸発生剤。
(D)−1:下記化学式(D)−1で表される化合物からなる酸拡散制御剤。
(E)−1:サリチル酸。
(B) -1: An acid generator composed of a compound represented by the following chemical formula (B) -1.
(D) -1: An acid diffusion control agent composed of a compound represented by the following chemical formula (D) -1.
(E) -1: Salicylic acid.

(F)−1:下記化学式(F)−1で表される含フッ素高分子化合物。GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は10000、分子量分散度(Mw/Mn)は1.5。13C−NMRにより求められた共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はl/m=50/50。 (F) -1: A fluorine-containing polymer compound represented by the following chemical formula (F) -1. The weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement is 10,000, and the molecular weight dispersion (Mw / Mn) is 1.5. 13 The copolymerization composition ratio (ratio of each structural unit in the structural formula (molar ratio)) determined by C-NMR is l / m = 50/50.

(S)−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート。
(S)−2:プロピレングリコールモノメチルエーテル。
(S) -1: Propylene glycol monomethyl ether acetate.
(S) -2: Propylene glycol monomethyl ether.

Figure 0006868351
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Figure 0006868351
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<レジストパターンの形成>
以下の一連の工程A、工程B、工程C及び工程Dにより、レジストプレパターンを厚肉化したレジストパターンを形成した。
<Formation of resist pattern>
A resist pattern in which the resist pre-pattern was thickened was formed by the following series of steps A, B, C, and D.

[工程A]
12インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC−29A」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚89nmの有機系反射防止膜を形成し、支持体を作製した。
次いで、該有機系反射防止膜上に、上記の化学増幅型レジスト組成物を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、温度110℃、60秒間の条件でプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚100nmのレジスト膜を形成した。
次いで、該レジスト膜に、露光装置NSRX609B(ニコン社製;NA1.07,Crosspole)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、下記ターゲットのマスクパターン(6%ハーフトーン)を介して選択的に照射した。
ターゲット:コンタクトホール(Dense CH)パターン
ピッチ110nm/真円形のホール直径60nm
次いで、温度85℃、60秒間の条件で露光後加熱(PEB)処理を行った。
次いで、酢酸ブチルを用いて13秒間の溶剤現像を行い、振り切り乾燥を行った。
その結果、レジストプレパターンとしてホールパターン(表面にカルボキシ基が露出した溶剤現像ネガ型レジストプレパターン)が形成された。
[Step A]
The organic antireflection film composition "ARC-29A" (trade name, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) was applied onto a 12-inch silicon wafer using a spinner, and fired on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds. By drying, an organic antireflection film having a film thickness of 89 nm was formed to prepare a support.
Next, the above-mentioned chemically amplified resist composition is applied onto the organic antireflection film using a spinner, and prebaked (PAB) treatment is performed on a hot plate at a temperature of 110 ° C. for 60 seconds. By drying, a resist film having a film thickness of 100 nm was formed.
Next, the resist film was selectively irradiated with an ArF excimer laser (193 nm) by an exposure apparatus NSRX609B (manufactured by Nikon Corporation; NA1.07, Crosspole) via the mask pattern (6% halftone) of the following target. ..
Target: Contact hole (Dense CH) pattern
Pitch 110nm / Round hole diameter 60nm
Next, post-exposure heating (PEB) treatment was performed under the conditions of a temperature of 85 ° C. and 60 seconds.
Then, solvent development was carried out for 13 seconds using butyl acetate, and shake-off drying was carried out.
As a result, a hole pattern (solvent-developed negative resist pre-pattern with carboxy groups exposed on the surface) was formed as the resist pre-pattern.

[工程B]
次に、前記レジストプレパターンが形成された支持体上に、前記レジストプレパターンの全体を被覆するように、各例のポリマー組成物をそれぞれ、スピンナーを用いて塗布し、ポリマー膜を形成した。このポリマー膜の塗布膜厚を平均60nmとした。
[Step B]
Next, the polymer compositions of each example were applied using a spinner on the support on which the resist pre-pattern was formed so as to cover the entire resist pre-pattern to form a polymer film. The coating film thickness of this polymer film was 60 nm on average.

[工程C]
次に、前記レジストプレパターン及びこれを被覆するポリマー膜を、温度(シュリンクベーク温度)100℃で60秒間加熱した。
[Step C]
Next, the resist prepattern and the polymer film covering the resist prepattern were heated at a temperature (shrink bake temperature) of 100 ° C. for 60 seconds.

[工程D]
次に、酢酸ブチルを用いて13秒間の溶剤現像を行った。
これにより、レジストプレパターンが厚肉化した、ホール直径が縮小された微細なホールパターンが形成された。
[Step D]
Next, solvent development was carried out for 13 seconds using butyl acetate.
As a result, a fine hole pattern in which the resist pre-pattern was thickened and the hole diameter was reduced was formed.

<厚肉化部分の幅(シュリンクボリューム:S.V.)の評価>
上記で形成された各ホールパターンについて、下記の方法により、図1(d)の「T0a+T0b(=T−T=T)」に相当する、厚肉化部分の幅(シュリンクボリューム(nm))を評価した。
各レジストプレパターンと、工程D後の各ホールパターンと、について、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧500V、商品名:CG5000、日立ハイテクノロジーズ社製)により、パターン上空から観察し、ターゲットのパターンにおけるホール直径を測定した。この結果を表4〜5に示した。
<Evaluation of the width of the thickened part (shrink volume: SV)>
For each hole pattern formed above, the width of the thickened portion (shrink) corresponding to “T 0a + T 0b (= T 1 − T 2 = T 0 )” in FIG. 1 (d) by the following method. Volume (nm)) was evaluated.
Each resist pre-pattern and each hole pattern after step D are observed from above the pattern by a length-measuring SEM (scanning electron microscope, acceleration voltage 500V, product name: CG5000, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and the target is used. The hole diameter in the pattern was measured. The results are shown in Tables 4-5.

また、上記で形成された各ホールパターンについて、工程Dでの溶剤現像による溶解の有無を評価した。
溶剤現像による、ホールパターンの溶解が認められなかった場合を○;
溶剤現像による、ホールパターンの溶解が認められた場合を×
とした。この評価結果を「パターン溶解の有無」として表4〜5に示した。
In addition, the presence or absence of dissolution by solvent development in step D was evaluated for each hole pattern formed above.
When the hole pattern was not dissolved by solvent development, ○;
When the hole pattern is dissolved by solvent development, ×
And said. The evaluation results are shown in Tables 4 to 5 as "presence or absence of pattern dissolution".

表5中の「−」は、比較例4及び比較例5のポリマー組成物を用いた場合、工程Dでの溶剤現像によってホールパターンが溶解したため、厚肉化部分の幅(シュリンクボリューム(nm))を測定することができなかったことを表している。 “-” In Table 5 indicates the width of the thickened portion (shrink volume (nm)) because the hole pattern was dissolved by the solvent development in step D when the polymer compositions of Comparative Example 4 and Comparative Example 5 were used. ) Could not be measured.

Figure 0006868351
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Figure 0006868351
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表4〜5に示す結果のとおり、本発明を適用した実施例1〜14のポリマー組成物を用いた場合の方が、比較例1〜7のポリマー組成物を用いた場合に比べて、シュリンクボリュームが高められ、より微細なパターンを形成できることが分かる。 As shown in the results shown in Tables 4 to 5, when the polymer compositions of Examples 1 to 14 to which the present invention was applied were used, the shrinkage was compared with the case where the polymer compositions of Comparative Examples 1 to 7 were used. It can be seen that the volume is increased and a finer pattern can be formed.

1…支持体、
2…レジストプレパターン、
3…ポリマー膜、
3a…現像液不溶性層、
4…レジストパターン
1 ... Support,
2 ... Resist pre-pattern,
3 ... Polymer membrane,
3a ... Developer insoluble layer,
4 ... Resist pattern

Claims (2)

レジストプレパターンを厚肉化したレジストパターンを形成する方法であって、
酸の作用により有機溶剤に対する溶解性が減少する樹脂成分を含有するレジスト組成物を用いて支持体上に、レジスト膜を形成する操作と、該レジスト膜を有機溶剤現像して表面に極性基が露出したレジストプレパターンを形成する操作と、を含む工程Aと、
前記レジストプレパターンを被覆するように、前記レジストプレパターンが形成された支持体上に、パターン厚肉化用ポリマー組成物を塗布してポリマー膜を形成する工程Bと、
前記レジストプレパターンの表面に現像液不溶性層を形成する工程Cと、
前記現像液不溶性層が表面に形成されたレジストプレパターン及びこれを被覆する前記ポリマー膜を現像して、前記レジストプレパターンを厚肉化したレジストパターンを形成する工程Dと、
を有し、
前記パターン厚肉化用ポリマー組成物は、中和性基を有する高分子化合物(X)と、前記レジストプレパターンを溶解しない溶剤成分(Sp)と、を含有し、
前記溶剤成分(Sp)は、沸点が150℃以上、かつ、logP値が0.4以下である有機溶剤(Sp1)を含み、
前記溶剤成分(Sp)中の前記有機溶剤(Sp1)の割合は、0質量%を超え、5質量%以下であり、
前記工程Cにおいて、前記高分子化合物が有する中和性基と前記レジストプレパターンの表面に露出した極性基との中和反応により前記レジストプレパターンの表面に現像液不溶性層が形成されることを特徴とする、レジストパターン形成方法。
It is a method of forming a resist pattern in which the resist pre-pattern is thickened.
An operation of forming a resist film on a support using a resist composition containing a resin component whose solubility in an organic solvent is reduced by the action of an acid, and an operation of developing the resist film with an organic solvent to cause polar groups on the surface. Step A, which includes the operation of forming an exposed resist pre-pattern, and
A step B of applying a polymer composition for thickening a pattern onto a support on which the resist pre-pattern is formed so as to cover the resist pre-pattern to form a polymer film.
Step C of forming a developer-insoluble layer on the surface of the resist pre-pattern,
Step D of developing the resist prepattern on which the developer insoluble layer is formed on the surface and the polymer film covering the resist prepattern to form a thickened resist prepattern.
Have,
The polymer composition for thickening the pattern contains a polymer compound (X) having a neutralizing group and a solvent component (Sp) that does not dissolve the resist pre-pattern.
The solvent component (Sp) contains an organic solvent (Sp1) having a boiling point of 150 ° C. or higher and a logP value of 0.4 or lower.
The ratio of the organic solvent (Sp1) to the solvent component (Sp) is more than 0% by mass and 5% by mass or less.
In the step C, a developer-insoluble layer is formed on the surface of the resist pre-pattern by a neutralization reaction between the neutralizing group of the polymer compound and the polar group exposed on the surface of the resist pre-pattern. A characteristic method for forming a resist pattern.
酸の作用により有機溶剤に対する溶解性が減少する樹脂成分を含有するレジスト組成物を用いて支持体上にレジスト膜を形成する操作と、該レジスト膜を有機溶剤現像して表面に極性基が露出したレジストプレパターンを形成する操作と、を含む工程Aと、
前記レジストプレパターンを被覆するように、前記レジストプレパターンが形成された支持体上に、パターン厚肉化用ポリマー組成物を塗布してポリマー膜を形成する工程Bと、
前記レジストプレパターン表面に現像液不溶性層を形成する工程Cと、
前記現像液不溶性層が表面に形成されたレジストプレパターン及びこれを被覆する前記ポリマー膜を現像して、前記レジストプレパターンを厚肉化したレジストパターンを形成する工程Dと、
を有するレジストパターン形成方法に用いられるパターン厚肉化用ポリマー組成物であって、
中和性基を有する高分子化合物(X)と、前記レジストプレパターンを溶解しない溶剤成分(Sp)と、を含有し、
前記溶剤成分(Sp)は、沸点が150℃以上、かつ、logP値が0.4以下である有機溶剤(Sp1)を含み、
前記溶剤成分(Sp)中の前記有機溶剤(Sp1)の割合は、0質量%を超え、5質量%以下であり、
前記工程Cにおいて、前記高分子化合物が有する中和性基と前記レジストプレパターンの表面に露出した極性基との中和反応により前記レジストプレパターンの表面に現像液不溶性層が形成されることを特徴とする、パターン厚肉化用ポリマー組成物。
An operation of forming a resist film on a support using a resist composition containing a resin component whose solubility in an organic solvent is reduced by the action of an acid, and an operation of developing the resist film with an organic solvent to expose polar groups on the surface. Step A including the operation of forming the resist pre-pattern, and
A step B of applying a polymer composition for thickening a pattern onto a support on which the resist pre-pattern is formed so as to cover the resist pre-pattern to form a polymer film.
Step C of forming a developer-insoluble layer on the surface of the resist pre-pattern,
Step D of developing the resist prepattern on which the developer insoluble layer is formed on the surface and the polymer film covering the resist prepattern to form a thickened resist prepattern.
A polymer composition for thickening a pattern used in a resist pattern forming method having the above.
It contains a polymer compound (X) having a neutralizing group and a solvent component (Sp) that does not dissolve the resist prepattern.
The solvent component (Sp) contains an organic solvent (Sp1) having a boiling point of 150 ° C. or higher and a logP value of 0.4 or lower.
The ratio of the organic solvent (Sp1) to the solvent component (Sp) is more than 0% by mass and 5% by mass or less.
In the step C, a developer-insoluble layer is formed on the surface of the resist pre-pattern by a neutralization reaction between the neutralizing group of the polymer compound and the polar group exposed on the surface of the resist pre-pattern. A characteristic polymer composition for thickening a pattern.
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