JP6997803B2 - Sensitive ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, pattern forming method, electronic device manufacturing method, compound - Google Patents

Sensitive ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, pattern forming method, electronic device manufacturing method, compound Download PDF

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Description

本発明は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、及び化合物に関する。 The present invention relates to an actinic or radiation sensitive resin composition, a resist film, a pattern forming method, a method for producing an electronic device, and a compound.

従来、IC(Integrated Circuit、集積回路)及びLSI(Large Scale Integrated circuit、大規模集積回路)等の半導体デバイスの製造プロセスにおいては、化学増幅型レジスト組成物を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。 Conventionally, in the manufacturing process of semiconductor devices such as ICs (Integrated Circuits) and LSIs (Large Scale Integrated Circuits), fine processing by lithography using a chemically amplified resist composition is performed. There is.

例えば、特許文献1では、化学増幅型レジスト組成物を用いたパターン形成方法として、「(ア)下記(A)~(C)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物によって膜を形成する工程、
(A)酸の作用により極性が増大して有機溶剤を含む現像液に対する溶解性が減少する樹脂、
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、及び
(C)カチオン部位とアニオン部位を同一分子内に有し、かつ、該カチオン部位と該アニオン部位が共有結合によって連結している化合物
(イ)上記膜を露光する工程、及び
(ウ)上記露光された膜を、有機溶剤を含む現像液を用いて現像してネガ型のパターンを形成する工程を有するパターン形成方法。」を開示している。また、上記特許文献1では、(C)成分として、下記2種のベタイン型化合物を開示している。
For example, in Patent Document 1, as a pattern forming method using a chemically amplified resist composition, "(a) a film is formed by a sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing the following (A) to (C). The process of forming,
(A) A resin whose polarity is increased by the action of an acid and its solubility in a developing solution containing an organic solvent is reduced.
(B) A compound that generates an acid by irradiation with active light or radiation, and (C) a cation moiety and an anion moiety are contained in the same molecule, and the cation moiety and the anion moiety are linked by a covalent bond. Compound (a) A pattern forming method comprising a step of exposing the above-mentioned film and (c) a step of developing the above-mentioned exposed film with a developing solution containing an organic solvent to form a negative pattern. Is disclosed. Further, Patent Document 1 discloses the following two types of betaine-type compounds as the component (C).

上記(B)成分は、いわゆる酸発生剤であり、露光工程(工程(イ))の際に活性光線又は放射線の照射を受けて酸を発生する。この発生酸は、主として酸分解性樹脂(上記(A)成分)の脱保護反応に寄与する。 The component (B) is a so-called acid generator, and generates an acid by being irradiated with active light or radiation during the exposure step (step (a)). This generated acid mainly contributes to the deprotection reaction of the acid-decomposable resin (component (A) above).

Figure 0006997803000001
Figure 0006997803000001

特開2014-170205号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-170205

本発明者らは、特許文献1を参照して、樹脂成分の脱保護反応(酸分解性樹脂の脱保護反応)を起こすため、又は樹脂成分の架橋反応を生起させるために通常用いられる酸発生剤(以下、「酸発生剤X」という。)と上記ベタイン型化合物とを含む感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を調製して検討したところ、上記ベタイン型化合物は、活性光線又は放射線の照射を受けると、酸発生剤Xから発生する酸よりも相対的に弱い酸を発生し、酸発生剤Xから発生する酸の未露光部分への拡散を制御する酸拡散制御剤(中和剤)として機能することを知見している。
一方で、本発明者らは、上記ベタイン型化合物は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中において凝集体(例えば2量体)を形成し易く、系中に均一に分散されにくいことを明らかとした。この結果として、酸発生剤Xと上記ベタイン型化合物を含む感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の膜(以下において「感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の膜」を「レジスト膜」ともいうこともある。)中では、上記ベタイン型化合物が不均一に存在することにより、露光工程の際に上記ベタイン型化合物による酸発生剤Xから発生する酸の拡散抑制(中和)が均一に進行せず、形成されるパターンは、パターン線幅の揺らぎ(LWR(line width roughness))及び面内均一性(CDU(critical dimension uniformity))が必ずしも十分ではないことを明らかとした。
With reference to Patent Document 1, the present inventors usually use acid generation to cause a deprotection reaction of a resin component (a deprotection reaction of an acid-degradable resin) or to cause a cross-linking reaction of a resin component. When an active light-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing an agent (hereinafter referred to as "acid generator X") and the betaine-type compound was prepared and examined, the betaine-type compound was found to be active light or radiation. When irradiated with, an acid diffusion control agent (neutralization) that generates an acid that is relatively weaker than the acid generated from the acid generator X and controls the diffusion of the acid generated from the acid generator X to the unexposed portion. It is known that it functions as an agent).
On the other hand, the present inventors tend to form aggregates (for example, dimers) in the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and the betaine-type compound is difficult to be uniformly dispersed in the system. Was clarified. As a result, the film of the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing the acid generator X and the betaine-type compound (hereinafter, "the film of the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition" is referred to as "resist film". In), the non-uniform presence of the betaine-type compound prevents the diffusion (neutralization) of the acid generated from the acid generator X by the betaine-type compound during the exposure step. It was clarified that the pattern that did not proceed uniformly and was formed did not necessarily have sufficient pattern line width fluctuation (LWR (line width roughness)) and in-plane uniformity (CDU (critical dimension uniformity)).

そこで、本発明は、パターン線幅の揺らぎ(LWR)及び面内均一性(CDU)に優れたパターンを形成し得る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を提供することを課題とする。
また、本発明は、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いたレジスト膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、新規な化合物を提供することを課題とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition capable of forming a pattern excellent in fluctuation of pattern line width (LWR) and in-plane uniformity (CDU).
Another object of the present invention is to provide a resist film, a pattern forming method, and a method for manufacturing an electronic device using the above-mentioned sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition.
Another object of the present invention is to provide a novel compound.

本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、酸発生剤と、酸拡散制御剤として一般式(1)で表される化合物と、を含む感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物によれば上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
As a result of diligent studies to achieve the above problems, the present inventors have made a sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin containing an acid generator and a compound represented by the general formula (1) as an acid diffusion control agent. We have found that the above problems can be solved by the composition, and have completed the present invention.
That is, it was found that the above problem can be solved by the following configuration.

〔1〕 樹脂と、
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する酸発生剤と、
酸拡散制御剤と、を含み、
上記酸拡散制御剤が、一般式(1)で表される化合物を少なくとも含む、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔2〕 上記一般式(1)で表される化合物が、一般式(2)で表される化合物である、〔1〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔3〕 一般式(2)中、R~Rが全て水素原子であるか、又は、Ar及びArの少なくとも一方が無置換の単環芳香族炭化水素基である、〔2〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔4〕 一般式(2)中、R~Rが全て水素原子であり且つAr及びArの一方が無置換の単環芳香族炭化水素基であるか、
Ar及びArがいずれも無置換の単環芳香族炭化水素基であるか、又は、
~Rが全て水素原子であり且つAr及びArがいずれも無置換の単環芳香族炭化水素基である、〔2〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔5〕 一般式(1)又は一般式(2)中、Aが、-L-CO 、又は-L-X-N-Yである、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔6〕 L及びLが単結合である、〔5〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔7〕 〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて形成されたレジスト膜。
〔8〕 〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
上記レジスト膜を露光する露光工程と、
露光された上記レジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を含む、パターン形成方法。
〔9〕 〔8〕に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
〔10〕 一般式(1)で表される化合物。
〔11〕 一般式(2)で表される化合物。
〔12〕 一般式(2)中、R~Rが全て水素原子であるか、又は、Ar及びArの少なくとも一方が無置換の単環芳香族炭化水素基である、〔11〕に記載の化合物。
〔13〕 一般式(2)中、R~Rが全て水素原子であり且つAr及びArの一方が無置換の単環芳香族炭化水素基であるか、
Ar及びArがいずれも無置換の単環芳香族炭化水素基であるか、又は、
~Rが全て水素原子であり且つAr及びArがいずれも無置換の単環芳香族炭化水素基である、〔11〕に記載の化合物。
〔14〕 一般式(1)又は一般式(2)中、Aが、-L-CO 、又は-L-X-N-Yである、〔10〕~〔13〕のいずれかに記載の化合物。
〔15〕 L及びLが単結合である、〔14〕に記載の化合物。
[1] Resin and
An acid generator that generates acid by irradiation with active light or radiation,
Contains acid diffusion regulators,
An actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition in which the acid diffusion control agent contains at least a compound represented by the general formula (1).
[2] The actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [1], wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the general formula (2).
[3] In the general formula (2), R 1 to R 4 are all hydrogen atoms, or at least one of Ar 2 and Ar 3 is an unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon group [2]. The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to.
[4] In the general formula (2), whether R 1 to R 4 are all hydrogen atoms and one of Ar 2 and Ar 3 is an unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon group.
Both Ar 2 and Ar 3 are unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon groups, or
The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [2], wherein R 1 to R 4 are all hydrogen atoms and Ar 2 and Ar 3 are both unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon groups. ..
[5] In the general formula (1) or the general formula (2), A 1 is -L 1 -CO 2- or -L 3 - X 1 -N --Y 1 [ 1] to [4]. ] The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of.
[6] The actinic or radiation-sensitive resin composition according to [5], wherein L 1 and L 3 are single bonds.
[7] A resist film formed by using the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [6].
[8] A resist film forming step of forming a resist film using the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [6].
The exposure process for exposing the resist film and
A pattern forming method comprising a developing step of developing the exposed resist film using a developing solution.
[9] A method for manufacturing an electronic device, which comprises the pattern forming method according to [8].
[10] A compound represented by the general formula (1).
[11] A compound represented by the general formula (2).
[12] In the general formula (2), R 1 to R 4 are all hydrogen atoms, or at least one of Ar 2 and Ar 3 is an unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon group [11]. The compound described in.
[13] In the general formula (2), whether R 1 to R 4 are all hydrogen atoms and one of Ar 2 and Ar 3 is an unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon group.
Both Ar 2 and Ar 3 are unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon groups, or
The compound according to [11], wherein R 1 to R 4 are all hydrogen atoms and Ar 2 and Ar 3 are both unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon groups.
[14] In the general formula (1) or the general formula (2), A 1 is −L 1 −CO 2 or −L 3 −X 1 −N −Y 1 , [10] to [13]. ] The compound according to any one of.
[15] The compound according to [14], wherein L 1 and L 3 are single bonds.

本発明によれば、パターン線幅の揺らぎ(LWR)及び面内均一性(CDU)に優れたパターンを形成し得る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を提供できる。
また、本発明によれば、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いたレジスト膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法を提供できる。
また、本発明によれば、新規な化合物を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition capable of forming a pattern excellent in fluctuation of pattern line width (LWR) and in-plane uniformity (CDU).
Further, according to the present invention, it is possible to provide a resist film, a pattern forming method, and a method for manufacturing an electronic device using the above-mentioned sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition.
Further, according to the present invention, a novel compound can be provided.

以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に制限されない。
本明細書中における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光:Extreme Ultraviolet)、X線、及び電子線(EB:Electron Beam)等を意味する。本明細書中における「光」とは、活性光線又は放射線を意味する。
本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、及びEUV光等による露光のみならず、電子線、及びイオンビーム等の粒子線による描画も含む。
本明細書において、「~」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The description of the constituent elements described below may be based on the representative embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
As used herein, the term "active light" or "radiation" refers to, for example, the emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays typified by an excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light: Extreme Ultraviolet), X-rays, and electron beams (EB). : Electron Beam) and the like. As used herein, "light" means active light or radiation.
Unless otherwise specified, the term "exposure" as used herein refers to not only exposure to the emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays typified by excimer lasers, extreme ultraviolet rays, X-rays, EUV light, etc., but also electron beams and. It also includes drawing with particle beams such as ion beams.
In the present specification, "to" is used to mean that the numerical values described before and after it are included as the lower limit value and the upper limit value.

本明細書において、(メタ)アクリレートはアクリレート及びメタクリレートを表す。
本明細書において、樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び分散度(分子量分布ともいう。)(Mw/Mn)は、GPC(Gel Permeation Chromatography)装置(東ソー社製HLC-8120GPC)によるGPC測定(溶媒:テトラヒドロフラン、流量(サンプル注入量):10μL、カラム:東ソー社製TSK gel Multipore HXL-M、カラム温度:40℃、流速:1.0mL/分、検出器:示差屈折率検出器(Refractive Index Detector))によるポリスチレン換算値として定義される。
As used herein, (meth) acrylate represents acrylate and methacrylate.
In the present specification, the weight average molecular weight (Mw), the number average molecular weight (Mn), and the degree of dispersion (also referred to as molecular weight distribution) (Mw / Mn) of the resin are referred to as GPC (Gel Permeation Chromatography) apparatus (HLC manufactured by Toso Co., Ltd.). GPC measurement by (-8120 GPC) (solvent: tetrahydrofuran, flow rate (sample injection amount): 10 μL, column: TSK gel Multipore HXL-M manufactured by Toso Co., Ltd., column temperature: 40 ° C., flow velocity: 1.0 mL / min, detector: differential It is defined as a polystyrene-equivalent value by a refractive index detector.

本明細書中における基(原子団)の表記について、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さない基と共に置換基を有する基をも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。 Regarding the notation of a group (atomic group) in the present specification, the notation not describing substitution and non-substitution includes a group having a substituent as well as a group having no substituent. For example, the "alkyl group" includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).

また、本明細書において、「置換基を有していてもよい」というときの置換基の種類、置換基の位置、及び、置換基の数は特に制限されない。置換基の数は例えば、1つ、2つ、3つ、又はそれ以上であってもよい。置換基の例としては水素原子を除く1価の非金属原子団を挙げることができ、例えば、以下の置換基群Tから選択できる。
(置換基T)
置換基Tとしては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基及びtert-ブトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基及びp-トリルオキシ基等のアリールオキシ基;メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基及びフェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;アセトキシ基、プロピオニルオキシ基及びベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基;アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基及びメトキサリル基等のアシル基;メチルスルファニル基及びtert-ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基;フェニルスルファニル基及びp-トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基;アルキル基;シクロアルキル基;アリール基;ヘテロアリール基;水酸基;カルボキシ基;ホルミル基;スルホ基;シアノ基;アルキルアミノカルボニル基;アリールアミノカルボニル基;スルホンアミド基;シリル基;アミノ基;モノアルキルアミノ基;ジアルキルアミノ基;アリールアミノ基;並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
Further, in the present specification, the type of the substituent, the position of the substituent, and the number of the substituents when "may have a substituent" are not particularly limited. The number of substituents may be, for example, one, two, three, or more. As an example of the substituent, a monovalent non-metal atomic group excluding a hydrogen atom can be mentioned, and for example, it can be selected from the following substituent group T.
(Substituent T)
The substituent T includes a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom; an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group and a tert-butoxy group; an aryloxy group such as a phenoxy group and a p-tolyloxy group; Alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group, butoxycarbonyl group and phenoxycarbonyl group; acyloxy groups such as acetoxy group, propionyloxy group and benzoyloxy group; acetyl group, benzoyl group, isobutyryl group, acryloyl group, methacryloyl group and metoxalyl group and the like. Acrylic groups of: alkylsulfanyl groups such as methylsulfanyl group and tert-butylsulfanyl group; arylsulfanyl groups such as phenylsulfanyl group and p-tolylsulfonyl group; alkyl groups; cycloalkyl groups; aryl groups; heteroaryl groups; hydroxyl groups; Carboxy group; formyl group; sulfo group; cyano group; alkylaminocarbonyl group; arylaminocarbonyl group; sulfonamide group; silyl group; amino group; monoalkylamino group; dialkylamino group; arylamino group; Can be mentioned.

〔感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物〕
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(以下、「本発明の組成物」ともいう。)は、樹脂と、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する酸発生剤(以下、「酸発生剤X」ともいう。)と、酸拡散制御剤と、を含み、上記酸拡散制御剤が、後述する一般式(1)で表される化合物を少なくとも含む。
[Actinic cheilitis or radiation-sensitive resin composition]
The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention (hereinafter, also referred to as “composition of the present invention”) is a resin and an acid generator that generates an acid by irradiation with active light or radiation (hereinafter, also referred to as “composition”). It also includes an "acid generator X") and an acid diffusion control agent, and the acid diffusion control agent contains at least a compound represented by the general formula (1) described later.

本発明の特徴点としては、一般式(1)で表される化合物を酸拡散制御剤として含んでいる点が挙げられる。
以下、一般式(1)で表される化合物の酸拡散制御剤としての作用機序を説明した後、一般式(1)で表される化合物の構造的特徴を述べる。
A feature of the present invention is that the compound represented by the general formula (1) is contained as an acid diffusion control agent.
Hereinafter, the mechanism of action of the compound represented by the general formula (1) as an acid diffusion control agent will be described, and then the structural characteristics of the compound represented by the general formula (1) will be described.

<一般式(1)で表される化合物の酸拡散制御剤としての作用機序>
一般式(1)で表される化合物は、活性光線又は放射線の照射を受けて酸を発生する。一般式(1)で表される化合物から発生する酸は、樹脂成分の脱保護反応(酸分解性樹脂の脱保護反応)を起こすため、又は樹脂成分の架橋反応を生起させるために通常用いられる酸発生剤(酸発生剤X)に対して相対的に弱酸となる。このため、露光時及び/又は露光後のレジスト膜系中では、酸発生剤Xにより発生する酸と、一般式(1)で表される化合物から発生する酸のアニオンとの見かけ上のプロトン交換反応が生じる。この結果として、酸発生剤Xにより発生する酸が中和され、酸発生剤Xから発生する酸の未露光部分への拡散が抑制される。
<Mechanism of action of the compound represented by the general formula (1) as an acid diffusion control agent>
The compound represented by the general formula (1) generates an acid by being irradiated with active light or radiation. The acid generated from the compound represented by the general formula (1) is usually used to cause a deprotection reaction of the resin component (deprotection reaction of the acid-degradable resin) or to cause a cross-linking reaction of the resin component. The acid is relatively weak with respect to the acid generator (acid generator X). Therefore, in the resist film system during and / or after exposure, the apparent proton exchange between the acid generated by the acid generator X and the acid anion generated from the compound represented by the general formula (1). A reaction occurs. As a result, the acid generated by the acid generator X is neutralized, and the diffusion of the acid generated from the acid generator X to the unexposed portion is suppressed.

<一般式(1)で表される化合物の構造的特徴>
一般式(1)で表される化合物の構造的な特徴点としては、Aで表されるアニオン性基が、スルホニウムカチオンに結合するAr(芳香族炭化水素基)上のSと結合する炭素原子に対してオルト位に置換している点が挙げられる。
本発明者らは、特許文献1に記載されたベタイン型化合物が感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中において凝集しやすい(2量体等の多量体を形成しやすい)原因が、ベタイン型化合物の分子内分極にあると推測している。より詳細には、上記ベタイン型化合物は、分子内の正電荷と負電荷が離れ過ぎており、電荷の中和のために他の分子と凝集すると考えている。
これに対して一般式(1)で表される化合物は、Aで表されるアニオン性基とSで表される硫黄原子のカチオン部位とが構造的に近いため、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中において凝集しにくい。したがって、一般式(1)で表される化合物は、レジスト膜系中においても均一に分散されて存在する。この結果として、露光時及び/又は露光後のレジスト膜系中において、一般式(1)で表される化合物から発生する酸による酸発生剤Xから発生する酸の拡散抑制(中和)が、均一に進行すると推測している。
上記作用機序により、本発明の組成物により形成されるパターンは、LWR性能及びCDU性能に優れる。
なお、一般式(1)で表される化合物から発生する酸としては、下記一般式(1X)で表される酸及び下記一般式(1Y)で表される酸のいずれか1種以上であると推測している。つまり、その構造に依存して、下記一般式(1X)で表される酸が単独で発生するか、下記一般式(1Y)で表される酸が単独で発生するか、又は下記一般式(1X)で表される酸と下記一般式(1Y)で表される酸がいずれも発生すると推測される。
なお、下記一般式(1X)及び下記一般式(1Y)中、Ar、Ar、Ar、及びAは、一般式(1)中のAr、Ar、Ar、及びAと同義である。
一般式(1X):Ar-A-H
一般式(1Y):Ar-S-Ar-Ar-A-H
<Structural characteristics of the compound represented by the general formula (1)>
As a structural feature of the compound represented by the general formula (1), the anionic group represented by A 1 is bonded to S + on Ar 1 (aromatic hydrocarbon group) bonded to the sulfonium cation. The point is that the carbon atom is substituted with the ortho position.
The present inventors tend to aggregate the betaine-type compound described in Patent Document 1 in the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition (prone to form a multimer such as a dimer). It is speculated that it is due to the intramolecular polarization of the type compound. More specifically, in the betaine-type compound, it is considered that the positive charge and the negative charge in the molecule are too far apart and aggregate with other molecules to neutralize the charge.
On the other hand, the compound represented by the general formula ( 1 ) is structurally close to the anionic group represented by A1 and the cation site of the sulfur atom represented by S + , so that it is sensitive to radiation or Hard to aggregate in the radiation sensitive resin composition. Therefore, the compound represented by the general formula (1) is uniformly dispersed even in the resist membrane system. As a result, in the resist film system during and / or after exposure, diffusion suppression (neutralization) of the acid generated from the acid generator X by the acid generated from the compound represented by the general formula (1) is achieved. It is estimated that it will proceed uniformly.
By the above mechanism of action, the pattern formed by the composition of the present invention is excellent in LWR performance and CDU performance.
The acid generated from the compound represented by the general formula (1) is one or more of the acid represented by the following general formula (1X) and the acid represented by the following general formula (1Y). I'm guessing. That is, depending on the structure, the acid represented by the following general formula (1X) is generated alone, the acid represented by the following general formula (1Y) is generated alone, or the following general formula ( It is presumed that both the acid represented by 1X) and the acid represented by the following general formula (1Y) are generated.
In the following general formula (1X) and the following general formula (1Y), Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , and A 1 are Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , and A 1 in the general formula ( 1 ). Is synonymous with.
General formula (1X): Ar 1 -A 1 -H
General formula (1Y): Ar 2 -S-Ar 3 -Ar 1 -A 1 -H

なお、上述の点以外に、酸拡散制御剤がベタイン構造を有する点も、LWR性能及びCDU性能の向上に寄与していると推測される。一般式(1)で表される化合物と同様の酸拡散制御の作用機序(酸発生剤Xの中和の作用機序)を有する酸拡散制御剤として、例えば、トリフェニルスルホニウム塩等が公知であるが、これらの酸拡散制御剤を使用した場合と比べると、ベタイン構造の酸拡散制御剤を使用した場合、レジスト膜が可塑化しにくい。このため、現像の際に露光後のレジスト膜がムラのある溶け方をしにくく、結果として、LWR性能及びCDU性能の向上に寄与していると考えている。 In addition to the above points, it is presumed that the acid diffusion control agent having a betaine structure also contributes to the improvement of LWR performance and CDU performance. As an acid diffusion control agent having the same action mechanism of acid diffusion control as the compound represented by the general formula (1) (action mechanism of neutralization of the acid generator X), for example, a triphenylsulfonium salt and the like are known. However, the resist film is less likely to be plasticized when the betaine-structured acid diffusion control agent is used, as compared with the case where these acid diffusion control agents are used. Therefore, it is considered that the resist film after exposure is less likely to melt unevenly during development, and as a result, contributes to the improvement of LWR performance and CDU performance.

以下、本発明の組成物に含まれる成分について詳述する。なお、本発明の組成物は、いわゆるレジスト組成物であり、ポジ型のレジスト組成物であっても、ネガ型のレジスト組成物であってもよい。また、アルカリ現像用のレジスト組成物であっても、有機溶剤現像用のレジスト組成物であってもよい。
本発明の組成物は、典型的には、化学増幅型のレジスト組成物である。
Hereinafter, the components contained in the composition of the present invention will be described in detail. The composition of the present invention is a so-called resist composition, and may be a positive type resist composition or a negative type resist composition. Further, it may be a resist composition for alkaline development or a resist composition for organic solvent development.
The composition of the present invention is typically a chemically amplified resist composition.

<樹脂(A)>
本発明の組成物は、樹脂(以下、「樹脂(A)」ともいう。)を含む。
樹脂(A)としては、例えば、樹脂(AX1)、及び、樹脂(AX2)等を使用でき、なかでも、樹脂(AX1)が好ましい。
<Resin (A)>
The composition of the present invention contains a resin (hereinafter, also referred to as "resin (A)").
As the resin (A), for example, a resin (AX1), a resin (AX2), and the like can be used, and among them, the resin (AX1) is preferable.

(樹脂(AX1))
樹脂(AX1)は、酸の作用により分解して極性が増大する基(以下、「酸分解性基」ともいう。)を有する樹脂(以下、「酸分解性樹脂」ともいう。)である。
本発明の組成物が樹脂(AX1)を含む場合、形成されるパターンとしては、通常、現像液としてアルカリ現像液を採用したときはポジ型パターンとなり、現像液として有機系現像液を採用したときはネガ型パターンとなる。
(Resin (AX1))
The resin (AX1) is a resin (hereinafter, also referred to as “acid-decomposable resin”) having a group (hereinafter, also referred to as “acid-decomposable group”) which is decomposed by the action of an acid and whose polarity is increased (hereinafter, also referred to as “acid-decomposable group”).
When the composition of the present invention contains a resin (AX1), the pattern formed is usually a positive pattern when an alkaline developer is used as the developer, and when an organic developer is used as the developer. Is a negative pattern.

樹脂(AX1)は、酸分解性基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。 The resin (AX1) preferably has a repeating unit having an acid-degradable group.

樹脂(AX1)としては、公知の樹脂を適宜使用できる。例えば、米国特許出願公開2016/0274458A1号明細書の段落<0055>~<0191>、米国特許出願公開2015/0004544A1号明細書の段落<0035>~<0085>、及び米国特許出願公開2016/0147150A1号明細書の段落<0045>~<0090>に開示された公知の樹脂を樹脂(AX1)として好適に使用できる。 As the resin (AX1), a known resin can be appropriately used. For example, paragraphs <0055> to <0191> of U.S. Patent Application Publication No. 2016/0274458A1, paragraphs <0035> to <0087> of U.S. Patent Application Publication No. 2015/0004544A1, and U.S. Patent Application Publication No. 2016/0147150A1. The known resin disclosed in paragraphs <0045> to <0090> of the specification can be suitably used as the resin (AX1).

酸分解性基は、極性基が酸の作用により分解して脱離する基(脱離基)で保護された構造を有することが好ましい。
極性基としては、カルボキシ基、フェノール性水酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、及びトリス(アルキルスルホニル)メチレン基等の酸性基(2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液中で解離する基)、及び、アルコール性水酸基等が挙げられる。
The acid-degradable group preferably has a structure in which the polar group is protected by a group (leaving group) that is decomposed and desorbed by the action of an acid.
The polar group includes a carboxy group, a phenolic hydroxyl group, a fluorinated alcohol group, a sulfonic acid group, a sulfonamide group, a sulfonylimide group, a (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene group, and a (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) imide group. , Bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) methylene group, etc. Examples thereof include an acidic group (a group that dissociates in a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) and an alcoholic hydroxyl group.

なお、アルコール性水酸基とは、炭化水素基に結合した水酸基であって、芳香環上に直接結合した水酸基(フェノール性水酸基)以外の水酸基をいい、水酸基としてα位がフッ素原子等の電子求引性基で置換された脂肪族アルコール(例えば、ヘキサフルオロイソプロパノール基等)は除く。アルコール性水酸基としては、pKa(酸解離定数)が12以上20以下の水酸基であることが好ましい。 The alcoholic hydroxyl group is a hydroxyl group bonded to a hydrocarbon group and refers to a hydroxyl group other than the hydroxyl group directly bonded on the aromatic ring (phenolic hydroxyl group), and the α-position of the hydroxyl group is electron attraction such as a fluorine atom. Excludes aliphatic alcohols substituted with sex groups (eg, hexafluoroisopropanol groups, etc.). The alcoholic hydroxyl group is preferably a hydroxyl group having a pKa (acid dissociation constant) of 12 or more and 20 or less.

好ましい極性基としては、カルボキシ基、フェノール性水酸基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール基)、及びスルホン酸基が挙げられる。 Preferred polar groups include a carboxy group, a phenolic hydroxyl group, a fluorinated alcohol group (preferably a hexafluoroisopropanol group), and a sulfonic acid group.

酸分解性基として好ましい基は、これらの基の水素原子を酸の作用により脱離する基(脱離基)で置換した基である。
酸の作用により脱離する基(脱離基)としては、例えば、-C(R36)(R37)(R38)、-C(R36)(R37)(OR39)、及び-C(R01)(R02)(OR39)等が挙げられる。
式中、R36~R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はアルケニル基を表す。
A preferable group as an acid-degradable group is a group in which the hydrogen atom of these groups is replaced with a group (leaving group) that is eliminated by the action of an acid.
Examples of the group desorbed by the action of an acid (leaving group) include -C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), -C (R 36 ) (R 37 ) (OR 39 ), and-. Examples thereof include C (R 01 ) (R 02 ) (OR 39 ).
In the formula, R 36 to R 39 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be coupled to each other to form a ring.
R 01 and R 02 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group.

36~R39、R01、及びR02で表されるアルキル基としては、炭素数1~8のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、へキシル基、及びオクチル基等が挙げられる。
36~R39、R01及びR02で表されるシクロアルキル基としては、単環でも、多環でもよい。単環のシクロアルキル基としては、炭素数3~8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、及びシクロオクチル基等が挙げられる。多環のシクロアルキル基としては、炭素数6~20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α-ピネル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、及びアンドロスタニル基等が挙げられる。なお、シクロアルキル基中の少なくとも1つの炭素原子が酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
36~R39、R01及びR02で表されるアリール基としては、炭素数6~10のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、及びアントリル基等が挙げられる。
36~R39、R01及びR02で表されるアラルキル基は、炭素数7~12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、及びナフチルメチル基等が挙げられる。
36~R39、R01及びR02で表されるアルケニル基は、炭素数2~8のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、及びシクロへキセニル基等が挙げられる。
36とR37とが互いに結合して形成される環としては、シクロアルキル基(単環又は多環)であることが好ましい。シクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又はノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。
As the alkyl group represented by R 36 to R 39 , R 01 , and R 02 , an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable, and for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or sec- Examples thereof include a butyl group, a hexyl group, and an octyl group.
The cycloalkyl group represented by R 36 to R 39 , R 01 and R 02 may be monocyclic or polycyclic. The monocyclic cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. The polycyclic cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms, for example, an adamantyl group, a norbornyl group, an isobornyl group, a camphanyl group, a dicyclopentyl group, an α-pinel group, a tricyclodecanyl group, Examples thereof include a tetracyclododecyl group and an androstanyl group. In addition, at least one carbon atom in the cycloalkyl group may be substituted with a heteroatom such as an oxygen atom.
As the aryl group represented by R 36 to R 39 , R 01 and R 02 , an aryl group having 6 to 10 carbon atoms is preferable, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group.
The aralkyl group represented by R 36 to R 39 , R 01 and R 02 is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group and a naphthylmethyl group.
The alkenyl group represented by R 36 to R 39 , R 01 and R 02 is preferably an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group. ..
The ring formed by bonding R 36 and R 37 to each other is preferably a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic). As the cycloalkyl group, a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, or a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group is preferable. ..

酸分解性基として、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、又は第3級のアルキルエステル基等が好ましく、アセタール基、又は第3級アルキルエステル基がより好ましい。 As the acid-degradable group, a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, a tertiary alkyl ester group and the like are preferable, and an acetal group or a tertiary alkyl ester group is more preferable.

樹脂(AX1)は、酸分解性基を有する繰り返し単位として、下記一般式(AI)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。 The resin (AX1) preferably has a repeating unit represented by the following general formula (AI) as a repeating unit having an acid-degradable group.

Figure 0006997803000002
Figure 0006997803000002

一般式(AI)において、
Xaは、水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。
Tは、単結合又は2価の連結基を表す。
Rx~Rxは、それぞれ独立に、アルキル基、又はシクロアルキル基を表す。
Rx~Rxのいずれか2つが結合して環構造を形成してもよく、形成しなくてもよい。
In the general formula (AI)
Xa 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.
T represents a single bond or a divalent linking group.
Rx 1 to Rx 3 independently represent an alkyl group or a cycloalkyl group, respectively.
Any two of Rx 1 to Rx 3 may or may not be combined to form a ring structure.

Tで表される2価の連結基としては、アルキレン基、アリーレン基、-COO-Rt-、及び-O-Rt-等が挙げられる。式中、Rtは、アルキレン基、シクロアルキレン基、又はアリーレン基を表す。
Tは、単結合、又は-COO-Rt-が好ましい。Rtは、炭素数1~5の鎖状アルキレン基が好ましく、-CH-、-(CH-、又は-(CH-がより好ましい。
Tとしては、単結合であることがより好ましい。
Examples of the divalent linking group represented by T include an alkylene group, an arylene group, -COO-Rt-, and -O-Rt-. In the formula, Rt represents an alkylene group, a cycloalkylene group, or an arylene group.
T is preferably a single bond or -COO-Rt-. As Rt, a chain alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and −CH 2- , − (CH 2 ) 2 −, or − (CH 2 ) 3 − is more preferable.
The T is more preferably a single bond.

Xaは、水素原子、又はアルキル基であることが好ましい。
Xaで表されるアルキル基としては、置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、水酸基、及びハロゲン原子(好ましくは、フッ素原子)が挙げられる。
Xaで表されるアルキル基としては、炭素数1~4が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基、及びトリフルオロメチル基等が挙げられる。Xaのアルキル基としては、メチル基であることが好ましい。
Xa 1 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group.
The alkyl group represented by Xa 1 may have a substituent, and examples of the substituent include a hydroxyl group and a halogen atom (preferably a fluorine atom).
The alkyl group represented by Xa 1 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxymethyl group, and a trifluoromethyl group. The alkyl group of Xa 1 is preferably a methyl group.

Rx、Rx及びRxで表されるアルキル基としては、直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、又はt-ブチル基等が好ましい。アルキル基の炭素数としては、1~10が好ましく、1~5がより好ましく、1~3が更に好ましい。Rx、Rx、及びRxで表されるアルキル基は、炭素間結合の一部が二重結合であってもよい。
Rx、Rx及びRxで表されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又はノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。
The alkyl group represented by Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 may be linear or branched, and may be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, or n-. A butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group and the like are preferable. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5, and even more preferably 1 to 3. The alkyl group represented by Rx 1 , Rx 2 , and Rx 3 may have a part of the carbon-carbon bond as a double bond.
Examples of the cycloalkyl group represented by Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 include a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, or a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and a tetracyclododecanyl group. Polycyclic cycloalkyl groups such as adamantyl groups are preferred.

Rx、Rx及びRxの2つが結合して形成する環構造としては、シクロペンチル環、シクロヘキシル環、シクロヘプチル環、及びシクロオクタン環等の単環のシクロアルカン環、又はノルボルナン環、テトラシクロデカン環、テトラシクロドデカン環、及びアダマンタン環等の多環のシクロアルキル環が好ましい。なかでも、シクロペンチル環、シクロヘキシル環、又はアダマンタン環がより好ましい。Rx、Rx及びRxの2つが結合して形成する環構造としては、下記に示す構造も好ましい。The ring structure formed by combining Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 is a monocyclic cycloalkane ring such as a cyclopentyl ring, a cyclohexyl ring, a cycloheptyl ring, and a cyclooctane ring, or a norbornane ring or a tetracyclo. Polycyclic cycloalkyl rings such as decane rings, tetracyclododecane rings, and adamantane rings are preferred. Of these, a cyclopentyl ring, a cyclohexyl ring, or an adamantane ring is more preferable. As the ring structure formed by combining Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 , the structure shown below is also preferable.

Figure 0006997803000003
Figure 0006997803000003

以下に一般式(AI)で表される繰り返し単位に相当するモノマーの具体例を挙げるが、本発明は、これらの具体例に制限されない。下記の具体例は、一般式(AI)におけるXaがメチル基である場合に相当するが、Xaは、水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基に任意に置換できる。Specific examples of the monomer corresponding to the repeating unit represented by the general formula (AI) will be given below, but the present invention is not limited to these specific examples. The following specific examples correspond to the case where Xa 1 in the general formula (AI) is a methyl group, but Xa 1 can be arbitrarily substituted with a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.

Figure 0006997803000004
Figure 0006997803000004

樹脂(AX1)は、酸分解性基を有する繰り返し単位として、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落<0336>~<0369>に記載の繰り返し単位を有することも好ましい。 It is also preferable that the resin (AX1) has the repeating unit described in paragraphs <0336> to <0369> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1 as the repeating unit having an acid-degradable group.

また、樹脂(AX1)は、酸分解性基を有する繰り返し単位として、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落<0363>~<0364>に記載された酸の作用により分解してアルコール性水酸基を生じる基を含む繰り返し単位を有していてもよい。 Further, the resin (AX1) is decomposed by the action of the acid described in paragraphs <0363> to <0364> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1 as a repeating unit having an acid-degradable group and is alcoholic. It may have a repeating unit containing a group that produces a hydroxyl group.

樹脂(AX1)は、酸分解性基を有する繰り返し単位を、1種単独で含んでもよく、2種以上を併用して含んでもよい。 The resin (AX1) may contain a repeating unit having an acid-decomposable group alone or in combination of two or more.

樹脂(AX1)に含まれる酸分解性基を有する繰り返し単位の含有量(酸分解性基を有する繰り返し単位が複数存在する場合はその合計)は、樹脂(AX1)の全繰り返し単位に対して、10~90モル%が好ましく、20~80モル%がより好ましく、30~70モル%が更に好ましい。 The content of the repeating unit having an acid-degradable group contained in the resin (AX1) (the total of multiple repeating units having an acid-degradable group) is determined with respect to all the repeating units of the resin (AX1). It is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 20 to 80 mol%, still more preferably 30 to 70 mol%.

樹脂(AX1)は、ラクトン構造、スルトン構造、及びカーボネート構造からなる群から選択される少なくとも1種を有する繰り返し単位を有することが好ましい。 The resin (AX1) preferably has a repeating unit having at least one selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure.

ラクトン構造又はスルトン構造としては、ラクトン構造又はスルトン構造を有していればよく、5~7員環ラクトン構造又は5~7員環スルトン構造が好ましい。なかでも、ビシクロ構造若しくはスピロ構造を形成する形で5~7員環ラクトン構造に他の環構造が縮環しているもの、又は、ビシクロ構造若しくはスピロ構造を形成する形で5~7員環スルトン構造に他の環構造が縮環しているもの、がより好ましい。
樹脂(AX1)は、下記一般式(LC1-1)~(LC1-21)のいずれかで表されるラクトン構造、又は、下記一般式(SL1-1)~(SL1-3)のいずれかで表されるスルトン構造を有する繰り返し単位を有することが更に好ましい。また、ラクトン構造又はスルトン構造が主鎖に直接結合していてもよい。好ましい構造としては、一般式(LC1-1)、一般式(LC1-4)、一般式(LC1-5)、一般式(LC1-8)、一般式(LC1-16)、若しくは一般式(LC1-21)で表されるラクトン構造、又は、一般式(SL1-1)で表されるスルトン構造が挙げられる。
The lactone structure or sultone structure may have a lactone structure or a sultone structure, and a 5- to 7-membered ring lactone structure or a 5- to 7-membered ring sultone structure is preferable. Among them, a 5- to 7-membered ring lactone structure in which another ring structure is condensed in a form forming a bicyclo structure or a spiro structure, or a 5- to 7-membered ring in the form of forming a bicyclo structure or a spiro structure. A sultone structure in which another ring structure is fused is more preferable.
The resin (AX1) has a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-21), or any of the following general formulas (SL1-1) to (SL1-3). It is more preferred to have a repeating unit with the represented sultone structure. Further, the lactone structure or the sultone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred structures include general formula (LC1-1), general formula (LC1-4), general formula (LC1-5), general formula (LC1-8), general formula (LC1-16), or general formula (LC1). Examples thereof include a lactone structure represented by -21) and a sultone structure represented by the general formula (SL1-1).

Figure 0006997803000005
Figure 0006997803000005

ラクトン構造部分又はスルトン構造部分は、置換基(Rb)を有していても、有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb)としては、炭素数1~8のアルキル基、炭素数4~7のシクロアルキル基、炭素数1~8のアルコキシ基、炭素数2~8のアルコキシカルボニル基、カルボキシ基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、及び酸分解性基等が挙げられ、炭素数1~4のアルキル基、シアノ基、又は酸分解性基が好ましい。nは、0~4の整数を表す。nが2以上の時、複数存在する置換基(Rb)は、同一でも異なっていてもよい。また、複数存在する置換基(Rb)同士が結合して環を形成してもよい。The lactone-structured portion or the sultone-structured portion may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms, and a carboxy group. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-degradable group and the like, and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, or an acid-degradable group is preferable. n 2 represents an integer from 0 to 4. When n 2 is 2 or more, the plurality of substituents (Rb 2 ) may be the same or different. Further, a plurality of existing substituents (Rb 2 ) may be bonded to each other to form a ring.

ラクトン構造又はスルトン構造を有する繰り返し単位としては、下記一般式(III)で表される繰り返し単位が好ましい。 As the repeating unit having a lactone structure or a sultone structure, a repeating unit represented by the following general formula (III) is preferable.

Figure 0006997803000006
Figure 0006997803000006

上記一般式(III)中、
Aは、エステル結合(-COO-で表される基)又はアミド結合(-CONH-で表される基)を表す。
nは、-R-Z-で表される構造の繰り返し数であり、0~5の整数を表し、0又は1であることが好ましく、0であることがより好ましい。nが0である場合、-R-Z-は存在せず、単結合となる。
は、アルキレン基、シクロアルキレン基、又はその組み合わせを表す。Rが複数個ある場合、Rは、各々独立に、アルキレン基、シクロアルキレン基、又はその組み合わせを表す。
Zは、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合又はウレア結合を表す。Zが複数個ある場合には、Zは、各々独立に、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合又はウレア結合を表す。
は、ラクトン構造又はスルトン構造を有する1価の有機基を表す。
は、水素原子、ハロゲン原子又は1価の有機基(好ましくはメチル基)を表す。
In the above general formula (III),
A represents an ester bond (a group represented by -COO-) or an amide bond (a group represented by -CONH-).
n is the number of repetitions of the structure represented by −R 0 −Z—, represents an integer of 0 to 5, is preferably 0 or 1, and more preferably 0. When n is 0, -R 0 -Z- does not exist and a single bond is formed.
R0 represents an alkylene group, a cycloalkylene group, or a combination thereof. When there are a plurality of R 0s , each R 0 independently represents an alkylene group, a cycloalkylene group, or a combination thereof.
Z represents a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond or a urea bond. When there are a plurality of Z's, Z independently represents a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond or a urea bond.
R 8 represents a monovalent organic group having a lactone structure or a sultone structure.
R 7 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group (preferably a methyl group).

のアルキレン基又はシクロアルキレン基は置換基を有してもよい。
Zとしては、エーテル結合、又はエステル結合が好ましく、エステル結合がより好ましい。
The alkylene group or cycloalkylene group of R0 may have a substituent.
As Z, an ether bond or an ester bond is preferable, and an ester bond is more preferable.

樹脂(AX1)は、カーボネート構造を有する繰り返し単位を有していてもよい。カーボネート構造は、環状炭酸エステル構造であることが好ましい。
環状炭酸エステル構造を有する繰り返し単位は、下記一般式(A-1)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
The resin (AX1) may have a repeating unit having a carbonate structure. The carbonate structure is preferably a cyclic carbonate ester structure.
The repeating unit having a cyclic carbonate structure is preferably a repeating unit represented by the following general formula (A-1).

Figure 0006997803000007
Figure 0006997803000007

一般式(A-1)中、R は、水素原子、ハロゲン原子又は1価の有機基(好ましくはメチル基)を表す。
nは0以上の整数を表す。
は、置換基を表す。nが2以上の場合、R は、各々独立して、置換基を表す。
Aは、単結合、又は2価の連結基を表す。
Zは、式中の-O-C(=O)-O-で表される基と共に単環構造又は多環構造を形成する原子団を表す。
In the general formula (A-1), RA 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group (preferably a methyl group).
n represents an integer of 0 or more.
RA 2 represents a substituent. When n is 2 or more, RA 2 independently represents a substituent.
A represents a single bond or a divalent linking group.
Z represents an atomic group forming a monocyclic structure or a polycyclic structure together with the group represented by —O—C (= O) —O— in the formula.

樹脂(AX1)は、ラクトン構造、スルトン構造、及びカーボネート構造からなる群から選択される少なくとも1種を有する繰り返し単位として、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落<0370>~<0414>に記載の繰り返し単位を有することも好ましい。 The resin (AX1) is a repeating unit having at least one selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure, as paragraphs <0370> to <0414> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1. It is also preferable to have the repeating unit described in 1.

樹脂(AX1)は、ラクトン構造、スルトン構造、及びカーボネート構造からなる群から選択される少なくとも1種を有する繰り返し単位を、1種単独で有していてよく、2種以上を併用して有していてもよい。 The resin (AX1) may have a repeating unit having at least one selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure, and may have two or more kinds in combination. May be.

以下に一般式(III)で表される繰り返し単位に相当するモノマーの具体例、及び一般式(A-1)で表される繰り返し単位に相当するモノマーの具体例を挙げるが、本発明は、これらの具体例に制限されない。下記の具体例は、一般式(III)におけるR及び一般式(A-1)におけるR がメチル基である場合に相当するが、R及びR は、水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基に任意に置換できる。Hereinafter, specific examples of the monomer corresponding to the repeating unit represented by the general formula (III) and the specific example of the monomer corresponding to the repeating unit represented by the general formula (A-1) will be given. It is not limited to these specific examples. The following specific examples correspond to the case where R 7 in the general formula (III) and RA 1 in the general formula ( A - 1 ) are methyl groups, but R 7 and RA 1 are hydrogen atoms and halogen atoms. , Or can be optionally replaced with a monovalent organic group.

Figure 0006997803000008
Figure 0006997803000008

上記モノマーの他に、下記に示すモノマーも樹脂(AX1)の原料として好適に用いられる。 In addition to the above-mentioned monomers, the monomers shown below are also suitably used as raw materials for the resin (AX1).

Figure 0006997803000009
Figure 0006997803000009

樹脂(AX1)に含まれるラクトン構造、スルトン構造、及びカーボネート構造からなる群から選択される少なくとも1種を有する繰り返し単位の含有量(ラクトン構造、スルトン構造、及びカーボネート構造からなる群から選択される少なくとも1種を有する繰り返し単位が複数存在する場合はその合計)は、樹脂(AX1)中の全繰り返し単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~65モル%がより好ましく、20~60モル%が更に好ましい。 The content of the repeating unit having at least one selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure contained in the resin (AX1) (selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure). If there are a plurality of repeating units having at least one kind, the total) is preferably 5 to 70 mol%, more preferably 10 to 65 mol%, and 20 to 20 to all the repeating units in the resin (AX1). 60 mol% is more preferred.

樹脂(AX1)は、極性基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、及びフッ素化アルコール基等が挙げられる。
極性基を有する繰り返し単位としては、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位が好ましい。また、極性基を有する繰り返し単位は、酸分解性基を有さないことが好ましい。極性基で置換された脂環炭化水素構造における、脂環炭化水素構造としては、アダマンチル基、又はノルボルナン基が好ましい。
The resin (AX1) preferably has a repeating unit having a polar group.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, a fluorinated alcohol group and the like.
As the repeating unit having a polar group, a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group is preferable. Moreover, it is preferable that the repeating unit having a polar group does not have an acid-decomposable group. In the alicyclic hydrocarbon structure substituted with the polar group, the adamantane group or the norbornane group is preferable as the alicyclic hydrocarbon structure.

以下に極性基を有する繰り返し単位に相当するモノマーの具体例を挙げるが、本発明は、これらの具体例に制限されない。 Specific examples of the monomer corresponding to the repeating unit having a polar group will be given below, but the present invention is not limited to these specific examples.

Figure 0006997803000010
Figure 0006997803000011
Figure 0006997803000010
Figure 0006997803000011

この他にも、極性基を有する繰り返し単位の具体例としては、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落<0415>~<0433>に開示された繰り返し単位が挙げられる。
樹脂(AX1)は、極性基を有する繰り返し単位を、1種単独で有していてよく、2種以上を併用して有していてもよい。
極性基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(AX1)中の全繰り返し単位に対して、5~50モル%が好ましく、5~48モル%がより好ましく、10~25モル%が更に好ましい。
In addition, specific examples of the repeating unit having a polar group include the repeating unit disclosed in paragraphs <0415> to <0433> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1.
The resin (AX1) may have one type of repeating unit having a polar group alone, or may have two or more types in combination.
The content of the repeating unit having a polar group is preferably 5 to 50 mol%, more preferably 5 to 48 mol%, still more preferably 10 to 25 mol%, based on all the repeating units in the resin (AX1).

樹脂(AX1)は、更に、酸分解性基及び極性基のいずれも有さない繰り返し単位を有していてもよい。酸分解性基及び極性基のいずれも有さない繰り返し単位は、脂環炭化水素構造を有することが好ましい。酸分解性基及び極性基のいずれも有さない繰り返し単位としては、例えば、米国特許出願公開2016/0026083A1号明細書の段落<0236>~<0237>に記載された繰り返し単位が挙げられる。酸分解性基及び極性基のいずれも有さない繰り返し単位に相当するモノマーの好ましい例を以下に示す。 The resin (AX1) may further have a repeating unit that has neither an acid-degradable group nor a polar group. The repeating unit having neither an acid-degradable group nor a polar group preferably has an alicyclic hydrocarbon structure. Examples of the repeating unit having neither an acid-degradable group nor a polar group include the repeating units described in paragraphs <0236> to <0237> of US Patent Application Publication No. 2016/0026083A1. Preferred examples of monomers corresponding to repeating units having neither an acid-degradable group nor a polar group are shown below.

Figure 0006997803000012
Figure 0006997803000012

この他にも、酸分解性基及び極性基のいずれも有さない繰り返し単位の具体例としては、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落<0433>に開示された繰り返し単位が挙げられる。
樹脂(AX1)は、酸分解性基及び極性基のいずれも有さない繰り返し単位を、1種単独で有していてもよく、2種以上を併用して有していてもよい。
酸分解性基及び極性基のいずれも有さない繰り返し単位の含有量は、樹脂(AX1)中の全繰り返し単位に対して、5~40モル%が好ましく、5~30モル%がより好ましく、5~25モル%が更に好ましい。
In addition, specific examples of the repeating unit having neither an acid-degradable group nor a polar group include the repeating unit disclosed in paragraph <0433> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1. ..
The resin (AX1) may have one type of repeating unit having neither an acid-decomposable group nor a polar group, or may have two or more types in combination.
The content of the repeating unit having neither an acid-degradable group nor a polar group is preferably 5 to 40 mol%, more preferably 5 to 30 mol%, based on all the repeating units in the resin (AX1). 5 to 25 mol% is more preferred.

樹脂(AX1)は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性、標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、又は、更にレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、及び、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を有していてもよい。
このような繰り返し構造単位としては、所定の単量体に相当する繰り返し構造単位を挙げることができるが、これらに制限されない。
In addition to the above-mentioned repeating structural units, the resin (AX1) has dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, or resolution, heat resistance, and heat resistance, which are generally required properties of resist. It may have various repeating structural units for the purpose of adjusting sensitivity and the like.
Examples of such a repeating structural unit include, but are not limited to, a repeating structural unit corresponding to a predetermined monomer.

所定の単量体としては、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、及びビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等が挙げられる。
その他にも、上記種々の繰り返し構造単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物を用いてもよい。
樹脂(AX1)において、各繰り返し構造単位の含有モル比は、種々の性能を調節するために適宜設定される。
The predetermined monomer has one addition-polymerizable unsaturated bond selected from, for example, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters and the like. Examples include compounds.
In addition, an addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with the monomers corresponding to the above-mentioned various repeating structural units may be used.
In the resin (AX1), the molar ratio of each repeating structural unit is appropriately set in order to adjust various performances.

本発明の組成物がArF露光用であるとき、ArF光の透過性の観点から、樹脂(AX1)は実質的には芳香族基を有さないことが好ましい。より具体的には、樹脂(AX1)中の全繰り返し単位に対して、芳香族基を有する繰り返し単位が5モル%以下であることが好ましく、3モル%以下であることがより好ましく、理想的には0モル%、すなわち芳香族基を有する繰り返し単位を有さないことが更に好ましい。また、樹脂(AX1)は単環又は多環の脂環炭化水素構造を有することが好ましい。 When the composition of the present invention is for ArF exposure, it is preferable that the resin (AX1) has substantially no aromatic group from the viewpoint of the transparency of ArF light. More specifically, the repeating unit having an aromatic group is preferably 5 mol% or less, more preferably 3 mol% or less, and ideally, with respect to all the repeating units in the resin (AX1). Is more preferably 0 mol%, i.e. not having a repeating unit with an aromatic group. Further, the resin (AX1) preferably has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.

樹脂(AX1)は、繰り返し単位の全てが(メタ)アクリレート系繰り返し単位で構成されることが好ましい。この場合、繰り返し単位の全てがメタクリレート系繰り返し単位であるもの、繰り返し単位の全てがアクリレート系繰り返し単位であるもの、繰り返し単位の全てがメタクリレート系繰り返し単位とアクリレート系繰り返し単位とによるもののいずれのものでも用いることができるが、アクリレート系繰り返し単位が樹脂(AX1)の全繰り返し単位に対して50モル%以下であることが好ましい。 It is preferable that all of the repeating units of the resin (AX1) are composed of (meth) acrylate-based repeating units. In this case, all of the repeating units are methacrylate-based repeating units, all of the repeating units are acrylate-based repeating units, and all of the repeating units are either methacrylate-based repeating units or acrylate-based repeating units. Although it can be used, it is preferable that the acrylate-based repeating unit is 50 mol% or less with respect to all the repeating units of the resin (AX1).

本発明の組成物がKrF露光用、EB露光用又はEUV露光用であるとき、樹脂(AX1)は芳香族炭化水素環基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。樹脂(AX1)がフェノール性水酸基を含む繰り返し単位を有することがより好ましい。フェノール性水酸基を含む繰り返し単位としては、ヒドロキシスチレン繰り返し単位、又はヒドロキシスチレン(メタ)アクリレート繰り返し単位が挙げられる。
本発明の組成物がKrF露光用、EB露光用又はEUV露光用であるとき、樹脂(AX1)は、フェノール性水酸基の水素原子が酸の作用により分解して脱離する基(脱離基)で保護された構造を有することが好ましい。
樹脂(AX1)に含まれる芳香族炭化水素環基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(AX1)中の全繰り返し単位に対して、30~100モル%が好ましく、40~100モル%がより好ましく、50~100モル%が更に好ましい。
When the composition of the present invention is for KrF exposure, EB exposure or EUV exposure, the resin (AX1) preferably has a repeating unit having an aromatic hydrocarbon ring group. It is more preferable that the resin (AX1) has a repeating unit containing a phenolic hydroxyl group. Examples of the repeating unit containing a phenolic hydroxyl group include a hydroxystyrene repeating unit or a hydroxystyrene (meth) acrylate repeating unit.
When the composition of the present invention is for KrF exposure, EB exposure or EUV exposure, the resin (AX1) is a group in which the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is decomposed and desorbed by the action of an acid (leaving group). It is preferable to have a structure protected by.
The content of the repeating unit having an aromatic hydrocarbon ring group contained in the resin (AX1) is preferably 30 to 100 mol%, more preferably 40 to 100 mol%, based on all the repeating units in the resin (AX1). It is preferable, 50 to 100 mol% is more preferable.

樹脂(AX1)の重量平均分子量は、1,000~200,000が好ましく、2,000~20,000がより好ましく、3,000~20,000が更に好ましい。分散度(Mw/Mn)は、通常1.0~3.0であり、1.0~2.6が好ましく、1.0~2.0がより好ましく、1.1~2.0が更に好ましい。 The weight average molecular weight of the resin (AX1) is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 20,000, and even more preferably 3,000 to 20,000. The degree of dispersion (Mw / Mn) is usually 1.0 to 3.0, preferably 1.0 to 2.6, more preferably 1.0 to 2.0, and further preferably 1.1 to 2.0. preferable.

樹脂(AX1)は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の組成物中、樹脂(AX1)の含有量は、全固形分中に対して、一般的に20.0質量%以上の場合が多く、40.0質量%以上が好ましく、60.0質量%以上がより好ましく、80.0質量%以上が更に好ましい。上限は特に制限されないが、99.5質量%以下が好ましく、99.0質量%以下がより好ましく、97.0質量%以下が更に好ましい。
The resin (AX1) may be used alone or in combination of two or more.
In the composition of the present invention, the content of the resin (AX1) is generally 20.0% by mass or more, preferably 40.0% by mass or more, preferably 60.0% by mass, based on the total solid content. By mass or more is more preferable, and 80.0% by mass or more is further preferable. The upper limit is not particularly limited, but 99.5% by mass or less is preferable, 99.0% by mass or less is more preferable, and 97.0% by mass or less is further preferable.

(樹脂(AX2))
樹脂(AX2)は、フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂である。
なお、本発明の組成物が樹脂(AX2)を含む場合、本発明の組成物は、樹脂(AX2)とともに、後述する架橋剤(G)を含む。なお、架橋剤(G)は、樹脂(AX2)に担持された形態であってもよい。
本発明の組成物が樹脂(AX2)を含む場合、形成されるパターンは、通常、ネガ型パターンとなる。
樹脂(AX2)としては、なかでも、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を有することが好ましい。また、樹脂(AX2)は、前述した酸分解性基を有していてもよい。
(Resin (AX2))
The resin (AX2) is an alkali-soluble resin having a phenolic hydroxyl group.
When the composition of the present invention contains a resin (AX2), the composition of the present invention contains a cross-linking agent (G) described later together with the resin (AX2). The cross-linking agent (G) may be supported on the resin (AX2).
When the composition of the present invention contains a resin (AX2), the pattern formed is usually a negative pattern.
The resin (AX2) preferably has a repeating unit having a phenolic hydroxyl group. Further, the resin (AX2) may have the above-mentioned acid-decomposable group.

樹脂(AX2)が有するフェノール性水酸基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(II)で表される繰り返し単位が好ましい。 As the repeating unit having the phenolic hydroxyl group of the resin (AX2), the repeating unit represented by the following general formula (II) is preferable.

Figure 0006997803000013
Figure 0006997803000013

一般式(II)中、
は、水素原子、アルキル基(好ましくはメチル基)、又はハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)を表す。
B’は、単結合又は2価の連結基を表す。
Ar’は、芳香環基を表す。
mは1以上の整数を表す。
In general formula (II),
R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group (preferably a methyl group), or a halogen atom (preferably a fluorine atom).
B'represents a single bond or a divalent linking group.
Ar'represents an aromatic ring group.
m represents an integer of 1 or more.

B’で表される2価の連結基としては、一般式(AI)中のTと同義であり、好適態様も同じである。
Ar’で表される芳香環基としては、ベンゼン環が好ましい。
mは、1以上の整数であれば特に制限されないが、例えば、1~4が好ましく、1~3がより好ましく、1又は2が更に好ましい。
The divalent linking group represented by B'is synonymous with T in the general formula (AI), and the preferred embodiment is also the same.
As the aromatic ring group represented by Ar', a benzene ring is preferable.
m is not particularly limited as long as it is an integer of 1 or more, but for example, 1 to 4 is preferable, 1 to 3 is more preferable, and 1 or 2 is further preferable.

樹脂(AX2)は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の組成物の全固形分中の樹脂(AX2)の含有量は、一般的に30質量%以上である場合が多く、40質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。上限は特に制限されないが、99質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下が更に好ましい。
樹脂(AX2)としては、米国特許出願公開2016/0282720A1号明細書の段落<0142>~<0347>に開示された樹脂を好適に挙げられる。
The resin (AX2) may be used alone or in combination of two or more.
The content of the resin (AX2) in the total solid content of the composition of the present invention is generally 30% by mass or more, preferably 40% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 99% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and further preferably 85% by mass or less.
Preferred examples of the resin (AX2) include the resins disclosed in paragraphs <0142> to <0347> of US Patent Application Publication No. 2016/0282720A1.

本発明の組成物は、樹脂(AX1)と樹脂(AX2)の両方を含んでいてもよい。 The composition of the present invention may contain both a resin (AX1) and a resin (AX2).

<酸発生剤(B)>
本発明の組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「酸発生剤(B)」ともいう。)を含む。
なお、ここでいう酸発生剤(B)は、樹脂成分の脱保護反応(酸分解性樹脂の脱保護反応)を起こすため、又は樹脂成分の架橋反応を生起させるために通常用いられる酸発生剤(上述した酸発生剤X)が該当し、酸発生剤(B)には、上述の一般式(1)で表される化合物は含まれない。
酸発生剤(B)としては、活性光線又は放射線の照射により有機酸を発生する化合物が好ましい。例えば、スルホニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物、ジアゾニウム塩化合物、ホスホニウム塩化合物、イミドスルホネート化合物、オキシムスルホネート化合物、ジアゾジスルホン化合物、ジスルホン化合物、及びo-ニトロベンジルスルホネート化合物が挙げられる。
<Acid generator (B)>
The composition of the present invention contains a compound that generates an acid by irradiation with active light or radiation (hereinafter, also referred to as "acid generator (B)").
The acid generator (B) referred to here is an acid generator usually used to cause a deprotection reaction of a resin component (a deprotection reaction of an acid-degradable resin) or to cause a cross-linking reaction of a resin component. (The above-mentioned acid generator X) corresponds to this, and the acid generator (B) does not include the compound represented by the above-mentioned general formula (1).
As the acid generator (B), a compound that generates an organic acid by irradiation with active light or radiation is preferable. For example, a sulfonium salt compound, an iodonium salt compound, a diazonium salt compound, a phosphonium salt compound, an imide sulfonate compound, an oxime sulfonate compound, a diazodisulfone compound, a disulfone compound, and an o-nitrobenzylsulfonate compound can be mentioned.

酸発生剤(B)としては、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物を、単独又はそれらの混合物として適宜選択して使用できる。例えば、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落<0125>~<0319>、米国特許出願公開2015/0004544A1号明細書の段落<0086>~<0094>、及び、米国特許出願公開2016/0237190A1号明細書の段落<0323>~<0402>に開示された公知の化合物を酸発生剤(B)として好適に使用できる。 As the acid generator (B), a known compound that generates an acid by irradiation with active light or radiation can be appropriately selected and used alone or as a mixture thereof. For example, paragraphs <0125> to <0319> of U.S. Patent Application Publication No. 2016/0070167A1, paragraphs <0086> to <0094> of U.S. Patent Application Publication No. 2015/0004544A1, and U.S. Patent Application Publication 2016 / The known compounds disclosed in paragraphs <0323> to <0402> of 0237190A1 can be suitably used as the acid generator (B).

酸発生剤(B)としては、例えば、下記一般式(ZI)、一般式(ZII)、又は一般式(ZIII)で表される化合物が好ましい。 As the acid generator (B), for example, a compound represented by the following general formula (ZI), general formula (ZII), or general formula (ZIII) is preferable.

Figure 0006997803000014
Figure 0006997803000014

上記一般式(ZI)において、
201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1~30であり、1~20が好ましい。
また、R201~R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、又はカルボニル基を含んでいてもよい。R201~R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、及びペンチレン基等)、及び-CH-CH-O-CH-CH-が挙げられる。
は、アニオンを表す。
In the above general formula (ZI)
R 201 , R 202 and R 203 each independently represent an organic group.
The number of carbon atoms of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1 to 30, preferably 1 to 20.
Further, two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. Examples of the group formed by bonding two of R 201 to R 203 include an alkylene group (for example, a butylene group and a pentylene group) and -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2- . Can be mentioned.
Z - represents an anion.

一般式(ZI)におけるカチオンの好適な態様としては、後述する化合物(ZI-1)、化合物(ZI-2)、化合物(ZI-3)、及び化合物(ZI-4)における対応する基が挙げられる。
なお、酸発生剤(B)は、一般式(ZI)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式(ZI)で表される化合物のR201~R203の少なくとも1つと、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201~R203の少なくとも1つとが、単結合又は連結基を介して結合した構造を有する化合物であってもよい。
Preferable embodiments of the cation in the general formula (ZI) include the corresponding groups in compound (ZI-1), compound (ZI-2), compound (ZI-3), and compound (ZI-4) described below. Be done.
The acid generator (B) may be a compound having a plurality of structures represented by the general formula (ZI). For example, at least one of R 201 to R 203 of the compound represented by the general formula (ZI) and at least one of R 201 to R 203 of the other compound represented by the general formula (ZI) are single-bonded. Alternatively, it may be a compound having a structure bonded via a linking group.

まず、化合物(ZI-1)について説明する。
化合物(ZI-1)は、上記一般式(ZI)のR201~R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニウム化合物、すなわち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、R201~R203の全てがアリール基でもよいし、R201~R203の一部がアリール基であり、残りがアルキル基又はシクロアルキル基であってもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、及びアリールジシクロアルキルスルホニウム化合物が挙げられる。
First, the compound (ZI-1) will be described.
The compound (ZI-1) is an aryl sulfonium compound in which at least one of R 201 to R 203 of the above general formula (ZI) is an aryl group, that is, a compound having an aryl sulfonium as a cation.
In the aryl sulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or a part of R 201 to R 203 may be an aryl group and the rest may be an alkyl group or a cycloalkyl group.
Examples of the aryl sulfonium compound include a triaryl sulfonium compound, a diarylalkyl sulfonium compound, an aryl dialkyl sulfonium compound, a diaryl cycloalkyl sulfonium compound, and an aryl dicycloalkyl sulfonium compound.

アリールスルホニウム化合物に含まれるアリール基としては、フェニル基、又はナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。アリール基は、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造としては、ピロール残基、フラン残基、チオフェン残基、インドール残基、ベンゾフラン残基、及びベンゾチオフェン残基等が挙げられる。アリールスルホニウム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基又はシクロアルキル基は、炭素数1~15の直鎖状アルキル基、炭素数3~15の分岐鎖状アルキル基、又は炭素数3~15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、及びシクロヘキシル基等が挙げられる。
As the aryl group contained in the aryl sulfonium compound, a phenyl group or a naphthyl group is preferable, and a phenyl group is more preferable. The aryl group may be an aryl group having a heterocyclic structure having an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and the like. Examples of the heterocyclic structure include pyrrole residues, furan residues, thiophene residues, indole residues, benzofuran residues, benzothiophene residues and the like. When the aryl sulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
The alkyl group or cycloalkyl group contained in the aryl sulfonium compound as required is a linear alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, a branched chain alkyl group having 3 to 15 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 15 carbon atoms. Cycloalkyl group is preferable, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.

201~R203で表されるアリール基、アルキル基、及びシクロアルキル基は、各々独立に、アルキル基(例えば炭素数1~15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3~15)、アリール基(例えば炭素数6~14)、アルコキシ基(例えば炭素数1~15)、ハロゲン原子、水酸基、又はフェニルチオ基を置換基として有してもよい。The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group represented by R 201 to R 203 are independently an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, 3 to 15 carbon atoms), and an aryl group. It may have (for example, 6 to 14 carbon atoms), an alkoxy group (for example, 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group as a substituent.

次に、化合物(ZI-2)について説明する。
化合物(ZI-2)は、式(ZI)におけるR201~R203が、各々独立に、芳香環を有さない有機基を表す化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含む芳香族環も包含する。
201~R203としての芳香環を有さない有機基は、一般的に炭素数1~30であり、炭素数1~20が好ましい。
201~R203は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、又はビニル基が好ましく、直鎖状又は分岐鎖状の2-オキソアルキル基、2-オキソシクロアルキル基、又はアルコキシカルボニルメチル基がより好ましく、直鎖状又は分岐鎖状の2-オキソアルキル基が更に好ましい。
Next, the compound (ZI-2) will be described.
The compound (ZI-2) is a compound in which R 201 to R 203 in the formula (ZI) each independently represent an organic group having no aromatic ring. Here, the aromatic ring also includes an aromatic ring containing a heteroatom.
The organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, and preferably 1 to 20 carbon atoms.
Independently, each of R 201 to R 203 is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, and is a linear or branched 2-oxoalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group, or an alkoxy. A carbonylmethyl group is more preferred, and a linear or branched 2-oxoalkyl group is even more preferred.

201~R203のアルキル基及びシクロアルキル基としては、炭素数1~10の直鎖状アルキル基又は炭素数3~10の分岐鎖状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、及びペンチル基)、又は、炭素数3~10のシクロアルキル基(例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びノルボルニル基)が好ましい。
201~R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1~5)、水酸基、シアノ基、又はニトロ基によって更に置換されていてもよい。
Examples of the alkyl group and cycloalkyl group of R 201 to R 203 include a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a branched chain alkyl group having 3 to 10 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, etc.). Butyl group and pentyl group) or cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, and norbornyl group) are preferable.
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

次に、化合物(ZI-3)について説明する。
化合物(ZI-3)は、下記一般式(ZI-3)で表され、フェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。
Next, the compound (ZI-3) will be described.
The compound (ZI-3) is represented by the following general formula (ZI-3) and has a phenacylsulfonium salt structure.

Figure 0006997803000015
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一般式(ZI-3)中、
1c~R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、アルキルチオ基又はアリールチオ基を表す。
6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアリール基を表す。
及びRは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、2-オキソアルキル基、2-オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、アリル基又はビニル基を表す。
In the general formula (ZI-3),
R 1c to R 5c are independently hydrogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, alkoxy group, aryloxy group, alkoxycarbonyl group, alkylcarbonyloxy group, cycloalkylcarbonyloxy group, halogen atom, hydroxyl group. , Nitro group, alkylthio group or arylthio group.
R 6c and R 7c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an aryl group.
R x and R y each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, a 2-oxoalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group, an alkoxycarbonylalkyl group, an allyl group or a vinyl group.

1c~R5c中のいずれか2つ以上、R5cとR6c、R6cとR7c、R5cとR、及びRとRは、各々結合して環構造を形成してもよく、この環構造は、各々独立に酸素原子、硫黄原子、ケトン基、エステル結合、又はアミド結合を含んでいてもよい。
上記環構造としては、芳香族又は非芳香族の炭化水素環、芳香族又は非芳香族の複素環、及びこれらの環が2つ以上組み合わされてなる多環縮合環が挙げられる。環構造としては、3~10員環が挙げられ、4~8員環が好ましく、5又は6員環がより好ましい。
Even if any two or more of R 1c to R 5c , R 5c and R 6c , R 6c and R 7c , R 5c and R x , and R x and R y are combined to form a ring structure, respectively. Often, this ring structure may independently contain an oxygen atom, a sulfur atom, a ketone group, an ester bond, or an amide bond.
Examples of the ring structure include aromatic or non-aromatic hydrocarbon rings, aromatic or non-aromatic heterocycles, and polycyclic fused rings in which two or more of these rings are combined. Examples of the ring structure include a 3- to 10-membered ring, preferably a 4- to 8-membered ring, and more preferably a 5- or 6-membered ring.

1c~R5c中のいずれか2つ以上、R6cとR7c、及びRとRが結合して形成する基としては、ブチレン基、及びペンチレン基等が挙げられる。
5cとR6c、及びR5cとRが結合して形成する基としては、単結合又はアルキレン基が好ましい。アルキレン基としては、メチレン基、及びエチレン基等が挙げられる。
Zcは、アニオンを表す。
Examples of the group formed by combining any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c , and R x and R y include a butylene group and a pentylene group.
As the group formed by bonding R 5c and R 6c , and R 5c and R x , a single bond or an alkylene group is preferable. Examples of the alkylene group include a methylene group and an ethylene group.
Zc - represents an anion.

次に、化合物(ZI-4)について説明する。
化合物(ZI-4)は、下記一般式(ZI-4)で表される。
Next, the compound (ZI-4) will be described.
The compound (ZI-4) is represented by the following general formula (ZI-4).

Figure 0006997803000016
Figure 0006997803000016

一般式(ZI-4)中、
lは0~2の整数を表す。
rは0~8の整数を表す。
13は、水素原子、フッ素原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、又はシクロアルキル基を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
14は、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アルキルスルホニル基、シクロアルキルスルホニル基、又はシクロアルキル基を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。R14は、複数存在する場合は各々独立して、水酸基等の上記基を表す。
15は、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、又はナフチル基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。2つのR15が互いに結合して環を形成してもよい。2つのR15が互いに結合して環を形成するとき、環骨格内に、酸素原子、又は窒素原子等のヘテロ原子を含んでもよい。一態様において、2つのR15がアルキレン基であり、互いに結合して環構造を形成することが好ましい。
は、アニオンを表す。
In the general formula (ZI-4),
l represents an integer of 0 to 2.
r represents an integer from 0 to 8.
R 13 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, or a group having a cycloalkyl group. These groups may have substituents.
R 14 represents a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an alkylsulfonyl group, a cycloalkylsulfonyl group, or a group having a cycloalkyl group. These groups may have substituents. When a plurality of R14 are present, each independently represents the above group such as a hydroxyl group.
R 15 independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or a naphthyl group. These groups may have substituents. The two R15s may combine with each other to form a ring. When two R15s combine with each other to form a ring, the ring skeleton may contain a heteroatom such as an oxygen atom or a nitrogen atom. In one embodiment, it is preferred that the two R15s are alkylene groups and are bonded to each other to form a ring structure.
Z - represents an anion.

一般式(ZI-4)において、R13、R14及びR15で表されるアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状である。アルキル基の炭素数は、1~10が好ましい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-ブチル基、又はt-ブチル基が好ましい。In the general formula (ZI-4), the alkyl groups represented by R 13 , R 14 and R 15 are linear or branched. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 10. As the alkyl group, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, or a t-butyl group is preferable.

次に、一般式(ZII)、及び(ZIII)について説明する。
一般式(ZII)、及び(ZIII)中、R204~R207は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
204~R207で表されるアリール基としては、フェニル基、又はナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。R204~R207で表されるアリール基は、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造を有するアリール基の骨格としては、例えば、ピロール、フラン、チオフェン、インドール、ベンゾフラン、及びベンゾチオフェン等が挙げられる。
204~R207で表されるアルキル基及びシクロアルキル基としては、炭素数1~10の直鎖状アルキル基、炭素数3~10の分岐鎖状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、及びペンチル基等)、又は、炭素数3~10のシクロアルキル基(例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びノルボルニル基等)が好ましい。
Next, the general formulas (ZII) and (ZIII) will be described.
In the general formulas (ZII) and (ZIII), R 204 to R 207 each independently represent an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.
As the aryl group represented by R 204 to R 207 , a phenyl group or a naphthyl group is preferable, and a phenyl group is more preferable. The aryl group represented by R 204 to R 207 may be an aryl group having a heterocyclic structure having an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and the like. Examples of the skeleton of the aryl group having a heterocyclic structure include pyrrole, furan, thiophene, indole, benzofuran, and benzothiophene.
Examples of the alkyl group and cycloalkyl group represented by R 204 to R 207 include a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and a branched chain alkyl group having 3 to 10 carbon atoms (for example, a methyl group and an ethyl group). A propyl group, a butyl group, a pentyl group, etc.) or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (for example, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, etc.) is preferable.

204~R207で表されるアリール基、アルキル基、及びシクロアルキル基は、各々独立に、置換基を有していてもよい。R204~R207で表されるアリール基、アルキル基、及びシクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1~15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3~15)、アリール基(例えば炭素数6~15)、アルコキシ基(例えば炭素数1~15)、ハロゲン原子、水酸基、及びフェニルチオ基等が挙げられる。
は、アニオンを表す。
The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group represented by R 204 to R 207 may each independently have a substituent. Examples of the substituent which the aryl group represented by R 204 to R 207 , the alkyl group, and the cycloalkyl group may have include an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms) and a cycloalkyl group (for example, carbon). Numbers 3 to 15), aryl groups (for example, 6 to 15 carbon atoms), alkoxy groups (for example, 1 to 15 carbon atoms), halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups and the like can be mentioned.
Z - represents an anion.

一般式(ZI)におけるZ、一般式(ZII)におけるZ、一般式(ZI-3)におけるZc、及び一般式(ZI-4)におけるZとしては、下記一般式(3)で表されるアニオンが好ましい。The Z − in the general formula (ZI), the Z in the general formula (ZII), the Zc in the general formula (ZI-3), and the Z in the general formula (ZI - 4) are as follows in the general formula (3). The represented anion is preferred.

Figure 0006997803000017
Figure 0006997803000017

一般式(3)中、
oは、1~3の整数を表す。pは、0~10の整数を表す。qは、0~10の整数を表す。
In general formula (3),
o represents an integer of 1 to 3. p represents an integer from 0 to 10. q represents an integer from 0 to 10.

Xfは、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。このアルキル基の炭素数は、1~10が好ましく、1~4がより好ましい。また、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基としては、パーフルオロアルキル基が好ましい。
Xfは、フッ素原子又は炭素数1~4のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子又はCFであることがより好ましい。特に、双方のXfがフッ素原子であることが更に好ましい。
Xf represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. The number of carbon atoms of this alkyl group is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 4. Further, as the alkyl group substituted with at least one fluorine atom, a perfluoroalkyl group is preferable.
Xf is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom or CF 3 . In particular, it is more preferable that both Xf are fluorine atoms.

及びRは、各々独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。R及びRが複数存在する場合、R及びRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
及びRで表されるアルキル基は、置換基を有していてもよく、炭素数1~4が好ましい。R及びRは、好ましくは水素原子である。
少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基の具体例及び好適な態様は一般式(3)中のXfの具体例及び好適な態様と同じである。
R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. When there are a plurality of R 4 and R 5 , R 4 and R 5 may be the same or different from each other.
The alkyl group represented by R 4 and R 5 may have a substituent, and preferably has 1 to 4 carbon atoms. R 4 and R 5 are preferably hydrogen atoms.
Specific examples and preferred embodiments of the alkyl group substituted with at least one fluorine atom are the same as the specific examples and preferred embodiments of Xf in the general formula (3).

Lは、2価の連結基を表す。Lが複数存在する場合、Lは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
2価の連結基としては、例えば、-COO-(-C(=O)-O-)、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO-、アルキレン基(好ましくは炭素数1~6)、シクロアルキレン基(好ましくは炭素数3~15)、アルケニレン基(好ましくは炭素数2~6)、及びこれらの複数を組み合わせた2価の連結基等が挙げられる。これらの中でも、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CO-、-O-、-SO-、-COO-アルキレン基-、-OCO-アルキレン基-、-CONH-アルキレン基-、又は-NHCO-アルキレン基-が好ましく、-COO-、-OCO-、-CONH-、-SO-、-COO-アルキレン基-、又は-OCO-アルキレン基-がより好ましい。
L represents a divalent linking group. When there are a plurality of L's, the L's may be the same or different.
Examples of the divalent linking group include -COO- (-C (= O) -O-), -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -S-,-. SO-, -SO 2- , alkylene group (preferably 1 to 6 carbon atoms), cycloalkylene group (preferably 3 to 15 carbon atoms), alkenylene group (preferably 2 to 6 carbon atoms), and a plurality of these. Examples thereof include a combined divalent linking group. Among these, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -SO 2- , -COO-alkylene group-, -OCO-alkylene group-, -CONH- The alkylene group-or -NHCO-alkylene group-is preferred, and the -COO-, -OCO-, -CONH-, -SO 2- , -COO-alkylene group-, or -OCO-alkylene group-is more preferred.

Wは、環状構造を含む有機基を表す。これらの中でも、環状の有機基であることが好ましい。
環状の有機基としては、例えば、脂環基、アリール基、及び複素環基が挙げられる。
脂環基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。単環式の脂環基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びシクロオクチル基等の単環のシクロアルキル基が挙げられる。多環式の脂環基としては、例えば、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が挙げられる。中でも、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及びアダマンチル基等の炭素数7以上の嵩高い構造を有する脂環基が好ましい。
W represents an organic group containing a cyclic structure. Among these, a cyclic organic group is preferable.
Examples of the cyclic organic group include an alicyclic group, an aryl group, and a heterocyclic group.
The alicyclic group may be a monocyclic type or a polycyclic type. Examples of the monocyclic alicyclic group include a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic alicyclic group include a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group. Of these, alicyclic groups having a bulky structure having 7 or more carbon atoms, such as a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group, are preferable.

アリール基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。このアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、及びアントリル基が挙げられる。
複素環基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。多環式の方がより酸の拡散を抑制可能である。また、複素環基は、芳香族性を有していてもよいし、芳香族性を有していなくてもよい。芳香族性を有している複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、及びピリジン環が挙げられる。芳香族性を有していない複素環としては、例えば、テトラヒドロピラン環、ラクトン環、スルトン環、及びデカヒドロイソキノリン環が挙げられる。ラクトン環及びスルトン環の例としては、前述の樹脂において例示したラクトン構造及びスルトン構造が挙げられる。複素環基における複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、又はデカヒドロイソキノリン環が特に好ましい。
The aryl group may be monocyclic or polycyclic. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, and an anthryl group.
The heterocyclic group may be monocyclic or polycyclic. The polycyclic method can suppress the diffusion of acid more. Further, the heterocyclic group may or may not have aromaticity. Examples of the heterocyclic ring having aromaticity include a furan ring, a thiophene ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, and a pyridine ring. Examples of the non-aromatic heterocycle include a tetrahydropyran ring, a lactone ring, a sultone ring, and a decahydroisoquinoline ring. Examples of the lactone ring and the sultone ring include the lactone structure and the sultone structure exemplified in the above-mentioned resin. As the heterocycle in the heterocyclic group, a furan ring, a thiophene ring, a pyridine ring, or a decahydroisoquinoline ring is particularly preferable.

上記環状の有機基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基(直鎖状及び分岐鎖状のいずれであってもよく、炭素数1~12が好ましい)、シクロアルキル基(単環、多環、及び、スピロ環のいずれであってもよく、炭素数3~20が好ましい)、アリール基(炭素数6~14が好ましい)、水酸基、アルコキシ基、エステル基、アミド基、ウレタン基、ウレイド基、チオエーテル基、スルホンアミド基、及びスルホン酸エステル基が挙げられる。なお、環状の有機基を構成する炭素(環形成に寄与する炭素)はカルボニル炭素であってもよい。 The cyclic organic group may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group (which may be linear or branched, preferably 1 to 12 carbon atoms) and a cycloalkyl group (single ring, polycyclic, and spiro ring). Any of them may be used, preferably 3 to 20 carbon atoms), an aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), a hydroxyl group, an alkoxy group, an ester group, an amide group, a urethane group, a ureido group, a thioether group and a sulfonamide. Groups and sulfonic acid ester groups are mentioned. The carbon constituting the cyclic organic group (carbon contributing to ring formation) may be carbonyl carbon.

一般式(3)で表されるアニオンとしては、SO -CF-CH-OCO-(L)q’-W、SO -CF-CHF-CH-OCO-(L)q’-W、SO -CF-COO-(L)q’-W、SO -CF-CF-CH-CH-(L)q-W、又は、SO -CF-CH(CF)-OCO-(L)q’-Wが好ましい。ここで、L、q及びWは、一般式(3)と同様である。q’は、0~10の整数を表す。Examples of the anion represented by the general formula (3) include SO 3 - CF 2 -CH 2 -OCO- (L) q'-W and SO 3 - CF 2 -CHF-CH 2 -OCO- (L). q'-W, SO 3 - CF 2 -COO- (L) q'-W, SO 3 - CF 2 -CF 2 -CH 2 -CH 2- (L) q - W, or SO 3- -CF 2 -CH (CF 3 ) -OCO- (L) q'-W is preferable. Here, L, q, and W are the same as in the general formula (3). q'represents an integer from 0 to 10.

一態様において、一般式(ZI)におけるZ、一般式(ZII)におけるZ、一般式(ZI-3)におけるZc、及び一般式(ZI-4)におけるZとしては、下記の一般式(4)で表されるアニオンも好ましい。In one embodiment, Z − in the general formula (ZI), Z in the general formula (ZII), Zc in the general formula (ZI-3), and Z in the general formula (ZI - 4) are as follows. An anion represented by the formula (4) is also preferable.

Figure 0006997803000018
Figure 0006997803000018

一般式(4)中、
B1及びXB2は、各々独立に、水素原子、又はフッ素原子を有さない1価の有機基を表す。XB1及びXB2は、水素原子であることが好ましい。
B3及びXB4は、各々独立に、水素原子、又は1価の有機基を表す。XB3及びXB4の少なくとも一方がフッ素原子又はフッ素原子を有する1価の有機基であることが好ましく、XB3及びXB4の両方がフッ素原子又はフッ素原子を有する1価の有機基であることがより好ましい。XB3及びXB4の両方が、フッ素で置換されたアルキル基であることが更に好ましい。
L、q及びWは、一般式(3)と同様である。
In general formula (4),
X B1 and X B2 each independently represent a monovalent organic group having no hydrogen atom or fluorine atom. It is preferable that X B1 and X B2 are hydrogen atoms.
X B3 and X B4 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. It is preferable that at least one of X B3 and X B4 is a fluorine atom or a monovalent organic group having a fluorine atom, and both X B3 and X B4 are monovalent organic groups having a fluorine atom or a fluorine atom. Is more preferable. It is more preferred that both X B3 and X B4 are fluorine-substituted alkyl groups.
L, q and W are the same as those in the general formula (3).

一般式(ZI)におけるZ、一般式(ZII)におけるZ、一般式(ZI-3)におけるZc、及び一般式(ZI-4)におけるZとしては、下記一般式(5)で表されるアニオンも好ましい。The Z − in the general formula (ZI), the Z in the general formula (ZII), the Zc in the general formula (ZI-3), and the Z in the general formula (ZI - 4) are as follows in the general formula (5). The represented anion is also preferred.

Figure 0006997803000019
Figure 0006997803000019

一般式(5)において、Xaは、各々独立に、フッ素原子、又は、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。Xbは、各々独立に、水素原子、又はフッ素原子を有さない有機基を表す。o、p、q、R、R、L、及びWの定義及び好ましい態様は、一般式(3)と同様である。In the general formula (5), Xa independently represents an alkyl group substituted with a fluorine atom or at least one fluorine atom. Xb independently represents an organic group having no hydrogen atom or fluorine atom. The definitions and preferred embodiments of o, p, q, R 4 , R 5 , L, and W are the same as in the general formula (3).

一般式(ZI)におけるZ、一般式(ZII)におけるZ、一般式(ZI-3)におけるZc、及び一般式(ZI-4)におけるZは、ベンゼンスルホン酸アニオンであってもよく、分岐鎖状アルキル基又はシクロアルキル基によって置換されたベンゼンスルホン酸アニオンであることが好ましい。Z-in the general formula (ZI), Z - in the general formula (ZII), Zc - in the general formula (ZI-3), and Z - in the general formula (ZI - 4) may be benzenesulfonic acid anions. Often, it is preferably a benzenesulfonic acid anion substituted with a branched chain alkyl group or a cycloalkyl group.

一般式(ZI)におけるZ、一般式(ZII)におけるZ、一般式(ZI-3)におけるZc、及び一般式(ZI-4)におけるZとしては、下記の一般式(SA1)で表される芳香族スルホン酸アニオンも好ましい。The following general formula (SA1) is used as Z- in the general formula (ZI), Z- in the general formula (ZII), Zc- in the general formula (ZI - 3), and Z- in the general formula (ZI-4). Aromatic sulfonic acid anions represented by are also preferred.

Figure 0006997803000020
Figure 0006997803000020

式(SA1)中、
Arは、アリール基を表し、スルホン酸アニオン及び-(D-B)基以外の置換基を更に有していてもよい。更に有してもよい置換基としては、フッ素原子及び水酸基等が挙げられる。
In formula (SA1),
Ar represents an aryl group and may further have a substituent other than the sulfonic acid anion and the- (DB) group. Further, examples of the substituent which may be possessed include a fluorine atom and a hydroxyl group.

nは、0以上の整数を表す。nとしては、1~4が好ましく、2~3がより好ましく、3が更に好ましい。 n represents an integer of 0 or more. As n, 1 to 4 are preferable, 2 to 3 are more preferable, and 3 is further preferable.

Dは、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、スルホキシド基、スルホン基、スルホン酸エステル基、エステル基、及び、これらの2種以上の組み合わせからなる基等が挙げられる。 D represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include an ether group, a thioether group, a carbonyl group, a sulfoxide group, a sulfone group, a sulfonic acid ester group, an ester group, and a group composed of a combination of two or more thereof.

Bは、炭化水素基を表す。 B represents a hydrocarbon group.

Dは単結合であり、Bは脂肪族炭化水素構造であることが好ましい。Bは、イソプロピル基又はシクロヘキシル基がより好ましい。 It is preferable that D is a single bond and B is an aliphatic hydrocarbon structure. B is more preferably an isopropyl group or a cyclohexyl group.

一般式(ZI)におけるスルホニウムカチオン、及び一般式(ZII)におけるヨードニウムカチオンの好ましい例を以下に示す。 Preferred examples of the sulfonium cation in the general formula (ZI) and the iodonium cation in the general formula (ZII) are shown below.

Figure 0006997803000021
Figure 0006997803000021

一般式(ZI)におけるアニオンZ、一般式(ZII)におけるアニオンZ、一般式(ZI-3)におけるZc、及び一般式(ZI-4)におけるZの好ましい例を以下に示す。Preferred examples of the anion Z in the general formula (ZI), the anion Z in the general formula (ZII), the Zc in the general formula (ZI-3), and the Z in the general formula (ZI-4) are shown below.

Figure 0006997803000022
Figure 0006997803000022

上記のカチオン及びアニオンを任意に組みわせて酸発生剤(B)として使用できる。 The above cations and anions can be arbitrarily combined and used as the acid generator (B).

酸発生剤(B)は、低分子化合物の形態であってもよく、重合体の一部に組み込まれた形態であってもよい。また、低分子化合物の形態と重合体の一部に組み込まれた形態を併用してもよい。
酸発生剤(B)は、低分子化合物の形態であることが好ましい。
酸発生剤(B)が、低分子化合物の形態である場合、分子量は3,000以下が好ましく、2,000以下がより好ましく、1,000以下が更に好ましい。
酸発生剤(B)が、重合体の一部に組み込まれた形態である場合、前述した樹脂(A)の一部に組み込まれてもよく、樹脂(A)とは異なる樹脂に組み込まれてもよい。
酸発生剤(B)は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
組成物中、酸発生剤(B)の含有量(複数種存在する場合はその合計)は、組成物の全固形分を基準として、0.1~20.0質量%が好ましく、0.5~15.0質量%がより好ましく、1.0~15.0質量%が更に好ましい。
酸発生剤として、上記一般式(ZI-3)又は(ZI-4)で表される化合物を含む場合、組成物中に含まれる酸発生剤の含有量(複数種存在する場合はその合計)は、組成物の全固形分を基準として、5~35質量%が好ましく、7~30質量%がより好ましい。
The acid generator (B) may be in the form of a small molecule compound or may be incorporated in a part of the polymer. Further, the form of the small molecule compound and the form incorporated in a part of the polymer may be used in combination.
The acid generator (B) is preferably in the form of a small molecule compound.
When the acid generator (B) is in the form of a small molecule compound, the molecular weight is preferably 3,000 or less, more preferably 2,000 or less, still more preferably 1,000 or less.
When the acid generator (B) is incorporated in a part of the polymer, it may be incorporated in a part of the resin (A) described above, or it may be incorporated in a resin different from the resin (A). May be good.
The acid generator (B) may be used alone or in combination of two or more.
The content of the acid generator (B) in the composition (the total of a plurality of types, if present) is preferably 0.1 to 20.0% by mass, preferably 0.5, based on the total solid content of the composition. It is more preferably from 15.0% by mass, still more preferably 1.0 to 15.0% by mass.
When the acid generator contains a compound represented by the above general formula (ZI-3) or (ZI-4), the content of the acid generator contained in the composition (the total of multiple types, if present). Is preferably 5 to 35% by mass, more preferably 7 to 30% by mass, based on the total solid content of the composition.

また、活性光線又は放射線の照射により酸発生剤(B)が分解して発生する酸の酸解離定数pKaとしては、後述する一般式(1)で表される化合物から発生する酸のpKaよりも小さいことが好ましい。
活性光線又は放射線の照射により酸発生剤(B)が分解して発生する酸の酸解離定数pKaとしては、-1.00以下であることが好ましく、-1.50以下であることがより好ましく、-2.00以下であることが更に好ましい。pKaの下限値は特に制限されないが、例えば、-5.00以上である。pKa(酸解離定数)は下記の方法により測定できる。
The acid dissociation constant pKa of the acid generated by decomposition of the acid generator (B) by irradiation with active light or radiation is higher than that of the acid pKa generated from the compound represented by the general formula (1) described later. Small is preferable.
The acid dissociation constant pKa of the acid generated by the decomposition of the acid generator (B) by irradiation with active light or radiation is preferably -1.00 or less, and more preferably -1.50 or less. , -2.00 or less is more preferable. The lower limit of pKa is not particularly limited, but is, for example, −5.00 or higher. pKa (acid dissociation constant) can be measured by the following method.

≪酸解離定数pKaの測定≫
本明細書において、酸解離定数pKaとは、水溶液中での酸解離定数pKaのことを表し、例えば、化学便覧(II)(改訂4版、1993年、日本化学会編、丸善株式会社)に記載のものであり、この値が低いほど酸強度が大きいことを示している。水溶液中での酸解離定数pKaは、具体的には、無限希釈水溶液を用い、25℃での酸解離定数を測定することにより実測することができ、また、下記ソフトウェアパッケージ1を用いて、ハメットの置換基定数及び公知文献値のデータベースに基づいた値を、計算により求めることもできる。本明細書中に記載したpKaの値は、全て、このソフトウェアパッケージを用いて計算により求めた値を示している。
ソフトウェアパッケージ1: Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V8.14 for Solaris (1994-2007 ACD/Labs)
≪Measurement of acid dissociation constant pKa≫
In the present specification, the acid dissociation constant pKa represents the acid dissociation constant pKa in an aqueous solution, for example, in Chemistry Handbook (II) (Revised 4th Edition, 1993, edited by Japan Chemical Society, Maruzen Co., Ltd.). It is described, and the lower this value is, the higher the acid strength is. The acid dissociation constant pKa in an aqueous solution can be specifically measured by measuring the acid dissociation constant at 25 ° C. using an infinitely diluted aqueous solution, and Hammett using the following software package 1. It is also possible to obtain a value based on a database of substituent constants and publicly known literature values of. All the values of pKa described in the present specification indicate the values calculated by using this software package.
Software Package 1: Advanced Chemistry Development (ACD / Labs) Software V8.14 for Solaris (1994-2007 ACD / Labs)

<酸拡散制御剤>
本発明の組成物は、酸拡散制御剤を含む。酸拡散制御剤は、露光時に酸発生剤(B)等から発生する酸をトラップし、余分な発生酸による、未露光部における酸分解性樹脂の反応を抑制するクエンチャーとして作用する。
本発明の組成物は、酸拡散制御剤として、一般式(1)で表される化合物を少なくとも含んでいればよく、本発明の効果を妨げない範囲でその他の酸拡散防止剤を含んでいてもよい。
なお、以下においては、一般式(1)で表される化合物を酸拡散制御剤(C)として説明し、その他の酸拡散防止剤を酸拡散制御剤(D)として説明する。
<Acid diffusion control agent>
The composition of the present invention contains an acid diffusion control agent. The acid diffusion control agent acts as a quencher that traps the acid generated from the acid generator (B) or the like at the time of exposure and suppresses the reaction of the acid-degradable resin in the unexposed portion due to the excess generated acid.
The composition of the present invention may contain at least the compound represented by the general formula (1) as an acid diffusion control agent, and may contain other acid diffusion inhibitors as long as the effects of the present invention are not impaired. May be good.
In the following, the compound represented by the general formula (1) will be described as an acid diffusion control agent (C), and the other acid diffusion inhibitor will be described as an acid diffusion control agent (D).

(酸拡散制御剤(C))
以下、一般式(1)で表される化合物について説明する。
(一般式(1)で表される化合物)
(Acid diffusion control agent (C))
Hereinafter, the compound represented by the general formula (1) will be described.
(Compound represented by the general formula (1))

Figure 0006997803000023
Figure 0006997803000023

上記式中、Ar、Ar及びArは、各々独立に、芳香族炭化水素基を表す。
は、Ar上でSと結合する炭素原子に対してオルト位に置換し、且つ、-L-CO 、-L-SO 、又は-L-X-N-Yを表す。
、L及びLは、各々独立に、単結合、又は2価の連結基を表す。
は、-SO-、又は-CO-を表す。
は、-SO-R、又は-CO-Rを表す。
及びRは、各々独立に、1価の置換基を表す。
なお、Ar、Ar及びArは、更に置換基を有していてもよく、上記置換基同士が互いに結合して、環を形成していてもよい。
In the above formula, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 each independently represent an aromatic hydrocarbon group.
A 1 is substituted at the ortho position with respect to the carbon atom bonded to S + on Ar 1 , and -L 1 -CO 2- , -L 2 - SO 3- , or -L 3 - X 1- . Represents N - - Y 1 .
L 1 , L 2 and L 3 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
X 1 represents -SO 2- or -CO-.
Y 1 represents -SO 2 - RA or -CO-RB.
RA and RB each independently represent a monovalent substituent.
In addition, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 may further have a substituent, and the above-mentioned substituents may be bonded to each other to form a ring.

Ar、Ar及びArで表される芳香族炭化水素基としては、単環構造(単環芳香族炭化水素基)及び多環構造(多環芳香族炭化水素基)のいずれであってもよい。上記芳香族炭化水素基の炭素数は特に制限されないが、5~18が好ましく、5~10がより好ましい。上記芳香族炭化水素基の具体例としては、アリール基(フェニル基、トリル基、及びキシリル基等)、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、インデニル基、アセナブテニル基、フルオレニル基、及びピレニル基等が挙げられる。
Ar、Ar及びArで表される芳香族炭化水素基としては、形成されるパターンのLWR性能及びCDU性能がより優れる点で、なかでも、単環芳香族炭化水素基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
The aromatic hydrocarbon group represented by Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is either a monocyclic structure (monocyclic aromatic hydrocarbon group) or a polycyclic structure (polycyclic aromatic hydrocarbon group). May be good. The number of carbon atoms of the aromatic hydrocarbon group is not particularly limited, but 5 to 18 is preferable, and 5 to 10 is more preferable. Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include an aryl group (phenyl group, tolyl group, xsilyl group, etc.), naphthyl group, anthryl group, phenanthryl group, indenyl group, acenabutenyl group, fluorenyl group, pyrenyl group and the like. Can be mentioned.
As the aromatic hydrocarbon group represented by Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 , a monocyclic aromatic hydrocarbon group is preferable in that the LWR performance and the CDU performance of the formed pattern are more excellent, and phenyl is preferable. Groups are more preferred.

Ar、Ar及びArは、更に置換基を有していてもよい。上記置換基の種類は特に制限されず、上述した置換基群Tで例示された基が挙げられる。置換基としては、非芳香族性の置換基(なお、本明細書において「非芳香族性の置換基」とは、芳香族性を示さない置換基を意図し、例えば、芳香族環を有しない置換基が挙げられる。)が好ましく、アルキル基(直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。炭素数は1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。)、フルオロアルキル基(少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。炭素数は、1~10が好ましく、1~4がより好ましい。また、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基としては、パーフルオロアルキル基が好ましい。)、ハロゲン原子(ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子等が挙げられる。)、チオアルキル基(直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。炭素数は、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。)、又はアルコキシ基(直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。炭素数は、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。)がより好ましい。Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 may further have a substituent. The type of the above-mentioned substituent is not particularly limited, and examples thereof include the groups exemplified in the above-mentioned substituent group T. As the substituent, a non-aromatic substituent (in addition, in the present specification, the “non-aromatic substituent” is intended to be a substituent that does not exhibit aromaticity, and has, for example, an aromatic ring. Substituents that do not exist are preferable), and alkyl groups (which may be linear, branched, or cyclic. The number of carbon atoms is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and 1 to 1 to 10. 6 is more preferable), a fluoroalkyl group (representing an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. The number of carbon atoms is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 4, and at least one fluorine atom. The substituted alkyl group is preferably a perfluoroalkyl group), 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 thioalkyl group (directly). It may be chain-shaped, branched-chain-shaped, or cyclic. The number of carbon atoms is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and even more preferably 1 to 6) or an alkoxy group (linear). , Branched chain or cyclic. The number of carbon atoms is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and even more preferably 1 to 6).

Ar、Ar及びArに置換した置換基は、置換基同士が互いに結合して、環を形成していてもよい。上記環としては、芳香族性の及び非芳香族性のいずれであってもよいが、形成されるパターンのLWR性能及びCDU性能がより優れる点で、非芳香族性であることが好ましい。なお、上記環は、更に置換基(例えば置換基群Tで例示したものが挙げられる。)を有していてもよい。Substituents substituted with Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 may be bonded to each other to form a ring. The ring may be either aromatic or non-aromatic, but is preferably non-aromatic in that the LWR performance and CDU performance of the formed pattern are more excellent. The ring may further have a substituent (for example, those exemplified in the substituent group T).

一般式(1)で表される化合物としては、形成されるパターンのLWR性能及びCDU性能がより優れる点で、なかでも、Ar、Ar及びArのうちいずれか1つ以上が無置換の単環芳香族炭化水素基であることが好ましく(なお、Arについては、A以外に置換基を有さないという意図である)、Ar、Ar及びArのうちいずれか2つ以上が単環芳香族炭化水素基であることがより好ましく、Ar、Ar及びArが全て単環芳香族炭化水素基であることがより好ましい。As the compound represented by the general formula (1), one or more of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is unsubstituted in that the LWR performance and the CDU performance of the formed pattern are more excellent. It is preferably a monocyclic aromatic hydrocarbon group of (It is intended that Ar 1 has no substituent other than A 1 ), and any 2 of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are used. It is more preferable that one or more are monocyclic aromatic hydrocarbon groups, and it is more preferable that Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are all monocyclic aromatic hydrocarbon groups.

は、Ar上でSと結合する炭素原子に対してオルト位に置換し、且つ、-L-CO 、-L-SO 、又は-L-X-N-Yを表す。
ここで「Ar上でSと結合する炭素原子に対してオルト位に置換する」とは、Arにおいて、一般式(1)に明示されるスルホニウムカチオンとの結合位置の炭素原子に対してオルト位にAが置換する意図である。言い換えると、Aは、Arにおいて、一般式(1)に明示されるスルホニウムカチオンとの結合位置の炭素原子に隣接する炭素原子に置換する。
A 1 is substituted at the ortho position with respect to the carbon atom bonded to S + on Ar 1 , and -L 1 -CO 2- , -L 2 - SO 3- , or -L 3 - X 1- . Represents N - - Y 1 .
Here, "substituting the ortho position for the carbon atom bonded to S + on Ar 1 " means to the carbon atom at the bond position with the sulfonium cation specified in the general formula (1) in Ar 1 . The intention is to replace A 1 with the ortho position. In other words, A 1 is replaced with a carbon atom adjacent to the carbon atom at the bond position with the sulfonium cation specified in the general formula (1) in Ar 1 .

、L及びLは、各々独立に、単結合、又は2価の連結基を表し、形成されるパターンのLWR性能及びCDU性能がより優れる点で、単結合が好ましい。
、L及びLで表される2価の連結基としては特に制限されないが、例えば、-O-、-CO-、2価の炭化水素基(例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、及び、アリーレン基)、及び、これらを2以上組み合わせた基が挙げられる。L、L及びLで表される2価の連結基としては、なかでも、LWR性能及びCDU性能により優れる点で、-O-、-CO-、炭素数1~10のアルキレン基、炭素数2~10のアルケニレン基、炭素数2~10のアルキニレン基、及びこれらを2以上組み合わせた基が好ましく、-O-、-CO-、炭素数1~6のアルキレン基、及びこれらを2以上組み合わせた基がより好ましく、炭素数1~6のアルキレン基が更に好ましく、炭素数1~3のアルキレン基が特に好ましい。
なお、L、L及びL中のArとの結合位置の原子は、酸素原子以外であることが好ましい。例えば、L、L及びLで表される2価の連結基が-O-(酸素原子)を含む場合であっても、上記のように酸素原子以外の原子(例えば、炭素原子)がArと結合することが好ましい。
L 1 , L 2 and L 3 each independently represent a single bond or a divalent linking group, and a single bond is preferable in that the LWR performance and the CDU performance of the formed pattern are more excellent.
The divalent linking group represented by L 1 , L 2 and L 3 is not particularly limited, and is, for example, -O-, -CO-, and a divalent hydrocarbon group (for example, an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene). A group and an arylene group), and a group in which two or more of these are combined can be mentioned. The divalent linking groups represented by L 1 , L 2 and L 3 include -O-, -CO-, and alkylene groups having 1 to 10 carbon atoms, which are superior in LWR performance and CDU performance. An alkenylene group having 2 to 10 carbon atoms, an alkynylene group having 2 to 10 carbon atoms, and a group in which two or more of these are combined are preferable, and -O-, -CO-, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and 2 of these are preferable. The group having the above combination is more preferable, the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, and the alkylene group having 1 to 3 carbon atoms is particularly preferable.
The atom at the bond position with Ar 1 in L 1 , L 2 and L 3 is preferably an atom other than an oxygen atom. For example, even when the divalent linking group represented by L 1 , L 2 and L 3 contains -O- (oxygen atom), an atom other than the oxygen atom (for example, a carbon atom) as described above. Is preferably combined with Ar 1 .

としては、形成されるパターンのLWR性能及びCDU性能がより優れる点で、-L-CO 、又は-L-X-N-Yが好ましい。As A 1 , -L 1 - CO 2- or -L 3 -X 1 - N --Y 1 is preferable because the LWR performance and CDU performance of the formed pattern are more excellent.

は、-SO-、又は-CO-を表す。
は、-SO-R、又は-CO-Rを表す。
X 1 represents -SO 2- or -CO-.
Y 1 represents -SO 2 - RA or -CO-RB.

及びRは、各々独立に、1価の置換基を表す。
及びRで表される1価の置換基としては特に制限されないが、上述した置換基群Tで例示された基が挙げられる。R及びRで表される1価の置換基としては、なかでも、アルキル基(直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。炭素数は1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましく、1~3が特に好ましい。)、アルケニル基(直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。炭素数は2~20が好ましく、2~10がより好ましく、2~6が更に好ましい。)、又はアルキニル基(直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。炭素数は2~20が好ましく、2~10がより好ましく、2~6が更に好ましい。)が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましく、炭素数1~6のアルキル基が更に好ましい。
なお、上記アルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基は、更に置換基(例えば置換基群Tで例示したものが挙げられる。)を有していてもよい。
RA and RB each independently represent a monovalent substituent.
The monovalent substituent represented by RA and RB is not particularly limited, and examples thereof include the groups exemplified in the above - mentioned substituent group T. The monovalent substituent represented by RA and RB may be any of an alkyl group (linear, branched or cyclic, preferably 1 to 20 carbon atoms. 1 to 10 is more preferable, 1 to 6 is more preferable, 1 to 3 is particularly preferable), an alkenyl group (linear, branched chain, or cyclic) may be used, and the number of carbon atoms is 2 to 20. It may be preferably 2 to 10, more preferably 2 to 6), or an alkynyl group (linear, branched, or cyclic. The number of carbon atoms is preferably 2 to 20. 2 to 10 is more preferable, 2 to 6 is more preferable), an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable, and an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is further preferable.
The alkyl group, alkenyl group, and alkynyl group may further have a substituent (for example, those exemplified in the substituent group T).

酸拡散制御剤としての機能がより優れる点で、一般式(1)で表される化合物から発生する酸のpKaは、例えば、-2.00超であることが好ましく、1.00以上であることがより好ましく、1.50以上であることが更に好ましい。pKaの上限値は特に制限されないが、例えば、14.0以下である。
pKa(酸解離定数)は上述した方法により測定できる。
The pKa of the acid generated from the compound represented by the general formula (1) is preferably, for example, more than −2.00, preferably more than 1.00, in that the function as an acid diffusion control agent is more excellent. More preferably, it is more preferably 1.50 or more. The upper limit of pKa is not particularly limited, but is, for example, 14.0 or less.
pKa (acid dissociation constant) can be measured by the method described above.

一般式(1)で表される化合物から発生する酸のpKaは、主に、Aの種類により調整できる。The pKa of the acid generated from the compound represented by the general formula ( 1 ) can be adjusted mainly by the type of A1.

本発明の組成物中、一般式(1)で表される化合物により発生する酸のpKaと、酸発生剤(B)から発生する酸のpKaとの差は、1.00以上が好ましく、2.00以上がより好ましい。なお、上限値は特に制限されないが、例えば、10.0である。
上述のとおり、酸拡散制御剤である一般式(1)で表される化合物により発生する酸は、酸発生剤(B)から発生する酸に対して相対的に弱酸となる。一般式(1)で表される化合物により発生する酸と酸発生剤(B)から発生する酸とのpKaの差が上記数値範囲であれば、一般式(1)で表される化合物は、酸拡散制御剤としての機能がより優れる。
In the composition of the present invention, the difference between the pKa of the acid generated by the compound represented by the general formula (1) and the pKa of the acid generated by the acid generator (B) is preferably 1.00 or more, 2 .00 or more is more preferable. The upper limit is not particularly limited, but is, for example, 10.0.
As described above, the acid generated by the compound represented by the general formula (1), which is an acid diffusion control agent, is relatively weak acid with respect to the acid generated from the acid generator (B). If the difference in pKa between the acid generated by the compound represented by the general formula (1) and the acid generated by the acid generator (B) is within the above numerical range, the compound represented by the general formula (1) is. It has a better function as an acid diffusion control agent.

上記一般式(1)で表される化合物としては、形成されるパターンのLWR性能及びCDU性能がより優れる点で、下記一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。以下、一般式(2)について説明する。
(一般式(2)で表される化合物)
The compound represented by the general formula (1) is preferably a compound represented by the following general formula (2) in that the LWR performance and the CDU performance of the formed pattern are more excellent. Hereinafter, the general formula (2) will be described.
(Compound represented by the general formula (2))

Figure 0006997803000024
Figure 0006997803000024

上記式中、Ar、Ar、及びAは、一般式(1)中のAr、Ar、及びAと同義であり、好適態様も同じである。In the above formula, Ar 2 , Ar 3 , and A 1 are synonymous with Ar 2 , Ar 3 , and A 1 in the general formula (1), and the preferred embodiments are also the same.

、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、又は非芳香族性の置換基を表す。
、R、R、及びRで表される置換基としては、非芳香族性の置換基であれば特に制限されず、アルキル基(直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。炭素数は1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。)、フルオロアルキル基(少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。炭素数は、1~10が好ましく、1~4がより好ましい。また、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基としては、パーフルオロアルキル基が好ましい。)、ハロゲン原子(ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子等が挙げられる。)、チオアルキル基(直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。炭素数は、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。)、又はアルコキシ基(直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。炭素数は1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。)がより好ましい。
なお、R、R、R、及びRは、互いに連結して環を形成してもよい。上記環としては、非芳香族性であることが好ましい。なお、上記環は、更に置換基(例えば置換基群Tで例示したものが挙げられる。)を有していてもよい。なかでも、形成されるパターンのLWR性能及びCDU性能がより優れる点で、R、R、R、及びRは、互いに結合して環構造を形成しないことが好ましい。
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a non-aromatic substituent.
The substituents represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not particularly limited as long as they are non-aromatic substituents, and are alkyl groups (linear, branched and cyclic). Any of them may be used. The number of carbon atoms is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and even more preferably 1 to 6, and represents a fluoroalkyl group (an alkyl group substituted with at least one fluorine atom). The number of carbon atoms is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 4, and the alkyl group substituted with at least one fluorine atom is preferably a perfluoroalkyl group), a halogen atom (as a halogen atom, the halogen atom is preferable). For example, it may be any of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc.) and a thioalkyl group (linear, branched, or cyclic. The number of carbon atoms is 1 to 20. It is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, or an alkoxy group (linear, branched, or cyclic. The number of carbon atoms is preferably 1 to 20. ~ 10 is more preferable, and 1 to 6 are even more preferable).
In addition, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 may be connected to each other to form a ring. The ring is preferably non-aromatic. The ring may further have a substituent (for example, those exemplified in the substituent group T). Among them, it is preferable that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 do not combine with each other to form a ring structure in that the LWR performance and CDU performance of the formed pattern are more excellent.

Ar及びArは、更に置換基を有していてもよく、置換基同士が互いに結合して、環を形成していてもよい。上記環としては、芳香族性の及び非芳香族性のいずれであってもよいが、形成されるパターンのLWR性能及びCDU性能がより優れる点で、非芳香族性であることが好ましい。なお、上記環は、更に置換基(例えば置換基群Tで例示したものが挙げられる。)を有していてもよい。Ar 2 and Ar 3 may further have a substituent, and the substituents may be bonded to each other to form a ring. The ring may be either aromatic or non-aromatic, but is preferably non-aromatic in that the LWR performance and CDU performance of the formed pattern are more excellent. The ring may further have a substituent (for example, those exemplified in the substituent group T).

一般式(2)で表される化合物としては、形成されるパターンのLWR性能及びCDU性能がより優れる点で、R~Rが全て水素原子であるか、又は、Ar及びArの少なくとも一方が無置換の単環芳香族炭化水素基であることが好ましい。なかでも、形成されるパターンのLWR性能及びCDU性能がより優れる点で、R~Rが全て水素原子であり且つAr及びArの一方が無置換の単環芳香族炭化水素基であるか、Ar及びArがいずれも無置換の単環芳香族炭化水素基であるか、又は、R~Rが全て水素原子であり且つAr及びArがいずれも無置換の単環芳香族炭化水素基であることがより好ましい。As the compound represented by the general formula (2), R 1 to R 4 are all hydrogen atoms or Ar 2 and Ar 3 in that the LWR performance and CDU performance of the formed pattern are more excellent. It is preferable that at least one of them is an unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon group. Among them, R 1 to R 4 are all hydrogen atoms and one of Ar 2 and Ar 3 is an unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon group in that the LWR performance and CDU performance of the formed pattern are more excellent. Are there, Ar 2 and Ar 3 are both unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon groups, or R 1 to R 4 are all hydrogen atoms and Ar 2 and Ar 3 are both unsubstituted. It is more preferably a monocyclic aromatic hydrocarbon group.

上記一般式(1)で表される化合物は、例えば、公知の手法に従って合成できる。 The compound represented by the general formula (1) can be synthesized, for example, according to a known method.

以下、上記一般式(1)で表される化合物の具体例を例示するが、本発明はこれに制限されない。 Hereinafter, specific examples of the compound represented by the above general formula (1) will be exemplified, but the present invention is not limited thereto.

Figure 0006997803000025
Figure 0006997803000025

上記一般式(1)で表される化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の組成物中、一般式(1)で表される化合物の含有量(複数種存在する場合はその合計)は、組成物の全固形分を基準として0.1~10質量%が好ましく、0.5~8.0質量%がより好ましい。
また、上記一般式(1)で表される化合物と上記酸発生剤(B)(酸発生剤X)との含有量比(酸発生剤(B)/一般式(1)で表される化合物)は、質量比で、例えば、1/99~99/1であり、90/10~30/70が好ましく、85/15~40/60がより好ましい。
The compound represented by the general formula (1) may be used alone or in combination of two or more.
In the composition of the present invention, the content of the compound represented by the general formula (1) (the total thereof when a plurality of types exist) is preferably 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the composition. , 0.5-8.0% by mass is more preferable.
Further, the content ratio of the compound represented by the general formula (1) to the acid generator (B) (acid generator X) (acid generator (B) / compound represented by the general formula (1)). ) Is, for example, 1/99 to 99/1, preferably 90/10 to 30/70, and more preferably 85/15 to 40/60 in terms of mass ratio.

(酸拡散制御剤(D))
本発明の組成物は、本発明の効果を妨げない範囲で、上述した酸拡散制御剤(C)(一般式(1)で表される化合物が該当する。)以外の他の酸拡散制御剤(以下、「酸拡散制御剤(D)」)を含んでいてもよい。
酸拡散制御剤(D)としては、例えば、塩基性化合物(DA)、活性光線又は放射線の照射により塩基性が低下又は消失する塩基性化合物(DB)、酸発生剤に対して相対的に弱酸となるオニウム塩(DC)、窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(DD)、又はカチオン部に窒素原子を有するオニウム塩化合物(DE)等を酸拡散制御剤として使用できる。本発明の組成物においては、公知の酸拡散制御剤を適宜使用できる。例えば、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落<0627>~<0664>、米国特許出願公開2015/0004544A1号明細書の段落<0095>~<0187>、米国特許出願公開2016/0237190A1号明細書の段落<0403>~<0423>、及び、米国特許出願公開2016/0274458A1号明細書の段落<0259>~<0328>に開示された公知の化合物を酸拡散制御剤(D)として好適に使用できる。
(Acid diffusion control agent (D))
The composition of the present invention is an acid diffusion control agent other than the above-mentioned acid diffusion control agent (C) (corresponding to the compound represented by the general formula (1)) as long as the effect of the present invention is not impaired. (Hereinafter, "acid diffusion control agent (D)") may be contained.
Examples of the acid diffusion control agent (D) include a basic compound (DA), a basic compound (DB) whose basicity is reduced or disappears by irradiation with active light or radiation, and a weak acid relative to an acid generator. Acid diffusion control of onium salt (DC), low molecular weight compound (DD) having a nitrogen atom and having a group desorbed by the action of acid, or onium salt compound (DE) having a nitrogen atom in the cation part, etc. Can be used as an agent. In the composition of the present invention, a known acid diffusion control agent can be appropriately used. For example, paragraphs <0627> to <0664> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1, paragraphs <0995> to <0187> of US Patent Application Publication No. 2015/0004544A1, US Patent Application Publication No. 2016/0237190A1. The known compounds disclosed in paragraphs <0403> to <0423> of the specification and paragraphs <0259> to <0328> of US Patent Application Publication No. 2016/02744558A1 are suitable as the acid diffusion control agent (D). Can be used for.

塩基性化合物(DA)としては、下記式(A)~(E)で示される構造を有する化合物が好ましい。 As the basic compound (DA), a compound having a structure represented by the following formulas (A) to (E) is preferable.

Figure 0006997803000026
Figure 0006997803000026

一般式(A)及び(E)中、
200、R201及びR202は、同一でも異なってもよく、各々独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1~20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3~20)又はアリール基(炭素数6~20)を表す。R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
203、R204、R205及びR206は、同一でも異なってもよく、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基を表す。
In the general formulas (A) and (E),
R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different, and each independently has a hydrogen atom, an alkyl group (preferably 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably 3 to 20 carbon atoms) or an aryl. Represents a group (6 to 20 carbon atoms). R 201 and R 202 may be coupled to each other to form a ring.
R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different, and each independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

一般式(A)及び(E)中のアルキル基は、置換基を有していても無置換であってもよい。
上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1~20のアミノアルキル基、炭素数1~20のヒドロキシアルキル基、又は炭素数1~20のシアノアルキル基が好ましい。
一般式(A)及び(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
The alkyl group in the general formulas (A) and (E) may have a substituent or may be unsubstituted.
Regarding the above alkyl group, as the alkyl group having a substituent, an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyanoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable.
It is more preferable that the alkyl groups in the general formulas (A) and (E) are unsubstituted.

塩基性化合物(DA)としては、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、又はピペリジン等が好ましく、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造若しくはピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/若しくはエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、又は、水酸基及び/若しくはエーテル結合を有するアニリン誘導体等がより好ましい。 As the basic compound (DA), guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholin, aminoalkylmorpholin, piperidine and the like are preferable, and imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate structure, etc. A trialkylamine structure, a compound having an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, and the like are more preferable.

活性光線又は放射線の照射により塩基性が低下又は消失する塩基性化合物(DB)(以下、「化合物(DB)」ともいう。)は、プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解して、プロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化する化合物である。 A basic compound (DB) (hereinafter, also referred to as “compound (DB)”) whose basicity is reduced or disappears by irradiation with active light or radiation has a proton acceptor functional group and is active light or It is a compound that is decomposed by irradiation with radiation to reduce or disappear its proton acceptor property, or to change from proton acceptor property to acidity.

プロトンアクセプター性官能基とは、プロトンと静電的に相互作用し得る基又は電子を有する官能基であって、例えば、環状ポリエーテル等のマクロサイクリック構造を有する官能基、又は、π共役に寄与しない非共有電子対をもった窒素原子を有する官能基を意味する。π共役に寄与しない非共有電子対を有する窒素原子とは、例えば、下記式に示す部分構造を有する窒素原子である。 A proton-accepting functional group is a functional group having a group or an electron that can electrostatically interact with a proton, and is, for example, a functional group having a macrocyclic structure such as a cyclic polyether, or a π-conjugated group. Means a functional group having a nitrogen atom with an unshared electron pair that does not contribute to. The nitrogen atom having an unshared electron pair that does not contribute to π conjugation is, for example, a nitrogen atom having a partial structure shown in the following formula.

Figure 0006997803000027
Figure 0006997803000027

プロトンアクセプター性官能基の好ましい部分構造として、例えば、クラウンエーテル構造、アザクラウンエーテル構造、1~3級アミン構造、ピリジン構造、イミダゾール構造、及びピラジン構造等が挙げられる。 Preferred partial structures of the proton acceptor functional group include, for example, a crown ether structure, an aza-crown ether structure, a primary to tertiary amine structure, a pyridine structure, an imidazole structure, a pyrazine structure and the like.

化合物(DB)は、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下若しくは消失し、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する。ここでプロトンアクセプター性の低下若しくは消失、又はプロトンアクセプター性から酸性への変化とは、プロトンアクセプター性官能基にプロトンが付加することに起因するプロトンアクセプター性の変化であり、具体的には、プロトンアクセプター性官能基を有する化合物(DB)とプロトンとからプロトン付加体が生成するとき、その化学平衡における平衡定数が減少することを意味する。
プロトンアクセプター性は、pH測定を行うことによって確認できる。
The compound (DB) is decomposed by irradiation with active light or radiation to generate a compound whose proton acceptor property is reduced or disappears, or whose proton acceptor property is changed to acidic. Here, the decrease or disappearance of the proton acceptor property, or the change from the proton acceptor property to the acidity is a change in the proton acceptor property due to the addition of a proton to the proton acceptor property functional group, and is specific. Means that when a proton adduct is formed from a compound (DB) having a proton acceptor functional group and a proton, the equilibrium constant in its chemical equilibrium decreases.
The proton acceptor property can be confirmed by measuring the pH.

活性光線又は放射線の照射により化合物(DB)が分解して発生する化合物の酸解離定数pKaは、pKa<-1を満たすことが好ましく、-13<pKa<-1を満たすことがより好ましく、-13<pKa<-3を満たすことが更に好ましい。 The acid dissociation constant pKa of the compound generated by decomposition of the compound (DB) by irradiation with active light or radiation preferably satisfies pKa <-1, more preferably -13 <pKa <-1, and-. It is more preferable to satisfy 13 <pKa <-3.

なお、酸解離定数pKaとは、上述した方法により求めることができる。 The acid dissociation constant pKa can be obtained by the method described above.

本発明の組成物では、酸発生剤に対して相対的に弱酸となるオニウム塩(DC)を酸拡散制御剤として使用できる。
酸発生剤と、酸発生剤から生じた酸に対して相対的に弱酸である酸を発生するオニウム塩とを混合して用いた場合、活性光線性又は放射線の照射により酸発生剤から生じた酸が未反応の弱酸アニオンを有するオニウム塩と衝突すると、塩交換により弱酸を放出して強酸アニオンを有するオニウム塩を生じる。この過程で強酸がより触媒能の低い弱酸に交換されるため、見かけ上、酸が失活して酸拡散の制御を行うことができる。
In the composition of the present invention, an onium salt (DC), which is a weak acid relative to the acid generator, can be used as the acid diffusion control agent.
When an acid generator and an onium salt that generates an acid that is relatively weak to the acid generated from the acid generator are mixed and used, the acid generator is generated by active light or irradiation with radiation. When the acid collides with an onium salt having an unreacted weak acid anion, salt exchange releases the weak acid to produce an onium salt with a strong acid anion. In this process, the strong acid is replaced with a weak acid having a lower catalytic ability, so that the acid is apparently inactivated and the acid diffusion can be controlled.

酸発生剤に対して相対的に弱酸となるオニウム塩としては、下記一般式(d1-1)~(d1-3)で表される化合物が好ましい。 As the onium salt that is relatively weak acid with respect to the acid generator, compounds represented by the following general formulas (d1-1) to (d1-3) are preferable.

Figure 0006997803000028
Figure 0006997803000028

式中、R51は置換基を有していてもよい炭化水素基であり、Z2cは置換基を有していてもよい炭素数1~30の炭化水素基(ただし、Sに隣接する炭素にはフッ素原子は置換されていないものとする)であり、R52は有機基であり、Yは直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキレン基又はアリーレン基であり、Rfはフッ素原子を含む炭化水素基であり、Mは各々独立に、アンモニウムカチオン、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンである。In the formula, R 51 is a hydrocarbon group which may have a substituent, and Z 2c is a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent (however, carbon adjacent to S). R 52 is an organic group, Y 3 is a linear, branched or cyclic alkylene group or an arylene group, and Rf is a fluorine atom. It is a hydrocarbon group containing, and M + is independently an ammonium cation, a sulfonium cation or an iodonium cation.

として表されるスルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンの好ましい例としては、一般式(ZI)で例示したスルホニウムカチオン及び一般式(ZII)で例示したヨードニウムカチオンが挙げられる。Preferred examples of the sulfonium cation or iodonium cation represented as M + include the sulfonium cation exemplified by the general formula (ZI) and the iodonium cation exemplified by the general formula (ZII).

窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(DD)(以下、「化合物(DD)」ともいう。)は、酸の作用により脱離する基を窒素原子上に有するアミン誘導体であることが好ましい。
酸の作用により脱離する基としては、アセタール基、カルボネート基、カルバメート基、3級エステル基、3級水酸基、又はヘミアミナールエーテル基が好ましく、カルバメート基、又はヘミアミナールエーテル基がより好ましい。
化合物(DD)の分子量は、100~1000が好ましく、100~700がより好ましく、100~500が更に好ましい。
化合物(DD)は、窒素原子上に保護基を有するカルバメート基を有してもよい。カルバメート基を構成する保護基としては、下記一般式(d-1)で表される。
A small molecule compound (DD) having a nitrogen atom and having a group desorbed by the action of an acid (hereinafter, also referred to as “compound (DD)”) has a group desorbed by the action of an acid on the nitrogen atom. It is preferably an amine derivative having.
As the group desorbed by the action of the acid, an acetal group, a carbonate group, a carbamate group, a tertiary ester group, a tertiary hydroxyl group or a hemiaminol ether group is preferable, and a carbamate group or a hemiaminol ether group is more preferable. ..
The molecular weight of the compound (DD) is preferably 100 to 1000, more preferably 100 to 700, and even more preferably 100 to 500.
Compound (DD) may have a carbamate group having a protecting group on the nitrogen atom. The protecting group constituting the carbamate group is represented by the following general formula (d-1).

Figure 0006997803000029
Figure 0006997803000029

一般式(d-1)において、
Rbは、各々独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1~10)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3~30)、アリール基(好ましくは炭素数3~30)、アラルキル基(好ましくは炭素数1~10)、又はアルコキシアルキル基(好ましくは炭素数1~10)を表す。Rbは相互に連結して環を形成していてもよい。
Rbが示すアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は、各々独立に水酸基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基、アルコキシ基、又はハロゲン原子で置換されていてもよい。Rbが示すアルコキシアルキル基についても同様である。
In the general formula (d-1)
Rb is independently a hydrogen atom, an alkyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably 3 to 30 carbon atoms), an aryl group (preferably 3 to 30 carbon atoms), and an aralkyl group (preferably 3 to 30 carbon atoms). It preferably represents 1 to 10 carbon atoms) or an alkoxyalkyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms). Rb may be connected to each other to form a ring.
The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group represented by Rb are independently hydroxyl groups, cyano groups, amino groups, pyrrolidino groups, piperidino groups, morpholino groups, oxo groups and other functional groups, alkoxy groups, or halogens. It may be substituted with an atom. The same applies to the alkoxyalkyl group indicated by Rb.

Rbとしては、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又はシクロアルキル基がより好ましい。
2つのRbが相互に連結して形成する環としては、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環式炭化水素、及びその誘導体等が挙げられる。
一般式(d-1)で表される基の具体的な構造としては、米国特許公報US2012/0135348A1号明細書の段落<0466>に開示された構造が挙げられるが、これに制限されない。
As Rb, a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group is preferable, and a linear or branched alkyl group or a cycloalkyl group is more preferable.
Examples of the ring formed by connecting the two Rbs to each other include an alicyclic hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon, a heterocyclic hydrocarbon, and a derivative thereof.
Specific examples of the structure of the group represented by the general formula (d-1) include, but are not limited to, the structure disclosed in paragraph <0466> of the US Patent Publication No. US2012 / 0135348A1.

化合物(DD)は、下記一般式(6)で表される構造を有することが好ましい。 The compound (DD) preferably has a structure represented by the following general formula (6).

Figure 0006997803000030
Figure 0006997803000030

一般式(6)において、
lは0~2の整数を表し、mは1~3の整数を表し、l+m=3を満たす。
Raは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。lが2のとき、2つのRaは同じでも異なっていてもよく、2つのRaは相互に連結して式中の窒素原子と共に複素環を形成していてもよい。この複素環には式中の窒素原子以外のヘテロ原子を含んでいてもよい。
Rbは、上記一般式(d-1)におけるRbと同義であり、好ましい例も同様である。
一般式(6)において、Raとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は、各々独立にRbとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基が置換されていてもよい基として前述した基と同様な基で置換されていてもよい。
In the general formula (6)
l represents an integer of 0 to 2, m represents an integer of 1 to 3, and satisfies l + m = 3.
Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group. When l is 2, the two Ras may be the same or different, and the two Ras may be interconnected to form a heterocycle with the nitrogen atom in the equation. This heterocycle may contain a heteroatom other than the nitrogen atom in the equation.
Rb has the same meaning as Rb in the above general formula (d-1), and the same applies to preferred examples.
In the general formula (6), the alkyl group as Ra, the cycloalkyl group, the aryl group, and the aralkyl group are each independently substituted with the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group as Rb. As a good group, it may be substituted with a group similar to the group described above.

上記Raのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基(これらの基は、上記基で置換されていてもよい)の具体例としては、Rbについて前述した具体例と同様な基が挙げられる。
本発明における特に好ましい化合物(DD)の具体例としては、米国特許出願公開2012/0135348A1号明細書の段落<0475>に開示された化合物が挙げられるが、これに制限されない。
Specific examples of the above-mentioned Ra alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group (these groups may be substituted with the above group) include groups similar to the above-mentioned specific examples for Rb. Be done.
Specific examples of a particularly preferred compound (DD) in the present invention include, but are not limited to, the compound disclosed in paragraph <0475> of U.S. Patent Application Publication No. 2012/01335348A1.

カチオン部に窒素原子を有するオニウム塩化合物(DE)(以下、「化合物(DE)」ともいう。)は、カチオン部に窒素原子を含む塩基性部位を有する化合物であることが好ましい。塩基性部位は、アミノ基であることが好ましく、脂肪族アミノ基であることがより好ましい。塩基性部位中の窒素原子に隣接する原子の全てが、水素原子又は炭素原子であることが更に好ましい。また、塩基性向上の観点から、窒素原子に対して、電子求引性の官能基(カルボニル基、スルホニル基、シアノ基、及びハロゲン原子等)が直結していないことが好ましい。
化合物(DE)の好ましい具体例としては、米国特許出願公開2015/0309408A1号明細書の段落<0203>に開示された化合物が挙げられるが、これに制限されない。
The onium salt compound (DE) having a nitrogen atom in the cation portion (hereinafter, also referred to as “compound (DE)”) is preferably a compound having a basic moiety containing a nitrogen atom in the cation portion. The basic moiety is preferably an amino group, more preferably an aliphatic amino group. It is even more preferred that all of the atoms adjacent to the nitrogen atom in the basic moiety are hydrogen or carbon atoms. Further, from the viewpoint of improving basicity, it is preferable that an electron-withdrawing functional group (carbonyl group, sulfonyl group, cyano group, halogen atom, etc.) is not directly linked to the nitrogen atom.
Preferred specific examples of the compound (DE) include, but are not limited to, the compound disclosed in paragraph <0203> of US Patent Application Publication 2015/0309408A1.

酸拡散制御剤(D)の好ましい例を以下に示す。 Preferred examples of the acid diffusion control agent (D) are shown below.

Figure 0006997803000031
Figure 0006997803000031

Figure 0006997803000032
Figure 0006997803000032

本発明の組成物において、酸拡散制御剤(D)は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
組成物中、酸拡散制御剤(D)を含む場合、酸拡散制御剤(D)の含有量(複数種存在する場合はその合計)は、組成物の全固形分を基準として、0.1~10.0質量%が好ましく、0.1~5.0質量%がより好ましい。
In the composition of the present invention, the acid diffusion control agent (D) may be used alone or in combination of two or more.
When the acid diffusion control agent (D) is contained in the composition, the content of the acid diffusion control agent (D) (the total if a plurality of types exist) is 0.1 based on the total solid content of the composition. It is preferably ~ 10.0% by mass, more preferably 0.1 ~ 5.0% by mass.

<疎水性樹脂(E)>
本発明の組成物は、疎水性樹脂(E)を含んでいてもよい。なお、疎水性樹脂(E)は、樹脂(AX1)及び樹脂(AX2)とは異なる樹脂であることが好ましい。
本発明の組成物が、疎水性樹脂(E)を含むことにより、感活性光線性又は感放射線性膜の表面における静的/動的な接触角を制御できる。これにより、現像特性の改善、アウトガスの抑制、液浸露光における液浸液追随性の向上、及び液浸欠陥の低減等が可能となる。
疎水性樹脂(E)は、レジスト膜の表面に偏在するように設計されることが好ましいが、界面活性剤とは異なり、必ずしも分子内に親水基を有する必要はなく、極性/非極性物質を均一に混合することに寄与しなくてもよい。
<Hydrophobic resin (E)>
The composition of the present invention may contain a hydrophobic resin (E). The hydrophobic resin (E) is preferably a resin different from the resin (AX1) and the resin (AX2).
By including the hydrophobic resin (E) in the composition of the present invention, the static / dynamic contact angle on the surface of the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive film can be controlled. This makes it possible to improve development characteristics, suppress outgas, improve immersion liquid followability in immersion exposure, reduce immersion defects, and the like.
The hydrophobic resin (E) is preferably designed to be unevenly distributed on the surface of the resist film, but unlike a surfactant, it does not necessarily have to have a hydrophilic group in the molecule, and is a polar / non-polar substance. It does not have to contribute to uniform mixing.

疎水性樹脂(E)は、膜表層への偏在化の観点から、“フッ素原子”、“ケイ素原子”、及び“樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造”からなる群から選択される少なくとも1種を有する繰り返し単位を有する樹脂であることが好ましい。
疎水性樹脂(E)が、フッ素原子及び/又はケイ素原子を含む場合、疎水性樹脂(E)における上記フッ素原子及び/又はケイ素原子は、樹脂の主鎖中に含まれていてもよく、側鎖中に含まれていてもよい。
The hydrophobic resin (E) is selected from the group consisting of "fluorine atom", "silicon atom", and "CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin" from the viewpoint of uneven distribution on the surface layer of the film. It is preferable that the resin has a repeating unit having at least one kind.
When the hydrophobic resin (E) contains a fluorine atom and / or a silicon atom, the fluorine atom and / or the silicon atom in the hydrophobic resin (E) may be contained in the main chain of the resin, and the side may be contained. It may be contained in the chain.

疎水性樹脂(E)がフッ素原子を含む場合、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、又はフッ素原子を有するアリール基を有する樹脂であることが好ましい。 When the hydrophobic resin (E) contains a fluorine atom, the partial structure having a fluorine atom may be a resin having an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom. preferable.

疎水性樹脂(E)は、下記(x)~(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つを有することが好ましい。
(x)酸基
(y)アルカリ現像液の作用により分解してアルカリ現像液に対する溶解度が増大する基(以下、極性変換基ともいう。)
(z)酸の作用により分解する基
The hydrophobic resin (E) preferably has at least one group selected from the following groups (x) to (z).
(X) Acid group (y) A group that decomposes by the action of an alkaline developer and increases its solubility in an alkaline developer (hereinafter, also referred to as a polarity conversion group).
(Z) A group that decomposes by the action of an acid

酸基(x)としては、フェノール性水酸基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、及びトリス(アルキルスルホニル)メチレン基等が挙げられる。
酸基としては、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホンイミド基、又はビス(アルキルカルボニル)メチレン基が好ましい。
Examples of the acid group (x) include a phenolic hydroxyl group, a carboxylic acid group, a fluorinated alcohol group, a sulfonic acid group, a sulfonamide group, a sulfonylimide group, a (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene group, and (alkylsulfonyl) (alkyl). A carbonyl) imide group, a bis (alkylcarbonyl) methylene group, a bis (alkylcarbonyl) imide group, a bis (alkylsulfonyl) methylene group, a bis (alkylsulfonyl) imide group, a tris (alkylcarbonyl) methylene group, and a tris (alkylsulfonyl) group. ) Methylene group and the like can be mentioned.
As the acid group, a fluorinated alcohol group (preferably hexafluoroisopropanol), a sulfoneimide group, or a bis (alkylcarbonyl) methylene group is preferable.

アルカリ現像液の作用により分解してアルカリ現像液に対する溶解度が増大する基(y)としては、例えば、ラクトン基、カルボン酸エステル基(-COO-)、酸無水物基(-C(O)OC(O)-)、酸イミド基(-NHCONH-)、カルボン酸チオエステル基(-COS-)、炭酸エステル基(-OC(O)O-)、硫酸エステル基(-OSOO-)、及びスルホン酸エステル基(-SOO-)等が挙げられ、ラクトン基又はカルボン酸エステル基(-COO-)が好ましい。
これらの基を含んだ繰り返し単位としては、例えば、樹脂の主鎖にこれらの基が直接結合している繰り返し単位であり、例えば、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルによる繰り返し単位等が挙げられる。この繰り返し単位は、これらの基が連結基を介して樹脂の主鎖に結合していてもよい。又は、この繰り返し単位は、これらの基を有する重合開始剤又は連鎖移動剤を重合時に用いて、樹脂の末端に導入されていてもよい。
ラクトン基を有する繰り返し単位としては、例えば、先に樹脂(AX1)の項で説明したラクトン構造を有する繰り返し単位と同様のものが挙げられる。
Examples of the group (y) that decomposes due to the action of the alkaline developing solution and increases the solubility in the alkaline developing solution include a lactone group, a carboxylic acid ester group (-COO-), and an acid anhydride group (-C (O) OC). (O)-), acidimide group (-NHCONH-), carboxylic acid thioester group (-COS-), carbonate ester group (-OC (O) O-), sulfate ester group (-OSO 2 O-), and Examples thereof include a sulfonic acid ester group (-SO 2 O-), and a lactone group or a carboxylic acid ester group (-COO-) is preferable.
Examples of the repeating unit containing these groups include repeating units in which these groups are directly bonded to the main chain of the resin, and examples thereof include repeating units made of acrylic acid ester and methacrylic acid ester. In this repeating unit, these groups may be bonded to the main chain of the resin via a linking group. Alternatively, the repeating unit may be introduced into the terminal of the resin by using a polymerization initiator or a chain transfer agent having these groups at the time of polymerization.
Examples of the repeating unit having a lactone group include the same repeating units having a lactone structure described above in the section of resin (AX1).

アルカリ現像液の作用により分解してアルカリ現像液に対する溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂(E)中の全繰り返し単位に対して、1~100モル%が好ましく、3~98モル%がより好ましく、5~95モル%が更に好ましい。 The content of the repeating unit having a group (y) that decomposes by the action of the alkaline developer and increases the solubility in the alkaline developer is 1 to 100 mol% with respect to all the repeating units in the hydrophobic resin (E). Is preferable, 3 to 98 mol% is more preferable, and 5 to 95 mol% is further preferable.

疎水性樹脂(E)における、酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位は、樹脂(AX1)で挙げた酸分解性基を有する繰り返し単位と同様のものが挙げられる。酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位は、フッ素原子及びケイ素原子の少なくともいずれかを有していてもよい。酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂(E)中の全繰り返し単位に対して、1~80モル%が好ましく、10~80モル%がより好ましく、20~60モル%が更に好ましい。
疎水性樹脂(E)は、更に、上述した繰り返し単位とは別の繰り返し単位を有していてもよい。
Examples of the repeating unit having a group (z) that decomposes by the action of an acid in the hydrophobic resin (E) include the same repeating units having an acid-degradable group described in the resin (AX1). The repeating unit having a group (z) decomposed by the action of an acid may have at least one of a fluorine atom and a silicon atom. The content of the repeating unit having the group (z) decomposed by the action of the acid is preferably 1 to 80 mol%, more preferably 10 to 80 mol%, based on all the repeating units in the hydrophobic resin (E). , 20-60 mol% is more preferred.
The hydrophobic resin (E) may further have a repeating unit different from the repeating unit described above.

フッ素原子を含む繰り返し単位は、疎水性樹脂(E)中の全繰り返し単位に対して、10~100モル%が好ましく、30~100モル%がより好ましい。また、ケイ素原子を含む繰り返し単位は、疎水性樹脂(E)中の全繰り返し単位に対して、10~100モル%が好ましく、20~100モル%がより好ましい。 The repeating unit containing a fluorine atom is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 30 to 100 mol%, based on all the repeating units in the hydrophobic resin (E). The repeating unit containing a silicon atom is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 20 to 100 mol%, based on all the repeating units in the hydrophobic resin (E).

一方、特に疎水性樹脂(E)が側鎖部分にCH部分構造を含む場合においては、疎水性樹脂(E)が、フッ素原子及びケイ素原子を実質的に含まない形態も好ましい。また、疎水性樹脂(E)は、炭素原子、酸素原子、水素原子、窒素原子及び硫黄原子から選ばれる原子のみによって構成された繰り返し単位のみで実質的に構成されることが好ましい。On the other hand, particularly when the hydrophobic resin (E) contains a CH3 partial structure in the side chain portion, a form in which the hydrophobic resin (E) does not substantially contain fluorine atoms and silicon atoms is also preferable. Further, it is preferable that the hydrophobic resin (E) is substantially composed of only repeating units composed of only atoms selected from carbon atoms, oxygen atoms, hydrogen atoms, nitrogen atoms and sulfur atoms.

疎水性樹脂(E)の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、1,000~100,000が好ましく、1,000~50,000がより好ましい。 The weight average molecular weight of the hydrophobic resin (E) in terms of standard polystyrene is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000.

疎水性樹脂(E)に含まれる残存モノマー及び/又はオリゴマー成分の合計含有量は、0.01~5質量%が好ましく、0.01~3質量%がより好ましい。また、分散度(Mw/Mn)は、1~5の範囲が好ましく、1~3の範囲がより好ましい。 The total content of the residual monomer and / or the oligomer component contained in the hydrophobic resin (E) is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.01 to 3% by mass. The dispersity (Mw / Mn) is preferably in the range of 1 to 5, and more preferably in the range of 1 to 3.

疎水性樹脂(E)としては、公知の樹脂を、単独又はそれらの混合物として適宜に選択して使用できる。例えば、米国特許出願公開2015/0168830A1号明細書の段落<0451>~<0704>、及び、米国特許出願公開2016/0274458A1号明細書の段落<0340>~<0356>に開示された公知の樹脂を疎水性樹脂(E)として好適に使用できる。また、米国特許出願公開2016/0237190A1号明細書の段落<0177>~<0258>に開示された繰り返し単位も、疎水性樹脂(E)を構成する繰り返し単位として好ましい。 As the hydrophobic resin (E), a known resin can be appropriately selected and used alone or as a mixture thereof. For example, known resins disclosed in paragraphs <0451> to <0704> of U.S. Patent Application Publication 2015/016883A1 and paragraphs <0340> to <0356> of U.S. Patent Application Publication 2016/0274458A1. Can be suitably used as the hydrophobic resin (E). Further, the repeating unit disclosed in paragraphs <0177> to <0258> of US Patent Application Publication No. 2016/0237190A1 is also preferable as the repeating unit constituting the hydrophobic resin (E).

疎水性樹脂(E)を構成する繰り返し単位に相当するモノマーの好ましい例を以下に示す。 A preferred example of the monomer corresponding to the repeating unit constituting the hydrophobic resin (E) is shown below.

Figure 0006997803000033
Figure 0006997803000033

Figure 0006997803000034
Figure 0006997803000034

疎水性樹脂(E)は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
表面エネルギーが異なる2種以上の疎水性樹脂(E)を混合して使用することが、液浸露光における液浸液追随性と現像特性の両立の観点から好ましい。
組成物中、疎水性樹脂(E)の含有量は、組成物中の全固形分に対し、0.01~10.0質量%が好ましく、0.05~8.0質量%がより好ましい。
The hydrophobic resin (E) may be used alone or in combination of two or more.
It is preferable to mix and use two or more kinds of hydrophobic resins (E) having different surface energies from the viewpoint of achieving both immersion liquid followability and development characteristics in immersion exposure.
The content of the hydrophobic resin (E) in the composition is preferably 0.01 to 10.0% by mass, more preferably 0.05 to 8.0% by mass, based on the total solid content in the composition.

<溶剤(F)>
本発明の組成物は、溶剤を含んでいてもよい。
本発明の組成物においては、公知のレジスト溶剤を適宜使用できる。例えば、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落<0665>~<0670>、米国特許出願公開2015/0004544A1号明細書の段落<0210>~<0235>、米国特許出願公開2016/0237190A1号明細書の段落<0424>~<0426>、及び、米国特許出願公開2016/0274458A1号明細書の段落<0357>~<0366>に開示された公知の溶剤を好適に使用できる。
組成物を調製する際に使用できる溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、環状ラクトン(好ましくは炭素数4~10)、環を有してもよいモノケトン化合物(好ましくは炭素数4~10)、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、及びピルビン酸アルキル等の有機溶剤が挙げられる。
<Solvent (F)>
The composition of the present invention may contain a solvent.
In the composition of the present invention, a known resist solvent can be appropriately used. For example, paragraphs <0665> to <0670> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1, paragraphs <0210> to <0235> of US Patent Application Publication No. 2015/0004544A1, US Patent Application Publication No. 2016/0237190A1. The known solvents disclosed in paragraphs <0424> to <0426> of the specification and paragraphs <0357> to <0366> of the US Patent Application Publication No. 2016/02744558A1 can be preferably used.
Examples of the solvent that can be used when preparing the composition include alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, lactic acid alkyl ester, alkyl alkoxypropionic acid, and cyclic lactone (preferably having 4 to 10 carbon atoms). Examples thereof include organic solvents such as monoketone compounds (preferably having 4 to 10 carbon atoms) which may have a ring, alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetate, and alkyl pyruvate.

有機溶剤として、構造中に水酸基を有する溶剤と、水酸基を有さない溶剤とを混合した混合溶剤を使用してもよい。
水酸基を有する溶剤、及び水酸基を有さない溶剤としては、前述の例示化合物を適宜選択できるが、水酸基を含む溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、又は乳酸アルキル等が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(PGEE)、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル、又は乳酸エチルがより好ましい。また、水酸基を有さない溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、アルキルアルコキシプロピオネート、環を有していてもよいモノケトン化合物、環状ラクトン、又は酢酸アルキル等が好ましく、これらの中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、エチルエトキシプロピオネート、2-ヘプタノン、γ-ブチロラクトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン又は酢酸ブチルがより好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン、エチルエトキシプロピオネート、シクロヘキサノン、シクロペンタノン又は2-ヘプタノンが更に好ましい。水酸基を有さない溶剤としては、プロピレンカーボネートも好ましい。
水酸基を有する溶剤と水酸基を有さない溶剤との混合比(質量比)は、1/99~99/1であり、10/90~90/10が好ましく、20/80~60/40がより好ましい。水酸基を有さない溶剤を50質量%以上含む混合溶剤が、塗布均一性の点で好ましい。
溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含むことが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート単独溶剤でもよいし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含む2種類以上の混合溶剤でもよい。
As the organic solvent, a mixed solvent in which a solvent having a hydroxyl group in the structure and a solvent having no hydroxyl group may be used may be used.
As the solvent having a hydroxyl group and the solvent having no hydroxyl group, the above-mentioned exemplary compounds can be appropriately selected, but as the solvent containing a hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate and the like are preferable, and propylene glycol monomethyl ether (propylene glycol monomethyl ether). PGME), propylene glycol monoethyl ether (PGEE), methyl 2-hydroxyisobutyrate, or ethyl lactate is more preferred. Further, as the solvent having no hydroxyl group, alkylene glycol monoalkyl ether acetate, alkylalkoxypropionate, monoketone compound which may have a ring, cyclic lactone, alkyl acetate and the like are preferable, and among these, propylene. Glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, cyclopentanone or butyl acetate are more preferred, propylene glycol monomethyl ether acetate, γ-butyrolactone, ethyl ethoxypropionate, Cyclohexanone, cyclopentanone or 2-heptanone are more preferred. Propylene carbonate is also preferable as the solvent having no hydroxyl group.
The mixing ratio (mass ratio) of the solvent having a hydroxyl group and the solvent having no hydroxyl group is 1/99 to 99/1, preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40. preferable. A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent having no hydroxyl group is preferable in terms of coating uniformity.
The solvent preferably contains propylene glycol monomethyl ether acetate, and may be a propylene glycol monomethyl ether acetate single solvent or a mixed solvent of two or more kinds containing propylene glycol monomethyl ether acetate.

<架橋剤(G)>
本発明の組成物は、酸の作用により樹脂を架橋する化合物(以下、架橋剤(G)ともいう。)を含んでいてもよい。架橋剤(G)としては、公知の化合物を適宜に使用できる。例えば、米国特許出願公開2016/0147154A1号明細書の段落<0379>~<0431>、及び、米国特許出願公開2016/0282720A1号明細書の段落<0064>~<0141>に開示された公知の化合物を架橋剤(G)として好適に使用できる。
架橋剤(G)は、樹脂を架橋しうる架橋性基を有している化合物であり、架橋性基としては、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基、アシルオキシメチル基、アルコキシメチルエーテル基、オキシラン環、及びオキセタン環等が挙げられる。
架橋性基は、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基、オキシラン環又はオキセタン環であることが好ましい。
架橋剤(G)は、架橋性基を2個以上有する化合物(樹脂も含む)であることが好ましい。
架橋剤(G)は、ヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基を有する、フェノール誘導体、ウレア系化合物(ウレア構造を有する化合物)又はメラミン系化合物(メラミン構造を有する化合物)であることがより好ましい。
架橋剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
架橋剤(G)の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、1.0~50質量%が好ましく、3.0~40質量%が好ましく、5.0~30質量%が更に好ましい。
<Crosslinking agent (G)>
The composition of the present invention may contain a compound that crosslinks the resin by the action of an acid (hereinafter, also referred to as a cross-linking agent (G)). As the cross-linking agent (G), a known compound can be appropriately used. For example, known compounds disclosed in paragraphs <0379> to <0431> of U.S. Patent Application Publication 2016 / 0147154A1 and paragraphs <0064> to <0141> of U.S. Patent Application Publication 2016/0282720A1. Can be suitably used as the cross-linking agent (G).
The cross-linking agent (G) is a compound having a cross-linking group capable of cross-linking the resin, and examples of the cross-linking group include a hydroxymethyl group, an alkoxymethyl group, an acyloxymethyl group, an alkoxymethyl ether group, and an oxylan ring. And the oxetane ring and the like.
The crosslinkable group is preferably a hydroxymethyl group, an alkoxymethyl group, an oxylan ring or an oxetane ring.
The cross-linking agent (G) is preferably a compound (including a resin) having two or more cross-linking groups.
The cross-linking agent (G) is more preferably a phenol derivative, a urea-based compound (compound having a urea structure) or a melamine-based compound (compound having a melamine structure) having a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group.
The cross-linking agent may be used alone or in combination of two or more.
The content of the cross-linking agent (G) is preferably 1.0 to 50% by mass, preferably 3.0 to 40% by mass, and further preferably 5.0 to 30% by mass with respect to the total solid content of the resist composition. preferable.

<界面活性剤(H)>
本発明の組成物は、界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤を含む場合、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(具体的には、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、又はフッ素原子とケイ素原子との両方を有する界面活性剤)が好ましい。
<Surfactant (H)>
The composition of the present invention may contain a surfactant. When a surfactant is contained, a fluorine-based and / or a silicon-based surfactant (specifically, a fluorine-based surfactant, a silicon-based surfactant, or a surfactant having both a fluorine atom and a silicon atom). Is preferable.

本発明の組成物が界面活性剤を含むことにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源を使用した場合に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないパターンを得ることができる。
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤として、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の段落<0276>に記載の界面活性剤が挙げられる。
また、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の段落<0280>に記載の、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。
When the composition of the present invention contains a surfactant, a pattern having good sensitivity and resolution and few adhesions and development defects can be obtained when an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less is used.
Fluorine-based and / or silicon-based surfactants include the surfactants described in paragraph <0276> of US Patent Application Publication No. 2008/0248425.
Further, other surfactants other than the fluorine-based and / or silicon-based surfactants described in paragraph <0280> of Japanese Patent Application Publication No. 2008/0248425 can also be used.

これらの界面活性剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の組成物が界面活性剤を含む場合、界面活性剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.0001~2.0質量%が好ましく、0.0005~1.0質量%がより好ましい。
一方、界面活性剤の含有量が、組成物の全固形分に対して10ppm以上とすることにより、疎水性樹脂(E)の表面偏在性が上がる。それにより、感活性光線性又は感放射線性膜の表面をより疎水的にすることができ、液浸露光時の水追随性が向上する。
These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
When the composition of the present invention contains a surfactant, the content of the surfactant is preferably 0.0001 to 2.0% by mass, preferably 0.0005 to 1.0, based on the total solid content of the composition. % By mass is more preferred.
On the other hand, when the content of the surfactant is 10 ppm or more with respect to the total solid content of the composition, the surface uneven distribution of the hydrophobic resin (E) is increased. Thereby, the surface of the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive film can be made more hydrophobic, and the water followability at the time of immersion exposure is improved.

(その他の添加剤)
本発明の組成物は、更に、酸増殖剤、染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻止剤、及び、溶解促進剤等の他の添加剤を含んでいてもよい。
(Other additives)
The compositions of the present invention further include other additives such as acid growth agents, dyes, plasticizers, photosensitizers, light absorbers, alkali-soluble resins, dissolution inhibitors, and dissolution accelerators. May be good.

<調製方法>
本発明の組成物の固形分濃度は、通常1.0~10質量%が好ましく、2.0~5.7質量%がより好ましく、2.0~5.3質量%が更に好ましい。固形分濃度とは、組成物の総質量に対する、溶剤を除く他のレジスト成分の質量の質量百分率である。
<Preparation method>
The solid content concentration of the composition of the present invention is usually preferably 1.0 to 10% by mass, more preferably 2.0 to 5.7% by mass, still more preferably 2.0 to 5.3% by mass. The solid content concentration is the mass percentage of the mass of other resist components excluding the solvent with respect to the total mass of the composition.

なお、本発明の組成物からなる感活性光線性又は感放射線性膜の膜厚は、解像力向上の観点から、90nm以下が好ましく、85nm以下がより好ましい。組成物中の固形分濃度を適切な範囲に設定して適度な粘度をもたせ、塗布性又は製膜性を向上させることにより、このような膜厚とすることができる。 The film thickness of the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive film made of the composition of the present invention is preferably 90 nm or less, more preferably 85 nm or less, from the viewpoint of improving the resolving power. Such a film thickness can be obtained by setting the solid content concentration in the composition to an appropriate range to give an appropriate viscosity and improving the coatability or the film forming property.

本発明の組成物は、上記の成分を所定の有機溶剤、好ましくは上記混合溶剤に溶解し、これをフィルター濾過した後、所定の支持体(基板)上に塗布して用いる。フィルター濾過に用いるフィルターのポアサイズは0.1μm以下が好ましく、0.05μm以下がより好ましく、0.03μm以下が更に好ましい。このフィルターは、ポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、又はナイロン製のものが好ましい。フィルター濾過においては、例えば日本国特許出願公開第2002-62667号明細書(特開2002-62667)に開示されるように、循環的な濾過を行ってもよく、複数種類のフィルターを直列又は並列に接続して濾過を行ってもよい。また、組成物を複数回濾過してもよい。更に、フィルター濾過の前後で、組成物に対して脱気処理等を行ってもよい。 In the composition of the present invention, the above-mentioned components are dissolved in a predetermined organic solvent, preferably the above-mentioned mixed solvent, filtered through a filter, and then applied onto a predetermined support (substrate) for use. The pore size of the filter used for filter filtration is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, still more preferably 0.03 μm or less. The filter is preferably made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon. In filter filtration, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2002-62667 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-62667), cyclic filtration may be performed, and a plurality of types of filters may be connected in series or in parallel. It may be connected to and filtered. Also, the composition may be filtered multiple times. Further, the composition may be degassed before and after the filter filtration.

<用途>
本発明の組成物は、活性光線又は放射線の照射により反応して性質が変化する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に関する。更に詳しくは、本発明の組成物は、IC(Integrated Circuit)等の半導体製造工程、液晶若しくはサーマルヘッド等の回路基板の製造、インプリント用モールド構造体の作製、その他のフォトファブリケーション工程、又は平版印刷版、若しくは酸硬化性組成物の製造に使用される感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に関する。本発明において形成されるパターンは、エッチング工程、イオンインプランテーション工程、バンプ電極形成工程、再配線形成工程、及びMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等において使用できる。
<Use>
The composition of the present invention relates to a sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition whose properties change in response to irradiation with active light or radiation. More specifically, the composition of the present invention comprises a semiconductor manufacturing process such as an IC (Integrated Circuit), a circuit board manufacturing such as a liquid crystal or a thermal head, a molding structure for imprinting, another photofabrication step, or a photofabrication step. The present invention relates to a sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition used for producing a flat plate printing plate or an acid-curable composition. The pattern formed in the present invention can be used in an etching step, an ion implantation step, a bump electrode forming step, a rewiring forming step, a MEMS (Micro Electro Electro Mechanical Systems), and the like.

〔パターン形成方法〕
本発明は上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いたパターン形成方法にも関する。以下、本発明のパターン形成方法について説明する。また、パターン形成方法の説明と併せて、本発明の感活性光線性又は感放射線性膜についても説明する。
[Pattern formation method]
The present invention also relates to a pattern forming method using the above-mentioned sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition. Hereinafter, the pattern forming method of the present invention will be described. In addition to the description of the pattern forming method, the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive film of the present invention will also be described.

本発明のパターン形成方法は、
(i)上述した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物によってレジスト膜(感活性光線性又は感放射線性膜)を支持体上に形成する工程(レジスト膜形成工程)、
(ii)上記レジスト膜を露光する(活性光線又は放射線を照射する)工程(露光工程)、及び、
(iii)上記露光されたレジスト膜を、現像液を用いて現像する工程(現像工程)、
を有する。
The pattern forming method of the present invention is
(I) A step of forming a resist film (sensitive light-sensitive or radiation-sensitive film) on a support by the above-mentioned sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition (resist film forming step).
(Ii) A step (exposure step) of exposing the resist film (irradiating with active light rays or radiation), and
(Iii) A step of developing the exposed resist film using a developing solution (development step).
Have.

本発明のパターン形成方法は、上記(i)~(iii)の工程を含んでいれば特に制限されず、更に下記の工程を有していてもよい。
本発明のパターン形成方法は、(ii)露光工程における露光方法が、液浸露光であってもよい。
本発明のパターン形成方法は、(ii)露光工程の前に、(iv)前加熱(PB:PreBake)工程を含むことが好ましい。
本発明のパターン形成方法は、(ii)露光工程の後、かつ、(iii)現像工程の前に、(v)露光後加熱(PEB:Post Exposure Bake)工程を含むことが好ましい。
本発明のパターン形成方法は、(ii)露光工程を、複数回含んでいてもよい。
本発明のパターン形成方法は、(iv)前加熱工程を、複数回含んでいてもよい。
本発明のパターン形成方法は、(v)露光後加熱工程を、複数回含んでいてもよい。
The pattern forming method of the present invention is not particularly limited as long as it includes the steps (i) to (iii) above, and may further include the following steps.
In the pattern forming method of the present invention, the exposure method in the (ii) exposure step may be immersion exposure.
The pattern forming method of the present invention preferably includes (iv) preheating (PB: PreBake) step before the (ii) exposure step.
The pattern forming method of the present invention preferably includes (v) post-exposure heating (PEB: Post Exposure Bake) step after (ii) exposure step and before (iii) development step.
The pattern forming method of the present invention may include (ii) an exposure step a plurality of times.
The pattern forming method of the present invention may include (iv) a preheating step a plurality of times.
The pattern forming method of the present invention may include (v) a post-exposure heating step a plurality of times.

本発明のパターン形成方法において、上述した(i)成膜工程、(ii)露光工程、及び(iii)現像工程は、一般的に知られている方法により行うことができる。
また、必要に応じて、レジスト膜と支持体との間にレジスト下層膜(例えば、SOG(Spin On Glass)、SOC(Spin On Carbon)、及び、反射防止膜)を形成してもよい。レジスト下層膜を構成する材料としては、公知の有機系又は無機系の材料を適宜用いることができる。
レジスト膜の上層に、保護膜(トップコート)を形成してもよい。保護膜としては、公知の材料を適宜用いることができる。例えば、米国特許出願公開第2007/0178407号明細書、米国特許出願公開第2008/0085466号明細書、米国特許出願公開第2007/0275326号明細書、米国特許出願公開第2016/0299432号明細書、米国特許出願公開第2013/0244438号明細書、国際特許出願公開第2016/157988A号明細書に開示された保護膜形成用組成物を好適に使用できる。保護膜形成用組成物としては、上述した酸拡散制御剤を含むものが好ましい。
上述した疎水性樹脂を含むレジスト膜の上層に保護膜を形成してもよい。
In the pattern forming method of the present invention, the above-mentioned (i) film forming step, (ii) exposure step, and (iii) developing step can be performed by a generally known method.
Further, if necessary, a resist underlayer film (for example, SOG (Spin On Glass), SOC (Spin On Carbon), and antireflection film) may be formed between the resist film and the support. As a material constituting the resist underlayer film, a known organic or inorganic material can be appropriately used.
A protective film (top coat) may be formed on the upper layer of the resist film. As the protective film, a known material can be appropriately used. For example, US Patent Application Publication No. 2007/0178407, US Patent Application Publication No. 2008/0087466, US Patent Application Publication No. 2007/0275326, US Patent Application Publication No. 2016/0299432, The composition for forming a protective film disclosed in US Patent Application Publication No. 2013/02444438 and International Patent Application Publication No. 2016/157988A can be preferably used. The composition for forming a protective film preferably contains the above-mentioned acid diffusion control agent.
A protective film may be formed on the upper layer of the resist film containing the above-mentioned hydrophobic resin.

支持体は、特に制限されるものではなく、IC等の半導体の製造工程、又は液晶若しくはサーマルヘッド等の回路基板の製造工程のほか、その他のフォトファブリケーションのリソグラフィー工程等で一般的に用いられる基板を用いることができる。支持体の具体例としては、シリコン、SiO、及びSiN等の無機基板等が挙げられる。The support is not particularly limited, and is generally used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board manufacturing process such as a liquid crystal or a thermal head, and other photolithography lithography processes. A substrate can be used. Specific examples of the support include an inorganic substrate such as silicon, SiO 2 , and SiN.

加熱温度は、(iv)前加熱工程及び(v)露光後加熱工程のいずれにおいても、70~130℃が好ましく、80~120℃がより好ましい。
加熱時間は、(iv)前加熱工程及び(v)露光後加熱工程のいずれにおいても、30~300秒が好ましく、30~180秒がより好ましく、30~90秒が更に好ましい。
加熱は、露光装置及び現像装置に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行ってもよい。
The heating temperature is preferably 70 to 130 ° C., more preferably 80 to 120 ° C. in both the (iv) preheating step and (v) post-exposure heating step.
The heating time is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, still more preferably 30 to 90 seconds in both the (iv) pre-heating step and (v) post-exposure heating step.
The heating can be performed by means provided in the exposure apparatus and the developing apparatus, and may be performed by using a hot plate or the like.

露光工程に用いられる光源波長に制限はないが、例えば、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、極紫外光(EUV)、X線、及び電子線等が挙げられる。これらの中でも遠紫外光が好ましく、その波長は250nm以下が好ましく、220nm以下がより好ましく、1~200nmが更に好ましい。具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、Fエキシマレーザー(157nm)、X線、EUV(13nm)、又は電子線等であり、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV又は電子線が好ましい。The wavelength of the light source used in the exposure process is not limited, and examples thereof include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, polar ultraviolet light (EUV), X-ray, and electron beam. Among these, far-ultraviolet light is preferable, the wavelength thereof is preferably 250 nm or less, more preferably 220 nm or less, still more preferably 1 to 200 nm. Specifically, it is a KrF excimer laser (248 nm), an ArF excimer laser (193 nm), an F2 excimer laser ( 157 nm), an X-ray, an EUV (13 nm), an electron beam or the like, and is a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, etc. EUV or electron beam is preferred.

(iii)現像工程においては、アルカリ現像液であっても、有機溶剤を含む現像液(以下、有機系現像液ともいう。)であってもよい。 (Iii) In the developing step, it may be an alkaline developer or a developer containing an organic solvent (hereinafter, also referred to as an organic developer).

アルカリ現像液としては、通常、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドに代表される4級アンモニウム塩が用いられるが、これ以外にも無機アルカリ、1~3級アミン、アルコールアミン、及び環状アミン等のアルカリ水溶液も使用可能である。
更に、上記アルカリ現像液は、アルコール類、及び/又は界面活性剤を適当量含んでいてもよい。アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1~20質量%である。アルカリ現像液のpHは、通常10~15である。
アルカリ現像液を用いて現像を行う時間は、通常10~300秒である。
アルカリ現像液のアルカリ濃度、pH、及び現像時間は、形成するパターンに応じて、適宜調整できる。
As the alkaline developer, a quaternary ammonium salt typified by tetramethylammonium hydroxide is usually used, but in addition to this, alkaline aqueous solutions such as inorganic alkalis, primary to tertiary amines, alcohol amines, and cyclic amines are also used. It can be used.
Further, the alkaline developer may contain an appropriate amount of alcohols and / or a surfactant. The alkaline concentration of the alkaline developer is usually 0.1 to 20% by mass. The pH of the alkaline developer is usually 10 to 15.
The time for developing with an alkaline developer is usually 10 to 300 seconds.
The alkali concentration, pH, and development time of the alkaline developer can be appropriately adjusted according to the pattern to be formed.

有機系現像液は、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤、及び炭化水素系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種の有機溶剤を含む現像液であることが好ましい。 The organic developer is a developer containing at least one organic solvent selected from the group consisting of a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, an ether solvent, and a hydrocarbon 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、2-ヘプタノン(メチルアミルケトン)、4-ヘプタノン、1-ヘキサノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、及びプロピレンカーボネート等が挙げられる。 Examples of the ketone solvent include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanonone, 2-nonanonone, acetone, 2-heptanone (methylamylketone), 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, and diisobutylketone. Cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, propylene carbonate and the like can be mentioned.

エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、ブタン酸ブチル、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル、酢酸イソアミル、イソ酪酸イソブチル、及びプロピオン酸ブチル等が挙げられる。 Examples of the ester solvent include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, pentyl acetate, isoamyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, and diethylene glycol monoethyl. Ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formic acid, ethyl forerate, butyl forerate, propyl forerate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, butane Examples thereof include butyl acetate, methyl 2-hydroxyisobutyrate, isoamyl acetate, isobutyl isobutyrate, butyl propionate and the like.

アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤、及び炭化水素系溶剤としては、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落<0715>~<0718>に開示された溶剤を使用できる。 As the alcohol-based solvent, the amide-based solvent, the ether-based solvent, and the hydrocarbon-based solvent, the solvents disclosed in paragraphs <0715> to <0718> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1 can be used.

上記の溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤又は水と混合してもよい。現像液全体としての含水率は、50質量%未満が好ましく、20質量%未満がより好ましく、10質量%未満が更に好ましく、0質量%以上5質量%未満が最も好ましく、実質的に水分を含まないことが特に好ましい。
有機系現像液に対する有機溶剤の含有量は、現像液の全量に対して、50~100質量%が好ましく、80~100質量%がより好ましく、90~100質量%が更に好ましく、95~100質量%が特に好ましい。
A plurality of the above solvents may be mixed, or may be mixed with a solvent other than the above or water. The water content of the developer as a whole is preferably less than 50% by mass, more preferably less than 20% by mass, further preferably less than 10% by mass, most preferably 0% by mass or more and less than 5% by mass, and substantially contains water. Not particularly preferred.
The content of the organic solvent in the organic developer is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, further preferably 90 to 100% by mass, and 95 to 100% by mass with respect to the total amount of the developer. % Is particularly preferable.

有機系現像液は、必要に応じて公知の界面活性剤を適当量含んでいてもよい。 The organic developer may contain an appropriate amount of a known surfactant, if necessary.

界面活性剤の含有量は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。 The content of the surfactant is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, more preferably 0.01 to 0.5% by mass, based on the total amount of the developing solution.

有機系現像液は、上述した酸拡散制御剤を含んでいてもよい。 The organic developer may contain the above-mentioned acid diffusion control agent.

現像方法としては、例えば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、又は一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。 Examples of the developing method include a method of immersing the substrate in a tank filled with a developing solution for a certain period of time (dip method), a method of raising the developing solution on the surface of the substrate by surface tension and allowing it to stand still for a certain period of time (paddle method), and a substrate. A method of spraying the developer on the surface (spray method) or a method of continuously discharging the developer while scanning the developer discharge nozzle at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed (dynamic discharge method) can be mentioned. Be done.

アルカリ水溶液を用いて現像を行う工程(アルカリ現像工程)、及び有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程(有機溶剤現像工程)を組み合わせてもよい。これにより、中間的な露光強度の領域のみを溶解させずにパターン形成が行えるので、より微細なパターンを形成できる。 A step of developing with an alkaline aqueous solution (alkaline developing step) and a step of developing with a developer containing an organic solvent (organic solvent developing step) may be combined. As a result, the pattern can be formed without dissolving only the region of the intermediate exposure intensity, so that a finer pattern can be formed.

(iii)現像工程の後に、リンス液を用いて洗浄する工程(リンス工程)を含むことが好ましい。 (Iii) It is preferable to include a step of washing with a rinsing solution (rinsing step) after the developing step.

アルカリ現像液を用いた現像工程の後のリンス工程に用いるリンス液は、例えば純水を使用できる。純水は、界面活性剤を適当量含んでいてもよい。この場合、現像工程又はリンス工程の後に、パターン上に付着している現像液又はリンス液を超臨界流体により除去する処理を追加してもよい。更に、リンス処理又は超臨界流体による処理の後、パターン中に残存する水分を除去するために加熱処理を行ってもよい。 As the rinsing solution used in the rinsing step after the developing step using the alkaline developer, for example, pure water can be used. Pure water may contain an appropriate amount of a surfactant. In this case, after the developing step or the rinsing step, a process of removing the developing solution or the rinsing solution adhering to the pattern with a supercritical fluid may be added. Further, after the rinsing treatment or the treatment with the supercritical fluid, a heat treatment may be performed to remove the water remaining in the pattern.

有機溶剤を含む現像液を用いた現像工程の後のリンス工程に用いるリンス液は、パターンを溶解しないものであれば特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶液を使用できる。リンス液としては、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種の有機溶剤を含むリンス液を用いることが好ましい。
炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、及びエーテル系溶剤の具体例としては、有機溶剤を含む現像液において説明したものと同様のものが挙げられる。
この場合のリンス工程に用いるリンス液としては、1価アルコールを含むリンス液がより好ましい。
The rinsing solution used in the rinsing step after the developing step using the developing solution containing an organic solvent is not particularly limited as long as it does not dissolve the pattern, and a general solution containing an organic solvent can be used. As the rinsing solution, a rinsing solution containing at least one organic solvent selected from the group consisting of a hydrocarbon solvent, a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, and an ether solvent shall be used. Is preferable.
Specific examples of the hydrocarbon solvent, the ketone solvent, the ester solvent, the alcohol solvent, the amide solvent, and the ether solvent include the same as those described for the developing solution containing the organic solvent.
As the rinsing liquid used in the rinsing step in this case, a rinsing liquid containing a monohydric alcohol is more preferable.

リンス工程で用いられる1価アルコールとしては、直鎖状、分岐鎖状、又は環状の1価アルコールが挙げられる。具体的には、1-ブタノール、2-ブタノール、3-メチル-1-ブタノール、tert―ブチルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、1-ヘキサノール、4-メチル-2-ペンタノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-ヘキサノール、シクロペンタノール、2-ヘプタノール、2-オクタノール、3-ヘキサノール、3-ヘプタノール、3-オクタノール、4-オクタノール、及びメチルイソブチルカルビノールが挙げられる。炭素数5以上の1価アルコールとしては、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、4-メチル-2-ペンタノール、1-ペンタノール、3-メチル-1-ブタノール、及びメチルイソブチルカルビノール等が挙げられる。 Examples of the monohydric alcohol used in the rinsing step include linear, branched or cyclic monohydric alcohols. Specifically, 1-butanol, 2-butanol, 3-methyl-1-butanol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1 -Heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, cyclopentanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, and methylisobutylcarbinol can be mentioned. Examples of the monohydric alcohol having 5 or more carbon atoms include 1-hexanol, 2-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-pentanol, 3-methyl-1-butanol, methyl isobutylcarbinol and the like. ..

各成分は、複数混合してもよいし、上記以外の有機溶剤と混合して使用してもよい。
リンス液中の含水率は、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、3質量%以下が更に好ましい。含水率を10質量%以下とすることで、良好な現像特性が得られる。
A plurality of each component may be mixed, or may be used by mixing with an organic solvent other than the above.
The water content in the rinse solution is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 3% by mass or less. By setting the water content to 10% by mass or less, good development characteristics can be obtained.

リンス液は、界面活性剤を適当量含んでいてもよい。
リンス工程においては、有機系現像液を用いる現像を行った基板を、有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄処理する。洗浄処理の方法は特に制限されないが、例えば、一定速度で回転している基板上にリンス液を吐出しつづける方法(回転塗布法)、リンス液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、又は基板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。中でも、回転塗布法で洗浄処理を行い、洗浄後に基板を2,000~4,000rpmの回転数で回転させ、リンス液を基板上から除去することが好ましい。また、リンス工程の後に加熱工程(Post Bake)を含むことも好ましい。この加熱工程によりパターン間及びパターン内部に残留した現像液及びリンス液が除去される。リンス工程の後の加熱工程において、加熱温度は通常40~160℃であり、70~95℃が好ましく、加熱時間は通常10秒~3分であり、30秒~90秒が好ましい。
The rinse solution may contain an appropriate amount of a surfactant.
In the rinsing step, the substrate developed with an organic developer is washed with a rinsing solution containing an organic solvent. The cleaning treatment method is not particularly limited, but for example, a method of continuously discharging the rinse liquid onto a substrate rotating at a constant speed (rotational coating method), or immersing the substrate in a tank filled with the rinse liquid for a certain period of time. Examples thereof include a method (dip method) and a method of spraying a rinse liquid on the substrate surface (spray method). Above all, it is preferable to perform a cleaning treatment by a rotary coating method, and after cleaning, rotate the substrate at a rotation speed of 2,000 to 4,000 rpm to remove the rinse liquid from the substrate. It is also preferable to include a heating step (Post Bake) after the rinsing step. By this heating step, the developing solution and the rinsing solution remaining between the patterns and inside the patterns are removed. In the heating step after the rinsing step, the heating temperature is usually 40 to 160 ° C., preferably 70 to 95 ° C., and the heating time is usually 10 seconds to 3 minutes, preferably 30 seconds to 90 seconds.

本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、及び、本発明のパターン形成方法において使用される各種材料(例えば、レジスト溶剤、現像液、リンス液、反射防止膜形成用組成物、又はトップコート形成用組成物等)は、金属成分、異性体、及び残存モノマー等の不純物を含まないことが好ましい。上記の各種材料に含まれるこれらの不純物の含有量としては、1ppm以下が好ましく、100ppt以下がより好ましく、10ppt以下が更に好ましく、実質的に含まないこと(測定装置の検出限界以下であること)が特に好ましい。 The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention, and various materials used in the pattern forming method of the present invention (for example, a resist solvent, a developing solution, a rinsing solution, an antireflection film forming composition, or The composition for forming a top coat, etc.) preferably does not contain impurities such as metal components, isomers, and residual monomers. The content of these impurities contained in the above-mentioned various materials is preferably 1 ppm or less, more preferably 100 ppt or less, further preferably 10 ppt or less, and substantially not contained (below the detection limit of the measuring device). Is particularly preferable.

上記各種材料から金属等の不純物を除去する方法としては、例えば、フィルターを用いた濾過が挙げられる。フィルター孔径としては、ポアサイズ10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましく、3nm以下が更に好ましい。フィルターの材質としては、ポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、又はナイロン製のフィルターが好ましい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルター濾過工程では、複数種類のフィルターを直列又は並列に接続して用いてもよい。複数種類のフィルターを使用する場合は、孔径及び/又は材質が異なるフィルターを組み合わせて使用してもよい。また、各種材料を複数回濾過してもよく、複数回濾過する工程が循環濾過工程であってもよい。フィルターとしては、日本国特許出願公開第2016-201426号明細書(特開2016-201426)に開示されるような溶出物が低減されたものが好ましい。
フィルター濾過のほか、吸着材による不純物の除去を行ってもよく、フィルター濾過と吸着材を組み合わせて使用してもよい。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができ、例えば、シリカゲル若しくはゼオライト等の無機系吸着材、又は活性炭等の有機系吸着材を使用できる。金属吸着剤としては、例えば、日本国特許出願公開第2016-206500号明細書(特開2016-206500)に開示されるものが挙げられる。
また、上記各種材料に含まれる金属等の不純物を低減する方法としては、各種材料を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、各種材料を構成する原料に対してフィルター濾過を行う、又は装置内をテフロン(登録商標)でライニングする等してコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法が挙げられる。レジスト成分の各種材料(樹脂及び光酸発生剤等)を合成する製造設備の全工程にグラスライニングの処理を施すことも、pptオーダーまで金属等の不純物を低減するために好ましい。各種材料を構成する原料に対して行うフィルター濾過における好ましい条件は、上記した条件と同様である。
Examples of the method for removing impurities such as metals from the above-mentioned various materials include filtration using a filter. The filter pore diameter is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and even more preferably 3 nm or less. As the material of the filter, a filter made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon is preferable. The filter may be one that has been pre-cleaned with an organic solvent. In the filter filtration step, a plurality of types of filters may be connected in series or in parallel for use. When using a plurality of types of filters, filters having different pore diameters and / or materials may be used in combination. Further, various materials may be filtered a plurality of times, and the step of filtering the various materials a plurality of times may be a circulation filtration step. The filter preferably has a reduced amount of eluate as disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2016-201426 (Japanese Patent Laid-Open No. 2016-201426).
In addition to filter filtration, impurities may be removed by an adsorbent, or filter filtration and an adsorbent may be used in combination. As the adsorbent, a known adsorbent can be used, and for example, an inorganic adsorbent such as silica gel or zeolite, or an organic adsorbent such as activated carbon can be used. Examples of the metal adsorbent include those disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2016-206500 (Japanese Patent Laid-Open No. 2016-206500).
Further, as a method for reducing impurities such as metals contained in the various materials, a raw material having a low metal content is selected as a raw material constituting the various materials, and filter filtration is performed on the raw materials constituting the various materials. Alternatively, a method such as lining the inside of the apparatus with Teflon (registered trademark) to perform distillation under conditions in which contamination is suppressed as much as possible can be mentioned. It is also preferable to apply glass lining treatment to all the steps of the manufacturing equipment for synthesizing various materials (resin, photoacid generator, etc.) of the resist component in order to reduce impurities such as metals to the order of ppt. The preferred conditions for filter filtration performed on the raw materials constituting the various materials are the same as the above-mentioned conditions.

上記の各種材料は、不純物の混入を防止するために、米国特許出願公開第2015/0227049号明細書、日本国特許出願公開第2015-123351号明細書(特開2015-123351)等に記載された容器に保存されることが好ましい。 The above-mentioned various materials are described in US Patent Application Publication No. 2015/0227049, Japanese Patent Application Publication No. 2015-123351 (Japanese Patent Laid-Open No. 2015-123351), etc. in order to prevent contamination with impurities. It is preferable to store it in a container.

本発明のパターン形成方法により形成されるパターンに、パターンの表面荒れを改善する方法を適用してもよい。パターンの表面荒れを改善する方法としては、例えば、米国特許出願公開第2015/0104957号明細書に開示された、水素を含むガスのプラズマによってパターンを処理する方法が挙げられる。その他にも、日本国特許出願公開第2004-235468号明細書(特開2004-235468)、米国特許出願公開第2010/0020297号明細書、Proc. of SPIE Vol.8328 83280N-1“EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement”に記載されるような公知の方法を適用してもよい。
また、上記の方法によって形成されたパターンは、例えば日本国特許出願公開第1991-270227号明細書(特開平3-270227)及び米国特許出願公開第2013/0209941号明細書に開示されたスペーサープロセスの芯材(Core)として使用できる。
A method for improving the surface roughness of the pattern may be applied to the pattern formed by the pattern forming method of the present invention. Examples of the method for improving the surface roughness of the pattern include a method of treating the pattern with plasma of a gas containing hydrogen disclosed in US Patent Application Publication No. 2015/010497. In addition, Japanese Patent Application Publication No. 2004-235468 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-235468), US Patent Application Publication No. 2010/0020297, Proc. of SPIE Vol. A known method as described in 832883280N-1 “EUV Resist Curing Technology for LWR Resistion and Etch Sensitivity Enhancement” may be applied.
Further, the pattern formed by the above method is a spacer process disclosed in, for example, Japanese Patent Application Publication No. 1991-270227 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-270227) and US Patent Application Publication No. 2013/209941. Can be used as a core material (Core).

〔電子デバイスの製造方法〕
また、本発明は、上記したパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法にも関する。本発明の電子デバイスの製造方法により製造された電子デバイスは、電気電子機器(例えば、家電、OA(Office Automation)関連機器、メディア関連機器、光学用機器、及び通信機器等)に、好適に搭載される。
[Manufacturing method of electronic device]
The present invention also relates to a method for manufacturing an electronic device, including the above-mentioned pattern forming method. The electronic device manufactured by the method for manufacturing an electronic device of the present invention is suitably mounted on an electric electronic device (for example, a home appliance, an OA (Office Automation) related device, a media related device, an optical device, a communication device, etc.). Will be done.

〔化合物〕
また、本発明は、一般式(1)で表される化合物及び一般式(2)で表される化合物にも関する。
一般式(1)で表される化合物及び一般式(2)で表される化合物の具体的な態様については、上述した通りである。
〔Compound〕
The present invention also relates to a compound represented by the general formula (1) and a compound represented by the general formula (2).
Specific embodiments of the compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (2) are as described above.

以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により制限的に解釈されるべきものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The materials, amounts, ratios, treatment contents, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be appropriately changed as long as they do not deviate from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limiting by the examples shown below.

〔感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の調製〕
以下に、第3表に示す感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含まれる各種成分を示す。
<樹脂(AX1)>
第3表に示される樹脂(A1~A6)を以下に示す。
なお、樹脂A1~A6の重量平均分子量(Mw)及び分散度(Mw/Mn)はGPC(キャリア:テトラヒドロフラン(THF))により測定した(ポリスチレン換算量である)。また、樹脂の組成比(モル%比)は、13C-NMR(nuclear magnetic resonance)により測定した。
[Preparation of Actinic Cheilitis or Radiation Sensitive Resin Composition]
The various components contained in the actinic cheilitis or actinic cheilitis resin compositions shown in Table 3 are shown below.
<Resin (AX1)>
The resins (A1 to A6) shown in Table 3 are shown below.
The weight average molecular weight (Mw) and the dispersity (Mw / Mn) of the resins A1 to A6 were measured by GPC (carrier: tetrahydrofuran (THF)) (in terms of polystyrene). The composition ratio (mol% ratio) of the resin was measured by 13 C-NMR (nuclear magnetic resonance).

Figure 0006997803000035
Figure 0006997803000036
Figure 0006997803000037
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Figure 0006997803000037

<酸発生剤(B)>
第3表に示される酸発生剤(B)(化合物B1~B10)(酸発生剤Xに該当)の構造を以下に示す。
<Acid generator (B)>
The structures of the acid generators (B) (compounds B1 to B10) (corresponding to the acid generator X) shown in Table 3 are shown below.

Figure 0006997803000038
Figure 0006997803000039
Figure 0006997803000040
Figure 0006997803000041
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Figure 0006997803000041

第1表に、上述した酸発生剤(B)(化合物B1~B10)から発生する酸のpKaを示す。pKaの測定は、上述した方法により行った。 Table 1 shows the pKa of the acid generated from the above-mentioned acid generator (B) (compounds B1 to B10). The measurement of pKa was performed by the method described above.

Figure 0006997803000042
Figure 0006997803000042

<酸拡散制御剤>
(一般式(1)で表される化合物(C))
第3表に示される一般式(1)で表される化合物(化合物C1~C18)の構造を以下に示す。また、併せて、化合物C1の合成例を一例として示す。
<Acid diffusion control agent>
(Compound (C) represented by the general formula (1))
The structures of the compounds (compounds C1 to C18) represented by the general formula (1) shown in Table 3 are shown below. In addition, an example of synthesizing compound C1 is also shown as an example.

≪合成例1:化合物C1の合成≫
容器内に入れたTHF(20mL)に、2-ヨード安息香酸エチル(3.3g)を溶解させた後、内温を-10℃まで冷却した。次いで、冷却した混合液に、内温が0℃を超えないように、イソプロピルマグネシウムクロリド-塩化リチウム錯体(THF溶液、11.9g)を滴下後、-10℃で30分撹拌した(反応液1)。
容器内に入れたTHF(20mL)に、ジフェニルスルホキシド(3.2g)を溶解させた後、内温を-10℃まで冷却した。次いで、冷却した混合液に、内温が0℃を超えないように、トリフルオロメタンスルホン酸無水物(3.4g)を滴下後、0℃で30分撹拌した(反応液2)。
続いて、反応液2を収容した容器内に、内温が0℃を越えないように反応液1を滴下した後、室温で12時間反応させた。得られた反応液に、塩化メチレン(100mL)と蒸留水(100mL)を添加し、分液した。次いで、抽出した有機層を蒸留水(50mL)で4回洗浄した後、溶媒を留去した。更に、得られた残渣をカラムで精製することで、精製物を得た。
上記工程により得られた精製物を、塩化メチレン(16mL)に溶解後、更に0.2規定水酸化ナトリウム(16mL)を添加し、40℃で4時間反応させた。得られた反応液を分液し、水層を塩化メチレン(15mL)で5回抽出した後、溶媒を留去した。得られた固体をジイソプロピルエーテル(5mL)で洗浄後、溶媒を除去し、乾燥させることで、C1(0.26g)を得た。
<< Synthesis Example 1: Synthesis of compound C1 >>
Ethyl 2-iodobenzoate (3.3 g) was dissolved in THF (20 mL) placed in a container, and then the internal temperature was cooled to −10 ° C. Next, an isopropylmagnesium chloride-lithium chloride complex (THF solution, 11.9 g) was added dropwise to the cooled mixed solution so that the internal temperature did not exceed 0 ° C., and the mixture was stirred at −10 ° C. for 30 minutes (reaction solution 1). ).
Diphenyl sulfoxide (3.2 g) was dissolved in THF (20 mL) placed in a container, and then the internal temperature was cooled to −10 ° C. Next, trifluoromethanesulfonic anhydride (3.4 g) was added dropwise to the cooled mixed solution so that the internal temperature did not exceed 0 ° C., and the mixture was stirred at 0 ° C. for 30 minutes (reaction solution 2).
Subsequently, the reaction solution 1 was added dropwise to the container containing the reaction solution 2 so that the internal temperature did not exceed 0 ° C., and then the reaction was carried out at room temperature for 12 hours. Methylene chloride (100 mL) and distilled water (100 mL) were added to the obtained reaction solution, and the layers were separated. Then, the extracted organic layer was washed with distilled water (50 mL) four times, and then the solvent was distilled off. Further, the obtained residue was purified by a column to obtain a purified product.
The purified product obtained by the above step was dissolved in methylene chloride (16 mL), 0.2N sodium hydroxide (16 mL) was further added, and the mixture was reacted at 40 ° C. for 4 hours. The obtained reaction solution was separated, and the aqueous layer was extracted 5 times with methylene chloride (15 mL), and then the solvent was distilled off. The obtained solid was washed with diisopropyl ether (5 mL), the solvent was removed, and the mixture was dried to obtain C1 (0.26 g).

また、上記化合物C1の合成例と同様の操作を行い、後掲の化合物C2~C24を合成した。 Further, the same operation as in the synthesis example of the above compound C1 was carried out to synthesize the compounds C2 to C24 described later.

Figure 0006997803000043
Figure 0006997803000043

(比較用酸拡散制御剤(D))
第3表に示される比較用酸拡散制御剤(化合物D1~D4)の構造を以下に示す。
(Comparative Acid Diffusion Control Agent (D))
The structures of the comparative acid diffusion regulators (Compounds D1 to D4) shown in Table 3 are shown below.

Figure 0006997803000044
Figure 0006997803000044

(酸拡散制御剤のpKa)
第2表に、化合物C1~C24から発生する酸のpKa、及び化合物D1~D4から発生する酸のpKaを示す。pKaの測定は、上述した方法により行った。
(PKa of acid diffusion control agent)
Table 2 shows the pKa of the acid generated from the compounds C1 to C24 and the pKa of the acid generated from the compounds D1 to D4. The measurement of pKa was performed by the method described above.

Figure 0006997803000045
Figure 0006997803000045

<感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の調製>
第3表に示した各成分を固形分濃度が3.3質量%となるように混合した。次いで、得られた混合液を、最初に孔径50nmのポリエチレン製フィルター、次に孔径10nmのナイロン製フィルター、最後に孔径5nmのポリエチレン製フィルターの順番で濾過することにより、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を調製した。なお、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物において、固形分とは、溶剤(F)以外の全ての成分を意味する。得られた感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を、実施例及び比較例で使用した。
<Preparation of Actinic Cheilitis or Radiation Sensitive Resin Composition>
Each component shown in Table 3 was mixed so that the solid content concentration was 3.3% by mass. Then, the obtained mixed solution is first filtered through a polyethylene filter having a pore size of 50 nm, then a nylon filter having a pore diameter of 10 nm, and finally a polyethylene filter having a pore diameter of 5 nm, thereby causing actinic cheilitis or radiation sensitivity. A sex resin composition was prepared. In the actinic cheilitis or radiation-sensitive resin composition, the solid content means all the components other than the solvent (F). The obtained sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition was used in Examples and Comparative Examples.

〔パターン形成及び各種評価〕
<パターン形成1:ArF液浸露光、有機溶剤現像>
シリコンウエハ上に有機反射防止膜形成用組成物ARC29SR(日産化学社製)を塗布し、205℃で60秒間加熱を行い、膜厚95nmの反射防止膜を形成した。得られた反射防止膜上に、実施例及び比較例の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布し、100℃で60秒間加熱(PB:Prebake)を行い、膜厚85nmのレジスト膜を形成した。
上記の手順により得られたシリコンウエハ上のレジスト膜を、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製;XT1700i、NA1.20、C-Quad、アウターシグマ0.900、インナーシグマ0.812、XY偏向)を用いて、線幅44nmの1:1ラインアンドスペースパターンの6%ハーフトーンマスクを通して露光した。液浸液としては超純水を用いた。その後、露光後のレジスト膜を105℃で60秒間加熱(PEB:Post Exposure Bake)した後、ネガ型現像液(有機系現像液、酢酸ブチル)を用いて30秒間パドル法で現像し、更に、リンス液(メチルイソブチルカルビノール(MIBC))を用いて30秒間パドル法でリンスした。続いて、このシリコンウエハを4000rpmの回転数で30秒間スピン乾燥させて、線幅44nmの1:1ラインアンドスペースのパターンを形成した。
[Pattern formation and various evaluations]
<Pattern formation 1: ArF immersion exposure, organic solvent development>
The composition for forming an organic antireflection film ARC29SR (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied onto a silicon wafer and heated at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a film thickness of 95 nm. The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin compositions of Examples and Comparative Examples were applied onto the obtained antireflection film and heated at 100 ° C. for 60 seconds (PB: Prebake) to obtain a resist film having a film thickness of 85 nm. Was formed.
The resist film on the silicon wafer obtained by the above procedure is subjected to ArF excimer laser immersion scanner (manufactured by ASML; XT1700i, NA1.20, C-Quad, outer sigma 0.900, inner sigma 0.812, XY deflection. ) Was used to expose through a 6% halftone mask with a 1: 1 line and space pattern with a line width of 44 nm. Ultrapure water was used as the immersion liquid. Then, the resist film after exposure is heated at 105 ° C. for 60 seconds (PEB: Post Exposure Bake), then developed with a negative developer (organic developer, butyl acetate) for 30 seconds by the paddle method, and further. Rinse with a rinse solution (methylisobutylcarbinol (MIBC)) for 30 seconds by the paddle method. Subsequently, this silicon wafer was spin-dried at a rotation speed of 4000 rpm for 30 seconds to form a 1: 1 line-and-space pattern with a line width of 44 nm.

<性能評価:LWR性能(nm)>
得られた44nmの1:1ラインアンドスペースのパターンに対して、測長走査型電子顕微鏡(日立製作所社製、S-8840)を使用してパターン上部から観察した。この際、ラインパターンの長手方向のエッジ2μmの範囲について、線幅を50ポイント測定し、測定された線幅の測定ばらつきについて標準偏差(3σ)を算出した。標準偏差(3σ)の値が小さいほどLWR性能が良好なパターンであることを示す。
なお、LWR性能の評価は、下記5段階の基準に基づいて実施した。評価結果を第3表に示す。
<Performance evaluation: LWR performance (nm)>
The obtained 44 nm 1: 1 line-and-space pattern was observed from above the pattern using a length-measuring scanning electron microscope (S-8840, manufactured by Hitachi, Ltd.). At this time, the line width was measured at 50 points in the range of the edge of 2 μm in the longitudinal direction of the line pattern, and the standard deviation (3σ) was calculated for the measurement variation of the measured line width. The smaller the standard deviation (3σ) value, the better the pattern of LWR performance.
The evaluation of LWR performance was carried out based on the following five-step criteria. The evaluation results are shown in Table 3.

(評価基準)
「5」:LWR<3.0nm
「4」:3.0nm≦LWR<4.0nm
「3」:4.0nm≦LWR<5.0nm
「2」:5.0nm≦LWR<6.0nm
「1」:6.0nm≦LWR
(Evaluation criteria)
"5": LWR <3.0 nm
"4": 3.0 nm ≤ LWR <4.0 nm
"3": 4.0 nm ≤ LWR <5.0 nm
"2": 5.0 nm ≤ LWR <6.0 nm
"1": 6.0 nm ≤ LWR

<パターン形成2:ArF液浸露光、有機溶剤現像>
シリコンウエハ上に有機反射防止膜ARC29SR(Brewer社製)を塗布し、205℃で60秒間ベークを行い膜厚98nmの反射防止膜を形成し、その上に、実施例及び比較例の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を塗布し、100℃で60秒間に亘ってベークを行い、膜厚90nmのレジスト膜を形成した。
上記の手順により得られたレジスト膜を形成したウエハをArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製;XT1700i、NA(numerical aperture)1.20、C-Quad、アウターシグマ0.98、インナーシグマ0.89、XY偏向)を用い、直径45nmのコンタクトホールパターンを、6%ハーフトーンマスクを介して露光した。上述のパターンサイズになる露光量を、最適露光量とした。液浸液としては超純水を使用した。その後PEB温度を90℃に設定した温度で加熱した後、有機現像液である酢酸ブチルで30秒間現像し、スピン乾燥してホールパターンを得た。
<Pattern formation 2: ArF immersion exposure, organic solvent development>
An organic antireflection film ARC29SR (manufactured by Brewer) is applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a film thickness of 98 nm. A sexual or radiation-sensitive resin composition was applied and baked at 100 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a film thickness of 90 nm.
The wafer on which the resist film obtained by the above procedure was formed was subjected to an ArF excimer laser immersion scanner (manufactured by ASML; XT1700i, NA (numerical aperture) 1.20, C-Quad, outer sigma 0.98, inner sigma 0. Using 89, XY deflection), a contact hole pattern with a diameter of 45 nm was exposed via a 6% halftone mask. The exposure amount having the above-mentioned pattern size was defined as the optimum exposure amount. Ultrapure water was used as the immersion liquid. Then, after heating at the PEB temperature set to 90 ° C., it was developed with butyl acetate which is an organic developer for 30 seconds, and spin-dried to obtain a whole pattern.

<性能評価:CDU性能(nm)>
上記最適露光量(Eopt)で露光された1ショット内において、互いの間隔が1μmの20箇所の領域において、各領域ごとに任意の25個(すなわち、計500個)のホールサイズを測定し、これらの標準偏差(σ)を求め、3σを算出した。値が小さいほど寸法のばらつきが小さく、良好な性能であることを示す。
なお、CDU性能の評価は、下記5段階の基準に基づいて実施した。評価結果を第3表に示す。
<Performance evaluation: CDU performance (nm)>
In one shot exposed with the above optimum exposure amount ( Eopt ), arbitrary 25 holes (that is, a total of 500 holes) were measured for each region in 20 regions having a distance of 1 μm from each other. , These standard deviations (σ) were obtained, and 3σ was calculated. The smaller the value, the smaller the variation in dimensions, indicating that the performance is good.
The evaluation of CDU performance was carried out based on the following five-step criteria. The evaluation results are shown in Table 3.

(評価基準)
「5」:CDU<4.0nm
「4」:4.0nm≦CDU<4.5nm
「3」:4.5nm≦CDU<5.0nm
「2」:5.0nm≦CDU<6.0nm
「1」:6.0nm≦CDU
(Evaluation criteria)
"5": CDU <4.0 nm
"4": 4.0 nm ≤ CDU <4.5 nm
"3": 4.5 nm ≤ CDU <5.0 nm
"2": 5.0 nm ≤ CDU <6.0 nm
"1": 6.0 nm ≤ CDU

なお、第3表において、各成分の含有量(質量%)は、全固形分に対する含有量を意味する。
また、第3表において、「pKa(B)」とは、酸発生剤(B)(化合物B1~B10)から発生する酸のpKaに該当する(第1表に掲載したものと同じである)。
また、第3表において、「pKa(A1)」及び「pKa(A2)」とは、一般式(1)で表される化合物(化合物C1~C24)から発生する酸のpKa、及び比較用酸拡散制御剤(化合物D1~D4)から発生する酸のpKaにそれぞれ該当する(第2表に掲載したものと同じである)。
In addition, in Table 3, the content (mass%) of each component means the content with respect to the total solid content.
Further, in Table 3, "pKa (B)" corresponds to pKa of the acid generated from the acid generator (B) (compounds B1 to B10) (the same as that shown in Table 1). ..
Further, in Table 3, "pKa (A1)" and "pKa (A2)" are pKa of an acid generated from a compound represented by the general formula (1) (compounds C1 to C24), and a comparative acid. Each corresponds to the pKa of the acid generated from the diffusion control agent (Compounds D1 to D4) (the same as those listed in Table 2).

Figure 0006997803000046
Figure 0006997803000046

第3表の結果から、実施例の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物によれば、形成されるパターンのLWR及びCDUがいずれも優れていることが確認された。
また、実施例1、4、10、及び12の対比から、一般式(1)で表される化合物において、Ar、Ar及びArの少なくとも1つ以上が無置換の単環芳香族炭化水素基である場合(言い換えると、一般式(2)で表される化合物において、R~Rが全て水素原子であるか、又は、Ar及びArの少なくとも一方が無置換の単環芳香族炭化水素基である場合(実施例1、4、及び10と、実施例12との対比))、形成されるパターンのLWR及びCDUがいずれもより優れていることが確認された。
From the results in Table 3, it was confirmed that the LWR and CDU of the formed pattern were both excellent according to the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the example.
Further, from the comparison of Examples 1, 4, 10 and 12, in the compound represented by the general formula (1), at least one or more of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 is unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon. When it is a hydrogen group (in other words, in the compound represented by the general formula (2), R 1 to R 4 are all hydrogen atoms, or at least one of Ar 2 and Ar 3 is an unsubstituted single ring. When it was an aromatic hydrocarbon group (comparison between Examples 1, 4, and 10 and Example 12), it was confirmed that the LWR and CDU of the formed pattern were both superior.

また、実施例1、4、10、及び12の対比から、一般式(1)で表される化合物において、Ar、Ar及びArの少なくとも2つ以上が無置換の単環芳香族炭化水素基である場合(言い換えると、一般式(2)で表される化合物において、R~Rが全て水素原子であり且つAr及びArの一方が無置換の単環芳香族炭化水素基であるか、Ar及びArがいずれも無置換の単環芳香族炭化水素基であるか、又は、R~Rが全て水素原子であり且つAr及びArがいずれも無置換の単環芳香族炭化水素基である場合(実施例1及び4と、実施例10及び12との対比))、形成されるパターンのLWR及びCDUがいずれもより優れていることが確認された。Further, from the comparison of Examples 1, 4, 10 and 12, in the compound represented by the general formula (1), at least two or more of Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 are unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbons. When it is a hydrogen group (in other words, in the compound represented by the general formula (2), R 1 to R 4 are all hydrogen atoms and one of Ar 2 and Ar 3 is an unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon. Whether it is a group, Ar 2 and Ar 3 are both unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon groups, or R 1 to R 4 are all hydrogen atoms and Ar 2 and Ar 3 are both absent. In the case of substituted monocyclic aromatic hydrocarbon groups (comparison between Examples 1 and 4 and Examples 10 and 12), it was confirmed that the LWR and CDU of the formed patterns were both superior. rice field.

また、実施例1と実施例13及び14との対比から、一般式(1)で表される化合物において、L~Lが単結合である場合、形成されるパターンのLWR及びCDUがいずれもより優れていることが確認された。
また、実施例1、2、及び15~18の対比から、一般式(1)で表される化合物において、Aが、-L-CO 、又は-L-X-N-Yである場合、形成されるパターンのLWR及びCDUがいずれもより優れていることが確認された。
Further, from the comparison between Examples 1 and Examples 13 and 14, when L 1 to L 3 are single bonds in the compound represented by the general formula (1), the LWR and CDU of the formed pattern are any of them. Was confirmed to be better.
Further, from the comparison of Examples 1, 2 and 15 to 18, in the compound represented by the general formula (1), A 1 is -L 1 -CO 2- or -L 3 - X 1 - N-. When -Y 1 , it was confirmed that both the LWR and CDU of the formed pattern were superior.

また、実施例1と実施例19及び実施例20との対比から、一般式(1)で表される化合物が、一般式(2)で表される化合物である場合、形成されるパターンのLWR及びCDUがいずれもより優れていることが確認された。 Further, from the comparison between Example 1 and Examples 19 and 20, when the compound represented by the general formula (1) is the compound represented by the general formula (2), the LWR of the formed pattern is obtained. And CDU were both confirmed to be superior.

また、実施例21と実施例22との対比から、一般式(1)で表される化合物において、Arが非芳香性の置換基を有する場合、形成されるパターンのLWR及びCDUがいずれもより優れていることが確認された。Further, from the comparison between Example 21 and Example 22, when Ar 1 has a non-aromatic substituent in the compound represented by the general formula (1), both the LWR and the CDU of the formed pattern are both. It was confirmed to be better.

一方、比較例の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物では、所望の要求を満たさなかった。 On the other hand, the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the comparative example did not meet the desired requirements.

Claims (10)

樹脂と、
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する酸発生剤と、
酸拡散制御剤と、を含み、
前記酸拡散制御剤が、下記一般式(1)で表される化合物を含む、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006997803000047

上記式中、Ar、Ar及びArは、各々独立に、芳香族炭化水素基を表す。
は、Ar上でSと結合する炭素原子に対してオルト位に置換し、且つ、-L-CO 、-L-SO 、又は-L-X-N-Yを表す。
は、2価の連結基を表す。
及びLは、各々独立に、単結合、又は2価の連結基を表す。
は、-SO-、又は-CO-を表す。
は、-SO-R、又は-CO-Rを表す。
及びRは、各々独立に、1価の置換基を表す。
なお、Ar、Ar及びArは、更に置換基を有していてもよく、前記置換基同士が互いに結合して、環を形成していてもよい。
With resin
An acid generator that generates acid by irradiation with active light or radiation,
Contains acid diffusion regulators,
A sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition, wherein the acid diffusion control agent contains a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0006997803000047

In the above formula, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 each independently represent an aromatic hydrocarbon group.
A 1 is substituted at the ortho position with respect to the carbon atom bonded to S + on Ar 1 , and -L 1 -CO 2- , -L 2 - SO 3- , or -L 3 - X 1- . Represents N - - Y 1 .
L 1 represents a divalent linking group.
L 2 and L 3 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
X 1 represents -SO 2- or -CO-.
Y 1 represents -SO 2 - RA or -CO-RB.
RA and RB each independently represent a monovalent substituent.
In addition, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 may further have a substituent, and the substituents may be bonded to each other to form a ring.
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物である、請求項1に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006997803000048

上記式中、Ar、及びArは、各々独立に、単環芳香族炭化水素基を表す。
、R、R、及びRは、各々独立に、水素原子、又は非芳香族性の置換基を表す。
は、-L-CO 、-L-SO 、又は-L-X-N-Yを表す。
は、2価の連結基を表す。
及びLは、各々独立に、単結合、又は2価の連結基を表す。
は、-SO-、又は-CO-を表す。
は、-SO-R、又は-CO-Rを表す。
及びRは、各々独立に、1価の置換基を表す。
なお、Ar及びArは、更に置換基を有していてもよく、前記置換基同士が互いに結合して、環を形成していてもよい。
The actinic light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the following general formula (2).
Figure 0006997803000048

In the above formula, Ar 2 and Ar 3 each independently represent a monocyclic aromatic hydrocarbon group.
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a non-aromatic substituent.
A 1 represents -L 1 -CO 2- , -L 2 - SO 3- , or -L 3 - X 1 -N --Y 1 .
L 1 represents a divalent linking group.
L 2 and L 3 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
X 1 represents -SO 2- or -CO-.
Y 1 represents -SO 2 - RA or -CO-RB.
RA and RB each independently represent a monovalent substituent.
In addition, Ar 2 and Ar 3 may further have a substituent, and the substituents may be bonded to each other to form a ring.
~Rが全て水素原子であるか、又は、Ar及びArの少なくとも一方が無置換の単環芳香族炭化水素基である、請求項2に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive radiation according to claim 2, wherein R 1 to R 4 are all hydrogen atoms, or at least one of Ar 2 and Ar 3 is an unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon group. Sex resin composition. ~Rが全て水素原子であり且つAr及びArの一方が無置換の単環芳香族炭化水素基であるか、
Ar及びArがいずれも無置換の単環芳香族炭化水素基であるか、又は、
~Rが全て水素原子であり且つAr及びArがいずれも無置換の単環芳香族炭化水素基である、請求項2に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Whether R 1 to R 4 are all hydrogen atoms and one of Ar 2 and Ar 3 is an unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon group.
Both Ar 2 and Ar 3 are unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon groups, or
The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to claim 2, wherein R 1 to R 4 are all hydrogen atoms and Ar 2 and Ar 3 are both unsubstituted monocyclic aromatic hydrocarbon groups. ..
が、-L-CO 、又は-L-X-N-Yである、請求項1~4のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin according to any one of claims 1 to 4, wherein A 1 is -L 1 - CO 2- or -L 3 - X 1 -N --Y 1 . Composition. が単結合である、請求項5に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 The actinic or radiation-sensitive resin composition according to claim 5, wherein L 3 is a single bond. 樹脂と、 With resin
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する酸発生剤と、 An acid generator that generates acid by irradiation with active light or radiation,
酸拡散制御剤と、を含み、 Contains acid diffusion regulators,
前記酸拡散制御剤が、下記一般式(1)で表される化合物を含む、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。 A sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition, wherein the acid diffusion control agent contains a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0006997803000049
Figure 0006997803000049

上記式中、Ar In the above formula, Ar 1 、Ar, Ar 2 及びArAnd Ar 3 は、各々独立に、芳香族炭化水素基を表す。Represents each independently an aromatic hydrocarbon group.
また、Ar Also, Ar 1 、Ar, Ar 2 及びArAnd Ar 3 は、更に置換基を有していてもよく、前記置換基同士が互いに結合して、環を形成していてもよい。但し、ArMay further have a substituent, and the substituents may be bonded to each other to form a ring. However, Ar 1 、Ar, Ar 2 及びArAnd Ar 3 の少なくとも一つは、置換基としてハロゲン原子を有する。At least one of them has a halogen atom as a substituent.
A 1 は、ArIs Ar 1 上でSS on と結合する炭素原子に対してオルト位に置換し、且つ、-LSubstitutes the ortho position for the carbon atom bonded to, and -L 1 -CO-CO 2 - を表す。Represents.
L 1 は、単結合を表す。Represents a single bond.
請求項1~のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて形成されたレジスト膜。 A resist film formed by using the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7 . 請求項1~のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
前記レジスト膜を露光する露光工程と、
露光された前記レジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を含む、パターン形成方法。
A resist film forming step of forming a resist film using the sensitive light-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7 .
The exposure process for exposing the resist film and
A pattern forming method comprising a developing step of developing the exposed resist film with a developing solution.
請求項に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。 A method for manufacturing an electronic device, including the pattern forming method according to claim 9 .
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