JPWO2011158687A1 - Pattern forming method and radiation-sensitive resin composition - Google Patents

Pattern forming method and radiation-sensitive resin composition Download PDF

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Abstract

本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにその他のフォトファブリケーション工程等に使用される高精度な微細パターンを安定的に形成する方法、上記方法に用いられる感放射線性樹脂組成物を提供することを課題とする。上記課題を解決するためになされた発明は、(1)感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程、(2)上記レジスト膜を露光する工程、及び(3)上記露光されたレジスト膜を現像液で現像する工程を有するホール又はトレンチを含むパターンの形成方法であって、上記感放射線性樹脂組成物が、[A]カルボキシ基を有する構造単位の含有率が10モル%以下であり、かつ酸の作用により極性が増大する重合体を含有し、上記現像液が有機溶媒を含有することを特徴とするパターン形成方法である。The present invention provides a method for stably forming a high-precision fine pattern used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and other photofabrication processes. It is an object to provide a radiation-sensitive resin composition to be used. The invention made in order to solve the above problems includes (1) a step of applying a radiation-sensitive resin composition on a substrate to form a resist film, (2) a step of exposing the resist film, and (3) A method of forming a pattern including a hole or a trench having a step of developing the exposed resist film with a developer, wherein the radiation-sensitive resin composition has a content of a structural unit having a [A] carboxy group The pattern forming method is characterized in that it contains a polymer that is 10 mol% or less and whose polarity increases by the action of an acid, and the developer contains an organic solvent.

Description

本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにはその他のフォトアプリケーションのリソグラフィー工程に使用されるパターン形成方法、及び上記パターン形成方法に用いられる感放射線性樹脂組成物に関する。特に、波長が300nm以下の遠紫外線光を光源とするArF露光装置及び液浸式投影露光装置で露光するために好適なパターン形成方法、及び上記パターン形成方法に用いられる感放射線性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a pattern forming method used in a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and a lithography process for other photo applications, and a radiation sensitivity used in the pattern forming method. The present invention relates to a resin composition. In particular, the present invention relates to a pattern forming method suitable for exposure with an ArF exposure apparatus and an immersion projection exposure apparatus using far ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less as a light source, and a radiation-sensitive resin composition used in the pattern forming method. .

KrFエキシマレーザー(248nm)用レジストの開発以降、光吸収による感度低下を補うために、レジストの画像形成方法として化学増幅という画像形成方法が用いられている。例えば、ポジ型の化学増幅の画像形成方法は、露光により露光部の酸発生剤から酸を生成させ、露光後のベーク(PEB:Post Exposure Bake)により上記酸を反応触媒としてアルカリ不溶基をアルカリ可溶基に変化させ、アルカリ現像により露光部を除去する画像形成方法である。   Since the development of resists for KrF excimer laser (248 nm), an image forming method called chemical amplification has been used as an image forming method for resists in order to compensate for sensitivity reduction due to light absorption. For example, in a positive chemical amplification image forming method, an acid is generated from an acid generator in an exposed area by exposure, and an alkali-insoluble group is converted into an alkali by using the above acid as a reaction catalyst by baking after exposure (PEB: Post Exposure Bake). This is an image forming method in which an exposed portion is removed by alkali development after changing to a soluble group.

半導体素子の微細化に伴い露光光源の短波長化と投影レンズの高開口数(高NA)化が進み、現在では193nm波長を有するArFエキシマレーザーを光源とする露光機等が使用されている。これらの解像力及び得られる焦点深度は一般によく知られている様に次式で表すことができる。
(解像力)=k1・(λ/NA)
(焦点深度)=±k2・λ/NA
ここでλは露光光源の波長、NAは投影レンズの開口数、k1及びk2はプロセスに関係する係数である。
With the miniaturization of semiconductor elements, the exposure light source has become shorter in wavelength and the projection lens has a higher numerical aperture (high NA). Currently, an exposure machine using an ArF excimer laser having a 193 nm wavelength as a light source is used. These resolutions and the obtained depth of focus can be expressed by the following equations as is generally well known.
(Resolution) = k1 · (λ / NA)
(Depth of focus) = ± k2 · λ / NA
Where λ is the wavelength of the exposure light source, NA is the numerical aperture of the projection lens, and k1 and k2 are coefficients related to the process.

上記解像力を高める技術として、従来から、投影レンズと試料の間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)を満たす、所謂、液浸法が提唱されている。この液浸法によると、λ0を露光光の空気中での波長、nを空気に対する液浸液の屈折率、θを光線の収束半角、NA0=sinθとすると、前述の解像力及び焦点深度は次式で表すことができる。
(解像力)=k1・(λ0/n)/NA0
(焦点深度)=±k2・(λ0/n)/NA0
即ち、液浸法の効果は波長が1/nの露光波長を使用するのと等価である。言い換えれば、同じNAの投影光学系の場合、液浸法により焦点深度をn倍にすることができる。また、これは、あらゆるパターン形状に対して有効であり、さらに現在検討されている位相シフト法、変形照明法等の超解像技術と組み合わせることも可能である。
As a technique for increasing the resolving power, a so-called immersion method has been proposed in which a high refractive index liquid (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) is filled between the projection lens and the sample. According to this immersion method, when λ0 is the wavelength of the exposure light in the air, n is the refractive index of the immersion liquid with respect to the air, θ is the convergence angle of the light beam, and NA0 = sin θ, the above-described resolving power and depth of focus are It can be expressed by a formula.
(Resolving power) = k1 · (λ0 / n) / NA0
(Depth of focus) = ± k2 · (λ0 / n) / NA0
That is, the effect of the immersion method is equivalent to using an exposure wavelength having a wavelength of 1 / n. In other words, in the case of a projection optical system having the same NA, the depth of focus can be increased by n times by the immersion method. Further, this is effective for all pattern shapes, and can be combined with super-resolution techniques such as a phase shift method and a modified illumination method which are currently being studied.

さらに上記解像力を高める技術として、2重露光技術(Double Exposure Technology)や2重パターニング技術(Double Patterning Technology)が提唱されている。これらの技術によると、上記解像力の式におけるk1を小さくすることができ、解像力を高めることが可能となる。   Furthermore, double exposure technology (Double Exposure Technology) and double patterning technology (Double Patterning Technology) have been proposed as techniques for increasing the resolution. According to these techniques, k1 in the above resolving power equation can be reduced, and the resolving power can be increased.

従来、半導体素子等の電子デバイスのパターン形成は、形成したいパターンサイズを4−5倍に拡大したマスク又はレチクルのパターンを、縮小投影露光装置を用いて、ウエハ等の被露光物体に縮小転写して行われている。しかし、寸法の微細化に伴い、従来の露光方式では、近接するパターンに照射された光が相互に干渉し光学コントラストが減じてしまうという不都合が生じる場合がある。そこで、露光マスクのデザインを2つ以上に分割し、それぞれのマスクを独立に露光し、イメージを合成するという工夫が行われている。しかしこれらの2重露光方式では、レチクル上のパターンが、被露光物体上に忠実に再現するようにマスクのデザインの分割を工夫する必要がある。これらの2重露光方式の効果を半導体素子の微細画像パターンの転写に検討した例が、特許文献1(特開2006−156422号公報)等にて紹介されている。また、最近の2重露光技術進捗が、非特許文献1(SPIE Proc 5754,1508(2005))、非特許文献2(SPIE Proc 5377,1315(2004))、非特許文献3(SPIE Proc 61531K−1(2006))等で報告されている。   Conventionally, pattern formation of an electronic device such as a semiconductor element is performed by reducing and transferring a mask or reticle pattern, which is 4-5 times the size of the pattern to be formed, to an object to be exposed such as a wafer using a reduction projection exposure apparatus. Has been done. However, with the miniaturization of dimensions, in the conventional exposure method, there is a case where light irradiated to adjacent patterns interferes with each other and the optical contrast is reduced. In view of this, a technique has been devised in which the design of an exposure mask is divided into two or more, each mask is exposed independently, and an image is synthesized. However, in these double exposure systems, it is necessary to devise division of the mask design so that the pattern on the reticle is faithfully reproduced on the object to be exposed. An example in which the effect of these double exposure methods is studied for transferring a fine image pattern of a semiconductor element is introduced in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-156422) and the like. In addition, the recent progress in double exposure technology is described in Non-Patent Document 1 (SPIE Proc 5754, 1508 (2005)), Non-Patent Document 2 (SPIE Proc 5377, 1315 (2004)), Non-Patent Document 3 (SPIE Proc 61571K- 1 (2006)).

一方、パターンを形成する方式としては、ポジ型とネガ型がある。上記ポジ型とネガ型は、何れも光照射を契機とした化学反応により、レジスト膜の現像液に対する溶解性が変化することを利用した方式である。露光部が現像液に溶解する場合をポジ型方式、未露光部が現像液に溶解する場合をネガ型方式と呼ぶ。   On the other hand, there are a positive type and a negative type as a method of forming a pattern. Both the positive type and the negative type are systems utilizing the fact that the solubility of the resist film in the developer changes due to a chemical reaction triggered by light irradiation. The case where the exposed portion is dissolved in the developer is called a positive type, and the case where the unexposed portion is dissolved in the developer is called a negative type.

現在、g線、I線、KrF、ArF、EB及びEUVリソグラフィー用の現像液としては、2.38質量%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)の水系アルカリ現像液が用いられている。
上記以外の現像液としては、例えば、有機溶媒が用いられている(特許文献4〜10参照)。特に、特許文献10には、有機溶媒を主成分とする現像液をネガ型レジスト用現像液として用いることにより、ラインアンドスペースパターンを得られることが記載されている。さらに、そのために用いられるレジスト組成物として、酸の作用により側鎖が分解することでアルカリ現像液に対する溶解度が増大し、有機溶媒に対する溶解度が減少する樹脂を含むものが開示されている。
At present, as a developer for g-line, I-line, KrF, ArF, EB, and EUV lithography, an aqueous alkaline developer of 2.38% by mass TMAH (tetramethylammonium hydroxide) is used.
As the developer other than the above, for example, an organic solvent is used (see Patent Documents 4 to 10). In particular, Patent Document 10 describes that a line-and-space pattern can be obtained by using a developer mainly composed of an organic solvent as a negative resist developer. Furthermore, a resist composition used for that purpose includes a resin containing a resin whose side chain is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer and decrease the solubility in an organic solvent.

また、ホールを含むパターンを形成する場合には、ラインアンドスペースパターンを形成する場合と比較して、フォトレジスト膜中の樹脂の現像液に対する溶解性をより高める必要がある。   Further, when forming a pattern including holes, it is necessary to further increase the solubility of the resin in the photoresist film in the developer as compared with the case of forming a line and space pattern.

特開2006−156422号公報JP 2006-156422 A 特開2001−109154号公報JP 2001-109154 A 特開2003−76019号公報JP 2003-76019 A 特開2001−215731号公報JP 2001-215731 A 特開2006−227174号公報JP 2006-227174 A 特開平6−194847号公報JP-A-6-194847 特表2002−525683号公報Japanese translation of PCT publication No. 2002-525683 特表2006−518779号公報JP-T-2006-518779 特開2000−199953号公報JP 2000-199953 A 特開2008−292975号公報JP 2008-292975 A

SPIE Proc 5754,1508(2005)SPIE Proc 5754, 1508 (2005) SPIE Proc 5377,1315(2004)SPIE Proc 5377, 1315 (2004) SPIE Proc 61531K−1(2006)SPIE Proc 61561K-1 (2006)

本発明は、以上のような情況に基づいてなされたものであり、高集積かつ高精度な電子デバイス等を製造するために、ホールを含んだ高精度な微細パターンを安定的に形成する方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on the above situation, and a method for stably forming a high-precision fine pattern including holes in order to manufacture highly integrated and high-precision electronic devices and the like. The purpose is to provide.

上記課題を解決するためになされた発明は、
[1](1)レジスト膜形成用組成物を基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程、
(2)上記レジスト膜を露光する工程、及び
(3)上記露光されたレジスト膜を現像液で現像する工程
を有するホール又はトレンチを含むパターンの形成方法であって、
上記レジスト膜形成用組成物が、
[A]カルボキシ基を有する構造単位の含有率が10モル%以下であり、かつ酸の作用により極性が増大する重合体を含有し、
上記現像液が有機溶媒を含有すること
を特徴とするパターン形成方法である。
The invention made to solve the above problems is
[1] (1) A step of applying a composition for forming a resist film on a substrate to form a resist film,
(2) A method of forming a pattern including a hole or a trench having a step of exposing the resist film, and (3) a step of developing the exposed resist film with a developer,
The resist film forming composition is
[A] containing a polymer whose content of structural units having a carboxy group is 10 mol% or less and whose polarity is increased by the action of an acid,
The pattern forming method is characterized in that the developer contains an organic solvent.

[2][A]重合体が単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する上記[1]に記載のパターン形成方法である。 [2] The pattern forming method according to [1], wherein the polymer [A] has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.

[3][A]重合体が下記式(1a)で表される酸解離性基を有する上記[1]又は[2]に記載のパターン形成方法である。

Figure 2011158687
(上記式(1a)中、Rp11は、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状の1価の炭化水素基である。nは、1〜4の整数である。)[3] The pattern forming method according to the above [1] or [2], wherein the [A] polymer has an acid dissociable group represented by the following formula (1a).
Figure 2011158687
(In said formula (1a), Rp11 is a C1-C20 linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group. N is an integer of 1-4.)

[4][A]重合体がラクトン基を含む構造単位を有する上記[1]、[2]又は[3]に記載のパターン形成方法である。 [4] The pattern forming method according to [1], [2] or [3], in which the [A] polymer has a structural unit containing a lactone group.

[5]上記ラクトン基が下記式(LC1−1)〜(LC1−16)で表される基からなる群より選択される1種以上の基である上記[4]に記載のパターン形成方法である。

Figure 2011158687
(上記式中、nは、0〜4の整数である。Rbは、置換基である。nが2以上のとき、複数のRbは、同一でも異なっていてもよく、複数のRbが互いに結合して環を形成してもよい。)[5] The pattern formation method according to [4], wherein the lactone group is one or more groups selected from the group consisting of groups represented by the following formulas (LC1-1) to (LC1-16). is there.
Figure 2011158687
(In the above formula, n 2, the .rb 2 is an integer of 0 to 4, when it .n 2 is 2 or more substituents, the plurality of Rb 2 may be the same or different, a plurality of Rb 2 may be bonded to each other to form a ring.)

[6]上記ラクトン基が、上記式(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)又は(LC1−14)で表される基からなる群より選択される1種以上の基である上記[4]又は[5]に記載のパターン形成方法である。 [6] The group represented by the above formula (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13) or (LC1-14) The pattern forming method according to the above [4] or [5], which is one or more groups selected from the group consisting of:

[7]上記ラクトン基が、上記式(LC1−4)で表される基であり、かつ上記式(LC1−4)におけるnが、0である上記[4]、[5]又は[6]に記載のパターン形成方法である。[7] The above [4], [5] or [6], wherein the lactone group is a group represented by the formula (LC1-4) and n 2 in the formula (LC1-4) is 0. ] Is a pattern forming method described in the above.

[8]上記(2)工程を複数回行う上記[1]から[7]のいずれかに記載のパターン形成方法である。 [8] The pattern forming method according to any one of [1] to [7], wherein the step (2) is performed a plurality of times.

[9]上記(2)工程後(3)工程前に、(2’)露光された上記レジスト膜を加熱する工程をさらに含む[1]から[8]のいずれかに記載のパターン形成方法である。 [9] The pattern forming method according to any one of [1] to [8], further including a step (2 ′) of heating the exposed resist film after the step (2) and before the step (3). is there.

[10]上記(2’)工程を複数回行う[9]に記載のパターン形成方法である。 [10] The pattern forming method according to [9], wherein the step (2 ′) is performed a plurality of times.

[11]上記現像液が含有する有機溶媒が、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、アルコール系溶媒、アミド系溶媒及びエーテル系溶媒からなる群より選択される1種以上の有機溶媒である上記[1]から[10]のいずれかに記載のパターン形成方法である。 [11] The organic solvent contained in the developer is one or more organic solvents selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents [1] ] To the pattern forming method according to any one of [10].

[12]上記現像液が含有する有機溶媒が下記式(1)で表される上記[1]から[11]のいずれかに記載のパターン形成方法である。

Figure 2011158687
(上記式(1)中、R及びR’は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子である。但し、R及びR’は、互いに結合して環を形成してもよい。)[12] The pattern forming method according to any one of [1] to [11], wherein the organic solvent contained in the developer is represented by the following formula (1).
Figure 2011158687
(In the above formula (1), R and R ′ are each independently a hydrogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, alkoxyl group, alkoxycarbonyl group, carboxy group, hydroxyl group, cyano group or halogen atom. However, R and R ′ may combine with each other to form a ring.)

[13]上記現像液が含有する有機溶媒が下記式(2)で表される上記[1]から[12]のいずれかに記載のパターン形成方法である。

Figure 2011158687
(上記式(2)中、R’’及びR’’’’は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子である。但し、R’’及びR’’’’は、互いに結合して環を形成してもよい。R’’’は、アルキレン基又はシクロアルキレン基である。)[13] The pattern forming method according to any one of [1] to [12], wherein the organic solvent contained in the developer is represented by the following formula (2).
Figure 2011158687
(In the above formula (2), R ″ and R ″ ″ each independently represent a hydrogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, alkoxyl group, alkoxycarbonyl group, carboxy group, hydroxyl group, cyano group or A halogen atom, provided that R ″ and R ″ ″ may be bonded to each other to form a ring. R ′ ″ is an alkylene group or a cycloalkylene group.)

[14]上記式(1)で表される有機溶媒が酢酸アルキルである上記[12]に記載のパターン形成方法である。 [14] The pattern forming method according to [12], wherein the organic solvent represented by the formula (1) is alkyl acetate.

[15]上記酢酸アルキルが酢酸ブチルである上記[14]に記載のパターン形成方法である。 [15] The pattern forming method according to [14], wherein the alkyl acetate is butyl acetate.

[16]上記現像液中の、ハロゲン原子を含まない有機溶媒の含有量が60質量%以上である上記[1]から[15]のいずれかに記載のパターン形成方法である。 [16] The pattern forming method according to any one of [1] to [15], wherein the content of the organic solvent not containing a halogen atom in the developer is 60% by mass or more.

[17]上記(3)工程の後に、(4)有機溶媒を含むリンス液を用いて洗浄する工程をさらに含む上記[1]から[16]のいずれかに記載のパターン形成方法である。 [17] The pattern forming method according to any one of [1] to [16], further including a step of (4) washing with a rinse liquid containing an organic solvent after the step (3).

[18]上記リンス液が含む有機溶媒が、炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、アルコール系溶媒、アミド系溶媒及びエーテル系溶媒からなる群より選択される1種以上の有機溶媒である上記[17]に記載のパターン形成方法である。 [18] The organic solvent included in the rinse liquid is one or more organic solvents selected from the group consisting of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents. The pattern forming method according to [17] above.

[19]上記リンス液が含む有機溶媒がアルコール系溶媒である上記[17]又は[18]に記載のパターン形成方法である。 [19] The pattern forming method according to [17] or [18], wherein the organic solvent contained in the rinse liquid is an alcohol solvent.

[20]上記アルコール系溶媒が、炭素数6〜8の直鎖状、分岐状又は環状の1価のアルコール系溶媒である上記[19]に記載のパターン形成方法である。 [20] The pattern forming method according to [19], wherein the alcohol solvent is a linear, branched or cyclic monovalent alcohol solvent having 6 to 8 carbon atoms.

[21]上記リンス液の含水率が30質量%以下である上記[17]から[20]のいずれかに記載のパターン形成方法である。 [21] The pattern forming method according to any one of [17] to [20], wherein the water content of the rinse liquid is 30% by mass or less.

[22]上記[1]から[21]に記載のパターン形成方法に用いられる感放射線性樹脂組成物である。 [22] A radiation-sensitive resin composition used in the pattern forming method described in [1] to [21].

本発明により、ホールを含んだ高精度な微細パターンを安定的に形成する方法、この方法に用いられる感放射線性樹脂組成物を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a method for stably forming a high-precision fine pattern including holes, and a radiation-sensitive resin composition used in this method.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、ここで、基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含する。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)をも包含するものである。また、ホールとは、現像後に形成されるパターンが円形のホール、楕円形のホール、ショートトレンチ等となるものを指す。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. In addition, in the description of group (atomic group), the description which does not describe substitution and non-substitution includes what does not have a substituent and what has a 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). A hole refers to a pattern formed after development that is a circular hole, an elliptical hole, a short trench, or the like.

<パターン形成方法>
本発明のパターン形成方法は、
(1)感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程、
(2)上記レジスト膜を露光する工程、及び
(3)上記露光されたレジスト膜を現像液で現像する工程
を有するホール又はトレンチを含むパターンの形成方法であって、
上記感放射線性樹脂組成物が、
[A]カルボキシ基を有する構造単位の含有率が10モル%以下であり、かつ酸の作用により極性が増大する重合体を含有し、
上記現像液が有機溶媒を含有すること
を特徴とする。
<Pattern formation method>
The pattern forming method of the present invention comprises:
(1) A step of applying a radiation-sensitive resin composition on a substrate to form a resist film,
(2) A method of forming a pattern including a hole or a trench having a step of exposing the resist film, and (3) a step of developing the exposed resist film with a developer,
The radiation sensitive resin composition is
[A] containing a polymer whose content of structural units having a carboxy group is 10 mol% or less and whose polarity is increased by the action of an acid,
The developer contains an organic solvent.

本発明のパターン形成方法は、上記工程に加えて、上記(2)工程後、(3)工程前に、(2’)露光された上記レジスト膜を加熱する工程(以下、「(2’)工程」ともいう)をさらに含むことが好ましい。また、本発明のパターン形成方法は、上記工程に加えて、上記(3)工程後に、(4)有機溶媒を含むリンス液を用いて洗浄する工程(以下、「(4)工程」ともいう)をさらに含むことが好ましい。   In addition to the above steps, the pattern forming method of the present invention includes (2 ′) a step of heating the exposed resist film (hereinafter, “(2 ′)” after the step (2) and before the step (3). It is preferable to further include a “step”. In addition to the above steps, the pattern forming method of the present invention includes (4) a step of washing with a rinsing solution containing an organic solvent after the step (3) (hereinafter also referred to as “(4) step”). It is preferable that it is further included.

本発明のパターン形成方法によると、解像性、円形性に優れる良好な形状のホールを含む高精度な微細パターンを安定的に形成することができる。以下、各工程について説明する。   According to the pattern forming method of the present invention, it is possible to stably form a high-precision fine pattern including a hole having a good shape excellent in resolution and circularity. Hereinafter, each step will be described.

本発明のパターン形成方法においては、(1)感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程(以下、「(1)工程」ともいう)、(2)上記レジスト膜を露光する工程(以下、「(2)工程」ともいう)、(2’)上記露光されたレジスト膜を加熱(PEB;Post exposure bake)する工程(以下、「(2’)工程」ともいう)及び(3)上記露光されたレジスト膜をネガ型現像液で現像する工程(以下、「(3)工程」ともいう)は、一般的に知られている方法により行うことができる。なお、(1)工程において用いられる感放射線性樹脂組成物については、感放射線性樹脂組成物の項にて詳述する。   In the pattern forming method of the present invention, (1) a step of applying a radiation-sensitive resin composition on a substrate to form a resist film (hereinafter also referred to as “(1) step”), (2) the resist film Step (hereinafter also referred to as “(2) step”), (2 ′) Step of heating (PEB; Post exposure bake) the exposed resist film (hereinafter also referred to as “(2 ′) step”). ) And (3) The step of developing the exposed resist film with a negative developer (hereinafter, also referred to as “(3) step”) can be performed by a generally known method. In addition, about the radiation sensitive resin composition used in (1) process, it explains in full detail at the term of a radiation sensitive resin composition.

本発明における(1)工程において、レジスト膜を形成する基板は特に限定されるものではなく、シリコン、SiN、SiOやSiN等の無機基板、SOG等の塗布系無機基板等、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造工程、さらにはその他のフォトアプリケーションのリソグラフィー工程で一般的に用いられる基板を用いることができる。さらに、必要に応じて有機反射防止膜をレジスト膜と基板との間に形成させてもよい。In the step (1) in the present invention, the substrate on which the resist film is formed is not particularly limited, and silicon, SiN, inorganic substrates such as SiO 2 and SiN, coated inorganic substrates such as SOG, and the like, semiconductors such as IC A substrate generally used in a manufacturing process, a manufacturing process of a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, or a lithography process of other photo application can be used. Further, if necessary, an organic antireflection film may be formed between the resist film and the substrate.

上記有機反射防止膜としては、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜のいずれも用いることができ、例えばブリューワーサイエンス社製のDUV−30シリーズやDUV−40シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR−5、日産化学社製のARC29A等のARCシリーズ等、市販の有機反射防止膜を使用することができる。また、反射防止膜としては無機反射防止膜を使用することもでき、例えばチタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の反射防止膜が挙げられる。   As the organic antireflection film, any one of a light absorber and an organic film made of a polymer material can be used. For example, DUV-30 series and DUV-40 series manufactured by Brewer Science, AR-2, AR manufactured by Shipley -3, AR-5, ARC series such as ARC29A manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., and other commercially available organic antireflection films can be used. In addition, an inorganic antireflection film can be used as the antireflection film, and examples thereof include antireflection films such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and amorphous silicon.

本発明における(2)工程において、露光装置に用いられる光源波長に制限は無いが、KrFエキシマレーザー波長(248nm)、ArFエキシマレーザー波長(193nm)、F2エキシマレーザー波長(157nm)、EUV光(13.5nm)等を適用できる。   In the step (2) of the present invention, the wavelength of the light source used in the exposure apparatus is not limited, but the KrF excimer laser wavelength (248 nm), ArF excimer laser wavelength (193 nm), F2 excimer laser wavelength (157 nm), EUV light (13) .5 nm) can be applied.

また、本発明の(2)工程においては、液浸露光方法を適用することができる。ここで、液浸露光方法とは、解像力を高める技術として、投影レンズと試料の間に高屈折率の液体(以下、「液浸液」ともいう)で満たし露光する技術である。この液浸法によると、λ0を露光光の空気中での波長、nを空気に対する液浸液の屈折率、θを光線の収束半角、NA0=sinθとすると、前述の解像力及び焦点深度は次式で表すことができる。
(解像力)=k1・(λ0/n)/NA0
(焦点深度)=±k2・(λ0/n)/NA0
即ち、液浸の効果は波長が1/nの露光波長を使用するのと等価である。言い換えれば、同じNAの投影光学系の場合、液浸法により焦点深度をn倍にすることができる。また、これは、あらゆるパターン形状に対して有効であり、さらに現在検討されている位相シフト法、変形照明法等の超解像技術と組み合わせることも可能である。なお、本工程は複数回行われることが好ましい。
In the step (2) of the present invention, an immersion exposure method can be applied. Here, the immersion exposure method is a technology for filling and exposing a liquid having a high refractive index (hereinafter also referred to as “immersion liquid”) between the projection lens and the sample as a technique for increasing the resolving power. According to this immersion method, when λ0 is the wavelength of the exposure light in the air, n is the refractive index of the immersion liquid with respect to the air, θ is the convergence angle of the light beam, and NA0 = sin θ, the above-described resolving power and depth of focus are as follows: It can be expressed by a formula.
(Resolving power) = k1 · (λ0 / n) / NA0
(Depth of focus) = ± k2 · (λ0 / n) / NA0
That is, the immersion effect is equivalent to using an exposure wavelength having a wavelength of 1 / n. In other words, in the case of a projection optical system having the same NA, the depth of focus can be increased by n times by the immersion method. Further, this is effective for all pattern shapes, and can be combined with super-resolution techniques such as a phase shift method and a modified illumination method which are currently being studied. In addition, it is preferable that this process is performed several times.

上記(2’)工程におけるPEBの条件は、フォトレジスト組成物の配合組成によって適宜選定することができるが、通常50℃〜180℃程度である。本工程により[A]重合体成分の酸解離性基の脱離を円滑に進行させることが可能となる。また、本工程は複数回行われることが好ましい。例えば、上記露光工程が複数回行われる場合に各露光工程毎に本工程を行ってもよいし、上記露光工程後、本工程を連続して複数回行ってもよいが、上記露光工程が複数回行われる場合に各露光工程毎に本工程を行うことが好ましい。   The PEB condition in the step (2 ′) can be appropriately selected depending on the composition of the photoresist composition, but is usually about 50 ° C. to 180 ° C. By this step, it is possible to smoothly remove the acid dissociable group of the polymer component [A]. In addition, this step is preferably performed a plurality of times. For example, when the exposure step is performed a plurality of times, this step may be performed for each exposure step, or after the exposure step, this step may be performed continuously a plurality of times. It is preferable to perform this process for each exposure process when it is performed once.

液浸露光を行う場合には、上記(2)工程前及び/又は(2)工程後、レジスト膜を加熱する前に、レジスト膜の表面を水系の薬液で洗浄する工程を実施してもよい。   When performing immersion exposure, a step of washing the surface of the resist film with an aqueous chemical solution may be performed before the resist film is heated after the step (2) and / or (2). .

上記液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつレジスト膜上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、特に露光光源がArFエキシマレーザー(波長;193nm)である場合には、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのがより好ましい。   The immersion liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure wavelength and has a refractive index temperature coefficient as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected onto the resist film. Is an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), it is more preferable to use water from the viewpoints of availability and ease of handling in addition to the above-mentioned viewpoints.

液浸液として水を用いる場合、水の表面張力を減少させると共に、界面活性力を増大させる添加剤(液体)を僅かな割合で添加してもよい。この添加剤はウエハー上のレジスト膜を溶解させず、かつレンズ素子の下面の光学コートに対する影響が無視できるものが好ましい。   When water is used as the immersion liquid, an additive (liquid) that decreases the surface tension of water and increases the surface activity may be added in a small proportion. The additive is preferably one that does not dissolve the resist film on the wafer and can ignore the influence on the optical coating on the lower surface of the lens element.

このような添加剤としては、例えば水とほぼ等しい屈折率を有する脂肪族系のアルコールが好ましく、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。水とほぼ等しい屈折率を有するアルコールを水に添加することにより、水中のアルコール成分が蒸発して含有濃度が変化しても、液体全体としての屈折率変化を極めて小さくできるといった利点が得られる。   As such an additive, for example, an aliphatic alcohol having a refractive index substantially equal to that of water is preferable, and specific examples include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like. By adding an alcohol having a refractive index substantially equal to that of water to water, even if the alcohol component in the water evaporates and the concentration of the content changes, there is an advantage that the refractive index change as a whole liquid can be made extremely small.

一方、193nm光に対して不透明な物質や屈折率が水と大きく異なる不純物が混入するとレジスト上に投影される光学像の歪みを招くため液浸液として使用する水は、蒸留水が好ましい。さらにイオン交換フィルター等を通して濾過を行った純水を用いてもよい。   On the other hand, distilled water is preferable as the water used as the immersion liquid because it causes distortion of the optical image projected on the resist when an opaque substance or impurities whose refractive index is significantly different from that of water are mixed with 193 nm light. Further, pure water filtered through an ion exchange filter or the like may be used.

本発明のパターン形成方法においては、有機溶媒を含有する現像液を使用するネガ型現像を行う。   In the pattern forming method of the present invention, negative development using a developer containing an organic solvent is performed.

上記有機溶媒としては、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、アルコール系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒等の極性溶媒及び炭化水素系溶媒を用いることができる。   As the organic solvent, polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, and hydrocarbon solvents can be used.

本発明において、ケトン系溶媒とは分子内にケトン基を有する溶媒のことである。エステル系溶媒とは分子内にエステル基を有する溶媒のことである。アルコール系溶媒とは分子内にアルコール性水酸基を有する溶媒のことである。アミド系溶媒とは分子内にアミド基を有する溶媒のことである。エーテル系溶媒とは分子内にエーテル結合を有する溶媒のことである。これらの中には、1分子内に上記官能基を複数種類有する溶媒も存在するが、その場合は、その溶媒の有する官能基を含むいずれの溶媒種にも該当するものとする。例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルは、上記分類中の、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒いずれにも該当するものとする。また、炭化水素系溶媒とは置換基を有さない炭化水素溶媒のことである。   In the present invention, the ketone solvent is a solvent having a ketone group in the molecule. The ester solvent is a solvent having an ester group in the molecule. The alcohol solvent is a solvent having an alcoholic hydroxyl group in the molecule. An amide solvent is a solvent having an amide group in the molecule. The ether solvent is a solvent having an ether bond in the molecule. Among these, there is a solvent having a plurality of types of the above functional groups in one molecule. In that case, it corresponds to any solvent type including the functional group of the solvent. For example, diethylene glycol monomethyl ether corresponds to both alcohol solvents and ether solvents in the above classification. Further, the hydrocarbon solvent is a hydrocarbon solvent having no substituent.

上記ケトン系溶媒としては、例えば1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、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、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、メチルアミルケトン等を挙げることができる。これらのうち、メチルアミルケトンが好ましい。   Examples of the ketone solvent include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, and methyl ethyl ketone. And methyl isobutyl ketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, propylene carbonate, γ-butyrolactone, methyl amyl ketone, and the like. Of these, methyl amyl ketone is preferred.

上記エステル系溶媒としては、例えば酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2−メトキシブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、4−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−エチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート等を挙げることができる。   Examples of the ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxy acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono Propyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene Recall monoethyl ether acetate, 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3-methoxybutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, Propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4-ethoxybutyl acetate, 4-propoxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl acetate, 2-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-4-methoxy Nethyl acetate, 4-methyl-4-methoxypentyl acetate, propylene glycol diacetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate, pyrubin Methyl acid, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, isopropyl propionate, methyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxypropionate Examples include ethyl acid, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, and propyl-3-methoxypropionate.

上記アルコール系溶媒としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、n−デカノール、3−メトキシ−1−ブタノール等のアルコール;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等の水酸基を含有するグリコールエーテル系溶媒等を挙げることができる。これらの中でもグリコールエーテル系溶媒を用いることが好ましい。   Examples of the alcohol solvent include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, alcohols such as n-octyl alcohol, n-decanol, 3-methoxy-1-butanol; glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene Glycol monoethyl ether, methoxymethylbutanol, ethylene glycol monoethyl ether, ethyl Glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, may be mentioned glycol ether solvent or the like for containing a hydroxyl group such as propylene glycol monomethyl ether. Among these, it is preferable to use a glycol ether solvent.

上記エーテル系溶媒としては、例えば上記水酸基を含有するグリコールエーテル系溶媒の他、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等の水酸基を含有しないグリコールエーテル系溶媒、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アニソール、パーフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフラン、パーフルオロテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等が挙げられる。これらのうち、アニソールが好ましい。   Examples of the ether solvent include, in addition to the glycol ether solvent containing the hydroxyl group, a glycol ether solvent not containing a hydroxyl group such as propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol diethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, Anisole, perfluoro-2-butyltetrahydrofuran, perfluorotetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like can be mentioned. Of these, anisole is preferred.

上記アミド系溶媒としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。   Examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. Can be mentioned.

上記炭化水素系溶媒としては、例えばトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、2,2,4−トリメチルペンタン、2,2,3−トリメチルヘキサン、パーフルオロヘキサン、パーフルオロヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒;トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、1−メチルプロピルベンゼン、2−メチルプロピルベンゼン、ジメチルベンゼン、ジエチルベンゼン、エチルメチルベンゼン、トリメチルベンゼン、エチルジメチルベンゼン、ジプロピルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられる。これらのうち、芳香族炭化水素系溶媒が好ましい。   Examples of the hydrocarbon solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; pentane, hexane, octane, decane, 2,2,4-trimethylpentane, 2,2,3-trimethylhexane, and perfluorohexane. Aliphatic hydrocarbon solvents such as perfluoroheptane; toluene, xylene, ethylbenzene, propylbenzene, 1-methylpropylbenzene, 2-methylpropylbenzene, dimethylbenzene, diethylbenzene, ethylmethylbenzene, trimethylbenzene, ethyldimethylbenzene, Aromatic hydrocarbon solvents such as dipropylbenzene. Of these, aromatic hydrocarbon solvents are preferred.

これらのうち、本発明のパターン形成方法において使用し得る現像液としては、エステル系溶媒が好ましく、上記式(1)又は式(2)で表される有機溶媒がより好ましく、上記式(1)で表される有機溶媒がさらに好ましく、これらのうち、酢酸アルキルが特に好ましく、酢酸ブチルが最も好ましい。   Among these, as a developing solution that can be used in the pattern forming method of the present invention, an ester solvent is preferable, an organic solvent represented by the above formula (1) or (2) is more preferable, and the above formula (1). Of these, alkyl acetate is particularly preferable, and butyl acetate is most preferable.

上記式(1)中、R及びR’は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子である。但し、R及びR’は、互いに結合して環を形成してもよい。   In said formula (1), R and R 'are respectively independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxy group, a hydroxyl group, a cyano group, or a halogen atom. However, R and R ′ may be bonded to each other to form a ring.

上記式(1)における上記R及びR’としては、水素原子又はアルキル基が好ましい。また、上記R及びR’のアルキル基は、水酸基、カルボニル基、シアノ基等で置換されていてもよい。   As said R and R 'in the said Formula (1), a hydrogen atom or an alkyl group is preferable. In addition, the alkyl groups of R and R ′ may be substituted with a hydroxyl group, a carbonyl group, a cyano group, or the like.

上記式(1)で表される有機溶媒としては、例えば酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、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、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等が挙げられる。   Examples of the organic solvent represented by the above formula (1) include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, and butyl lactate. , Propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, propion Examples include isopropyl acid, methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, and the like.

これらのうち、上記R及びR’が無置換のアルキル基である溶媒が好ましく、酢酸アルキルがより好ましく、酢酸ブチルがさらに好ましい。   Of these, solvents in which R and R 'are unsubstituted alkyl groups are preferred, alkyl acetates are more preferred, and butyl acetate is more preferred.

上記式(1)で表される有機溶媒は、他の有機溶媒1種以上と併用してもよい。この場合の併用溶媒としては、上記式(1)で表される有機溶媒と分離することなく混合できれば特に制限は無く、上記式(1)で表される有機溶媒同士を併用してもよいし、上記式(1)で表される有機溶媒を他のエステル系溶媒、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒及び炭化水素系溶媒からなる群より選択される有機溶媒に混合して用いてもよい。併用溶媒は1種以上用いることができるが、安定した性能を得る観点から、1種であることが好ましい。併用溶媒1種を混合して用いる場合の、上記式(1)で表される有機溶媒と併用溶媒の混合比は、通常20:80〜99:1、好ましくは50:50〜97:3、より好ましくは60:40〜95:5、さらに好ましくは60:40〜90:10である。   The organic solvent represented by the above formula (1) may be used in combination with one or more other organic solvents. In this case, the combined solvent is not particularly limited as long as it can be mixed with the organic solvent represented by the above formula (1) without being separated, and the organic solvents represented by the above formula (1) may be used in combination. The organic solvent represented by the above formula (1) is mixed with an organic solvent selected from the group consisting of other ester solvents, ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents and hydrocarbon solvents. May be used. One or more combined solvents can be used, but one is preferable from the viewpoint of obtaining stable performance. When mixing and using 1 type of combined use solvent, the mixing ratio of the organic solvent represented by the said Formula (1) and a combined use solvent is 20: 80-99: 1 normally, Preferably it is 50: 50-97: 3, More preferably, it is 60: 40-95: 5, More preferably, it is 60: 40-90: 10.

また、上述のように、本発明のパターン形成方法において使用される現像液が含有する有機溶媒としては、上記式(2)で表される有機溶媒も好ましい。   As described above, the organic solvent represented by the above formula (2) is also preferable as the organic solvent contained in the developer used in the pattern forming method of the present invention.

上記式(2)中、R’’及びR’’’’は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子である。但し、R’’及びR’’’’は、互いに結合して環を形成してもよい。R’’’は、アルキレン基又はシクロアルキレン基である。   In the above formula (2), R ″ and R ″ ″ each independently represent a hydrogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, alkoxyl group, alkoxycarbonyl group, carboxy group, hydroxyl group, cyano group or halogen. Is an atom. However, R ″ and R ′ ″ ″ may be bonded to each other to form a ring. R ′ ″ is an alkylene group or a cycloalkylene group.

上記式(2)におけるR’’及びR’’’’としては、水素原子、アルキル基が好ましい。R’’’としては、水素原子、アルキル基が好ましい。R’’及びR’’’’で表されるアルキル基は、水酸基、カルボニル基、シアノ基等で置換されていてもよい。また、R’’’は、アルキレン鎖中にエーテル結合を有していてもよい。   In the above formula (2), R ″ and R ′ ″ ″ are preferably a hydrogen atom or an alkyl group. R ′ ″ is preferably a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group represented by R ″ and R ′ ″ ″ may be substituted with a hydroxyl group, a carbonyl group, a cyano group or the like. R ″ ″ may have an ether bond in the alkylene chain.

上記式(2)で表される有機溶媒としては、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、2−メトキシブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、4−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−エチル−3−メトキシブチルアセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート等が挙げられる。   Examples of the organic solvent represented by the above formula (2) include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl. Ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol Nopropyl ether acetate, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, propyl-3-methoxypropionate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, 2 -Methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3-methoxybutyl acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4-ethoxybutyl acetate, 4 -Propoxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl acetate, 2-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-3-methoxypentyl acetate 3-methyl-4-methoxy pentyl acetate, 4-methyl-4-methoxy pentyl acetate, and the like.

上記式(2)で表される有機溶媒は、他の有機溶媒1種以上と併用してもよい。この場合の併用溶媒としては、上記式(2)で表される有機溶媒に分離することなく混合できれば特に制限は無く、上記式(2)で表される有機溶媒同士を併用してもよいし、上記式(2)で表される有機溶媒を他のエステル系溶媒、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒及び炭化水素系溶媒から選択される有機溶媒に混合して用いてもよい。併用溶媒は1種以上用いることができるが、安定した性能を得る上では、1種であることが好ましい。併用溶媒1種を混合して用いる場合の、上記式(2)で表される有機溶媒と併用溶媒の混合比は、通常20:80〜99:1、好ましくは50:50〜97:3、より好ましくは60:40〜95:5、さらに好ましくは60:40〜90:10である。   The organic solvent represented by the above formula (2) may be used in combination with one or more other organic solvents. The combined solvent in this case is not particularly limited as long as it can be mixed without being separated into the organic solvent represented by the above formula (2), and the organic solvents represented by the above formula (2) may be used in combination. The organic solvent represented by the above formula (2) is mixed with another organic solvent selected from ester solvents, ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents and hydrocarbon solvents. May be. One or more solvents can be used in combination, but it is preferably one solvent in order to obtain stable performance. When mixing and using 1 type of combined use solvent, the mixing ratio of the organic solvent represented by the said Formula (2) and a combined use solvent is 20: 80-99: 1 normally, Preferably it is 50: 50-97: 3, More preferably, it is 60: 40-95: 5, More preferably, it is 60: 40-90: 10.

本発明のパターン形成方法において使用する現像液は、上記有機溶媒を複数混合して用いてもよいし、上記以外の溶媒や水と混合して用いてもよい。   The developer used in the pattern forming method of the present invention may be used by mixing a plurality of the above organic solvents, or may be used by mixing with other solvents or water.

本発明のパターン形成方法において使用する現像液が含有する有機溶媒としては、コスト削減、環境への配慮の観点から、ハロゲン原子を含まない有機溶媒を用いることが好ましい。ネガ型現像の際に使用する全溶媒の総重量に占めるハロゲン原子を含まない有機溶媒の含有量は、通常60質量%以上であり、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは97質量%以上である。   As the organic solvent contained in the developer used in the pattern forming method of the present invention, an organic solvent containing no halogen atom is preferably used from the viewpoint of cost reduction and environmental consideration. The content of the organic solvent not containing halogen atoms in the total weight of all solvents used in the negative development is usually 60% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, More preferably, it is 97 mass% or more.

本発明のパターン形成方法における現像液が含有する有機溶媒の沸点は、50℃以上、250℃未満が好ましい。また、上記有機溶媒の発火点は、200℃以上が好ましい。   The boiling point of the organic solvent contained in the developer in the pattern forming method of the present invention is preferably 50 ° C. or higher and lower than 250 ° C. Further, the ignition point of the organic solvent is preferably 200 ° C. or higher.

本発明のパターン形成方法に使用する現像液には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。   An appropriate amount of a surfactant can be added to the developer used in the pattern forming method of the present invention, if necessary.

上記界面活性剤としては、例えばイオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができる。これらのうち、非イオン性の界面活性剤が好ましく、なかでもフッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤がより好ましい。   As the surfactant, for example, an ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactant can be used. Examples of these fluorine and / or silicon surfactants include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, US Pat. No. 5,405,720, etc. The surfactants described in US Pat. Nos. 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,346,098, 5,576,143, 5,294,511, and 5,824,451 can be mentioned. . Among these, nonionic surfactants are preferable, and among them, fluorine-based surfactants and silicon-based surfactants are more preferable.

上記界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、より好ましくは0.01〜0.5質量%である。   The amount of the surfactant used is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass, based on the total amount of the developer.

本発明のパターン形成方法における現像方法としては、例えば現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等を適用することができる。   As a developing method in the pattern forming method of the present invention, for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer (dip method) for a certain time, a developer is raised on the surface of the substrate by surface tension, and is allowed to stand for a certain time. Developing method (paddle method), spraying developer solution onto the substrate surface (spray method), and applying developer solution while scanning the developer application nozzle at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed A continuing method (dynamic dispensing method) or the like can be applied.

また、上記現像を行う工程の後に、他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。   Further, after the step of performing the development, a step of stopping the development may be performed while substituting with another solvent.

さらに上記現像を行う工程の後には、有機溶媒を含むリンス液を用いて洗浄する工程((4)工程)を含むことが好ましい。   Furthermore, it is preferable to include the process ((4) process) wash | cleaned using the rinse liquid containing an organic solvent after the process of performing the said image development.

(4)工程では、通常、炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、アルコール系溶媒、アミド系溶媒及びエーテル系溶媒からなる群より選択される少なくとも1種の有機溶媒を含有するリンス液を用いることができる。   In the step (4), a rinsing liquid usually containing at least one organic solvent selected from the group consisting of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents. Can be used.

ケトン系溶媒としては、例えば1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、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、プロピレンカーボネート等が挙げられる。   Examples of ketone solvents include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutylketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, Examples include methyl isobutyl ketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthyl ketone, isophorone, propylene carbonate, and the like.

エステル系溶媒としては、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、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、エチルー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、乳酸プロピル等が挙げられる。   Examples of the ester solvent include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropyl Pionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate and the like can be mentioned.

アルコール系溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、n−デカノール等のアルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶媒や、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶媒等を挙げることができる。   Examples of alcohol solvents include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-heptyl alcohol, n- Alcohols such as octyl alcohol and n-decanol, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol mono List glycol ether solvents such as ethyl ether and methoxymethylbutanol. Can.

エーテル系溶媒としては、上記グリコールエーテル系溶媒の他、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。   Examples of the ether solvent include dioxane, tetrahydrofuran and the like in addition to the glycol ether solvent.

アミド系溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が使用できる。   As the amide solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like can be used. .

炭化水素系溶媒としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒が挙げられる。   Examples of the hydrocarbon solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane and decane.

有機溶媒を含むリンス液としては、上記炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、アルコール系溶媒及びアミド系溶媒から選択される少なくとも1種類の溶媒を使用することが好ましく、アルコール系溶媒及びエステル系溶媒から選択される少なくとも1種の溶媒を使用することがより好ましく、なかでもアルコール系溶媒がさらに好ましい。これらのうち、炭素数6〜8の1価アルコールを使用することが特に好ましい。上記炭素数6〜8の1価アルコールとしては、直鎖状、分岐状、環状の1価アルコールが挙げられ、具体的には、4−メチル−2−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、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、ベンジルアルコール等を用いることができ、これらのうち、4−メチル−2−ペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−ヘキサノールが好ましく、4−メチル−2−ペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノールがより好ましい。   As the rinsing liquid containing an organic solvent, it is preferable to use at least one solvent selected from the above hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents and amide solvents, alcohol solvents and It is more preferable to use at least one solvent selected from ester solvents, and alcohol solvents are more preferable. Of these, it is particularly preferable to use a monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms. Examples of the monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms include linear, branched, and cyclic monohydric alcohols, specifically, 4-methyl-2-pentanol, 1-hexanol, and 1-heptanol. 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, benzyl alcohol, etc., among these, 4-methyl- 2-Pentanol, 1-hexanol, 2-heptanol and 2-hexanol are preferred, and 4-methyl-2-pentanol, 1-hexanol and 2-hexanol are more preferred.

上記リンス液は複数混合してもよいし、上記以外の有機溶媒と混合し使用してもよい。また、上記リンス液は水と混合してもよいが、リンス液中の含水率は通常30質量%以下であり、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下である。含水率を30質量%以下にすることで、良好な現像特性を得ることができる。   A plurality of the rinse solutions may be mixed, or may be used by mixing with an organic solvent other than the above. The rinsing liquid may be mixed with water, but the water content in the rinsing liquid is usually 30% by mass or less, preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and further preferably 3% by mass. % Or less. By setting the water content to 30% by mass or less, good development characteristics can be obtained.

リンス液には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。界面活性剤としては、例えばイオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、さらに好ましくは0.01〜0.5質量%である。   An appropriate amount of a surfactant can be added to the rinsing liquid as necessary. As the surfactant, for example, an ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactant can be used. The amount of the surfactant used is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the developer.

(4)工程においてネガ型の現像を行った後のレジストを上記の有機溶媒を含むリンス液を用いて洗浄処理する際の洗浄処理の方法は特に限定されないが、例えば一定速度で回転している基板上にリンス液を塗出しつづける方法(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)、基板表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等を適用することができる。   (4) Although there is no particular limitation on the cleaning method used when the resist after negative development in the step is cleaned using the rinsing liquid containing the organic solvent, the resist rotates at a constant speed, for example. A method of continuing to apply the rinse solution onto the substrate (rotary coating method), a method of immersing the substrate in a bath filled with the rinse solution for a certain period of time (dip method), and a method of spraying the rinse solution onto the substrate surface (spray method) Etc. can be applied.

また、現像処理又は、リンス処理の後に、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行うことができる。   Further, after the development process or the rinsing process, a process of removing the developer or the rinsing liquid adhering to the pattern with a supercritical fluid can be performed.

さらに、現像処理、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溶媒を除去するために加熱処理を行うことができる。加熱温度は、良好なレジストパターンが得られる限り特に限定されるものではなく、通常40℃〜160℃である。上記加熱処理は複数回行ってもよい。   Furthermore, after the development processing, the rinsing processing or the processing with the supercritical fluid, a heat processing can be performed in order to remove the solvent remaining in the pattern. The heating temperature is not particularly limited as long as a good resist pattern can be obtained, and is usually 40 ° C to 160 ° C. The heat treatment may be performed a plurality of times.

本発明のパターン形成方法においては、上記ネガ型現像に続いて、ポジ型現像を行うこともできる。ポジ型現像を行う際には、アルカリ現像液を使用することが好ましい。   In the pattern forming method of the present invention, positive development can also be performed following the negative development. When performing positive development, an alkali developer is preferably used.

ポジ現像を行う際に使用するアルカリ現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類;ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類;トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類;ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩;ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液等が挙げられる。   Examples of the alkali developer used for positive development include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, ethylamine, and n-propylamine. Primary amines; secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine; tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine; alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine; tetramethylammonium hydroxide and tetraethyl Examples include quaternary ammonium salts such as ammonium hydroxide; alkaline aqueous solutions such as cyclic amines such as pyrrole and pihelidine.

さらに、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤等を適当量添加して使用することもできる。   Furthermore, an appropriate amount of alcohol, surfactant or the like can be added to the alkaline aqueous solution.

上記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10.0〜15.0である。本発明におけるポジ型現像液としては、特に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38%の水溶液が望ましい。   The alkali concentration of the alkali developer is usually 0.1 to 20% by mass. The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0. As the positive developer in the present invention, a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide is particularly desirable.

ポジ現像の後に行うリンス処理におけるリンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる   As the rinsing liquid in the rinsing treatment performed after the positive development, pure water is used, and an appropriate amount of a surfactant can be added and used.

<感放射線性樹脂組成物>
本発明の感放射線性樹脂組成物は、本発明のパターン形成方法に好適に用いられる感放射線性樹脂組成物であって、[A]カルボキシ基を有する構造単位の含有率が10モル%以下であり、かつ酸の作用により極性が増大する重合体を含有する。当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体に加えて、本発明の効果を損なわない限り、他の成分を含有していてもよい。以下、各成分について詳述する。
<Radiation sensitive resin composition>
The radiation sensitive resin composition of this invention is a radiation sensitive resin composition used suitably for the pattern formation method of this invention, Comprising: The content rate of the structural unit which has [A] carboxy group is 10 mol% or less. And a polymer whose polarity is increased by the action of an acid. The radiation sensitive resin composition may contain other components in addition to the [A] polymer as long as the effects of the present invention are not impaired. Hereinafter, each component will be described in detail.

<[A]重合体>
[A]重合体は、酸の作用により極性が増大するため、当該レジスト膜形成用組成物は、[A]重合体を含有することにより、露光部において有機溶媒含有現像液に対する溶解度が減少し、所望のパターンを形成することができる。このような[A]重合体としては、重合体の主鎖及び/又は側鎖に、酸の作用により分解し、極性基(以下、「アルカリ可溶性基」ともいう)を生じる基(以下、「酸解離性基」ともいう)を有する重合体(以下、「酸解離性重合体」ともいう)が好ましい。[A]重合体が上記酸解離性基を有することにより、当該感放射線性樹脂組成物は、放射線の照射の前後において、重合体の極性が大きく変化し、有機溶媒を含有する現像液を用いて現像した場合の溶解コントラストが向上し、ネガ型現像用の感放射線性樹脂組成物として好適に用いられる。
<[A] polymer>
Since the polarity of the polymer [A] is increased by the action of an acid, the composition for forming a resist film contains the polymer [A], whereby the solubility in an organic solvent-containing developer is reduced in the exposed area. , A desired pattern can be formed. Examples of such a polymer [A] include a group (hereinafter referred to as “an alkali-soluble group”) that decomposes in the main chain and / or side chain of the polymer by the action of an acid to generate a polar group (hereinafter also referred to as “alkali-soluble group”). A polymer having an "acid-dissociable group" (hereinafter also referred to as an "acid-dissociable polymer") is preferable. [A] When the polymer has the acid dissociable group, the radiation-sensitive resin composition uses a developer containing an organic solvent in which the polarity of the polymer changes greatly before and after irradiation with radiation. Thus, the dissolution contrast in the case of development is improved, and it is suitably used as a radiation-sensitive resin composition for negative development.

また、[A]重合体におけるカルボキシ基を有する構造単位の含有率が10モル%以下であることにより、当該レジスト膜形成用組成物は、有機溶媒を含有する現像液に対する溶解性が高く、露光部と未露光部との溶解コントラストに優れる。   In addition, since the content of the structural unit having a carboxy group in the [A] polymer is 10 mol% or less, the composition for forming a resist film has high solubility in a developer containing an organic solvent, and exposure. Excellent dissolution contrast between the part and the unexposed part.

さらに、[A]重合体は、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。上記単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する重合体は一般に疎水性が高いため、[A]重合体が上記単環又は多環の脂環炭化水素構造を有することにより、当該感放射線性樹脂組成物は、有機溶媒を含む現像液による現像性を向上させることができる。   Furthermore, the [A] polymer preferably has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure. Since the polymer having the monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure generally has high hydrophobicity, the [A] polymer has the monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, so that the radiation sensitivity is increased. The developable resin composition can improve developability with a developer containing an organic solvent.

また、[A]重合体は、ラクトン基を含む構造単位を有することが好ましい。[A]重合体がラクトン基を含む構造単位を有することで、当該レジスト膜形成用組成物を用いて形成されるレジスト膜の、基板への密着性を向上させることができる。ここで、ラクトン基とは、ラクトン環の水素原子の1つを除いた基をいい、さらにラクトン環とは−O−C(O)−で表される構造を含む単環又は多環をいう。   [A] The polymer preferably has a structural unit containing a lactone group. [A] When the polymer has a structural unit containing a lactone group, the adhesion of the resist film formed using the resist film-forming composition to the substrate can be improved. Here, the lactone group refers to a group obtained by removing one hydrogen atom of the lactone ring, and the lactone ring refers to a monocyclic or polycyclic ring having a structure represented by —O—C (O) —. .

上述のような[A]重合体を含有する本発明の感放射線性樹脂組成物は、ArFエキシマレーザー光を照射する場合に好適に使用することができる。   The radiation sensitive resin composition of the present invention containing the [A] polymer as described above can be suitably used in the case of irradiation with ArF excimer laser light.

[A]重合体が有する酸解離性基、単環又は多環の脂環炭化水素構造、10モル%以下の含有率で有するカルボキシ基を有する構造単位、及び好適に有するラクトン基を含む構造単位について以下に詳述する。なお、本発明の効果を損なわない限り、[A]重合体は、上記以外のその他の構造を有していてもよい。   [A] an acid-dissociable group of a polymer, a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, a structural unit having a carboxy group having a content of 10 mol% or less, and a structural unit suitably containing a lactone group Is described in detail below. In addition, unless the effect of this invention is impaired, the [A] polymer may have other structures other than the above.

<酸解離性基>
[A]重合体が有する酸解離性基としては、アルカリ可溶性基の水素原子を、酸で脱離する基で置換した基が好ましい。
<Acid dissociable group>
[A] The acid dissociable group of the polymer is preferably a group in which the hydrogen atom of the alkali-soluble group is substituted with a group capable of leaving with an acid.

上記アルカリ可溶性基としては、例えば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、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。   Examples of the alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, and (alkylsulfonyl) (alkyl Carbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) Examples include a group having a methylene group.

これらのうち、カルボン酸基、フッ素化アルコール基(より好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホン酸基が好ましい。   Of these, a carboxylic acid group, a fluorinated alcohol group (more preferably hexafluoroisopropanol), and a sulfonic acid group are preferable.

上記酸で脱離する基としては、例えば−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等が挙げられる。但し、R36〜R39は、それぞれ独立して、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である。また、R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。R01〜R02は、それぞれ独立して、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である。従って、具体的な酸解離性基としては、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、第3級のアルキルエステル基が好ましく、第3級アルキルエステル基がより好ましい。Examples of the group capable of leaving by the acid, for example, -C (R 36) (R 37 ) (R 38), - C (R 36) (R 37) (OR 39), - C (R 01) (R 02 ) (OR 39 ) and the like. However, R < 36 > -R < 39 > is respectively independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring. R 01 to R 02 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. Therefore, as a specific acid dissociable group, a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, and a tertiary alkyl ester group are preferable, and a tertiary alkyl ester group is more preferable.

なお、[A]重合体は、後述する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く、上記酸解離性基は、後述する下記式(pI)〜(pV)で表される脂環炭化水素構造を有する構造単位(I)、下記式(II−AB)で表される構造単位(II)、及び後述する共重合成分の構造単位のうち少なくとも1種の構造単位に含有され得る。これらのうち、上記酸解離性基は、下記式(pI)〜(pV)で表される脂環炭化水素構造を含む構造単位(I)に含まれることが好ましい。それぞれの具体例については、後述する上記各構造の説明において記載する。   The [A] polymer preferably has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure described later, and the acid dissociable groups are represented by the following formulas (pI) to (pV) described later. It is contained in at least one structural unit among the structural unit (I) having an alicyclic hydrocarbon structure, the structural unit (II) represented by the following formula (II-AB), and the structural unit of the copolymer component described later. obtain. Among these, the acid dissociable group is preferably contained in the structural unit (I) including an alicyclic hydrocarbon structure represented by the following formulas (pI) to (pV). Each specific example will be described in the description of each structure described later.

<単環又は多環の脂環炭化水素構造>
[A]重合体は、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。なお、[A]重合体は、上記単環又は多環の脂環炭化水素構造を重合体中の主鎖、側鎖等のどの部位に有していてもよい。[A]重合体が単環又は多環の脂環炭化水素構造を有することにより、当該感放射線性樹脂組成物は、有機溶媒を含有する現像液に対する溶解性を向上させることができる。
<Monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure>
[A] The polymer preferably has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure. [A] The polymer may have the above monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure at any site such as a main chain or a side chain in the polymer. [A] When the polymer has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, the radiation-sensitive resin composition can improve solubility in a developer containing an organic solvent.

[A]重合体は、酸の作用により極性が増大する重合体であるが、単環又は多環の脂環炭化水素構造をさらに有する脂環炭化水素系酸解離性重合体であることが好ましい。このような[A]重合体は、下記式(pI)〜(pV)で表される脂環炭化水素構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造を有する構造単位(I)及び/又は下記式(II−AB)で表される構造単位(II)を有することがより好ましい。   [A] The polymer is a polymer whose polarity is increased by the action of an acid, but is preferably an alicyclic hydrocarbon-based acid dissociable polymer further having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure. . Such [A] polymer is the structural unit (I) and / or having at least one structure selected from the group consisting of alicyclic hydrocarbon structures represented by the following formulas (pI) to (pV). It is more preferable to have a structural unit (II) represented by the following formula (II-AB).

[構造単位(I)]
構造単位(I)は、下記式(pI)〜(pV)で表される脂環炭化水素構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造を有する構造単位である。
[Structural unit (I)]
The structural unit (I) is a structural unit having at least one structure selected from the group consisting of alicyclic hydrocarbon structures represented by the following formulas (pI) to (pV).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(pI)〜(pV)中、R11は、水素原子、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sec−ブチル基である。Zは、R11が結合する炭素原子と共にシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団である。R12〜R16は、それぞれ独立して、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はシクロアルキル基である。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、もしくはR15及びR16のいずれかは、シクロアルキル基である。R17〜R21は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4個の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はシクロアルキル基である。但し、R17〜R21のうち少なくとも1つはシクロアルキル基である。また、R19、R21のいずれかは炭素数1〜4個の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はシクロアルキル基である。R22〜R25は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜4個の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はシクロアルキル基である。但し、R22〜R25のうち少なくとも1つはシクロアルキル基である。また、R23とR24とは、互いに結合して環を形成していてもよい。In the above formulas (pI) to (pV), R 11 is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group. Z is an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group together with the carbon atom to which R 11 is bonded. R 12 to R 16 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group. However, at least one of R 12 to R 14 , or any of R 15 and R 16 is a cycloalkyl group. R 17 to R 21 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group. However, at least one of R 17 to R 21 is a cycloalkyl group. In addition, any one of R 19 and R 21 is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group. R 22 to R 25 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group. However, at least one of R 22 to R 25 is a cycloalkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring.

上記式(pI)〜(pV)におけるR11〜R25で表されるシクロアルキル基又はZとR11が結合する炭素原子と共に形成するシクロアルキル基は、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基が好ましい。その炭素数としては6〜30が好ましく、7〜25がより好ましい。また、これらのシクロアルキル基は置換基を有していてもよい。The cycloalkyl group represented by R 11 to R 25 in the above formulas (pI) to (pV) or the cycloalkyl group formed together with the carbon atom to which Z and R 11 are bonded may be monocyclic or polycyclic. . Specifically, a group having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure or the like having 5 or more carbon atoms is preferable. The carbon number is preferably 6-30, more preferably 7-25. Moreover, these cycloalkyl groups may have a substituent.

これらのうち、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基がさらに好ましく、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基、トリシクロデカニル基が特に好ましい。   Among these, adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecanyl group, A cyclododecanyl group is more preferable, and an adamantyl group, a norbornyl group, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a tetracyclododecanyl group, and a tricyclodecanyl group are particularly preferable.

上記置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜4のアルコキシ基、カルボキシ基、炭素数2〜6のアルコキシカルボニル基等が挙げられる。上記アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基等は、さらに置換基を有していてもよく、この置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基等を挙げることができる。   As said substituent, a C1-C4 alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, a C1-C4 alkoxy group, a carboxy group, a C2-C6 alkoxycarbonyl group, etc. are mentioned. The alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group and the like may further have a substituent, and examples of the substituent include a hydroxyl group, a halogen atom and an alkoxy group.

上記構造単位(I)としては、上記式(pI)〜(pV)で表される構造によりアルカリ可溶性基が保護された構造を含むことが好ましい。このような構造単位(I)を有する[A]重合体を含有する当該感放射線性樹脂組成物は、上記式(pI)〜(pV)で表される構造が酸の作用により解離することでアルカリ可溶性基が表出し、極性が増大して、有機溶媒を含有する現像液に難溶又は不溶となる。なお、アルカリ可溶性基としては、この技術分野において公知の種々の基が挙げられ、例えば酸解離性基の説明においてアルカリ可溶性基として例示した基を挙げることができる。   The structural unit (I) preferably includes a structure in which an alkali-soluble group is protected by a structure represented by the above formulas (pI) to (pV). In the radiation-sensitive resin composition containing the [A] polymer having such a structural unit (I), the structure represented by the above formulas (pI) to (pV) is dissociated by the action of an acid. Alkali-soluble groups appear, the polarity increases, and it becomes hardly soluble or insoluble in a developer containing an organic solvent. Examples of the alkali-soluble group include various groups known in this technical field. For example, the groups exemplified as the alkali-soluble group in the description of the acid-dissociable group can be given.

上記式(pI)〜(pV)で表される構造によりアルカリ可溶性基が保護された構造としては、例えばカルボン酸基、スルホン酸基、フェノール基、チオール基の水素原子が上記式(pI)〜(pV)で表される構造で置換された構造等が挙げられ、カルボン酸基、スルホン酸基の水素原子が上記式(pI)〜(pV)で表される構造で置換された構造が好ましい。   Examples of the structure in which the alkali-soluble group is protected by the structure represented by the above formulas (pI) to (pV) include, for example, a hydrogen atom of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phenol group, and a thiol group. The structure substituted by the structure represented by (pV), etc. are mentioned, The structure by which the hydrogen atom of the carboxylic acid group and the sulfonic acid group was substituted by the structure represented by the said formula (pI)-(pV) is preferable. .

構造単位(I)としては、下記式(pA)で表される構造単位がより好ましい。   As the structural unit (I), a structural unit represented by the following formula (pA) is more preferable.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(pA)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。複数のRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基、ウレア基、又はこれらの基を組み合わせてなる基である。Rp1は、上記式(pI)〜(pV)のいずれかの基である。In said formula (pA), R is a hydrogen atom, a halogen atom, or a C1-C4 linear or branched alkyl group. A plurality of R may be the same or different. A is a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, a urea group, or a group formed by combining these groups. R p1 is any group of the above formulas (pI) to (pV).

上記式(pA)におけるAとしては、単結合が好ましい。   As A in the formula (pA), a single bond is preferable.

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

Figure 2011158687
Figure 2011158687

Figure 2011158687
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上記式中、Rは、水素原子、CH又はCHOHである。Rxa及びRxbは、炭素数1〜4のアルキル基である。In the above formula, R x is a hydrogen atom, CH 3 or CH 2 OH. R xa and R xb are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms.

上記式(pA)におけるRp1としては、上記式(1a)で表される基が好ましい。[A]重合体が上記式(1a)で表される基を有することで、ホールを含むパターンを形成する際に高い解像性を発現することができる。R p1 in the above formula (pA) is preferably a group represented by the above formula (1a). [A] When a polymer has group represented by the said Formula (1a), when forming the pattern containing a hole, high resolution can be expressed.

上記式(1a)中、Rp11は、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状の1価の炭化水素基である。nは、1〜4の整数である。In the above formula (1a), R p11 is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. n is an integer of 1 to 4.

上記式(pA)で表される構造単位(I)のうち、上記式(1a)で表される基を有する構造単位が好ましく、例えば下記式で表される構造単位等を挙げることができる。   Of the structural unit (I) represented by the above formula (pA), a structural unit having a group represented by the above formula (1a) is preferable, and examples thereof include a structural unit represented by the following formula.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式中、Rは、上記式(pA)と同義である。   In said formula, R is synonymous with the said formula (pA).

[A]重合体における構造単位(I)の含有率は、10モル%以上95モル%以下であり、20モル%以上90モル%以下が好ましく、40モル%以上90モル%以下がより好ましく、40モル%以上がさらに好ましい。   [A] The content of the structural unit (I) in the polymer is 10 mol% to 95 mol%, preferably 20 mol% to 90 mol%, more preferably 40 mol% to 90 mol%, 40 mol% or more is more preferable.

構造単位(I)を与える単量体としては、例えば下記式で表される化合物等が挙げられる。   As a monomer which gives structural unit (I), the compound etc. which are represented by a following formula are mentioned, for example.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

[構造単位(II)]
構造単位(II)は、下記式(II−AB)で表される。[A]重合体が上記特定構造の酸解離性の脂環炭化水素構造を有する構造単位(II)を有することにより、当該感放射線性樹脂組成物は、優れた解像性を有すると共に、有機溶媒を含む現像液による現像性を向上させることができる。
[Structural unit (II)]
The structural unit (II) is represented by the following formula (II-AB). [A] When the polymer has the structural unit (II) having the acid dissociable alicyclic hydrocarbon structure having the above specific structure, the radiation-sensitive resin composition has excellent resolution and is organic. The developability with a developer containing a solvent can be improved.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(II−AB)中、R11’及びR12’は、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又はアルキル基である。Z’は、R11’が結合する炭素原子及びR12’が結合する炭素原子と共に脂環式構造を形成するための原子団である。In the above formula (II-AB), R 11 ′ and R 12 ′ each independently represent a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom or an alkyl group. Z ′ is an atomic group for forming an alicyclic structure together with the carbon atom to which R 11 ′ is bonded and the carbon atom to which R 12 ′ is bonded.

上記式(II−AB)中、R11’、R12’で表されるハロゲン原子としては、例えば塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等が挙げられる。In the above formula (II-AB), examples of the halogen atom represented by R 11 ′ and R 12 ′ include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom, and an iodine atom.

上記式(II−AB)中、R11’、R12’で表されるアルキル基としては、例えば炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状アルキル基等が挙げられる。In said formula (II-AB), as an alkyl group represented by R < 11 '> , R <12'>, a C1-C10 linear or branched alkyl group etc. are mentioned, for example.

上記式(II−AB)中、Z’の脂環式構造を形成するための原子団は、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素を形成する原子団であり、中でも有橋式の脂環式炭化水素を形成するための原子団が好ましい。   In the above formula (II-AB), the atomic group for forming the alicyclic structure of Z ′ is an atomic group that forms an alicyclic hydrocarbon which may have a substituent. An atomic group for forming an alicyclic hydrocarbon of the formula is preferred.

上記形成される脂環式構造としては、一般式(pI)〜(pV)の脂環炭化水素構造と同様のものが挙げられる。上記脂環式構造は置換基を有していてもよい。   Examples of the alicyclic structure formed include those similar to the alicyclic hydrocarbon structures of the general formulas (pI) to (pV). The alicyclic structure may have a substituent.

構造単位(II)としては、下記式(II−AB1)又は(II−AB2)で表される構造単位が好ましい。   As the structural unit (II), a structural unit represented by the following formula (II-AB1) or (II-AB2) is preferable.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(II−AB1)及び(II−AB2)中、R13’〜R16’は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、−COOH、−COOR、酸の作用により分解する基、−C(=O)−X−A’−R17’、アルキル基又はシクロアルキル基である。但し、R13’〜R16’のいずれか2つ以上の基が結合して環を形成してもよい。Rは、アルキル基、シクロアルキル基又はラクトン構造を有する基である。Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO−又は−NHSONH−である。A’は、単結合又は2価の連結基である。R17’は、−COOH、−COOR、−CN、水酸基、アルコキシ基、−CO−NH−R、−CO−NH−SO2−R又はラクトン構造を有する基である。Rは、アルキル基又はシクロアルキル基である。nは、0又は1である。In the formulas (II-AB1) and (II-AB2), R 13 ′ to R 16 ′ are each independently decomposed by the action of a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, —COOH, —COOR 5 , or an acid. Group, —C (═O) —XA′—R 17 ′ , an alkyl group, or a cycloalkyl group. However, any two or more groups of R 13 ′ to R 16 ′ may combine to form a ring. R 5 is a group having an alkyl group, a cycloalkyl group or a lactone structure. X represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - or -NHSO 2 NH-. A ′ is a single bond or a divalent linking group. R 17 ′ is a group having —COOH, —COOR 5 , —CN, a hydroxyl group, an alkoxy group, —CO—NH—R 6 , —CO—NH—SO 2 —R 6 or a lactone structure. R 6 is an alkyl group or a cycloalkyl group. n is 0 or 1.

上記式(II−AB1)及び上記式(II−AB2)中、R13’〜R16’は、上記式(II−AB)における脂環式構造を形成するための原子団ないし有橋式脂環式構造を形成するための原子団Z’の置換基ともなり得る。In the formula (II-AB1) and the formula (II-AB2), R 13 ′ to R 16 ′ are an atomic group or a bridged type fat for forming an alicyclic structure in the formula (II-AB). It can also be a substituent of the atomic group Z ′ for forming a cyclic structure.

上記式(II−AB1)又は(II−AB2)で表される構造単位としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit represented by the above formula (II-AB1) or (II-AB2) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

なお、[A]重合体においては、酸解離性基は、上記式(pI)〜(pV)で表される脂環炭化水素構造を有する構造単位(I)、上記式(II−AB)で表される構造単位(II)、又は後述する共重合成分の構造単位に含まれ得る。これらのうち、酸解離性基は、上記式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含む部分構造を有する構造単位(I)に含まれることが好ましい。   In the [A] polymer, the acid dissociable group is a structural unit (I) having an alicyclic hydrocarbon structure represented by the above formulas (pI) to (pV), or the above formula (II-AB). It may be contained in the structural unit (II) represented or the structural unit of the copolymerization component described later. Among these, the acid dissociable group is preferably contained in the structural unit (I) having a partial structure including the alicyclic hydrocarbon represented by the above formulas (pI) to (pV).

<カルボキシ基を有する構造単位>
[A]重合体において、カルボキシ基を有する構造単位(以下、「構造単位(III)」ともいう)の含有率は10モル%以下である。当該感放射線性樹脂組成物が含有する[A]重合体における構造単位(III)の含有率は全構造単位に対して0〜5モル%であることが好ましく、構造単位(III)を有さないことがより好ましい。構造単位(III)の含有率が上記範囲であることにより、コンタクトホールのようなホール部分を有するパターンを形成する場合において、有機溶媒を主成分としたネガ型現像液に対する溶解性を向上させることができる。
<Structural unit having carboxy group>
[A] In the polymer, the content of the structural unit having a carboxy group (hereinafter also referred to as “structural unit (III)”) is 10 mol% or less. It is preferable that the content rate of the structural unit (III) in the [A] polymer which the said radiation sensitive resin composition contains is 0-5 mol% with respect to all the structural units, and has structural unit (III). More preferably not. When the content of the structural unit (III) is in the above range, when forming a pattern having a hole portion such as a contact hole, the solubility in a negative developer containing an organic solvent as a main component is improved. Can do.

また、[A]重合体が後述するラクトン基を有する構造単位を含む場合、ラクトン基を有する構造単位と構造単位(III)の合計含有率は、[A]重合体を構成する全構造単位を100モル%として、通常20モル%〜65モル%、好ましくは30〜60モル%であり、ラクトン基を有する構造単位と構造単位(III)のモル比は、通常50/50、好ましくは75/25、特に好ましくは100/0である。ラクトン基を有する構造単位と構造単位(III)の合計含有率、ラクトン基を有する構造単位と構造単位(III)のモル比が上記範囲にあると、露光部のネガ型現像液に対する不溶性と未露光部の溶解性のバランスが良好となり良好なパターン形状を得ることができる。   Further, when the [A] polymer includes a structural unit having a lactone group, which will be described later, the total content of the structural unit having a lactone group and the structural unit (III) is the total structural unit constituting the [A] polymer. 100 mol% is usually 20 mol% to 65 mol%, preferably 30 to 60 mol%, and the molar ratio of the structural unit having a lactone group to the structural unit (III) is usually 50/50, preferably 75 / 25, particularly preferably 100/0. When the total content of the structural unit having a lactone group and the structural unit (III) and the molar ratio of the structural unit having the lactone group to the structural unit (III) are within the above ranges, the exposed area is insoluble and unexposed to the negative developer. The solubility balance of the exposed area becomes good and a good pattern shape can be obtained.

構造単位(III)としては、アクリル酸、メタクリル酸による構造単位のような重合体の主鎖に直接カルボキシ基が結合している構造単位、又は連結基を介して重合体の主鎖にカルボキシ基が結合している構造単位等が挙げられる。   The structural unit (III) includes a structural unit in which a carboxy group is directly bonded to the main chain of the polymer, such as a structural unit of acrylic acid or methacrylic acid, or a carboxy group in the main chain of the polymer via a linking group. The structural unit etc. which are couple | bonded are mentioned.

構造単位(III)を与える単量体としては、例えば下記式で表される化合物等が挙げられる。   As a monomer which gives structural unit (III), the compound etc. which are represented by a following formula are mentioned, for example.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

<ラクトン基を含む構造単位>
本発明の[A]重合体は、ラクトン基を含む構造単位を有することが好ましい。[A]重合体がラクトン基を有する構造単位を含むことにより、当該感放射線性樹脂組成物は、基板等への密着性を向上させることができる。上記ラクトン基としては、ラクトン構造を含有していればいずれの基でもよいが、5〜7員環ラクトン構造を含有する基が好ましく、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環している基がより好ましい。
<Structural unit containing lactone group>
The [A] polymer of the present invention preferably has a structural unit containing a lactone group. [A] When the polymer contains a structural unit having a lactone group, the radiation-sensitive resin composition can improve adhesion to a substrate or the like. The lactone group may be any group as long as it contains a lactone structure, but is preferably a group containing a 5- to 7-membered ring lactone structure, and forms a bicyclo structure or a spiro structure in the 5- to 7-membered ring lactone structure. In this way, a group in which another ring structure is condensed is more preferable.

上記ラクトン基としては、具体的には上記式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン基が好ましい。これらのうち、上記式(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)で表される基がより好ましい。上記特定のラクトン基を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が改善される。   Specifically, the lactone group is preferably a lactone group represented by any one of the above formulas (LC1-1) to (LC1-16). Of these, groups represented by the above formulas (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), and (LC1-14) are more preferable. By using the specific lactone group, line edge roughness and development defects are improved.

上記式(LC1−1)〜(LC1−16)中、Rbは、1価の有機基である。nは、0〜4の整数である。但し、nが2以上の場合、複数のRbは、同一でも異なっていてもよく、また複数のRbが互いに結合して環を形成してもよい。In the above formulas (LC1-1) to (LC1-16), Rb 2 is a monovalent organic group. n 2 is an integer of 0-4. However, when n 2 is 2 or more, the plurality of Rb 2 may be the same or different, and the plurality of Rb 2 may be bonded to each other to form a ring.

上記式(LC1−1)〜(LC1−16)中、Rbで表される1価の有機基としては、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1〜8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、酸解離性基等が挙げられる。In the above formulas (LC1-1) to (LC1-16), the monovalent organic group represented by Rb 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, or the number of carbon atoms. Examples thereof include an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, a carboxy group, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, and an acid dissociable group.

上記ラクトン基を含む構造単位としては、上記式(LC1−1)〜(LC1−16)のいずれかで表されるラクトン基を有する構造単位等が挙げられ、例えば上記式(II−AB1)又は(II−AB2)中のR13’〜R16’のうち少なくとも1つが上記式(LC1−1)〜(LC1−16)で表される基を有する構造単位(例えば−COORのRが上記式(LC1−1)〜(LC1−16)で表される基を表す)、又は下記式(AI)で表される構造単位等を挙げることができる。Examples of the structural unit containing the lactone group include structural units having a lactone group represented by any one of the above formulas (LC1-1) to (LC1-16), such as the above formula (II-AB1) or (II-AB2) wherein at least one of R 13 '~R 16' in Although R 5 in the structural unit (e.g., -COOR 5 having a group represented by the formula (LC1-1) ~ (LC1-16) And a structural unit represented by the following formula (AI), and the like.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(AI)中、Rbは、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜4のアルキル基である。Abは、単結合、アルキレン基、単環若しくは多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシ基又はこれらを組み合わせてなる2価の基である。Vは、上記式(LC1−1)〜(LC1−16)のうちのいずれかで表される基である。In the above formula (AI), Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Ab is a divalent group formed by a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxy group, or a combination thereof. is there. V is a group represented by any one of the above formulas (LC1-1) to (LC1-16).

上記式(AI)中、Rbのアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、例えば水酸基、ハロゲン原子等が挙げられる。In the above formula (AI), preferred examples of the substituent that the alkyl group represented by Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.

上記式(AI)中、Rbの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、沃素原子等が挙げられる。In the above formula (AI), examples of the halogen atom for Rb 0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

上記Rbとしては、水素原子、メチル基が好ましい。Rb 0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

上記式(AI)中、Abとしては、単結合、−Ab−COO−で表される連結基が好ましい。Abは、直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は単環若しくは多環のシクロアルキレン基であり、好ましくは、メチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。In the above formula (AI), Ab is preferably a single bond or a linking group represented by -Ab 1 -COO-. Ab 1 is a linear or branched alkylene group or a monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group, or a norbornylene group.

ラクトン基を含む構造単位は通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体を混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度(ee)が90以上のものが好ましく、より好ましくは95以上である。   The structural unit containing a lactone group usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity (ee) thereof is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.

ラクトン基を含む構造単位としては例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit containing a lactone group include a structural unit represented by the following formula.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

Figure 2011158687
Figure 2011158687

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式中、Rは、CH、CHOH又はCFである。In the above formula, R x is CH 3 , CH 2 OH or CF 3 .

<極性基>
[A]重合体は、他の構造として、極性基を有することができる。[A]重合体が極性基を有することで、当該感放射線性樹脂組成物は、基板等への密着性を向上させることができる。本発明において好ましい極性基を有する構造単位としては、例えば極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する構造単位等が挙げられ、構造単位(I)、構造単位(II)における単環又は多環の脂環炭化水素構造が上記極性基を置換基として有する構造単位等もこれらに該当する。
<Polar group>
[A] The polymer may have a polar group as another structure. [A] When the polymer has a polar group, the radiation-sensitive resin composition can improve adhesion to a substrate or the like. Examples of the structural unit having a polar group that is preferable in the present invention include a structural unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group. The structural unit (I) and the structural unit (II) may be monocyclic or polycyclic. The structural unit etc. in which the alicyclic hydrocarbon structure of the ring has the polar group as a substituent also correspond to these.

上記極性基で置換された脂環炭化水素構造の脂環炭化水素構造としては、アダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルナン基が好ましい。また、極性基としては水酸基、シアノ基が好ましい。   As the alicyclic hydrocarbon structure of the alicyclic hydrocarbon structure substituted with the polar group, an adamantyl group, a diamantyl group, and a norbornane group are preferable. The polar group is preferably a hydroxyl group or a cyano group.

上記極性基で置換された脂環炭化水素構造としては、下記式(VIIa)〜(VIId)で表される部分構造が好ましい。   As the alicyclic hydrocarbon structure substituted with the polar group, partial structures represented by the following formulas (VIIa) to (VIId) are preferable.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(VIIa)〜(VIIc)中、R2c〜R4cは、それぞれ独立して、水素原子、水酸基又はシアノ基である。但し、R2c〜R4cのうち少なくとも1つは水酸基又はシアノ基である。好ましくはR2c〜R4cのうち1つ又は2つが水酸基であり、かつ残りが水素原子である。さらに好ましくはR2c〜R4cのうち2つが水酸基であり、かつ残りが水素原子である。In the formulas (VIIa) to (VIIc), R 2c to R 4c are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a cyano group. However, at least one of R 2c to R 4c is a hydroxyl group or a cyano group. Preferably, one or two of R 2c to R 4c are hydroxyl groups, and the rest are hydrogen atoms. More preferably, two of R 2c to R 4c are hydroxyl groups and the rest are hydrogen atoms.

極性基を有する構造単位としては、一般式(VIIa)〜(VIId)で表される基を有する構造単位が好ましく、上記式(II−AB1)又は(II−AB2)中のR13’〜R16’のうち少なくとも1つが上記式(VII)で表される基を有するもの(例えば、−COORにおけるRが一般式(VIIa)〜(VIId)で表される基を表す)、又は下記一般式(AIIa)〜(AIId)で表される構造単位等を挙げることができる。As the structural unit having a polar group, structural units having groups represented by general formulas (VIIa) to (VIId) are preferable, and R 13 ′ to R in the above formula (II-AB1) or (II-AB2) are preferable. At least one of 16 ′ has a group represented by the above formula (VII) (for example, R 5 in —COOR 5 represents a group represented by general formulas (VIIa) to (VIId)), or the following Examples include structural units represented by general formulas (AIIa) to (AIId).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(AIIa)〜(AIId)中、R1cは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキメチル基である。R2c〜R4cは、上記式(VIIa)〜(VIIc)と同義である。In the above formulas (AIIa) to (AIId), R 1c is a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group. R 2c to R 4c have the same meanings as the above formulas (VIIa) to (VIIc).

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

Figure 2011158687
Figure 2011158687

<その他の構造単位>
[A]重合体は、その他の構造単位として、下記式(VIII)で表される構造単位等を有してもよい。
<Other structural units>
[A] The polymer may have a structural unit represented by the following formula (VIII) as another structural unit.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(VIII)中、Zは、−O−又は−N(R41)−である。R41は、水素原子、水酸基、アルキル基又は−OSO−R42である。R42は、アルキル基、シクロアルキル基又は樟脳残基である。R41及びR42のアルキル基は、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)等で置換されていてもよい。In the above formula (VIII), Z 2 is —O— or —N (R 41 ) —. R 41 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, or —OSO 2 —R 42 . R42 is an alkyl group, a cycloalkyl group, or a camphor residue. The alkyl group of R 41 and R 42 may be substituted with a halogen atom (preferably a fluorine atom) or the like.

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

Figure 2011158687
Figure 2011158687

[A]重合体は、その他の構造単位として、下記式(F1)で表される基を1〜3個有する構造単位を有していてもよい。これにより当該感放射線性樹脂組成物のラインエッジラフネス性能が向上する。   [A] The polymer may have a structural unit having 1 to 3 groups represented by the following formula (F1) as another structural unit. Thereby, the line edge roughness performance of the said radiation sensitive resin composition improves.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(F1)中、R50〜R55は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又はアルキル基である。但し、R50〜R55のうち少なくとも1つは、フッ素原子、又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基である。Rは、水素原子又は有機基(好ましくは酸解離性保護基、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルコキシカルボニル基)である。In the formula (F1), R 50 to R 55 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. However, at least one of R 50 to R 55 is a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. R x is a hydrogen atom or an organic group (preferably an acid dissociable protecting group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an acyl group, or an alkoxycarbonyl group).

上記式(F1)中、R50〜R55のアルキル基は、フッ素原子等のハロゲン原子、シアノ基等で置換されていてもよく、メチル基、トリフルオロメチル基等の炭素数1〜3のアルキル基が好ましい。In the above formula (F1), the alkyl group of R 50 to R 55 may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom or a cyano group, and has 1 to 3 carbon atoms such as a methyl group or a trifluoromethyl group. Alkyl groups are preferred.

上記式(F1)中、R50〜R55としては、すべてがフッ素原子であることが好ましい。In the above formula (F1), it is preferable that all of R 50 to R 55 are fluorine atoms.

上記式(F1)中、Rが表わす有機基としては、酸解離性保護基、置換基を有していてもよい、アルキル基、シクロアルキル基、アシル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルメチル基、アルコキシメチル基、1−アルコキシエチル基が好ましい。In the above formula (F1), as the organic group represented by R x , an acid dissociable protecting group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an acyl group, an alkylcarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, which may have a substituent, An alkoxycarbonylmethyl group, an alkoxymethyl group, and a 1-alkoxyethyl group are preferable.

上記式(F1)で表される基を有する好ましい構造単位として、下記式(F2)で表される構造単位等が挙げられる。   As a preferred structural unit having a group represented by the above formula (F1), a structural unit represented by the following formula (F2) and the like can be mentioned.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(F2)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基である。Fは、単結合、直鎖又は分岐のアルキレン基である。Fは、単環又は多環の環状炭化水素基である。Fは、単結合、直鎖又は分岐のアルキレン基である。Fは、一般式(F1)で表される基である。pは、1〜3の整数である。In said formula (F2), Rx is a hydrogen atom, a halogen atom, or a C1-C4 alkyl group. F a is a single bond, a linear or branched alkylene group. F b is a monocyclic or polycyclic hydrocarbon group. F c is a single bond, a linear or branched alkylene group. F 1 is a group represented by the general formula (F1). p 1 is an integer of 1 to 3.

上記式(F2)中、Rのアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。In the above formula (F2), preferred substituents that the alkyl group represented by R x may have include a hydroxyl group and a halogen atom.

上記式(F2)中、Fとしては、単結合が好ましい。In the above formula (F2), F a is preferably a single bond.

上記式(F2)中、Fにおける環状炭化水素基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基が好ましい。In the above formula (F2), the cyclic hydrocarbon group for F b is preferably a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, or a norbornyl group.

上記式(F2)中、Fとしては、単結合、メチレン基が好ましい。In the above formula (F2), F c is preferably a single bond or a methylene group.

上記式(F1)で表される基を有する構造単位としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit having a group represented by the formula (F1) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

酸解離性[A]重合体は、その他の構造単位として、さらに脂環炭化水素構造を有し、酸解離性を示さない構造単位をさらに含有してもよい。これにより液浸露光時にレジスト膜から液浸液への低分子成分の溶出が低減できる。このような構造単位として、例えば1−アダマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。   The acid dissociable [A] polymer may further contain a structural unit that has an alicyclic hydrocarbon structure and does not exhibit acid dissociability as another structural unit. This can reduce the elution of low molecular components from the resist film to the immersion liquid during immersion exposure. Examples of such a structural unit include 1-adamantyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, and the like.

[A]重合体は、上記の構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的でその他の構造単位を含有することができる。   [A] In addition to the above structural units, the polymer [A] is used for the purpose of adjusting dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general resist characteristics such as resolution, heat resistance, and sensitivity. Other structural units can be contained.

これらのその他の構造単位により、[A]重合体に要求される性能、特に、(1)塗布溶媒に対する溶解性、(2)製膜性(ガラス転移温度)、(3)現像液に対する溶解性、(4)膜減り(親疎水性)、(5)未露光部の基板への密着性、(6)ドライエッチング耐性等の微調整が可能となる。   Due to these other structural units, the performance required for [A] polymer, in particular, (1) solubility in coating solvent, (2) film-forming property (glass transition temperature), (3) solubility in developer (4) Fine film adjustment (hydrophobicity), (5) Adhesion of unexposed part to substrate, (6) Dry etching resistance, etc. can be finely adjusted.

このような構造単位としては、例えば下記の単量体に相当する構造単位を挙げることができる。   Examples of such structural units include structural units corresponding to the following monomers.

このような単量体として、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、ビニルエステル類等の付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。   Examples of such a monomer include compounds having one addition polymerizable unsaturated bond such as acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters and the like. Can be mentioned.

その他にも、上記種々の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であれば、これらが共重合されていてもよい。   In addition, as long as it is an addition polymerizable unsaturated compound copolymerizable with monomers corresponding to the above various structural units, these may be copolymerized.

[A]重合体において、各構造単位の含有率はレジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。   [A] In the polymer, the content of each structural unit is the resist dry etching resistance, the standard developer suitability, the substrate adhesion, the resist profile, and the general required performance of the resist, such as resolution, heat resistance, and sensitivity. It is set appropriately to adjust.

[A]重合体の好ましい態様としては、以下のものが挙げられる。
(1)上記式(pI)〜(pV)で表される脂環炭化水素構造を含む構造単位を有するもの(側鎖型)。好ましくは(pI)〜(pV)の構造を有する(メタ)アクリレート構造単位を含有するもの。
(2)上記式(II−AB)で表される構造単位を含有するもの(主鎖型)。但し、(2)においては例えば、さらに以下のものが挙げられる。
(3)上記式(II−AB)で表される構造単位、無水マレイン酸誘導体及び(メタ)アクリレート構造を有するもの(ハイブリッド型)。
[A] Preferred embodiments of the polymer include the following.
(1) One having a structural unit containing an alicyclic hydrocarbon structure represented by the above formulas (pI) to (pV) (side chain type). Preferably, it contains a (meth) acrylate structural unit having a structure of (pI) to (pV).
(2) Containing a structural unit represented by the above formula (II-AB) (main chain type). However, in (2), for example, the following can be further mentioned.
(3) A structural unit represented by the above formula (II-AB), a maleic anhydride derivative and a (meth) acrylate structure (hybrid type).

[A]重合体が脂環炭化水素構造及び酸解離性基を有する重合体である場合、[A]重合体中、酸解離性基を有する構造単位の含有率は、全構造単位中10〜95モル%が好ましく、より好ましくは20〜90モル%、さらに好ましくは40〜90モル%である。   [A] When the polymer is a polymer having an alicyclic hydrocarbon structure and an acid dissociable group, the content of the structural unit having an acid dissociable group in [A] polymer is 10 to 10 in all the structural units. 95 mol% is preferable, More preferably, it is 20-90 mol%, More preferably, it is 40-90 mol%.

[A]重合体が酸解離性基を有する重合体である場合、[A]重合体中、酸解離性基を有する構造単位の含有量は、全構造単位中10〜95モル%が好ましく、より好ましくは20〜90モル%、さらに好ましくは40〜90モル%である。   [A] When the polymer is a polymer having an acid dissociable group, the content of the structural unit having an acid dissociable group in the [A] polymer is preferably 10 to 95 mol% in all the structural units, More preferably, it is 20-90 mol%, More preferably, it is 40-90 mol%.

[A]重合体が脂環炭化水素構造及び酸解離性基を有する重合体である場合、[A]重合体中、上記式(pI)〜(pV)で表される脂環炭化水素構造を含む構造単位の含有率は10〜95モル%が好ましく、より好ましくは20〜90モル%、さらに好ましくは40〜90モル%である。   [A] When the polymer is a polymer having an alicyclic hydrocarbon structure and an acid-dissociable group, the alicyclic hydrocarbon structure represented by the above formulas (pI) to (pV) in the [A] polymer. The content of the structural unit to be included is preferably 10 to 95 mol%, more preferably 20 to 90 mol%, still more preferably 40 to 90 mol%.

[A]重合体が脂環炭化水素構造及び酸解離性基を有する重合体である場合、[A]重合体中、一般式(II−AB)で表される構造単位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜60モル%が好ましく、より好ましくは15〜55モル%、さらに好ましくは20〜50モル%である。   [A] When the polymer is a polymer having an alicyclic hydrocarbon structure and an acid dissociable group, the content of the structural unit represented by the general formula (II-AB) in the [A] polymer is 10-60 mol% is preferable in a repeating structural unit, More preferably, it is 15-55 mol%, More preferably, it is 20-50 mol%.

[A]重合体が酸解離性基を有する重合体である場合、[A]重合体中、ラクトン構造を有する構造単位の含有量は、全構造単位中10〜70モル%が好ましく、20〜65モル%がより好ましい。
[A]重合体が酸解離性基を有する重合体である場合、[A]重合体中、極性基を有する構造単位の含有量は、全繰り返し構造単位中1〜40モル%が好ましく、5〜30モル%がより好ましく、5〜20モル%がさらに好ましい。
[A] When the polymer is a polymer having an acid dissociable group, the content of the structural unit having a lactone structure in the [A] polymer is preferably 10 to 70 mol% in all the structural units. 65 mol% is more preferable.
[A] When the polymer is a polymer having an acid dissociable group, the content of the structural unit having a polar group in the polymer [A] is preferably 1 to 40 mol% in all repeating structural units. -30 mol% is more preferable, and 5-20 mol% is further more preferable.

また、上記その他の構造単位の[A]重合体中の含有率は、所望のレジストの性能に応じて適宜設定することができるが、一般的に、上記式(pI)〜(pV)で表される脂環炭化水素構造を含む構造単位と上記式(II−AB)で表される構造単位の合計した総モル数に対して99モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル%以下、さらに好ましくは80モル%以下である。   The content of the other structural units in the [A] polymer can be appropriately set according to the performance of the desired resist, but is generally represented by the above formulas (pI) to (pV). 99 mol% or less is preferable, more preferably 90 mol% or less, and more preferably 90 mol% or less, based on the total number of moles of the structural unit including the alicyclic hydrocarbon structure and the structural unit represented by the above formula (II-AB). Preferably it is 80 mol% or less.

本発明の感放射線性樹脂組成物がArF露光用であるとき、ArF光への透明性の点から重合体は芳香族基を有さないことが好ましい。   When the radiation sensitive resin composition of the present invention is for ArF exposure, the polymer preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to ArF light.

[A]重合体が脂環炭化水素構造及び酸解離性基を有する重合体である場合、構造単位のすべてが(メタ)アクリレート系構造単位で構成されたものであることが好ましい。この場合、構造単位のすべてがメタクリレート系構造単位、構造単位のすべてがアクリレート系構造単位、構造単位のすべてがメタクリレート系構造単位/アクリレート系構造単位の混合のいずれのものでも用いることができるが、アクリレート系構造単位が全構造単位の50mol%以下であることが好ましい。   [A] When the polymer is a polymer having an alicyclic hydrocarbon structure and an acid-dissociable group, it is preferable that all of the structural units are composed of (meth) acrylate structural units. In this case, all of the structural units can be used as a methacrylate structural unit, all of the structural units are acrylate structural units, and all of the structural units can be any mixture of methacrylate structural units / acrylate structural units. The acrylate-based structural unit is preferably 50 mol% or less of the total structural units.

[A]重合体が脂環炭化水素構造及び酸解離性基を有する重合体である場合、少なくとも、ラクトン基を有する(メタ)アクリレート系構造単位、水酸基及びシアノ基の少なくともいずれかで置換された有機基を有する(メタ)アクリレート系構造単位、並びに、酸解離性基を有する(メタ)アクリレート系構造単位の3種類の構造単位を有する共重合体であることが好ましい。   [A] When the polymer is a polymer having an alicyclic hydrocarbon structure and an acid dissociable group, it is substituted with at least one of a (meth) acrylate structural unit having a lactone group, a hydroxyl group, and a cyano group A copolymer having three types of structural units, ie, a (meth) acrylate structural unit having an organic group and a (meth) acrylate structural unit having an acid dissociable group is preferable.

[A]重合体としては、上記式(pI)〜(pV)で表される脂環炭化水素構造を含む構造単位20〜60モル%、ラクトン基を有する構造単位20〜60モル%、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する構造単位5〜30%含有する3元共重合ポリマー、又はさらにその他の構造単位を0〜20%含む4元共重合ポリマーが好ましい。   [A] As a polymer, 20-60 mol% of structural units containing an alicyclic hydrocarbon structure represented by the above formulas (pI) to (pV), 20-60 mol% of structural units having a lactone group, polar groups A ternary copolymer containing 5 to 30% of structural units having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with or a quaternary copolymer containing 0 to 20% of other structural units is preferred.

また、[A]重合体としては、下記式(ARA−1)〜(ARA−7)で表される酸解離性基を有する構造単位20〜60モル%、下記式(ARL−1)〜(ARL−6)で表されるラクトン基を有する構造単位20〜60モル%、脂環炭化水素構造を有し、酸解離性を有さない構造単位を5〜20モル%含む共重合ポリマーが好ましい。   Moreover, as a [A] polymer, 20-60 mol% of structural units which have an acid dissociable group represented by following formula (ARA-1)-(ARA-7), following formula (ARL-1)-( A copolymer having 20 to 60 mol% of a structural unit having a lactone group represented by ARL-6) and 5 to 20 mol% of a structural unit having an alicyclic hydrocarbon structure and not having acid dissociability is preferable. .

Figure 2011158687
Figure 2011158687

Figure 2011158687
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上記式中、Rxy1は、水素原子又はメチル基である。Rxa1及びRxb1は、それぞれ独立して、メチル基又はエチル基である。Rxc1は水素原子又はメチル基である。In the above formula, R xy1 represents a hydrogen atom or a methyl group. R xa1 and R xb1 are each independently a methyl group or an ethyl group. R xc1 is a hydrogen atom or a methyl group.

[A]重合体をKrFエキシマレーザー光、電子線、X線、波長50nm以下の高エネルギー光線(EUV等)を照射し、有機溶媒を含有する現像液を使用するネガ型現像を行うレジスト組成物に使用する場合には、[A]重合体は、ヒドロキシスチレンによる構造単位等のヒドロキシスチレン系構造単位を有することが好ましい。さらに好ましくは、ヒドロキシスチレン系構造単位及び酸解離性基を有する構造単位を有する重合体(以下、「ヒドロキシスチレン系酸解離性重合体」ともいう)である。酸解離性基を有する構造単位としては、酸解離性基で保護されたヒドロキシスチレン系構造単位、酸解離性(メタ)アクリル酸3級アルキルエステル系構造単位が好ましい。   [A] Resist composition for performing negative development using a developer containing an organic solvent by irradiating the polymer with KrF excimer laser light, electron beam, X-ray, high energy light (EUV, etc.) having a wavelength of 50 nm or less When used in the above, the [A] polymer preferably has a hydroxystyrene-based structural unit such as a structural unit based on hydroxystyrene. More preferably, it is a polymer having a hydroxystyrene structural unit and a structural unit having an acid dissociable group (hereinafter, also referred to as “hydroxystyrene acid dissociable polymer”). The structural unit having an acid dissociable group is preferably a hydroxystyrene structural unit protected with an acid dissociable group or an acid dissociable (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester structural unit.

酸解離性基で保護されたヒドロキシスチレン系構造単位としては、1−アルコキシエトキシスチレン、t−ブチルカルボニルオキシスチレン等による構造単位が好ましい。酸解離性(メタ)アクリル酸3級アルキルエステル系構造単位におけるアルキル基としては、鎖状アルキル基、又は単環若しくは多環の環状アルキル基が挙げられる。酸解離性(メタ)アクリル酸3級アルキルエステル系構造単位として、好ましくは、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリルレート、2−(1−アダマンチル)−2−プロピル(メタ)アクリルレート、1−アルキル−1−シクロヘキシル(メタ)アクリルレート、1−アルキル−1−シクロペンチル(メタ)アクリルレート等による構造単位が挙げられる。   As the hydroxystyrene-based structural unit protected with an acid-dissociable group, structural units such as 1-alkoxyethoxystyrene, t-butylcarbonyloxystyrene and the like are preferable. Examples of the alkyl group in the acid dissociable (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester structural unit include a chain alkyl group and a monocyclic or polycyclic cyclic alkyl group. The acid dissociable (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester structural unit is preferably t-butyl (meth) acrylate, 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2- (1-adamantyl) -2. Examples include structural units such as -propyl (meth) acrylate, 1-alkyl-1-cyclohexyl (meth) acrylate, 1-alkyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate, and the like.

以下、ヒドロキシスチレン系酸解離性重合体の具体例としては、例えば特開2008−292975号公報[0198]段落に記載の重合体等を挙げることができる。   Hereinafter, specific examples of the hydroxystyrene-based acid dissociable polymer include polymers described in paragraph [0198] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-292975.

ヒドロキシスチレン系酸解離性重合体中の、酸解離性基の含有率は、ヒドロキシスチレン系酸解離性重合体中の酸解離性基の数(B)と酸で脱離する基で保護されていないアルカリ可溶性基の数(S)をもって、B/(B+S)で表される。含有率は、好ましくは0.01〜0.7、より好ましくは0.05〜0.50、さらに好ましくは0.05〜0.40である。   The content of the acid dissociable group in the hydroxystyrene-based acid dissociable polymer is protected by the number of acid dissociable groups (B) in the hydroxystyrene-based acid dissociable polymer and a group capable of leaving with an acid. With no number of alkali-soluble groups (S), it is expressed as B / (B + S). The content is preferably 0.01 to 0.7, more preferably 0.05 to 0.50, and still more preferably 0.05 to 0.40.

本発明における[A]重合体は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種及び開始剤を溶媒に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶媒にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法等が挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド溶媒、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明のレジスト組成物に用いられる溶媒と同一の溶媒を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。   [A] polymer in this invention is compoundable according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, polymerization is performed using the same solvent as the solvent used in the resist composition of the present invention. Thereby, generation | occurrence | production of the particle at the time of a preservation | save can be suppressed.

重合反応は窒素やアルゴン等不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイド等)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシ基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等が挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶媒に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。   The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As the polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo-based initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxy group is preferable. Preferred initiators include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate) and the like. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.

精製は、後述の[F]重合体と同様の方法を用いることができ、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液液抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈殿法や、濾別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。   For purification, a method similar to that for the [F] polymer described later can be used, and a liquid-liquid extraction method for removing residual monomers and oligomer components by combining water washing and an appropriate solvent, those having a specific molecular weight or less. A purification method in a solution state such as ultrafiltration for extracting and removing only the resin, a reprecipitation method for removing residual monomers by coagulating the resin in the poor solvent by dropping the resin solution into the poor solvent, Ordinary methods such as a purification method in a solid state such as washing the resin slurry separated by filtration with a poor solvent can be applied.

[A]重合体の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、さらにより好ましくは3,000〜20,000、さらに好ましくは5,000〜15,000である。重量平均分子量を、1,000〜200,000とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、かつ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化することを防ぐことができる。   [A] The weight average molecular weight of the polymer is preferably from 1,000 to 200,000, more preferably from 3,000 to 20,000, and even more preferably from 5,000 to 200 as a polystyrene-converted value by the GPC method. 15,000. By setting the weight average molecular weight to 1,000 to 200,000, deterioration of heat resistance and dry etching resistance can be prevented, and developability is deteriorated, and viscosity is increased, resulting in deterioration of film forming property. Can be prevented.

[A]重合体の重量平均分子量の特に好ましい別の形態は、GPC法によるポリスチレン換算値で3,000〜14,000である。重量平均分子量を3,000〜14,000とすることにより、特にレジスト残渣(以降、「スカム」ともいう)が抑制され、より良好なパターンを形成することができる。   [A] Another particularly preferable form of the weight average molecular weight of the polymer is 3,000 to 14,000 in terms of polystyrene by GPC method. By setting the weight average molecular weight to 3,000 to 14,000, resist residues (hereinafter also referred to as “scum”) are particularly suppressed, and a better pattern can be formed.

分散度(分子量分布)は、通常1〜5であり、好ましくは1〜3、より好ましくは1.2〜3.0、さらに好ましくは1.2〜2.0の範囲のものが使用される。分散度の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、かつレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。   The degree of dispersion (molecular weight distribution) is usually 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1.2 to 3.0, and still more preferably 1.2 to 2.0. . The smaller the degree of dispersion, the better the resolution and the resist shape, the smoother the side wall of the resist pattern, and the better the roughness.

本発明の感放射線性樹脂組成物において、[A]重合体の配合量は、全固形分中50〜99.9質量%が好ましく、より好ましくは60〜99.0質量%である。なお、本発明において、樹脂は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。   In the radiation-sensitive resin composition of the present invention, the blending amount of the [A] polymer is preferably 50 to 99.9% by mass, more preferably 60 to 99.0% by mass in the total solid content. In the present invention, the resins may be used alone or in combination.

[A]重合体は、後述する[F]重合体との相溶性の観点から、フッ素原子及び珪素原子を含有しないことが好ましい。   [A] It is preferable that a polymer does not contain a fluorine atom and a silicon atom from a compatible viewpoint with the [F] polymer mentioned later.

<[B]放射線の照射により酸を発生する化合物>
本発明の感放射線性樹脂組成物は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「[B]酸発生剤」ともいう)を含有することが好ましい。
<[B] Compound that generates acid upon irradiation>
The radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably contains a compound that generates an acid upon irradiation with radiation (hereinafter also referred to as “[B] acid generator”).

[B]酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。   [B] As an acid generator, photocationic photoinitiator, photoinitiator of radical photopolymerization, dye photodecoloring agent, photochromic agent, or by irradiation with radiation used for micro resist Known compounds that generate acids and mixtures thereof can be appropriately selected and used.

[B]酸発生剤としては、例えばジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネート等を挙げることができる。   [B] Examples of the acid generator include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.

また、[B]酸発生剤としては、これらの放射線の照射により酸を発生する基、又は化合物を、ポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物を用いることができる。これらの化合物としては、例えば米国特許第3849137号、独国特許第3914407号、特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号等に記載の化合物等を挙げることができる。   [B] As the acid generator, a group in which an acid is generated by irradiation of these radiations or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of the polymer can be used. Examples of these compounds include U.S. Pat. No. 3,849,137, German Patent 3,914,407, JP-A 63-26653, JP-A 55-164824, JP-A 62-69263, and JP-A 63-146038. And compounds described in JP-A-63-163452, JP-A-62-153853, JP-A-63-146029, and the like.

さらに米国特許第3779778号、欧州特許第126712号等に記載の光により酸を発生する化合物も本発明における[B]酸発生剤として使用することができる。   Further, compounds that generate an acid by light described in US Pat. No. 3,777,778, European Patent 126712 and the like can also be used as the [B] acid generator in the present invention.

好ましい[B]酸発生剤として、下記式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。   Preferable [B] acid generators include compounds represented by the following formulas (ZI), (ZII), and (ZIII).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(ZI)において、R201、R202及びR203は、それぞれ独立して有機基である。Xは、非求核性アニオンであり、好ましくはスルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、ビス(アルキルスルホニル)アミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン、BF−、PF−、SbF−等が挙げられ、より好ましくは炭素原子を含有する有機アニオンである。In the above formula (ZI), R 201 , R 202 and R 203 are each independently an organic group. X is a non-nucleophilic anion, and preferably a sulfonate anion, a carboxylate anion, a bis (alkylsulfonyl) amide anion, a tris (alkylsulfonyl) methide anion, BF 4 —, PF 6 —, SbF 6 — and the like. More preferably, it is an organic anion containing a carbon atom.

好ましい有機アニオンとしては、下記式で表される有機アニオンが挙げられる。   A preferable organic anion includes an organic anion represented by the following formula.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式中、Rc1は、有機基である。In the above formula, R c1 is an organic group.

上記Rc1の有機基としては、炭素数1〜30のものが挙げられ、好ましくは置換されていてもよい脂肪族炭化水素基、芳香族基、又はこれらの基の複数が、単結合、−O−、−CO−、−S−、−SO−、−SON(Rd1)−等の連結基で連結された基を挙げることができる。Rd1は水素原子、アルキル基である。Rc3、Rc4及びRc5は、それぞれ独立して、有機基である。Rc3、Rc4、Rc5の有機基として、好ましくはRc1における好ましい有機基と同じ基を挙げることができ、最も好ましくは炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基である。但しRc3とRc4とが結合して環を形成していてもよい。Rc3とRc4とが結合して形成される基としては、アルキレン基、アリーレン基が挙げられる。好ましくは炭素数2〜4のパーフロロアルキレン基である。Rc1、Rc3〜Rc5の有機基として特に好ましくは、1位がフッ素原子又はフルオロアルキル基で置換されたアルキル基、フッ素原子又はフルオロアルキル基で置換されたフェニル基である。フッ素原子又はフルオロアルキル基を有することにより、光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。また、Rc3とRc4が結合して環を形成することにより光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。Examples of the organic group represented by R c1 include those having 1 to 30 carbon atoms, and preferably an optionally substituted aliphatic hydrocarbon group, aromatic group, or a plurality of these groups are a single bond, — O -, - CO 2 -, - S -, - SO 3 -, - SO 2 N (R d1) - , and the like linked group linking group. R d1 represents a hydrogen atom or an alkyl group. R c3 , R c4 and R c5 are each independently an organic group. Preferred examples of the organic group for R c3 , R c4 , and R c5 include the same groups as the preferred organic group for R c1 , and most preferred is a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, R c3 and R c4 may be bonded to form a ring. Examples of the group formed by combining R c3 and R c4 include an alkylene group and an arylene group. Preferably, it is a C2-C4 perfluoroalkylene group. The organic group of R c1 and R c3 to R c5 is particularly preferably an alkyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. By having a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased and the sensitivity is improved. Further, when R c3 and R c4 are bonded to form a ring, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased, and the sensitivity is improved.

上記式(ZI)中、R201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、上記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、カルボニル基を含んでいてもよい。上記R201〜R203のうちの2つが結合して形成する基としては、シクロアルキレン基(例えば、シクロブチレン基、シクロペンチレン基)を挙げることができる。
上記R201、R202及びR203としての有機基の具体例としては後述する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−3)における対応する基を挙げることができる。
In the formula (ZI), the carbon number of the organic group as R 201, R 202 and R 203 is generally from 1 to 30, preferably 1 to 20.
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 combining two of R 201 to R 203 include a cycloalkylene group (for example, a cyclobutylene group and a cyclopentylene group).
Specific examples of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds (ZI-1), (ZI-2) and (ZI-3) described later.

なお、上記式(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、上記式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくともひとつが、上記式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。A compound having a plurality of structures represented by the above formula (ZI) may be used. For example, at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by the formula (ZI) is a structure bonded to at least one of R 201 to R 203 of another compound represented by formula (ZI) It may be a compound.

さらに上記式(ZI)で表される化合物として、以下に説明する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、及び(ZI−3)を挙げることができる。   Furthermore, examples of the compound represented by the formula (ZI) include compounds (ZI-1), (ZI-2), and (ZI-3) described below.

化合物(ZI−1)は、上記式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニム化合物、即ち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
上記アリールスルホニウム化合物は、上記R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、上記R201〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基、シクロアルキル基でもよい。上記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、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物等を挙げることができる。
The compound (ZI-1) is at least one of the aryl groups R 201 to R 203 in formula (ZI), arylsulfonium compound, i.e., a compound having arylsulfonium as a cation.
In the arylsulfonium 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 arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, aryldicycloalkylsulfonium compounds, and the like.

上記アリールスルホニウム化合物のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基等のアリール基、インドール残基、ピロール残基等のヘテロアリール基が好ましく、さらにより好ましくはフェニル基、インドール残基である。アリールスルホニム化合物が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。   The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group, or a heteroaryl group such as an indole residue or a pyrrole residue, and more preferably a phenyl group or an indole residue. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.

上記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は、炭素数1〜15の直鎖又は分岐状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−ブチル基等を挙げることができる。上記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シクロアルキル基は、炭素数3〜15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、シクロヘキシル基等を挙げることができる。   The alkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, sec. -A butyl group, a t-butyl group, etc. can be mentioned. The cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.

上記R201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。これらのうち好ましい置換基としては、炭素数1〜12の直鎖又は分岐状アルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つの上記R201〜R203のうちのいずれか1つが有していてもよいし、3つ全てが有していてもよい。また、上記R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に結合していることが好ましい。The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 may have an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group as a substituent. Among these, preferable substituents are a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and a linear, branched or cyclic alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. More preferably, they are a C1-C4 alkyl group and a C1-C4 alkoxy group. Any one of the three R 201 to R 203 described above may be present, or all three may be present. In the case where R 201 to R 203 are an aryl group, the substituent is preferably bonded to the p-position of the aryl group.

化合物(ZI−2)は、上記式(ZI)におけるR201〜R203が、それぞれ独立して、芳香環を含有しない有機基である化合物である。ここで芳香環としては、ヘテロ原子を含有する芳香族環も含まれる。The compound (ZI-2) is a compound in which R 201 to R 203 in the above formula (ZI) are each independently an organic group not containing an aromatic ring. Here, the aromatic ring also includes an aromatic ring containing a hetero atom.

上記式(ZI)中、R201〜R203としての芳香環を含有しない有機基は、炭素数1〜30であり、好ましくは炭素数1〜20である。In the formula (ZI), the organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 is a 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.

上記式(ZI)中、R201〜R203は、それぞれ独立して、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はビニル基であり、より好ましくは直鎖状、分岐状若しくは環状の2−オキソアルキル基又はアルコキシカルボニルメチル基であり、さらに好ましくは直鎖状又は分岐状の2−オキソアルキル基である。In the above formula (ZI), R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or a vinyl group, more preferably a linear, branched or cyclic 2- An oxoalkyl group or an alkoxycarbonylmethyl group, more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group.

上記式(ZI)中、R201〜R203で表されるアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)であり、直鎖状若しくは分岐状の2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基であることがより好ましい。In the above formula (ZI), the alkyl group represented by R 201 to R 203 may be either linear or branched, preferably linear or branched having 1 to 10 carbon atoms. It is an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group), and more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group or an alkoxycarbonylmethyl group.

上記式(ZI)中、R201〜R203で表されるシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのシクロアルキル基は、環状2−オキソアルキル基であることが好ましい。In the above formula (ZI), the cycloalkyl group represented by R 201 to R 203 is preferably a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, norbornyl group). The cycloalkyl group as R 201 to R 203 is preferably a cyclic 2-oxoalkyl group.

上記式(ZI)中、R201〜R203で表される直鎖状、分岐状又は環状の2−オキソアルキル基としては、上記のアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基が好ましい。In the formula (ZI), linear represented by R 201 to R 203, a 2-oxoalkyl group branched or cyclic, said alkyl group, the 2-position of the cycloalkyl group> C = O at The group having is preferable.

上記式(ZI)中、R201〜R203で表されるアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)が好ましい。In the above formula (ZI), the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group represented by R 201 to R 203 is an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentoxy group). Is preferred.

上記式(ZI)中、R201〜R203は、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルコキシ基)、水酸基、シアノ基、ニトロ基によって置換されていてもよい。In the above formula (ZI), R 201 to R 203 may be substituted with a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

化合物(ZI−3)は、下記式(ZI−3)で表される化合物であり、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。   The compound (ZI-3) is a compound represented by the following formula (ZI-3) and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(ZI−3)中、R1c〜R5cは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子である。R6c及びR7cは、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基である。R及びRは、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基又はビニル基である。R1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRとRとは、それぞれ結合して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。R1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRとRが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。Xは、非求核性アニオンであり、上記式(ZI)におけるXの非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。In the above formula (ZI-3), R 1c to R 5c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. R 6c and R 7c are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. R x and R y are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group. Any two or more of R 1c to R 7c , and R x and R y may be bonded to each other to form a ring structure, and this ring structure includes an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide Bonds may be included. Examples of the group formed by combining any two or more of R 1c to R 7c and R x and R y include a butylene group and a pentylene group. X is a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of X in the above formula (ZI).

上記式(ZI−3)中、R1c〜R7cで表されるアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状アルキル基等が挙げられ、メチル基、エチル基、直鎖状又は分岐状プロピル基、直鎖状又は分岐状ブチル基、直鎖状又は分岐状ペンチル基等の炭素数1〜12の直鎖状又は分岐状アルキル基が好ましい。In the above formula (ZI-3), the alkyl group represented by R 1c to R 7c may be either linear or branched, for example, linear or branched alkyl having 1 to 20 carbon atoms. A straight chain having 1 to 12 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a linear or branched propyl group, a linear or branched butyl group, a linear or branched pentyl group, or the like; Branched alkyl groups are preferred.

上記式(ZI−3)中、R1c〜R7c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、シクロへキシル基等の炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましい。In said formula (ZI-3), as a cycloalkyl group represented by R < 1c > -R <7c> , C3-C8 cycloalkyl groups, such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, are preferable.

上記式(ZI−3)中、R1c〜R5cで表されるアルコキシ基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜10のアルコキシ基等が挙げられ、メトキシ基、エトキシ基、直鎖状又は分岐状プロポキシ基、直鎖状又は分岐状ブトキシ基、直鎖状又は分岐状ペントキシ基等の炭素数1〜5のアルコキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等の炭素数3〜8の環状アルコキシ基が好ましい。In the above formula (ZI-3), the alkoxy group represented by R 1c to R 5c may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms. Alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms such as methoxy group, ethoxy group, linear or branched propoxy group, linear or branched butoxy group, linear or branched pentoxy group, cyclopentyloxy group, cyclohexyl C3-C8 cyclic alkoxy groups, such as an oxy group, are preferable.

上記式(ZI−3)中、R1c〜R5cのうちいずれかが直鎖状若しくは分岐状アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖状、分岐状若しくは環状のアルコキシ基であることが好ましく、上記R1c〜R5cの炭素数の和が2〜15であることがより好ましい。これにより、当該感放射線性樹脂組成物の溶媒溶解性がより向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。In the above formula (ZI-3), any one of R 1c to R 5c is preferably a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, or a linear, branched or cyclic alkoxy group, It is more preferable that the sum of the carbon numbers of R 1c to R 5c is 2 to 15. Thereby, the solvent solubility of the said radiation sensitive resin composition improves more, and generation | occurrence | production of a particle is suppressed at the time of a preservation | save.

上記式(ZI−3)中、R及びRで表されるアルキル基としては、上記R1c〜R7cで表されるアルキル基と同様のものを挙げることができる。これらのうち、直鎖状又は分岐状の2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基が好ましい。In the above formula (ZI-3), examples of the alkyl group represented by R x and R y include the same alkyl groups represented by R 1c to R 7c . Of these, a linear or branched 2-oxoalkyl group and an alkoxycarbonylmethyl group are preferable.

上記式(ZI−3)中、R及びRで表されるシクロアルキル基としては、上記R1c〜R7cで表されるシクロアルキル基と同様のものを挙げることができる。これらのうち、環状2−オキソアルキル基が好ましい。直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基としては、上記R1c〜R7cで表されるアルキル基と同様のものを挙げることが出来る。これらのうちシクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基が好ましい。In the above formula (ZI-3), examples of the cycloalkyl group represented by R x and R y include the same cycloalkyl groups represented by R 1c to R 7c . Of these, a cyclic 2-oxoalkyl group is preferred. Examples of the linear, branched, and cyclic 2-oxoalkyl group include the same alkyl groups represented by the above R 1c to R 7c . Of these, a group having> C═O at the 2-position of the cycloalkyl group is preferred.

上記アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基については、上記R1c〜R5cで表されるアルコキシ基と同様のものを挙げることができる。The alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group may be the same as the alkoxy group represented by R 1c to R 5c.

上記式(ZI−3)中、R及びRは、炭素数4以上のアルキル基であることが好ましく、炭素数6以上のアルキル基であることがより好ましく、炭素数8以上のアルキル基であることがさらに好ましい。In the above formula (ZI-3), R x and R y are preferably an alkyl group having 4 or more carbon atoms, more preferably an alkyl group having 6 or more carbon atoms, and an alkyl group having 8 or more carbon atoms. More preferably.

上記式(ZII)、(ZIII)中、R204〜R207は、それぞれ独立して、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基である。In the above formulas (ZII) and (ZIII), R 204 to R 207 are each independently an aryl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group.

上記式(ZII)、(ZIII)中、R204〜R207のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。In the above formula (ZII), (ZIII), the aryl group of R 204 to R 207, a phenyl group, a naphthyl group are preferred, the phenyl group is more preferable.

上記式(ZII)、(ZIII)中、R204〜R207で表されるアルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等の炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状アルキル基が好ましい。In the above formulas (ZII) and (ZIII), the alkyl group represented by R 204 to R 207 may be linear or branched, and may be a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, A linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as a pentyl group is preferred.

上記式(ZII)、(ZIII)中、R204〜R207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、シクロヘキシル基、ノルボニル基等の炭素数3〜10のシクロアルキル基が好ましい。In the above formula (ZII), (ZIII), the cycloalkyl group represented by R 204 to R 207, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms such as norbornyl group.

上記式(ZII)、(ZIII)中、R204〜R207は、置換基を有していてもよい。R204〜R207が有していてもよい置換基としては、例えば炭素数1〜15のアルキル基、炭素数3〜15のシクロアルキル基、炭素数6〜15のアリール基、炭素数1〜15のアルコキシ基、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基等が挙げられる。In the above formulas (ZII) and (ZIII), R 204 to R 207 may have a substituent. The R 204 to R 207 substituents which may have include an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, 1 to carbon atoms 15 alkoxy groups, halogen atoms, hydroxyl groups, phenylthio groups, and the like.

上記式(ZII)中、Xは、非求核性アニオンであり、上記式(ZI)におけるXの非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。In the formula (ZII), X is a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of X in the formula (ZI).

放射線の照射により酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、さらに、下記式(ZIV)、(ZV)、(ZVI)で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds that generate an acid upon irradiation with radiation, preferred compounds include those represented by the following formulas (ZIV), (ZV), and (ZVI).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(ZIV)〜(ZVI)中、Ar及びArは、それぞれ独立して、アリール基を表す。R208は、アルキル基又はアリール基である。R209及びR210は、それぞれ独立して、アルキル基、アリール基又は電子吸引性基である。In the above formulas (ZIV) to (ZVI), Ar 3 and Ar 4 each independently represents an aryl group. R 208 is an alkyl group or an aryl group. R 209 and R 210 are each independently an alkyl group, an aryl group, or an electron-withdrawing group.

上記式(ZVI)中、R209としては、アリール基であることが好ましく、R210としては、電子吸引性基であることが好ましく、シアノ基がより好ましく、フロロアルキル基がさらに好ましい。上記式(ZV)中、Aは、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基である。In the above formula (ZVI), R 209 is preferably an aryl group, R 210 is preferably an electron-withdrawing group, more preferably a cyano group, and still more preferably a fluoroalkyl group. In the above formula (ZV), A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group.

放射線の照射により酸を発生する化合物としては、上記式(ZI)〜(ZIII)で表される化合物が好ましい。   As the compound that generates an acid upon irradiation with radiation, compounds represented by the above formulas (ZI) to (ZIII) are preferable.

当該感放射線性樹脂組成物が含有する[B]酸発生剤としては、放射線の照射によりフッ素原子を有する脂肪族スルホン酸又はフッ素原子を有するベンゼンスルホン酸を発生する化合物であることが好ましい。   [B] The acid generator contained in the radiation-sensitive resin composition is preferably a compound that generates an aliphatic sulfonic acid having a fluorine atom or a benzenesulfonic acid having a fluorine atom upon irradiation with radiation.

また、[B]酸発生剤は、トリフェニルスルホニウム構造を有することが好ましい。   [B] The acid generator preferably has a triphenylsulfonium structure.

[B]酸発生剤は、カチオン部にフッ素置換されていないアルキル基若しくはシクロアルキル基を有するトリフェニルスルホニウム塩化合物であることが好ましい。   [B] The acid generator is preferably a triphenylsulfonium salt compound having an alkyl group or a cycloalkyl group not substituted with fluorine in the cation moiety.

[B]酸発生剤の中で、特に好ましいものの例としては、特開2008−292975号公報[0236]〜[0241]段落に記載のもの挙げることができる。   [B] Examples of particularly preferred acid generators include those described in paragraphs [0236] to [0241] of JP2008-292975A.

[B]酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。2種以上を組み合わせて使用する際には、水素原子を除く全原子数が2以上異なる2種の有機酸を発生する化合物を組み合わせることが好ましい。   [B] An acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. When two or more types are used in combination, it is preferable to combine two types of compounds that generate two types of organic acids that differ in the total number of atoms excluding hydrogen atoms by two or more.

[B]酸発生剤の含量は、感放射線性樹脂組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がより好ましく、1〜12質量%がさらに好ましい。   [B] The content of the acid generator is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass, and 1 to 12% by mass based on the total solid content of the radiation-sensitive resin composition. Is more preferable.

<溶媒>
当該感放射線性樹脂組成物は、通常溶媒を含む。上記各成分を溶解させ、当該感放射線性樹脂組成物を調製する際に使用することができる溶媒としては、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、炭素数4〜10の環状ラクトン、環を含有してもよい炭素数4〜10のモノケトン化合物、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、ピルビン酸アルキル等の有機溶媒が挙げられる。
<Solvent>
The radiation sensitive resin composition usually contains a solvent. Solvents that can be used in dissolving the above components and preparing the radiation-sensitive resin composition include, for example, alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate ester, alkoxypropionic acid Examples thereof include organic solvents such as alkyl, cyclic lactones having 4 to 10 carbon atoms, monoketone compounds having 4 to 10 carbon atoms which may contain a ring, alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetate, and alkyl pyruvate.

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としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチ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が好ましい。   Examples of alkylene glycol monoalkyl ether carboxylates include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl ether pro Pionate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate are preferred.

アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルが好ましい。   As the alkylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether are preferable.

乳酸アルキルエステルとしては、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチルが好ましい。   As alkyl lactate, methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate and butyl lactate are preferred.

アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチルが好ましい。   As the alkyl alkoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, and ethyl 3-methoxypropionate are preferable.

炭素数4〜10の環状ラクトンとしては、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−オクタノイックラクトン、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンが好ましい。   Examples of the cyclic lactone having 4 to 10 carbon atoms include β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, β-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, γ-octanoic lactone and α-hydroxy-γ-butyrolactone are preferred.

環を含有してもよい炭素数4〜10のモノケトン化合物としては、2−ブタノン、3−メチルブタノン、ピナコロン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−メチル−3−ペンタノン、4,4−ジメチル−2−ペンタノン、2,4−ジメチル−3−ペンタノン、2,2,4,4−テトラメチル−3−ペンタノン、2−ヘキサノン、3−ヘキサノン、5−メチル−3−ヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−メチル−3−ヘプタノン、5−メチル−3−ヘプタノン、2,6−ジメチル−4−ヘプタノン、2−オクタノン、3−オクタノン、2−ノナノン、3−ノナノン、5−ノナノン、2−デカノン、3−デカノン、4−デカノン、5−ヘキセン−2−オン、3−ペンテン−2−オン、シクロペンタノン、2−メチルシクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、2,2−ジメチルシクロペンタノン、2,4,4−トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロヘキサノン、4−メチルシクロヘキサノン、4−エチルシクロヘキサノン、2,2−ジメチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、2,2,6−トリメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、2−メチルシクロヘプタノン、3−メチルシクロヘプタノンが好ましい。   Examples of the monoketone compound having 4 to 10 carbon atoms which may contain a ring include 2-butanone, 3-methylbutanone, pinacolone, 2-pentanone, 3-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 4-methyl-2 -Pentanone, 2-methyl-3-pentanone, 4,4-dimethyl-2-pentanone, 2,4-dimethyl-3-pentanone, 2,2,4,4-tetramethyl-3-pentanone, 2-hexanone, 3-hexanone, 5-methyl-3-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-methyl-3-heptanone, 5-methyl-3-heptanone, 2,6-dimethyl-4-heptanone, 2-octanone, 3-octanone, 2-nonanone, 3-nonanone, 5-nonanone, 2-decanone, 3-decanone, 4-decanone, 5-hexene-2 ON, 3-penten-2-one, cyclopentanone, 2-methylcyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, 2,2-dimethylcyclopentanone, 2,4,4-trimethylcyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 4-ethylcyclohexanone, 2,2-dimethylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, 2,2,6-trimethylcyclohexanone, cycloheptanone, 2-methylcycloheptanone, 3 -Methylcycloheptanone is preferred.

アルキレンカーボネートとしては、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートが好ましい。   As the alkylene carbonate, propylene carbonate, vinylene carbonate, ethylene carbonate, and butylene carbonate are preferable.

アルコキシ酢酸アルキルとしては、酢酸−2−メトキシエチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、酢酸−3−メトキシ−3−メチルブチル、酢酸−1−メトキシ−2−プロピルが好ましい。   Examples of alkyl alkoxyacetate include 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, and 1-methoxy-2-acetic acid. Propyl is preferred.

ピルビン酸アルキルとしては、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピルが好ましい。   As the alkyl pyruvate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, and propyl pyruvate are preferable.

好ましく使用できる溶媒としては、常温常圧下で、沸点130℃以上の溶媒が挙げられる。具体的には、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、乳酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、プロピレンカーボネートが挙げられる。なお、本発明においては、上記溶媒を単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。   As a solvent which can be preferably used, a solvent having a boiling point of 130 ° C. or higher under normal temperature and normal pressure can be mentioned. Specifically, cyclopentanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl pyruvate, 2-ethoxyethyl acetate, acetic acid -2- (2-ethoxyethoxy) ethyl and propylene carbonate are mentioned. In the present invention, the above solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、有機溶媒として構造中に水酸基を含有する溶媒と、水酸基を含有しない溶媒とを混合した混合溶媒を使用してもよい。   In this invention, you may use the mixed solvent which mixed the solvent which contains a hydroxyl group in a structure, and the solvent which does not contain a hydroxyl group as an organic solvent.

水酸基を含有する溶媒としては、例えばエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸エチル等を挙げることができる。これらのうち、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチルがより好ましい。   Examples of the solvent containing a hydroxyl group include ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, and ethyl lactate. Of these, propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate are more preferable.

水酸基を含有しない溶媒としては、例えば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、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができる。これらのうち、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、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、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンがさらに好ましい。   Examples of the solvent not containing a hydroxyl group include propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. Can be mentioned. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, and butyl acetate are more preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, and 2-heptanone are more preferable. .

水酸基を含有する溶媒と水酸基を含有しない溶媒との混合比(質量)は1/99〜99/1であり、好ましくは10/90〜90/10であり、より好ましくは20/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶媒を50質量%以上含有する混合溶媒が塗布均一性の点で特に好ましい。   The mixing ratio (mass) of the solvent containing a hydroxyl group and the solvent not containing a hydroxyl group is from 1/99 to 99/1, preferably from 10/90 to 90/10, more preferably from 20/80 to 60 /. 40. A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is particularly preferable from the viewpoint of coating uniformity.

これらのうち、当該感放射線性樹脂組成物が含有しうる溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶媒であることが好ましい。   Of these, the solvent that can be contained in the radiation-sensitive resin composition is preferably a mixed solvent of two or more containing propylene glycol monomethyl ether acetate.

<[F]フッ素原子及び/又は珪素原子を有する重合体>
本発明の感放射線性樹脂組成物は、フッ素原子及び/又は珪素原子を有する[F]重合体を含有することが好ましい。[F]重合体におけるフッ素原子又は珪素原子は、重合体主鎖中に含まれていても、側鎖に含まれていてもよい。
<[F] Polymer having fluorine atom and / or silicon atom>
It is preferable that the radiation sensitive resin composition of this invention contains the [F] polymer which has a fluorine atom and / or a silicon atom. [F] The fluorine atom or silicon atom in the polymer may be contained in the polymer main chain or in the side chain.

[F]重合体は、フッ素原子を有する部分構造としては、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ことが好ましい。   [F] As a partial structure having a fluorine atom, the polymer preferably has an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom.

上記フッ素原子を有するアルキル基は、アルキル基の有する少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状又は分岐状アルキル基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。上記アルキル基としては、炭素数1〜10が好ましく、炭素数1〜4がより好ましい。   The alkyl group having a fluorine atom is a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom of the alkyl group is substituted with a fluorine atom, and may further have another substituent. As said alkyl group, C1-C10 is preferable and C1-C4 is more preferable.

上記フッ素原子を有するシクロアルキル基は、シクロアルキル基の有する少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された単環又は多環のシクロアルキル基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。   The cycloalkyl group having a fluorine atom is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group in which at least one hydrogen atom of the cycloalkyl group is substituted with a fluorine atom, and may have another substituent. Good.

上記フッ素原子を有するアリール基は、アリール基の有する少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアリール基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。上記アリール基としては、例えばフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。   The aryl group having a fluorine atom is an aryl group in which at least one hydrogen atom of the aryl group is substituted with a fluorine atom, and may further have another substituent. Examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group.

上記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の具体例を以下に示す。   Specific examples of the alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom are shown below.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(f−1)〜(f−3)中、R57〜R68は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又はアルキル基である。但し、R57〜R61の少なくとも1つ、R62〜R64の少なくとも1つ及びR65〜R68の少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基である。In the above formulas (f-1) to (f-3), R 57 to R 68 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group. Provided that at least one of R 57 to R 61 , at least one of R 62 to R 64 and at least one of R 65 to R 68 are a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. It is.

上記式(f−1)におけるR57〜R61及び上記式(f−3)におけるR65〜R67は、全てがフッ素原子であることが好ましい。また、上記式(f−2)におけるR62、R63及びR64は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることがより好ましい。上記R62とR63とは、互いに結合して環を形成してもよい。All of R 57 to R 61 in the formula (f-1) and R 65 to R 67 in the formula (f-3) are preferably fluorine atoms. R 62 , R 63 and R 64 in the formula (f-2) are preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, More preferably, it is a 4 perfluoroalkyl group. R 62 and R 63 may be bonded to each other to form a ring.

上記式(f−1)で表される基の具体例としては、例えば、p−フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニル基等が挙げられる。   Specific examples of the group represented by the formula (f-1) include a p-fluorophenyl group, a pentafluorophenyl group, and a 3,5-di (trifluoromethyl) phenyl group.

上記式(f−2)で表される基のとしては、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ノナフルオロブチル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基、2,2,3,3−テトラフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロヘキシル基等が挙げられる。これらのうち、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基が好ましく、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基がさらにより好ましい。   Examples of the group represented by the formula (f-2) include trifluoroethyl group, pentafluoropropyl group, pentafluoroethyl group, heptafluorobutyl group, hexafluoroisopropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoro (2 -Methyl) isopropyl group, nonafluorobutyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluorohexyl group, nonafluoro-t-butyl group, perfluoroisopentyl group, perfluorooctyl group, perfluoro (trimethyl) hexyl group, 2,2 , 3,3-tetrafluorocyclobutyl group, perfluorocyclohexyl group and the like. Among these, a hexafluoroisopropyl group, a heptafluoroisopropyl group, a hexafluoro (2-methyl) isopropyl group, an octafluoroisobutyl group, a nonafluoro-t-butyl group, and a perfluoroisopentyl group are preferable, and a hexafluoroisopropyl group, a hepta Even more preferred is a fluoroisopropyl group.

上記式(f−3)で表される基としては、例えば、−C(CFOH、−C(COH、−C(CF)(CH)OH、−CH(CF)OH等が挙げられる。これらのうち、−C(CFOHが好ましい。The group represented by the formula (f-3), for example, -C (CF 3) 2 OH , -C (C 2 F 5) 2 OH, -C (CF 3) (CH 3) OH, - CH (CF 3) OH and the like. Of these, -C (CF 3) 2 OH is preferred.

[F]重合体が有する珪素原子を有する部分構造としては、アルキルシリル構造又は環状シロキサン構造が好ましい。上記アルキルシリル構造のうちでは、トリアルキルシリル基が好ましい。   [F] The partial structure having a silicon atom in the polymer is preferably an alkylsilyl structure or a cyclic siloxane structure. Of the alkylsilyl structures, a trialkylsilyl group is preferred.

アルキルシリル構造又は環状シロキサン構造としては、例えば下記式(CS−1)〜(CS−3)で表される基等が挙げられる。   Examples of the alkylsilyl structure or the cyclic siloxane structure include groups represented by the following formulas (CS-1) to (CS-3).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(CS−1)〜(CS−3)中、R12〜R26は、それぞれ独立して、直鎖状若しくは分岐状アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)又はシクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)である。L〜Lは、単結合又は2価の連結基である。nは、1〜5の整数である。In the above formulas (CS-1) to (CS-3), R 12 to R 26 are each independently a linear or branched alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) or a cycloalkyl group (preferably Is a carbon number of 3-20). L 3 to L 5 are a single bond or a divalent linking group. n is an integer of 1-5.

上記式(CS−1)〜(CS−3)中、R12〜R26で表されるアルキル基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましい。また、上記R12〜R26で表されるシクロアルキル基としては、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。In the formula (CS-1) ~ (CS -3), the alkyl group represented by R 12 to R 26, preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Moreover, as a cycloalkyl group represented by said R < 12 > -R < 26 >, a C3-C20 cycloalkyl group is preferable.

上記式(CS−1)〜(CS−3)中、L〜Lで表される2価の連結基としては、例えばアルキレン基、フェニル基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、ウレタン基、ウレア基又はこれらの基を組み合わせてなる基等が挙げられる。In the above formulas (CS-1) to (CS-3), examples of the divalent linking group represented by L 3 to L 5 include an alkylene group, a phenyl group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, and an ester group. Amide group, urethane group, urea group or a group formed by combining these groups.

[F]重合体としては、例えば下記式(C−I)〜(C−V)で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも1種の構造単位を有する重合体等が挙げられる。   Examples of the [F] polymer include polymers having at least one structural unit selected from the group consisting of structural units represented by the following formulas (CI) to (CV).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(C−I)〜(C−V)中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のフッ素化アルキル基である。W〜Wは、フッ素原子及び/又は珪素原子を有する有機基である。R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のフッ素化アルキル基である。但し、R〜Rの少なくとも1つはフッ素原子である。RとR及びRとRは、互いに結合して環を形成していてもよい。Rは、水素原子又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。Rは、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のフッ素化アルキル基である。L〜Lは、単結合又は2価の連結基である。Qは、単環又は多環の環状脂肪族基であり、結合した2つの炭素原子(C−C)を含み、脂環式構造を形成するための原子団である。R30及びR31は、それぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子である。R32及びR33は、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基、フッ素化アルキル基又はフッ素化シクロアルキル基である。但し、上記式(C−V)で表される構造単位中、R30、R31、R32及びR33のうちの少なくとも1つは、フッ素原子を有する。In the above formulas (CI) to (CV), R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or A linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. W 1 to W 2 are organic groups having a fluorine atom and / or a silicon atom. R 4 to R 7 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched fluorinated group having 1 to 4 carbon atoms. It is an alkyl group. However, at least one of R 4 to R 7 is a fluorine atom. R 4 and R 5 and R 6 and R 7 may be bonded to each other to form a ring. R 8 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 9 is a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. L < 1 > -L < 2 > is a single bond or a bivalent coupling group. Q is a monocyclic or polycyclic cycloaliphatic group, containing two bonded carbon atoms (C—C), and an atomic group for forming an alicyclic structure. R 30 and R 31 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom. R 32 and R 33 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, a fluorinated alkyl group or a fluorinated cycloalkyl group. However, in the structural unit represented by the above formula (CV), at least one of R 30 , R 31 , R 32 and R 33 has a fluorine atom.

上記式(C−I)におけるL及び上記式(C−III)におけるLで表される2価の連結基としては、上記式(CS−1)〜(CS−3)中、L〜Lで表される2価の連結基として例示した基と同様の基が挙げられる。Examples of the divalent linking group represented by L 1 in the above formula (CI) and L 2 in the above formula (C-III) include L 3 in the above formulas (CS-1) to (CS-3). It includes the same groups as the groups exemplified as the divalent linking group represented by ~L 5.

[F]重合体は、上記式(C−I)で表される構造単位を有することが好ましく、下記式(C−Ia)〜(C−Id)で表される構造単位を有することがより好ましい。   [F] The polymer preferably has a structural unit represented by the above formula (CI), and more preferably has a structural unit represented by the following formulas (C-Ia) to (C-Id). preferable.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(C−Ia)〜(C−Id)中、R10及びR11は、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のフッ素化アルキル基である。W〜Wは、フッ素原子及び/又は珪素原子を有する有機基である。In the above formulas (C-Ia) to (C-Id), R 10 and R 11 are a hydrogen atom, a fluorine atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a carbon number 1 to 4 These are linear or branched fluorinated alkyl groups. W 3 to W 6 are organic groups having a fluorine atom and / or a silicon atom.

上記式(C−Ia)〜(C−Id)中、W〜Wが、フッ素原子を有する有機基であるとき、炭素数1〜20のフッ素化アルキル基又は炭素数1〜20のフッ素化アルキルエーテル基であることが好ましい。In the above formulas (C-Ia) to (C-Id), when W 3 to W 6 are organic groups having a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or fluorine having 1 to 20 carbon atoms An alkyl ether group is preferable.

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

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(3)中、Rは水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Rは炭素数1〜20の(m+1)価の炭化水素基であり、RのR側の末端に酸素原子、硫黄原子、−NR’−、カルボニル基、−CO−O−又は−CO−NH−が結合された構造のものも含む。R’は水素原子又は1価の有機基である。Rは単結合、炭素数1〜10の2価の鎖状炭化水素基又は炭素数4〜20の2価の脂環式基である。Xは単結合、又は少なくとも1つのフッ素原子を有する炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基である。Aは酸素原子、−NR’’−、−CO−O−*又は−SO−O−*である。R’’は水素原子又は1価の有機基である。また、「*」はRに結合する部位を示す。Rは水素原子又は1価の有機基である。mは1〜3の整数である。但し、mが2又は3の場合、複数のR、X、A及びRは、それぞれ独立している。In said formula (3), R is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 2 is a hydrocarbon group of (m + 1) -valent C1-20, oxygen atoms at the ends of R 3 side of the R 2, a sulfur atom, -NR'-, carbonyl group, -CO-O-or - Also includes a structure in which CO—NH— is bonded. R ′ is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 3 is a single bond, a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a divalent alicyclic group having 4 to 20 carbon atoms. X 2 is a single bond or a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and having at least one fluorine atom. A is an oxygen atom, —NR ″ —, —CO—O— * or —SO 2 —O— *. R ″ is a hydrogen atom or a monovalent organic group. Further, “*” represents a site that binds to R 4 . R 4 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. m is an integer of 1-3. However, when m is 2 or 3, the plurality of R 3 , X 2 , A and R 4 are independent of each other.

上記式(3)中、Rで表される1価の有機基としては、酸解離性基、置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基下記式(W−1)〜(W−4)で表される基等が挙げられる。In the above formula (3), as the monovalent organic group represented by R 4 , an acid-dissociable group, a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, the following formula (W-1 ) To (W-4) and the like.

上記酸解離性基としては、例えばt−ブトキシカルボニル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、(チオテトラヒドロピラニルスルファニル)メチル基、(チオテトラヒドロフラニルスルファニル)メチル基、アルコキシ置換メチル基、アルキルスルファニル置換メチル基等が挙げられる。なお、アルコキシ置換メチル基におけるアルコキシル基としては、例えば炭素数1〜4のアルコキシル基等が挙げられる。また、アルキルスルファニル置換メチル基におけるアルキル基としては、例えば炭素数1〜4のアルキル基等が挙げられる。また、酸解離性基としては、後述する構造単位(IV)の項に記載した式(Y−1)で表される基であってもよい。これらのうち、上記式(3)中、Aが酸素原子又は−NR’’−の場合は、酸解離性基としては、t−ブトキシカルボニル基、アルコキシ置換メチル基が好ましい。また、式(3)中、Aが−CO−O−の場合は、後述する構造単位(IV)の項に記載した式(Y−1)で表される基であることが好ましい。   Examples of the acid dissociable group include t-butoxycarbonyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, (thiotetrahydropyranylsulfanyl) methyl group, (thiotetrahydrofuranylsulfanyl) methyl group, alkoxy-substituted methyl group, alkylsulfanyl group. Examples include substituted methyl groups. In addition, as an alkoxyl group in an alkoxy substituted methyl group, a C1-C4 alkoxyl group etc. are mentioned, for example. Moreover, as an alkyl group in an alkylsulfanyl substituted methyl group, a C1-C4 alkyl group etc. are mentioned, for example. Moreover, as an acid dissociable group, group represented by the formula (Y-1) described in the term of the structural unit (IV) mentioned later may be sufficient. Among these, when A is an oxygen atom or —NR ″ — in the above formula (3), the acid dissociable group is preferably a t-butoxycarbonyl group or an alkoxy-substituted methyl group. Moreover, in Formula (3), when A is -CO-O-, it is preferable that it is group represented by Formula (Y-1) described in the term of the structural unit (IV) mentioned later.

上記式(3)中、Rとして表される基としては、例えば下記式(W−1)〜(W−4)で表される基が挙げられる。In the above formula (3), examples of the group represented by R 4 include groups represented by the following formulas (W-1) to (W-4).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(W−1)中、Rfは少なくとも1つのフッ素原子を有する炭素数1〜30の1価の鎖状炭化水素基、又は少なくとも1つのフッ素原子を有する炭素数3〜30の1価の脂環式基である。上記式(W−2)及び(W−3)中、R41は置換基であり、複数存在する場合は同一でも異なっていてもよい。mは0〜5の整数である。mは0〜4の整数である。上記式(W−4)中、R42及びR43はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基であり、R42及びR43が互いに結合して炭素数4〜20の脂環式構造を形成してもよい。In Formula (W-1), Rf 1 is a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms having at least one fluorine atom, or monovalent having 3 to 30 carbon atoms having at least one fluorine atom. Of the alicyclic group. In said formula (W-2) and (W-3), R41 is a substituent, and when two or more exist, they may be the same or different. m 1 is an integer of 0 to 5. m 2 is an integer of 0-4. In the formula (W-4), R 42 and R 43 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, cycloaliphatic having 4 to 20 carbon atoms attached R 42 and R 43 are mutually A cyclic structure may be formed.

上記式(W−2)及び(W−3)中、R41として表される置換基としては、−RP1、−RP2−O−RP1、−RP2−CO−RP1、−RP2−CO−ORP1、−RP2−O−CO−RP1、−RP2−OH、−RP2−CN、−RP2−COOHが挙げられる。RP1は炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素数6〜30の1価の芳香族炭化水素基であり、これらの基の有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていてもよい。RP2は単結合、炭素数1〜10の2価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3〜20の2価の脂肪族環状飽和炭化水素基、炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基又はこれらの基の有する水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子で置換された基である。nは0〜3の整数である。In the formula (W-2) and (W-3), examples of the substituent represented as R 41, -R P1, -R P2 -O-R P1, -R P2 -CO-R P1, -R P2 -CO-OR P1, -R P2 -O-CO-R P1, -R P2 -OH, -R P2 -CN, include -R P2 -COOH. R P1 is a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms. And some or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with fluorine atoms. RP2 is a single bond, a divalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a divalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a divalent aromatic group having 6 to 30 carbon atoms. A hydrocarbon group or a group in which some or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with fluorine atoms. n S is an integer of 0 to 3.

また、上記式(W−4)中、R42及びR43が互いに結合してそれぞれが結合する炭素原子と共に形成する脂環式構造としては、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、1−(1−シクロペンチルエチル)基、1−(2−シクロペンチルエチル)基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、1−(1−シクロヘキシルエチル)基、1−(2−シクロヘキシルエチル基)、シクロヘプチル基、シクロヘプチルメチル基、1−(1−シクロヘプチルエチル)基、1−(2−シクロヘプチルエチル)基、2−ノルボルニル基等が挙げられる。In addition, in the above formula (W-4), R 42 and R 43 are bonded to each other and the alicyclic structure formed together with the carbon atoms to which they are bonded include a cyclopentyl group, a cyclopentylmethyl group, and 1- (1-cyclopentyl). Ethyl) group, 1- (2-cyclopentylethyl) group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, 1- (1-cyclohexylethyl) group, 1- (2-cyclohexylethyl group), cycloheptyl group, cycloheptylmethyl group, Examples include 1- (1-cycloheptylethyl) group, 1- (2-cycloheptylethyl) group, 2-norbornyl group and the like.

上記式(W−4)で表される基としては、例えばメチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、1−(2−メチルブチル)基、1−(3−メチルブチル)基、2−(3−メチルブチル)基、ネオペンチル基、1−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、1−(2−メチルペンチル)基、1−(3−メチルペンチル)基、1−(4−メチルペンチル)基、2−(3−メチルペンチル)基、2−(4−メチルペンチル)基、3−(2−メチルペンチル)基等が挙げられる。これらのうち、メチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基が好ましい。   Examples of the group represented by the formula (W-4) include a methyl group, an ethyl group, a 1-propyl group, a 2-propyl group, a 1-butyl group, a 2-butyl group, a 1-pentyl group, and 2-pentyl. Group, 3-pentyl group, 1- (2-methylbutyl) group, 1- (3-methylbutyl) group, 2- (3-methylbutyl) group, neopentyl group, 1-hexyl group, 2-hexyl group, 3-hexyl Group, 1- (2-methylpentyl) group, 1- (3-methylpentyl) group, 1- (4-methylpentyl) group, 2- (3-methylpentyl) group, 2- (4-methylpentyl) Group, 3- (2-methylpentyl) group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group, a 1-propyl group, a 2-propyl group, a 1-butyl group, and a 2-butyl group are preferable.

なお、上記式(3)中、mが2又は3の場合、複数のRがRの同一の炭素原子に結合していてもよいし、異なる炭素原子に結合していてもよい。In the above formula (3), when m is 2 or 3, a plurality of R 3 may be bonded to the same carbon atom of R 2 or may be bonded to different carbon atoms.

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

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(3−1a)〜(3−1c)中、Rは、炭素数1〜20の2価の直鎖状、分岐状又は環状の、飽和又は不飽和の炭化水素基である。X、R及びmの定義は上記式(3)と同じである。mが2又は3のとき、複数のX及びRはそれぞれ独立である。In the formula (3-1a) ~ (3-1c), R 5 is a divalent linear 1 to 20 carbon atoms, branched or cyclic, saturated or unsaturated hydrocarbon radical. The definitions of X 2 , R 4 and m are the same as in the above formula (3). When m is 2 or 3, the plurality of X 2 and R 4 are independent of each other.

上記式(3)で表される構造単位を与える単量体としては、例えば下記式(3m−1)〜(3m−6)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the structural unit represented by the above formula (3) include compounds represented by the following formulas (3m-1) to (3m-6).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(3m−1)〜(3m−6)中、Rは上記式(3)と同義である。Rはそれぞれ独立して、水素原子又は1価の有機基である。In said formula (3m-1)-(3m-6), R is synonymous with said formula (3). Each R 4 is independently a hydrogen atom or a monovalent organic group.

上記式(C−I)、(C−III)、(C−Ia)〜(C−Id)中、W〜Wで表されるフッ素化アルキル基としては、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基等が挙げられる。In the above formulas (CI), (C-III), and (C-Ia) to (C-Id), examples of the fluorinated alkyl group represented by W 1 to W 6 include a trifluoroethyl group and pentafluoro group. Propyl group, hexafluoroisopropyl group, hexafluoro (2-methyl) isopropyl group, heptafluorobutyl group, heptafluoroisopropyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluorohexyl group, nonafluoro-t-butyl group, perfluoroisopentyl group Perfluorooctyl group, perfluoro (trimethyl) hexyl group, and the like.

上記式(C−I)、(C−III)、(C−Ia)〜(C−Id)中、W〜Wが、珪素原子を有する有機基であるとき、アルキルシリル構造又は環状シロキサン構造であることが好ましい。具体的には、上記式(CS−1)〜(CS−3)で表される基等が挙げられる。In the above formulas (CI), (C-III), and (C-Ia) to (C-Id), when W 1 to W 6 are an organic group having a silicon atom, an alkylsilyl structure or a cyclic siloxane A structure is preferred. Specific examples include groups represented by the above formulas (CS-1) to (CS-3).

以下、上記式(C−I)で表される構造単位の具体例を示す。   Specific examples of the structural unit represented by the above formula (CI) are shown below.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

Figure 2011158687
Figure 2011158687

Figure 2011158687
Figure 2011158687

Figure 2011158687
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Figure 2011158687
Figure 2011158687

Figure 2011158687
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上記式中、Xは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Rは、炭素数1〜4の炭化水素基である。   In said formula, X is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R is a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.

[F]重合体は、下記の(F−1)〜(F−6)から選ばれるいずれかの重合体であることが好ましい。
(F−1)フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する構造単位(a)を有する重合体、より好ましくは構造単位(a)のみを有する重合体。
(F−2)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する構造単位(b)を有する重合体、より好ましくは構造単位(b)のみを有する重合体。
(F−3)フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する構造単位(a)と、分岐状のアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、分岐状のアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数4〜20)を有する構造単位(c)とを有する重合体、より好ましくは構造単位(a)及び構造単位(c)の共重合体。
(F−4)トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する構造単位(b)と、分岐状のアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、分岐状のアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数4〜20)を有する構造単位(c)とを有する重合体、より好ましくは構造単位(b)及び構造単位(c)の共重合体。
(F−5)フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する構造単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する構造単位(b)とを有する重合体、より好ましくは構造単位(a)及び構造単位(b)の共重合体。
(F−6)フルオロアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を有する構造単位(a)と、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する構造単位(b)と、分岐状のアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)、分岐状のアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)、シクロアルケニル基(好ましくは炭素数4〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数4〜20)を有する構造単位(c)とを有する重合体、より好ましくは構造単位(a)、構造単位(b)及び構造単位(c)の共重合体。
[F] The polymer is preferably any polymer selected from the following (F-1) to (F-6).
(F-1) A polymer having a structural unit (a) having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), more preferably a polymer having only a structural unit (a).
(F-2) A polymer having a structural unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, more preferably a polymer having only a structural unit (b).
(F-3) Structural unit (a) having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), a branched alkyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 4 carbon atoms) To 20), a structural unit (c) having a branched alkenyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), a cycloalkenyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms). And more preferably a copolymer of the structural unit (a) and the structural unit (c).
(F-4) a structural unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, a branched alkyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), And a structural unit (c) having a branched alkenyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), a cycloalkenyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms). Copolymer, more preferably a copolymer of the structural unit (b) and the structural unit (c).
(F-5) A polymer having a structural unit (a) having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms) and a structural unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, more preferably A copolymer of the structural unit (a) and the structural unit (b).
(F-6) a structural unit (a) having a fluoroalkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms), a structural unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure, and a branched alkyl group (preferably Is a C4-20), cycloalkyl group (preferably C4-20), branched alkenyl group (preferably C4-20), cycloalkenyl group (preferably C4-20) or aryl. A polymer having a structural unit (c) having a group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), more preferably a copolymer of the structural unit (a), the structural unit (b) and the structural unit (c).

重合体(F−3)、(F−4)、(F−6)における、分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、分岐状のアルケニル基、シクロアルケニル基、又はアリール基を有する構造単位(c)としては、親疎水性、相互作用性等を考慮し、適当な官能基を導入することができるが、液浸液追随性、後退接触角の観点から、極性基を有さない官能基である方が好ましい。   Structural unit (c) having a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a branched alkenyl group, a cycloalkenyl group, or an aryl group in the polymers (F-3), (F-4), and (F-6) ) Can be introduced with an appropriate functional group in consideration of hydrophilicity / hydrophobicity, interaction property, etc., but is a functional group having no polar group from the viewpoint of immersion liquid followability and receding contact angle. Is preferred.

重合体(F−3)、(F−4)、(F−6)において、フルオロアルキル基を有する構造単位(a)及び/又はトリアルキルシリル基、又は環状シロキサン構造を有する構造単位(b)は、20〜99モル%であることが好ましい。   In the polymers (F-3), (F-4), and (F-6), the structural unit (a) having a fluoroalkyl group and / or the structural unit (b) having a trialkylsilyl group or a cyclic siloxane structure Is preferably 20 to 99 mol%.

なお、後退接触角とは、液滴−基板界面での接触線が後退する際に測定される接触角であり、動的な状態での液滴の移動しやすさをシミュレートする際に有用であることが一般に知られている。簡易的には、針先端から吐出した液滴を基板上に着滴させた後、その液滴を再び針へと吸い込んだときの、液滴の界面が後退するときの接触角として定義でき、一般に拡張収縮法と呼ばれる接触角の測定方法を用いて測定することができる。液浸露光工程に於いては、露光ヘッドが高速でウェハ上をスキャンし露光パターンを形成していく動きに追随して、液浸液がウェハ上を動く必要があるので、動的な状態に於けるレジスト膜に対する液浸液の接触角が重要になり、液滴が残存することなく、露光ヘッドの高速なスキャンに追随する性能がレジストには求められる。   The receding contact angle is a contact angle measured when the contact line at the droplet-substrate interface recedes, and is useful for simulating the ease of movement of the droplet in a dynamic state. It is generally known that In simple terms, it can be defined as the contact angle when the droplet interface recedes when the droplet discharged from the needle tip is deposited on the substrate and then sucked into the needle again. It can be measured by using a contact angle measuring method generally called an expansion / contraction method. In the immersion exposure process, the immersion head needs to move on the wafer following the movement of the exposure head to scan the wafer at high speed to form the exposure pattern. In this case, the contact angle of the immersion liquid with respect to the resist film is important, and the resist is required to follow the high-speed scanning of the exposure head without remaining droplets.

[F]重合体は、下記式(Ia)で表される構造単位を有する重合体であることが好ましい。   [F] The polymer is preferably a polymer having a structural unit represented by the following formula (Ia).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(Ia)中、Rはフッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基である。Rは、アルキル基である。Rは、水素原子又はアルキル基である。In the above formula (Ia), R f is a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. R 1 is an alkyl group. R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group.

上記式(Ia)中、Rで表される少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基としては、炭素数1〜3であることが好ましく、トリフルオロメチル基がより好ましい。上記式(Ia)におけるRのアルキル基は、炭素数3〜10の直鎖若しくは分岐状のアルキル基が好ましく、炭素数3〜10の分岐状のアルキル基がより好ましい。上記式(Ia)におけるRは、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましく、炭素数3〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基がより好ましい。In the above formula (Ia), the alkyl group in which at least one hydrogen atom represented by R f is substituted with a fluorine atom preferably has 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a trifluoromethyl group. The alkyl group represented by R 1 in the above formula (Ia) is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and more preferably a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms. R 2 in the formula (Ia) is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms.

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

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式中、Xはフッ素原子又はトリフルオロメチル基である。   In the above formula, X is a fluorine atom or a trifluoromethyl group.

上記式(Ia)で表される構造単位を与える単量体としては、例えば下記式(I)で表される化合物等が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the structural unit represented by the formula (Ia) include compounds represented by the following formula (I).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(I)中、R、R及びRは、上記式(Ia)と同義である。In the above formula (I), R f, R 1 and R 2 is as defined in the above formula (Ia).

上記式(I)で表される化合物としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。合成する場合は、2−トリフルオロメチルメタクリル酸を酸クロリド化後、エステル化することにより得ることができる。   As the compound represented by the above formula (I), a commercially available product or a synthesized product may be used. In the case of synthesis, 2-trifluoromethylmethacrylic acid can be obtained by acidification and then esterification.

上記式(Ia)で表される構造単位を有する[F]重合体は、さらに、下記式(III)で表される構造単位を有することが好ましい。   The [F] polymer having a structural unit represented by the above formula (Ia) preferably further has a structural unit represented by the following formula (III).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(III)中、Rは、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、トリアルキルシリル基又は環状シロキサン構造を有する基である。Lは、単結合又は2価の連結基である。In the above formula (III), R 4 is an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, a trialkylsilyl group, or a group having a cyclic siloxane structure. L 6 is a single bond or a divalent linking group.

上記(III)中、Rで表されるアルキル基としては、炭素数3〜20の直鎖状又は分岐状アルキル基が好ましい。
上記シクロアルキル基としては、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。
上記アルケニル基としては、炭素数3〜20のアルケニル基が好ましい。
上記シクロアルケニル基としては、炭素数3〜20のシクロアルケニル基が好ましい。
上記トリアルキルシリル基としては、炭素数3〜20のトリアルキルシリル基が好ましい。
上記環状シロキサン構造を有する基としては、炭素数3〜20の環状シロキサン構造を有する基が好ましい。
上記L6の2価の連結基としては、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜5)、オキシ基が好ましい。
In the above (III), the alkyl group represented by R 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
As said cycloalkyl group, a C3-C20 cycloalkyl group is preferable.
As said alkenyl group, a C3-C20 alkenyl group is preferable.
As said cycloalkenyl group, a C3-C20 cycloalkenyl group is preferable.
As said trialkylsilyl group, a C3-C20 trialkylsilyl group is preferable.
The group having a cyclic siloxane structure is preferably a group having a cyclic siloxane structure having 3 to 20 carbon atoms.
The divalent linking group of L6 is preferably an alkylene group (preferably having 1 to 5 carbon atoms) or an oxy group.

上記式(Ia)で表される構造単位を有する[F]重合体の具体例としては、例えば、特開2008−292975号公報[0270]〜[0275]段落に記載のものを挙げることができる。   Specific examples of the [F] polymer having the structural unit represented by the above formula (Ia) include those described in paragraphs [0270] to [0275] of JP2008-292975A. .

[F]重合体は、下記式(II)で表される構造単位及び下記式(III)で表される構造単位を有する重合体であることが好ましい。   [F] The polymer is preferably a polymer having a structural unit represented by the following formula (II) and a structural unit represented by the following formula (III).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式中、Rは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基である。Rは、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基若しくはシクロアルケニル基又はこれらの2つ以上が結合して形成される基である。Rは、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、トリアルキルシリル基若しくは環状シロキサン構造を有する基又はこれらの2つ以上が結合して形成される基である。Lは、単結合又は2価の連結基である。mは、0〜100の整数である。nは、0〜100の整数である。In the above formula, R f is a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. R 3 is an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, or a group formed by combining two or more thereof. R 4 is an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, a trialkylsilyl group, a group having a cyclic siloxane structure, or a group formed by combining two or more thereof. L 6 is a single bond or a divalent linking group. m is an integer of 0-100. n is an integer of 0-100.

上記式(II)におけるR及び上記式(III)におけるRのアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、トリアルキルシリル基は、官能基を導入することができるが、液浸液追随性の観点から、極性基を有さない官能基である方が好ましく、無置換であることがより好ましい。A functional group can be introduced into the alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group, and trialkylsilyl group of R 3 in the above formula (II) and R 4 in the above formula (III). From the viewpoint of liquid followability, a functional group having no polar group is preferred, and unsubstituted is more preferred.

上記R及びRのアルキル基としては、炭素数3〜20の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましい。
上記シクロアルキル基としては、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。
上記アルケニル基としては、炭素数3〜20のアルケニル基が好ましい。
上記シクロアルケニル基としては、炭素数3〜20のシクロアルケニル基が好ましい。
上記式(III)におけるLとしては、単結合、メチレン基、エチレン基、エーテル基が好ましい。
上記式(II)におけるmとしては、30〜70が好ましく、40〜60がより好ましい。上記nとしては、30〜70が好ましく40〜60がより好ましい。
The alkyl group for R 3 and R 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
As said cycloalkyl group, a C3-C20 cycloalkyl group is preferable.
As said alkenyl group, a C3-C20 alkenyl group is preferable.
As said cycloalkenyl group, a C3-C20 cycloalkenyl group is preferable.
L 6 in the above formula (III) is preferably a single bond, a methylene group, an ethylene group or an ether group.
As m in said formula (II), 30-70 are preferable and 40-60 are more preferable. As said n, 30-70 are preferable and 40-60 are more preferable.

上記式(II)で表される構造単位及び上記式(III)で表される構造単位を有する[F]重合体の具体例としては、例えば、特開2008−292975号公報[0291]〜[0293]段落に記載のものを挙げることができる。   Specific examples of the [F] polymer having the structural unit represented by the above formula (II) and the structural unit represented by the above formula (III) include, for example, JP-A-2008-292975 [0291] to [0291] 0293] can be mentioned.

[F]重合体は、下記式(VIII)で表される構造単位を有してもよい。   [F] The polymer may have a structural unit represented by the following formula (VIII).

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(VIII)中、Zは、−O−又は−N(R41)−である。R41は、水素原子、アルキル基又は−OSO−R42である。R42は、アルキル基、シクロアルキル基又は樟脳残基である。R41及びR42のアルキル基は、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)等で置換されていてもよい。In the above formula (VIII), Z 2 is —O— or —N (R 41 ) —. R 41 is a hydrogen atom, an alkyl group, or —OSO 2 —R 42 . R42 is an alkyl group, a cycloalkyl group, or a camphor residue. The alkyl group of R 41 and R 42 may be substituted with a halogen atom (preferably a fluorine atom) or the like.

[F]重合体は、常温(25℃)において、固体であることが好ましい。さらに、ガラス転移温度(Tg)は、50〜200℃であることが好ましく、80〜160℃であることがより好ましい。   [F] The polymer is preferably solid at room temperature (25 ° C.). Furthermore, the glass transition temperature (Tg) is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 80 to 160 ° C.

常温(25℃)において固体であるとは、融点が25℃以上であることをいう。また、ガラス転移温度(Tg)は、走査カロリメトリー(Differential Scanning Calorimeter)により測定することができ、例えば、試料を一度昇温、冷却後、再度5℃/分にて昇温したときの比容積が変化した値を解析することにより測定することができる。   Being solid at room temperature (25 ° C.) means that the melting point is 25 ° C. or higher. In addition, the glass transition temperature (Tg) can be measured by scanning calorimetry, for example, the specific volume when the sample is heated once and cooled and then heated again at 5 ° C./min. It can be measured by analyzing the changed value.

[F]重合体は、酸に対して安定で、アルカリ現像液に不溶であることが好ましい。   [F] The polymer is preferably stable to an acid and insoluble in an alkaline developer.

[F]重合体は、アルカリ可溶性基を有さない方が、現像液に対する親和性の点で好ましい。[F]重合体中のアルカリ可溶性基を有する構造単位の総量は、好ましくは、[F]重合体を構成する全構造単位に対して、20モル%以下であり、より好ましくは0〜10モル%であり、さらに好ましくは0〜5モル%である。   [F] The polymer preferably has no alkali-soluble group from the viewpoint of affinity for the developer. [F] The total amount of structural units having an alkali-soluble group in the polymer is preferably 20 mol% or less, more preferably 0 to 10 mol, based on all structural units constituting the [F] polymer. %, And more preferably 0 to 5 mol%.

アルカリ可溶性基としては、例えば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、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基を有する基等が挙げられる。   Examples of alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (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 And a group having a group.

アルカリ(アルカリ現像液)の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基としては、例えばラクトン基、エステル基、スルホンアミド基、酸無水物、酸イミド基等が挙げられる。   Examples of the group that decomposes by the action of an alkali (alkaline developer) and increases the solubility in the alkali developer include a lactone group, an ester group, a sulfonamide group, an acid anhydride, and an acid imide group.

酸の作用により分解し、現像液に対する溶解度が増大する基としては、[A]重合体における酸解離性基と同様の基が挙げられる。   Examples of the group that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in a developer include the same groups as the acid dissociable groups in the [A] polymer.

但し、下記式(pA−C)で表される構造単位は、[A]重合体の酸解離性基と比較して酸の作用による分解性が無いか又は極めて小さく、実質的に非酸解離性と同等と見なすことができる。   However, the structural unit represented by the following formula (pA-C) has no or very small decomposability due to the action of acid as compared with the acid dissociable group of the [A] polymer, and is substantially non-acid dissociated. It can be regarded as equivalent to gender.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上記式(pA−c)中、Rp2は、式中の酸素原子に結合している3級炭素原子を有する炭化水素基である。In the above formula (pA-c), R p2 is a hydrocarbon group having a tertiary carbon atom bonded to an oxygen atom in the formula.

[F]重合体が珪素原子を有する場合、珪素原子の含有量は、[F]重合体の分子量に対し、2〜50質量%であることが好ましく、2〜30質量%であることがより好ましい。また、珪素原子を含む構造単位が、[F]重合体中10〜100質量%であることが好ましく、20〜100質量%であることがより好ましい。   When the [F] polymer has a silicon atom, the content of the silicon atom is preferably 2 to 50% by mass and more preferably 2 to 30% by mass with respect to the molecular weight of the [F] polymer. preferable. Moreover, it is preferable that the structural unit containing a silicon atom is 10-100 mass% in a [F] polymer, and it is more preferable that it is 20-100 mass%.

[F]重合体がフッ素原子を有する場合、フッ素原子の含有量は、[F]重合体の分子量に対し、5〜80質量%であることが好ましく、10〜80質量%であることがより好ましい。また、フッ素原子を含む構造単位が、[F]重合体中10〜100質量%であることが好ましく、30〜100質量%であることがより好ましい。   When the [F] polymer has a fluorine atom, the content of the fluorine atom is preferably 5 to 80% by mass and more preferably 10 to 80% by mass with respect to the molecular weight of the [F] polymer. preferable. Moreover, it is preferable that the structural unit containing a fluorine atom is 10-100 mass% in a [F] polymer, and it is more preferable that it is 30-100 mass%.

[F]重合体の標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは1,000〜100,000で、より好ましくは1,000〜50,000、さらに好ましくは2,000〜15,000、特に好ましくは3,000〜15,000である。   [F] The weight average molecular weight of the polymer in terms of standard polystyrene is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, still more preferably 2,000 to 15,000, and particularly preferably. Is 3,000 to 15,000.

[F]重合体は、残存モノマー量が0〜10質量%であることが好ましく、0〜5質量%がより好ましく、0〜1質量%がさらに好ましい。また、解像度、レジスト形状、レジストパターンの側壁、ラフネス等の点から、分子量分布(Mw/Mn)は、1〜5が好ましく、1〜3がより好ましく、1〜1.5がさらに好ましい。   [F] The polymer preferably has a residual monomer amount of 0 to 10% by mass, more preferably 0 to 5% by mass, and still more preferably 0 to 1% by mass. Further, from the viewpoint of resolution, resist shape, resist pattern side wall, roughness, etc., the molecular weight distribution (Mw / Mn) is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and still more preferably 1 to 1.5.

感放射線性樹脂組成物中の[F]重合体の添加量は、感放射線性樹脂組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%であることが好ましく、0.1〜10質量%であることがより好ましい。0.1〜5質量%であることがさらに好ましく、0.2〜3.0質量%が特に好ましく、0.3〜2.0質量%が最も好ましい。   It is preferable that the addition amount of the [F] polymer in a radiation sensitive resin composition is 0.1-20 mass% on the basis of the total solid of a radiation sensitive resin composition, 0.1-10 More preferably, it is mass%. More preferably, it is 0.1-5 mass%, 0.2-3.0 mass% is especially preferable, 0.3-2.0 mass% is the most preferable.

[F]重合体は、[A]重合体同様、金属等の不純物が少ないのは当然のことながら、残留単量体やオリゴマー成分が既定値以下、例えばHPLCで0.1質量%等であることが好ましく、それによりレジストとしての感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等をさらに改善することができるだけでなく、液中異物や感度等の経時変化のないレジストが得られる。   The [F] polymer, like the [A] polymer, naturally has few impurities such as metals, but the residual monomer and oligomer components are not more than predetermined values, for example, 0.1% by mass or the like by HPLC. It is preferable that not only the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape and the like as a resist can be further improved, but also a resist having no change over time such as foreign matter in liquid or sensitivity can be obtained.

[F]重合体は、各種市販品を利用することもできるし、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種及び開始剤を溶媒に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶媒にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法等が挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド溶媒、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明のレジスト組成物に用いられる溶媒と同一の溶媒を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。   As the [F] polymer, various commercially available products can be used, and the polymer can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the composition of this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, polymerization is performed using the same solvent as the solvent used in the resist composition of the present invention. Thereby, generation | occurrence | production of the particle at the time of a preservation | save can be suppressed.

重合反応は窒素やアルゴン等不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイド等)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシ基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等が挙げられる。必要に応じて連鎖移動剤を使用することもできる。反応の濃度は、通常5〜50質量%であり、好ましくは20〜50質量%、より好ましくは30〜50質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。   The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As the polymerization initiator, a commercially available radical initiator (azo-based initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization. As the radical initiator, an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxy group is preferable. Preferred initiators include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate) and the like. A chain transfer agent can also be used as needed. The density | concentration of reaction is 5-50 mass% normally, Preferably it is 20-50 mass%, More preferably, it is 30-50 mass%. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.

反応終了後、室温まで放冷し、精製する。精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。たとえば、上記樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒(貧溶媒)を、該反応溶液の10倍以下の体積量、好ましくは10〜5倍の体積量で、接触させることにより樹脂を固体として析出させる。   After completion of the reaction, the mixture is allowed to cool to room temperature and purified. Purification can be accomplished by a liquid-liquid extraction method that removes residual monomers and oligomer components by combining water and an appropriate solvent, and a purification method in a solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only those having a specific molecular weight or less. , Reprecipitation method that removes residual monomer by coagulating resin in poor solvent by dripping resin solution into poor solvent and purification in solid state such as washing filtered resin slurry with poor solvent A normal method such as a method can be applied. For example, the resin is precipitated as a solid by contacting a solvent (poor solvent) in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount of 10 times or less, preferably 10 to 5 times that of the reaction solution.

ポリマー溶液からの沈殿又は再沈殿操作の際に用いる溶媒(沈殿又は再沈殿溶媒)としては、該ポリマーの貧溶媒であればよく、ポリマーの種類に応じて、例えば、炭化水素(ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素)、ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化脂肪族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素等)、ニトロ化合物(ニトロメタン、ニトロエタン等)、ニトリル(アセトニトリル、ベンゾニトリル等)、エーテル(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシエタン等の鎖状エーテル;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン等)、エステル(酢酸エチル、酢酸ブチル等)、カーボネート(ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等)、カルボン酸(酢酸等)、水、これらの溶媒を含む混合溶媒等の中から適宜選択して使用できる。これらの中でも、沈殿又は再沈殿溶媒として、少なくともアルコール(特に、メタノール等)又は水を含む溶媒が好ましい。このような少なくとも炭化水素を含む溶媒において、アルコール(特に、メタノール等)と他の溶媒(例えば、酢酸エチル等のエステル、テトラヒドロフラン等のエーテル類等)との比率は、例えば前者/後者(体積比;25℃)=10/90〜99/1、好ましくは前者/後者(体積比;25℃)=30/70〜98/2、さらに好ましくは前者/後者(体積比;25℃)=50/50〜97/3程度である。   The solvent (precipitation or reprecipitation solvent) used in the precipitation or reprecipitation operation from the polymer solution may be a poor solvent for the polymer. For example, hydrocarbon (pentane, hexane, Aliphatic hydrocarbons such as heptane and octane; Cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene), halogenated hydrocarbons (methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, etc.) Halogenated aliphatic hydrocarbons; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and dichlorobenzene), nitro compounds (nitromethane, nitroethane, etc.), nitriles (acetonitrile, benzonitrile, etc.), ethers (diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane) Chain ethers such as tetrahydro Lan, cyclic ethers such as dioxane), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone, etc.), esters (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), carbonates (dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), alcohols (methanol, Ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol and the like), carboxylic acid (such as acetic acid), water, a mixed solvent containing these solvents, and the like. Among these, as the precipitation or reprecipitation solvent, a solvent containing at least an alcohol (particularly methanol or the like) or water is preferable. In such a solvent containing at least hydrocarbon, the ratio of alcohol (particularly methanol, etc.) to other solvent (eg, ester such as ethyl acetate, ether such as tetrahydrofuran) is, for example, the former / the latter (volume ratio). 25 ° C.) = 10/90 to 99/1, preferably the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.) = 30/70 to 98/2, more preferably the former / the latter (volume ratio; 25 ° C.) = 50 / It is about 50 to 97/3.

沈殿又は再沈殿溶媒の使用量は、効率や収率等を考慮して適宜選択できるが、一般には、ポリマー溶液100質量部に対して、100〜10,000質量部であり、200〜2,000質量部が好ましく、300〜1,000質量部がより好ましい。   The amount of the precipitation or reprecipitation solvent can be appropriately selected in consideration of efficiency, yield, and the like, but is generally 100 to 10,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer solution, and 200 to 2, 000 parts by mass is preferable, and 300 to 1,000 parts by mass is more preferable.

ポリマー溶液を沈殿又は再沈殿溶媒(貧溶媒)中に供給する際のノズルの口径は、好ましくは4mmφ以下(例えば0.2〜4mmφ)である。また、ポリマー溶液の貧溶媒中への供給速度(滴下速度)は、線速度として、例えば0.1〜10m/秒、好ましくは0.3〜5m/秒程度である。   The nozzle diameter at the time of supplying the polymer solution to the precipitation or reprecipitation solvent (poor solvent) is preferably 4 mmφ or less (for example, 0.2 to 4 mmφ). Moreover, the supply speed (dropping speed) of the polymer solution into the poor solvent is, for example, about 0.1 to 10 m / second, preferably about 0.3 to 5 m / second, as the linear speed.

沈殿又は再沈殿操作は攪拌下で行うのが好ましい。攪拌に用いる攪拌翼として、例えば、デスクタービン、ファンタービン(パドルを含む)、湾曲羽根タービン、矢羽根タービン、ファウドラー型、ブルマージン型、角度付き羽根ファンタービン、プロペラ、多段型、アンカー型(又は馬蹄型)、ゲート型、二重リボン、スクリュー等を使用できる。攪拌は、ポリマー溶液の供給終了後も、さらに10分以上、特に20分以上行うのが好ましい。攪拌時間が少ない場合には、ポリマー粒子中のモノマー含有量を充分低減できない場合が生じる。また、攪拌翼の代わりにラインミキサーを用いてポリマー溶液と貧溶媒とを混合攪拌することもできる。   The precipitation or reprecipitation operation is preferably performed with stirring. As a stirring blade used for stirring, for example, a desk turbine, a fan turbine (including a paddle), a curved blade turbine, an arrow blade turbine, a fiddler type, a bull margin type, an angled blade fan turbine, a propeller, a multistage type, an anchor type (or Horseshoe type), gate type, double ribbon, screw, etc. can be used. Stirring is preferably further performed for 10 minutes or more, particularly 20 minutes or more after the supply of the polymer solution. When the stirring time is short, the monomer content in the polymer particles may not be sufficiently reduced. Further, the polymer solution and the poor solvent can be mixed and stirred using a line mixer instead of the stirring blade.

沈殿又は再沈殿する際の温度としては、効率や操作性を考慮して適宜選択できるが、通常0〜50℃程度、好ましくは室温付近(例えば20〜35℃程度)である。沈殿又は再沈殿操作は、攪拌槽等の慣用の混合容器を用い、バッチ式、連続式等の公知の方法により行うことができる。   The temperature for precipitation or reprecipitation can be appropriately selected in consideration of efficiency and operability, but is usually about 0 to 50 ° C., preferably around room temperature (for example, about 20 to 35 ° C.). The precipitation or reprecipitation operation can be performed by a known method such as a batch method or a continuous method using a conventional mixing vessel such as a stirring tank.

沈殿又は再沈殿した粒子状ポリマーは、通常、濾過、遠心分離等の慣用の固液分離に付し、乾燥して使用に供される。濾過は、耐溶媒性の濾材を用い、好ましくは加圧下で行われる。乾燥は、常圧又は減圧下(好ましくは減圧下)、30〜100℃程度、好ましくは30〜50℃程度の温度で行われる。   The precipitated or re-precipitated particulate polymer is usually subjected to conventional solid-liquid separation such as filtration and centrifugation, and dried before use. Filtration is performed using a solvent-resistant filter medium, preferably under pressure. Drying is performed at a temperature of about 30 to 100 ° C., preferably about 30 to 50 ° C. under normal pressure or reduced pressure (preferably under reduced pressure).

なお、一度、樹脂を析出させて、分離した後に、再び溶媒に溶解させ、該樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒と接触させてもよい。即ち、上記ラジカル重合反応終了後、該ポリマーが難溶あるいは不溶の溶媒を接触させ、樹脂を析出させ(工程a)、樹脂を溶液から分離し(工程b)、改めて溶媒に溶解させ樹脂溶液Aを調製(工程c)、その後、該樹脂溶液Aに、該樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒を、樹脂溶液Aの10倍未満の体積量(好ましくは5倍以下の体積量)で、接触させることにより樹脂固体を析出させ(工程d)、析出した樹脂を分離する(工程e)ことを含む方法でもよい。樹脂溶液Aの調製に際し使用する溶媒は、重合反応に際しモノマーを溶解させる溶媒と同様の溶媒を使用することができ、重合反応に際し使用した溶媒と同一であっても異なっていてもよい。   In addition, once the resin is precipitated and separated, it may be dissolved again in a solvent, and the resin may be brought into contact with a hardly soluble or insoluble solvent. That is, after completion of the radical polymerization reaction, a solvent in which the polymer is hardly soluble or insoluble is brought into contact, the resin is precipitated (step a), the resin is separated from the solution (step b), and dissolved again in the solvent. (Step c), and then contact the resin solution A with a solvent in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount less than 10 times that of the resin solution A (preferably 5 times or less volume). This may be a method including precipitating a resin solid (step d) and separating the precipitated resin (step e). The solvent used in the preparation of the resin solution A can be the same solvent as the solvent that dissolves the monomer in the polymerization reaction, and may be the same as or different from the solvent used in the polymerization reaction.

<[C]酸拡散制御体>
本発明の感放射線性樹脂組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、[C]酸拡散制御体を含有することが好ましい。酸拡散制御体としては、下記式(A)で表される化合物、式(B)〜(E)で表される構造を有する化合物が好ましい。
<[C] Acid diffusion controller>
The radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably contains a [C] acid diffusion controller in order to reduce changes in performance over time from exposure to heating. As the acid diffusion controller, a compound represented by the following formula (A) and a compound having a structure represented by formulas (B) to (E) are preferable.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

上気式(A)〜(E)中、R300、R301及びR302は、それぞれ独立して、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(好ましくは炭素数6〜20)である。但し、R301とR302は、互いに結合して環を形成してもよい。R303〜R306は、それぞれ独立して、炭素数1〜20個のアルキル基である。In the above formulas (A) to (E), R 300 , R 301 and R 302 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having a carbon number). 3 to 20) or an aryl group (preferably having 6 to 20 carbon atoms). However, R 301 and R 302 may be bonded to each other to form a ring. R 303 to R 306 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

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、炭素数1〜20のシアノアルキル基が好ましい。なお、これら上記式(A)〜(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。   Regarding the alkyl group, the alkyl group having a substituent is preferably 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. The alkyl groups in the above formulas (A) to (E) are more preferably unsubstituted.

[C]酸拡散制御体としては、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、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、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び/又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。   [C] As the acid diffusion controller, guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, piperidine and the like are preferable, imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate structure, A compound having a trialkylamine structure, 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.

上記イミダゾール構造を有する化合物としては、イミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール等が挙げられる。   Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, and benzimidazole.

上記ジアザビシクロ構造を有する化合物としては1、4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ−5−エン、1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカー7−エン等が挙げられる。   Examples of the compound having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene, and 1,8-diazabicyclo [5,4. 0] Undecaker 7-ene and the like.

上記オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としては、トリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシド等が挙げられる。   Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group, specifically, triphenylsulfonium hydroxide, tris (t-butylphenyl). ) Sulfonium hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, 2-oxopropylthiophenium hydroxide, and the like.

上記オニウムカルボキシレート構造を有する化合物としては、オニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えばアセテート、アダマンタンー1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキシレート等が挙げられる。   Examples of the compound having an onium carboxylate structure are compounds in which the anion portion of the compound having an onium hydroxide structure is converted to a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkylcarboxylate.

上記トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、トリ(n−ブチル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン等を挙げることができる。   Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine.

上記アニリン化合物としては、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン等を挙げることができる。   Examples of the aniline compound include 2,6-diisopropylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-dibutylaniline, N, N-dihexylaniline and the like.

上記水酸基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン等を挙げることができる。   Examples of the alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine.

上記水酸基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等を挙げることができる。   Examples of the aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.

[C]酸拡散制御体として、さらに、フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物を好ましいものとして挙げることができる。   [C] Preferred examples of the acid diffusion controller include an amine compound having a phenoxy group and an ammonium salt compound having a phenoxy group.

上記アミン化合物は、1級、2級、3級のアミン化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアミン化合物が好ましい。アミン化合物は、3級アミン化合物であることがより好ましい。アミン化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、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(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。また、アミン化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CHCHO−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH)CHO−もしくは−CHCHCHO−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。As the amine compound, primary, secondary, and tertiary amine compounds can be used, and an amine compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. The amine compound is more preferably a tertiary amine compound. As long as at least one alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) is bonded to a nitrogen atom, the amine compound has an cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms). Preferably C6-C12) may be bonded to a nitrogen atom. The amine compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.

上記アンモニウム塩化合物は、1級、2級、3級、4級のアンモニウム塩化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアンモニウム塩化合物が好ましい。アンモニウム塩化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、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(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。アンモニウム塩化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CHCHO−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH)CHO−もしくは−CHCHCHO−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。As the ammonium salt compound, primary, secondary, tertiary, and quaternary ammonium salt compounds can be used, and an ammonium salt compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. As long as at least one alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) is bonded to a nitrogen atom, the ammonium salt compound has a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group in addition to the alkyl group. (Preferably having 6 to 12 carbon atoms) may be bonded to a nitrogen atom. The ammonium salt compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.

アンモニウム塩化合物のアニオンとしては、ハロゲン原子、スルホネート、ボレート、フォスフェート等が挙げられるが、中でもハロゲン原子、スルホネートが好ましい。ハロゲン原子としてはクロライド、ブロマイド、アイオダイドが特に好ましく、スルホネートとしては、炭素数1〜20の有機スルホネートが特に好ましい。有機スルホネートとしては、炭素数1〜20のアルキルスルホネート、アリールスルホネートが挙げられる。アルキルスルホネートのアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては例えばフッ素、塩素、臭素、アルコキシ基、アシル基、アリール基等が挙げられる。アルキルスルホネートとして、具体的にはメタンスルホネート、エタンスルホネート、ブタンスルホネート、ヘキサンスルホネート、オクタンスルホネート、ベンジルスルホネート、トリフルオロメタンスルホネート、ペンタフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等が挙げられる。アリールスルホネートのアリール基としてはベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が挙げられる。ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環は置換基を有していてもよく、置換基としては炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数3〜6のシクロアルキル基が好ましい。直鎖若しくは分岐アルキル基、シクロアルキル基として、具体的には、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル等が挙げられる。他の置換基としては炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ、ニトロ、アシル基、アシルオキシ基等が挙げられる。   Examples of the anion of the ammonium salt compound include halogen atoms, sulfonates, borates, and phosphates. Among them, halogen atoms and sulfonates are preferable. As the halogen atom, chloride, bromide, and iodide are particularly preferable. As the sulfonate, an organic sulfonate having 1 to 20 carbon atoms is particularly preferable. Examples of the organic sulfonate include alkyl sulfonates having 1 to 20 carbon atoms and aryl sulfonates. The alkyl group of the alkyl sulfonate may have a substituent, and examples of the substituent include fluorine, chlorine, bromine, alkoxy groups, acyl groups, and aryl groups. Specific examples of the alkyl sulfonate include methane sulfonate, ethane sulfonate, butane sulfonate, hexane sulfonate, octane sulfonate, benzyl sulfonate, trifluoromethane sulfonate, pentafluoroethane sulfonate, and nonafluorobutane sulfonate. Examples of the aryl group of the aryl sulfonate include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring. The benzene ring, naphthalene ring and anthracene ring may have a substituent, and the substituent is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. Specific examples of the linear or branched alkyl group and cycloalkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, n-hexyl, cyclohexyl and the like. Examples of the other substituent include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, cyano, nitro, an acyl group, and an acyloxy group.

フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物とは、アミン化合物又はアンモニウム塩化合物のアルキル基の窒素原子と反対側の末端にフェノキシ基を有するものである。フェノキシ基は、置換基を有していてもよい。フェノキシ基の置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシ基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、アリール基、アラルキル基、アシルオキシ基、アリールオキシ基等が挙げられる。置換基の置換位は、2〜6位のいずれであってもよい。置換基の数は、1〜5の範囲で何れであってもよい。   The amine compound having a phenoxy group and the ammonium salt compound having a phenoxy group are those having a phenoxy group at the terminal opposite to the nitrogen atom of the alkyl group of the amine compound or ammonium salt compound. The phenoxy group may have a substituent. Examples of the substituent of the phenoxy group include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a carboxy group, a carboxylic acid ester group, a sulfonic acid ester group, an aryl group, an aralkyl group, an acyloxy group, and an aryloxy group. Etc. The substitution position of the substituent may be any of the 2-6 positions. The number of substituents may be any in the range of 1 to 5.

フェノキシ基と窒素原子との間に、少なくとも1つのオキシアルキレン基を有することが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に1つ以上、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基(−CHCHO−)もしくはオキシプロピレン基(−CH(CH)CHO−もしくは−CHCHCHO−)が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。It is preferable to have at least one oxyalkylene group between the phenoxy group and the nitrogen atom. The number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6. Among the oxyalkylene groups, an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably oxy Ethylene group.

フェノキシ基を有するアミン化合物は、フェノキシ基を有する1又は2級アミンとハロアルキルエーテルを加熱して反応させた後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を添加した後、酢酸エチル、クロロホルム等の有機溶媒で抽出することにより得ることができる。又は、1又は2級アミンと末端にフェノキシ基を有するハロアルキルエーテルを加熱して反応させた後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を添加した後、酢酸エチル、クロロホルム等の有機溶媒で抽出することにより得ることができる。   The amine compound having a phenoxy group is prepared by reacting a primary or secondary amine having a phenoxy group with a haloalkyl ether by heating, and then adding an aqueous solution of a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or tetraalkylammonium. It can be obtained by extraction with an organic solvent such as ethyl acetate or chloroform. Alternatively, after reacting by heating a primary or secondary amine and a haloalkyl ether having a phenoxy group at the end, an aqueous solution of a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetraalkylammonium, etc. is added, and then ethyl acetate, It can be obtained by extraction with an organic solvent such as chloroform.

これらの[C]酸拡散制御体は、単独で用いてもよいし、又は2種以上を併用してもよい。   These [C] acid diffusion controllers may be used alone or in combination of two or more.

[C]酸拡散制御体の使用量は、感放射線性樹脂組成物の固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。   [C] The usage-amount of an acid diffusion control body is 0.001-10 mass% normally based on solid content of a radiation sensitive resin composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.

酸発生剤と[C]酸拡散制御体の組成物中の使用割合は、酸発生剤/[C]酸拡散制御体(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。   The use ratio of the acid generator and the [C] acid diffusion controller in the composition is preferably acid generator / [C] acid diffusion controller (molar ratio) = 2.5 to 300. In other words, the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing the reduction in resolution due to the thickening of the resist pattern over time until post-exposure heat treatment.

<界面活性剤>
本発明の感放射線性樹脂組成物は、さらに界面活性剤を含有することが好ましく、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することがより好ましい。
<Surfactant>
The radiation-sensitive resin composition of the present invention preferably further contains a surfactant, and a fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon-based surfactant, fluorine atom and silicon atom) It is more preferable to contain any one or two or more surfactants having both.

本発明の感放射線性樹脂組成物が上記界面活性剤を含有することにより、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないレジストパターンを与えることが可能となる。   When the radiation-sensitive resin composition of the present invention contains the above surfactant, a resist pattern with good sensitivity and resolution and less adhesion and development defects can be obtained when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. It becomes possible to give.

フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。   Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include, for example, JP-A No. 62-36663, JP-A No. 61-226746, JP-A No. 61-226745, JP-A No. 62-170950, JP 63-34540 A, JP 7-230165 A, JP 8-62834 A, JP 9-54432 A, JP 9-5988 A, JP 2002-277862 A, US Patent Nos. 5,405,720, 5,360,692, 5,529,881, 5,296,330, 5,436,098, 5,576,143, 5,294,511, 5,824,451 Surfactant can be mentioned, The following commercially available surfactant can also be used as it is.

使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成社製)、フロラードFC430、431、4430(住友スリーエム社製)、メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120、R08(大日本インキ化学工業社製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子社製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル社製)、GF−300、GF−150(東亜合成化学社製)、サーフロンS−393(セイミケミカル社製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、352、EF801、EF802、EF601(ジェムコ社製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNOVA社製)、FTX−204D、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218、222D(ネオス社製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業社製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。   Examples of commercially available surfactants that can be used include F-top EF301 and EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 and 4430 (manufactured by Sumitomo 3M), MegaFuck F171, F173, F176, F189, F113 and F110. , F177, F120, R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.), GF -300, GF-150 (manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), EFtop EF121, EF122A, EF122B, RF122C, EF125M, EF135M, EF351, 352, EF801, EF802, EF601 (Gemco) Company ), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNOVA), FTX-204D, 208G, 218G, 230G, 204D, 208D, 212D, 218, 222D (manufactured by Neos), etc. Mention may be made of activators. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon surfactant.

また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。   In addition to the known surfactants described above, the surfactant is derived from a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also called telomer method) or an oligomerization method (also called oligomer method). A surfactant using a polymer having a fluoroaliphatic group can be used. The fluoroaliphatic compound can be synthesized by the method described in JP-A-2002-90991.

フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基等が挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)等同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)等を同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。   As the polymer having a fluoroaliphatic group, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate is preferable and distributed irregularly. Or may be block copolymerized. Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, a poly (oxybutylene) group, and the like, and a poly (oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene group). A unit having different chain lengths in the same chain length, such as a block link) or poly (block link of oxyethylene and oxypropylene) may be used. Furthermore, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate) is not only a binary copolymer but also a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups, Further, it may be a ternary or higher copolymer obtained by simultaneously copolymerizing two or more different (poly (oxyalkylene)) acrylates (or methacrylates).

例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業社製)を挙げることができる。さらに、C6F13基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C3F7基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体等を挙げることができる。   Examples of commercially available surfactants include Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, and F-472 (Dainippon Ink & Chemicals, Inc.). Further, a copolymer of an acrylate (or methacrylate) having a C6F13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), an acrylate (or methacrylate) having a C3F7 group and (poly (oxyethylene)) acrylate (or And a copolymer of (methacrylate) and (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate).

また、本発明では、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。具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。   In the present invention, other surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants can also be used. Specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether, etc. Sorbitans such as polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopal Te - DOO, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, may be mentioned polyoxyethylene sorbitan tristearate nonionic surfactants of polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as such.

これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、2種以上を併用してもよい。   These surfactants may be used alone or in combination of two or more.

界面活性剤の使用量は、感放射線性樹脂組成物全量(溶媒を除く)に対して、好ましくは0.01〜10質量%、より好ましくは0.1〜5質量%である。   The amount of the surfactant used is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, based on the total amount of the radiation-sensitive resin composition (excluding the solvent).

<カルボン酸オニウム塩>
本発明における感放射線性樹脂組成物は、カルボン酸オニウム塩を含有してもよい。カルボン酸オニウム塩としては、カルボン酸スルホニウム塩、カルボン酸ヨードニウム塩、カルボン酸アンモニウム塩等を挙げることができる。特に、カルボン酸オニウム塩としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩が好ましい。さらに、本発明においては、カルボン酸オニウム塩のカルボキシレート残基が芳香族基、炭素−炭素2重結合を含有しないことが好ましい。より好ましいアニオン部としては、炭素数1〜30の直鎖、分岐、単環又は多環環状アルキルカルボン酸アニオンが挙げられる。さらに好ましくはこれらのアルキル基の一部又は全てがフッ素置換されたカルボン酸のアニオンが挙げられる。また、これらのアルキル鎖中に酸素原子を含んでいてもよい。これにより220nm以下の光に対する透明性が確保され、感度、解像力が向上し、疎密依存性、露光マージンが改良される。
<Carboxylic acid onium salt>
The radiation sensitive resin composition in the present invention may contain a carboxylic acid onium salt. Examples of the carboxylic acid onium salt include a carboxylic acid sulfonium salt, a carboxylic acid iodonium salt, and a carboxylic acid ammonium salt. In particular, as the carboxylic acid onium salt, iodonium salts and sulfonium salts are preferable. Furthermore, in this invention, it is preferable that the carboxylate residue of carboxylic acid onium salt does not contain an aromatic group and a carbon-carbon double bond. More preferred anion moieties include linear, branched, monocyclic or polycyclic alkyl carboxylic acid anions having 1 to 30 carbon atoms. More preferably, an anion of a carboxylic acid in which part or all of these alkyl groups are fluorine-substituted is used. These alkyl chains may contain an oxygen atom. This ensures transparency with respect to light of 220 nm or less, improves sensitivity and resolution, and improves density dependency and exposure margin.

フッ素置換されたカルボン酸のアニオンとしては、フロロ酢酸、ジフロロ酢酸、トリフロロ酢酸、ペンタフロロプロピオン酸、ヘプタフロロ酪酸、ノナフロロペンタン酸、パーフロロドデカン酸、パーフロロトリデカン酸、パーフロロシクロヘキサンカルボン酸、2,2−ビストリフロロメチルプロピオン酸のアニオン等が挙げられる。   Fluorine-substituted carboxylic acid anions include fluoroacetic acid, difluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, pentafluoropropionic acid, heptafluorobutyric acid, nonafluoropentanoic acid, perfluorododecanoic acid, perfluorotridecanoic acid, perfluorocyclohexanecarboxylic acid, 2 , 2-bistrifluoromethylpropionic acid anion and the like.

これらのカルボン酸オニウム塩は、スルホニウムヒドロキシド、ヨードニウムヒドロキシド、アンモニウムヒドロキシドとカルボン酸を適当な溶媒中酸化銀と反応させることによって合成できる。   These carboxylic acid onium salts can be synthesized by reacting sulfonium hydroxide, iodonium hydroxide, ammonium hydroxide and carboxylic acid with silver oxide in a suitable solvent.

カルボン酸オニウム塩の組成物中の含有量は、組成物の全固形分に対して、一般的には0.1〜20質量%、好ましくは0.5〜10質量%、より好ましくは1〜7質量%である。   The content of the carboxylic acid onium salt in the composition is generally from 0.1 to 20% by mass, preferably from 0.5 to 10% by mass, more preferably from 1 to 20% by mass, based on the total solid content of the composition. 7% by mass.

<その他の添加剤>
本発明のレジスト組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻止剤及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、カルボキシ基を有する脂環族、又は脂肪族化合物)等を含有させることができる。
<Other additives>
In the resist composition of the present invention, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a light absorber, an alkali-soluble resin, a dissolution inhibitor, and a compound that promotes solubility in a developer (for example, a molecular weight of 1000) may be added to the resist composition of the present invention. The following phenol compounds, alicyclic compounds having a carboxy group, or aliphatic compounds) can be included.

このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122938号、特開平2−28531号、米国特許第4916210、欧州特許第219294等に記載の方法を参考にして、当業者において容易に合成することができる。   Such phenol compounds having a molecular weight of 1000 or less can be easily obtained by those skilled in the art with reference to the methods described in, for example, JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, US Pat. No. 4,916,210, European Patent 219294, and the like. Can be synthesized.

カルボキシ基を有する脂環族、又は脂肪族化合物の具体例としてはコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸等のステロイド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。   Specific examples of alicyclic or aliphatic compounds having a carboxy group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid, lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, cyclohexane Examples thereof include, but are not limited to, dicarboxylic acids.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified. Moreover, the measuring method of various physical-property values and the evaluation method of various characteristics are shown below.

[重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)]
東ソー社製GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本、G4000HXL1本)を用い、流量:1.0ミリリットル/分、溶出溶媒:テトラヒドロフラン、カラム温度:40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した。また、分散度(Mw/Mn)は測定結果より算出した。
[Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn)]
A gel based on monodisperse polystyrene using GPC columns (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation, with flow rate: 1.0 ml / min, elution solvent: tetrahydrofuran, column temperature: 40 ° C. It was measured by permeation chromatography (GPC). The degree of dispersion (Mw / Mn) was calculated from the measurement results.

13C−NMR]
13C−NMR分析は、日本電子社製「JNM−EX270」を用いて測定した。
[ 13 C-NMR]
The 13 C-NMR analysis was measured using “JNM-EX270” manufactured by JEOL Ltd.

<[A]重合体の合成>
[A]重合体及び後述する[F]重合体の合成に用いた単量体化合物を以下に示す。
<[A] Synthesis of polymer>
The monomer compounds used in the synthesis of [A] polymer and [F] polymer described below are shown below.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

[合成例1]重合体(A−1)の合成
化合物(M−1)8.5g(35mol%)、化合物(M−4)5.4g(15mol%)、及び化合物(M−6)16.1g(50mol%)を、2−ブタノン60gに溶解し、さらにジメチルアゾビスイソブチロニトリル1.2gを投入した単量体溶液を準備した。一方で、30gの2−ブタノンを投入した200mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に準備した単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合終了後、重合溶液を水冷することにより30℃以下に冷却し、600gのメタノールへ投入して、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を150gのメタノールにて2度スラリー状で洗浄した後、再度ろ別し、50℃にて17時間乾燥して白色粉末の共重合体を得た。得られた共重合体のMwは6,800であり、Mw/Mnは1.38であり、収率は84.5%であった。また、13C−NMR分析の結果、化合物(M−1)に由来する構造単位/化合物(M−4)に由来する構造単位/化合物(M−6)に由来する構造単位の含有率はmol%で、35.2/14.8/50.0であった。この共重合体を重合体(A−1)とする。合成例1で用いた化合物の種類、及び配合処方を表1に示す。また、得られた共重合体のMw、Mw/Mn、収率、及び共重合体中の各単量体に由来する構造単位の割合の測定結果を表2に示す。
Synthesis Example 1 Synthesis of Polymer (A-1) 8.5 g (35 mol%) of Compound (M-1), 5.4 g (15 mol%) of Compound (M-4), and Compound (M-6) 16 0.1 g (50 mol%) was dissolved in 2-butanone 60 g, and a monomer solution charged with 1.2 g of dimethylazobisisobutyronitrile was prepared. On the other hand, a 200 mL three-necked flask charged with 30 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, and then the reaction kettle was heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared in advance was added using a dropping funnel. It was added dropwise over time. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After the completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled with water to 30 ° C. or less, poured into 600 g of methanol, and the precipitated white powder was filtered off. The filtered white powder was washed twice with 150 g of methanol in the form of a slurry and then filtered again and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder copolymer. Mw of the obtained copolymer was 6,800, Mw / Mn was 1.38, and the yield was 84.5%. As a result of 13 C-NMR analysis, the content of the structural unit derived from the compound (M-1) / the structural unit derived from the compound (M-4) / the structural unit derived from the compound (M-6) is mol. % And was 35.2 / 14.8 / 50.0. This copolymer is referred to as “polymer (A-1)”. Table 1 shows the types of compounds used in Synthesis Example 1 and the formulation. Further, Table 2 shows the measurement results of Mw, Mw / Mn, yield, and the ratio of the structural unit derived from each monomer in the copolymer.

[合成例2〜18]重合体(A−2)〜(A−18)の合成
表1に示す種類の単量体を、表1に示す配合処方で使用したこと以外は、合成例1と同様の方法によって、共重合体を調製した。なお、得られた共重合体のMw、Mw/Mn、収率、及び共重合体中の各単量体に由来する構造単位の割合を表2に示す。各共重合体を重合体(A−2)〜(A−18)とする。
[Synthesis Examples 2 to 18] Synthesis of Polymers (A-2) to (A-18) Synthesis Example 1 except that the monomers shown in Table 1 were used in the formulation shown in Table 1. A copolymer was prepared by the same method. In addition, Table 2 shows the Mw, Mw / Mn, yield, and ratio of the structural unit derived from each monomer in the copolymer. Let each copolymer be a polymer (A-2)-(A-18).

[合成例19]
化合物(M−1)50モル%、化合物(M−14)10モル%、化合物(M−6)40モル%、重合開始剤として、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル5モル%を60gのメチルエチルケトンに溶解した単量体溶液を準備した。なお、各単量体化合物のモル%は、全単量体化合物に対する比率であり、重合開始剤のモル%は、全単量体化合物及び重合開始剤の合計モル数に対する比率である。また、単量体化合物の合計質量は30gになるように調整した。一方、温度計及び滴下漏斗を備えた500mLの三口フラスコにメチルエチルケトン30gを加え、30分間窒素バージを行った。その後、フラスコ内をマグネティックスターラーで攪拌しながら、80℃になるように加熱した。次いで、上記単量体溶液をフラスコ内に滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。その後、30℃以下になるまで冷却して重合溶液を得た。この重合溶液を600gのメタノール中へ投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を2回、120gずつのメタノールでスラリー状にして洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥し、白色粉末状の重合体(A−19)を得た(収率:71.5%)。13C−NMR分析の結果、重合体(A−19)における化合物(M−1)由来の構造単位:化合物(M−14)由来の構造単位:化合物(M−6)由来の構造単位の含有率(モル%)は、それぞれ47.8:11:41.2であった。また、重合体(A−19)のMwは5,900、Mw/Mnは、1.42であった。
[Synthesis Example 19]
Compound (M-1) 50 mol%, Compound (M-14) 10 mol%, Compound (M-6) 40 mol%, As a polymerization initiator, 2,2'-azobisisobutyronitrile 5 mol% A monomer solution dissolved in 60 g of methyl ethyl ketone was prepared. In addition, mol% of each monomer compound is a ratio with respect to all the monomer compounds, and mol% of the polymerization initiator is a ratio with respect to the total number of moles of all the monomer compounds and the polymerization initiator. The total mass of the monomer compounds was adjusted to 30 g. Meanwhile, 30 g of methyl ethyl ketone was added to a 500 mL three-necked flask equipped with a thermometer and a dropping funnel, and a nitrogen barge was performed for 30 minutes. Then, it heated so that it might become 80 degreeC, stirring the inside of a flask with a magnetic stirrer. Next, the monomer solution was dropped into the flask over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. Then, it cooled until it became 30 degrees C or less, and obtained the polymerization solution. This polymerization solution was put into 600 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 120 g of methanol as a slurry, washed, filtered and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder polymer (A-19) (yield). Rate: 71.5%). As a result of 13 C-NMR analysis, structural unit derived from compound (M-1) in polymer (A-19): structural unit derived from compound (M-14): inclusion of structural unit derived from compound (M-6) The rate (mol%) was 47.8: 11: 41.2, respectively. Moreover, Mw of the polymer (A-19) was 5,900, and Mw / Mn was 1.42.

[合成例20〜34]重合体(A−20)〜(A−34)の合成
表5に示す種類の単量体を、表3に示す配合処方で使用したこと以外は、合成例19と同様の方法によって、共重合体を調製した。なお、得られた共重合体のMw、Mw/Mn、収率、及び共重合体中の各単量体に由来する構造単位の割合の測定結果を表4に示す。各共重合体を樹脂(A−20)〜(A−34)とする。
[Synthetic Examples 20 to 34] Synthesis of Polymers (A-20) to (A-34) Synthetic Examples 19 and 19 except that the types of monomers shown in Table 5 were used in the formulation shown in Table 3. A copolymer was prepared by the same method. Table 4 shows the Mw, Mw / Mn, yield, and measurement results of the proportion of structural units derived from each monomer in the copolymer. Let each copolymer be resin (A-20)-(A-34).

<[F]重合体の合成>
[合成例35]重合体(F−1)
化合物(M−8)37.4g(40mol%)、化合物(M−9)62.6g(60mol%)を、2−ブタノン100gに溶解して溶解溶液を得た。得られた溶解溶液にジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート4.8gを投入して単量体溶液を準備した。
次に、2−ブタノン100gを投入した500mLの三口フラスコを30分窒素パージした。窒素パージ後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に準備した上記単量体溶液を滴下漏斗を用いて上記三口フラスコ内に3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間行って重合溶液を得た。重合終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却し、800gのメタノール/水=19/1に投入して白色物質を析出させた。上澄み溶液を除去した後、800gのメタノール/水=19/1で洗浄した。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで溶媒置換し、重合体溶液を得た。(固形分換算で47.0g、収率47%)。この共重合体は、分子量(Mw)が4,000、Mw/Mnが1.35、13C−NMR分析の結果、化合物(M−8)に由来する構造単位:化合物(M−9)に由来する構造単位の含有率(mol%)が、40.2:59.8であった。本合成例で得られた共重合体を重合体(F−1)とする。
<Synthesis of [F] polymer>
[Synthesis Example 35] Polymer (F-1)
37.4 g (40 mol%) of the compound (M-8) and 62.6 g (60 mol%) of the compound (M-9) were dissolved in 100 g of 2-butanone to obtain a dissolved solution. 4.8 g of dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate was added to the resulting dissolved solution to prepare a monomer solution.
Next, a 500 mL three-necked flask charged with 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes. After purging with nitrogen, the reactor was heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared in advance was dropped into the three-necked flask over 3 hours using a dropping funnel. A polymerization solution was obtained by carrying out the polymerization reaction for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, and charged into 800 g of methanol / water = 19/1 to precipitate a white substance. After removing the supernatant solution, it was washed with 800 g of methanol / water = 19/1. Thereafter, the solvent was replaced with propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a polymer solution. (47.0 g in terms of solid content, yield 47%). This copolymer has a molecular weight (Mw) of 4,000, an Mw / Mn of 1.35, and as a result of 13 C-NMR analysis, a structural unit derived from the compound (M-8): the compound (M-9) The content rate (mol%) of the derived structural unit was 40.2: 59.8. Let the copolymer obtained by this synthesis example be a polymer (F-1).

[合成例36]重合体(F−2)の合成
化合物(M−2)35.8g(70モル%)及び化合物(M−18)14.2g(30モル%)を100gのメチルエチルケトンに溶解し、重合開始剤として、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート3.2gを添加して単量体溶液を調製した。100gのメチルエチルケトンを入れた500mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却し、メタノール/メチルエチルケトン/ヘキサン=2/1/8(質量比)混合溶液825gを用いて洗浄した後、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、重合体(F−2)の溶液を得た(固形分換算で38.0g、収率76.0%)。13C−NMR分析の結果、重合体(F−2)における化合物(M−2)由来の構造単位:化合物(M−18)由来の構造単位の含有率(モル%)は、70.2:29.8であった。また、重合体(F−2)のMwは7,000、Mw/Mnは、1.40であった。
Synthesis Example 36 Synthesis of Polymer (F-2) 35.8 g (70 mol%) of the compound (M-2) and 14.2 g (30 mol%) of the compound (M-18) were dissolved in 100 g of methyl ethyl ketone. As a polymerization initiator, 3.2 g of dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate was added to prepare a monomer solution. A 500 mL three-necked flask containing 100 g of methyl ethyl ketone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution is cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, washed with 825 g of a methanol / methyl ethyl ketone / hexane = 2/1/8 (mass ratio) mixed solution, and then solvent with propylene glycol monomethyl ether acetate. Substitution was carried out to obtain a polymer (F-2) solution (38.0 g in terms of solid content, yield 76.0%). As a result of 13 C-NMR analysis, the structural unit derived from the compound (M-2) in the polymer (F-2): the content (mol%) of the structural unit derived from the compound (M-18) is 70.2: 29.8. Moreover, Mw of the polymer (F-2) was 7,000, and Mw / Mn was 1.40.

[合成例37]重合体(F−3)の合成
化合物(M−12)25.5g(60モル%)、化合物(M−19)15.0g(25モル%)及び化合物(M−20)9.5g(15モル%)を100gのメチルエチルケトンに溶解し、重合開始剤として、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1.8gを添加して単量体溶液を調製した。100gのメチルエチルケトンを入れた500mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却し、メタノール/メチルエチルケトン/ヘキサン=2/1/8(質量比)混合溶液825gを用いて洗浄した後、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、重合体(F−3)の溶液を得た(固形分換算で35.0g、収率70.0%)。13C−NMR分析の結果、重合体(F−3)における化合物(M−12)由来の構造単位:化合物(M−19)由来の構造単位:化合物(M−20)由来の構造単位の含有比率(モル%)は、63.2:21.4:15.4であった。また、重合体(F−3)のMwは6,200、Mw/Mnは、1.55であった。
[Synthesis Example 37] Synthesis of Polymer (F-3) 25.5 g (60 mol%) of Compound (M-12), 15.0 g (25 mol%) of Compound (M-19) and Compound (M-20) 9.5 g (15 mol%) was dissolved in 100 g of methyl ethyl ketone, and 1.8 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added as a polymerization initiator to prepare a monomer solution. A 500 mL three-necked flask containing 100 g of methyl ethyl ketone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution is cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, washed with 825 g of a methanol / methyl ethyl ketone / hexane = 2/1/8 (mass ratio) mixed solution, and then solvent with propylene glycol monomethyl ether acetate. Substitution was carried out to obtain a polymer (F-3) solution (35.0 g in terms of solid content, yield 70.0%). As a result of 13 C-NMR analysis, structural unit derived from compound (M-12) in polymer (F-3): structural unit derived from compound (M-19): inclusion of structural unit derived from compound (M-20) The ratio (mol%) was 63.2: 21.4: 15.4. Moreover, Mw of the polymer (F-3) was 6,200, and Mw / Mn was 1.55.

[合成例38]重合体(F−4)の合成
化合物(M−8)27.1g(60モル%)、化合物(M−19)14.0g(25モル%)及び化合物(M−20)8.9g(15モル%)を100gのメチルエチルケトンに溶解し、重合開始剤として、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1.7gを添加して単量体溶液を調製した。100gのメチルエチルケトンを入れた500mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却し、メタノール/メチルエチルケトン/ヘキサン=2/1/8(質量比)混合溶液825gを用いて洗浄した後、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテルで溶媒置換し、重合体(F−4)の溶液を得た(固形分換算で33.2g、収率66.4%)。13C−NMR分析の結果、重合体(F−4)における化合物(M−8)由来の構造単位:化合物(M−19)由来の構造単位:化合物(M−20)由来の構造単位の含有比率(モル%)は、62.2:22.4:15.4であった。また、重合体(F−4)のMwは6,700、Mw/Mnは、1.58であった。
[Synthesis Example 38] Synthesis of Polymer (F-4) 27.1 g (60 mol%) of Compound (M-8), 14.0 g (25 mol%) of Compound (M-19) and Compound (M-20) 8.9 g (15 mol%) was dissolved in 100 g of methyl ethyl ketone, and 1.7 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile was added as a polymerization initiator to prepare a monomer solution. A 500 mL three-necked flask containing 100 g of methyl ethyl ketone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution is cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, washed with 825 g of a methanol / methyl ethyl ketone / hexane = 2/1/8 (mass ratio) mixed solution, and then solvent with propylene glycol monomethyl ether acetate. Substitution was carried out to obtain a polymer (F-4) solution (33.2 g in terms of solid content, yield 66.4%). As a result of 13 C-NMR analysis, structural unit derived from compound (M-8) in polymer (F-4): structural unit derived from compound (M-19): inclusion of structural unit derived from compound (M-20) The ratio (mol%) was 62.2: 22.4: 15.4. Moreover, Mw of the polymer (F-4) was 6,700, and Mw / Mn was 1.58.

Figure 2011158687
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Figure 2011158687
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Figure 2011158687
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Figure 2011158687
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<感放射線性樹脂組成物の調製>
[実施例1]
感放射線性樹脂組成物の調製に用いた[B]酸発生剤、[C]酸拡散制御剤、溶媒について以下に示す。
<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
[Example 1]
The [B] acid generator, [C] acid diffusion controller and solvent used for the preparation of the radiation sensitive resin composition are shown below.

[B]酸発生剤
(B−1)〜(B−3):下記式で表される化合物
[B] Acid generators (B-1) to (B-3): compounds represented by the following formulae

Figure 2011158687
Figure 2011158687

[C]酸拡散制御剤
(C−1)〜(C−8):下記式で表される化合物
[C] Acid diffusion control agents (C-1) to (C-8): compounds represented by the following formulae

Figure 2011158687
Figure 2011158687

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

[実施例1]
重合体(A−1)100質量部、酸発生剤(B−1)10.8質量部、酸拡散制御剤(C−1)4.3質量部、重合体(F−1)2質量部、溶媒(E−1)2185質量部、溶媒(E−2)935質量部、及び溶媒(E−3)30質量部を混合して感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Example 1]
100 parts by mass of polymer (A-1), 10.8 parts by mass of acid generator (B-1), 4.3 parts by mass of acid diffusion controller (C-1), 2 parts by mass of polymer (F-1) Then, 2185 parts by mass of the solvent (E-1), 935 parts by mass of the solvent (E-2), and 30 parts by mass of the solvent (E-3) were mixed to prepare a radiation sensitive resin composition.

[実施例2〜16及び比較例1〜2]
表5に示す配合処方としたこと以外は実施例1と同様にして感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Examples 2-16 and Comparative Examples 1-2]
A radiation-sensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation shown in Table 5 was used.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

[実施例17]
重合体(A−4)100質量部、酸発生剤(B−1)10質量部、化合物(C−1)2.1質量部、重合体(F−2)3質量部、溶媒(E−1)2200質量部、溶媒(E−2)950質量部、及び溶媒(E−3)30質量部を混合して感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Example 17]
100 parts by mass of polymer (A-4), 10 parts by mass of acid generator (B-1), 2.1 parts by mass of compound (C-1), 3 parts by mass of polymer (F-2), solvent (E- 1) 2200 mass parts, solvent (E-2) 950 mass parts, and solvent (E-3) 30 mass parts were mixed, and the radiation sensitive resin composition was prepared.

[実施例18〜36及び調製例1〜2]
表6に示す配合処方としたこと以外は実施例17と同様にして感放射線性樹脂組成物を調製した。
[Examples 18 to 36 and Preparation Examples 1 and 2]
A radiation sensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 17 except that the formulation shown in Table 6 was used.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

<感放射線性樹脂組成物の評価>
実施例1〜16及び比較例1〜2の感放射線性樹脂組成物について、以下のようにして各種評価を行った。これらの評価結果を表5に合わせて示す。
<Evaluation of radiation-sensitive resin composition>
About the radiation sensitive resin composition of Examples 1-16 and Comparative Examples 1-2, various evaluation was performed as follows. These evaluation results are shown in Table 5.

[感度(mJ/cm)]
ArF光源にて露光を行う場合、ウェハ表面に膜厚77nmのARC29(日産化学工業社製)膜を形成したシリコンウェハを用い、調製した感放射線性樹脂組成物の溶液を、基板上にクリーントラックACT8(東京エレクトロン社製)を用いてスピンコートにより塗布し、ホットプレート上にて、表5に示す条件でPBを行って膜厚0.10μmのレジスト被膜を形成した。形成したレジスト被膜にニコン社製のArFエキシマレーザー露光装置「S306C」(開口数0.78)を用いて、縮小投影露光後のパターンが直径0.10μmになるマスクパターンを介して露光した。表5に示す条件でPEBを行った後、酢酸ブチル溶媒により23℃で30秒間現像し、4メチル2ペンタノール溶媒で10秒間リンス処理を行った後、乾燥してネガ型のレジストパターン(1H/1S)を形成した。このとき、直径0.10μmのホールサイズになるような露光量を最適露光量とし、この最適露光量を感度とした。
[Sensitivity (mJ / cm 2 )]
When exposure is performed with an ArF light source, a silicon wafer having an ARC29 (Nissan Chemical Industry Co., Ltd.) film with a film thickness of 77 nm formed on the wafer surface is used, and the prepared radiation-sensitive resin composition solution is cleaned on the substrate. It was applied by spin coating using ACT8 (manufactured by Tokyo Electron), and PB was performed on the hot plate under the conditions shown in Table 5 to form a resist film having a thickness of 0.10 μm. The formed resist film was exposed using an ArF excimer laser exposure apparatus “S306C” (numerical aperture: 0.78) manufactured by Nikon Corporation through a mask pattern having a reduced projection exposure pattern with a diameter of 0.10 μm. After carrying out PEB under the conditions shown in Table 5, development was carried out with a butyl acetate solvent at 23 ° C. for 30 seconds, rinse treatment with 4 methyl 2-pentanol solvent was carried out for 10 seconds, and then drying to obtain a negative resist pattern (1H / 1S). At this time, the exposure amount that gave a hole size of 0.10 μm in diameter was the optimum exposure amount, and this optimum exposure amount was taken as the sensitivity.

[パターンの断面形状の評価]
上記した感度の測定における0.10μmホールパターンの断面形状を、日立ハイテクノロジーズ社製の「S−4800」にて観察し、レジストパターンの中間での線幅Lbと膜の上部での線幅Laを測り、0.9≦(La/Lb)≦1.1の範囲内である場合を「A(良好)」と評価し、範囲外である場合を「B(不良)」と評価した。
[Evaluation of cross-sectional shape of pattern]
The cross-sectional shape of the 0.10 μm hole pattern in the above sensitivity measurement was observed with “S-4800” manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, and the line width Lb in the middle of the resist pattern and the line width La in the upper part of the film were observed. Was evaluated as “A (good)” when it was in the range of 0.9 ≦ (La / Lb) ≦ 1.1, and “B (defective)” when it was out of the range.

[円形性の評価]
最適露光量において、基板上のレジスト被膜に形成された0.10μmのホールパターンを、測長SEM(日立製作所社製、型番「S9380」)を用いてパターン上部から観察し、直径を任意のポイントで測定し、その測定ばらつきを3σで表現した場合に、9.0nm以下である場合を「A(良好)」と評価し、9.0nm超である場合を「B(不良)」と評価した。
[Evaluation of roundness]
At the optimum exposure dose, the hole pattern of 0.10 μm formed on the resist film on the substrate is observed from the top of the pattern using a length measuring SEM (manufactured by Hitachi, Ltd., model number “S9380”), and the diameter is set at an arbitrary point. When the measurement variation was expressed by 3σ, the case of 9.0 nm or less was evaluated as “A (good)”, and the case of being over 9.0 nm was evaluated as “B (defect)” .

[解像性の評価]
上記[感度]の評価において、露光量を大きくしていった際に得られるホールの最小寸法が50nm以下である場合「A(最良)」、70〜50nmの範囲の場合「A(良好)」、70nm以上の場合「B(不良)」と評価した。
[Evaluation of resolution]
In the evaluation of [sensitivity], “A + (best)” when the minimum hole size obtained when the exposure amount is increased is 50 nm or less, and “A (good) when it is in the range of 70 to 50 nm. In the case of 70 nm or more, it was evaluated as “B (defect)”.

表5からわかるように、カルボキシ基を有する構造単位の含有率が全構造単位に対して10モル%以下の樹脂を含む感放射線性樹脂組成物は、パターン形状、円形性及び解像性能に優れたレジストパターンを形成可能である。一方、比較例1及び2のカルボキシ基を有する構造単位の含有率が全構造単位に対して10モル%を超える樹脂を含む感放射線性樹脂組成物は、形状、円形性及び解像性能に改善の余地がある。   As can be seen from Table 5, the radiation-sensitive resin composition containing a resin having a carboxy group-containing structural unit content of 10 mol% or less based on the total structural units is excellent in pattern shape, circularity and resolution performance. A resist pattern can be formed. On the other hand, the radiation-sensitive resin composition containing a resin in which the content of the structural unit having a carboxy group in Comparative Examples 1 and 2 exceeds 10 mol% with respect to the total structural units is improved in shape, circularity, and resolution performance. There is room for.

感放射線性樹脂組成物(J−1〜J−22)を用いて、実施例37〜95及び比較例3〜8として、以下のように各種評価を行った。これらの評価結果を表7〜表9に示す。   Various evaluation was performed as follows as Examples 37-95 and Comparative Examples 3-8 using the radiation sensitive resin composition (J-1 to J-22). These evaluation results are shown in Tables 7 to 9.

<パターンの形成>
膜厚105nmのARC66(BREWER SCIENCE社)の下層反射防止膜を形成したシリコンウェハを基板として用い、上記実施例17〜36及び調製例1〜2で調製した感放射線性樹脂組成物を、それぞれ基板上にクリーントラックACT12(東京エレクトロン社)を用いてスピンコートにより塗布し、ホットプレート上で80℃で60秒間PBを行い、膜厚0.10μmのレジスト膜を形成した。形成したレジスト膜に、ArF液浸露光装置(S610C、ニコン社、開口数1.30)を用いて、マスクパターン、液浸水を介して縮小投影露光を行った。次いで表7に記載したPEB温度(℃)で60秒間PEBを行った後、現像液として、メチルアミルケトンを用いて23℃で30秒間現像し、次いで4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)で10秒間リンス処理を行った後、乾燥してネガ型のレジストパターンを形成した。なお、縮小投影後にウェハ上で直径0.060μmのホールパターンになるような露光量を最適露光量とし、この最適露光量を感度(mJ/cm)とした。現像液として、酢酸n−ブチル現像液を用いた結果を表8に、及びアニソール現像液を用いた同様の評価結果を表9に示す。下記評価結果も合わせて表7〜表9に示す。
<Pattern formation>
Using a silicon wafer on which an ARC66 (BREWER SCIENCE) lower-layer antireflection film having a thickness of 105 nm was formed as a substrate, the radiation-sensitive resin compositions prepared in Examples 17 to 36 and Preparation Examples 1 and 2 were respectively used as substrates. On top of this, a clean track ACT12 (Tokyo Electron) was applied by spin coating, and PB was performed on a hot plate at 80 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 0.10 μm. The formed resist film was subjected to reduced projection exposure through a mask pattern and immersion water using an ArF immersion exposure apparatus (S610C, Nikon Corporation, numerical aperture 1.30). Next, after performing PEB for 60 seconds at the PEB temperature (° C.) described in Table 7, development was performed at 23 ° C. for 30 seconds using methyl amyl ketone as a developer, and then 4-methyl-2-pentanol (MIBC). The substrate was rinsed for 10 seconds and then dried to form a negative resist pattern. Note that the exposure amount that would result in a hole pattern with a diameter of 0.060 μm on the wafer after reduced projection was taken as the optimum exposure amount, and this optimum exposure amount was taken as sensitivity (mJ / cm 2 ). Table 8 shows the results of using n-butyl acetate developer as the developer, and Table 9 shows the same evaluation results using anisole developer. The following evaluation results are also shown in Tables 7 to 9.

[DOF(Depth Of Focus;焦点深度(nm))]
膜厚105nmのARC66(BREWER SCIENCE社)の下層反射防止膜を形成したシリコンウェハを用い、各感放射線性樹脂組成物を、それぞれ基板上にクリーントラックACT12(東京エレクトロン社)を用いてスピンコートにより塗布し、ホットプレート上にて80℃で60秒間PBを行って膜厚0.10μmのレジスト膜を形成した。形成したレジスト膜に、ArF液浸露光装置(S610C、ニコン社、開口数1.30)を用いて、マスクパターン、液浸水を介して縮小投影露光を行った。得られたホールパターンについて表7のメチルアミルケトン現像液、表8の酢酸n−ブチル現像液、及び表9のアニソール現像液の欄に記載の感度で表される露光量で、下記ピッチサイズ及びパターンサイズとなるDOFを求め、それぞれ共通するDOFエリアを共通DOFとして算出した。なお、DODにはターゲットとなるパターンサイズの±10%の範囲に入るCD値をフォーカスマージンとして定義し、DOFの値として算出した。
ピッチサイズ及びパターンサイズ:0.060μmホール0.104μmピッチ、0.060μmホール0.800μmピッチ
なお、ホールパターンの寸法測定は、測長SEM(日立ハイテクノロジーズ社、CG4000)を用いてパターン上部から観察した。
[DOF (Depth Of Focus; depth of focus (nm))]
Using a silicon wafer on which an ARC66 (BREWER SCIENCE) underlayer antireflection film having a thickness of 105 nm was formed, each radiation-sensitive resin composition was spin-coated on each substrate using a clean track ACT12 (Tokyo Electron). This was applied and PB was performed on a hot plate at 80 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 0.10 μm. The formed resist film was subjected to reduced projection exposure through a mask pattern and immersion water using an ArF immersion exposure apparatus (S610C, Nikon Corporation, numerical aperture 1.30). With respect to the obtained hole pattern, the exposure amount represented by the sensitivity described in the columns of methyl amyl ketone developer of Table 7, n-butyl acetate developer of Table 8, and anisole developer of Table 9, the following pitch size and The DOF to be the pattern size was obtained, and the common DOF area was calculated as the common DOF. For DOD, a CD value that falls within a range of ± 10% of the target pattern size is defined as a focus margin and calculated as a DOF value.
Pitch size and pattern size: 0.060 μm hole 0.104 μm pitch, 0.060 μm hole 0.800 μm pitch Note that the dimension measurement of the hole pattern was observed from the top of the pattern using a length measuring SEM (Hitachi High-Technologies Corporation, CG4000). did.

[円形性の評価]
上記パターン形成方法に記載の方法に従って形成したレジスト膜に、ArF液浸露光装置(S610C、ニコン社、開口数1.30)を用いて、表7〜9に記載の最適露光量(感度)、現像液を使用して形成された0.060μmホール0.104μmピッチのホールパターンを、測長SEM(日立ハイテクノロジーズ社、CG4000)を用いて、パターン上部から観察した。ホール直径を任意の24ポイントで測定し、その測定ばらつきを3σで評価し、0.002μm以下である場合を「A(良好)」と判断し、0.002μmを超える場合を「B(不良)」と判断した。
[Evaluation of roundness]
Using the ArF immersion exposure apparatus (S610C, Nikon Corporation, numerical aperture 1.30) on the resist film formed according to the method described in the pattern formation method, the optimum exposure amount (sensitivity) described in Tables 7 to 9, A 0.060 μm hole 0.104 μm pitch hole pattern formed using a developer was observed from above the pattern using a length measurement SEM (Hitachi High-Technologies Corporation, CG4000). The hole diameter is measured at an arbitrary 24 points, and the measurement variation is evaluated by 3σ. When it is 0.002 μm or less, it is judged as “A (good)”, and when it exceeds 0.002 μm, “B (bad) I decided.

[解像性の評価]
縮小投影露光後のパターンのピッチサイズが0.104μmになるマスクパターンを用いて液浸水を介して縮小投影露光し、露光量を大きくしていった際に得られるホールの最小寸法を測定した。ホールの最小寸法が、0.045μm以下の場合「(A)良好」と判断し、0.045μmを超える場合「(B)不良」と判断した。
[Evaluation of resolution]
Using the mask pattern in which the pitch size of the pattern after reduced projection exposure was 0.104 μm, reduced projection exposure was performed through immersion water, and the minimum size of holes obtained when the exposure amount was increased was measured. When the minimum hole size was 0.045 μm or less, it was judged as “(A) good”, and when it exceeded 0.045 μm, it was judged as “(B) bad”.

[断面形状の評価]
表7〜9に記載の感度で表される最適露光量において、基板上のレジスト被膜に形成された0.060μmのホールパターンの断面形状を観察し(日立ハイテクノロジーズ社、S−4800)、レジストパターンの中間での線幅Lbと膜の上部での線幅Laを測り、0.9≦(La/Lb)≦1.1の範囲内である場合を「(A)良好」と評価し、範囲外である場合を「(B)不良」と評価した。
[Evaluation of cross-sectional shape]
At the optimum exposure amount represented by the sensitivity described in Tables 7 to 9, the cross-sectional shape of the 0.060 μm hole pattern formed on the resist film on the substrate was observed (Hitachi High-Technologies Corporation, S-4800), and the resist The line width Lb in the middle of the pattern and the line width La at the top of the film are measured, and the case where it is within the range of 0.9 ≦ (La / Lb) ≦ 1.1 is evaluated as “(A) good”, The case outside the range was evaluated as “(B) defective”.

Figure 2011158687
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Figure 2011158687
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Figure 2011158687
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<複数回露光によるコンタクトホールパターンの形成>
[実施例96]
上記実施例1に記載の組成物を用いて、ターゲットサイズが100nmライン/200nmピッチ(100nm1L1S)のマスクを介して露光を行ってレジストパターン潜像を形成した後、上記レジストパターン潜像と直交するように、ターゲットサイズが100nmライン/100nmピッチ(100nm1L1S)のマスクを介して露光したこと以外は表4に記載の条件にて上記[感度]の評価と同様にしてネガ型のレジストパターンを形成し、最適露光量にて直径100nmのホールパターン(1H/1S)を形成できることが確認できた。
<Formation of contact hole pattern by multiple exposure>
[Example 96]
Using the composition described in Example 1 above, exposure is performed through a mask having a target size of 100 nm line / 200 nm pitch (100 nm 1L1S) to form a resist pattern latent image, and then orthogonal to the resist pattern latent image. As described above, a negative resist pattern was formed in the same manner as in the above [sensitivity] evaluation except that the target size was exposed through a mask of 100 nm line / 100 nm pitch (100 nm1L1S). It was confirmed that a hole pattern (1H / 1S) having a diameter of 100 nm can be formed with an optimum exposure amount.

[実施例97〜98及び比較例9〜10]
12インチシリコンウェハ上に、反射防止膜形成剤(ブルワーサイエンス社製、商品名「ARC66」)を、「CLEAN TRACK Lithius Pro i」(東京エレクトロン社製)を用いてスピンコートした後、205℃で60秒間プレベーク(PB)を行い、膜厚105nmの下層反射防止膜を形成した。この基板上に「CLEAN TRACK Lithius Pro i」(東京エレクトロン社製)を使用してJ−2、J−5、J−18、J−21、及びJ−22の感放射線性樹脂組成物をスピンコートし、90℃で60秒間プレベーク(PB)した後、23℃で30秒間冷却することにより膜厚100nmのレジスト層を形成した。次いで、ArF液浸露光装置(商品名「NSR−S610C」、ニコン精機カンパニー社製)を使用し、NA=1.3、ダイポールYの光学条件にてラインアンドスペースパターンマスクを介して第1の縮小投影露光を表10記載の感度にて行い、続けて、NA=1.3、ダイポールXの条件にて第1の露光を行った露光部に対してラインが交差するように表10記載の感度にて第2の縮小投影露光を行った。露光後、商品名「CLEAN TRACK Lithius Pro i」のホットプレート上で、表10で示された温度にて60秒間ポストエクスポージャーベーク(PEB)を行い、23℃で30秒間冷却した後、メチルアミルケトンを現像液として30秒間パドル現像し、4−メチル−2−ペンタノールで7秒間リンスした。2,000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、40nmホール/80nmピッチのレジストパターンを形成し、下記評価を行った。なお、縮小投影後にウェハ上で直径40nmのホールパターンになるような露光量を最適露光量とし、この最適露光量を感度(mJ/cm)とした。現像液として、酢酸n−ブチル現像液及びアニソール現像液を用いて同様の評価を行った。結果を合わせて表10に示す。
[Examples 97 to 98 and Comparative Examples 9 to 10]
An antireflection film forming agent (Burewer Science, trade name “ARC66”) was spin-coated on a 12-inch silicon wafer using “CLEAN TRACK Lithius Pro i” (Tokyo Electron), and then at 205 ° C. Pre-baking (PB) was performed for 60 seconds to form a lower antireflection film having a thickness of 105 nm. Spin a radiation sensitive resin composition of J-2, J-5, J-18, J-21, and J-22 on this substrate using “CLEAN TRACK Lithius Pro i” (manufactured by Tokyo Electron). After coating and pre-baking (PB) at 90 ° C. for 60 seconds, the resist layer having a thickness of 100 nm was formed by cooling at 23 ° C. for 30 seconds. Next, using an ArF immersion exposure apparatus (trade name “NSR-S610C”, manufactured by Nikon Seiki Co., Ltd.), the first through a line and space pattern mask under the optical conditions of NA = 1.3 and dipole Y Reduced projection exposure is performed at the sensitivity described in Table 10, and then, the line described in Table 10 is set so that the line intersects with the exposed portion where the first exposure is performed under the conditions of NA = 1.3 and dipole X. A second reduced projection exposure was performed with sensitivity. After exposure, post exposure bake (PEB) is performed for 60 seconds at a temperature shown in Table 10 on a hot plate of the trade name “CLEAN TRACK Lithius Pro i”, and after cooling at 23 ° C. for 30 seconds, methyl amyl ketone Was developed as a developing solution for 30 seconds and rinsed with 4-methyl-2-pentanol for 7 seconds. By spin-drying by shaking off at 2,000 rpm for 15 seconds, a resist pattern having a 40 nm hole / 80 nm pitch was formed, and the following evaluation was performed. In addition, the exposure amount which becomes a hole pattern with a diameter of 40 nm on the wafer after the reduced projection was defined as the optimum exposure amount, and this optimum exposure amount was defined as the sensitivity (mJ / cm 2 ). The same evaluation was performed using n-butyl acetate developer and anisole developer as the developer. The results are shown in Table 10.

[円形性の評価]
40nmホール/80nmピッチのレジストパターンを、測長SEM(日立ハイテクノロジーズ社、CG4000)を用いてパターン上部から観察した。ホール直径を任意の24ポイントで測定し、その測定ばらつきを3σで評価し、0.002μm以下である場合を「A(良好)」と判断し、0.002μmを超える場合を「B(不良)」と判断した。
[Evaluation of roundness]
A resist pattern having a 40 nm hole / 80 nm pitch was observed from above the pattern using a length measurement SEM (Hitachi High-Technologies Corporation, CG4000). The hole diameter is measured at an arbitrary 24 points, and the measurement variation is evaluated by 3σ. When it is 0.002 μm or less, it is judged as “A (good)”, and when it exceeds 0.002 μm, “B (bad) I decided.

[断面形状の評価]
40nmホール/80nmピッチのレジストパターンの断面形状を観察し(日立ハイテクノロジーズ社、S−4800)、レジストパターンの中間での線幅Lbと膜の上部での線幅Laを測り、0.9≦(La/Lb)≦1.1の範囲内である場合を「A(良好)」と評価し、範囲外である場合を「B(不良)」と評価した。
[Evaluation of cross-sectional shape]
The cross-sectional shape of the resist pattern with 40 nm holes / 80 nm pitch was observed (Hitachi High-Technologies Corporation, S-4800), and the line width Lb in the middle of the resist pattern and the line width La at the upper part of the film were measured. The case of (La / Lb) ≦ 1.1 was evaluated as “A (good)”, and the case of being out of the range was evaluated as “B (defective)”.

Figure 2011158687
Figure 2011158687

表10からわかるように、メチルアミルケトン現像液、酢酸n−ブチル現像液及びアニソール現像液として用いたいずれの場合にも、カルボキシ基を有する構造単位の含有率が全構造単位に対して10モル%以下の樹脂を含む感放射線性樹脂組成物は、パターン形状、円形性及び解像性能に優れたレジストパターンを形成可能である。一方、比較例9及び10のカルボキシ基を有する構造単位の含有率が全構造単位に対して10モル%を超える樹脂を含む感放射線性樹脂組成物は、形状、円形性および解像性能に改善の余地がある。   As can be seen from Table 10, in any case used as a methyl amyl ketone developer, an n-butyl acetate developer and an anisole developer, the content of the structural unit having a carboxy group is 10 moles relative to the total structural unit. % Of the radiation-sensitive resin composition containing a resin of not more than 1% can form a resist pattern excellent in pattern shape, circularity and resolution performance. On the other hand, the radiation-sensitive resin composition containing a resin in which the content of the structural unit having a carboxy group in Comparative Examples 9 and 10 exceeds 10 mol% with respect to the total structural units is improved in shape, circularity, and resolution performance. There is room for.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、今後、益々レジストパターンの線幅の微細化が要求されるフォトレジストに好適に利用可能なものである。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention can be suitably used for photoresists that require increasingly finer line widths of resist patterns in the future.

Claims (22)

(1)感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布してレジスト膜を形成する工程、
(2)上記レジスト膜を露光する工程、及び
(3)上記露光されたレジスト膜を現像液で現像する工程
を有するホール又はトレンチを含むパターンの形成方法であって、
上記感放射線性樹脂組成物が、
[A]カルボキシ基を有する構造単位の含有率が10モル%以下であり、かつ酸の作用により極性が増大する重合体
を含有し、
上記現像液が有機溶媒を含有すること
を特徴とするパターン形成方法。
(1) A step of applying a radiation-sensitive resin composition on a substrate to form a resist film,
(2) A method of forming a pattern including a hole or a trench having a step of exposing the resist film, and (3) a step of developing the exposed resist film with a developer,
The radiation sensitive resin composition is
[A] containing a polymer whose content of structural units having a carboxy group is 10 mol% or less and whose polarity is increased by the action of an acid,
The pattern forming method, wherein the developer contains an organic solvent.
[A]重合体が単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する請求項1に記載のパターン形成方法。   [A] The pattern forming method according to claim 1, wherein the polymer has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure. [A]重合体が下記式(1a)で表される酸解離性基を有する請求項1又は請求項2に記載のパターン形成方法。
Figure 2011158687
(式(1a)中、Rp11は、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状の1価の炭化水素基である。nは、1〜4の整数である。)
[A] The pattern forming method according to claim 1 or 2, wherein the polymer has an acid dissociable group represented by the following formula (1a).
Figure 2011158687
(In formula (1a), R p11 is a linear, branched or cyclic monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. N is an integer of 1 to 4.)
[A]重合体がラクトン基を含む構造単位を有する請求項1、請求項2又は請求項3に記載のパターン形成方法。   [A] The pattern forming method according to claim 1, wherein the polymer has a structural unit containing a lactone group. 上記ラクトン基が下記式(LC1−1)〜(LC1−16)で表される基からなる群より選択される1種以上の基である請求項4に記載のパターン形成方法。
Figure 2011158687
(式中、nは、0〜4の整数である。Rbは、置換基である。nが2以上のとき、複数のRbは、同一でも異なっていてもよく、複数のRbが互いに結合して環を形成してもよい。)
The pattern formation method according to claim 4, wherein the lactone group is one or more groups selected from the group consisting of groups represented by the following formulas (LC1-1) to (LC1-16).
Figure 2011158687
(Wherein, n 2, the .rb 2 is an integer of 0 to 4, when it .n 2 is 2 or more substituents, the plurality of Rb 2 may be the same or different, a plurality of Rb 2 may combine with each other to form a ring.)
上記ラクトン基が、上記式(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)及び(LC1−14)で表される基からなる群より選択される1種以上の基である請求項4又は請求項5に記載のパターン形成方法。   The lactone group is a group consisting of groups represented by the above formulas (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13) and (LC1-14). The pattern forming method according to claim 4, wherein the pattern forming method is one or more selected from the group. 上記ラクトン基が、上記式(LC1−4)で表される基であり、かつ上記式(LC1−4)におけるnが、0である請求項4、請求項5又は請求項6に記載のパターン形成方法。The lactone group is a group represented by the above formula (LCI -4), and n 2 in the formula (LCI -4) is, according to claim 4 is zero, according to claim 5 or claim 6 Pattern forming method. 上記(2)工程を複数回行う請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the step (2) is performed a plurality of times. 上記(2)工程後(3)工程前に、(2’)上記露光されたレジスト膜を加熱する工程をさらに含む請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   9. The pattern forming method according to claim 1, further comprising: (2 ′) heating the exposed resist film after the step (2) and before the step (3). 上記(2’)工程を複数回行う請求項9に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 9, wherein the step (2 ′) is performed a plurality of times. 上記現像液が含有する有機溶媒が、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、アルコール系溶媒、アミド系溶媒及びエーテル系溶媒からなる群より選択される1種以上の有機溶媒である請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The organic solvent contained in the developer is at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents. The pattern forming method according to any one of 10. 上記現像液が含有する有機溶媒が、下記式(1)で表される請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
Figure 2011158687
(式(1)中、R及びR’は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子である。但し、R及びR’は、互いに結合して環を形成していてもよい。)
The pattern forming method according to claim 1, wherein the organic solvent contained in the developer is represented by the following formula (1).
Figure 2011158687
(In Formula (1), R and R ′ are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxy group, a hydroxyl group, a cyano group, or a halogen atom. , R and R ′ may be bonded to each other to form a ring.)
上記現像液が含有する有機溶媒が、下記式(2)で表される請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
Figure 2011158687
(式(2)中、R’’及びR’’’’は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子である。但し、R’’及びR’’’’は、互いに結合して環を形成してもよい。R’’’は、アルキレン基又はシクロアルキレン基である。)
The pattern formation method according to any one of claims 1 to 12, wherein the organic solvent contained in the developer is represented by the following formula (2).
Figure 2011158687
(In formula (2), R ″ and R ″ ″ each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carboxy group, a hydroxyl group, a cyano group, or a halogen atom. (However, R ″ and R ″ ″ may be bonded to each other to form a ring. R ′ ″ is an alkylene group or a cycloalkylene group.)
上記式(1)で表される有機溶媒が、酢酸アルキルである請求項12に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 12, wherein the organic solvent represented by the formula (1) is alkyl acetate. 上記酢酸アルキルが、酢酸ブチルである請求項14に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 14, wherein the alkyl acetate is butyl acetate. 上記現像液中の、ハロゲン原子を含まない有機溶媒の含有量が60質量%以上である請求項1から請求項15のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to any one of claims 1 to 15, wherein a content of the organic solvent not containing a halogen atom in the developer is 60% by mass or more. 上記(3)工程の後に、
(4)上記現像されたレジスト膜を、有機溶媒を含むリンス液を用いて洗浄する工程
をさらに含む請求項1から請求項16のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
After the step (3),
(4) The pattern forming method according to any one of claims 1 to 16, further comprising a step of washing the developed resist film with a rinse liquid containing an organic solvent.
上記リンス液に含まれる有機溶媒が、炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、アルコール系溶媒、アミド系溶媒及びエーテル系溶媒からなる群より選択される1種以上の有機溶媒である請求項17に記載のパターン形成方法。   The organic solvent contained in the rinsing liquid is at least one organic solvent selected from the group consisting of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents. Item 18. The pattern forming method according to Item 17. 上記リンス液に含まれる有機溶媒が、アルコール系溶媒である請求項17又は請求項18に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 17 or 18, wherein the organic solvent contained in the rinse liquid is an alcohol solvent. 上記アルコール系溶媒が、炭素数6〜8の直鎖状、分岐状又は環状の1価のアルコール系溶媒である請求項19に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 19, wherein the alcohol solvent is a linear, branched or cyclic monovalent alcohol solvent having 6 to 8 carbon atoms. 上記リンス液の含水率が30質量%以下である請求項17から請求項20のいずれか1項に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to any one of claims 17 to 20, wherein a moisture content of the rinse liquid is 30% by mass or less. 請求項1から請求項21のいずれか1項に記載のパターン形成方法に用いられる感放射線性樹脂組成物。   The radiation sensitive resin composition used for the pattern formation method of any one of Claim 1 to Claim 21.
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