JPWO2017169626A1 - Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, pattern forming method, and electronic device manufacturing method - Google Patents

Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, pattern forming method, and electronic device manufacturing method Download PDF

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Abstract

本発明の課題は、ドライエッチング耐性及び耐倒れ性に優れたパターンを形成することができる感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、ならびに、これを用いたパターン形成方法及び電子デバイスの製造方法を提供することである。本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、一般式(1)で表される基を有する繰り返し単位(a1)を含む樹脂(A)と、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)と、を含有する。
*−L−W−(L−R ・・・(1)
一般式(1)中、Lは単結合又は2価の連結基、Wはn+1価の脂環式炭化水素基又はn+1価の芳香族基、Lは2価の連結基、Rは特定の置換基、nは1以上の整数を表す。nが2以上の場合には、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。
An object of the present invention is to provide an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition capable of forming a pattern excellent in dry etching resistance and collapse resistance, and a pattern forming method and an electronic device manufacturing method using the same Is to provide. The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention comprises a resin (A) containing a repeating unit (a1) having a group represented by the general formula (1), and an acid by irradiation with actinic rays or radiation. And a generated compound (B).
* -L 1 -W- (L 2 -R 2 ) n (1)
In general formula (1), L 1 is a single bond or a divalent linking group, W is an n + 1 valent alicyclic hydrocarbon group or an n + 1 valent aromatic group, L 2 is a divalent linking group, and R 2 is A specific substituent, n represents an integer of 1 or more. When n is 2 or more, the plurality of L 2 may be the same as or different from each other, and the plurality of R 2 may be the same as or different from each other.

Description

本発明は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、パターン形成方法、及び、電子デバイスの製造方法に関する。
より詳細には、本発明は、IC(Integrated Circuit)等の半導体製造工程、液晶及びサーマルヘッド等の回路基板の製造、ならびに、その他のフォトファブリケーションのリソグラフィー工程に好適な感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法に関する。
The present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, a pattern forming method, and an electronic device manufacturing method.
More specifically, the present invention relates to an actinic ray-sensitive or light-sensitive film suitable for a semiconductor manufacturing process such as an IC (Integrated Circuit), a circuit board such as a liquid crystal and a thermal head, and other photofabrication lithography processes. The present invention relates to a radiation resin composition, a pattern forming method, and an electronic device manufacturing method.

レジスト組成物を用いた微細加工では、集積回路の高集積化に伴って、超微細パターンの形成が要求されている。それゆえ、露光波長についても、g線からi線に、さらにはKrFエキシマレーザーからArFエキシマレーザーにというように短波長化の傾向が見られ、現在では例えば、電子線を用いたリソグラフィー技術の開発が進んでいる。   In microfabrication using a resist composition, it is required to form an ultrafine pattern as the integrated circuit is highly integrated. Therefore, there is a trend towards shorter exposure wavelengths, such as from g-line to i-line and from KrF excimer laser to ArF excimer laser. At present, for example, development of lithography technology using electron beams. Is progressing.

このようなレジスト組成物として、例えば特許文献1には、ナフタレン環を有する繰り返し単位を含む高分子化合物(樹脂)を含有するネガ型のレジスト組成物が開示されている(請求項1)。   As such a resist composition, for example, Patent Document 1 discloses a negative resist composition containing a polymer compound (resin) containing a repeating unit having a naphthalene ring (Claim 1).

特開2011−170316号公報JP 2011-170316 A

上記のレジスト組成物(感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物)を用いて微細パターンを形成するためには、レジスト膜を用いて得られるパターンのドライエッチング耐性が求められる。   In order to form a fine pattern using the resist composition (actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition), the dry etching resistance of the pattern obtained using the resist film is required.

本発明者らが、上記特許文献1に記載されているようなナフタレン環を有する繰り返し単位を含む樹脂について検討したところ、ナフタレン環を有することにより、ドライエッチング耐性が向上することを知見している。
しかしながら、本発明者らがさらに検討を進めたところ、ナフタレン環の置換基の種類によっては、露光後のレジスト膜の現像液(特に、有機溶剤を含む現像液)に対する溶解性が高すぎて、形成されたパターンが膨潤して、パターン倒れが生じることを見出した(耐倒れ性の低下)。
The present inventors have examined a resin containing a repeating unit having a naphthalene ring as described in Patent Document 1, and have found that the dry etching resistance is improved by having a naphthalene ring. .
However, when the present inventors further studied, depending on the type of substituent of the naphthalene ring, the solubility of the resist film after exposure to a developer (particularly, a developer containing an organic solvent) is too high, It was found that the formed pattern swells and pattern collapse occurs (decrease in fall resistance).

そこで、本発明は、ドライエッチング耐性及び耐倒れ性に優れたパターンを形成することができる感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、ならびに、これを用いたパターン形成方法及び電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition capable of forming a pattern having excellent dry etching resistance and collapse resistance, and a pattern forming method and an electronic device manufacturing method using the same. The purpose is to provide.

本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、特定構造の基を有する繰り返し単位(a1)を含む樹脂を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いることによって、ドライエッチング耐性及び耐倒れ性に優れたパターンを形成することができることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
As a result of intensive studies on the above problems, the inventor of the present invention uses actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a resin containing a repeating unit (a1) having a group having a specific structure. The inventors have found that a pattern having excellent collapse resistance can be formed, and have reached the present invention.
That is, the present inventor has found that the above problem can be solved by the following configuration.

[1]
一般式(1)で表される基を有する繰り返し単位(a1)を含む樹脂(A)と、
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)と、
を含有する、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
*−L−W−(L−R ・・・(1)
上記一般式(1)中、Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
Wは、n+1価の脂環式炭化水素基又はn+1価の芳香族基を表す。
は、2価の連結基を表す。
は、ラクトン構造を有する基、スルトン構造を有する基、炭酸エステル基、スルホンアミド基、アミド基及びカルボン酸基からなる群より選択される少なくとも1つの基を有する置換基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の場合には、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。
*は、他の原子との結合位置を示す。
[2]
さらに、上記樹脂(A)が、酸分解性基を有する繰り返し単位(a2)を含む、上記[1]に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[3]
上記樹脂(A)中の上記繰り返し単位(a1)の含有量が、上記樹脂(A)の全繰り返し単位100モル%に対して、10〜60モル%である、上記[1]又は[2]に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[4]
上記一般式(1)におけるWが、n+1価の多環式芳香族基である、上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
[5]
上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上に樹脂膜を形成する工程と、
上記樹脂膜に活性光線又は放射線を照射する工程と、
現像液を用いて、活性光線又は放射線が照射された上記樹脂膜の現像を行う工程と、
を有する、パターン形成方法。
[6]
上記現像液が、有機溶剤を含有する、上記[5]に記載のパターン形成方法。
[7]
上記[5]又は[6]に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
[1]
A resin (A) containing a repeating unit (a1) having a group represented by the general formula (1);
A compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation; and
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing
* -L 1 -W- (L 2 -R 2 ) n (1)
In the general formula (1), L 1 represents a single bond or a divalent linking group.
W represents an n + 1 valent alicyclic hydrocarbon group or an n + 1 valent aromatic group.
L 2 represents a divalent linking group.
R 2 represents a substituent having at least one group selected from the group consisting of a group having a lactone structure, a group having a sultone structure, a carbonate group, a sulfonamide group, an amide group, and a carboxylic acid group.
n represents an integer of 1 or more.
When n is 2 or more, the plurality of L 2 may be the same as or different from each other, and the plurality of R 2 may be the same as or different from each other.
* Indicates a bonding position with another atom.
[2]
Furthermore, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the above [1], wherein the resin (A) comprises a repeating unit (a2) having an acid-decomposable group.
[3]
[1] or [2] above, wherein the content of the repeating unit (a1) in the resin (A) is 10 to 60 mol% with respect to 100 mol% of all the repeating units of the resin (A). The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition described in 1.
[4]
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [3], wherein W in the general formula (1) is an n + 1 valent polycyclic aromatic group.
[5]
A step of forming a resin film on a substrate using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of the above [1] to [4];
Irradiating the resin film with actinic rays or radiation;
Developing the resin film irradiated with actinic rays or radiation using a developer; and
A pattern forming method.
[6]
The pattern forming method according to [5], wherein the developer contains an organic solvent.
[7]
The manufacturing method of an electronic device containing the pattern formation method as described in said [5] or [6].

以下に示すように、本発明によれば、ドライエッチング耐性及び耐倒れ性に優れたパターンを形成することができる感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、ならびに、これを用いたパターン形成方法及び電子デバイスの製造方法を提供することができる。   As shown below, according to the present invention, an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition capable of forming a pattern excellent in dry etching resistance and collapse resistance, and a pattern forming method using the same And a method of manufacturing an electronic device can be provided.

以下に、本発明について説明する。
本発明において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、本発明において、1Å(オングストローム)は、0.1nmに相当する。
また、本発明における基及び原子団の表記において、置換又は無置換を明示していない場合は、置換基を有さないものと置換基を有するものの双方が含まれるものとする。例えば、置換又は無置換を明示していない「アルキル基」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)をも包含することとする。
また、本発明において「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線、及び、イオンビーム等の粒子線等を意味する。また、本発明において「光」とは、活性光線又は放射線を意味する。
また、本発明における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、極紫外線(EUV光)などによる露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線による描画も含まれるものとする。
また、本発明における「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」を意味する。また、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。
The present invention will be described below.
In the present invention, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
In the present invention, 1 Å (angstrom) corresponds to 0.1 nm.
Moreover, in the description of the group and atomic group in the present invention, when substitution or non-substitution is not clearly shown, both those having no substituent and those having a substituent are included. For example, an “alkyl group” that does not explicitly indicate substitution or unsubstituted includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group). I will do it.
Further, in the present invention, “active light” or “radiation” means, for example, an emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, electron beams, ion beams, etc. Means particle beam. In the present invention, “light” means actinic rays or radiation.
In addition, the “exposure” in the present invention is not limited to exposure by far ultraviolet rays such as mercury lamps and excimer lasers, X-rays, extreme ultraviolet rays (EUV light), etc. It also includes drawing by particle beams.
Further, “(meth) acrylate” in the present invention means “at least one of acrylate and methacrylate”. “(Meth) acrylic acid” means “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”.

[感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物]
まず、本発明に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(以下、「組成物」又は「レジスト組成物」ともいう。)について説明する。
本発明の組成物は、後述する一般式(1)で表される基を有する繰り返し単位(a1)を含む樹脂(A)と、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)と、を含有する。
[Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition]
First, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition (hereinafter also referred to as “composition” or “resist composition”) according to the present invention will be described.
The composition of the present invention comprises a resin (A) containing a repeating unit (a1) having a group represented by the general formula (1) described later, a compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and , Containing.

本発明の組成物によれば、ドライエッチング耐性及び耐倒れ性に優れたパターンを形成することができる。この理由の詳細は以下の理由によるものと推測される。
本発明の組成物に含まれる樹脂(A)は、後述する一般式(1)で表される基を有する繰り返し単位(a1)を含む。繰り返し単位(a1)は、n+1価の脂環式炭化水素基又はn+1価の芳香族基を有するため(一般式(1)の「W」)、樹脂(A)を用いて得られるパターンのドライエッチング耐性が優れたものになったと推測される。
さらに、一般式(1)で表される基の末端(一般式(1)の「R」)には、ラクトン構造を有する基、スルトン構造を有する基、炭酸エステル基、スルホンアミド基、アミド基及びカルボン酸基からなる群より選択される少なくとも1つの基を有する置換基を有する。このように、一般式(1)の「R」が特定の極性基であるため、樹脂(A)を用いて形成された露光後のレジスト膜を有機溶剤によって現像した場合、得られるパターンの有機溶剤による膨潤が抑制される。これにより、樹脂(A)を用いて得られるパターンの耐倒れ性が優れたものになったと推測される。
According to the composition of the present invention, a pattern having excellent dry etching resistance and collapse resistance can be formed. The details of this reason are presumed to be as follows.
The resin (A) contained in the composition of the present invention includes a repeating unit (a1) having a group represented by the following general formula (1). Since the repeating unit (a1) has an n + 1 valent alicyclic hydrocarbon group or an n + 1 valent aromatic group (“W” in the general formula (1)), a dry pattern having a pattern obtained using the resin (A) is used. It is presumed that the etching resistance is excellent.
Furthermore, at the terminal of the group represented by the general formula (1) (“R 2 ” in the general formula (1)), a group having a lactone structure, a group having a sultone structure, a carbonate group, a sulfonamide group, an amide And a substituent having at least one group selected from the group consisting of a group and a carboxylic acid group. Thus, since “R 2 ” in the general formula (1) is a specific polar group, when the resist film after exposure formed using the resin (A) is developed with an organic solvent, Swelling by an organic solvent is suppressed. Thereby, it is estimated that the fall resistance of the pattern obtained using resin (A) became excellent.

<樹脂(A)>
本発明の組成物は、樹脂(A)を含有する。
<Resin (A)>
The composition of the present invention contains a resin (A).

(一般式(1)で表される繰り返し単位(a1))
樹脂(A)は、下記一般式(1)で表される基を有する繰り返し単位(a1)を含む。
*−L−W−(L−R ・・・(1)
上記一般式(1)中、Lは、単結合又は2価の連結基を表す。Wは、n+1価の脂環式炭化水素基又はn+1価の芳香族基を表す。Lは、2価の連結基を表す。Rは、ラクトン構造を有する基、スルトン構造を有する基、炭酸エステル基、スルホンアミド基、アミド基及びカルボン酸基からなる群より選択される少なくとも1つの基を有する置換基を表す。nは、1以上の整数を表す。nが2以上の場合には、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。*は、他の原子との結合位置を示す。
(Repeating unit (a1) represented by general formula (1))
The resin (A) includes a repeating unit (a1) having a group represented by the following general formula (1).
* -L 1 -W- (L 2 -R 2 ) n (1)
In the general formula (1), L 1 represents a single bond or a divalent linking group. W represents an n + 1 valent alicyclic hydrocarbon group or an n + 1 valent aromatic group. L 2 represents a divalent linking group. R 2 represents a substituent having at least one group selected from the group consisting of a group having a lactone structure, a group having a sultone structure, a carbonate group, a sulfonamide group, an amide group, and a carboxylic acid group. n represents an integer of 1 or more. When n is 2 or more, the plurality of L 2 may be the same as or different from each other, and the plurality of R 2 may be the same as or different from each other. * Indicates a bonding position with another atom.

上記一般式(1)中、Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
一般式(1)のLが2価の連結基である場合、2価の連結基としては、例えば、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CO−、−O−、−S−、−SO−、−SO−、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜6)、シクロアルキレン基(好ましくは炭素数3〜10)、アルケニレン基(好ましくは炭素数2〜6)、又は、これらの基を複数組み合わせた基などが挙げられ、総炭素数12以下であることが好ましい。アルキレン基、シクロアルキレン基、及び、アルケニレン基は、置換基を有していてもよく、この置換基としてはアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)等が挙げられる。
は、単結合、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−アルキレン基−COO−、−アルキレン基−OCO−、−アルキレン基−CONH−、−アルキレン基−NHCO−、−CO−、−O−、−SO−、又は、−アルキレン基−O−が好ましく、単結合、−COO−、又は、−CONH−がより好ましい。
なお、上記連結基の具体例において、左端の結合手「−」は一般式(1)中の「*」側の結合手を意味し、右側の結合手「−」は一般式(1)中の「W」側の結合手を意味する。
In the general formula (1), L 1 represents a single bond or a divalent linking group.
When L 1 in the general formula (1) is a divalent linking group, examples of the divalent linking group include -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O. -, - S -, - SO -, - SO 2 -, an alkylene group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), a cycloalkylene group (preferably having from 3 to 10 carbon atoms), an alkenylene group (preferably having 2 to 6 carbon atoms ), Or a group obtained by combining a plurality of these groups. The total number of carbon atoms is preferably 12 or less. The alkylene group, cycloalkylene group, and alkenylene group may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms).
L 1 is a single bond, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -alkylene group -COO-, -alkylene group -OCO-, -alkylene group -CONH-, -alkylene group -NHCO- , —CO—, —O—, —SO 2 —, or —alkylene group —O— is preferable, and a single bond, —COO—, or —CONH— is more preferable.
In the specific examples of the linking group, the leftmost bond “−” means a bond on the “*” side in the general formula (1), and the right bond “−” in the general formula (1). Means a bond on the “W” side.

上記一般式(1)中、Wは、n+1価の脂環式炭化水素基又はn+1価の芳香族基を表す。
脂環式炭化水素基は、n+1価である。nの好適範囲は後段で詳述するが、脂環式炭化水素基は、2〜3価であることが好ましく、2価であることがより好ましい。
脂環式炭化水素基は、炭素数が4以上であることが好ましく、6以上であることがより好ましい。また、脂環式炭化水素基は、炭素数が25以下であることが好ましく、20以下であることがより好ましい。
脂環式炭化水素基は、単環の脂環式炭化水素基であっても、多環の脂環式炭化水素基であってもよいが、ドライエッチング耐性がより向上するという観点から、多環の脂環式炭化水素基であることが好ましい。
単環の脂環式炭化水素基の炭素数は、4〜12であることが好ましい。このような単環の脂環式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、シクロへプチル基、シクロオクチル基、シクロドデカニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、及び、シクロオクタジエニル基等が挙げられ、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、及び、シクロオクチル基が好ましい。
多環の脂環式炭化水素基の炭素数は、7〜20であることが好ましい。このような多環の脂環式炭化水素基としては、ビシクロ[4.3.0]ノナニル基、デカヒドロナフタレニル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレニル基、トリシクロ[5.2.1.0(2,6)]デカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ボルニル基、イソボルニル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、1,7,7−トリメチルトリシクロ[2.2.1.02,6]ヘプタニル基、及び、3,7,7−トリメチルビシクロ[4.1.0]ヘプタニル基等が挙げられ、ノルボルニル基、アダマンチル基、及び、ノルアダマンチル基が好ましい。
In the general formula (1), W represents an n + 1 valent alicyclic hydrocarbon group or an n + 1 valent aromatic group.
The alicyclic hydrocarbon group is n + 1 valent. The preferred range of n will be described in detail later, but the alicyclic hydrocarbon group is preferably 2-3 valent, more preferably divalent.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more. The alicyclic hydrocarbon group preferably has 25 or less carbon atoms, more preferably 20 or less.
The alicyclic hydrocarbon group may be a monocyclic alicyclic hydrocarbon group or a polycyclic alicyclic hydrocarbon group, but from the viewpoint of further improving dry etching resistance, A ring alicyclic hydrocarbon group is preferred.
The carbon number of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably 4-12. Examples of such monocyclic alicyclic hydrocarbon groups include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclododecanyl group, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, and a cyclooctadienyl group. And a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group are preferable.
It is preferable that carbon number of a polycyclic alicyclic hydrocarbon group is 7-20. Examples of such polycyclic alicyclic hydrocarbon groups include bicyclo [4.3.0] nonanyl group, decahydronaphthalenyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalenyl group, and tricyclo [5]. .2.1.0 (2,6)] decanyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, bornyl group, isobornyl group, norbornyl group, adamantyl group, noradamantyl group, 1,7,7-trimethyl And tricyclo [2.2.1.0 2,6 ] heptanyl group, 3,7,7-trimethylbicyclo [4.1.0] heptanyl group, and the like. Norbornyl group, adamantyl group, and nor An adamantyl group is preferred.

一般式(1)のWにおける上記芳香族基は、n+1価である。nの好適範囲は後段で詳述するが、芳香族基は、2〜3価であることが好ましく、2価であることがより好ましい。
芳香族基は、単環であってもよいし、多環(多環式芳香族基)であってもよいが、耐倒れ性及びドライエッチング耐性がより向上するという観点から、多環式芳香族基であることが好ましい。
芳香族基としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン及びフェナントレンなどの炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、ならびに、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール及びチアゾール等の複素環を含む芳香環複素環基を挙げることができる。これらの中でも、ドライエッチング耐性がより向上するという観点から、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基が好ましく、炭素数10〜18の多環式芳香族炭化基がより好ましい。
The aromatic group in W of the general formula (1) is n + 1 valent. The preferred range of n will be described in detail later, but the aromatic group is preferably 2-3, more preferably divalent.
The aromatic group may be monocyclic or polycyclic (polycyclic aromatic group), but from the viewpoint of further improving the fall resistance and dry etching resistance, A group is preferable.
Aromatic groups include aromatic hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms such as benzene, naphthalene, anthracene, fluorene and phenanthrene, and thiophene, furan, pyrrole, benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzo Mention may be made of aromatic heterocyclic groups containing a heterocyclic ring such as imidazole, triazole, thiadiazole and thiazole. Among these, from the viewpoint that dry etching resistance is further improved, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms is preferable, and a polycyclic aromatic hydrocarbon group having 10 to 18 carbon atoms is more preferable.

上記一般式(1)中、Lは、2価の連結基を表す。
を表す2価の連結基の具体例は、上述したLで挙げた連結基と同様である。
In the general formula (1), L 2 represents a divalent linking group.
Specific examples of the divalent linking group representing L 2 are the same as those described for L 1 described above.

は、ラクトン構造を有する基、スルトン構造を有する基、炭酸エステル基、スルホンアミド基、アミド基及びカルボン酸基からなる群より選択される少なくとも1つの基を有する置換基を表す。R 2 represents a substituent having at least one group selected from the group consisting of a group having a lactone structure, a group having a sultone structure, a carbonate group, a sulfonamide group, an amide group, and a carboxylic acid group.

において、ラクトン構造を有する基としては、ラクトン構造のみからなる基であってもよいし、ラクトン構造とラクトン構造以外の環とが縮環した基(例えば、ラクトン構造を含むビシクロ構造、及びラクトン構造を含むスピロ構造など)であってもよい。
ラクトン構造を有する基におけるラクトン構造は、5〜7員環のラクトン構造であることが好ましい。
また、ラクトン構造を有する基は、置換基を有していてもよい。このような置換基としては、炭数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7の1価のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数2〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシ基、ハロゲン原子、水酸基、及び、シアノ基などが挙げられ、これらの中でもシアノ基が好ましい。
ラクトン構造を有する基の具体例を以下に示す。以下の具体例において、「*」は、Lとの結合位置を示す。
In R 2 , the group having a lactone structure may be a group consisting only of a lactone structure, or a group in which a lactone structure and a ring other than the lactone structure are condensed (for example, a bicyclo structure including a lactone structure, and It may be a spiro structure containing a lactone structure.
The lactone structure in the group having a lactone structure is preferably a 5- to 7-membered lactone structure.
Further, the group having a lactone structure may have a substituent. Examples of such substituents include alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms, monovalent cycloalkyl groups having 4 to 7 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 8 carbon atoms, alkoxycarbonyl groups having 2 to 8 carbon atoms, and carboxy. Group, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, etc. are mentioned, Among these, a cyano group is preferable.
Specific examples of the group having a lactone structure are shown below. In the following specific examples, “*” indicates a bonding position with L 2 .

において、スルトン構造を有する基としては、スルトン構造のみからなる基であってもよいし、スルトン構造とスルトン構造以外の環とが縮環した基(例えば、スルトン構造を含むビシクロ構造、及びスルトン構造を含むスピロ構造など)であってもよい。
スルトン構造を有する基におけるスルトン構造は、4〜7員環のスルトン構造であることが好ましい。
また、スルトン構造を有する基は、置換基を有していてもよく、置換基の具体例は、上記ラクトン構造を有する基が有していてもよい置換基と同様である。
スルトン構造を有する基の具体例を以下に示す。以下の具体例において、「*」は、Lとの結合位置を示す。
In R 2 , the group having a sultone structure may be a group consisting of only a sultone structure, or a group in which a sultone structure and a ring other than the sultone structure are condensed (for example, a bicyclo structure including a sultone structure, and It may be a spiro structure including a sultone structure.
The sultone structure in the group having a sultone structure is preferably a 4- to 7-membered sultone structure.
Further, the group having a sultone structure may have a substituent, and specific examples of the substituent are the same as the substituent that the group having the lactone structure may have.
Specific examples of the group having a sultone structure are shown below. In the following specific examples, “*” indicates a bonding position with L 2 .

において、炭酸エステル基(−O−CO−O−)を有する基としては、環状であっても、非環状であってもよいが、環状であることが好ましい。炭酸エステル基を有する基は、置換基を有してもよく、置換基の具体例は、上記ラクトン構造を有する基が有していてもよい置換基と同様である。
炭酸エステル基を有する基の具体例を以下に示す。以下の具体例において、「*」は、Lとの結合位置を示す。
In R 2 , the group having a carbonate group (—O—CO—O—) may be cyclic or acyclic, but is preferably cyclic. The group having a carbonate group may have a substituent, and specific examples of the substituent are the same as the substituent that the group having the lactone structure may have.
Specific examples of the group having a carbonate group are shown below. In the following specific examples, “*” indicates a bonding position with L 2 .

において、スルホンアミド基(?SO?NH−)を有する基としては、環状であってもよいし、非環状であってもよい。スルホンアミド基を有する基は、置換基を有してもよく、置換基の具体例は、上記ラクトン構造を有する基が有していてもよい置換基と同様である。
スルホンアミド基を有する基の具体例を以下に示す。以下の具体例において、「*」は、Lとの結合位置を示す。
In R 2 , the group having a sulfonamide group (—SO 2 —NH—) may be cyclic or acyclic. The group having a sulfonamide group may have a substituent, and specific examples of the substituent are the same as the substituent that the group having the lactone structure may have.
Specific examples of the group having a sulfonamide group are shown below. In the following specific examples, “*” indicates a bonding position with L 2 .

において、アミド基(−CO−NH−)を有する基としては、環状であってもよいし、非環状であってもよい。アミド基を有する基は、置換基を有してもよく、置換基の具体例は、上記ラクトン構造を有する基が有していてもよい置換基と同様である。In R 2 , the group having an amide group (—CO—NH—) may be cyclic or acyclic. The group having an amide group may have a substituent, and specific examples of the substituent are the same as the substituent that the group having the lactone structure may have.

一般式(1)中、nは、1以上の整数を表し、1〜3であることが好ましく、1〜2であることがより好ましい。
nが2以上の場合には、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。
*は、他の原子との結合位置を示す。
In general formula (1), n represents an integer of 1 or more, preferably 1 to 3, and more preferably 1 or 2.
When n is 2 or more, the plurality of L 2 may be the same as or different from each other, and the plurality of R 2 may be the same as or different from each other.
* Indicates a bonding position with another atom.

一般式(1)で表される基を有する繰り返し単位(a1)は、下記一般式(a1)で表される繰り返し単位であることが好ましい。   The repeating unit (a1) having a group represented by the general formula (1) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (a1).

一般式(a1)中、Raは、水素原子又はアルキル基を表す。Rbは、上述した一般式(1)で表される基を表す。   In general formula (a1), Ra represents a hydrogen atom or an alkyl group. Rb represents a group represented by the general formula (1) described above.

Raのアルキル基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。Raのアルキル基は置換されていてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子等)、アルコキシ基(例えば、メルカプト基、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、t−ブトキシ基及びベンジルオキシ基等)、及び、アセトキシ基(例えば、アセチル基及びプロピオニル基等)などが挙げられる。これらの中でも、Raは、水素原子及びメチル基が好ましい。   The alkyl group of Ra is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and further preferably a methyl group. The alkyl group of Ra may be substituted. Examples of the substituent include a halogen atom (for example, fluorine atom, chlorine atom and bromine atom), an alkoxy group (for example, mercapto group, hydroxy group, methoxy group, ethoxy group, isopropoxy group, t-butoxy group and benzyl). Oxy group etc.) and acetoxy group (for example, acetyl group, propionyl group etc.) etc. are mentioned. Among these, Ra is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

Rbは、上述した一般式(1)で表される基を表すので、その説明を省略する。   Since Rb represents the group represented by the general formula (1) described above, description thereof is omitted.

以下に一般式(1)で表される基を有する繰り返し単位(a1)の具体例を示す。下記の具体例において「Me」はメチル基を表す。   Specific examples of the repeating unit (a1) having a group represented by the general formula (1) are shown below. In the specific examples below, “Me” represents a methyl group.

樹脂(A)中の繰り返し単位(a1)の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位100モル%に対して、10〜60モル%であることが好ましく、15〜60モル%であることがより好ましく、20〜60モル%であることがさらに好ましい。繰り返し単位(a1)の含有量が10モル%以上であることにより、耐倒れ性及びドライエッチング耐性により優れたパターンが得られる。また、繰り返し単位(a1)の含有量が60モル%以下であることにより、高い溶解コントラストを発現することができる。
樹脂(A)は、上記繰り返し単位(a1)を1種単独で含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。上記繰り返し単位(a1)を2種以上含む場合には、樹脂(A)中の繰り返し単位(a1)の含有量の合計が上記範囲内であることが好ましい。
The content of the repeating unit (a1) in the resin (A) is preferably 10 to 60 mol% with respect to 100 mol% of all the repeating units of the resin (A), and preferably 15 to 60 mol%. Is more preferable, and it is still more preferable that it is 20-60 mol%. When the content of the repeating unit (a1) is 10 mol% or more, a pattern superior in fall resistance and dry etching resistance can be obtained. Moreover, when the content of the repeating unit (a1) is 60 mol% or less, a high dissolution contrast can be expressed.
Resin (A) may contain the said repeating unit (a1) individually by 1 type, and may contain 2 or more types. When two or more kinds of the above repeating units (a1) are included, the total content of the repeating units (a1) in the resin (A) is preferably within the above range.

(酸分解性基を有する繰り返し単位(a2))
樹脂(A)は、酸分解性基を有する繰り返し単位(a2)を含むことが好ましい。酸分解性基とは、酸の作用により分解して、アルカリ可溶性基を生じる基である。
樹脂(A)は、樹脂(A)の主鎖若しくは側鎖の一方、又は、主鎖及び側鎖の両方に、酸分解性基を有する繰り返し単位(a2)を含む。
以下、酸分解性基を有する繰り返し単位(a2)を、単に「酸分解性繰り返し単位」という場合がある。
樹脂(A)は、好ましくは、アルカリ現像液に不溶又は難溶性である。
(Repeating unit having acid-decomposable group (a2))
The resin (A) preferably contains a repeating unit (a2) having an acid-decomposable group. An acid-decomposable group is a group that decomposes by the action of an acid to produce an alkali-soluble group.
Resin (A) contains the repeating unit (a2) which has an acid-decomposable group in one of the main chain or side chain of resin (A), or both of the main chain and side chain.
Hereinafter, the repeating unit (a2) having an acid-decomposable group may be simply referred to as “acid-decomposable repeating unit”.
The resin (A) is preferably insoluble or hardly soluble in an alkali developer.

酸分解性基は、アルカリ可溶性基を酸の作用により分解し脱離する基で保護された構造を有することが好ましい。   The acid-decomposable group preferably has a structure protected with a group capable of decomposing and leaving an alkali-soluble group by the action of an acid.

アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシ基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、及び、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等が挙げられる。   Alkali-soluble groups include phenolic hydroxyl groups, carboxy groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) imides. Group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, and tris (alkylsulfonyl) methylene Groups and the like.

好ましいアルカリ可溶性基としては、カルボキシ基、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、及び、スルホン酸基が挙げられる。   Preferred alkali-soluble groups include carboxy groups, fluorinated alcohol groups (preferably hexafluoroisopropanol), and sulfonic acid groups.

酸分解性基として好ましい基は、これらの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である。   A preferable group as the acid-decomposable group is a group obtained by substituting the hydrogen atom of these alkali-soluble groups with a group capable of leaving with an acid.

酸で脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、及び、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
01〜R02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
Examples of the group capable of leaving with an acid include —C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), —C (R 36 ) (R 37 ) (OR 39 ), and —C (R 01 ) ( R 02 ) (OR 39 ) and the like.
In the formula, R 36 to R 39 each independently represents 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 and R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.

酸分解性基としては好ましくは、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、又は、第3級のアルキルエステル基等である。さらに好ましくは、第3級アルキルエステル基である。   The acid-decomposable group is preferably a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, or a tertiary alkyl ester group. More preferably, it is a tertiary alkyl ester group.

樹脂(A)が含有し得る、酸分解性基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AI)で表される繰り返し単位が好ましい。   The repeating unit having an acid-decomposable group that can be contained in the resin (A) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (AI).

一般式(AI)において、
Xaは、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基又は−CH−Rで表される基を表す。Rは、ヒドロキシ基又は1価の有機基を表し、例えば、炭素数5以下のアルキル基、アシル基が挙げられ、好ましくは炭素数3以下のアルキル基であり、より好ましくはメチル基である。Xaは好ましくは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
In general formula (AI):
Xa 1 represents a hydrogen atom, a methyl group which may have a substituent, or a group represented by —CH 2 —R 9 . R 9 represents a hydroxy group or a monovalent organic group, and examples thereof include an alkyl group having 5 or less carbon atoms and an acyl group, preferably an alkyl group having 3 or less carbon atoms, and more preferably a methyl group. . Xa 1 preferably represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.

Tは、単結合又は2価の連結基を表す。
Rx〜Rxは、それぞれ独立に、アルキル基(直鎖若しくは分岐)又はシクロアルキル基(単環若しくは多環)を表す。
Rx〜Rxの少なくとも2つが結合して、シクロアルキル基(単環若しくは多環)を形成してもよい。
T represents a single bond or a divalent linking group.
Rx 1 to Rx 3 each independently represents an alkyl group (straight or branched) or a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic).
At least two of Rx 1 to Rx 3 may combine to form a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic).

Tの2価の連結基としては、アルキレン基、−COO−Rt−基、及び、−O−Rt−基等が挙げられる。式中、Rtは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
Tは、単結合又は−COO−Rt−基が好ましい。Rtは、炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、−CH−基、−(CH−基がより好ましい。
Rx〜Rxのアルキル基としては、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、及び、t−ブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。
Examples of the divalent linking group for T include an alkylene group, a —COO—Rt— group, a —O—Rt— group, and the like. In the formula, Rt represents an alkylene group or a cycloalkylene group.
T is preferably a single bond or a —COO—Rt— group. Rt is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a —CH 2 — group or a — (CH 2 ) 3 — group.
Examples of the alkyl group of Rx 1 to Rx 3 include alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, and t-butyl group. preferable.

Rx〜Rxのシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及び、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ならびに、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及び、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx〜Rxの少なくとも2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及び、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ならびに、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及び、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。炭素数5〜6の単環のシクロアルキル基がより好ましい。
Rxがメチル基又はエチル基であり、RxとRxとが結合して上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。
As the cycloalkyl group of Rx 1 to Rx 3 , a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, an adamantyl group, and the like The polycyclic cycloalkyl group is preferable.
Examples of the cycloalkyl group formed by combining at least two of Rx 1 to Rx 3 include a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclo group. A polycyclic cycloalkyl group such as a dodecanyl group and an adamantyl group is preferred. A monocyclic cycloalkyl group having 5 to 6 carbon atoms is more preferable.
An embodiment in which Rx 1 is a methyl group or an ethyl group, and Rx 2 and Rx 3 are bonded to form the above-described cycloalkyl group is preferable.

上記各基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基(炭素数1〜4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(炭素数1〜4)、カルボキシ基、及び、アルコキシカルボニル基(炭素数2〜6)などが挙げられ、炭素数8以下が好ましい。   Each of the above groups may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group (1 to 4 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group (1 to 4 carbon atoms), a carboxy group, And an alkoxycarbonyl group (having 2 to 6 carbon atoms), and the like, preferably having 8 or less carbon atoms.

好ましい酸分解性基を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
具体例中、Rx、Xaは、水素原子、CH、CF、又はCHOHを表す。Rxa、Rxbはそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基を表す。Zは、極性基を含む置換基を表し、複数存在する場合は各々独立である。pは0又は正の整数を表す。
Although the specific example of the repeating unit which has a preferable acid-decomposable group is shown below, this invention is not limited to this.
In specific examples, Rx and Xa 1 represent a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH. Rxa and Rxb each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Z represents a substituent containing a polar group, and when there are a plurality of them, each is independent. p represents 0 or a positive integer.

樹脂(A)は、一般式(AI)で表される繰り返し単位として、一般式(I)で表される繰り返し単位及び一般式(II)で表される繰り返し単位の少なくともいずれかを有する樹脂であることがより好ましい。   The resin (A) is a resin having at least one of the repeating unit represented by the general formula (I) and the repeating unit represented by the general formula (II) as the repeating unit represented by the general formula (AI). More preferably.

式(I)及び(II)中、
、Rは、各々独立して、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基又は−CH−Rで表される基を表す。R9は1価の有機基を表す。
、R、R、Rは、各々独立して、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Rは、炭素原子とともに脂環構造を形成するのに必要な原子団を表す。
は、好ましくは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
In formulas (I) and (II),
R 1 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group which may have a substituent, or a group represented by —CH 2 —R 9 . R 9 represents a monovalent organic group.
R 2 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
R represents an atomic group necessary for forming an alicyclic structure together with a carbon atom.
R 1 preferably represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group.

におけるアルキル基は、直鎖型でも分岐型でもよく、置換基を有していてもよい。
におけるシクロアルキル基は、単環でも多環でもよく、置換基を有していてもよい。
は好ましくはアルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜10、さらに好ましくは炭素数1〜5のものであり、例えばメチル基及びエチル基が挙げられる。
The alkyl group in R 2 may be linear or branched, and may have a substituent.
The cycloalkyl group in R 2 may be monocyclic or polycyclic and may have a substituent.
R 2 is preferably an alkyl group, more preferably 1 to 10 carbon atoms, still more preferably 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group and an ethyl group.

Rは、炭素原子とともに脂環構造を形成するのに必要な原子団を表す。Rが形成する脂環構造としては、好ましくは、単環の脂環構造であり、その炭素数は好ましくは、8以下であり、より好ましくは、3〜7であり、さらに好ましくは5又は6である。   R represents an atomic group necessary for forming an alicyclic structure together with a carbon atom. The alicyclic structure formed by R is preferably a monocyclic alicyclic structure, and the carbon number thereof is preferably 8 or less, more preferably 3 to 7, and still more preferably 5 or 6 It is.

は好ましくは水素原子又はメチル基であり、より好ましくはメチル基である。R 3 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a methyl group.

、R、Rにおけるアルキル基は、直鎖型でも分岐型でもよく、置換基を有していてもよい。アルキル基としては、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、及び、t−ブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。The alkyl group in R 4 , R 5 , and R 6 may be linear or branched and may have a substituent. As the alkyl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a t-butyl group is preferable.

、R、Rにおけるシクロアルキル基は、単環でも多環でもよく、置換基を有していてもよい。シクロアルキル基としては、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、ならびに、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基及びアダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。The cycloalkyl group in R 4 , R 5 and R 6 may be monocyclic or polycyclic and may have a substituent. As the cycloalkyl group, monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, and polycyclic cycloalkyl groups such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group are preferable.

一般式(I)により表される繰り返し単位としては、例えば、下記一般式(3)により表される繰り返し単位が挙げられる。   Examples of the repeating unit represented by the general formula (I) include a repeating unit represented by the following general formula (3).

一般式(3)中、
は、式(I)のRと同義である。
Rd〜Rdは、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
Zは、単環構造を表す。
In general formula (3),
R 1 has the same meaning as R 1 of formula (I).
Rd 1 to Rd 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Z represents a monocyclic structure.

Rd〜Rdのアルキル基は、例えば、炭素数1〜4のアルキル基が挙げられる。Rd〜Rdの炭素数1〜4のアルキル基は、メチル基であることが好ましい。Alkyl group Rd 1 ~ Rd 3, for example, include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Alkyl group having 1 to 4 carbon atoms Rd 1 ~ Rd 3 is preferably a methyl group.

Zの単環構造は、例えば、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基が挙げられる。単環のシクロアルキル基は、炭素数8以下であることが好ましい。Zの炭素数8以下の単環のシクロアルキル基は、シクロペンチル基又はシクロヘキシル基であることが好ましい。   Examples of the monocyclic structure of Z include monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. The monocyclic cycloalkyl group preferably has 8 or less carbon atoms. The monocyclic cycloalkyl group having 8 or less carbon atoms of Z is preferably a cyclopentyl group or a cyclohexyl group.

また、一般式(I)により表される繰り返し単位としては、例えば、下記一般式(1−a)により表される繰り返し単位が挙げられる。   Moreover, as a repeating unit represented by general formula (I), the repeating unit represented by the following general formula (1-a) is mentioned, for example.

式中、R及びRは、一般式(I)における各々と同義である。
一般式(II)で表される繰り返し単位が、以下の一般式(II−1)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
In the formula, R 1 and R 2 have the same meanings as those in formula (I).
The repeating unit represented by the general formula (II) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (II-1).

式(II−1)中、
〜Rは、一般式(II)におけるものと同義である。
10は極性基を含む置換基を表す。R10が複数存在する場合、互いに同じでも異なっていてもよい。極性基を含む置換基としては、例えば、水酸基、シアノ基、アミノ基、アルキルアミド基又はスルホンアミド基を有する、直鎖又は分岐のアルキル基、シクロアルキル基が挙げられ、好ましくは、水酸基を有するアルキル基である。分岐状アルキル基としてはイソプロピル基が特に好ましい。
pは、0〜15の整数を表す。pは、好ましくは0〜2、より好ましくは0又は1である。
In formula (II-1),
R 3 to R 5 have the same meaning as in general formula (II).
R 10 represents a substituent containing a polar group. When a plurality of R 10 are present, they may be the same as or different from each other. Examples of the substituent containing a polar group include a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, an alkylamide group or a sulfonamide group, and preferably a hydroxyl group. It is an alkyl group. As the branched alkyl group, an isopropyl group is particularly preferable.
p represents an integer of 0 to 15. p is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1.

樹脂(A)は、一般式(I)により表される繰り返し単位及び一般式(II)により表される繰り返し単位の少なくとも一方を含んだ樹脂であることがより好ましい。また、他の形態において、一般式(I)により表される繰り返し単位の少なくとも2種を含んだ樹脂であることがより好ましい。   The resin (A) is more preferably a resin containing at least one of the repeating unit represented by the general formula (I) and the repeating unit represented by the general formula (II). In another embodiment, a resin containing at least two repeating units represented by the general formula (I) is more preferable.

樹脂(A)が酸分解性繰り返し単位を併用する場合の、好ましい組み合わせとしては、以下に挙げるものが好ましい。下式において、Rは、各々独立に、水素原子又はメチル基を表す。   Preferred combinations when the resin (A) uses an acid-decomposable repeating unit are listed below. In the following formula, each R independently represents a hydrogen atom or a methyl group.

樹脂(A)中の繰り返し単位(a2)の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位100モル%に対して、40〜90モル%であることが好ましく、40〜80モル%であることがより好ましく、40〜70モル%であることがさらに好ましい。繰り返し単位(a2)の含有量が40モル%以上であることにより、高い溶解コントラストを発現することができる。また、繰り返し単位(a2)の含有量が90モル%以下であることにより、耐倒れ性及びドライエッチング耐性により優れたパターンが得られる。
樹脂(A)は、上記繰り返し単位(a2)を1種単独で含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。上記繰り返し単位(a2)を2種以上含む場合には、樹脂(A)中の繰り返し単位(a2)の含有量の合計が上記範囲内であることが好ましい。
The content of the repeating unit (a2) in the resin (A) is preferably 40 to 90 mol%, preferably 40 to 80 mol%, based on 100 mol% of all the repeating units of the resin (A). Is more preferable, and it is further more preferable that it is 40-70 mol%. When the content of the repeating unit (a2) is 40 mol% or more, a high dissolution contrast can be expressed. In addition, when the content of the repeating unit (a2) is 90 mol% or less, a pattern that is more excellent in collapse resistance and dry etching resistance can be obtained.
Resin (A) may contain the said repeating unit (a2) individually by 1 type, and may contain 2 or more types. When two or more types of the repeating unit (a2) are included, the total content of the repeating unit (a2) in the resin (A) is preferably within the above range.

(他の繰り返し単位)
樹脂(A)は、上述した繰り返し単位以外の他の繰り返し単位を含んでいてもよい。他の繰り返し単位としては、ラクトン構造又はスルトン構造を含む繰り返し単位(a3)が挙げられる。
ここで、上述した繰り返し単位(a1)がラクトン構造又はスルトン構造を有する場合、以下に説明するラクトン構造又はスルトン構造を含む繰り返し単位(a3)は、上述した繰り返し単位(a1)とは異なる繰り返し単位である。
(Other repeat units)
Resin (A) may contain other repeating units other than the repeating units described above. Examples of the other repeating unit include a repeating unit (a3) containing a lactone structure or a sultone structure.
Here, when the repeating unit (a1) described above has a lactone structure or a sultone structure, the repeating unit (a3) containing the lactone structure or sultone structure described below is different from the repeating unit (a1) described above. It is.

((ラクトン構造又はスルトン構造を含む繰り返し単位(a3)))
ラクトン構造又はスルトン構造を含む繰り返し単位(a3)のうち、ラクトン構造を有する繰り返し単位(a3)(以下、単に「ラクトン構造を有する繰り返し単位」ともいう。)としては、ラクトン構造を有していればいずれでも用いることができるが、好ましいラクトン構造は5〜7員環ラクトン構造であり、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ものも好ましく用いることができる。
上記ラクトン構造は、下記一般式(LC1−1)〜(LC1−17)のいずれかで表されるラクトン構造であることが好ましい。また、ラクトン構造が主鎖に直接結合していてもよい。
ラクトン構造としては、下記一般式(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)及び(LC1−17)であることがより好ましい。このようなラクトン構造を用いることにより、LWR(Line Width Roughness)及び現像欠陥の抑制がより良好になる。
((Repeating unit containing lactone structure or sultone structure (a3)))
Of the repeating units (a3) containing a lactone structure or a sultone structure, the repeating unit (a3) having a lactone structure (hereinafter also simply referred to as “repeating unit having a lactone structure”) may have a lactone structure. Any of these can be used, but a preferred lactone structure is a 5- to 7-membered ring lactone structure, and other ring structures are condensed to form a bicyclo structure or a spiro structure on the 5- to 7-membered ring lactone structure. What is present can also be preferably used.
The lactone structure is preferably a lactone structure represented by any one of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-17). The lactone structure may be directly bonded to the main chain.
As the lactone structure, the following general formulas (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), (LC1-14) and (LC1-17) are used. More preferably. By using such a lactone structure, suppression of LWR (Line Width Roughness) and development defects becomes better.

ラクトン構造を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AII’)で表される繰り返し単位が好ましい。   The repeating unit having a lactone structure is preferably a repeating unit represented by the following general formula (AII ′).

一般式(AII’)中、
Rbは、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。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、水酸基及びハロゲン原子が挙げられる。Rbのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及び沃素原子を挙げることができる。好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基及びトリフルオロメチル基であり、水素原子及びメチル基がより好ましい。
In general formula (AII ′),
Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferable substituents that the alkyl group of Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom. Examples of the halogen atom for Rb 0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. A hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group and a trifluoromethyl group are preferred, and a hydrogen atom and a methyl group are more preferred.

Vは、上記一般式(LC1−1)〜(LC1−17)の内のいずれかで示される構造を有する基を表す。
ラクトン構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
V represents a group having a structure represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-17).
Specific examples of the repeating unit having a lactone structure are given below, but the present invention is not limited thereto.

特に好ましいラクトン構造を有する繰り返し単位としては、下記の繰り返し単位が挙げられる。最適なラクトン構造を選択することにより、パターンプロファイル、疎密依存性が良好となる。   Particularly preferred repeating units having a lactone structure include the following repeating units. By selecting an optimal lactone structure, the pattern profile and the density dependency are improved.

ラクトン構造を有する繰り返し単位は、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。
ラクトン構造を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位100モル%に対して、15〜60モル%が好ましく、20〜50モル%がより好ましい。
ラクトン構造を有する繰り返し単位を2種類以上含有する場合は、ラクトン構造を有する繰り返し単位の合計の含有量が上述の範囲となることが好ましい。
The repeating unit having a lactone structure 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.
The content of the repeating unit having a lactone structure is preferably 15 to 60 mol% and more preferably 20 to 50 mol% with respect to 100 mol% of all repeating units of the resin (A).
When two or more types of repeating units having a lactone structure are contained, the total content of repeating units having a lactone structure is preferably within the above range.

ラクトン構造又はスルトン構造を含む繰り返し単位(a3)のうち、スルトン構造を有する繰り返し単位(a3)(以下、単に「スルトン構造を有する繰り返し単位」ともいう。)としては、スルトン構造を有していればいずれでも用いることができるが、好ましくは5〜7員環のスルトン構造であり、5〜7員環のスル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ものが好ましい。
具体的には、下記一般式(SL1−1)及び(SL1−2)のいずれかで表されるスルトン構造を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、スルトン構造が主鎖に直接結合していてもよい。下記のスルトン構造を有する繰り返し単位を有することでLWRおよび現像欠陥が良好になる。
Of the repeating units (a3) containing a lactone structure or a sultone structure, the repeating unit (a3) having a sultone structure (hereinafter also referred to simply as “a repeating unit having a sultone structure”) has a sultone structure. Any of these can be used, but a 5- to 7-membered sultone structure is preferable, and a 5-cyclomembered sultone structure forms a bicyclo structure or a spiro structure, and other ring structures are condensed. Is preferred.
Specifically, it is more preferable to have a repeating unit having a sultone structure represented by any of the following general formulas (SL1-1) and (SL1-2). Further, the sultone structure may be directly bonded to the main chain. By having a repeating unit having the following sultone structure, LWR and development defects are improved.

((水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位))
樹脂(A)は、上述した繰り返し単位(a1)〜(a3)以外の水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位を有してもよい。これにより基板密着性、現像液親和性が向上する。
水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位は、水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位であることが好ましく、酸分解性基を有さないことが好ましい。
水酸基又はシアノ基で置換された脂環炭化水素構造における、脂環炭化水素構造としては、アダマンチル基、ジアマンチル基、又は、ノルボルナン基が好ましい。好ましい水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位としては、下記一般式で表される繰り返し単位が好ましい。
((Repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group))
The resin (A) may have a repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group other than the repeating units (a1) to (a3) described above. This improves the substrate adhesion and developer compatibility.
The repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group is preferably a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group, and preferably has no acid-decomposable group.
The alicyclic hydrocarbon structure in the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a hydroxyl group or a cyano group is preferably an adamantyl group, a diamantyl group, or a norbornane group. As a preferred repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group, a repeating unit represented by the following general formula is preferred.

水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位を含有する場合、水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位100モル%に対して、5〜40モル%であることが好ましく、5〜30モル%であることがより好ましく、10〜25モル%であることがさらに好ましい。
水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
When the repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group is contained, the content of the repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group is 5 to 40 mol% with respect to 100 mol% of all repeating units of the resin (A). Preferably, it is 5-30 mol%, More preferably, it is 10-25 mol%.
One type of repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group may be used alone, or two or more types may be used in combination.

水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位の具体例としては、米国公開特許2012/0135348号公報の段落0340に開示された繰り返し単位を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the repeating unit having a hydroxyl group or a cyano group include the repeating unit disclosed in paragraph 0340 of US Patent Publication No. 2012/0135348, but the present invention is not limited thereto.

((アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位))
樹脂(A)は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を有してもよい。アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位は、上述した各繰り返し単位とは異なる繰り返し単位である。
アルカリ可溶性基としてはカルボキシ基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、ビススルホニルイミド基、及び、α位が電子求引性基で置換された脂肪族アルコール(例えばヘキサフロロイソプロパノール基)が挙げられ、カルボキシ基が好ましい。アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を含有することによりコンタクトホール用途での解像性が増す。アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に直接アルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位、あるいは連結基を介して樹脂の主鎖にアルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位が挙げられる。また、アルカリ可溶性基を有する、重合開始剤又は連鎖移動剤を重合時に用いて樹脂の末端にアルカリ可溶性基を導入することも好ましい。なお、上記連結基は、単環又は多環の環状炭化水素構造を有していてもよい。特に好ましくはアクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位である。
((Repeating unit having an alkali-soluble group))
Resin (A) may have a repeating unit having an alkali-soluble group. The repeating unit having an alkali-soluble group is a repeating unit different from the above-described repeating units.
Examples of the alkali-soluble group include a carboxy group, a sulfonamide group, a sulfonylimide group, a bissulfonylimide group, and an aliphatic alcohol (for example, a hexafluoroisopropanol group) in which the α-position is substituted with an electron-withdrawing group. Groups are preferred. By containing the repeating unit having an alkali-soluble group, the resolution in contact hole applications is increased. The repeating unit having an alkali-soluble group includes a repeating unit in which an alkali-soluble group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or an alkali in the main chain of the resin through a linking group. Examples include a repeating unit to which a soluble group is bonded. Moreover, it is also preferable to introduce | transduce an alkali-soluble group into the terminal of resin using the polymerization initiator or chain transfer agent which has an alkali-soluble group at the time of superposition | polymerization. The linking group may have a monocyclic or polycyclic hydrocarbon structure. Particularly preferred are repeating units of acrylic acid or methacrylic acid.

アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位100モル%に対して、0〜20モル%であることが好ましく、3〜15モル%であることがより好ましく、5〜10mol%であることがさらに好ましい。
アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
The content of the repeating unit having an alkali-soluble group is preferably 0 to 20 mol%, more preferably 3 to 15 mol%, based on 100 mol% of all repeating units of the resin (A). More preferably, it is 5-10 mol%.
The repeating unit having an alkali-soluble group may be used alone or in combination of two or more.

アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位の具体例としては、米国公開特許2012/0135348号公報の段落0344に開示された繰り返し単位を挙げることができるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Specific examples of the repeating unit having an alkali-soluble group include the repeating unit disclosed in paragraph 0344 of US Patent Publication No. 2012/0135348, but the present invention is not limited thereto.

((極性基を持たない脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位))
樹脂(A)は、さらに、極性基(例えば、上記アルカリ可溶性基、水酸基、シアノ基等)を持たない脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位を有することができる。このような繰り返し単位としては、一般式(IV)で表される繰り返し単位が挙げられる。
((Repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure having no polar group and not exhibiting acid decomposability))
The resin (A) can further have a repeating unit that has an alicyclic hydrocarbon structure having no polar group (for example, the above alkali-soluble group, hydroxyl group, cyano group, etc.) and does not exhibit acid decomposability. Examples of such a repeating unit include a repeating unit represented by the general formula (IV).

上記一般式(IV)中、Rは少なくとも一つの環状構造を有し、極性基を有さない炭化水素基を表す。In the general formula (IV), R 5 represents a hydrocarbon group having at least one cyclic structure and having no polar group.

Raは水素原子、アルキル基又は−CH−O−Ra基を表す。式中、Raは、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。Raは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基が好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましい。Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a —CH 2 —O—Ra 2 group. In the formula, Ra 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an acyl group. Ra is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group or a trifluoromethyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group.

が有する環状構造には、単環式炭化水素基又は多環式炭化水素基が含まれる。単環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基及びシクロオクチル基などの炭素数3〜12のシクロアルキル基、ならびに、シクロへキセニル基など炭素数3〜12のシクロアルケニル基が挙げられる。好ましい単環式炭化水素基としては、炭素数3〜7の単環式炭化水素基であり、より好ましくは、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基が挙げられる。The cyclic structure possessed by R 5 includes a monocyclic hydrocarbon group or a polycyclic hydrocarbon group. Examples of the monocyclic hydrocarbon group include cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, and cyclooctyl group, and those having 3 to 12 carbon atoms such as cyclohexenyl group. A cycloalkenyl group is mentioned. Preferable monocyclic hydrocarbon group is a monocyclic hydrocarbon group having 3 to 7 carbon atoms, and more preferable examples include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group.

多環式炭化水素基には環集合炭化水素基、架橋環式炭化水素基が含まれ、環集合炭化水素基の例としては、ビシクロヘキシル基、パーヒドロナフタレニル基などが含まれる。架橋環式炭化水素環として、例えば、ピナン、ボルナン、ノルピナン、ノルボルナン及びビシクロオクタン環(ビシクロ[2.2.2]オクタン環、ビシクロ[3.2.1]オクタン環等)などの2環式炭化水素環、ホモブレダン、アダマンタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン及びトリシクロ[4.3.1.12,5]ウンデカン環などの3環式炭化水素環、ならびに、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン及びパーヒドロ−1,4−メタノ−5,8−メタノナフタレン環などの4環式炭化水素環などが挙げられる。また、架橋環式炭化水素環には、縮合環式炭化水素環、例えば、パーヒドロナフタレン(デカリン)、パーヒドロアントラセン、パーヒドロフェナントレン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフルオレン、パーヒドロインデン、及び、パーヒドロフェナレン環などの5〜8員シクロアルカン環が複数個縮合した縮合環も含まれる。The polycyclic hydrocarbon group includes a ring assembly hydrocarbon group and a bridged cyclic hydrocarbon group, and examples of the ring assembly hydrocarbon group include a bicyclohexyl group and a perhydronaphthalenyl group. As the bridged cyclic hydrocarbon ring, for example, bicyclic such as pinane, bornane, norpinane, norbornane and bicyclooctane ring (bicyclo [2.2.2] octane ring, bicyclo [3.2.1] octane ring, etc.) Hydrocarbon rings, homobredans, adamantanes, tricyclic hydrocarbon rings such as tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane and tricyclo [4.3.1.1 2,5 ] undecane rings, and tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane and tetracyclic hydrocarbon rings such as perhydro-1,4-methano-5,8-methanonaphthalene ring. The bridged cyclic hydrocarbon ring includes a condensed cyclic hydrocarbon ring, such as perhydronaphthalene (decalin), perhydroanthracene, perhydrophenanthrene, perhydroacenaphthene, perhydrofluorene, perhydroindene, and A condensed ring in which a plurality of 5- to 8-membered cycloalkane rings such as a perhydrophenalene ring are condensed is also included.

好ましい架橋環式炭化水素環として、ノルボルニル基、アダマンチル基、ビシクロオクタニル基、及び、トリシクロ[5、2、1、02,6]デカニル基などが挙げられる。より好ましい架橋環式炭化水素環としてノルボニル基及びアダマンチル基が挙げられる。Preferred examples of the bridged cyclic hydrocarbon ring include a norbornyl group, an adamantyl group, a bicyclooctanyl group, and a tricyclo [5,2,1,0 2,6 ] decanyl group. More preferable examples of the bridged cyclic hydrocarbon ring include a norbornyl group and an adamantyl group.

これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよく、好ましい置換基としてはハロゲン原子、アルキル基、ヒドロキシ基の水素原子が置換基により置換された基、水素原子が置換されたアミノ基などが挙げられる。好ましいハロゲン原子としては、臭素原子、塩素原子及びフッ素原子が挙げられ、好ましいアルキル基としては、メチル基、エチル基、ブチル基及びt−ブチル基が挙げられる。上記のアルキル基はさらに置換基を有していてもよく、さらに有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、ヒドロキシ基の水素原子が置換基により置換された基、及び、水素原子が置換されたアミノ基を挙げることができる。   These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent, and preferred substituents include a halogen atom, an alkyl group, a group in which a hydrogen atom of a hydroxy group is substituted by a substituent, or a hydrogen atom substituted An amino group etc. are mentioned. Preferred halogen atoms include bromine, chlorine and fluorine atoms, and preferred alkyl groups include methyl, ethyl, butyl and t-butyl groups. The alkyl group may further have a substituent, and examples of the substituent that may further have a halogen atom, an alkyl group, a group in which a hydrogen atom of a hydroxy group is substituted with a substituent, and An amino group in which a hydrogen atom is substituted can be mentioned.

ヒドロキシ基の水素原子を置換する置換基としては、例えばアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、置換メチル基、置換エチル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、及び、アラルキルオキシカルボニル基が挙げられる。好ましいアルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基、好ましい置換メチル基としてはメトキシメチル基、メトキシチオメチル基、ベンジルオキシメチル基、t−ブトキシメチル基、及び、2−メトキシエトキシメチル基、好ましい置換エチル基としては、1−エトキシエチル基及び1−メチル−1−メトキシエチル基、好ましいアシル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、及び、ピバロイル基などの炭素数1〜6の脂肪族アシル基、アルコキシカルボニル基としては炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基などが挙げられる。   Examples of the substituent that substitutes the hydrogen atom of the hydroxy group include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group, a substituted methyl group, a substituted ethyl group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group, and an aralkyloxycarbonyl group. Preferred alkyl groups are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, preferred substituted methyl groups are methoxymethyl group, methoxythiomethyl group, benzyloxymethyl group, t-butoxymethyl group, and 2-methoxyethoxymethyl group, Preferred substituted ethyl groups are 1-ethoxyethyl group and 1-methyl-1-methoxyethyl group, and preferred acyl groups are formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, valeryl group, and pivaloyl. Examples of the aliphatic acyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a group and the alkoxycarbonyl group include an alkoxycarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms.

樹脂(A)は、極性基を持たない脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位を、含有していても含有していなくてもよいが、含有する場合、この繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)の全繰り返し単位100モル%に対して、1〜40モル%が好ましく、より好ましくは2〜20モル%である。
極性基を持たない脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
The resin (A) may or may not contain a repeating unit that has an alicyclic hydrocarbon structure that does not have a polar group and does not exhibit acid decomposability. The content of units is preferably 1 to 40 mol%, more preferably 2 to 20 mol%, based on 100 mol% of all repeating units of the resin (A).
The repeating unit which has an alicyclic hydrocarbon structure having no polar group and does not exhibit acid decomposability may be used alone or in combination of two or more.

極性基を持たない脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位の具体例としては、米国公開特許2012/0135348号公報の段落0354に開示された繰り返し単位を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure having no polar group and not exhibiting acid decomposability include the repeating unit disclosed in paragraph 0354 of US Published Patent Application No. 2012/0135348. However, the present invention is not limited to these.

((単量体に相当する繰り返し単位))
樹脂(A)は、上記の繰り返し単位以外に、ドライエッチング耐性、標準現像液適性、基板密着性、及び、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、及び、感度等を調節する目的で様々な繰り返し単位を有することができる。
このような繰り返し単位としては、後述する単量体に相当する繰り返し単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これにより、各種性能の微調整が可能となる。
((Repeating unit corresponding to monomer))
In addition to the above repeating units, the resin (A) has dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, and resist profile, as well as resolution, heat resistance, and sensitivity, which are general required characteristics of the resist. It can have various repeating units for the purpose of adjusting the etc.
Examples of such a repeating unit include, but are not limited to, repeating units corresponding to the monomers described below. As a result, various performances can be finely adjusted.

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、ビニルエーテル類及びビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。   As such a monomer, for example, a compound having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic esters, methacrylic esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers and vinyl esters Etc.

その他にも、上記種々の繰り返し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、共重合されていてもよい。   In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating units may be copolymerized.

KrFエキシマレーザー光、電子線、X線、又は、波長50nm以下の高エネルギー光線(EUV等)をレジスト膜に照射する場合には、樹脂(A)は、芳香族炭化水素基を有する繰り返し単位を含むことが好ましく、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を含むことがより好ましい。フェノール性水酸基を有する繰り返し単位としては、下記に示す繰り返し単位が特に好ましい。   When the resist film is irradiated with KrF excimer laser light, electron beam, X-ray, or high-energy light beam (EUV, etc.) having a wavelength of 50 nm or less, the resin (A) contains a repeating unit having an aromatic hydrocarbon group. It is preferable to include, and it is more preferable to include a repeating unit having a phenolic hydroxyl group. As the repeating unit having a phenolic hydroxyl group, the repeating units shown below are particularly preferred.

樹脂(A)は、Si原子を有する繰り返し単位を有していてもよい。
Si原子を有する繰り返し単位は、Si原子を有すれば特に制限されない。例えば、シラン系繰り返し単位(−SiR−:Rは有機基)、シロキサン系繰り返し単位(−SiR−O−:Rは有機基)、Si原子を有する(メタ)アクリレート系繰り返し単位、および、Si原子を有するビニル系繰り返し単位などが挙げられる。
The resin (A) may have a repeating unit having Si atoms.
The repeating unit having Si atoms is not particularly limited as long as it has Si atoms. For example, a silane repeating unit (—SiR 2 —: R 2 is an organic group), a siloxane repeating unit (—SiR 2 —O—: R 2 is an organic group), a (meth) acrylate repeating unit having a Si atom, And vinyl-based repeating units having Si atoms.

Si原子を有する繰り返し単位は、シルセスキオキサン構造を有するのが好ましい。なお、シルセスキオキサン構造を主鎖に有しても、側鎖に有してもよいが、側鎖に有するのが好ましい。シルセスキオキサン構造を側鎖に有することにより、樹脂(A)の保存安定性が向上する。
シルセスキオキサン構造としては、例えば、カゴ型シルセスキオキサン構造、はしご型シルセスキオキサン構造(ラダー型シルセスキオキサン構造)、ランダム型シルセスキオキサン構造などが挙げられる。なかでも、カゴ型シルセスキオキサン構造が好ましい。
ここで、カゴ型シルセスキオキサン構造とは、カゴ状骨格を有するシルセスキオキサン構造である。カゴ型シルセスキオキサン構造は、完全カゴ型シルセスキオキサン構造であっても、不完全カゴ型シルセスキオキサン構造であってもよいが、完全カゴ型シルセスキオキサン構造であることが好ましい。
また、はしご型シルセスキオキサン構造とは、はしご状骨格を有するシルセスキオキサン構造である。
また、ランダム型シルセスキオキサン構造とは、骨格がランダムのシルセスキオキサン構造である。
The repeating unit having a Si atom preferably has a silsesquioxane structure. In addition, although it may have a silsesquioxane structure in a main chain or in a side chain, it is preferable to have in a side chain. By having the silsesquioxane structure in the side chain, the storage stability of the resin (A) is improved.
Examples of the silsesquioxane structure include a cage-type silsesquioxane structure, a ladder-type silsesquioxane structure (ladder-type silsesquioxane structure), a random-type silsesquioxane structure, and the like. Of these, a cage-type silsesquioxane structure is preferable.
Here, the cage silsesquioxane structure is a silsesquioxane structure having a cage structure. The cage silsesquioxane structure may be a complete cage silsesquioxane structure or an incomplete cage silsesquioxane structure, but may be a complete cage silsesquioxane structure. preferable.
The ladder-type silsesquioxane structure is a silsesquioxane structure having a ladder-like skeleton.
The random silsesquioxane structure is a silsesquioxane structure having a random skeleton.

上記カゴ型シルセスキオキサン構造は、下記式(S)で表されるシロキサン構造であることが好ましい。   The cage silsesquioxane structure is preferably a siloxane structure represented by the following formula (S).

上記式(S)中、Rは、1価の有機基を表す。複数あるRは、同一であっても、異なってもよい。
上記有機基は特に制限されないが、具体例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アミノ基、メルカプト基、ブロック化メルカプト基(例えば、アシル基でブロック(保護)されたメルカプト基)、アシル基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、シリル基、ビニル基、ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基、(メタ)アクリル基含有基およびエポキシ基含有基などが挙げられる。
上記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、ヨウ素原子などが挙げられる。
上記ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基のヘテロ原子としては、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子などが挙げられる。
上記ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基の炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、またはこれらを組み合わせた基などが挙げられる。
上記脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。上記脂肪族炭化水素基の具体例としては、直鎖状または分岐状のアルキル基(特に、炭素数1〜30)、直鎖状または分岐状のアルケニル基(特に、炭素数2〜30)、直鎖状または分岐状のアルキニル基(特に、炭素数2〜30)などが挙げられる。
上記芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などの炭素数6〜18の芳香族炭化水素基などが挙げられる。
In the above formula (S), R represents a monovalent organic group. A plurality of R may be the same or different.
The organic group is not particularly limited, and specific examples include a halogen atom, a hydroxy group, a nitro group, a carboxy group, an alkoxy group, an amino group, a mercapto group, and a blocked mercapto group (for example, blocked (protected) with an acyl group). Mercapto groups), acyl groups, imide groups, phosphino groups, phosphinyl groups, silyl groups, vinyl groups, hydrocarbon groups optionally having heteroatoms, (meth) acryl group-containing groups and epoxy group-containing groups. Can be mentioned.
As said halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom etc. are mentioned, for example.
Examples of the hetero atom of the hydrocarbon group that may have a hetero atom include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, and a phosphorus atom.
Examples of the hydrocarbon group of the hydrocarbon group that may have a hetero atom include an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, or a group in which these are combined.
The aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic. Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched alkyl group (particularly having 1 to 30 carbon atoms), a linear or branched alkenyl group (particularly having 2 to 30 carbon atoms), Examples thereof include a linear or branched alkynyl group (particularly having 2 to 30 carbon atoms).
As said aromatic hydrocarbon group, C6-C18 aromatic hydrocarbon groups, such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, etc. are mentioned, for example.

Si原子を有する繰り返し単位は、下記式(I)で表されるのが好ましい。   The repeating unit having an Si atom is preferably represented by the following formula (I).

上記式(I)中、Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
2価の連結基としては、アルキレン基、−COO−Rt−基、−O−Rt−基等が挙げられる。式中、Rtは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
Lは、単結合又は−COO−Rt−基が好ましい。Rtは、炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、−CH−基、−(CH−基、−(CH−基がより好ましい。
上記式(I)中、Xは、水素原子又は有機基を表す。
有機基としては、例えば、フッ素原子、水酸基などの置換基を有していてもよいアルキル基が挙げられ、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、ヒドロキシメチル基が好ましい。
上記式(I)中、Aは、Si含有基を表す。なかでも、下記式(a)または(b)で表される基が好ましい。
In the above formula (I), L represents a single bond or a divalent linking group.
Examples of the divalent linking group include an alkylene group, —COO—Rt— group, —O—Rt— group, and the like. In the formula, Rt represents an alkylene group or a cycloalkylene group.
L is preferably a single bond or a —COO—Rt— group. Rt is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a —CH 2 — group, — (CH 2 ) 2 — group, or — (CH 2 ) 3 — group.
In the above formula (I), X represents a hydrogen atom or an organic group.
As an organic group, the alkyl group which may have substituents, such as a fluorine atom and a hydroxyl group, is mentioned, for example, A hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, and a hydroxymethyl group are preferable.
In the above formula (I), A represents a Si-containing group. Of these, a group represented by the following formula (a) or (b) is preferable.

上記式(a)中、Rは、1価の有機基を表す。複数あるRは、同一であっても、異なってもよい。Rの具体例および好適な態様は上述した式(S)と同じである。なお、上記式(I)中のAが上記式(a)で表される基である場合、上記式(I)は下記式(I−a)で表される。   In the above formula (a), R represents a monovalent organic group. A plurality of R may be the same or different. Specific examples and preferred embodiments of R are the same as those in the above formula (S). When A in the above formula (I) is a group represented by the above formula (a), the above formula (I) is represented by the following formula (Ia).

上記式(b)中、Rは、ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基を表す。ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基の具体例および好適な態様は、上述した式(S)中のRと同じである。In the above formula (b), R b represents a hydrocarbon group which may have a hetero atom. Specific examples and preferred embodiments of the hydrocarbon group which may have a hetero atom are the same as R in the above-described formula (S).

樹脂(A)がSi原子を有する繰り返し単位を含む場合には、Si原子を有する繰り返し単位が1種含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。   When resin (A) contains the repeating unit which has Si atom, 1 type of repeating unit which has Si atom may be contained, and 2 or more types may be contained.

樹脂(A)において、各繰り返し単位の含有モル比は所望の性能に応じて適宜設定される。
各繰り返し単位は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
In the resin (A), the molar ratio of each repeating unit is appropriately set according to the desired performance.
Each repeating unit may be used individually by 1 type, and may be used together 2 or more types.

(樹脂(A)の合成方法)
樹脂(A)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剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤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などが挙げられ、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−ジオキサン及びジイソプロピルエーテルなどのエーテル類、メチルエチルケトン及び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及びジメチルアセトアミドなどのアミド系溶剤、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、及び、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組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤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。
(Method for synthesizing resin (A))
Resin (A) 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 heating is performed, 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, and amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide. , Propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and solvents that dissolve the composition of the present invention, such as cyclohexanone. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as the solvent used in the composition of the present invention. Thereby, the generation of particles during storage can be suppressed.

重合反応は窒素及びアルゴンなど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、パーオキサイドなど)が用いられる。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、又は、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、及び、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。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、溶剤に反応液に投入して、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 and argon. Commercially available radical initiators (azo initiators, peroxides, etc.) are used as the polymerization initiator. 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, the reaction solution is poured 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.

また、組成物の調製後に樹脂が凝集することなどを抑制するために、例えば、特開2009−037108号公報に記載のように、合成された樹脂を溶剤に溶解して溶液とし、その溶液を30℃〜90℃程度で30分〜4時間程度加熱するような工程を加えてもよい。   In order to prevent the resin from aggregating after the preparation of the composition, for example, as described in JP2009-037108A, the synthesized resin is dissolved in a solvent to form a solution. A step of heating at about 30 ° C. to 90 ° C. for about 30 minutes to 4 hours may be added.

樹脂(A)の重量平均分子量は、GPC(Gel permeation chromatography)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、より好ましくは2,000〜20,000、さらにより好ましくは3,000〜15,000、特に好ましくは3,000〜10,000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をより向上できたり、現像性を向上できたり、粘度上昇による製膜性の低下を抑制できる。   The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 20,000, and even more preferably, as a polystyrene conversion value by GPC (Gel permeation chromatography) method. 3,000 to 15,000, particularly preferably 3,000 to 10,000. By setting the weight average molecular weight to 1,000 to 200,000, heat resistance and dry etching resistance can be further improved, developability can be improved, and a decrease in film forming property due to an increase in viscosity can be suppressed.

樹脂(A)の分散度(分子量分布)は、通常1〜3であり、好ましくは1〜2.6、より好ましくは1〜2、さらに好ましくは1.4〜2.0である。分子量分布の小さい樹脂ほど、解像度、レジスト形状が優れ、且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) of the resin (A) is usually 1 to 3, preferably 1 to 2.6, more preferably 1 to 2, and still more preferably 1.4 to 2.0. The smaller the molecular weight distribution, the better the resolution and the resist shape, the smoother the sidewall of the resist pattern, and the better the roughness.

樹脂(A)は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
樹脂(A)の含有量は、組成物の全固形分に対して、30〜99質量%が好ましく、より好ましくは60〜95質量%である。
Resin (A) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
30-99 mass% is preferable with respect to the total solid of a composition, and, as for content of resin (A), More preferably, it is 60-95 mass%.

以下に、樹脂(A)の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。なお、下記具体例において「Me」はメチル基を表す。   Although the specific example of resin (A) is given to the following, this invention is not limited to these. In the specific examples below, “Me” represents a methyl group.

<活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)>
本発明の組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「酸発生剤」とも言う)を含有するのが好ましい。酸発生剤としては、特に限定されないが、活性光線又は放射線の照射により有機酸を発生する化合物であることが好ましい。
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、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物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、例えば、特開2010−61043号公報の段落[0039]〜[0103]に記載されている化合物、特開2013−4820号公報の段落[0284]〜[0389]に記載されている化合物などが挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
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、及び、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。
<Compound (B) that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation>
The composition of the present invention preferably contains a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation (hereinafter also referred to as “acid generator”). Although it does not specifically limit as an acid generator, It is preferable that it is a compound which generate | occur | produces an organic acid by irradiation of actinic light or a radiation.
As the acid generator, photo-initiator of photocation polymerization, photo-initiator of photo-radical polymerization, photo-decoloring agent of dyes, photo-discoloring agent, irradiation of actinic ray or radiation used for micro resist, etc. Known compounds that generate an acid and mixtures thereof can be appropriately selected and used. For example, compounds described in paragraphs [0039] to [0103] of JP-A-2010-61043, Examples include compounds described in paragraphs [0284] to [0389] of JP 2013-4820 A, but the present invention is not limited thereto.
Examples include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.

本発明の組成物に含有される酸発生剤としては、例えば、下記一般式(3)で表される活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(特定酸発生剤)を好適に挙げることができる。   Preferable examples of the acid generator contained in the composition of the present invention include a compound (specific acid generator) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation represented by the following general formula (3). Can do.

(アニオン)
一般式(3)中、
Xfは、各々独立に、フッ素原子、又は、少なくとも一つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
及びRは、各々独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、又は、少なくとも一つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、複数存在する場合のR、Rは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Lは、2価の連結基を表し、複数存在する場合のLは同一でも異なっていてもよい。
Wは、環状構造を含む有機基を表す。
oは、1〜3の整数を表す。pは、0〜10の整数を表す。qは、0〜10の整数を表す。
(Anion)
In general formula (3),
Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom.
R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom, and when there are a plurality of R 4 and R 5 , R 4 and R 5 are the same But it can be different.
L represents a divalent linking group, and when there are a plurality of L, L may be the same or different.
W represents an organic group containing a cyclic structure.
o represents an integer of 1 to 3. p represents an integer of 0 to 10. q represents an integer of 0 to 10.

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

4及びRは、各々独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、又は、少なくとも一つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、複数存在する場合のR、Rは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
4及びRとしてのアルキル基は、置換基を有していてもよく、炭素数1〜4のものが好ましい。R4及びRは、好ましくは水素原子である。
少なくとも一つのフッ素原子で置換されたアルキル基の具体例及び好適な態様は一般式(3)中のXfの具体例及び好適な態様と同じである。
R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom, and when there are a plurality of R 4 and R 5 , R 4 and R 5 are the same But it can be different.
The alkyl group as R 4 and R 5 may have a substituent, and preferably has 1 to 4 carbon atoms. R 4 and R 5 are preferably a hydrogen atom.
Specific examples and preferred embodiments of the alkyl group substituted with at least one fluorine atom are the same as the specific examples and preferred embodiments of Xf in formula (3).

Lは、2価の連結基を表し、複数存在する場合のLは同一でも異なっていてもよい。
2価の連結基としては、例えば、−COO−(−C(=O)−O−)、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CO−、−O−、−S−、−SO−、−SO−、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜6)、シクロアルキレン基(好ましくは炭素数3〜10)、アルケニレン基(好ましくは炭素数2〜6)又はこれらの複数を組み合わせた2価の連結基などが挙げられる。これらの中でも、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CO−、−O−、−SO−、−COO−アルキレン基−、−OCO−アルキレン基−、−CONH−アルキレン基−又は−NHCO−アルキレン基−が好ましく、−COO−、−OCO−、−CONH−、−SO−、−COO−アルキレン基−又は−OCO−アルキレン基−がより好ましい。
L represents a divalent linking group, and when there are a plurality of L, L may be the same or different.
Examples of the divalent linking group include —COO — (— C (═O) —O—), —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —CO—, —O—, —S—, — SO—, —SO 2 —, an alkylene group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), a cycloalkylene group (preferably having 3 to 10 carbon atoms), an alkenylene group (preferably having 2 to 6 carbon atoms), or a combination thereof And divalent linking groups. Among them, -COO -, - OCO -, - CONH -, - NHCO -, - CO -, - O -, - SO 2 -, - COO- alkylene group -, - OCO- alkylene group -, - CONH- alkylene group - or -NHCO- alkylene group - are preferred, -COO -, - OCO -, - CONH -, - SO 2 -, - COO- alkylene group - or -OCO- alkylene group - is more preferable.

Wは、環状構造を含む有機基を表す。なかでも環状の有機基であることが好ましい。
環状の有機基としては、例えば、脂環基、アリール基、及び複素環基が挙げられる。
脂環基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。単環式の脂環基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びシクロオクチル基などの単環のシクロアルキル基が挙げられる。多環式の脂環基としては、例えば、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及びアダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が挙げられる。中でも、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及びアダマンチル基などの炭素数7以上のかさ高い構造を有する脂環基が、PEB(露光後加熱)工程での膜中拡散性の抑制及びMEEF(Mask Error Enhancement Factor)の向上の観点から好ましい。
W represents an organic group containing a cyclic structure. Of these, a cyclic organic group is preferable.
Examples of the cyclic organic group include an alicyclic group, an aryl group, and a heterocyclic group.
The alicyclic group may be monocyclic or polycyclic. Examples of the monocyclic alicyclic group include monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic alicyclic group include polycyclic cycloalkyl groups such as a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group. Among them, an alicyclic group having a bulky structure having 7 or more carbon atoms, such as a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group, is a PEB (post-exposure heating) step. From the viewpoints of suppressing diffusibility in the film and improving MEEF (Mask Error Enhancement Factor).

アリール基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。このアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基及びアントリル基が挙げられる。中でも、193nmにおける光吸光度が比較的低いナフチル基が好ましい。
複素環基は、単環式であってもよく、多環式であってもよいが、多環式の方がより酸の拡散を抑制可能である。また、複素環基は、芳香族性を有していてもよく、芳香族性を有していなくてもよい。芳香族性を有している複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、及びピリジン環が挙げられる。芳香族性を有していない複素環としては、例えば、テトラヒドロピラン環、ラクトン環、スルトン環及びデカヒドロイソキノリン環が挙げられる。複素環基における複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、又はデカヒドロイソキノリン環が好ましい。また、ラクトン環及びスルトン環の例としては、上述の樹脂において例示したラクトン構造及びスルトン構造が挙げられる。
The aryl group may be monocyclic or polycyclic. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, and an anthryl group. Among these, a naphthyl group having a relatively low light absorbance at 193 nm is preferable.
The heterocyclic group may be monocyclic or polycyclic, but the polycyclic group can suppress acid diffusion more. Moreover, the heterocyclic group may have aromaticity or may not have aromaticity. Examples of the heterocyclic ring having aromaticity include a furan ring, a thiophene ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, and a pyridine ring. Examples of the heterocyclic ring that does not have aromaticity include a tetrahydropyran ring, a lactone ring, a sultone ring, and a decahydroisoquinoline ring. As the heterocyclic ring in the heterocyclic group, a furan ring, a thiophene ring, a pyridine ring, or a decahydroisoquinoline ring is preferable. Examples of the lactone ring and sultone ring include the lactone structure and sultone structure exemplified in the above resin.

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

oは、1〜3の整数を表す。pは、0〜10の整数を表す。qは、0〜10の整数を表す。
一態様において、一般式(3)中のoが1〜3の整数であり、pが1〜10の整数であり、qが0であることが好ましい。Xfは、フッ素原子であることが好ましく、R4及びRは共に水素原子であることが好ましく、Wは多環式の炭化水素基であることが好ましい。oは1又は2であることがより好ましく、1であることがさらに好ましい。pが1〜3の整数であることがより好ましく、1又は2であることがさらに好ましく、1が特に好ましい。Wは多環のシクロアルキル基であることがより好ましく、アダマンチル基又はジアマンチル基であることがさらに好ましい。
o represents an integer of 1 to 3. p represents an integer of 0 to 10. q represents an integer of 0 to 10.
In one embodiment, o in the general formula (3) is an integer of 1 to 3, p is an integer of 1 to 10, and q is preferably 0. Xf is preferably a fluorine atom, R 4 and R 5 are preferably both hydrogen atoms, and W is preferably a polycyclic hydrocarbon group. o is more preferably 1 or 2, and further preferably 1. p is more preferably an integer of 1 to 3, further preferably 1 or 2, and particularly preferably 1. W is more preferably a polycyclic cycloalkyl group, and further preferably an adamantyl group or a diamantyl group.

上記一般式(3)において、W以外の部分構造の組み合わせとして、SO −CF−CH−OCO−、SO −CF−CHF−CH−OCO−、SO −CF−COO−、SO −CF−CF−CH−、SO −CF−CH(CF)−OCO−が好ましいものとして挙げられる。In the general formula (3), as a combination of partial structures other than W, SO 3 - -CF 2 -CH 2 -OCO-, SO 3 - -CF 2 -CHF-CH 2 -OCO-, SO 3 - -CF 2 -COO-, SO 3 - -CF 2 -CF 2 -CH 2 -, SO 3 - -CF 2 -CH (CF 3) -OCO- are mentioned as preferred.

(カチオン)
一般式(3)中、Xは、カチオンを表す。
は、カチオンであれば特に制限されないが、好適な態様としては、例えば、後述する一般式(ZI)、(ZII)又は(ZIII)中のカチオン(Z-以外の部分)が挙げられる。
(Cation)
In the general formula (3), X + represents a cation.
X + is not particularly limited as long as it is a cation, and preferred embodiments include, for example, cations (parts other than Z ) in the general formula (ZI), (ZII) or (ZIII) described later.

(好適な態様)
特定酸発生剤の好適な態様としては、例えば、下記一般式(ZI)、(ZII)又は(ZIII)で表される化合物が挙げられる。
(Preferred embodiment)
As a suitable aspect of a specific acid generator, the compound represented by the following general formula (ZI), (ZII) or (ZIII) is mentioned, for example.

上記一般式(ZI)において、
201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、又は、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
-は、一般式(3)中のアニオンを表し、具体的には、下記のアニオンを表す。
In the general formula (ZI),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
The carbon number of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 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 an alkylene group (eg, butylene group, pentylene group).
Z represents an anion in the general formula (3), and specifically represents the following anion.

201、R202及びR203により表される有機基としては、例えば、後述する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−3)及び(ZI−4)における対応する基を挙げることができる。
なお、一般式(ZI)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくとも1つが、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくとも一つと、単結合又は連結基を介して結合した構造を有する化合物であってもよい。
Examples of the organic group represented by R 201 , R 202 and R 203 include the corresponding groups in the compounds (ZI-1), (ZI-2), (ZI-3) and (ZI-4) described later. Can be mentioned.
In addition, the compound which has two or more structures represented by general formula (ZI) may be sufficient. For example, at least one of R 201 to R 203 of the compound represented by the general formula (ZI) is a single bond or at least one of R 201 to R 203 of another compound represented by the general formula (ZI) It may be a compound having a structure bonded through a linking group.

さらに好ましい(ZI)成分として、以下に説明する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−3)及び(ZI−4)を挙げることができる。   More preferred (ZI) components include compounds (ZI-1), (ZI-2), (ZI-3) and (ZI-4) described below.

先ず、化合物(ZI−1)について説明する。
化合物(ZI−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニウム化合物、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。
アリールスルホニウム化合物は、R201〜R203の全てがアリール基でもよいし、R201〜R203の一部がアリール基で、残りがアルキル基又はシクロアルキル基でもよい。
アリールスルホニウム化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、及び、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。
First, the compound (ZI-1) will be described.
The compound (ZI-1) is an arylsulfonium compound in which at least one of R 201 to R 203 in the general formula (ZI) is an aryl group, that is, 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, and aryldicycloalkylsulfonium compounds.

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、ナフチル基が好ましく、より好ましくはフェニル基である。アリール基は、酸素原子、窒素原子、又は、硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造としては、ピロール残基、フラン残基、チオフェン残基、インドール残基、ベンゾフラン残基、及び、ベンゾチオフェン残基等が挙げられる。アリールスルホニウム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
アリールスルホニウム化合物が必要に応じて有しているアルキル基又はシクロアルキル基は、炭素数1〜15の直鎖又は分岐アルキル基及び炭素数3〜15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、及び、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
The aryl group of the arylsulfonium compound is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group. The aryl group may be an aryl group having a heterocyclic structure having an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom. Examples of the heterocyclic structure include a pyrrole residue, a furan residue, a thiophene residue, an indole residue, a benzofuran residue, and a benzothiophene residue. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
The alkyl group or cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, Examples thereof include an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclohexyl group.

201〜R203のアリール基、アルキル基、及び、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、又は、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 are an alkyl group (eg, having 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (eg, having 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (eg, having 6 to 6 carbon atoms). 14), an alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group may be substituted.

次に、化合物(ZI−2)について説明する。
化合物(ZI−2)は、式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を有さない有機基を表す化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
201〜R203としての芳香環を含有しない有機基は、一般的に炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20である。
201〜R203は、各々独立に、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリル基、又は、ビニル基であり、より好ましくは直鎖又は分岐の2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、又は、アルコキシカルボニルメチル基であり、さらに好ましくは直鎖又は分岐2−オキソアルキル基である。
Next, the compound (ZI-2) will be described.
Compound (ZI-2) is a compound in which R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently represents an organic group having no aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.
The organic group not containing an aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group or 2-oxocycloalkyl group. Or an alkoxycarbonylmethyl group, more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group.

201〜R203のアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、及び、ペンチル基)、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、及び、ノルボニル基)を挙げることができる。
201〜R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基、又は、ニトロ基によってさらに置換されていてもよい。
The alkyl group and cycloalkyl group of R 201 to R 203 are preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a pentyl group). And cycloalkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, and norbornyl group).
R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

次に、化合物(ZI−3)について説明する。
化合物(ZI−3)とは、以下の一般式(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。
Next, the compound (ZI-3) will be described.
The compound (ZI-3) is a compound represented by the following general formula (ZI-3), and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

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

1c〜R5c中のいずれか2つ以上、R5cとR6c、R6cとR7c、R5cとR、及びRとRは、各々結合して環構造を形成してもよく、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、ケトン基、エステル結合、又は、アミド結合を含んでいてもよい。
上記環構造としては、芳香族若しくは非芳香族の炭化水素環、芳香族若しくは非芳香族の複素環、又は、これらの環が2つ以上組み合わされてなる多環縮合環を挙げることができる。環構造としては、3〜10員環を挙げることができ、4〜8員環であることが好ましく、5又は6員環であることがより好ましい。
Any two or more of R 1c to R 5c , R 5c and R 6c , R 6c and R 7c , R 5c and R x , and R x and R y may be bonded to form a ring structure. In addition, the ring structure may contain an oxygen atom, a sulfur atom, a ketone group, an ester bond, or an amide bond.
Examples of the ring structure include an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring, an aromatic or non-aromatic heterocycle, or a polycyclic fused ring formed by combining two or more of these rings. Examples of the ring structure include 3- to 10-membered rings, preferably 4- to 8-membered rings, and more preferably 5- or 6-membered rings.

1c〜R5c中のいずれか2つ以上、R6cとR7c、及びRとRが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
5cとR6c、及び、R5cとRが結合して形成する基としては、単結合又はアルキレン基であることが好ましく、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基等を挙げることができる。
Zcは、一般式(3)中のアニオンを表し、具体的には、上述のとおりである。
Examples of the group formed by combining any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c , and R x and R y include a butylene group and a pentylene group.
The group formed by combining R 5c and R 6c and R 5c and R x is preferably a single bond or an alkylene group, and examples of the alkylene group include a methylene group and an ethylene group. .
Zc - represents an anion of the general formula (3), specifically, as described above.

本発明における化合物(ZI−2)又は(ZI−3)におけるカチオンとしては、米国特許出願公開第2012/0076996号明細書の段落[0036]以降に記載のカチオンを挙げることができる。   Examples of the cation in the compound (ZI-2) or (ZI-3) in the present invention include cations described in paragraph [0036] and thereafter of US Patent Application Publication No. 2012/0076996.

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

一般式(ZI−4)中、
13は水素原子、フッ素原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、又はシクロアルキル基を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
14は、複数存在する場合は各々独立して、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アルキルスルホニル基、シクロアルキルスルホニル基、又はシクロアルキル基を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
15は各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基又はナフチル基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。2個のR15が互いに結合して環を形成してもよい。2個のR15が互いに結合して環を形成するとき、環骨格内に、酸素原子、窒素原子などのヘテロ原子を含んでもよい。一態様において、2個のR15がアルキレン基であり、互いに結合して環構造を形成することが好ましい。
lは0〜2の整数を表す。
rは0〜8の整数を表す。
は、一般式(3)中のアニオンを表し、具体的には、上述のとおりである。
In general formula (ZI-4),
R 13 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, or a group having a cycloalkyl group. These groups may have a substituent.
R 14 is independently a group having a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an alkylsulfonyl group, a cycloalkylsulfonyl group, or a cycloalkyl group, when a plurality of R 14 are present. Represents. These groups may have a substituent.
R 15 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a naphthyl group. These groups may have a substituent. Two R 15 may be bonded to each other to form a ring. When two R 15 's are bonded to each other to form a ring, the ring skeleton may contain a hetero atom such as an oxygen atom or a nitrogen atom. In one embodiment, it is preferred that two R 15 are alkylene groups and are bonded to each other to form a ring structure.
l represents an integer of 0-2.
r represents an integer of 0 to 8.
Z represents an anion in the general formula (3), specifically, as described above.

一般式(ZI−4)において、R13、R14及びR15のアルキル基としては、直鎖状若しくは分岐状であり、炭素数1〜10のものが好ましく、メチル基、エチル基、n−ブチル基、又は、t−ブチル基等が好ましい。
本発明における一般式(ZI−4)で表される化合物のカチオンとしては、特開2010−256842号公報の段落[0121]、[0123]、[0124]、及び、特開2011−76056号公報の段落[0127]、[0129]、[0130]等に記載のカチオンを挙げることができる。
In the general formula (ZI-4), the alkyl group of R 13 , R 14 and R 15 is linear or branched, and preferably has 1 to 10 carbon atoms, and is preferably a methyl group, an ethyl group, n- A butyl group or a t-butyl group is preferred.
Examples of the cation of the compound represented by the general formula (ZI-4) in the present invention include paragraphs [0121], [0123], [0124] of JP2010-256842A, and JP2011-76056A. The cations described in paragraphs [0127], [0129], and [0130] of

次に、一般式(ZII)、(ZIII)について説明する。
一般式(ZII)、(ZIII)中、R204〜R207は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
204〜R207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、より好ましくはフェニル基である。R204〜R207のアリール基は、酸素原子、窒素原子、又は、硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造を有するアリール基の骨格としては、例えば、ピロール、フラン、チオフェン、インドール、ベンゾフラン、及び、ベンゾチオフェン等を挙げることができる。
204〜R207におけるアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、及び、ペンチル基)、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、及び、ノルボニル基)を挙げることができる。
Next, general formulas (ZII) and (ZIII) will be described.
In the general formulas (ZII) and (ZIII), R 204 to R 207 each independently represents an aryl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group.
Phenyl group and a naphthyl group are preferred as the aryl group of R 204 to R 207, and more preferably a phenyl group. The aryl group of R 204 to R 207 may be an aryl group having a heterocyclic structure having an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, or the like. Examples of the skeleton of the aryl group having a heterocyclic structure include pyrrole, furan, thiophene, indole, benzofuran, and benzothiophene.
The alkyl group and cycloalkyl group in R 204 to R 207 are preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a pentyl group). And cycloalkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, and norbornyl group).

204〜R207のアリール基、アルキル基、及び、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。R204〜R207のアリール基、アルキル基、及び、シクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、及び、フェニルチオ基等を挙げることができる。
は、一般式(3)中のアニオンを表し、具体的には、上述のとおりである。
The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 to R 207 may have a substituent. Examples of the substituent that the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 to R 207 may have include an alkyl group (for example, 1 to 15 carbon atoms) and a cycloalkyl group (for example, 3 carbon atoms). To 15), an aryl group (for example, having 6 to 15 carbon atoms), an alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, and a phenylthio group.
Z represents an anion in the general formula (3), specifically, as described above.

酸発生剤(特定酸発生剤を含む。以下同様。)は、低分子化合物の形態であってもよく、重合体の一部に組み込まれた形態であってもよい。また、低分子化合物の形態と重合体の一部に組み込まれた形態を併用してもよい。
酸発生剤が、低分子化合物の形態である場合、分子量は580以上であることが好ましく、600以上であることがより好ましく、620以上であることがさらに好ましく、640以上であることが特に好ましい。上限は特に制限されないが、3000以下が好ましく、2000以下がより好ましく、1000以下がさらに好ましい。
酸発生剤が、重合体の一部に組み込まれた形態である場合、上述した樹脂の一部に組み込まれてもよく、樹脂とは異なる樹脂に組み込まれてもよい。
酸発生剤は、公知の方法で合成することができ、例えば、特開2007−161707号公報に記載の方法に準じて合成することができる。
酸発生剤は、1種類単独又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
酸発生剤の組成物中の含有量(複数種存在する場合はその合計)は、組成物の全固形分を基準として、0.1〜30質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜25質量%、さらに好ましくは3〜20質量%、特に好ましくは3〜15質量%である。
酸発生剤として、上記一般式(ZI−3)又は(ZI−4)により表される化合物を含む場合、組成物中に含まれる酸発生剤の含有量(複数種存在する場合はその合計)は、組成物の全固形分を基準として、5〜35質量%が好ましく、8〜30質量%がより好ましく、9〜30質量%がさらに好ましく、9〜25質量%が特に好ましい。
The acid generator (including a specific acid generator; the same shall apply hereinafter) may be in the form of a low molecular compound or may be incorporated in a part of the polymer. Moreover, you may use together the form incorporated in a part of polymer and the form of a low molecular compound.
When the acid generator is in the form of a low molecular compound, the molecular weight is preferably 580 or more, more preferably 600 or more, further preferably 620 or more, and particularly preferably 640 or more. . The upper limit is not particularly limited, but is preferably 3000 or less, more preferably 2000 or less, and still more preferably 1000 or less.
When the acid generator is in a form incorporated in a part of the polymer, it may be incorporated in a part of the resin described above or may be incorporated in a resin different from the resin.
The acid generator can be synthesized by a known method, for example, according to the method described in JP-A No. 2007-161707.
An acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
The content of the acid generator in the composition (when there are a plurality of types) is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.5 to 25, based on the total solid content of the composition. % By mass, more preferably 3 to 20% by mass, particularly preferably 3 to 15% by mass.
When the compound represented by the above general formula (ZI-3) or (ZI-4) is contained as the acid generator, the content of the acid generator contained in the composition (when there are plural kinds, the total thereof) Is preferably 5 to 35% by mass, more preferably 8 to 30% by mass, further preferably 9 to 30% by mass, and particularly preferably 9 to 25% by mass based on the total solid content of the composition.

<酸拡散制御剤(C)>
本発明の組成物は、酸拡散制御剤(C)を含有してもよい。酸拡散制御剤(C)は、露光により酸発生剤から生じた酸をトラップするクエンチャーとして作用するものであり、被膜中における酸の拡散現象を制御する役割を果たす。
<Acid diffusion controller (C)>
The composition of the present invention may contain an acid diffusion controller (C). The acid diffusion controller (C) acts as a quencher that traps the acid generated from the acid generator by exposure, and plays a role in controlling the acid diffusion phenomenon in the coating.

酸拡散制御剤(C)は、例えば、塩基性化合物であってもよい。塩基性化合物は、好ましくは、フェノールと比較して塩基性がより強い化合物である。また、この塩基性化合物は、有機塩基性化合物であることが好ましく、含窒素塩基性化合物であることがより好ましい。使用可能な含窒素塩基性化合物は特に限定されないが、例えば、以下の(1)〜(5)に分類される化合物を用いることができる。   The acid diffusion controller (C) may be a basic compound, for example. The basic compound is preferably a compound having a stronger basicity than phenol. Moreover, this basic compound is preferably an organic basic compound, more preferably a nitrogen-containing basic compound. Although the nitrogen-containing basic compound which can be used is not specifically limited, For example, the compound classified into the following (1)-(5) can be used.

また、本発明の組成物は、他の形態において、酸拡散制御剤として、例えば、以下の(6)に分類されるイオン性化合物を含んでもよい。
また、本発明の組成物は、酸拡散制御剤として、以下の(7)に分類される窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物を含んでいてもよい。
Moreover, the composition of this invention may also contain the ionic compound classified into the following (6) as an acid diffusion control agent in another form.
Moreover, the composition of this invention may contain the low molecular weight compound which has a nitrogen atom classified into the following (7) as an acid diffusion control agent, and has a group which remove | eliminates by the effect | action of an acid.

(1)親水性官能基を有する塩基性化合物(C1)
親水性官能基を有する塩基性化合物(C1)は、下記一般式(BS−1)で表される化合物であることが好ましい。
(1) Basic compound (C1) having a hydrophilic functional group
The basic compound (C1) having a hydrophilic functional group is preferably a compound represented by the following general formula (BS-1).

一般式(BS−1)中、
Rは、各々独立に、水素原子又は有機基を表す。但し、3つのRのうち少なくとも1つは有機基である。この有機基は、直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基、単環若しくは多環のシクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基である。
In general formula (BS-1),
Each R independently represents a hydrogen atom or an organic group. However, at least one of the three Rs is an organic group. This organic group is a linear or branched alkyl group, a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group, an aryl group, or an aralkyl group.

Rとしてのアルキル基の炭素数は、特に限定されないが、通常1〜20であり、好ましくは1〜12である。
Rとしてのシクロアルキル基の炭素数は、特に限定されないが、通常3〜20であり、好ましくは5〜15である。
Rとしてのアリール基の炭素数は、特に限定されないが、通常6〜20であり、好ましくは6〜10である。具体的には、フェニル基及びナフチル基等が挙げられる。
Rとしてのアラルキル基の炭素数は、特に限定されないが、通常7〜20であり、好ましくは7〜11である。具体的には、ベンジル基等が挙げられる。
Although carbon number of the alkyl group as R is not specifically limited, Usually, it is 1-20, Preferably it is 1-12.
Although carbon number of the cycloalkyl group as R is not specifically limited, Usually, it is 3-20, Preferably it is 5-15.
Although carbon number of the aryl group as R is not specifically limited, Usually, it is 6-20, Preferably it is 6-10. Specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.
Although carbon number of the aralkyl group as R is not specifically limited, Usually, it is 7-20, Preferably it is 7-11. Specific examples include a benzyl group.

Rとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、水素原子が置換基により置換されていてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基及びアルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。
なお、一般式(BS−1)により表される化合物では、Rのうち少なくとも2つが有機基であることが好ましい。
In the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and aralkyl group as R, a hydrogen atom may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylcarbonyloxy group, and an alkyloxycarbonyl group.
In the compound represented by the general formula (BS-1), it is preferable that at least two of R are organic groups.

一般式(BS−1)により表される化合物の具体例としては、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−デシルアミン、トリイソデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ジデシルアミン、メチルオクタデシルアミン、ジメチルウンデシルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン、メチルジオクタデシルアミン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン、及び2,4,6−トリ(t−ブチル)アニリンが挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the general formula (BS-1) include tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-octylamine, tri-n-decylamine, triisodecylamine, dicyclohexyl. Methylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, didecylamine, methyloctadecylamine, dimethylundecylamine, N, N-dimethyldodecylamine, methyldioctadecylamine, N, N-dibutylaniline, N , N-dihexylaniline, 2,6-diisopropylaniline, and 2,4,6-tri (t-butyl) aniline.

また、一般式(BS−1)により表される塩基性化合物は、3つのRのうち少なくとも1つが、親水性基を有するアルキル基である塩基性化合物であることが好ましく、これにより、解像性を向上させると共に良好なパターン形状を形成することができる。   Further, the basic compound represented by the general formula (BS-1) is preferably a basic compound in which at least one of the three Rs is an alkyl group having a hydrophilic group. And a good pattern shape can be formed.

親水性基を有するアルキル基は、炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数が1〜6であることがより好ましい。   The alkyl group having a hydrophilic group preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms.

親水性基を有するアルキル基としては、例えば、ヒドロキシ基又はメルカプト基を有するアルキル基が挙げられる。このようなアルキル基を有する塩基性化合物としては、具体的には、例えば、トリエタノールアミン及びN,N−ジヒドロキシエチルアニリンが挙げられる。   Examples of the alkyl group having a hydrophilic group include an alkyl group having a hydroxy group or a mercapto group. Specific examples of such a basic compound having an alkyl group include triethanolamine and N, N-dihydroxyethylaniline.

また、上記の親水性基を有するアルキル基としては、アルキル鎖中に、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基を有するアルキル基も挙げられる。即ち、Rとしてのアルキル基は、その部分構造としてオキシアルキレン基、チオアルキレン基又はケトアルキレン基を含んでいても良い。オキシアルキレン鎖としては、−CHCHO−が好ましい。具体的には、例えば、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン、及び、US6040112号明細書のカラム3の60行目以降に例示されている化合物が挙げられる。Moreover, as an alkyl group which has said hydrophilic group, the alkyl group which has an oxygen atom, a sulfur atom, or a carbonyl group in an alkyl chain is also mentioned. That is, the alkyl group as R may contain an oxyalkylene group, a thioalkylene group or a ketoalkylene group as its partial structure. As the oxyalkylene chain, —CH 2 CH 2 O— is preferable. Specifically, for example, tris (methoxyethoxyethyl) amine and compounds exemplified in the 60th and subsequent lines of column 3 of US6040112 can be mentioned.

上記の親水性基を有するアルキル基は、置換基としてヒドロキシ基又はメルカプト基を有するとともに、アルキル鎖中に、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基を有するアルキル基であってもよい。   The alkyl group having the above hydrophilic group may be an alkyl group having a hydroxy group or a mercapto group as a substituent and having an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group in the alkyl chain.

上記の親水性基を有するアルキル基は、さらに置換基を有していてもよく、そのような更なる置換基としては、置換又は無置換のアリール基などを挙げることができる。このアリール基が、置換アリール基である場合、置換アリール基における置換基としては、アルキル基、アルコキシ基及びアリール基などが挙げられる。   The above alkyl group having a hydrophilic group may further have a substituent, and examples of such further substituent include a substituted or unsubstituted aryl group. When this aryl group is a substituted aryl group, examples of the substituent in the substituted aryl group include an alkyl group, an alkoxy group, and an aryl group.

(2)含窒素複素環構造を有する化合物
この含窒素複素環は、芳香族性を有していてもよく、芳香族性を有していなくてもよい。また、窒素原子を複数有していてもよい。さらに、窒素原子以外のヘテロ原子を含有していてもよい。具体的には、例えば、イミダゾール構造を有する化合物(2−フェニルベンゾイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾールなど)、ピペリジン構造を有する化合物〔N−ヒドロキシエチルピペリジン及びビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートなど〕、ピリジン構造を有する化合物(4−ジメチルアミノピリジンなど)、ならびに、アンチピリン構造を有する化合物(アンチピリン及びヒドロキシアンチピリンなど)が挙げられる。
(2) Compound having nitrogen-containing heterocyclic structure This nitrogen-containing heterocyclic ring may have aromaticity or may not have aromaticity. Moreover, you may have two or more nitrogen atoms. Furthermore, you may contain hetero atoms other than a nitrogen atom. Specifically, for example, compounds having an imidazole structure (2-phenylbenzimidazole, 2,4,5-triphenylimidazole, etc.), compounds having a piperidine structure [N-hydroxyethylpiperidine and bis (1,2,2) , 6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate], compounds having a pyridine structure (such as 4-dimethylaminopyridine), and compounds having an antipyrine structure (such as antipyrine and hydroxyantipyrine).

また、環構造を2つ以上有する化合物も好適に用いられる。具体的には、例えば、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン及び1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕−ウンデカ−7−エンが挙げられる。   A compound having two or more ring structures is also preferably used. Specific examples include 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -undec-7-ene.

(3)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ミン化合物とは、アミン化合物が含んでいるアルキル基のN原子と反対側の末端にフェノキシ基を備えた化合物である。フェノキシ基は、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、アシロキシ基及びアリールオキシ基等の置換基を有していてもよい。
(3) Amine compound having a phenoxy group An amine compound having a phenoxy group is a compound having a phenoxy group at the terminal opposite to the N atom of the alkyl group contained in the amine compound. The phenoxy group is, for example, a substituent such as 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. You may have.

この化合物は、より好ましくは、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鎖を有している。1分子中のオキシアルキレン鎖の数は、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン鎖の中でも−CHCHO−が特に好ましい。This compound more preferably has at least one oxyalkylene chain between the phenoxy group and the nitrogen atom. The number of oxyalkylene chains in one molecule is preferably 3-9, more preferably 4-6. Among the oxyalkylene chains, —CH 2 CH 2 O— is particularly preferable.

具体例としては、2−[2−{2―(2,2―ジメトキシ−フェノキシエトキシ)エチル}−ビス−(2−メトキシエチル)]−アミン、及び、US2007/0224539A1号明細書の段落[0066]に例示されている化合物(C1−1)〜(C3−3)が挙げられる。   Specific examples include 2- [2- {2- (2,2-dimethoxy-phenoxyethoxy) ethyl} -bis- (2-methoxyethyl)]-amine, and paragraph [0066] of US2007 / 0224539A1. ] Compounds (C1-1) to (C3-3) exemplified in the above.

フェノキシ基を有するアミン化合物は、例えば、以下の方法により得ることができる。具体的には、フェノキシ基を有する1級又は2級アミンとハロアルキルエーテルとを加熱して反応させ反応液を得た後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及びテトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を反応液に添加し、酢酸エチル及びクロロホルム等の有機溶剤で抽出することにより、フェノキシ基を有するアミン化合物が得られる。また、フェノキシ基を有するアミン化合物は、1級又は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とを加熱して反応させ反応液を得た後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及びテトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を反応液に添加し、酢酸エチル及びクロロホルム等の有機溶剤で抽出することによって得ることもできる。   The amine compound having a phenoxy group can be obtained, for example, by the following method. Specifically, a primary or secondary amine having a phenoxy group and a haloalkyl ether are heated and reacted to obtain a reaction solution, and then an aqueous solution of a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and tetraalkylammonium is added. By adding to the reaction solution and extracting with an organic solvent such as ethyl acetate and chloroform, an amine compound having a phenoxy group is obtained. The amine compound having a phenoxy group is obtained by reacting a primary or secondary amine with a haloalkyl ether having a phenoxy group at the end to obtain a reaction solution, and then sodium hydroxide, potassium hydroxide and tetraalkyl. It can also be obtained by adding an aqueous solution of a strong base such as ammonium to the reaction solution and extracting with an organic solvent such as ethyl acetate and chloroform.

(4)アンモニウム塩
塩基性化合物として、アンモニウム塩も適宜用いることができる。
アンモニウム塩のアニオンとしては、例えば、ハライド、スルホネート、ボレート及びフォスフェートが挙げられる。これらのうち、ハライド及びスルホネートが好ましい。
(4) Ammonium salt As the basic compound, an ammonium salt can also be used as appropriate.
Examples of the anion of the ammonium salt include halides, sulfonates, borates, and phosphates. Of these, halides and sulfonates are preferred.

ハライドとしては、クロライド、ブロマイド及びアイオダイドが好ましい。   As the halide, chloride, bromide and iodide are preferable.

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好ましい。有機スルホネートとしては、例えば、炭素数1〜20のアルキルスルホネート及びアリールスルホネートが挙げられる。   As the sulfonate, an organic sulfonate having 1 to 20 carbon atoms is preferable. Examples of the organic sulfonate include alkyl sulfonates having 1 to 20 carbon atoms and aryl sulfonates.

アルキルスルホネートに含まれるアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、アルコキシ基、アシル基及びアリール基が挙げられる。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及びノナフルオロブタンスルホネートが挙げられる。   The alkyl group contained in the alkyl sulfonate may have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an alkoxy group, an acyl group, and an aryl group. 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.

アリールスルホネートに含まれるアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基及びアントリル基が挙げられる。これらアリール基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、炭素数1〜6の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基及び炭素数3〜6のシクロアルキル基が好ましい。具体的には、例えば、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、i−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基及びシクロヘキシル基が好ましい。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、シアノ基、ニトロ基、アシル基及びアシロキシ基が挙げられる。   Examples of the aryl group contained in the aryl sulfonate include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group. These aryl groups may have a substituent. As this substituent, a C1-C6 linear or branched alkyl group and a C3-C6 cycloalkyl group are preferable, for example. Specifically, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a t-butyl group, an n-hexyl group, and a cyclohexyl group are preferable. Examples of other substituents include an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an acyl group, and an acyloxy group.

このアンモニウム塩は、ヒドロキシド又はカルボキシレートであってもよい。この場合、このアンモニウム塩は、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、及び、テトラ−(n−ブチル)アンモニウムヒドロキシド等の炭素数1〜8のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドであることが好ましい。   The ammonium salt may be hydroxide or carboxylate. In this case, the ammonium salt is preferably a tetraalkylammonium hydroxide having 1 to 8 carbon atoms such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and tetra- (n-butyl) ammonium hydroxide.

好ましい塩基性化合物としては、例えば、グアニジン、アミノピリジン、アミノアルキルピリジン、アミノピロリジン、インダゾール、イミダゾール、ピラゾール、ピラジン、ピリミジン、プリン、イミダゾリン、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルフォリン及びアミノアルキルモルフォリンが挙げられる。これらは、置換基をさらに有していてもよい。好ましい置換基としては、例えば、アミノ基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水酸基及びシアノ基が挙げられる。   Preferred basic compounds include, for example, guanidine, aminopyridine, aminoalkylpyridine, aminopyrrolidine, indazole, imidazole, pyrazole, pyrazine, pyrimidine, purine, imidazoline, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine and aminoalkylmorpholine. . These may further have a substituent. Preferred substituents include, for example, amino group, aminoalkyl group, alkylamino group, aminoaryl group, arylamino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group, aryl group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group And a cyano group.

(5)プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物(PA)
本発明に係る組成物は、塩基性化合物として、プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物(以下、化合物(PA)ともいう)をさらに含んでいてもよい。
(5) A compound having a proton acceptor functional group and generating a compound which is decomposed by irradiation with actinic rays or radiation to decrease or disappear the proton acceptor property or change from proton acceptor property to acidity ( PA)
The composition according to the present invention has a proton acceptor functional group as a basic compound, and is decomposed by irradiation with actinic rays or radiation, resulting in a decrease, disappearance, or a proton acceptor property. A compound that generates an acidic compound (hereinafter also referred to as compound (PA)) may be further included.

プロトンアクセプター性官能基とは、プロトンと静電的に相互作用し得る基或いは電子を有する官能基であって、例えば、環状ポリエーテル等のマクロサイクリック構造を有する官能基、又は、π共役に寄与しない非共有電子対をもった窒素原子を有する官能基を意味する。π共役に寄与しない非共有電子対を有する窒素原子とは、例えば、下記一般式に示す部分構造を有する窒素原子である。   The proton acceptor functional group is a group capable of electrostatically interacting with a proton or a functional group having an electron, for example, a functional group having a macrocyclic structure such as a cyclic polyether, or a π conjugate. It means a functional group having a nitrogen atom with an unshared electron pair that does not contribute to. The nitrogen atom having an unshared electron pair that does not contribute to π conjugation is, for example, a nitrogen atom having a partial structure represented by the following general formula.

プロトンアクセプター性官能基の好ましい部分構造として、例えば、クラウンエーテル、アザクラウンエーテル、1〜3級アミン、ピリジン、イミダゾール、及び、ピラジン構造などを挙げることができる。   Examples of a preferable partial structure of the proton acceptor functional group include a crown ether, an azacrown ether, a primary to tertiary amine, a pyridine, an imidazole, and a pyrazine structure.

化合物(PA)は、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する。ここで、プロトンアクセプター性の低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性への変化とは、プロトンアクセプター性官能基にプロトンが付加することに起因するプロトンアクセプター性の変化であり、具体的には、プロトンアクセプター性官能基を有する化合物(PA)とプロトンとからプロトン付加体が生成する時、その化学平衡における平衡定数が減少することを意味する。   The compound (PA) is decomposed by irradiation with an actinic ray or radiation to generate a compound in which the proton acceptor property is lowered, disappeared, or changed from proton acceptor property to acidity. Here, the decrease or disappearance of the proton acceptor property or the change from the proton acceptor property to the acid is a change in the proton acceptor property caused by the addition of a proton to the proton acceptor functional group. Specifically, when a proton adduct is produced from a compound having a proton acceptor functional group (PA) and a proton, it means that the equilibrium constant in the chemical equilibrium is reduced.

プロトンアクセプター性は、pH測定を行うことによって確認することができる。   Proton acceptor property can be confirmed by measuring pH.

本発明においては、活性光線又は放射線の照射により化合物(PA)が分解して発生する化合物の酸解離定数pKaが、pKa<−1を満たすことが好ましく、より好ましくは−13<pKa<−1であり、さらに好ましくは−13<pKa<−3である。   In the present invention, the acid dissociation constant pKa of the compound generated by decomposition of the compound (PA) upon irradiation with actinic rays or radiation preferably satisfies pKa <−1, more preferably −13 <pKa <−1. And more preferably −13 <pKa <−3.

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

ソフトウェアパッケージ1: Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V8.14 for Solaris (1994−2007 ACD/Labs)   Software Package 1: Advanced Chemistry Development (ACD / Labs) Software V8.14 for Solaris (1994-2007 ACD / Labs)

化合物(PA)は、活性光線又は放射線の照射により分解して発生する上記プロトン付加体として、例えば、下記一般式(PA−1)で表される化合物を発生する。一般式(PA−1)で表される化合物は、プロトンアクセプター性官能基とともに酸性基を有することにより、化合物(PA)に比べてプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物である。   The compound (PA) generates, for example, a compound represented by the following general formula (PA-1) as the proton adduct generated by decomposition upon irradiation with actinic rays or radiation. The compound represented by the general formula (PA-1) has an acidic group as well as a proton acceptor functional group, so that the proton acceptor property is reduced or disappeared compared to the compound (PA), or from the proton acceptor property. It is a compound that has changed to acidic.

一般式(PA−1)中、
Qは、−SOH、−COH、又は−XNHXを表す。ここで、Rは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、X及びXは各々独立に、−SO−又は−CO−を表わす。
Aは、単結合又は2価の連結基を表す。
Xは、−SO−又は−CO−を表す。
nは、0又は1を表す。
Bは、単結合、酸素原子又は−N(Rx)Ry−を表す。Rxは、水素原子又は1価の有機基を表し、Ryは単結合又は2価の有機基を表す。Rxは、Ryと結合して環を形成してもよく、又は、Rと結合して環を形成してもよい。
Rは、プロトンアクセプター性官能基を有する1価の有機基を表す。
In general formula (PA-1),
Q represents -SO 3 H, -CO 2 H, or -X 1 NHX 2 R f. Here, R f represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group, and X 1 and X 2 each independently represent —SO 2 — or —CO—.
A represents a single bond or a divalent linking group.
X represents —SO 2 — or —CO—.
n represents 0 or 1.
B represents a single bond, an oxygen atom, or -N (Rx) Ry-. Rx represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, and Ry represents a single bond or a divalent organic group. Rx may combine with Ry to form a ring, or Rx may combine with R to form a ring.
R represents a monovalent organic group having a proton acceptor functional group.

また、本発明においては、一般式(PA−1)で表される化合物を発生する化合物以外の化合物(PA)も適宜選択可能である。例えば、イオン性化合物であって、カチオン部にプロトンアクセプター部位を有する化合物を用いてもよい。より具体的には、下記一般式(7)で表される化合物などが挙げられる。   Moreover, in this invention, compounds (PA) other than the compound which generate | occur | produces the compound represented by general formula (PA-1) can also be selected suitably. For example, an ionic compound that has a proton acceptor moiety in the cation moiety may be used. More specifically, a compound represented by the following general formula (7) is exemplified.

式中、Aは硫黄原子又はヨウ素原子を表す。
mは1又は2を表し、nは1又は2を表す。但し、Aが硫黄原子の時、m+n=3、Aがヨウ素原子の時、m+n=2である。
Rは、アリール基を表す。
は、プロトンアクセプター性官能基で置換されたアリール基を表す。
は、対アニオンを表す。
In the formula, A represents a sulfur atom or an iodine atom.
m represents 1 or 2, and n represents 1 or 2. However, when A is a sulfur atom, m + n = 3, and when A is an iodine atom, m + n = 2.
R represents an aryl group.
R N represents an aryl group substituted with a proton acceptor functional group.
X represents a counter anion.

の具体例としては、上述した一般式(ZI)におけるXと同様のものが挙げられる。X - include specific examples of, X in formula (ZI) - it includes the same as.

R及びRのアリール基の具体例としては、フェニル基が好ましく挙げられる。
が有するプロトンアクセプター性官能基の具体例としては、上述の式(PA−1)で説明したプロトンアクセプター性官能基と同様である。
Specific examples of the aryl group of R and R N is a phenyl group are preferably exemplified.
Specific examples of the proton acceptor functional group R N are the same as those of the proton acceptor functional group described in the above formula (PA-1).

化合物(PA)を含有する場合、化合物(PA)の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.1〜10質量%が好ましく、1〜8質量%がより好ましい。   When the compound (PA) is contained, the content of the compound (PA) is preferably 0.1 to 10% by mass and more preferably 1 to 8% by mass with respect to the total solid content of the composition.

(6)イオン性化合物
本発明の組成物は、酸発生剤に対して相対的に弱酸となるイオン性化合物を含有できる。イオン性化合物としてはオニウム塩が好ましい。活性光線性又は放射線の照射により酸発生剤から生じた酸が未反応の弱酸アニオンを有するオニウム塩と衝突すると、塩交換により弱酸を放出して強酸アニオンを有するオニウム塩を生じる。この過程で強酸がより触媒能の低い弱酸に交換されるため、見かけ上、酸が失活して酸拡散の制御を行うことができる。
(6) Ionic compound The composition of this invention can contain the ionic compound used as a weak acid relatively with respect to an acid generator. An onium salt is preferred as the ionic compound. When an acid generated from an acid generator upon irradiation with actinic rays or radiation collides with an onium salt having an unreacted weak acid anion, an onium salt having a strong acid anion is generated by releasing a weak acid by salt exchange. In this process, the strong acid is exchanged with a weak acid having a lower catalytic ability, so that the acid is apparently deactivated and the acid diffusion can be controlled.

酸発生剤に対して相対的に弱酸となるオニウム塩としては、下記一般式(4)、(5)及び(6)で表される化合物であることが好ましい。   The onium salt that is a weak acid relative to the acid generator is preferably a compound represented by the following general formulas (4), (5), and (6).

一般式(4)中、
は、カチオンを表す。
Rzは、環式基、アルキル基又はアルケニル基を表す。
In general formula (4),
X 4 + represents a cation.
Rz 4 represents a cyclic group, an alkyl group or an alkenyl group.

一般式(5)中、
は、カチオンを表す。
Rzは、環式基、アルキル基又はアルケニル基を表す。ただし、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子が結合していないものとする。
In general formula (5),
X 5 + represents a cation.
Rz 5 represents a cyclic group, an alkyl group or an alkenyl group. However, it is assumed that no fluorine atom is bonded to the carbon atom adjacent to the S atom.

一般式(6)中、
は、カチオンを表す。
Rz6a及びRz6bは、各々独立に、環式基、アルキル基又はアルケニル基を表す。
及びZは、各々独立に、単結合又は2価の連結基を表す。ただし、Z及びZがともに−SO−である場合を除く。
In general formula (6),
X 6 + represents a cation.
Rz 6a and Rz 6b each independently represent a cyclic group, an alkyl group or an alkenyl group.
Z 1 and Z 2 each independently represents a single bond or a divalent linking group. However, the case where Z 1 and Z 2 are both —SO 2 — is excluded.

以下に、一般式(4)について説明する。
は、カチオンを表す。
Rzは、環式基、アルキル基又はアルケニル基を表す。Rzの環式基、アルキル基及びアルケニル基は、各々、置換基を有していてもよい。
のカチオンは、例えば、スルホニウム又はヨードニウムカチオンが挙げられる。X として表されるスルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンの好ましい例としては、一般式(ZI)で例示したスルホニウムカチオンを挙げることができる。
Hereinafter, the general formula (4) will be described.
X 4 + represents a cation.
Rz 4 represents a cyclic group, an alkyl group or an alkenyl group. The cyclic group, alkyl group, and alkenyl group of Rz 4 may each have a substituent.
Examples of the cation of X 4 + include a sulfonium or iodonium cation. Preferable examples of the sulfonium cation or iodonium cation represented by X 4 + include the sulfonium cation exemplified in General Formula (ZI).

Rzの環式基は、例えば、アリール基及びシクロアルキル基が挙げられる。Rzの環式基は、単環であっても、多環であってもよい。Rzの環式基が有していてもよい置換基は、例えば、水酸基、アルキル基、アルコキシ基、フッ素原子などのハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、及び、ニトロ基等が挙げられる。Cyclic group Rz 4, for example, an aryl group and a cycloalkyl group. The cyclic group for Rz 4 may be monocyclic or polycyclic. Examples of the substituent that the cyclic group of Rz 4 may have include a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom such as a fluorine atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, and A nitro group etc. are mentioned.

Rzのアルキル基は、例えば、炭素数1〜30であることが好ましく、炭素数3〜10であることがより好ましい。Rzのアルキル基が有していてもよい置換基は、例えば、水酸基、アルキル基、フッ素原子などのハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、及び、ニトロ基等が挙げられる。The alkyl group for Rz 4 preferably has, for example, 1 to 30 carbon atoms, and more preferably 3 to 10 carbon atoms. Examples of the substituent that the alkyl group of Rz 4 may have include a hydroxyl group, an alkyl group, a halogen atom such as a fluorine atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, and a nitro group. Can be mentioned.

Rzのアルケニル基は、例えば、炭素数2〜10であるアルケニル基が挙げられ、直鎖状であっても分岐状であってもよい。Rzのアルケニル基は、炭素数が2〜4の直鎖状アルケニル基が好ましい。炭素数が2〜4の直鎖状アルケニル基は、ビニル基、又はプロペニル基が好ましい。Rzのアルケニル基が有していてもよい置換基は、例えば、水酸基、アルキル基、フッ素原子などのハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、及び、ニトロ基等が挙げられる。Examples of the alkenyl group for Rz 4 include alkenyl groups having 2 to 10 carbon atoms, which may be linear or branched. The alkenyl group for Rz 4 is preferably a linear alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms. The linear alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms is preferably a vinyl group or a propenyl group. Examples of the substituent that the alkenyl group of Rz 4 may have include a hydroxyl atom, an alkyl group, a halogen atom such as a fluorine atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, and a nitro group. Can be mentioned.

一般式(4)で表される化合物のアニオン部の好ましい例としては、特開2012−242799号公報の段落〔0198〕に例示された構造を挙げることができる。   Preferable examples of the anion moiety of the compound represented by the general formula (4) include the structures exemplified in paragraph [0198] of JP2012-242799A.

以下に一般式(4)で表される化合物のアニオン部の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Although the specific example of the anion part of the compound represented by General formula (4) below is shown, it is not limited to these.

以下に、一般式(5)について説明する。
は、カチオンを表す。
Rzは、環式基、アルキル基又はアルケニル基を表す。Rzの環式基、アルキル基及びアルケニル基は、各々、置換基を有していてもよい。ただし、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子が結合していないものとする。
The general formula (5) will be described below.
X 5 + represents a cation.
Rz 5 represents a cyclic group, an alkyl group or an alkenyl group. The cyclic group, alkyl group, and alkenyl group of Rz 5 may each have a substituent. However, it is assumed that no fluorine atom is bonded to the carbon atom adjacent to the S atom.

のカチオンは、例えば、スルホニウム又はヨードニウムカチオンが挙げられる。X として表されるスルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンの好ましい例としては、一般式(ZI)で例示したスルホニウムカチオン及び一般式(ZII)で例示したヨードニウムカチオンを挙げることができる。Examples of the cation of X 5 + include a sulfonium or iodonium cation. Preferable examples of the sulfonium cation or iodonium cation represented by X 5 + include the sulfonium cation exemplified in general formula (ZI) and the iodonium cation exemplified in general formula (ZII).

Rzの環式基は、例えば、アリール基及びシクロアルキル基が挙げられる。Rzの環式基は、単環であっても、多環であってもよい。Rzの環式基が有していてもよい置換基は、例えば、水酸基、アルキル基、フッ素原子などのハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、及び、ニトロ基等が挙げられる。Cyclic group Rz 5, for example, an aryl group and a cycloalkyl group. The cyclic group for Rz 5 may be monocyclic or polycyclic. Examples of the substituent that the cyclic group of Rz 5 may have include, for example, a hydroxyl atom, an alkyl group, a halogen atom such as a fluorine atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, and a nitro group. Is mentioned.

Rzのアルキル基は、例えば、炭素数1〜30であることが好ましく、炭素数3〜10であることがより好ましい。Rzのアルキル基が有していてもよい置換基は、例えば、水酸基、アルキル基、フッ素原子などのハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、及び、ニトロ基等が挙げられる。Alkyl group Rz 5, for example, preferably from 1 to 30 carbon atoms, and more preferably 3 to 10 carbon atoms. Examples of the substituent that the alkyl group of Rz 5 may have include a hydroxyl group, an alkyl group, a halogen atom such as a fluorine atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, and a nitro group. Can be mentioned.

Rzのアルケニル基は、例えば、炭素数2〜10であるアルケニル基が挙げられ、直鎖状であっても分岐状であってもよい。Rzのアルケニル基は、炭素数が2〜4の直鎖状アルケニル基が好ましい。炭素数が2〜4の直鎖状アルケニル基は、ビニル基、又はプロペニル基が好ましい。Rzのアルケニル基が有していてもよい置換基は、例えば、水酸基、アルキル基、フッ素原子などのハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、及び、ニトロ基等が挙げられる。Examples of the alkenyl group for Rz 5 include an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, which may be linear or branched. The alkenyl group for Rz 4 is preferably a linear alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms. The linear alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms is preferably a vinyl group or a propenyl group. Examples of the substituent that the alkenyl group of Rz 5 may have include a hydroxyl group, an alkyl group, a halogen atom such as a fluorine atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, and a nitro group. Can be mentioned.

一般式(5)で表される化合物のアニオン部の好ましい例としては、特開2012−242799号公報の段落〔0201〕に例示された構造を挙げることができる。   Preferable examples of the anion moiety of the compound represented by the general formula (5) include the structures exemplified in paragraph [0201] of JP2012-242799A.

以下に一般式(5)で表される化合物のアニオン部の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Although the specific example of the anion part of the compound represented by General formula (5) below is shown, it is not limited to these.

以下に、一般式(6)について説明する。
は、カチオンを表す。
Rz6a及びRz6bは、各々独立に、環式基、アルキル基又はアルケニル基を表す。Rz6a及びRz6bの環式基、アルキル基及びアルケニル基は、各々、置換基を有していてもよい。
及びZは、各々独立に、単結合又は2価の連結基を表す。ただし、Z及びZがともに−SO−である場合を除く。
The general formula (6) will be described below.
X 6 + represents a cation.
Rz 6a and Rz 6b each independently represent a cyclic group, an alkyl group or an alkenyl group. The cyclic group, alkyl group, and alkenyl group of Rz 6a and Rz 6b may each have a substituent.
Z 1 and Z 2 each independently represents a single bond or a divalent linking group. However, the case where Z 1 and Z 2 are both —SO 2 — is excluded.

として表されるスルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンの好ましい例としては、一般式(ZI)で例示したスルホニウムカチオン及び一般式(ZII)で例示したヨードニウムカチオンを挙げることができる。Preferable examples of the sulfonium cation or iodonium cation represented by X 6 + include a sulfonium cation exemplified by the general formula (ZI) and an iodonium cation exemplified by the general formula (ZII).

Rz6a及びRz6bの環式基は、例えば、アリール基及びシクロアルキル基が挙げられる。Rz6a及びRz6bの環式基は、単環であっても、多環であってもよい
Rz6a及びRz6bのアルキル基は、例えば、炭素数1〜30であることが好ましく、炭素数3〜10であることがより好ましい。
Examples of the cyclic group of Rz 6a and Rz 6b include an aryl group and a cycloalkyl group. Cyclic groups Rz 6a and Rz 6b can be a single ring, alkyl group of polycyclic, which may be a Rz 6a and Rz 6b, for example, preferably from 1 to 30 carbon atoms, carbon atoms More preferably, it is 3-10.

Rz6a及びRz6bのアルケニル基は、例えば、炭素数2〜10であるアルケニル基が挙げられ、直鎖状であっても分岐状であってもよい。Rzのアルケニル基は、炭素数が2〜4の直鎖状アルケニル基が好ましい。炭素数が2〜4の直鎖状アルケニル基は、ビニル基、又はプロペニル基が好ましい。Examples of the alkenyl group of Rz 6a and Rz 6b include an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and may be linear or branched. The alkenyl group for Rz 4 is preferably a linear alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms. The linear alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms is preferably a vinyl group or a propenyl group.

Rz6a及びRz6bの環式基、アルキル基及びアルケニル基が各々有していてもよい置換基は、例えば、水酸基、アルキル基、フッ素原子などのハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、及びニトロ基等が挙げられる。The substituents that each of the cyclic group, alkyl group, and alkenyl group of Rz 6a and Rz 6b may have include, for example, a halogen atom such as a hydroxyl group, an alkyl group, and a fluorine atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, and an ether. Examples include a bond, an ester bond, and a nitro group.

及びZの2価の連結基は、例えば、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)、及び、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が挙げられる。置換基としてはフッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、及び、カルボニル基等が挙げられる。またZ及びZの2価の連結基は、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、アルキレン基又はこれらの組み合わせであることが好ましい。アルキレン基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基であることがより好ましく、メチレン基又はエチレン基であることがさらに好ましい。The divalent linking group of Z 1 and Z 2 includes, for example, a divalent hydrocarbon group (aliphatic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group) which may have a substituent, and a hetero atom. A bivalent coupling group etc. are mentioned. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and a carbonyl group. The divalent linking group of Z 1 and Z 2 is preferably a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, an alkylene group, or a combination thereof. The alkylene group is preferably a linear or branched alkylene group, and more preferably a methylene group or an ethylene group.

一般式(6)で表される化合物のアニオン部の好ましい例としては、特開2012−242799号公報の段落〔0209〕及び〔0210〕に例示された構造を挙げることができる。   Preferable examples of the anion moiety of the compound represented by the general formula (6) include the structures exemplified in paragraphs [0209] and [0210] of JP2012-242799A.

以下に一般式(6)で表される化合物のアニオン部の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Although the specific example of the anion part of the compound represented by General formula (6) below is shown, it is not limited to these.

以下に一般式(4)〜(6)で表される化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the compounds represented by the general formulas (4) to (6) are shown below, but are not limited thereto.

酸発生剤に対して相対的に弱酸となるオニウム塩は、(C)カチオン部位とアニオン部位を同一分子内に有し、かつ、上記カチオン部位とアニオン部位が共有結合により連結している化合物(以下、「化合物(CA)」ともいう。)であってもよい。   The onium salt that is a weak acid relative to the acid generator is a compound (C) having a cation moiety and an anion moiety in the same molecule, and the cation moiety and the anion moiety being linked by a covalent bond ( (Hereinafter also referred to as “compound (CA)”).

化合物(CA)としては、下記一般式(C−1)〜(C−3)のいずれかで表される化合物であることが好ましい。   The compound (CA) is preferably a compound represented by any one of the following general formulas (C-1) to (C-3).

一般式(C−1)〜(C−3)中、
、R、Rは、炭素数1以上の置換基を表す。
は、カチオン部位とアニオン部位を連結する2価の連結基又は単結合を表す。
−Xは、−COO、−SO 、−SO 、及び、−N−Rから選択されるアニオン部位を表す。Rは、隣接するN原子との連結部位に、カルボニル基:−C(=O)−、スルホニル基:−S(=O)−、又は、スルフィニル基:−S(=O)−を有する1価の置換基を表す。
、R、R、R、及び、Lは、互いに結合して環構造を形成してもよい。また、(C−3)において、R〜Rのうち2つを合わせて、N原子と2重結合を形成してもよい。
In general formulas (C-1) to (C-3),
R 1 , R 2 and R 3 represent a substituent having 1 or more carbon atoms.
L 1 represents a divalent linking group or a single bond linking the cation moiety and the anion moiety.
-X - it is, -COO -, -SO 3 -, -SO 2 -, and, -N - represents an anion portion selected from -R 4. R 4 has a carbonyl group: —C (═O) —, a sulfonyl group: —S (═O) 2 —, or a sulfinyl group: —S (═O) — at the site of connection with the adjacent N atom. The monovalent substituent which has.
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and L 1 may be bonded to each other to form a ring structure. In (C-3), two of R 1 to R 3 may be combined to form a double bond with the N atom.

〜Rにおける炭素数1以上の置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルオキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、シクロアルキルアミノカルボニル基、及び、アリールアミノカルボニル基などが挙げられる。好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、及び、アリール基である。Examples of the substituent having 1 or more carbon atoms in R 1 to R 3 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkyloxycarbonyl group, a cycloalkyloxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylaminocarbonyl group, and a cycloalkylamino. Examples thereof include a carbonyl group and an arylaminocarbonyl group. Preferably, they are an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.

2価の連結基としてのLは、直鎖若しくは分岐鎖状アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、及びこれらの2種以上を組み合わせてなる基等が挙げられる。Lは、より好ましくは、アルキレン基、アリーレン基、エーテル結合、エステル結合、及びこれらの2種以上を組み合わせてなる基である。L 1 as the divalent linking group is a linear or branched alkylene group, cycloalkylene group, arylene group, carbonyl group, ether bond, ester bond, amide bond, urethane bond, urea bond, and two types thereof. Examples include groups formed by combining the above. L 1 is more preferably an alkylene group, an arylene group, an ether bond, an ester bond, or a group formed by combining two or more of these.

一般式(C−1)で表される化合物の好ましい例としては、特開2013−6827号公報の段落〔0037〕〜〔0039〕及び特開2013−8020号公報の段落〔0027〕〜〔0029〕に例示された化合物を挙げることができる。   Preferable examples of the compound represented by the general formula (C-1) include paragraphs [0037] to [0039] of JP2013-6827A and paragraphs [0027] to [0029] of JP2013-8020A. The compounds exemplified in the above can be mentioned.

一般式(C−2)で表される化合物の好ましい例としては、特開2012−189977号公報の段落〔0012〕〜〔0013〕に例示された化合物を挙げることができる。   Preferable examples of the compound represented by the general formula (C-2) include the compounds exemplified in paragraphs [0012] to [0013] of JP2012-189977A.

一般式(C−3)で表される化合物の好ましい例としては、特開2012−252124号公報の段落〔0029〕〜〔0031〕に例示された化合物を挙げることができる。   Preferable examples of the compound represented by the general formula (C-3) include the compounds exemplified in paragraphs [0029] to [0031] of JP 2012-252124 A.

(7)窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物
本発明の組成物は、窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(以下「化合物(C)」ともいう)を含有してもよい。
酸の作用により脱離する基としては特に限定されないが、アセタール基、カルボネート基、カルバメート基、3級エステル基、3級水酸基、ヘミアミナールエーテル基が好ましく、カルバメート基、ヘミアミナールエーテル基であることが特に好ましい。
化合物(C)の分子量は、100〜1000が好ましく、100〜700がより好ましく、100〜500が特に好ましい。
化合物(C)としては、酸の作用により脱離する基を窒素原子上に有するアミン誘導体が好ましい。
化合物(C)は、窒素原子上に保護基を有するカルバメート基を有してもよい。カルバメート基を構成する保護基としては、下記一般式(d−1)で表すことができる。
(7) Low molecular weight compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid The composition of the present invention comprises a low molecular weight compound having a nitrogen atom and having a group capable of leaving by the action of an acid (hereinafter referred to as “low molecular compound” (Also referred to as “compound (C)”).
The group capable of leaving by the action of an acid is not particularly limited, but is preferably an acetal group, a carbonate group, a carbamate group, a tertiary ester group, a tertiary hydroxyl group, or a hemiaminal ether group, and a carbamate group or a hemiaminal ether group. It is particularly preferred.
100-1000 are preferable, as for the molecular weight of a compound (C), 100-700 are more preferable, and 100-500 are especially preferable.
As the compound (C), an amine derivative having a group capable of leaving by the action of an acid on the nitrogen atom is preferable.
Compound (C) may have a carbamate group having a protecting group on the nitrogen atom. The protecting group constituting the carbamate group can be represented by the following general formula (d-1).

一般式(d−1)において、
Rbは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜10)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜30)、アリール基(好ましくは炭素数3〜30)、アラルキル基(好ましくは炭素数1〜10)、又はアルコキシアルキル基(好ましくは炭素数1〜10)を表す。Rbは相互に連結して環を形成していてもよい。
Rbが示すアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基は、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基、アルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい。Rbが示すアルコキシアルキル基についても同様である。
上記Rbのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基(これらのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は、上記官能基、アルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい)としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン等の直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基、これらのアルカンに由来する基を、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ノルボルナン、アダマンタン、ノルアダマンタン等のシクロアルカンに由来する基、これらのシクロアルカンに由来する基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の直鎖状、分岐状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン等の芳香族化合物に由来する基、これらの芳香族化合物に由来する基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の直鎖状、分岐状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、インドール、インドリン、キノリン、パーヒドロキノリン、インダゾール、ベンズイミダゾール等の複素環化合物に由来する基、これらの複素環化合物に由来する基を直鎖状、分岐状のアルキル基或いは芳香族化合物に由来する基の1種以上或いは1個以上で置換した基、直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基もしくはシクロアルカンに由来する基をフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等の芳香族化合物に由来する基の1種以上或いは1個以上で置換した基等或いは上記の置換基がヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基で置換されている基等が挙げられる。
Rbとして好ましくは、直鎖状、又は分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基である。より好ましくは、直鎖状、又は分岐状のアルキル基、シクロアルキル基である。
2つのRbが相互に連結して形成する環としては、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環式炭化水素基若しくはその誘導体等が挙げられる。
一般式(d−1)で表される基の具体的な構造としては、米国特許出願公開2012/0135348の段落[0466]に開示された構造を挙げることができるが、これに限定されるものではない。
In general formula (d-1),
Rb each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably 3 to 30 carbon atoms), an aryl group (preferably 3 to 30 carbon atoms), an aralkyl group ( Preferably it represents C1-C10) or an alkoxyalkyl group (preferably C1-C10). Rb may be connected to each other to form a ring.
The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group represented by Rb are substituted with a functional group such as hydroxyl group, cyano group, amino group, pyrrolidino group, piperidino group, morpholino group, oxo group, alkoxy group, or halogen atom. It may be. The same applies to the alkoxyalkyl group represented by Rb.
Rb alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group (These alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group may be substituted with the functional group, alkoxy group, or halogen atom. ), For example, groups derived from linear or branched alkanes such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, etc., derived from these alkanes Groups substituted with one or more cycloalkyl groups such as cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc., cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, norbornane, adamantane, noradamantane Derived from cycloalkanes Groups derived from these cycloalkanes are, for example, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, 2-methylpropyl, 1-methylpropyl, t- Groups derived from aromatic compounds such as benzene, naphthalene and anthracene, groups derived from these aromatic compounds, groups substituted with one or more linear or branched alkyl groups such as butyl groups For example, a linear or branched group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, a 1-methylpropyl group, or a t-butyl group. Groups substituted with one or more alkyl groups, pyrrolidine, piperidine, morpholine, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, indole, indoline, quinoline, perhydroquino A group derived from a heterocyclic compound such as benzene, indazole, benzimidazole, etc., or a group derived from these heterocyclic compounds, one or more or one group derived from a linear, branched alkyl group or aromatic compound One or more groups derived from aromatic compounds such as phenyl group, naphthyl group, anthracenyl group, etc., or a group derived from the above group, a group derived from a linear or branched alkane or a group derived from cycloalkane Examples include groups substituted by the above, or groups in which the above substituent is substituted with a functional group such as a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a pyrrolidino group, a piperidino group, a morpholino group, and an oxo group.
Rb is preferably a linear or branched alkyl group, cycloalkyl group, or aryl group. More preferably, it is a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group.
Examples of the ring formed by connecting two Rb to each other include an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic hydrocarbon group, or a derivative thereof.
Specific examples of the group represented by the general formula (d-1) include the structures disclosed in paragraph [0466] of US Patent Application Publication 2012/0135348, but are not limited thereto. is not.

化合物(C)は、下記一般式(6)で表される構造を有するものであることが特に好ましい。   It is particularly preferable that the compound (C) has a structure represented by the following general formula (6).

一般式(6)において、Raは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。lが2のとき、2つのRaは同じでも異なっていてもよく、2つのRaは相互に連結して式中の窒素原子と共に複素環を形成していてもよい。上記複素環には式中の窒素原子以外のヘテロ原子を含んでいてもよい。
Rbは、上記一般式(d−1)におけるRbと同義であり、好ましい例も同様である。
lは0〜2の整数を表し、mは1〜3の整数を表し、l+m=3を満たす。
一般式(6)において、Raとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基は、Rbとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基が置換されていてもよい基として上述した基と同様な基で置換されていてもよい。
上記Raのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基(これらのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は、上記基で置換されていてもよい)の具体例としては、Rbについて上述した具体例と同様な基が挙げられる。
また、上記Raが相互に連結して形成する複素環としては、好ましくは炭素数20以下であり、例えば、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1,2,3,4−テトラヒドロキノリン、1,2,3,6−テトラヒドロピリジン、ホモピペラジン、4−アザベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、5−アザベンゾトリアゾール、1H−1,2,3−トリアゾール、1,4,7−トリアザシクロノナン、テトラゾール、7−アザインドール、インダゾール、ベンズイミダゾール、イミダゾ[1,2−a]ピリジン、(1S,4S)−(+)−2,5−ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプタン、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デック−5−エン、インドール、インドリン、1,2,3,4−テトラヒドロキノキサリン、パーヒドロキノリン、1,5,9−トリアザシクロドデカン等の複素環式化合物に由来する基、これらの複素環式化合物に由来する基を直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基、シクロアルカンに由来する基、芳香族化合物に由来する基、複素環化合物に由来する基、ヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基の1種以上或いは1個以上で置換した基等が挙げられる。
In the general formula (6), Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. When l is 2, two Ras may be the same or different, and two Ras may be connected to each other to form a heterocyclic ring together with the nitrogen atom in the formula. The heterocycle may contain a heteroatom other than the nitrogen atom in the formula.
Rb is synonymous with Rb in the general formula (d-1), and preferred examples are also the same.
l represents an integer of 0 to 2, m represents an integer of 1 to 3, and satisfies l + m = 3.
In the general formula (6), the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group as Ra are described above as groups in which the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group as Rb may be substituted. It may be substituted with a group similar to the group.
Specific examples of the Ra alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group (these alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group may be substituted with the above group) include: The same group as the specific example mentioned above about Rb is mentioned.
In addition, the heterocyclic ring formed by connecting the Ra to each other preferably has 20 or less carbon atoms. For example, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 1,4,5,6-tetrahydropyrimidine, 1,2,3 , 4-tetrahydroquinoline, 1,2,3,6-tetrahydropyridine, homopiperazine, 4-azabenzimidazole, benzotriazole, 5-azabenzotriazole, 1H-1,2,3-triazole, 1,4,7 -Triazacyclononane, tetrazole, 7-azaindole, indazole, benzimidazole, imidazo [1,2-a] pyridine, (1S, 4S)-(+)-2,5-diazabicyclo [2.2.1] Heptane, 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene, indole, indoline, 1,2, , 4-tetrahydroquinoxaline, perhydroquinoline, groups derived from heterocyclic compounds such as 1,5,9-triazacyclododecane, and groups derived from these heterocyclic compounds are linear or branched alkanes Groups derived from the above, groups derived from cycloalkanes, groups derived from aromatic compounds, groups derived from heterocyclic compounds, hydroxyl groups, cyano groups, amino groups, pyrrolidino groups, piperidino groups, morpholino groups, oxo groups, etc. Examples include groups substituted with one or more functional groups or one or more functional groups.

本発明における特に好ましい化合物(C)を具体的としては、米国特許出願公開2012/0135348の段落[0475]に開示された化合物を挙げることができるが、これに限定されるものではない。
一般式(6)で表される化合物は、特開2007−298569号公報、特開2009−199021号公報などに基づき合成することができる。
本発明において、化合物(C)は、1種単独でも又は2種以上を混合しても使用することができる。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が化合物(C)を含有する場合、化合物(C)の含有量は、組成物の全固形分を基準として、0.001〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは0.001〜10質量%、更に好ましくは0.01〜5質量%である。
Specific examples of the particularly preferred compound (C) in the present invention include, but are not limited to, compounds disclosed in paragraph [0475] of US Patent Application Publication 2012/0135348.
The compound represented by the general formula (6) can be synthesized based on JP2007-298869A, JP2009-199021A, and the like.
In the present invention, the compound (C) can be used alone or in combination of two or more.
When the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention contains the compound (C), the content of the compound (C) is 0.001 to 20% by mass based on the total solid content of the composition. It is preferable that it is 0.001-10 mass%, More preferably, it is 0.01-5 mass%.

その他、本発明に係る組成物に使用可能な酸拡散制御剤(C)としては、特開2002−363146号公報の実施例で合成されている化合物、及び特開2007−298569号公報の段落0108に記載の化合物等が挙げられる。   In addition, examples of the acid diffusion controller (C) that can be used in the composition according to the present invention include compounds synthesized in Examples of JP-A No. 2002-363146, and paragraph 0108 of JP-A No. 2007-29869. And the like.

酸拡散制御剤(C)として、感光性の塩基性化合物を用いてもよい。感光性の塩基性化合物としては、例えば、特表2003−524799号公報、及び、J.Photopolym.Sci&Tech. Vol.8,P.543−553(1995)等に記載の化合物を用いることができる。   As the acid diffusion controller (C), a photosensitive basic compound may be used. As the photosensitive basic compound, for example, JP-T-2003-524799 and J. Org. Photopolym. Sci & Tech. Vol. 8, P.I. 543-553 (1995) etc. can be used.

酸拡散制御剤(C)の分子量(ただし、上記化合物(C)を除く)は、通常は100〜1500であり、好ましくは150〜1300であり、より好ましくは200〜1000である。   The molecular weight of the acid diffusion controller (C) (excluding the above compound (C)) is usually from 100 to 1500, preferably from 150 to 1300, more preferably from 200 to 1000.

これらの酸拡散制御剤(C)は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。   These acid diffusion control agents (C) may be used alone or in combination of two or more.

本発明に係る組成物が酸拡散制御剤(C)を含んでいる場合、その含有量は、組成物の全固形分を基準として、0.001〜20質量%であることが好ましく、0.001〜10質量%であることがより好ましく、0.01〜8.0質量%であることがさらに好ましく、0.1〜5.0質量%であることが特に好ましく、0.2〜4.0質量%であることが最も好ましい。   When the composition according to the present invention contains the acid diffusion controller (C), the content thereof is preferably 0.001 to 20% by mass based on the total solid content of the composition. More preferably, it is 001-10 mass%, It is further more preferable that it is 0.01-8.0 mass%, It is especially preferable that it is 0.1-5.0 mass%, 0.2-4. Most preferably, it is 0 mass%.

酸拡散制御剤(C)の酸発生剤(B)に対するモル比は、好ましくは0.01〜10とし、より好ましくは0.05〜5とし、さらに好ましくは0.1〜3とする。このモル比を過度に大きくすると、感度及び/又は解像度が低下する場合がある。このモル比を過度に小さくすると、露光と加熱(ポストベーク)との間において、パターンの細りを生ずる可能性がある。   The molar ratio of the acid diffusion controller (C) to the acid generator (B) is preferably 0.01 to 10, more preferably 0.05 to 5, and still more preferably 0.1 to 3. If this molar ratio is excessively increased, sensitivity and / or resolution may be reduced. If this molar ratio is excessively small, there is a possibility that pattern thinning occurs between exposure and heating (post-bake).

<疎水性樹脂(D)>
本発明の組成物は、疎水性樹脂(以下、「疎水性樹脂(D)」又は単に「樹脂(D)」ともいう)を含有してもよい。なお、疎水性樹脂(D)は樹脂(A)とは異なる。
疎水性樹脂(D)は、界面に偏在するように設計されることが好ましいが、界面活性剤とは異なり、必ずしも分子内に親水基を有する必要はなく、極性/非極性物質を均一に混合することに寄与しなくてもよい。
疎水性樹脂を添加することの効果として、水に対するレジスト膜表面の静的/動的な接触角の制御、液浸液追随性の向上、アウトガスの抑制などを挙げることができる。
<Hydrophobic resin (D)>
The composition of the present invention may contain a hydrophobic resin (hereinafter also referred to as “hydrophobic resin (D)” or simply “resin (D)”). The hydrophobic resin (D) is different from the resin (A).
The hydrophobic resin (D) is preferably designed to be unevenly distributed at the interface. However, unlike the surfactant, it is not always necessary to have a hydrophilic group in the molecule, and the polar / nonpolar substance is mixed uniformly. You don't have to contribute to
Examples of the effects of adding the hydrophobic resin include control of the static / dynamic contact angle of the resist film surface with respect to water, improvement of immersion liquid followability, and suppression of outgas.

疎水性樹脂(D)は、膜表層への偏在化の観点から、“フッ素原子”、“珪素原子”、及び、“樹脂の側鎖部分に含有されたCH部分構造”のいずれか1種以上を有することが好ましく、2種以上を有することがさらに好ましい。
疎水性樹脂(D)が、フッ素原子及び/又は珪素原子を含む場合、疎水性樹脂(D)における上記フッ素原子及び/又は珪素原子は、樹脂の主鎖中に含まれていてもよく、側鎖中に含まれていてもよい。
The hydrophobic resin (D) is selected from any one of “fluorine atom”, “silicon atom”, and “CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin” from the viewpoint of uneven distribution in the film surface layer. It is preferable to have the above, and it is more preferable to have two or more.
When the hydrophobic resin (D) contains a fluorine atom and / or a silicon atom, the fluorine atom and / or silicon atom in the hydrophobic resin (D) may be contained in the main chain of the resin. It may be contained in the chain.

疎水性樹脂(D)がフッ素原子を含んでいる場合、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、又は、フッ素原子を有するアリール基を有する樹脂であることが好ましい。
フッ素原子を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜4)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直鎖又は分岐アルキル基であり、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するシクロアルキル基及びフッ素原子を有するアリール基は、それぞれ、1つの水素原子がフッ素原子で置換されたシクロアルキル基及びフッ素原子を有するアリール基であり、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。
When the hydrophobic resin (D) contains a fluorine atom, it is a resin having an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom as a partial structure having a fluorine atom. Preferably there is.
The alkyl group having a fluorine atom (preferably having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms) is a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and further a fluorine atom It may have a substituent other than.
A cycloalkyl group having a fluorine atom and an aryl group having a fluorine atom are a cycloalkyl group in which one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom and an aryl group having a fluorine atom, respectively, and further a substituent other than a fluorine atom is substituted. You may have.

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、及びフッ素原子を有するアリール基として、好ましくは、下記一般式(F2)〜(F4)で表される基を挙げることができるが、本発明は、これに限定されるものではない。   Preferred examples of the alkyl group having a fluorine atom, the cycloalkyl group having a fluorine atom, and the aryl group having a fluorine atom include groups represented by the following general formulas (F2) to (F4). The invention is not limited to this.

一般式(F2)〜(F4)中、
57〜R68は、各々独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基(直鎖若しくは分岐)を表す。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、各々独立に、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(好ましくは炭素数1〜4)を表す。
57〜R61及びR65〜R67は、全てがフッ素原子であることが好ましい。R62、R63及びR68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(好ましくは炭素数1〜4)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更に好ましい。R62とR63は、互いに連結して環を形成してもよい。
In general formulas (F2) to (F4),
R 57 to R 68 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group (straight or branched). 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 each independently a fluorine atom or at least one hydrogen atom is a fluorine atom. It represents a substituted alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms).
R 57 to R 61 and R 65 to R 67 are preferably all fluorine atoms. R 62 , R 63 and R 68 are preferably an alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms) in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Further preferred. R 62 and R 63 may be connected to each other to form a ring.

疎水性樹脂(D)は、珪素原子を含有してもよい。珪素原子を有する部分構造として、アルキルシリル構造(好ましく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樹脂であることが好ましい。
フッ素原子又は珪素原子を有する繰り返し単位の例としては、US2012/0251948A1〔0519〕に例示されたものを挙げることが出来る。
The hydrophobic resin (D) may contain a silicon atom. The partial structure having a silicon atom is preferably a resin having an alkylsilyl structure (preferably a trialkylsilyl group) or a cyclic siloxane structure.
Examples of the repeating unit having a fluorine atom or a silicon atom include those exemplified in US2012 / 0251948A1 [0519].

また、上記したように、疎水性樹脂(D)は、側鎖部分にCH部分構造を含むことも好ましい。
ここで、疎水性樹脂(D)中の側鎖部分が有するCH部分構造(以下、単に「側鎖CH部分構造」ともいう)には、エチル基、プロピル基等が有するCH部分構造を包含するものである。
一方、疎水性樹脂(D)の主鎖に直接結合しているメチル基(例えば、メタクリル酸構造を有する繰り返し単位のα−メチル基)は、主鎖の影響により疎水性樹脂(D)の表面偏在化への寄与が小さいため、本発明におけるCH部分構造に包含されないものとする。
Further, as described above, the hydrophobic resin (D), it is also preferred to include CH 3 partial structure side chain moiety.
Here, CH 3 partial structure contained in the side chain moiety in the hydrophobic resin (D) (hereinafter, simply referred to as "side chain CH 3 partial structure") The, CH 3 partial structure an ethyl group, and a propyl group having Is included.
On the other hand, the methyl group directly bonded to the main chain of the hydrophobic resin (D) (for example, the α-methyl group of the repeating unit having a methacrylic acid structure) is caused by the influence of the main chain on the surface of the hydrophobic resin (D). Since the contribution to uneven distribution is small, it is not included in the CH 3 partial structure in the present invention.

より具体的には、疎水性樹脂(D)が、例えば、下記一般式(M)で表される繰り返し単位などの、炭素−炭素二重結合を有する重合性部位を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含む場合であって、R11〜R14がCH「そのもの」である場合、そのCHは、本発明における側鎖部分が有するCH部分構造には包含されない。
一方、C−C主鎖から何らかの原子を介して存在するCH部分構造は、本発明におけるCH部分構造に該当するものとする。例えば、R11がエチル基(CHCH)である場合、本発明におけるCH部分構造を「1つ」有するものとする。
More specifically, the hydrophobic resin (D) is a repeating unit derived from a monomer having a polymerizable moiety having a carbon-carbon double bond, such as a repeating unit represented by the following general formula (M). In the case where R 11 to R 14 are CH 3 “as is”, the CH 3 is not included in the CH 3 partial structure of the side chain moiety in the present invention.
Meanwhile, CH 3 partial structure exists through some atoms from C-C backbone, and those falling under CH 3 partial structures in the present invention. For example, when R 11 is an ethyl group (CH 2 CH 3 ), it is assumed that it has “one” CH 3 partial structure in the present invention.

上記一般式(M)中、
11〜R14は、各々独立に、側鎖部分を表す。
側鎖部分のR11〜R14としては、水素原子、1価の有機基などが挙げられる。
11〜R14についての1価の有機基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルオキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、シクロアルキルアミノカルボニル基、アリールアミノカルボニル基などが挙げられ、これらの基は、更に置換基を有していてもよい。
In the general formula (M),
R < 11 > -R < 14 > represents a side chain part each independently.
Examples of R 11 to R 14 in the side chain portion include a hydrogen atom and a monovalent organic group.
Examples of the monovalent organic group for R 11 to R 14 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkyloxycarbonyl group, a cycloalkyloxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylaminocarbonyl group, and a cycloalkylaminocarbonyl. Group, an arylaminocarbonyl group, and the like, and these groups may further have a substituent.

疎水性樹脂(D)は、側鎖部分にCH部分構造を有する繰り返し単位を有する樹脂であることが好ましく、このような繰り返し単位として、下記一般式(II)で表される繰り返し単位、及び、下記一般式(III)で表される繰り返し単位のうち少なくとも一種の繰り返し単位(x)を有していることがより好ましい。The hydrophobic resin (D) is preferably a resin having a repeating unit having a CH 3 partial structure in the side chain portion, and as such a repeating unit, a repeating unit represented by the following general formula (II), and It is more preferable to have at least one repeating unit (x) among repeating units represented by the following general formula (III).

以下、一般式(II)で表される繰り返し単位について詳細に説明する。   Hereinafter, the repeating unit represented by formula (II) will be described in detail.

上記一般式(II)中、Xb1は水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、Rは1つ以上のCH部分構造を有する、酸に対して安定な有機基を表す。ここで、酸に対して安定な有機基は、より具体的には、酸分解性基(酸の作用により分解してカルボキシ基などの極性基を生じる基)を有さない有機基であることが好ましい。In the general formula (II), X b1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or a halogen atom, R 2 has one or more CH 3 partial structure represents a stable organic radical to acid. Here, the organic group that is stable to an acid is more specifically an organic group that does not have an acid-decomposable group (a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group such as a carboxy group). Is preferred.

b1のアルキル基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基等が挙げられるが、メチル基であることが好ましい。
b1は、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
としては、1つ以上のCH部分構造を有する、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、アリール基、及び、アラルキル基が挙げられる。上記のシクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基、及び、アラルキル基は、更に、置換基としてアルキル基を有していてもよい。
は、1つ以上のCH部分構造を有する、アルキル基又はアルキル置換シクロアルキル基が好ましい。
としての1つ以上のCH部分構造を有する酸に安定な有機基は、CH部分構造を2個以上10個以下有することが好ましく、2個以上8個以下有することがより好ましい。
一般式(II)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を以下に挙げる。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
The alkyl group of Xb1 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxymethyl group, and a trifluoromethyl group, and a methyl group is preferable.
X b1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Examples of R 2 include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, and an aralkyl group having one or more CH 3 partial structures. The above cycloalkyl group, alkenyl group, cycloalkenyl group, aryl group and aralkyl group may further have an alkyl group as a substituent.
R 2 is preferably an alkyl group or an alkyl-substituted cycloalkyl group having one or more CH 3 partial structures.
The acid-stable organic group having one or more CH 3 partial structures as R 2 preferably has 2 or more and 10 or less CH 3 partial structures, and more preferably 2 or more and 8 or less.
Preferred specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II) are shown below. Note that the present invention is not limited to this.

一般式(II)で表される繰り返し単位は、酸に安定な(非酸分解性の)繰り返し単位であることが好ましく、具体的には、酸の作用により分解して極性基を生じる基を有さない繰り返し単位であることが好ましい。
以下、一般式(III)で表される繰り返し単位について詳細に説明する。
The repeating unit represented by the general formula (II) is preferably an acid-stable (non-acid-decomposable) repeating unit, specifically, a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group. It is preferable that it is a repeating unit which does not have.
Hereinafter, the repeating unit represented by formula (III) will be described in detail.

上記一般式(III)中、Xb2は水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、Rは1つ以上のCH部分構造を有する、酸に対して安定な有機基を表し、nは1から5の整数を表す。
b2のアルキル基は、炭素数1〜4のものが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基等が挙げられるが、水素原子である事が好ましい。
b2は、水素原子であることが好ましい。
は、酸に対して安定な有機基であるため、より具体的には、酸分解性基を有さない有機基であることが好ましい。
In the above general formula (III), X b2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, or a halogen atom, R 3 represents an acid-stable organic group having one or more CH 3 partial structures, n represents an integer of 1 to 5.
The alkyl group of Xb2 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxymethyl group, and a trifluoromethyl group, and a hydrogen atom is preferable.
X b2 is preferably a hydrogen atom.
Since R 3 is an organic group that is stable against acid, more specifically, R 3 is preferably an organic group having no acid-decomposable group.

としては、1つ以上のCH部分構造を有する、アルキル基が挙げられる。
としての1つ以上のCH部分構造を有する酸に安定な有機基は、CH部分構造を1個以上10個以下有することが好ましく、1個以上8個以下有することがより好ましく、1個以上4個以下有することが更に好ましい。
nは1から5の整数を表し、1〜3の整数を表すことがより好ましく、1又は2を表すことが更に好ましい。
R 3 includes an alkyl group having one or more CH 3 partial structures.
The acid-stable organic group having one or more CH 3 partial structures as R 3 preferably has 1 or more and 10 or less CH 3 partial structures, more preferably 1 or more and 8 or less, More preferably, it is 1 or more and 4 or less.
n represents an integer of 1 to 5, more preferably an integer of 1 to 3, and still more preferably 1 or 2.

一般式(III)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を以下に挙げる。なお、本発明はこれに限定されるものではない。   Preferred specific examples of the repeating unit represented by the general formula (III) are shown below. Note that the present invention is not limited to this.

一般式(III)で表される繰り返し単位は、酸に安定な(非酸分解性の)繰り返し単位であることが好ましく、具体的には、酸の作用により分解して、極性基を生じる基を有さない繰り返し単位であることが好ましい。   The repeating unit represented by the general formula (III) is preferably an acid-stable (non-acid-decomposable) repeating unit, and specifically, a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group. It is preferable that it is a repeating unit which does not have.

疎水性樹脂(D)が、側鎖部分にCH部分構造を含む場合であり、更に、特にフッ素原子及び珪素原子を有さない場合、一般式(II)で表される繰り返し単位、及び、一般式(III)で表される繰り返し単位のうち少なくとも一種の繰り返し単位(x)の含有量は、疎水性樹脂(D)の全繰り返し単位に対して、90モル%以上であることが好ましく、95モル%以上であることがより好ましい。含有量は、疎水性樹脂(D)の全繰り返し単位に対して、通常、100モル%以下である。In the case where the hydrophobic resin (D) contains a CH 3 partial structure in the side chain portion, and particularly when it does not have a fluorine atom and a silicon atom, the repeating unit represented by the general formula (II), and The content of at least one repeating unit (x) among the repeating units represented by the general formula (III) is preferably 90 mol% or more based on all repeating units of the hydrophobic resin (D). More preferably, it is 95 mol% or more. Content is 100 mol% or less normally with respect to all the repeating units of hydrophobic resin (D).

疎水性樹脂(D)が、一般式(II)で表される繰り返し単位、及び、一般式(III)で表される繰り返し単位のうち少なくとも一種の繰り返し単位(x)を、疎水性樹脂(D)の全繰り返し単位に対し、90モル%以上で含有することにより、疎水性樹脂(D)の表面自由エネルギーが増加する。その結果として、疎水性樹脂(D)がレジスト膜の表面に偏在しにくくなり、水に対するレジスト膜の静的/動的接触角を確実に向上させて、液浸液追随性を向上させることができる。   The hydrophobic resin (D) comprises at least one repeating unit (x) among the repeating unit represented by the general formula (II) and the repeating unit represented by the general formula (III). ), The surface free energy of the hydrophobic resin (D) increases. As a result, the hydrophobic resin (D) is less likely to be unevenly distributed on the surface of the resist film, and the static / dynamic contact angle of the resist film with respect to water can be reliably improved and the immersion liquid followability can be improved. it can.

また、疎水性樹脂(D)は、(i)フッ素原子及び/又は珪素原子を含む場合においても、(ii)側鎖部分にCH部分構造を含む場合においても、下記(x)〜(z)の群から選ばれる基を少なくとも1つを有していてもよい。
(x)酸基、
(y)アルカリ現像液の作用により分解してアルカリ現像液に対する溶解度が増大する基(以下、極性変換基ともいう)、
(z)酸の作用により分解する基
In addition, the hydrophobic resin (D) includes the following (x) to (z) even when (i) contains a fluorine atom and / or a silicon atom, and (ii) contains a CH 3 partial structure in the side chain portion. ) May have at least one group selected from the group of
(X) an acid group,
(Y) a group that is decomposed by the action of an alkali developer to increase the solubility in the alkali developer (hereinafter also referred to as a polar conversion group);
(Z) a group decomposable by the action of an acid

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

酸基(x)を有する繰り返し単位としては、アクリル酸、メタクリル酸による繰り返し単位のような樹脂の主鎖に、直接、酸基が結合している繰り返し単位、或いは、連結基を介して樹脂の主鎖に酸基が結合している繰り返し単位などが挙げられ、更には酸基を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入することもでき、いずれの場合も好ましい。酸基(x)を有する繰り返し単位が、フッ素原子及び珪素原子の少なくともいずれかを有していてもよい。
酸基(x)を有する繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂(D)中の全繰り返し単位に対し、1〜50モル%が好ましく、より好ましくは3〜35モル%、更に好ましくは5〜20モル%である。
酸基(x)を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。式中、Rxは水素原子、CH、CF、又は、CHOHを表す。
The repeating unit having an acid group (x) includes a repeating unit in which an acid group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid, or a resin having a linking group. Examples include a repeating unit in which an acid group is bonded to the main chain, and a polymerization initiator or chain transfer agent having an acid group can be introduced at the end of the polymer chain at the time of polymerization. preferable. The repeating unit having an acid group (x) may have at least one of a fluorine atom and a silicon atom.
As for content of the repeating unit which has an acid group (x), 1-50 mol% is preferable with respect to all the repeating units in hydrophobic resin (D), More preferably, it is 3-35 mol%, More preferably, it is 5- 20 mol%.
Specific examples of the repeating unit having an acid group (x) are shown below, but the present invention is not limited thereto. In the formula, Rx represents a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH.

アルカリ現像液の作用により分解してアルカリ現像液に対する溶解度が増大する基(y)としては、ラクトン構造を有する基、酸無水物基、又は酸イミド基が好ましく、ラクトン構造を有する基が特に好ましい。
これらの基を含んだ繰り返し単位は、例えば、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルによる繰り返し単位等の、樹脂の主鎖に直接この基が結合している繰り返し単位である。或いは、この繰り返し単位は、この基が連結基を介して樹脂の主鎖に結合している繰り返し単位であってもよい。或いは、この繰り返し単位は、この基を有する重合開始剤又は連鎖移動剤を重合時に用いて、樹脂の末端に導入されていてもよい。
ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、例えば、先に樹脂(A)の項で説明したラクトン構造を有する繰り返し単位と同様のものが挙げられる。
The group (y) that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer is preferably a group having a lactone structure, an acid anhydride group, or an acid imide group, and particularly preferably a group having a lactone structure. .
The repeating unit containing these groups is a repeating unit in which this group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid ester and methacrylic acid ester. Alternatively, this repeating unit may be a repeating unit in which this group is bonded to the main chain of the resin via a linking group. Or this repeating unit may be introduce | transduced into the terminal of resin using the polymerization initiator or chain transfer agent which has this group at the time of superposition | polymerization.
Examples of the repeating unit having a group having a lactone structure include those similar to the repeating unit having a lactone structure described above in the section of the resin (A).

アルカリ現像液の作用により分解してアルカリ現像液に対する溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂(D)中の全繰り返し単位を基準として、1〜100モル%であることが好ましく、3〜98モル%であることがより好ましく、5〜95モル%であることが更に好ましい。   The content of the repeating unit having a group (y) that is decomposed by the action of the alkali developer and increases the solubility in the alkali developer is 1 to 100 mol% based on all repeating units in the hydrophobic resin (D). It is preferable that it is 3-98 mol%, and it is still more preferable that it is 5-95 mol%.

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

フッ素原子を含む繰り返し単位は、疎水性樹脂(D)に含まれる全繰り返し単位中10〜100モル%が好ましく、30〜100モル%がより好ましい。また、珪素原子を含む繰り返し単位は、疎水性樹脂(D)に含まれる全繰り返し単位中、10〜100モル%が好ましく、20〜100モル%がより好ましい。   10-100 mol% is preferable in all the repeating units contained in hydrophobic resin (D), and, as for the repeating unit containing a fluorine atom, 30-100 mol% is more preferable. Moreover, 10-100 mol% is preferable in all the repeating units contained in hydrophobic resin (D), and, as for the repeating unit containing a silicon atom, 20-100 mol% is more preferable.

一方、特に疎水性樹脂(D)が側鎖部分にCH部分構造を含む場合においては、疎水性樹脂(D)が、フッ素原子及び珪素原子を実質的に含有しない形態も好ましい。また、疎水性樹脂(D)は、炭素原子、酸素原子、水素原子、窒素原子及び硫黄原子から選ばれる原子のみによって構成された繰り返し単位のみで実質的に構成されることが好ましい。On the other hand, particularly when the hydrophobic resin (D) contains a CH 3 partial structure in the side chain portion, a mode in which the hydrophobic resin (D) does not substantially contain a fluorine atom and a silicon atom is also preferable. Moreover, it is preferable that hydrophobic resin (D) is substantially comprised only by the repeating unit comprised only by the atom chosen from a carbon atom, an oxygen atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom.

疎水性樹脂(D)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である。
また、疎水性樹脂(D)は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。
疎水性樹脂(D)の組成物中の含有量は、本発明の組成物中の全固形分に対し、0.01〜10質量%が好ましく、0.05〜8質量%がより好ましい。
The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene of the hydrophobic resin (D) is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000.
In addition, the hydrophobic resin (D) may be used alone or in combination.
0.01-10 mass% is preferable with respect to the total solid in the composition of this invention, and, as for content in the composition of hydrophobic resin (D), 0.05-8 mass% is more preferable.

疎水性樹脂(D)は、残留単量体やオリゴマー成分が0.01〜5質量%であることが好ましく、より好ましくは0.01〜3質量%である。また、分子量分布(Mw/Mn、分散度ともいう)は、1〜5の範囲が好ましく、より好ましくは1〜3の範囲である。   In the hydrophobic resin (D), the residual monomer or oligomer component is preferably 0.01 to 5% by mass, and more preferably 0.01 to 3% by mass. The molecular weight distribution (Mw / Mn, also referred to as dispersity) is preferably in the range of 1 to 5, more preferably in the range of 1 to 3.

疎水性樹脂(D)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。   As the hydrophobic resin (D), various commercially available products can be used, and the hydrophobic resin (D) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization).

<溶剤>
本発明に係る組成物は、溶剤を含有してもよい。
この溶剤としては、典型的には、有機溶剤を使用する。この有機溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、環状ラクトン(好ましくは炭素数4〜10)、環を含有していてもよいモノケトン化合物(好ましくは炭素数4〜10)、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、及びピルビン酸アルキルが挙げられる。
<Solvent>
The composition according to the present invention may contain a solvent.
Typically, an organic solvent is used as this solvent. Examples of the organic solvent include alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkylene glycol monoalkyl ether, alkyl lactate ester, alkyl alkoxypropionate, cyclic lactone (preferably having 4 to 10 carbon atoms), and a ring. Good monoketone compounds (preferably having 4 to 10 carbon atoms), alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetate, and alkyl pyruvate are mentioned.

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、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(Propylene glycol monomethyl ether acetate:PGMEA;別名1−メトキシ−2−アセトキシプロパン)、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、及び、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く挙げられる。   Examples of alkylene glycol monoalkyl ether carboxylates include propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA; also known as 1-methoxy-2-acetoxypropane), propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate. And propylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl ether propionate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate.

アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル(Propylene glycol monomethyl ether:PGME;別名1−メトキシ−2−プロパノール)、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、及びエチレングリコールモノエチルエーテルが挙げられる。   Examples of the alkylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether (PGME; also known as 1-methoxy-2-propanol), propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene Examples include glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether.

乳酸アルキルエステルとしては、例えば、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル及び乳酸ブチルが挙げられる。   Examples of the lactate alkyl ester include methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate and butyl lactate.

アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、例えば、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及び3−メトキシプロピオン酸エチルが挙げられる。   Examples of the alkyl alkoxypropionate include ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate and ethyl 3-methoxypropionate.

環状ラクトンとしては、例えば、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及びα−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンが挙げられる。   Examples of the cyclic lactone include β-propiolactone, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, β-methyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, and γ-octano. And iclactone and α-hydroxy-γ-butyrolactone.

環を含有していてもよいモノケトン化合物としては、例えば、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及び3−メチルシクロヘプタノンが挙げられる。   Examples of the monoketone compound 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-hexen-2-one 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 and 3- And methylcycloheptanone.

アルキレンカーボネートとしては、例えば、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及びブチレンカーボネートが挙げられる。   Examples of the alkylene carbonate include propylene carbonate, vinylene carbonate, ethylene carbonate, and butylene carbonate.

アルコキシ酢酸アルキルとしては、例えば、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、及び酢酸−1−メトキシ−2−プロピルが挙げられる。   Examples of the alkyl alkoxyacetate include 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 3-methoxy-3-methylbutyl acetate, and 1-methoxy acetate. -2-propyl.

ピルビン酸アルキルとしては、例えば、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル及びピルビン酸プロピルが挙げられる。   Examples of the alkyl pyruvate include methyl pyruvate, ethyl pyruvate, and propyl pyruvate.

溶剤としては、常温常圧下における沸点が130℃以上であるものを用いることが好ましい。具体的には、例えば、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、PGMEA、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)エチル及びプロピレンカーボネートが挙げられる。   As the solvent, it is preferable to use a solvent having a boiling point of 130 ° C. or higher under normal temperature and pressure. Specifically, for example, cyclopentanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, ethyl lactate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, PGMEA, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl pyruvate, 2-ethoxyethyl acetate, acetic acid-2 -(2-Ethoxyethoxy) ethyl and propylene carbonate are mentioned.

これら溶剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。後者の場合、水酸基を含んだ溶剤と水酸基を含んでいない溶剤との混合溶剤を使用することが好ましい。   These solvents may be used alone or in combination of two or more. In the latter case, it is preferable to use a mixed solvent of a solvent containing a hydroxyl group and a solvent not containing a hydroxyl group.

水酸基を含んだ溶剤としては、例えば、2−エチルブタノール、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、PGME、プロピレングリコールモノエチルエーテル及び乳酸エチル等が挙げられる。これらのうち、PGME及び乳酸エチルが好ましい。   Examples of the solvent containing a hydroxyl group include 2-ethylbutanol, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, PGME, propylene glycol monoethyl ether, and ethyl lactate. Of these, PGME and ethyl lactate are preferred.

水酸基を含んでいない溶剤としては、例えば、PGMEA、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、パーフルオロブチルテトラヒドロフラン、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、これらの内で、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、パーフルオロブチルテトラヒドロフラン及び酢酸ブチルが好ましく挙げられる。これらのうち、PGMEA、エチルエトキシプロピオネート及び2−ヘプタノンがより好ましい。   Examples of the solvent not containing a hydroxyl group include PGMEA, ethylethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, perfluorobutyltetrahydrofuran, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl Sulphoxide etc. can be mentioned, Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, perfluorobutyltetrahydrofuran and butyl acetate are preferred. Of these, PGMEA, ethylethoxypropionate and 2-heptanone are more preferred.

水酸基を含んだ溶剤と水酸基を含んでいない溶剤との混合溶剤を使用する場合、これらの質量比は、好ましくは1/99〜99/1とし、より好ましくは10/90〜90/10とし、さらに好ましくは20/80〜60/40とする。   When using a mixed solvent of a solvent containing a hydroxyl group and a solvent not containing a hydroxyl group, these mass ratios are preferably 1/99 to 99/1, more preferably 10/90 to 90/10, More preferably, it is 20/80 to 60/40.

なお、水酸基を含んでいない溶剤を50質量%以上含んだ混合溶剤を用いると、特に優れた塗布均一性を達成し得る。また、溶剤は、PGMEAと他の1種以上の溶剤との混合溶剤であることが特に好ましい。   When a mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent not containing a hydroxyl group is used, particularly excellent coating uniformity can be achieved. The solvent is particularly preferably a mixed solvent of PGMEA and one or more other solvents.

本発明の組成物中における溶剤の含有率は、所望の膜厚等に応じて適宜調整可能であるが、一般的には組成物の全固形分濃度が0.5〜30質量%、好ましくは1.0〜20質量%、より好ましくは1.5〜10質量%となるように調整される。   The content of the solvent in the composition of the present invention can be appropriately adjusted according to the desired film thickness and the like, but generally the total solid content concentration of the composition is 0.5 to 30% by mass, preferably It is adjusted to 1.0 to 20% by mass, more preferably 1.5 to 10% by mass.

<界面活性剤>
本発明の組成物は、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤を含有する場合、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、フッ素原子とケイ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好ましい。
<Surfactant>
The composition of the present invention may contain a surfactant. In the case of containing a surfactant, either fluorine-based and / or silicon-based surfactant (fluorine-based surfactant, silicon-based surfactant, surfactant having both fluorine atom and silicon atom), or 2 It is preferable to contain seeds or more.

本発明の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 composition of the present invention contains the above-described surfactant, it is possible to provide a resist pattern with less adhesion and development defects with good sensitivity and resolution when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less. It becomes.

フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤として、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0276]に記載の界面活性剤が挙げられ、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431、4430 (住友スリーエム(株)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(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)、GF−300、GF−150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS−393(セイミケミカル(株)製)、エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、EF352、EF801、EF802、EF601((株)ジェムコ製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520(OMNOVA社製)、FTX−204G、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218D、222D((株)ネオス製)等である。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)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 the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include surfactants described in [0276] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425. For example, Ftop EF301, EF303, (Shin-Akita Kasei Corporation ), Florard FC430, 431, 4430 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), Megafac F171, F173, F176, F189, F113, F110, F177, F120, R08 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.), GF-300, GF-150 (Toagosei Chemical Co., Ltd.) ), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), F-top EF121, EF122A EF122B, RF122C, EF125M, EF135M, EF351, EF352, EF801, EF802, EF601 (manufactured by Gemco), PF636, PF656, PF6320, PF6520 (manufactured by OMNOVA), FTX-204G, 208G, 218G230G 208D, 212D, 218D, 222D (manufactured by Neos Co., Ltd.) and the like. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based 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)又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できる。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できる。   In addition to the known surfactants described above, surfactants are derived from fluoroaliphatic compounds produced by the telomerization method (also referred to as the telomer method) or the oligomerization method (also referred to as the 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)基などが挙げられ、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)など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)など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(株)製)、C613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、C37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。For example, as a commercially available surfactant, Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476, F-472 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), C 6 F 13 group Copolymer of acrylate (or methacrylate) and (poly (oxyalkylene)) acrylate (or methacrylate), acrylate (or methacrylate) and (poly (oxyethylene)) acrylate (or methacrylate) having C 3 F 7 groups And a copolymer of (poly (oxypropylene)) acrylate (or methacrylate).

また、本発明では、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0280]に記載の、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。
これらの界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、いくつかの組みわせて使用してもよい。
界面活性剤の含有率は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分量(溶剤を除く全量)に対して、好ましくは0〜2質量%、より好ましくは0〜1.5質量%、さらに好ましくは0〜1質量%である。
In the present invention, surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants described in [0280] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425 can also be used.
These surfactants may be used alone or in any combination.
The content of the surfactant is preferably 0 to 2% by mass, more preferably 0 to 1.5% by mass, based on the total solid content (total amount excluding the solvent) of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. %, More preferably 0 to 1% by mass.

<カルボン酸オニウム塩>
本発明の組成物は、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、ヨードニウム塩、スルホニウム塩が好ましい。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好ましい。より好ましくは、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好ましい。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 composition of the present invention may contain a carboxylic acid onium salt. As the carboxylic acid onium salt, an iodonium salt and a sulfonium salt are preferable. As the anion moiety, a linear, branched, monocyclic or polycyclic alkylcarboxylic acid anion having 1 to 30 carbon atoms is preferable. More preferably, an anion of a carboxylic acid in which some or all of these alkyl groups are fluorine-substituted is preferable. The alkyl chain 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、及び、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, and 2,2-bistrifluoromethylpropionic acid anion and the like.

カルボン酸オニウム塩の組成物中の含有率は、組成物の全固形分に対し、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。
カルボン酸オニウム塩は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
The content of the carboxylic acid onium salt in the composition is generally 0.1 to 20% by mass, preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 7%, based on the total solid content of the composition. % By mass.
Carboxylic acid onium salt may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物>
本発明の組成物は、酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物(以下、「溶解阻止化合物」ともいう)を含有していてもよい。溶解阻止化合物としては、220nm以下の透過性を低下させないため、Proceeding of SPIE, 2724,355 (1996)に記載されている酸分解性基を含むコール酸誘導体の様な、酸分解性基を含有する脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。酸分解性基、脂環式構造としては、樹脂(A)について説明したものと同様のものが挙げられる。
<Dissolution-inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less, which is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer>
The composition of the present invention may contain a dissolution-inhibiting compound having a molecular weight of 3000 or less (hereinafter also referred to as “dissolution-inhibiting compound”) that is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer. . The dissolution inhibiting compound contains an acid-decomposable group, such as a cholic acid derivative containing an acid-decomposable group described in Proceeding of SPIE, 2724,355 (1996), in order not to lower the permeability of 220 nm or less. Preferred are alicyclic or aliphatic compounds. Examples of the acid-decomposable group and the alicyclic structure are the same as those described for the resin (A).

なお、本発明の組成物をKrFエキシマレーザーで露光するか、或いは電子線で照射する場合には、溶解阻止化合物としてはフェノール化合物のフェノール性水酸基を酸分解基で置換した構造を含有するものが好ましい。フェノール化合物としてはフェノール骨格を1〜9個含有するものが好ましく、より好ましくは2〜6個含有するものである。   When the composition of the present invention is exposed with a KrF excimer laser or irradiated with an electron beam, the dissolution inhibiting compound contains a structure in which the phenolic hydroxyl group of the phenol compound is substituted with an acid-decomposable group. preferable. As a phenol compound, what contains 1-9 phenol frame | skeleton is preferable, More preferably, it contains 2-6 pieces.

溶解阻止化合物の添加量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分に対し、好ましくは3〜50質量%であり、より好ましくは5〜40質量%である。
溶解阻止化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
以下に溶解阻止化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
The addition amount of the dissolution inhibiting compound is preferably 3 to 50% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, based on the total solid content of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.
A dissolution inhibiting compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Specific examples of the dissolution inhibiting compound are shown below, but the present invention is not limited thereto.

<その他の添加剤>
本発明の組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、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 composition of the present invention, if necessary, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a light absorber, and a compound that promotes solubility in a developer (for example, a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less, a carboxy group) Alicyclic or aliphatic compound) or the like.

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号公報、特開平2−28531号公報、米国特許第4,916,210号明細書、及び、欧州特許第219294号明細書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 are disclosed in, for example, JP-A-4-122938, JP-A-2-28531, U.S. Pat. No. 4,916,210, and European Patent 219294. It can be easily synthesized by those skilled in the art with reference to the methods described in the above.

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、リトコール酸など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、及び、シクロヘキサンジカルボン酸など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, and And cyclohexanedicarboxylic acid, but are not limited thereto.

[パターン形成方法]
本発明のパターン形成方法は、上述した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて実施される。
具体的には、本発明のパターン形成方法は、上述した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を基板上に付着させて、樹脂膜を形成する工程(以下、「工程(1)」又は「塗布工程」ともいう。)と、上記樹脂膜に活性光線又は放射線を照射する工程(以下、「工程(2)」又は「露光工程」ともいう。)と、現像液を用いて活性光線又は放射線が照射された上記樹脂膜の現像を行う工程(以下、「工程(3)」又は「露光工程」ともいう。)と、を有する。
以下に、各工程について詳細に説明する。
[Pattern formation method]
The pattern formation method of this invention is implemented using the actinic-ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition mentioned above.
Specifically, in the pattern forming method of the present invention, the above-described actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is attached on a substrate to form a resin film (hereinafter referred to as “step (1)” or (Also referred to as “coating step”), a step of irradiating the resin film with actinic rays or radiation (hereinafter also referred to as “step (2)” or “exposure step”), and actinic rays or radiation using a developer. A step of developing the resin film irradiated with radiation (hereinafter also referred to as “step (3)” or “exposure step”).
Below, each process is demonstrated in detail.

<工程(1):塗布工程>
工程(1)の手順は特に制限されないが、本発明の組成物を基板上に塗布して(塗布法)、必要に応じて硬化処理を施す方法、及び、仮支持体上で樹脂膜を形成して、基板上に樹脂膜を転写する方法などが挙げられる。なかでも、生産性に優れる点で、塗布法が好ましい。
<Process (1): Application process>
The procedure of step (1) is not particularly limited, but the composition of the present invention is coated on a substrate (coating method), a curing treatment is performed as necessary, and a resin film is formed on a temporary support. For example, a method of transferring a resin film onto a substrate may be used. Of these, the coating method is preferable in terms of excellent productivity.

上記基板としては特に制限されず、シリコン、SiN、SiO2及びTiNなどの無機基板、SOG(Spin on Glass)等の塗布系無機基板、ならびに、IC等の半導体製造工程、液晶及びサーマルヘッド等の回路基板の製造工程、及び、その他のフォトファブリケーションのリソグラフィー工程において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、樹脂膜と基板との間に反射防止膜を形成してもよい。反射防止膜としては、公知の有機系又は無機系の反射防止膜を適宜用いることができる。また、本発明のパターン形成方法は、例えば特開2008−083384号公報に開示されたような2層レジストプロセスと組み合わせてもよく、国際公開第2011/122336号パンフレットに開示されたような露光及び現像を複数回有するプロセスと組み合せてもよい。本発明と国際公開第2011/122336号パンフレットに開示されたプロセスを組み合せる場合、本発明のパターン形成方法を国際公開第2011/122336号パンフレットの請求項1における第2のネガ型パターン形成方法として適用するのが好ましい。
The substrate is not particularly limited, and includes inorganic substrates such as silicon, SiN, SiO 2 and TiN, coated inorganic substrates such as SOG (Spin on Glass), semiconductor manufacturing processes such as IC, liquid crystal and thermal heads, etc. A substrate generally used in a circuit board manufacturing process and other photofabrication lithography processes can be used.
Further, if necessary, an antireflection film may be formed between the resin film and the substrate. As the antireflection film, a known organic or inorganic antireflection film can be appropriately used. Further, the pattern forming method of the present invention may be combined with a two-layer resist process as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-083384, and the exposure and exposure as disclosed in WO 2011/122336 pamphlet. It may be combined with a process having multiple developments. When combining the present invention and the process disclosed in WO 2011/122336 pamphlet, the pattern forming method of the present invention is used as the second negative pattern forming method in claim 1 of WO 2011/122336 pamphlet. It is preferable to apply.

(樹脂膜)
樹脂膜(本発明において、「レジスト膜」ともいう。)の厚みは、特に制限されないが、より高精度な微細パターンを形成することができる理由から、1〜500nmであることが好ましく、1〜100nmであることがより好ましい。組成物中の固形分濃度を適切な範囲に設定して適度な粘度をもたせ、塗布性又は製膜性を向上させることにより、このような膜厚とすることが容易になる。
(Resin film)
The thickness of the resin film (also referred to as “resist film” in the present invention) is not particularly limited, but is preferably 1 to 500 nm because a highly precise fine pattern can be formed. More preferably, it is 100 nm. By setting the solid content concentration in the composition to an appropriate range to give an appropriate viscosity and improving the coating property or film forming property, it becomes easy to obtain such a film thickness.

<工程(2):露光工程>
工程(2)は、工程(1)で形成された樹脂膜に活性光線又は放射線を照射する露光工程である。
<Process (2): Exposure process>
Step (2) is an exposure step of irradiating the resin film formed in step (1) with actinic rays or radiation.

露光(照射)に使用される光は、特に制限されないが、例えば、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、極紫外光、X線、及び、電子線等を挙げることができる。好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下、さらに好ましくは1〜200nmの波長の遠紫外光が挙げられる。   The light used for exposure (irradiation) is not particularly limited, and examples thereof include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultraviolet light, X-rays, and electron beams. Preferably, it is far ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less, more preferably 220 nm or less, and still more preferably 1 to 200 nm.

より具体的には、露光に使用される光としては、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157nm)、X線、EUV(13nm)、及び、電子線等が挙げられ、なかでも、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV又は電子線であることが好ましく、ArFエキシマレーザーであることがより好ましい。More specifically, examples of light used for exposure include KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, EUV (13 nm), and electron beam. Among them, KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV or electron beam is preferable, and ArF excimer laser is more preferable.

露光工程においては液浸露光処理を適用することができる。液浸露光処理は、位相シフト法又は変形照明法などの超解像技術と組み合わせることが可能である。液浸露光処理は、例えば、特開2013−242397号公報の段落[0594]〜[0601]に記載された方法に従って行うことができる。   In the exposure process, immersion exposure processing can be applied. The immersion exposure process can be combined with a super-resolution technique such as a phase shift method or a modified illumination method. The immersion exposure process can be performed, for example, according to the method described in paragraphs [0594] to [0601] of JP2013-242397A.

なお、本発明の組成物を用いて形成された樹脂膜の後退接触角が小さすぎると、液浸媒体を介して露光する場合に好適に用いることができず、かつ水残り(ウォーターマーク)欠陥低減の効果を十分に発揮することができない場合がある。
好ましい後退接触角を実現するためには、上記の疎水性樹脂(D)を組成物に含ませることが好ましい。あるいは、樹脂膜の上層に、上記の疎水性樹脂(D)により形成される液浸液難溶性膜(以下、「トップコート」ともいう)を設けてもよい。疎水性樹脂(D)を含む樹脂膜上にトップコートを設けてもよい。トップコートに必要な機能としては、樹脂膜上部に対する塗布適正及び液浸液難溶性である。トップコートは、樹脂膜と混合せず、さらに樹脂膜上部に均一に塗布できることが好ましい。
In addition, if the receding contact angle of the resin film formed using the composition of the present invention is too small, it cannot be suitably used for exposure through an immersion medium, and water residue (watermark) defects The reduction effect may not be fully exhibited.
In order to achieve a preferable receding contact angle, it is preferable to include the hydrophobic resin (D) in the composition. Alternatively, an immersion liquid hardly soluble film (hereinafter also referred to as “top coat”) formed of the above-described hydrophobic resin (D) may be provided on the upper layer of the resin film. A top coat may be provided on the resin film containing the hydrophobic resin (D). The functions necessary for the top coat are suitability for coating the upper part of the resin film and poor solubility of the immersion liquid. It is preferable that the top coat is not mixed with the resin film and can be applied uniformly on the resin film.

トップコートについては、特に限定されず、従来公知のトップコートを従来公知の方法によって形成でき、例えば、特開2014−059543号公報の段落[0072]〜[0082]の記載に基づいてトップコートを形成できる。
また、特開2013−61648号公報に記載された塩基性化合物を含有するトップコートをレジスト膜上に形成することが好ましい。
The topcoat is not particularly limited, and a conventionally known topcoat can be formed by a conventionally known method. For example, the topcoat is formed based on the description in paragraphs [0072] to [0082] of JP-A-2014-059543. Can be formed.
Moreover, it is preferable to form on the resist film the topcoat containing the basic compound described in JP2013-61648A.

(トップコート組成物)
トップコートは、例えば、トップコート組成物を用いて形成できる。トップコート組成物は、一般的に、溶剤及び上述した疎水性樹脂を含む。
(Topcoat composition)
The top coat can be formed using, for example, a top coat composition. The topcoat composition generally includes a solvent and the hydrophobic resin described above.

使用しうる溶剤としては、後述する化合物を溶解し、レジスト膜を溶解しない限りは特に制限はないが、例えば、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、フッ素系溶剤、炭化水素系溶剤などが好適に挙げられ、非フッ素系のアルコール系溶剤を用いることが更に好ましい。これにより、レジスト膜に対する非溶解性がさらに向上し、トップコート組成物をレジスト膜上に塗布した際に、レジスト膜を溶解することなく、より均一に、トップコートを形成できる。溶剤の粘度としては、5cP(センチポアズ)以下が好ましく、3cP以下がより好ましく、2cP以下が更に好ましく、1cP以下が特に好ましい。なお、センチポアズからパスカル秒へは、次式で換算できる。
1000cP=1Pa・s
The solvent that can be used is not particularly limited as long as it dissolves the compound described below and does not dissolve the resist film. For example, alcohol solvents, ether solvents, ester solvents, fluorine solvents, hydrocarbon solvents, etc. It is more preferable to use a non-fluorinated alcohol solvent. Thereby, the insolubility with respect to a resist film improves further, and when a topcoat composition is apply | coated on a resist film, a topcoat can be formed more uniformly, without melt | dissolving a resist film. The viscosity of the solvent is preferably 5 cP (centipoise) or less, more preferably 3 cP or less, still more preferably 2 cP or less, and particularly preferably 1 cP or less. Note that centipoise to Pascal second can be converted by the following formula.
1000 cP = 1 Pa · s

これらの溶剤は一種単独で又は複数を混合して用いてもよい。   These solvents may be used alone or in combination.

トップコート組成物は、さらに、下記(A1)〜(A3)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含有することが好ましい。
(A1)酸拡散制御剤
(A2)エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される結合又は基を含有する化合物
(A3)ラジカルトラップ基を有する化合物
The top coat composition preferably further contains at least one compound selected from the group consisting of the following (A1) to (A3).
(A1) Acid diffusion controller (A2) Compound containing a bond or group selected from the group consisting of ether bond, thioether bond, hydroxyl group, thiol group, carbonyl bond and ester bond (A3) Compound having radical trap group

((A1)酸拡散制御剤)
トップコート組成物は、さらに、酸拡散制御剤を含有することが好ましい。トップコート組成物が含みうる酸拡散制御剤は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が含みうる酸拡散制御剤として挙げたものと同様である。
((A1) acid diffusion controller)
The top coat composition preferably further contains an acid diffusion controller. The acid diffusion control agent that can be contained in the top coat composition is the same as that mentioned as the acid diffusion control agent that can be contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.

(酸拡散制御剤の含有量)
トップコート組成物における酸拡散制御剤の含有量は、トップコート組成物の固形分を基準として、0.01〜20質量%が好ましく、0.1〜10質量%がより好ましく、1〜5質量%が更に好ましい。
(Content of acid diffusion control agent)
The content of the acid diffusion controller in the top coat composition is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and 1 to 5% by mass based on the solid content of the top coat composition. % Is more preferable.

((A2)エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される結合又は基を含有する化合物)
エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される基又は結合を少なくとも一つ含む化合物(以下、化合物(A2)とも呼ぶ)について、以下に説明する。
((A2) Compound containing a bond or group selected from the group consisting of ether bond, thioether bond, hydroxyl group, thiol group, carbonyl bond and ester bond)
A compound containing at least one group or bond selected from the group consisting of an ether bond, a thioether bond, a hydroxyl group, a thiol group, a carbonyl bond and an ester bond (hereinafter also referred to as compound (A2)) will be described below.

上記の通り、化合物(A2)は、エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される基又は結合を少なくとも一つ含む化合物である。これら基又は結合に含まれる酸素原子又は硫黄原子は、非共有電子対を有するため、感活性光線性又は感放射線性膜から拡散してきた酸との相互作用により、酸をトラップすることができる。   As described above, the compound (A2) is a compound containing at least one group or bond selected from the group consisting of an ether bond, a thioether bond, a hydroxyl group, a thiol group, a carbonyl bond and an ester bond. Since the oxygen atom or sulfur atom contained in these groups or bonds has an unshared electron pair, the acid can be trapped by interaction with the acid diffused from the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film.

トップコート組成物の一形態において、化合物(A2)は、上記群から選択される基又は結合を2つ以上有することが好ましく、3つ以上有することがより好ましく、4つ以上有することが更に好ましい。この場合、化合物(A2)に複数含まれるエーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合から選択される基又は結合は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。   In one form of the topcoat composition, the compound (A2) preferably has two or more groups or bonds selected from the above group, more preferably three or more, and still more preferably four or more. . In this case, groups or bonds selected from an ether bond, a thioether bond, a hydroxyl group, a thiol group, a carbonyl bond and an ester bond contained in a plurality of compounds (A2) may be the same or different. Good.

化合物(A2)は、分子量が3000以下であることが好ましく、2500以下であることがより好ましく、2000以下であることが更に好ましく、1500以下であることが特に好ましい。   The compound (A2) has a molecular weight of preferably 3000 or less, more preferably 2500 or less, still more preferably 2000 or less, and particularly preferably 1500 or less.

また、化合物(A2)に含まれる炭素原子数は、8個以上であることが好ましく、9個以上であることがより好ましく、10個以上であることが更に好ましい。
また、化合物(A2)に含まれる炭素原子数は、30個以下であることが好ましく、20個以下であることがより好ましく、15個以下であることが更に好ましい。
Further, the number of carbon atoms contained in the compound (A2) is preferably 8 or more, more preferably 9 or more, and still more preferably 10 or more.
Further, the number of carbon atoms contained in the compound (A2) is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and further preferably 15 or less.

また、化合物(A2)は、沸点が200℃以上の化合物であることが好ましく、沸点が220℃以上の化合物であることがより好ましく、沸点が240℃以上の化合物であることが更に好ましい。   Further, the compound (A2) is preferably a compound having a boiling point of 200 ° C. or higher, more preferably a compound having a boiling point of 220 ° C. or higher, and further preferably a compound having a boiling point of 240 ° C. or higher.

また、化合物(A2)は、エーテル結合を有する化合物であることが好ましく、エーテル結合を2つ以上有することが好ましく、3つ以上有することがより好ましく、4つ以上有することが更に好ましい。
トップコート組成物において、化合物(A2)は、下記一般式(1)で表されるオキシアルキレン構造を含有する繰り返し単位を含有することが更に好ましい。
In addition, the compound (A2) is preferably a compound having an ether bond, preferably two or more ether bonds, more preferably three or more, and still more preferably four or more.
In the topcoat composition, the compound (A2) further preferably contains a repeating unit containing an oxyalkylene structure represented by the following general formula (1).

式中、
11は、置換基を有してもよいアルキレン基を表し、
nは、2以上の整数を表し、
*は、結合手を表す。
Where
R 11 represents an alkylene group which may have a substituent,
n represents an integer of 2 or more,
* Represents a bond.

一般式(1)中のR11により表されるアルキレン基の炭素数は特に制限されないが、1〜15であることが好ましく、1〜5であることがより好ましく、2又は3であることが更に好ましく、2であることが特に好ましい。このアルキレン基が置換基を有する場合、置換基は特に制限されないが、例えばアルキル基(好ましくは炭素数1〜10)であることが好ましい。
nは、2〜20の整数であることが好ましく、そのなかでも、DOFがより大きくなる理由から、10以下であることがより好ましい。
nの平均値は、DOFがより大きくなる理由から、20以下であることが好ましく、2〜10であることがより好ましく、2〜8であることがさらに好ましく、4〜6であることが特に好ましい。ここで、「nの平均値」とは、化合物(A2)の重量平均分子量をGPCによって測定し、得られた重量平均分子量と一般式が整合するように決定されるnの値を意味する。nが整数でない場合は、四捨五入した値とする。
複数あるR11は同一であっても異なってもよい。
The number of carbon atoms of the alkylene group represented by R 11 in the general formula (1) is not particularly limited, but is preferably 1 to 15, more preferably 1 to 5, and 2 or 3. More preferably, 2 is particularly preferable. When this alkylene group has a substituent, the substituent is not particularly limited, but is preferably an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms), for example.
n is preferably an integer of 2 to 20, and among them, it is more preferably 10 or less because DOF becomes larger.
The average value of n is preferably 20 or less, more preferably 2 to 10, more preferably 2 to 8, and particularly preferably 4 to 6 because the DOF becomes larger. preferable. Here, the “average value of n” means the value of n determined so that the weight average molecular weight of the compound (A2) is measured by GPC and the obtained weight average molecular weight matches the general formula. If n is not an integer, round it off.
A plurality of R 11 may be the same or different.

また、上記一般式(1)で表される部分構造を有する化合物は、DOFがより大きくなる理由から、下記一般式(1−1)で表される化合物であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the compound which has the partial structure represented by the said General formula (1) is a compound represented by the following general formula (1-1) from the reason for DOF becoming larger.

式中、
11の定義、具体例および好適な態様は、上述した一般式(1)中のR11と同じである。
12およびR13は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。アルキル基の炭素数は特に制限されないが、1〜15であることが好ましい。R12およびR13は、互いに結合して環を形成してもよい。
mは、1以上の整数を表す。mは、1〜20の整数であることが好ましく、そのなかでも、DOFがより大きくなる理由から、10以下であることがより好ましい。
mの平均値は、DOFがより大きくなる理由から、20以下であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜8であることがさらに好ましく、4〜6であることが特に好ましい。ここで、「mの平均値」は、上述した「nの平均値」と同義である。
mが2以上である場合、複数あるR11は同一であっても異なってもよい。
Where
Definition of R 11, specific examples and preferred embodiments are the same as R 11 in general formula (1).
R 12 and R 13 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group. The number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is preferably 1-15. R 12 and R 13 may combine with each other to form a ring.
m represents an integer of 1 or more. m is preferably an integer of 1 to 20, and among them, it is more preferably 10 or less for the reason that DOF becomes larger.
The average value of m is preferably 20 or less, more preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, and particularly preferably 4 to 6 because the DOF becomes larger. preferable. Here, the “average value of m” is synonymous with the “average value of n” described above.
When m is 2 or more, a plurality of R 11 may be the same or different.

トップコート組成物において、一般式(1)で表される部分構造を有する化合物は、少なくとも2つのエーテル結合を含むアルキレングリコールであることが好ましい。   In the topcoat composition, the compound having a partial structure represented by the general formula (1) is preferably an alkylene glycol containing at least two ether bonds.

化合物(A2)は、市販品を使用してもよく、公知の方法によって合成してもよい。   Compound (A2) may be a commercially available product, or may be synthesized by a known method.

以下に、化合物(A2)の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Although the specific example of a compound (A2) is given to the following, this invention is not limited to these.

化合物(A2)の含有率は、上層膜(トップコート)中の全固形分を基準として、0.1〜30質量%が好ましく、1〜25質量%がより好ましく、2〜20質量%が更に好ましく、3〜18質量%が特に好ましい。   The content of the compound (A2) is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 1 to 25% by mass, and further preferably 2 to 20% by mass based on the total solid content in the upper layer film (top coat). 3 to 18% by mass is preferable.

((A3)ラジカルトラップ基を有する化合物)
(A3)ラジカルトラップ基を有する化合物を化合物(A3)ともいう。
ラジカルトラップ基は、活性ラジカルを捕捉し、ラジカル反応を停止させる基である。このようなラジカルトラップ基としては、例えば、活性ラジカルと反応し、安定フリーラジカルへと変換される基、及び、安定フリーラジカルを有する基が挙げられる。
このようなラジカルトラップ基を有する化合物としては、例えば、ヒドロキノン、カテコール、ベンゾキノン、ニトロキシルラジカル化合物、芳香族ニトロ化合物、N−ニトロソ化合物、ベンゾチアゾール、ジメチルアニリン、フェノチアジン、ビニルピレン、及び、これらの誘導体などが挙げられる。
また、塩基性を有さないラジカルトラップ基としては、具体的には、例えば、ヒンダードフェノール基、ヒドロキノン基、N−オキシルフリーラジカル基、ニトロソ基、および、ニトロン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基が好適に挙げられる。
((A3) Compound having radical trap group)
(A3) A compound having a radical trap group is also referred to as a compound (A3).
The radical trap group is a group that traps an active radical and stops a radical reaction. Examples of such radical trap groups include groups that react with active radicals to be converted into stable free radicals, and groups that have stable free radicals.
Examples of such a compound having a radical trap group include hydroquinone, catechol, benzoquinone, nitroxyl radical compound, aromatic nitro compound, N-nitroso compound, benzothiazole, dimethylaniline, phenothiazine, vinylpyrene, and derivatives thereof. Etc.
Further, the radical trap group having no basicity is specifically at least selected from the group consisting of a hindered phenol group, a hydroquinone group, an N-oxyl free radical group, a nitroso group, and a nitrone group. One group is preferably exemplified.

化合物(A3)が有するラジカルトラップ基の数としては特に限定はないが、化合物(A3)が高分子化合物以外の化合物である場合、ラジカルトラップ基は1分子中1〜10個が好ましく、1〜5個がより好ましく、1〜3個が更に好ましい。   The number of radical trap groups possessed by the compound (A3) is not particularly limited, but when the compound (A3) is a compound other than a polymer compound, 1 to 10 radical trap groups per molecule are preferred. 5 is more preferable, and 1 to 3 is more preferable.

一方、化合物(A3)が繰り返し単位を有する高分子化合物である場合、ラジカルトラップ基を有する繰り返し単位が1〜5個のラジカルトラップ基を有することが好ましく、1〜3個のラジカルトラップ基を有することがより好ましい。また上記高分子化合物中のラジカルトラップ基を有する繰り返し単位の組成比は、1〜100モル%であることが好ましく、10〜100モル%がより好ましく、30〜100モル%が更に好ましい。   On the other hand, when the compound (A3) is a polymer compound having a repeating unit, the repeating unit having a radical trap group preferably has 1 to 5 radical trap groups, and has 1 to 3 radical trap groups. It is more preferable. In addition, the composition ratio of the repeating unit having a radical trap group in the polymer compound is preferably 1 to 100 mol%, more preferably 10 to 100 mol%, and still more preferably 30 to 100 mol%.

ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)としては、窒素酸素結合を有する化合物が好ましく、下記一般式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物がより好ましい。   As the compound (A3) having a radical trap group, a compound having a nitrogen-oxygen bond is preferable, and a compound represented by any one of the following general formulas (1) to (3) is more preferable.

なお、下記一般式(1)で表される化合物が、N−オキシルフリーラジカル基を有する化合物に相当し、下記一般式(2)で表される化合物が、ニトロソ基を有する化合物に相当し、下記一般式(3)で表される化合物が、ニトロン基を有する化合物に相当する。   In addition, the compound represented by the following general formula (1) corresponds to a compound having an N-oxyl free radical group, the compound represented by the following general formula (2) corresponds to a compound having a nitroso group, A compound represented by the following general formula (3) corresponds to a compound having a nitrone group.

一般式(1)〜(3)中、R〜Rは、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表す。式(1)においてR及びRが結合して環を形成していてもよく、式(3)においてR〜Rの少なくとも二つが結合して環を形成していてもよい。
〜Rが表すアルキル基、シクロアルキル基、及び、アリール基、R及びRが結合して形成していてもよい環、並びに、R〜Rの少なくとも二つが結合して形成していてもよい環は、置換基を有していてもよい。
In general formulas (1) to (3), R 1 to R 6 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. In Formula (1), R 1 and R 2 may be bonded to form a ring, and in Formula (3), at least two of R 4 to R 6 may be bonded to form a ring.
The alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group represented by R 1 to R 6 , the ring that R 1 and R 2 may be bonded to each other, and at least two of R 4 to R 6 are bonded to each other; The ring which may be formed may have a substituent.

〜Rが表すアルキル基としては、例えば、直鎖状または分岐状である炭素数1〜10のアルキル基が挙げられ、その具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基などが挙げられ、なかでも、メチル基、エチル基、n−ブチル基、t−ブチル基が好ましい。Examples of the alkyl group represented by R 1 to R 6 include a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group. I-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, etc., among them, methyl group , Ethyl group, n-butyl group and t-butyl group are preferred.

〜Rが表すシクロアルキル基としては、例えば、炭素数3〜15のシクロアルキル基が挙げられ、その具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などが好適に挙げられる。Examples of the cycloalkyl group represented by R 1 to R 6 include a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and specific examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloheptyl group. Preferred examples include a group, a cyclooctyl group, a norbornyl group, an adamantyl group and the like.

〜Rが表すアリール基としては、例えば、炭素数6〜14のアリール基が挙げられ、その具体例としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基などが好適に挙げられる。The aryl group represented by R 1 to R 6, for example, include an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and specific examples thereof include a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group are preferably exemplified.

及びRが形成していてもよい環、及び、R〜Rが形成していてもよい環としては、好ましくは5〜10員環であり、より好ましくは5又は6員環である。The ring that R 1 and R 2 may form and the ring that R 4 to R 6 may form are preferably 5 to 10-membered rings, more preferably 5 or 6-membered rings. It is.

〜Rが表すアルキル基、シクロアルキル基、及び、アリール基、R及びRが結合して形成していてもよい環、並びに、R〜Rの少なくとも二つが結合して形成していてもよい環が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子)、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、オキシ基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシルアミド基(RCONH−:Rは、置換若しくは無置換のアルキル基又はフェニル基)、−SO2Na、−P(=O)(OC25)2等を挙げることができる。
〜Rが表すシクロアルキル基、及び、アリール基が有していてもよい置換基としては、更に、アルキル基を挙げることができる。
The alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group represented by R 1 to R 6 , the ring that R 1 and R 2 may be bonded to each other, and at least two of R 4 to R 6 are bonded to each other; Examples of the substituent that the ring that may be formed may have include, for example, a halogen atom (for example, a fluorine atom), a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an amino group, an oxy group, and an alkoxy group. , an alkoxyalkyl group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acylamido group (RCONH-: R is a substituted or unsubstituted alkyl group or a phenyl group), - SO 2 Na, -P (= O) (OC 2 H 5 ) 2 etc. can be mentioned.
Examples of the cycloalkyl group represented by R 1 to R 6 and the substituent that the aryl group may have include an alkyl group.

なお、一般式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物は、樹脂の形態であってもよく、この場合、R〜Rの少なくとも一つが、樹脂の主鎖又は側鎖へ結合していてもよい。The compound represented by any one of the general formulas (1) to (3) may be in the form of a resin. In this case, at least one of R 1 to R 6 is a main chain or a side chain of the resin. It may be bound to.

以下に、ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。   Specific examples of the compound (A3) having a radical trap group are shown below, but the present invention is not limited thereto.

ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)が低分子化合物である場合、その分子量は特に限定されず、分子量100〜5000であることが好ましく、100〜2000であることがより好ましく、100〜1000であることが更に好ましい。
また、ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)が、繰り返し単位を有する高分子化合物である場合、その重量平均分子量は、5000〜20000が好ましく、5000〜10000がより好ましい。
When the compound (A3) having a radical trap group is a low molecular weight compound, the molecular weight thereof is not particularly limited, the molecular weight is preferably 100 to 5000, more preferably 100 to 2000, and more preferably 100 to 1000. More preferably.
Moreover, when the compound (A3) which has a radical trap group is a high molecular compound which has a repeating unit, 5000-20000 are preferable and the weight average molecular weights have more preferable 5000-10000.

ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)としては、市販品の化合物を使用してもよいし、公知の方法で合成した化合物を使用してもよい。なお、化合物(A3)は、市販のラジカルトラップ基を有する低分子化合物と、エポキシ基、ハロゲン化アルキル基、酸ハライド基、カルボキシル基、イソシアネート基などの反応性基を有する高分子化合物との反応によって合成してもよい。   As the compound (A3) having a radical trap group, a commercially available compound may be used, or a compound synthesized by a known method may be used. Compound (A3) is a reaction between a commercially available low molecular compound having a radical trap group and a high molecular compound having a reactive group such as an epoxy group, a halogenated alkyl group, an acid halide group, a carboxyl group, or an isocyanate group. May be synthesized.

ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)の含有量は、トップコート組成物の全固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%であり、好ましくは0.01〜5質量%である。   Content of the compound (A3) which has a radical trap group is 0.001-10 mass% normally on the basis of the total solid of a topcoat composition, Preferably it is 0.01-5 mass%.

トップコート組成物は、(A1)〜(A3)からなる群より選択される1種の化合物を複数含んでも良い。例えば、互いに区別される2種以上の化合物(A1)を含んでも良い。
また、トップコート組成物は、(A1)〜(A3)からなる群より選択される2種以上の化合物を含有しても良い。例えば、化合物(A1)及び化合物(A2)の両方を含有しても良い。
トップコート組成物が、(A1)〜(A3)からなる群より選択される化合物を複数含む場合、それら化合物の含有量の合計は、トップコート組成物の全固形分を基準として、通常、0.001〜20質量%であり、好ましくは0.01〜10質量%であり、より好ましくは1〜8質量%である。
ラジカルトラップ基を有する化合物(A3)は、1種類単独又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
The topcoat composition may contain a plurality of one type of compound selected from the group consisting of (A1) to (A3). For example, two or more compounds (A1) distinguished from each other may be included.
The topcoat composition may contain two or more compounds selected from the group consisting of (A1) to (A3). For example, you may contain both a compound (A1) and a compound (A2).
When the topcoat composition contains a plurality of compounds selected from the group consisting of (A1) to (A3), the total content of these compounds is usually 0 based on the total solid content of the topcoat composition. 0.001 to 20% by mass, preferably 0.01 to 10% by mass, and more preferably 1 to 8% by mass.
The compound (A3) having a radical trap group can be used alone or in combination of two or more.

液浸露光処理以外によって露光を行う場合であっても、樹脂膜上にトップコートを形成してもよい。   Even when the exposure is performed by a method other than the immersion exposure process, a top coat may be formed on the resin film.

工程(2)の後であって後述する工程(3)の前に、工程(2)において活性光線又は放射線が照射された樹脂膜に加熱処理(PEB:Post Exposure Bake)を施してもよい。本工程により樹脂膜の露光部分の反応が促進される。加熱処理(PEB)は複数回行ってもよい。   A heat treatment (PEB: Post Exposure Bake) may be applied to the resin film irradiated with the actinic ray or the radiation in the step (2) after the step (2) and before the step (3) described later. By this step, the reaction of the exposed portion of the resin film is promoted. The heat treatment (PEB) may be performed a plurality of times.

加熱処理の温度は、70〜130℃であることが好ましく、80〜120℃であることがより好ましい。
加熱処理の時間は、30〜300秒が好ましく、30〜180秒がより好ましく、30〜90秒がさらに好ましい。
The temperature of the heat treatment is preferably 70 to 130 ° C, and more preferably 80 to 120 ° C.
The heat treatment time is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, and further preferably 30 to 90 seconds.

加熱処理は通常の露光・現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行ってもよい。   The heat treatment can be performed by means provided in a normal exposure / developing machine, and may be performed using a hot plate or the like.

<工程(3):現像工程>
本発明のパターン形成工程は、現像工程を有する。現像液としては、特に限定されず、例えば、アルカリ現像液及び有機溶剤を含む現像液が挙げられる。
<Step (3): Development step>
The pattern formation process of this invention has a image development process. The developer is not particularly limited, and examples include a developer containing an alkali developer and an organic solvent.

工程(3)は、工程(2)で活性光線又は放射線が照射された膜を、アルカリ現像液を用いて現像する工程であってもよい。   Step (3) may be a step of developing the film irradiated with actinic rays or radiation in step (2) using an alkali developer.

アルカリ現像液は、アルカリを含むアルカリ水溶液を用いることが好ましい。アルカリ水溶液の種類は特に制限されないが、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドに代表される4級アンモニウム塩、無機アルカリ、1級アミン、2級アミン、3級アミン、アルコールアミン、又は、環状アミン等を含むアルカリ水溶液などが挙げられる。なかでも、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)に代表される4級アンモニウム塩の水溶液であることが好ましい。アルカリ現像液には、アルコール類、界面活性剤等を適当量添加してもよい。アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常、0.1〜20質量%である。また、アルカリ現像液のpHは、通常、10.0〜15.0である。   As the alkali developer, an alkali aqueous solution containing an alkali is preferably used. The type of the aqueous alkali solution is not particularly limited. For example, a quaternary ammonium salt typified by tetramethylammonium hydroxide, an inorganic alkali, a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, an alcohol amine, or a cyclic amine can be used. Examples include alkaline aqueous solutions. Among these, an aqueous solution of a quaternary ammonium salt typified by tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is preferable. An appropriate amount of alcohol, surfactant or the like may be added to the alkaline developer. The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass. The pH of the alkaline developer is usually 10.0 to 15.0.

また、工程(3)は、工程(2)で活性光線又は放射線が照射された膜を、有機溶剤を含む現像液(以下、「有機溶剤現像液」とも言う)を用いて現像する工程であることが好ましい。有機溶剤を含む現像液を用いた現像は、トップコートの剥離と現像を同時に行えるという利点がある。
また、本発明の組成物を用いて得られた露光後の樹脂膜(露光部分)は、有機溶剤によって膨潤しにくいので、有機溶剤現像液を用いた現像を行うことにより、本発明の効果がより顕著に発現する。
Step (3) is a step of developing the film irradiated with actinic rays or radiation in step (2) using a developer containing an organic solvent (hereinafter also referred to as “organic solvent developer”). It is preferable. Development using a developer containing an organic solvent has the advantage that the topcoat can be peeled off and developed simultaneously.
In addition, since the exposed resin film (exposed portion) obtained using the composition of the present invention hardly swells with an organic solvent, the effect of the present invention can be obtained by performing development using an organic solvent developer. More prominently expressed.

有機溶剤現像液としては、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、及び、エーテル系溶剤等の極性溶剤及び炭化水素系溶剤を用いることができる。   As the organic solvent developer, polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents, and hydrocarbon solvents can be used.

ケトン系溶剤としては、例えば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、2−ヘプタノン(メチルアミルケトン)、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン及びプロピレンカーボネート等を挙げることができる。   Examples of ketone solvents include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 2-heptanone (methyl amyl ketone), 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, Examples include cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetylalcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone and propylene carbonate.

エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル、イソ酪酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、ブタン酸ブチル及び酢酸イソアミル等を挙げることができる。   Examples of ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, pentyl acetate, isopentyl 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-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, 2 -Methyl hydroxyisobutyrate, isobutyl isobutyrate, butyl propionate, butyl butanoate and isoamyl acetate can be mentioned.

アルコール系溶剤としては、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、及び、n−デカ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、及び、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤、ならびに、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モノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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、及び、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剤等が挙げられる。   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, n-octyl alcohol and alcohols such as n-decanol, glycol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol, and ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol Monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, and , And glycol ether-based solvents such as methoxymethyl butanol.

エーテル系溶剤としては、例えば、上記グリコールエーテル系溶剤の他、ジオキサン及びテトラヒドロフラン等が挙げられる。   Examples of the ether solvent include dioxane and tetrahydrofuran in addition to the above glycol ether solvent.

アミド系溶剤としては、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及び1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。   Examples of amide solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone. Can be mentioned.

炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ならびに、ペンタン、ヘキサン、オクタン及びデカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。   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.

上記の溶剤は、複数混合しても用いてもよい。また、上記溶剤と、上記以外の溶剤及び/又は水と、を混合した混合溶剤を使用してもよい。ただし、本発明の効果を十二分に奏するためには、現像液全体としての含水率が10質量%未満であることが好ましく、実質的に水分を含有しないこと(具体的には、現像液中の含水率が1質量%以下であること)がより好ましい。   A plurality of the above solvents may be mixed or used. Moreover, you may use the mixed solvent which mixed the said solvent and solvent other than the above, and / or water. However, in order to fully achieve the effects of the present invention, the water content of the developer as a whole is preferably less than 10% by mass, and substantially contains no water (specifically, the developer It is more preferable that the water content is 1% by mass or less.

有機溶剤現像液中の有機溶剤の含有量は、有機溶剤現像液の全質量に対して、90〜100質量%であることが好ましく、95〜100質量%であることがより好ましい。   The content of the organic solvent in the organic solvent developer is preferably 90 to 100% by mass and more preferably 95 to 100% by mass with respect to the total mass of the organic solvent developer.

有機溶剤現像液は、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有する現像液であるのが好ましい。   The organic solvent developer is preferably a developer containing at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents.

有機溶剤現像液の蒸気圧は、20℃において、5kPa以下が好ましく、3kPa以下がより好ましく、2kPa以下がさらに好ましい。有機溶剤現像液の蒸気圧を5kPa以下にすることにより、現像液が基板上あるいは現像カップ内で蒸発することを抑制でき、ウエハ面内の温度均一性が向上し、結果としてウエハ面内の寸法均一性が良化する。   The vapor pressure of the organic solvent developer is preferably 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and further preferably 2 kPa or less at 20 ° C. By setting the vapor pressure of the organic solvent developer to 5 kPa or less, the developer can be prevented from evaporating on the substrate or in the developing cup, and the temperature uniformity within the wafer surface is improved. As a result, the dimensions within the wafer surface are improved. Uniformity improves.

有機溶剤現像液には、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 organic solvent developer as required.

界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性又は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、及び、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されないが、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用いることが好ましい。   Although it does not specifically limit as surfactant, For example, an ionic or nonionic fluorine type and / or silicon type surfactant etc. 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 the specifications of US Pat. Nos. 5,360,692, 5,298,881, 5,296,330, 5,346,098, 5,576,143, 5,294,511, and 5,824,451 are listed. Preferably, it is a nonionic surfactant. Although it does not specifically limit as a nonionic surfactant, It is preferable to use a fluorochemical surfactant or a silicon-type surfactant.

有機溶剤現像液が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量は、有機溶剤現像液の全質量に対して、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。   When the organic solvent developer contains a surfactant, the content of the surfactant is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, based on the total mass of the organic solvent developer. More preferably, it is 0.01-0.5 mass%.

有機溶剤現像液は、塩基性化合物を含有してもよい。有機溶剤現像液が含有し得る塩基性化合物の具体例及び好ましい例としては、上述した酸拡散制御剤の項における塩基性化合物と同様である。   The organic solvent developer may contain a basic compound. Specific examples and preferred examples of the basic compound that can be contained in the organic solvent developer are the same as the basic compound in the above-mentioned section of the acid diffusion controller.

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)、及び、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)などが挙げられる。なお、吐出される現像液の吐出圧の好適範囲、及び、現像液の吐出圧を調整する方法等については、特に限定されないが、例えば、特開2013−242397号公報の段落[0631]〜[0636]に記載された範囲及び方法を用いることができる。   As a development method, for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle) Method), a method of spraying a developer on the substrate surface (spray method), and a method of continuously discharging the developer while scanning the developer discharge nozzle at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing). Law). The preferred range of the discharge pressure of the discharged developer and the method for adjusting the discharge pressure of the developer are not particularly limited. For example, paragraphs [0631] to [0631] to [ 0636] can be used.

本発明のパターン形成方法の一態様においては、有機溶剤現像液を用いて現像する工程(有機溶剤現像工程)、及び、アルカリ水溶液を用いて現像を行う工程(アルカリ現像工程)を組み合わせて使用してもよい。これにより、より微細なパターンを形成することができる。   In one aspect of the pattern forming method of the present invention, a step of developing using an organic solvent developer (organic solvent developing step) and a step of developing using an aqueous alkali solution (alkali developing step) are used in combination. May be. Thereby, a finer pattern can be formed.

アルカリ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 a rinsing solution in the rinsing treatment performed after alkali development, pure water can be used, and an appropriate amount of a surfactant can be added.

本発明において、有機溶剤現像工程によって露光強度の弱い部分が除去されるが、さらにアルカリ現像工程を行うことによって露光強度の強い部分も除去される。このように現像を複数回行う多重現像プロセスにより、中間的な露光強度の領域のみを溶解させずにパターン形成が行えるので、通常より微細なパターンを形成できる(特開2008−292975号公報[0077]と同様のメカニズム)。   In the present invention, a portion with low exposure intensity is removed by the organic solvent development step, but a portion with high exposure strength is also removed by further performing the alkali development step. In this way, by the multiple development process in which development is performed a plurality of times, a pattern can be formed without dissolving only the intermediate exposure intensity region, so that a finer pattern than usual can be formed (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-292975 [0077]. ] And the same mechanism).

本発明のパターン形成方法の一態様においては、アルカリ現像工程及び有機溶剤現像工程の順序は特に限定されないが、アルカリ現像を、有機溶剤現像工程の前に行うことがより好ましい。   In one aspect of the pattern forming method of the present invention, the order of the alkali development step and the organic solvent development step is not particularly limited, but it is more preferable to perform the alkali development before the organic solvent development step.

有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後には、リンス液を用いて洗浄する工程を含むことが好ましい。   It is preferable to include the process of wash | cleaning using a rinse liquid after the process developed using the developing solution containing an organic solvent.

有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後のリンス工程に用いるリンス液としては、パターン(レジストパターン)を溶解しなければ特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶液を使用することができる。リンス液としては、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いることが好ましい。   The rinsing solution used in the rinsing step after the step of developing with a developer containing an organic solvent is not particularly limited as long as the pattern (resist pattern) is not dissolved, and a solution containing a general organic solvent is used. be able to. As the rinsing liquid, a rinsing liquid 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 should be used. Is preferred.

炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤の具体例としては、有機溶剤を含む現像液において説明したものと同様のものを挙げることができる。   Specific examples of the hydrocarbon solvent, the ketone solvent, the ester solvent, the alcohol solvent, the amide solvent, and the ether solvent are the same as those described in the developer containing an organic solvent.

有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後に、より好ましくは、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、及び、炭化水素系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行い、さらに好ましくは、アルコール系溶剤又はエステル系溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行い、特に好ましくは、1価アルコールを含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行い、最も好ましくは、炭素数5以上の1価アルコールを含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行う。   More preferably, after the step of developing using a developer containing an organic solvent, at least one selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and hydrocarbon solvents. A step of washing with a rinsing liquid containing various organic solvents is performed, more preferably a step of washing with a rinsing liquid containing an alcohol solvent or an ester solvent, and particularly preferably a monohydric alcohol. The washing step is performed using a rinse solution containing, and most preferably, the washing step is performed using a rinse solution containing a monohydric alcohol having 5 or more carbon atoms.

炭化水素系溶剤を含有するリンス液としては、炭素数6〜30の炭化水素化合物が好ましく、炭素数8〜30の炭化水素化合物がより好ましく、炭素数10〜30の炭化水素化合物がさらに好ましい。中でも、デカン及び/又はウンデカンを含むリンス液を用いることにより、パターン倒れがより抑制される。   The rinsing liquid containing a hydrocarbon solvent is preferably a hydrocarbon compound having 6 to 30 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon compound having 8 to 30 carbon atoms, and further preferably a hydrocarbon compound having 10 to 30 carbon atoms. Especially, pattern collapse is suppressed more by using the rinse liquid containing a decane and / or undecane.

有機溶剤としてエステル系溶剤を用いる場合には、エステル系溶剤(1種又は2種以上)に加えて、グリコールエーテル系溶剤を用いてもよい。この場合の具体例としては、エステル系溶剤(好ましくは、酢酸ブチル)を主成分として、グリコールエーテル系溶剤(好ましくはプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME))を副成分として用いることが挙げられる。これにより、残渣欠陥がより抑制される。   When an ester solvent is used as the organic solvent, a glycol ether solvent may be used in addition to the ester solvent (one or more). Specific examples in this case include using an ester solvent (preferably butyl acetate) as a main component and a glycol ether solvent (preferably propylene glycol monomethyl ether (PGME)) as a subcomponent. Thereby, a residue defect is suppressed more.

ここで、リンス工程で用いられる1価アルコールとしては、直鎖状、分岐状及び環状の1価アルコールが挙げられ、具体的には、1−ブタノール、2−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、tert―ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、1−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、シクロペンタノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール及び4−オクタノールなどを用いることができ、特に好ましい炭素数5以上の1価アルコールとしては、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、4−メチル−2−ペンタノール(メチルイソブチルカルビノール:MIBC)、1−ペンタノール及び3−メチル−1−ブタノールなどを用いることができる。   Here, examples of the monohydric alcohol used in the rinsing step include linear, branched and cyclic monohydric alcohols, and specifically, 1-butanol, 2-butanol, 3-methyl-1-butanol. Tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, cyclopentanol, 2-heptanol, 2 -Octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol and the like can be used, and particularly preferable monohydric alcohols having 5 or more carbon atoms include 1-hexanol, 2-hexanol, 4-methyl- 2-pentanol (methyl isobutyl carbinol: MIBC), 1-pentanol And, 3-methyl-1-butanol.

各成分は、複数混合してもよいし、上記以外の有機溶剤と混合して使用してもよい。   A plurality of each component may be mixed or used by mixing with an organic solvent other than the above.

リンス液中の含水率は、10質量%以下が好ましく、より好ましくは5質量%以下、特に好ましくは3質量%以下である。リンス液中の含水率を10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。   The water content in the rinse liquid is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or less. By setting the water content in the rinse liquid to 10% by mass or less, good development characteristics can be obtained.

有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後に用いるリンス液の蒸気圧は、20℃において、0.05kPa以上、5kPa以下が好ましく、0.1kPa以上、5kPa以下がより好ましく、0.12kPa以上、3kPa以下がさらに好ましい。リンス液の蒸気圧を0.05kPa以上、5kPa以下にすることにより、ウエハ面内の温度均一性が向上し、さらにはリンス液の浸透に起因したパターンの膨潤がより抑制され、ウエハ面内の寸法均一性が良化する。   The vapor pressure of the rinsing solution used after the step of developing using a developer containing an organic solvent is preferably 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, more preferably 0.1 kPa or more and 5 kPa or less, and 0.12 kPa at 20 ° C. More preferably, it is 3 kPa or less. By setting the vapor pressure of the rinsing liquid to 0.05 kPa or more and 5 kPa or less, the temperature uniformity in the wafer surface is improved, and further, the swelling of the pattern due to the penetration of the rinsing liquid is further suppressed. Dimensional uniformity is improved.

リンス液には、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。   An appropriate amount of a surfactant can be added to the rinse solution.

リンス工程においては、有機溶剤を含む現像液を用いる現像を行ったウエハを上記の有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄処理する。洗浄処理の方法は特に限定されないが、例えば、一定速度で回転している基板上にリンス液を吐出しつづける方法(回転塗布法)、リンス液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、及び、基板表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)、などを適用することができ、この中でも回転塗布方法で洗浄処理を行い、洗浄後に基板を2000rpm〜4000rpmの回転数で回転させ、リンス液を基板上から除去することが好ましい。また、リンス工程の後に加熱工程(Post Bake)を含むことも好ましい。ベークによりパターン間及びパターン内部に残留した現像液及びリンス液が除去される。リンス工程の後の加熱工程は、通常40〜160℃、好ましくは70〜95℃で、通常10秒〜3分、好ましくは30秒から90秒間行う。   In the rinsing step, the wafer that has been developed using the developer containing the organic solvent is cleaned using the rinse solution containing the organic solvent. The method of the cleaning process is not particularly limited. For example, a method of continuing to discharge the rinse liquid onto the substrate rotating at a constant speed (rotary coating method), and immersing the substrate in a bath filled with the rinse liquid for a certain period of time. A method (dip method) and a method of spraying a rinsing liquid on the substrate surface (spray method) can be applied. Among them, a cleaning process is performed by a spin coating method, and the substrate is rotated at 2000 rpm to 4000 rpm after cleaning. It is preferable to remove the rinse liquid from the substrate by rotating the film by a number. It is also preferable to include a heating step (Post Bake) after the rinsing step. The developing solution and the rinsing solution remaining between the patterns and inside the patterns are removed by baking. The heating step after the rinsing step is usually 40 to 160 ° C., preferably 70 to 95 ° C., and usually 10 seconds to 3 minutes, preferably 30 seconds to 90 seconds.

本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、及び、本発明のパターン形成方法において使用される各種材料(例えば、レジスト溶剤、現像液、リンス液、反射防止膜形成用組成物、トップコート形成用組成物など)は、金属等の不純物を含まないことが好ましい。これら材料に含まれる不純物の含有量としては、1ppm以下が好ましく、10ppb以下がより好ましく、100ppt以下がさらに好ましく、10ppt以下が特に好ましく、1ppt以下が最も好ましい。ここで、金属不純物としては、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Al、Li、Cr、Ni、Sn、Ag、As、Au、Ba、Cd、Co、Pb、Ti、V、W、Zn等を挙げることができる。   Various materials used in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention and the pattern forming method of the present invention (for example, a resist solvent, a developer, a rinse solution, an antireflection film-forming composition, a top The coating forming composition or the like) preferably does not contain impurities such as metals. The content of impurities contained in these materials is preferably 1 ppm or less, more preferably 10 ppb or less, further preferably 100 ppt or less, particularly preferably 10 ppt or less, and most preferably 1 ppt or less. Here, as metal impurities, Na, K, Ca, Fe, Cu, Mg, Al, Li, Cr, Ni, Sn, Ag, As, Au, Ba, Cd, Co, Pb, Ti, V, W, Zn etc. can be mentioned.

上記各種材料から金属等の不純物を除去する方法としては、例えば、フィルターを用いた濾過を挙げることができる。フィルター孔径としては、ポアサイズ10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましく、3nm以下がさらに好ましい。フィルターの材質としては、ポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製又はナイロン製のフィルターが好ましい。フィルターは、これらの材質とイオン交換メディアを組み合わせた複合材料であってもよい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルター濾過工程では、複数種類のフィルターを直列又は並列に接続して用いてもよい。複数種類のフィルターを使用する場合は、孔径及び/又は材質が異なるフィルターを組み合わせて使用してもよい。また、各種材料を複数回濾過してもよく、複数回濾過する工程が循環濾過工程であっても良い。
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の製造においては、樹脂、光酸発生剤等の各成分をレジスト溶剤に溶解させた後、素材が異なる複数のフィルターを用いて循環ろ過を行なうことが好ましい。例えば、孔径50nmのポリエチレン製フィルター、孔径10nmのナイロン製フィルター、孔径3nmのポリエチレン製フィルターを順列に接続し、10回以上循環ろ過を行なうことが好ましい。フィルター間の圧力差は小さい程好ましく、一般的には0.1MPa以下であり、0.05MPa以下であることが好ましく、0.01MPa以下であることが更に好ましい。フィルターと充填ノズルの間の圧力差も小さい程好ましく、一般的には0.5MPa以下であり、0.2MPa以下であることが好ましく、0.1MPa以下であることが更に好ましい。
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の製造装置の内部は、窒素等の不活性ガスによってガス置換を行なうことが好ましい。これにより、酸素等の活性ガスが組成物中に溶解することを抑制できる。
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物はフィルターによってろ過された後、清浄な容器に充填される。容器に充填された組成物は、冷蔵保存することが好ましい。これにより、経時による性能劣化が抑制される。組成物の容器への充填が完了してから、冷蔵保存を開始するまでの時間は短い程好ましく、一般的には24時間以内であり、16時間以内が好ましく、12時間以内がより好ましく、10時間以内が更に好ましい。保存温度は0〜15℃が好ましく、0〜10℃がより好ましく、0〜5℃が更に好ましい。
Examples of a method for removing impurities such as metals from the various materials include filtration using a filter. The filter pore diameter is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and further preferably 3 nm or less. As the material of the filter, a filter made of polytetrafluoroethylene, polyethylene or nylon is preferable. The filter may be a composite material obtained by combining these materials and ion exchange media. A filter that has been washed in advance with an organic solvent may be used. In the filter filtration step, a plurality of types of filters may be connected in series or in parallel. When a plurality of types of filters are used, filters having different pore diameters and / or materials may be used in combination. Moreover, various materials may be filtered a plurality of times, and the step of filtering a plurality of times may be a circulating filtration step.
In the production of an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, each component such as a resin and a photoacid generator is dissolved in a resist solvent, and then circulation filtration is performed using a plurality of filters made of different materials. preferable. For example, it is preferable that a polyethylene filter having a pore diameter of 50 nm, a nylon filter having a pore diameter of 10 nm, and a polyethylene filter having a pore diameter of 3 nm are connected in series and subjected to circulation filtration 10 times or more. The smaller the pressure difference between the filters, the better. Generally, it is 0.1 MPa or less, preferably 0.05 MPa or less, and more preferably 0.01 MPa or less. The pressure difference between the filter and the filling nozzle is preferably as small as possible, generally 0.5 MPa or less, preferably 0.2 MPa or less, and more preferably 0.1 MPa or less.
The inside of the production apparatus for the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is preferably gas-substituted with an inert gas such as nitrogen. Thereby, it can suppress that active gas, such as oxygen, melt | dissolves in a composition.
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is filtered through a filter and then filled into a clean container. The composition filled in the container is preferably stored refrigerated. Thereby, the performance deterioration with time is suppressed. The shorter the time from the completion of filling of the composition into the container to the start of refrigerated storage is preferred, it is generally within 24 hours, preferably within 16 hours, more preferably within 12 hours. Within hours are more preferred. The storage temperature is preferably 0 to 15 ° C, more preferably 0 to 10 ° C, and still more preferably 0 to 5 ° C.

また、上記各種材料に含まれる金属等の不純物を低減する方法としては、各種材料を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、各種材料を構成する原料に対してフィルター濾過を行う、及び、装置内をテフロン(登録商標)でライニングする等して、コンタミネーションを可能な限り抑制した条件下にて蒸留を行う等の方法を挙げることができる。各種材料を構成する原料に対して行うフィルター濾過における好ましい条件は、上述した条件と同様である。   Moreover, as a method for reducing impurities such as metals contained in the various materials, a raw material having a low metal content is selected as a raw material constituting the various materials, and filter filtration is performed on the raw materials constituting the various materials. In addition, a method of performing distillation under a condition in which contamination is suppressed as much as possible by lining the inside of the apparatus with Teflon (registered trademark) can be exemplified. The preferable conditions for filter filtration performed on the raw materials constituting the various materials are the same as those described above.

フィルター濾過の他、吸着材による不純物の除去を行ってもよく、フィルター濾過と吸着材を組み合わせて使用してもよい。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができ、例えば、シリカゲル及びゼオライトなどの無機系吸着材、ならびに、活性炭などの有機系吸着材を使用することができる。上記各種材料に含まれる金属等の不純物を低減するためには、製造工程における金属不純物の混入を防止することが必要である。製造装置から金属不純物が十分に除去されたかどうかは、製造装置の洗浄に使用された洗浄液中に含まれる金属成分の含有量を測定することで確認することができる。使用後の洗浄液に含まれる金属成分の含有量は、100ppt(parts per trillion)以下がより好ましく、10ppt以下がさらに好ましく、1ppt以下が特に好ましい。   In addition to filter filtration, impurities may be removed by an adsorbent, or a combination of filter filtration and adsorbent may be used. As the adsorbent, known adsorbents can be used. For example, inorganic adsorbents such as silica gel and zeolite, and organic adsorbents such as activated carbon can be used. In order to reduce impurities such as metals contained in the various materials, it is necessary to prevent metal impurities from being mixed in the manufacturing process. Whether or not the metal impurities have been sufficiently removed from the manufacturing apparatus can be confirmed by measuring the content of the metal component contained in the cleaning liquid used for cleaning the manufacturing apparatus. The content of the metal component contained in the cleaning liquid after use is more preferably 100 ppt (parts per trigger) or less, further preferably 10 ppt or less, and particularly preferably 1 ppt or less.

現像液、リンス液等の有機系処理液は、静電気の帯電、引き続き生じる静電気放電に伴う薬液配管や各種パーツ(フィルター、O−リング及びチューブなど)の故障を防止するため、導電性の化合物を添加してもよい。導電性の化合物としては特に制限されないが、例えば、メタノールが挙げられる。添加量は特に制限されないが、好ましい現像特性及びリンス特性を維持する観点で、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。薬液配管の部材に関しては、SUS(ステンレス鋼)、又は、帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン若しくはフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、パーフロオロアルコキシ樹脂など)によって被膜された各種配管を用いることができる。フィルター及びO−リングに関しても同様に、帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン、又はフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン及びパーフロオロアルコキシ樹脂など)を用いることができる。
上記各種材料を保存する容器の内壁面は、金属などの不純物が溶出しないように処理をされていることが好ましい。容器の内壁面としては、電解研磨処理されたステンレス鋼からなる面、グラスライニングされた面、含フッ素樹脂でコーティングされた面がより好ましい。
Organic processing liquids such as developers and rinse liquids contain conductive compounds to prevent chemical piping and various parts (filters, O-rings, tubes, etc.) from being damaged due to electrostatic charge and subsequent electrostatic discharge. It may be added. Although it does not restrict | limit especially as an electroconductive compound, For example, methanol is mentioned. The addition amount is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less from the viewpoint of maintaining preferable development characteristics and rinse characteristics. For chemical solution piping members, SUS (stainless steel) or various piping coated with antistatic treated polyethylene, polypropylene, or fluororesin (polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, etc.) should be used. it can. Similarly, polyethylene, polypropylene, or fluororesin (such as polytetrafluoroethylene and perfluoroalkoxy resin) subjected to antistatic treatment can be used for the filter and the O-ring.
The inner wall surface of the container for storing the various materials is preferably treated so that impurities such as metals do not elute. The inner wall surface of the container is more preferably an electropolished stainless steel surface, a glass-lined surface, or a surface coated with a fluorine-containing resin.

本発明の方法により形成されるパターンに対して、パターンの表面荒れを改善する方法を適用してもよい。パターンの表面荒れを改善する方法としては、例えば、国際公開第2014/002808号に開示された水素を含有するガスのプラズマによってレジストパターンを処理する方法が挙げられる。その他にも、特開2004−235468号公報、米国特許出願公開第2010/0020297号明細書、特開2008−83384号公報、及び、Proc. of SPIE Vol.8328 83280N−1”EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement”に記載されているような公知の方法を適用してもよい。   A method for improving the surface roughness of the pattern may be applied to the pattern formed by the method of the present invention. As a method for improving the surface roughness of the pattern, for example, a method of treating a resist pattern with a plasma of a hydrogen-containing gas disclosed in International Publication No. 2014/002808 can be mentioned. In addition, JP 2004-235468 A, US Patent Application Publication No. 2010/0020297, JP 2008-83384 A, and Proc. of SPIE Vol. 8328 83280N-1 “EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement” may be applied.

本発明のパターン形成方法は、DSA(Directed Self−Assembly)におけるガイドパターン形成(例えば、ACS Nano Vol.4 No.8 Page4815−4823参照)にも用いることができる。   The pattern forming method of the present invention can also be used for guide pattern formation in DSA (Directed Self-Assembly) (see, for example, ACS Nano Vol. 4 No. 8 Pages 4815-4823).

また、上記の方法によって形成されたレジストパターンは、例えば特開平3−270227号公報及び特開2013−164509号公報に開示されたスペーサープロセスの芯材(コア)として使用できる。   Further, the resist pattern formed by the above method can be used as a core material (core) of a spacer process disclosed in, for example, JP-A-3-270227 and JP-A-2013-164509.

[電子デバイス]
また、本発明は、上記した本発明のパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法、及び、この製造方法により製造された電子デバイスにも関する。
本発明の電子デバイスは、電気電子機器(家電、OA(Office Automation)、メディア関連機器、光学用機器及び通信機器等)に、好適に、搭載されるものである。
[Electronic device]
The present invention also relates to an electronic device manufacturing method including the pattern forming method of the present invention described above, and an electronic device manufactured by this manufacturing method.
The electronic device of the present invention is suitably mounted on electrical and electronic equipment (home appliances, OA (Office Automation), media-related equipment, optical equipment, communication equipment, and the like).

以下、実施例を用いて、本発明について詳細に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to this.

[合成例1:樹脂A−1の合成]
窒素気流下、シクロヘキサノン105gを3つ口フラスコに入れ、これを85℃に加熱した。そして、重合開始剤V−601(和光純薬製、3.4g)、ならびに、後掲の樹脂A−1の各繰り返し単位に相当するモノマーを左から順に34.1g及び40.74gをシクロヘキサノン195gに溶解させた溶液を、3つ口フラスコに4時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに85℃で3時間反応させて、反応液を得た。得られた反応液を放冷後、得られた反応液をメタノール及び水の混合液に20分かけて滴下し、析出した粉体をろ取、乾燥すると、酸分解性樹脂である下記樹脂A−1(76g)が得られた。
NMR(Nuclear Magnetic Resonance;核磁気共鳴)法から求めた、樹脂A−1の繰り返し単位の組成は、後掲の樹脂A−1の構造における各繰り返し単位において左から順に、40モル%、60モル%であった。得られた樹脂A−1の重量平均分子量は上述した条件下における標準ポリスチレン換算において10000であり、樹脂A−1の分散度(Mw/Mn=重量平均分子量/数平均分子量)は1.7であった。
[Synthesis Example 1: Synthesis of Resin A-1]
Under a nitrogen stream, 105 g of cyclohexanone was placed in a three-necked flask and heated to 85 ° C. Then, the polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, 3.4 g), and monomers corresponding to the respective repeating units of the resin A-1 described later, 34.1 g and 40.74 g of cyclohexanone 195 g in order from the left. The solution dissolved in was dropped into a three-necked flask over 4 hours. After completion of the dropping, the reaction was further performed at 85 ° C. for 3 hours to obtain a reaction solution. The resulting reaction solution is allowed to cool, and then the obtained reaction solution is added dropwise to a mixed solution of methanol and water over 20 minutes. The precipitated powder is collected by filtration and dried to give the following resin A, which is an acid-decomposable resin. -1 (76 g) was obtained.
The composition of the repeating unit of Resin A-1 obtained from NMR (Nuclear Magnetic Resonance) method was 40 mol%, 60 mol in order from the left in each repeating unit in the structure of Resin A-1 described later. %Met. The obtained resin A-1 has a weight average molecular weight of 10,000 in terms of standard polystyrene under the above-mentioned conditions, and the resin A-1 has a dispersity (Mw / Mn = weight average molecular weight / number average molecular weight) of 1.7. there were.

上記合成例1と同様の操作を行い、後掲の樹脂A−2〜A−23を合成した。なお、樹脂A−2〜A−23において、各繰り返し単位の組成(モル%)、重量平均分子量(Mw)及び分散度(Mw/Mn)は、上述した樹脂A−1と同様の方法により求めた。   The same operations as in Synthesis Example 1 were performed to synthesize resins A-2 to A-23 described later. In Resins A-2 to A-23, the composition (mol%), weight average molecular weight (Mw) and dispersity (Mw / Mn) of each repeating unit are determined by the same method as that for Resin A-1. It was.

[レジスト組成物の調製]
下記第1表に示す成分を同表に示す含有量(全固形分中の含有量(質量%))になるように同表に示す溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度4.9質量%の溶液を調製した。次いで、得られた溶液を0.1μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターで濾過することで、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(レジスト組成物)を調製した。
[Preparation of resist composition]
The components shown in Table 1 below are dissolved in the solvents shown in the table so as to have the contents shown in the same table (content (% by mass) in the total solid content), and the solid content concentration is 4.9% by mass for each. A solution of was prepared. Subsequently, the obtained solution was filtered through a polyethylene filter having a pore size of 0.1 μm to prepare an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition (resist composition).

第1表中、酸発生剤の構造は下記のとおりである。   In Table 1, the structure of the acid generator is as follows.

第1表中、酸拡散制御剤の構造は下記のとおりである。   In Table 1, the structure of the acid diffusion control agent is as follows.

第1表中、疎水性樹脂の構造は下記のとおりである。ここで、繰り返し単位の組成比はモル比(モル%)である。   In Table 1, the structure of the hydrophobic resin is as follows. Here, the composition ratio of the repeating units is a molar ratio (mol%).

第1表中、溶剤については以下のとおりである。
・SL−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(PGMEA)
・SL−2:シクロヘキサノン
・SL−3:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
・SL−4:γ−ブチロラクトン
・SL−5:プロピレンカーボネート
・SL−6:2−エチルブタノール
・SL−7:パーフルオロブチルテトラヒドロフラン
・SL−8:乳酸エチル
In Table 1, the solvents are as follows.
SL-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
SL-2: cyclohexanone SL-3: propylene glycol monomethyl ether (PGME)
SL-4: γ-butyrolactone SL-5: propylene carbonate SL-6: 2-ethylbutanol SL-7: perfluorobutyltetrahydrofuran SL-8: ethyl lactate

[評価]
<レジストパターンの形成>
シリコンウエハ上に有機反射防止膜形成用組成物ARC29SR(日産化学社製)を塗布し、得られたシリコンウエハを205℃で60秒間ベークし、膜厚95nmの反射防止膜を形成した。得られた反射防止膜上に上記のレジスト組成物を塗布し、100℃で60秒間に亘ってベーク(PB:Prebake)を行い、膜厚100nmのレジスト膜(樹脂膜)を形成した。
反射防止膜及びレジスト膜の形成されたシリコンウエハをArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製;XT1700i、NA1.20、C−Quad、アウターシグマ0.900、インナーシグマ0.812、XY偏向)を用い、ピッチ90nm及びスペース幅35nmのラインアンドスペースパターンの6%ハーフトーンマスクを通して露光した。液浸液としては超純水を用いた。
その後、得られたシリコンウエハを105℃で60秒間加熱(PEB:Post Exposure Bake)した。次いで、有機溶剤現像液(酢酸ブチル)で30秒間パドルして現像し、リンス液〔メチルイソブチルカルビノール(Methyl isobutyl carbinol:MIBC)〕で30秒間パドルしてリンスした。続いて、4000rpmの回転数で30秒間シリコンウエハを回転させることにより、ピッチ90nm及びスペース幅35nmのラインアンドスペースのパターンを形成した。
[Evaluation]
<Formation of resist pattern>
An organic antireflection film-forming composition ARC29SR (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied onto a silicon wafer, and the resulting silicon wafer was baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a thickness of 95 nm. The resist composition was applied on the obtained antireflection film, and baked (PB: Prebake) at 100 ° C. for 60 seconds to form a resist film (resin film) having a thickness of 100 nm.
ArF excimer laser immersion scanner (manufactured by ASML; XT1700i, NA1.20, C-Quad, outer sigma 0.900, inner sigma 0.812, XY deflection) Used and exposed through a 6% halftone mask with a line and space pattern with a pitch of 90 nm and a space width of 35 nm. Ultra pure water was used as the immersion liquid.
Thereafter, the obtained silicon wafer was heated at 105 ° C. for 60 seconds (PEB: Post Exposure Bake). Subsequently, the film was developed by paddle with an organic solvent developer (butyl acetate) for 30 seconds, and rinsed with paddle for 30 seconds with a rinse solution [Methyl isobutyl carbinol (MIBC)]. Subsequently, the silicon wafer was rotated at a rotational speed of 4000 rpm for 30 seconds to form a line and space pattern having a pitch of 90 nm and a space width of 35 nm.

<耐倒れ性の評価>
上記レジストパターンの形成の露光及び現像条件においてピッチ90nm及びスペース幅35nmのマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、最適露光量からさらに露光量を減少させて形成されるラインパターンの線幅を細らせた際に、パターンが倒れずに解像する限界最大のスペース幅を、耐倒れ性を示す値(nm)として定義した。第1表に結果を示す。
耐倒れ性を示す値が大きいほど、より微細なパターンが倒れずに解像することを表し、パターン倒れが発生しにくく、解像力が高いことを示す。より具体的には、耐倒れ性は、45nm以上であることが好ましく、50nm以上であることがより好ましく、55nm以上であることがさらに好ましい。
<Evaluation of fall resistance>
The exposure amount for reproducing a mask pattern having a pitch of 90 nm and a space width of 35 nm under the exposure and development conditions for forming the resist pattern is the optimum exposure amount, and the line width of the line pattern formed by further reducing the exposure amount from the optimum exposure amount The width of the maximum space that can be resolved without falling down when the pattern is thinned is defined as a value (nm) indicating the fall resistance. The results are shown in Table 1.
The larger the value indicating the fall resistance, the finer pattern is resolved without falling, and the pattern collapse is less likely to occur and the resolution is higher. More specifically, the collapse resistance is preferably 45 nm or more, more preferably 50 nm or more, and further preferably 55 nm or more.

<ドライエッチング耐性の評価>
得られたピッチ90nm、スペース幅35nmのラインアンドスペースのパターンをプラズマエッチング装置(日立ECRプラズマエッチング装置U−621)を用いてドライエッチングし、そのドライエッチング速度を求めた(プラズマ条件:Ar 500ml/分、N 500ml/分、O 10ml/分)。なお、ドライエッチング速度は、プラズマの安定化を鑑みて、以下のとおりドライエッチングを開始してから10秒間でドライエッチングされた膜厚と、ドライエッチングを開始してから5秒間でドライエッチングされた膜厚との差から求めた。このように求められたドライエッチング速度(Å/sec)によって、ドライエッチング耐性の評価を行った。結果を第1表に示す。
なお、実用上、ドライエッチング速度は、8.0Å/sec(秒)以下であることが好ましく、5.5Å/sec以下であることがより好ましく、2.5Å/sec以下であることがさらに好ましい。
(ドライエッチング速度)={(10秒間でドライエッチングされた膜厚)−(5秒間でドライエッチングされた膜厚)}/5
<Evaluation of dry etching resistance>
The obtained line and space pattern having a pitch of 90 nm and a space width of 35 nm was dry-etched using a plasma etching apparatus (Hitachi ECR plasma etching apparatus U-621), and the dry etching rate was determined (plasma condition: Ar 500 ml / Min., N 2 500 ml / min, O 2 10 ml / min). The dry etching rate is as follows. In view of the stabilization of the plasma, the dry etching is performed in 10 seconds after starting dry etching and the dry etching is performed in 5 seconds after starting dry etching. It calculated | required from the difference with a film thickness. The dry etching resistance was evaluated based on the dry etching rate (Å / sec) thus determined. The results are shown in Table 1.
In practice, the dry etching rate is preferably 8.0 Å / sec or less, more preferably 5.5 Å / sec or less, and further preferably 2.5 Å / sec or less. .
(Dry etching rate) = {(Film thickness dry etched in 10 seconds) − (Film thickness dry etched in 5 seconds)} / 5

<評価結果>
以上の評価試験の結果を下記第1表に示す。
<Evaluation results>
The results of the above evaluation tests are shown in Table 1 below.

第1表に示すように、上述した一般式(1)で表される基を有する繰り返し単位(a1)を含む樹脂(A)と、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)と、を含有するレジスト組成物を用いると、耐倒れ性及びドライエッチング耐性に優れたパターンを形成できることが示された(実施例1〜24)。
また、実施例1〜24の対比から、上記一般式(1)におけるWが2価の多環式芳香族基である樹脂(A)を用いること、及び、樹脂(A)中の繰り返し単位(a1)の含有量が樹脂(A)の全繰り返し単位100モル%に対して10〜60モル%であること、の少なくとも一方を満たすことにより、耐倒れ性及びドライエッチング耐性により優れたパターンを形成できることが示された(実施例1〜3、5〜24)。
さらに、上記一般式(1)におけるWが2価の多環式芳香族基である樹脂(A)を用いること、及び、樹脂(A)中の繰り返し単位(a1)の含有量が樹脂(A)の全繰り返し単位100モル%に対して10〜60モル%であること、の両方を満たすことにより、耐倒れ性及びドライエッチング耐性により一層優れたパターンを形成できることが示された(実施例1〜3、7、11、14、16〜20、22〜24)。
As shown in Table 1, the resin (A) containing the repeating unit (a1) having the group represented by the general formula (1) described above, and the compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation It was shown that a pattern excellent in collapse resistance and dry etching resistance can be formed by using a resist composition containing (Examples 1 to 24).
Moreover, from the comparison with Examples 1-24, W in the said General formula (1) uses resin (A) whose bivalent polycyclic aromatic group is used, and the repeating unit (in resin (A) ( By satisfying at least one of the content of a1) being 10 to 60 mol% with respect to 100 mol% of all repeating units of the resin (A), a pattern excellent in fall resistance and dry etching resistance is formed. It was shown that it was possible (Examples 1-3, 5-24).
Further, the resin (A) in which W in the general formula (1) is a divalent polycyclic aromatic group is used, and the content of the repeating unit (a1) in the resin (A) is a resin (A It was shown that by satisfying both of 10 to 60 mol% with respect to 100 mol% of all repeating units of), a more excellent pattern can be formed due to collapse resistance and dry etching resistance (Example 1). -3, 7, 11, 14, 16-20, 22-24).

一方、上述した一般式(1)で表される基を有していない樹脂を用いると、得られるパターンの耐倒れ性及びドライエッチング耐性の少なくとも一方が劣ることが示された(比較例1〜4)。   On the other hand, when the resin not having the group represented by the general formula (1) is used, it was shown that at least one of the fall resistance and the dry etching resistance of the obtained pattern is inferior (Comparative Examples 1 to 1). 4).

Claims (7)

一般式(1)で表される基を有する繰り返し単位(a1)を含む樹脂(A)と、
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(B)と、
を含有する、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
*−L−W−(L−R ・・・(1)
前記一般式(1)中、Lは、単結合又は2価の連結基を表す。
Wは、n+1価の脂環式炭化水素基又はn+1価の芳香族基を表す。
は、2価の連結基を表す。
は、ラクトン構造を有する基、スルトン構造を有する基、炭酸エステル基、スルホンアミド基、アミド基及びカルボン酸基からなる群より選択される少なくとも1つの基を有する置換基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の場合には、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。
*は、他の原子との結合位置を示す。
A resin (A) containing a repeating unit (a1) having a group represented by the general formula (1);
A compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation; and
An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing
* -L 1 -W- (L 2 -R 2 ) n (1)
In the general formula (1), L 1 represents a single bond or a divalent linking group.
W represents an n + 1 valent alicyclic hydrocarbon group or an n + 1 valent aromatic group.
L 2 represents a divalent linking group.
R 2 represents a substituent having at least one group selected from the group consisting of a group having a lactone structure, a group having a sultone structure, a carbonate group, a sulfonamide group, an amide group, and a carboxylic acid group.
n represents an integer of 1 or more.
When n is 2 or more, the plurality of L 2 may be the same as or different from each other, and the plurality of R 2 may be the same as or different from each other.
* Indicates a bonding position with another atom.
さらに、前記樹脂(A)が、酸分解性基を有する繰り返し単位(a2)を含む、請求項1に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。   Furthermore, the actinic-ray sensitive or radiation sensitive resin composition of Claim 1 in which the said resin (A) contains the repeating unit (a2) which has an acid-decomposable group. 前記樹脂(A)中の前記繰り返し単位(a1)の含有量が、前記樹脂(A)の全繰り返し単位100モル%に対して、10〜60モル%である、請求項1又は2に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。   The content of the repeating unit (a1) in the resin (A) is 10 to 60 mol% with respect to 100 mol% of all the repeating units of the resin (A). An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. 前記一般式(1)におけるWが、n+1価の多環式芳香族基である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。   The actinic-ray sensitive or radiation sensitive resin composition of any one of Claims 1-3 whose W in the said General formula (1) is a n + 1 valent polycyclic aromatic group. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上に樹脂膜を形成する工程と、
前記樹脂膜に活性光線又は放射線を照射する工程と、
現像液を用いて、活性光線又は放射線が照射された前記樹脂膜の現像を行う工程と、
を有する、パターン形成方法。
A step of forming a resin film on a substrate using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4,
Irradiating the resin film with actinic rays or radiation; and
Developing the resin film irradiated with actinic rays or radiation using a developer; and
A pattern forming method.
前記現像液が、有機溶剤を含有する、請求項5に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 5, wherein the developer contains an organic solvent. 請求項5又は6に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。   The manufacturing method of an electronic device containing the pattern formation method of Claim 5 or 6.
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