KR102341492B1 - Radiation-sensitive resin composition, process for forming resist pattern, radiation-sensitive acid generator, and compound - Google Patents

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

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Abstract

[과제] LWR 성능 등이 우수한 감방사선성 수지 조성물의 제공을 목적으로 한다.
[해결 수단] 본 발명은, 산 해리성 기를 포함하는 제1 구조 단위를 갖는 중합체와, 식 (1)로 표시되는 화합물과, 용매를 함유하는 감방사선성 수지 조성물이다. 식 (1) 중, R1 및 R2는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 불소 원자를 포함하지 않는 1가의 유기기이다. R3, R4, R5, R6 및 R7은 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이다. 단, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 ORQ로 표시되는 기를 나타낸다. RQ는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이다. R1과 R2, R1과 R3, R1과 R5, R3과 R4, R3과 R5, 또는 R5와 R6은 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 환원수 3 내지 20의 환 구조를 구성해도 된다. Y-는 SO3 - 또는 COO-이다. X+는 1가의 감방사선성 오늄 양이온이다.

Figure 112017020884802-pat00059
[Problem] An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition having excellent LWR performance and the like.
[Solutions] The present invention is a radiation-sensitive resin composition comprising a polymer having a first structural unit containing an acid-dissociable group, a compound represented by formula (1), and a solvent. In Formula (1), R<1> and R<2> are monovalent organic groups which do not contain a hydrogen atom or a C1-C20 fluorine atom. R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represents a group represented by OR Q . R Q is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 5 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , or R 5 and R 6 are taken together, and together with the carbon atom to which they are attached, reduce water 3 to You may comprise the ring structure of 20. Y - is SO 3 - or COO - . X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.
Figure 112017020884802-pat00059

Description

감방사선성 수지 조성물, 레지스트 패턴 형성 방법, 감방사선성 산 발생제 및 화합물{RADIATION-SENSITIVE RESIN COMPOSITION, PROCESS FOR FORMING RESIST PATTERN, RADIATION-SENSITIVE ACID GENERATOR, AND COMPOUND}Radiation-sensitive resin composition, resist pattern formation method, radiation-sensitive acid generator and compound

본 발명은 감방사선성 수지 조성물, 레지스트 패턴 형성 방법, 감방사선성 산 발생제 및 화합물에 관한 것이다.The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition, a resist pattern forming method, a radiation-sensitive acid generator and a compound.

리소그래피에 의한 미세 가공에 이용되는 감방사선성 수지 조성물은 KrF 엑시머 레이저 광(파장 248nm), ArF 엑시머 레이저 광(파장 193nm), 극자외선(EUV: Extreme Ultraviolet, 파장 13.5nm) 등의 원자외선, 전자선 등의 하전 입자선 등의 조사에 의해 노광부에 산을 발생시키고, 이 산을 촉매로 하는 화학 반응에 의해 노광부와 미노광부의 현상액에 대한 용해 속도에 차를 발생시켜 기판 상에 레지스트 패턴을 형성한다. 현재는 더 파장이 짧은 레이저 광이나 전자선의 사용 및 액침 노광 등에 의해 레지스트 패턴의 가공 기술의 미세화가 도모되고 있다.The radiation-sensitive resin composition used for microfabrication by lithography is KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), extreme ultraviolet (EUV: Extreme Ultraviolet, wavelength 13.5 nm), etc. A resist pattern is formed on the substrate by generating an acid in the exposed portion by irradiation with a charged particle beam, such as, etc. to form At present, refinement|miniaturization of the processing technique of a resist pattern is aimed at by the use of a shorter wavelength laser beam, an electron beam, immersion exposure, etc.

이에 따라 이러한 감방사선성 수지 조성물에는 레지스트 패턴의 해상성 및 단면 형상의 직사각형성이 우수할 뿐만 아니라 LWR(Line Width Roughness) 성능, CDU(Critical Dimension Uniformity) 성능, EL(Exposure Latitude, 노광 여유도) 성능, 현상 결함 억제성, PEB(노광 후 베이킹) 후의 막 수축 억제성 등도 우수한 것이 요구된다. 또한, 감방사선성 수지 조성물은 양호한 보존 안정성을 갖는 것도 요구된다. 이들 요구에 대하여 감방사선성 수지 조성물에 이용되는 산 발생체, 산 확산 제어제 및 그 밖의 성분에 대하여 그의 종류나 분자 구조 등이 상세하게 검토되고 있다(일본 특허 공개 평11-125907호 공보, 일본 특허 공개 평8-146610호 공보 및 일본 특허 공개 제2000-298347호 공보 참조).Accordingly, the radiation-sensitive resin composition has excellent resist pattern resolution and cross-sectional rectangularity, as well as LWR (Line Width Roughness) performance, CDU (Critical Dimension Uniformity) performance, EL (Exposure Latitude) It is also requested|required that it is excellent also in performance, development defect suppression, film shrinkage suppression after PEB (post-exposure baking), etc. Moreover, it is also calculated|required that the radiation-sensitive resin composition has favorable storage stability. In response to these requirements, the types and molecular structures of acid generators, acid diffusion control agents, and other components used in the radiation-sensitive resin composition have been studied in detail (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-125907, Japan). See Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-146610 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-298347).

일본 특허 공개 평11-125907호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 11-125907 일본 특허 공개 평8-146610호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 8-146610 일본 특허 공개 제2000-298347호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2000-298347

그러나 레지스트 패턴의 미세화가 선폭 45nm 이하의 레벨까지 진전되어 있는 현재에서는 상기 성능의 요구 레벨은 더욱 높아져서 상기 종래의 감방사선성 수지 조성물에서는 이들 요구를 충족시킬 수 없었다.However, at the present time when the miniaturization of the resist pattern has progressed to a level of 45 nm or less in line width, the required level of the performance is higher, and the conventional radiation-sensitive resin composition cannot satisfy these requirements.

본 발명은 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로, LWR 성능, CDU 성능, EL 성능, 현상 결함 억제성 및 PEB 후의 막 수축 억제성(이하, 「LWR 성능 등」이라고도 함)이 우수한 감방사선성 수지 조성물 및 레지스트 패턴 형성 방법의 제공을 목적으로 한다.The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and a radiation-sensitive resin excellent in LWR performance, CDU performance, EL performance, development defect suppression property, and film shrinkage suppression property after PEB (hereinafter also referred to as "LWR performance etc.") An object of the present invention is to provide a composition and a method for forming a resist pattern.

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 발명은, 산 해리성 기를 포함하는 제1 구조 단위(이하, 「구조 단위 (Ⅰ)」이라고도 함)를 갖는 중합체(이하, 「[A] 중합체」라고도 함)와, 하기 식 (1)로 표시되는 화합물(이하, 「[B] 화합물」이라고도 함)과, 용매(이하, 「[C] 용매」라고도 함)를 함유하는 감방사선성 수지 조성물이다.The invention made in order to solve the said subject is a polymer (hereinafter also referred to as "[A] polymer") having a first structural unit (hereinafter also referred to as "structural unit (I)") containing an acid-dissociable group; It is a radiation-sensitive resin composition containing the compound (henceforth "[B] compound") represented by following formula (1), and a solvent (henceforth "[C] solvent").

Figure 112017020884802-pat00001
Figure 112017020884802-pat00001

(식 (1) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 불소 원자를 포함하지 않는 1가의 유기기이고, R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이되, 단 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 ORQ로 표시되는 기를 나타내고, RQ는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이고, R1 및 R2 중 적어도 하나가 ORQ로 표시되는 기를 나타내는 경우, RQ는 불소 원자를 포함하지 않고, R1과 R2, R1과 R3, R1과 R5, R3과 R4, R3과 R5, 또는 R5와 R6은 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 환원수(環員數) 3 내지 20의 환 구조를 구성해도 되고, Y-는 SO3 - 또는 COO-이고, X+는 1가의 감방사선성 오늄 양이온임)(in formula (1), R 1 and R 2 are each independently a monovalent organic group not containing a hydrogen atom or a fluorine atom having 1 to 20 carbon atoms, and R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, with the proviso that at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represents a group represented by OR Q , and R Q is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and when at least one of R 1 and R 2 represents a group represented by OR Q , R Q does not contain a fluorine atom, and R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 5 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , or R 5 and R 6 are combined with each other to form a reduced number of 3 to 20 ring structures together with the carbon atom to which they are bonded may be configured, Y - is SO 3 - or COO - , and X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation)

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 다른 발명은, 기판의 표면측에 당해 감방사선성 수지 조성물을 도공하는 공정과, 상기 도공에 의해 얻어진 레지스트막을 노광하는 공정과, 상기 노광된 레지스트막을 현상하는 공정을 구비하는 레지스트 패턴 형성 방법이다.Another invention made in order to solve the above problem includes a step of coating the radiation-sensitive resin composition on the surface side of a substrate, a step of exposing the resist film obtained by the coating, and a step of developing the exposed resist film A method of forming a resist pattern.

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 또 다른 발명은, 하기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함하는 감방사선성 산 발생제이다.Another invention made in order to solve the said subject is a radiation-sensitive acid generator containing the compound represented by following formula (1).

Figure 112017020884802-pat00002
Figure 112017020884802-pat00002

(식 (1) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 불소 원자를 포함하지 않는 1가의 유기기이고, R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이되, 단 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 ORQ로 표시되는 기를 나타내고, RQ는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이고, R1 및 R2 중 적어도 하나가 ORQ로 표시되는 기를 나타내는 경우, RQ는 불소 원자를 포함하지 않고, R1과 R2, R1과 R3, R1과 R5, R3과 R4, R3과 R5, 또는 R5와 R6은 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 환원수 3 내지 20의 환 구조를 구성해도 되고, Y-는 SO3 - 또는 COO-이고, X+는 1가의 감방사선성 오늄 양이온임)(in formula (1), R 1 and R 2 are each independently a monovalent organic group not containing a hydrogen atom or a fluorine atom having 1 to 20 carbon atoms, and R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, with the proviso that at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represents a group represented by OR Q , and R Q is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and when at least one of R 1 and R 2 represents a group represented by OR Q , R Q does not contain a fluorine atom, and R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 5 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , or R 5 and R 6 may be combined with each other to form a ring structure of 3 to 20 reduced numbers together with the carbon atom to which they are bonded, Y - is SO 3 - or COO - , and X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation)

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 또 다른 발명은, 하기 식 (1)로 표시되는 화합물이다. Another invention made in order to solve the said subject is a compound represented by following formula (1).

Figure 112017020884802-pat00003
Figure 112017020884802-pat00003

(식 (1) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 불소 원자를 포함하지 않는 1가의 유기기이고, R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이되, 단 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 ORQ로 표시되는 기를 나타내고, RQ는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이고, R1 및 R2 중 적어도 하나가 ORQ로 표시되는 기를 나타내는 경우, RQ는 불소 원자를 포함하지 않고, R1과 R2, R1과 R3, R1과 R5, R3과 R4, R3과 R5, 또는 R5와 R6은 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 환원수 3 내지 20의 환 구조를 구성해도 되고, Y-는 SO3 - 또는 COO-이고, X+는 1가의 감방사선성 오늄 양이온임)(in formula (1), R 1 and R 2 are each independently a monovalent organic group not containing a hydrogen atom or a fluorine atom having 1 to 20 carbon atoms, and R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, with the proviso that at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represents a group represented by OR Q , and R Q is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and when at least one of R 1 and R 2 represents a group represented by OR Q , R Q does not contain a fluorine atom, and R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 5 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , or R 5 and R 6 may be combined with each other to form a ring structure of 3 to 20 reduced numbers together with the carbon atom to which they are bonded, Y - is SO 3 - or COO - , and X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation)

여기서, 「유기기」란 적어도 1개의 탄소 원자를 포함하는 기를 말한다. 「산 해리성 기」란 카르복시기, 히드록시기 등의 수소 원자를 치환하는 기이며, 산의 작용에 의해 해리하는 기를 말한다. 「환원수」란 지환 구조, 방향환 구조, 지방족 복소환 구조 및 방향족 복소환 구조의 환을 구성하는 원자의 수를 말하고, 축합환, 가교환과 같은 다환의 경우에는 이 다환을 구성하는 원자의 수의 총합을 말한다.Here, the "organic group" refers to a group containing at least one carbon atom. The "acid dissociable group" is a group which substitutes hydrogen atoms, such as a carboxy group and a hydroxyl group, and refers to the group which dissociates by the action of an acid. "Reduced number" refers to the number of atoms constituting the rings of the alicyclic structure, the aromatic ring structure, the aliphatic heterocyclic structure, and the aromatic heterocyclic structure. say the total

본 발명의 감방사선성 수지 조성물 및 레지스트 패턴 형성 방법에 의하면, LWR 성능, CDU 성능, EL 성능, 현상 결함 억제성 및 PEB 후의 막 수축 억제성이 우수한 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 본 발명의 감방사선성 산 발생제 및 화합물은, 당해 감방사선성 수지 조성물의 성분으로서 적합하게 이용할 수 있다. 따라서, 이들은 이후 더욱 미세화가 진행될 것으로 예상되는 반도체 디바이스의 제조에 적합하게 이용할 수 있다.According to the radiation-sensitive resin composition and resist pattern formation method of the present invention, a resist pattern excellent in LWR performance, CDU performance, EL performance, development defect suppression property and film shrinkage suppression property after PEB can be formed. The radiation-sensitive acid generator and compound of the present invention can be suitably used as a component of the radiation-sensitive resin composition. Therefore, they can be suitably used for manufacturing a semiconductor device that is expected to be further miniaturized in the future.

<감방사선성 수지 조성물><Radiation-sensitive resin composition>

당해 감방사선성 수지 조성물은 [A] 중합체, [B] 화합물 및 [C] 용매를 함유한다. 당해 감방사선성 수지 조성물은, 적합 성분으로서 [D] 다른 산 발생체, [E] 질소 함유 화합물, [A] 중합체보다 불소 원자의 질량 함유율이 큰 중합체(이하, 「[F] 중합체」라고도 함)를 함유하고 있어도 된다. 또한, 당해 감방사선성 수지 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 그 밖의 임의 성분을 함유하고 있어도 된다. 당해 감방사선성 수지 조성물은 상기 구성을 가짐으로써 LWR 성능, CDU 성능, EL 성능, 현상 결함 억제성 및 PEB 후의 막 수축 억제성이 우수하다. 이하, 각 성분에 대하여 설명한다.The radiation-sensitive resin composition contains the polymer [A], the compound [B], and the solvent [C]. The radiation-sensitive resin composition is a suitable component as [D] another acid generator, [E] a nitrogen-containing compound, and a polymer having a higher fluorine atom mass content than the [A] polymer (hereinafter also referred to as "[F] polymer") ) may contain. Moreover, the said radiation-sensitive resin composition may contain other arbitrary components in the range which does not impair the effect of this invention. The said radiation-sensitive resin composition is excellent in LWR performance, CDU performance, EL performance, development defect suppression, and film|membrane shrinkage suppression after PEB by having the said structure. Hereinafter, each component is demonstrated.

<[A] 중합체><[A] Polymer>

[A] 중합체는 구조 단위 (Ⅰ)을 갖는 중합체이다. 당해 감방사선성 수지 조성물에 의하면, 방사선의 조사에 의해 [B] 화합물 등으로부터 발생하는 산에 의해 노광부의 [A] 중합체의 산 해리성 기가 해리하여 노광부와 미노광부에서 현상액에 대한 용해성에 차이가 발생하고, 그 결과 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. [A] 중합체는 통상 당해 감방사선성 수지 조성물에 있어서의 베이스 중합체가 된다. 「베이스 중합체」란 레지스트 패턴을 구성하는 중합체 중 가장 함유율이 큰 중합체이며, 바람직하게는 50질량% 이상, 보다 바람직하게는 60질량% 이상을 차지하는 중합체를 말한다.[A] The polymer is a polymer having the structural unit (I). According to the radiation-sensitive resin composition, the acid-dissociable group of the polymer [A] in the exposed part is dissociated by the acid generated from the compound [B] or the like upon irradiation with radiation, and there is a difference in solubility in the developer between the exposed part and the unexposed part. , and as a result, a resist pattern can be formed. [A] A polymer becomes a base polymer in the said radiation-sensitive resin composition normally. The "base polymer" refers to a polymer having the highest content among polymers constituting the resist pattern, preferably 50% by mass or more, and more preferably 60% by mass or more.

[A] 중합체는 구조 단위 (Ⅰ) 이외에도, 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조, 술톤 구조 또는 이들의 조합을 포함하는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (Ⅱ)」라고도 함), 페놀성 수산기를 포함하는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (Ⅲ)」이라고도 함), 및/또는 알코올성 수산기를 포함하는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (Ⅳ)」라고도 함)를 갖는 것이 바람직하고, 구조 단위 (Ⅰ) 내지 (Ⅳ) 이외의 그 밖의 구조 단위를 갖고 있어도 된다. [A] 중합체는 이들 구조 단위를 1종 또는 2종 이상 갖고 있어도 된다.[A] The polymer contains, in addition to the structural unit (I), a structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof (hereinafter also referred to as “structural unit (II)”), a phenolic hydroxyl group It is preferable to have a structural unit containing a structural unit (hereinafter also referred to as “structural unit (III)”) and/or a structural unit containing an alcoholic hydroxyl group (hereinafter also referred to as “structural unit (IV)”), and a structural unit ( You may have other structural units other than I)-(IV). [A] The polymer may have 1 type, or 2 or more types of these structural units.

[구조 단위 (Ⅰ)][Structural unit (Ⅰ)]

구조 단위 (Ⅰ)은 산 해리성 기를 포함하는 구조 단위이다. 구조 단위 (Ⅰ)로서는 예를 들어 하기 식 (3) 및 하기 식 (8)로 표시되는 구조 단위를 들 수 있다. [A] 중합체는 구조 단위 (Ⅰ)을 1종 또는 2종 이상 갖고 있어도 된다. 이하, 구조 단위 (Ⅰ)에 대하여 설명한다.Structural unit (I) is a structural unit containing an acid-dissociable group. Examples of the structural unit (I) include structural units represented by the following formulas (3) and (8). [A] The polymer may have a structural unit (I) 1 type, or 2 or more types. Hereinafter, structural unit (I) is demonstrated.

Figure 112017020884802-pat00004
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상기 식 (3) 중, RA1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. RA2는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이다. RA3 및 RA4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 20의 환 구조를 나타낸다.In the formula (3), R A1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R A2 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R A3 and R A4 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or these groups are combined to represent a ring structure having 3 to 20 reduced numbers constituted together with the carbon atom to which they are bonded.

상기 식 (8) 중, RA1은 상기 식 (3)과 동의이다. Lp는 단결합, -COO- 또는 -CONH-이다. Rm은 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이다. c는 0 내지 4의 정수이다. c가 2 이상인 경우, 복수의 Rm은 동일하거나 상이해도 된다. RA5, RA6 및 RA7은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시 탄화수소기이다.In the formula (8), R A1 has the same meaning as in the formula (3). L p is a single bond, -COO- or -CONH-. R m is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. c is an integer from 0 to 4. When c is 2 or more, a plurality of R m may be the same or different. R A5 , R A6 and R A7 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent oxy hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

「탄화수소기」에는 쇄상 탄화수소기, 지환식 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기가 포함된다. 이 「탄화수소기」는 포화 탄화수소기여도 불포화 탄화수소기여도 된다. 「쇄상 탄화수소기」란 환상 구조를 포함하지 않고, 쇄상 구조만으로 구성된 탄화수소기를 말하고, 직쇄상 탄화수소기 및 분지상 탄화수소기의 양쪽을 포함한다. 「지환식 탄화수소기」란 환 구조로서는 지환 구조만을 포함하고, 방향환 구조를 포함하지 않는 탄화수소기를 말하고, 단환의 지환식 탄화수소기 및 다환의 지환식 탄화수소기의 양쪽을 포함한다. 단, 지환 구조만으로 구성되어 있을 필요는 없고, 그의 일부에 쇄상 구조를 포함하고 있어도 된다. 「방향족 탄화수소기」란 환 구조로서 방향환 구조를 포함하는 탄화수소기를 말한다. 단, 방향환 구조만으로 구성되어 있을 필요는 없고, 그의 일부에 쇄상 구조나 지환 구조를 포함하고 있어도 된다.A "hydrocarbon group" includes a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. This "hydrocarbon group" may be either a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group. The "chain hydrocarbon group" does not contain a cyclic structure, but refers to a hydrocarbon group composed only of a chain structure, and includes both a linear hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group. The "alicyclic hydrocarbon group" refers to a hydrocarbon group that contains only an alicyclic structure as a ring structure and does not contain an aromatic ring structure, and includes both a monocyclic alicyclic hydrocarbon group and a polycyclic alicyclic hydrocarbon group. However, it does not need to be comprised only with an alicyclic structure, and the chain structure may be included in the part. An "aromatic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it is not necessary to be comprised only with the aromatic ring structure, and the chain structure and the alicyclic structure may be included in the part.

RA1로서는 구조 단위 (Ⅰ)을 부여하는 단량체의 공중합성의 관점에서 수소 원자 및 메틸기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.As R A1 , a hydrogen atom and a methyl group are preferable, and a methyl group is more preferable from the viewpoint of copolymerizability of the monomer giving the structural unit (I).

RA2, RA3 및 RA4로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 1가의 쇄상 탄화수소기, 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기, 탄소수 6 내지 20의 1가의 방향족 탄화수소기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R A2 , R A3 and R A4 include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and 6 carbon atoms. to 20 monovalent aromatic hydrocarbon groups; and the like.

탄소수 1 내지 20의 1가의 쇄상 탄화수소기로서는, 예를 들어 As the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, for example,

메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기 등의 알킬기; Alkyl groups, such as a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, and i-propyl group;

에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기 등의 알케닐기; Alkenyl groups, such as an ethenyl group, a propenyl group, and a butenyl group;

에티닐기, 프로피닐기, 부티닐기 등의 알키닐기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1 내지 4의 알킬기가 보다 바람직하고, 메틸기, 에틸기 및 i-프로필기가 더욱 바람직하고, 에틸기가 특히 바람직하다.Alkynyl groups, such as an ethynyl group, a propynyl group, and a butynyl group, etc. are mentioned. Among these, an alkyl group is preferable, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, a methyl group, an ethyl group and an i-propyl group are still more preferable, and an ethyl group is particularly preferable.

탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기로서는, 예를 들어 As the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, for example,

시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 단환의 시클로알킬기; monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group;

시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기 등의 단환의 시클로알케닐기; monocyclic cycloalkenyl groups such as a cyclopentenyl group and a cyclohexenyl group;

노르보르닐기, 아다만틸기, 트리시클로데실기 등의 다환의 시클로알킬기; polycyclic cycloalkyl groups such as a norbornyl group, an adamantyl group, and a tricyclodecyl group;

노르보르네닐기, 트리시클로데세닐기 등의 다환의 시클로알케닐기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 단환의 시클로알킬기 및 다환의 시클로알킬기가 바람직하고, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 노르보르닐기 및 아다만틸기가 보다 바람직하다.Polycyclic cycloalkenyl groups, such as a norbornenyl group and a tricyclodecenyl group, etc. are mentioned. Among these, a monocyclic cycloalkyl group and a polycyclic cycloalkyl group are preferable, and a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group and an adamantyl group are more preferable.

탄소수 6 내지 20의 1가의 방향족 탄화수소기로서는, 예를 들어 As a C6-C20 monovalent|monohydric aromatic hydrocarbon group, for example,

페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 메시틸기, 나프틸기, 메틸나프틸기, 안트릴기, 메틸안트릴기 등의 아릴기; Aryl groups, such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a mesityl group, a naphthyl group, a methylnaphthyl group, an anthryl group, and a methylanthryl group;

벤질기, 페네틸기, 나프틸메틸기, 안트릴메틸기 등의 아르알킬기 등을 들 수 있다.Aralkyl groups, such as a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, and an anthryl methyl group, etc. are mentioned.

RA3 및 RA4가 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 탄소수 3 내지 20의 지환 구조로서는, 예를 들어 시클로프로판 구조, 시클로부탄 구조, 시클로펜탄 구조, 시클로헥산 구조, 노르보르난 구조, 아다만탄 구조 등의 지환 구조; Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms that R A3 and R A4 are combined with and constituted together with the carbon atom to which they are bonded include a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, and a norbornane structure. , alicyclic structures such as adamantane structure;

옥사시클로펜탄 구조, 티아시클로펜탄 구조, 아자시클로펜탄 구조 등의 지방족 복소환 구조 등을 들 수 있다. 이들 중에서 지환 구조가 바람직하고, 시클로헥산 구조가 보다 바람직하다.Aliphatic heterocyclic structures, such as an oxacyclopentane structure, a thiacyclopentane structure, and an azacyclopentane structure, etc. are mentioned. Among these, an alicyclic structure is preferable and a cyclohexane structure is more preferable.

구조 단위 (Ⅰ)로서는 예를 들어 하기 식 (3-1) 내지 (3-6) 및 (8-1)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (Ⅰ-1) 내지 (Ⅰ-7)」이라고도 함) 등을 들 수 있다.As the structural unit (I), for example, structural units represented by the following formulas (3-1) to (3-6) and (8-1) (hereinafter, “structural units (I-1) to (I-7)” ') and the like.

Figure 112017020884802-pat00005
Figure 112017020884802-pat00005

상기 식 (3-1) 내지 (3-6) 중, RA1 내지 RA4는 상기 식 (3)과 동의이다.In the formulas (3-1) to (3-6), R A1 to R A4 have the same meanings as in the formula (3).

상기 식 (3-1) 중, i는 1 내지 4의 정수이다.In said formula (3-1), i is an integer of 1-4.

상기 식 (3-3) 중, j는 1 내지 4의 정수이다.In said Formula (3-3), j is an integer of 1-4.

상기 식 (3-6) 중, RA2', RA3' 및 RA4'는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이다.In the formula (3-6), R A2' , R A3' and R A4' are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

상기 식 (8-1) 중, RA1, RA5, RA6 및 RA7은 상기 식 (8)과 동의이다.In the formula (8-1), R A1 , R A5 , R A6 and R A7 have the same meaning as in the formula (8).

i 및 j로서는 1 내지 3이 바람직하고, 1 및 2가 보다 바람직하다.As i and j, 1-3 are preferable and 1 and 2 are more preferable.

구조 단위 (Ⅰ)로서는 구조 단위 (Ⅰ-1) 내지 (Ⅰ-5)가 바람직하다.As the structural unit (I), the structural units (I-1) to (I-5) are preferable.

구조 단위 (Ⅰ)로서는 예를 들어 하기 식으로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (I) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 112017020884802-pat00006
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Figure 112017020884802-pat00007
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Figure 112017020884802-pat00008
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상기 식 중, RA1은 상기 식 (3)과 동의이다.In the above formula, R A1 has the same meaning as in the above formula (3).

구조 단위 (Ⅰ)로서는 1-알킬-단환 시클로알칸-1-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위, 2-알킬-다환 시클로알칸-2-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위 및 2-(시클로알칸-일)프로판-2-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위가 바람직하고, 1-i-프로필시클로펜탄-1-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위, 1-메틸시클로헥산-1-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위, 2-에틸-아다만탄-2-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위, 2-에틸-테트라시클로도데칸-2-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위, 2-(아다만탄-1-일)프로판-2-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위 및 2-(시클로헥산-1-일)프로판-2-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위가 보다 바람직하다.As the structural unit (I), a structural unit derived from 1-alkyl-monocyclic cycloalkan-1-yl (meth)acrylate, a structural unit derived from 2-alkyl-polycyclic cycloalkan-2-yl (meth)acrylate, and A structural unit derived from 2-(cycloalkan-yl)propan-2-yl (meth)acrylate is preferable, and a structural unit derived from 1-i-propylcyclopentan-1-yl (meth)acrylate, 1 -Structural unit derived from methylcyclohexan-1-yl (meth)acrylate, structural unit derived from 2-ethyl-adamantan-2-yl (meth)acrylate, 2-ethyl-tetracyclododecane- A structural unit derived from 2-yl (meth)acrylate, a structural unit derived from 2-(adamantan-1-yl)propan-2-yl (meth)acrylate, and 2-(cyclohexan-1-yl) ) A structural unit derived from propan-2-yl (meth)acrylate is more preferable.

구조 단위 (Ⅰ)의 함유 비율의 하한으로서는 [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 10몰%가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하고, 30몰%가 더욱 바람직하고, 40몰%가 특히 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 80몰%가 바람직하고, 75몰%가 보다 바람직하고, 70몰%가 더욱 바람직하고, 60몰%가 특히 바람직하다. 구조 단위 (Ⅰ)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 당해 감방사선성 수지 조성물의 LWR 성능 등을 더욱 향상시킬 수 있다.The lower limit of the content of the structural unit (I) is preferably 10 mol%, more preferably 20 mol%, still more preferably 30 mol%, and more preferably 40 mol%, based on all the structural units constituting the polymer [A]. Especially preferred. As an upper limit of the said content rate, 80 mol% is preferable, 75 mol% is more preferable, 70 mol% is still more preferable, and its 60 mol% is especially preferable. By making the content rate of structural unit (I) into the said range, the LWR performance etc. of the said radiation-sensitive resin composition can be improved further.

[구조 단위 (Ⅱ)][Structural unit (II)]

구조 단위 (Ⅱ)는 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조, 술톤 구조 또는 이들의 조합을 포함하는 구조 단위이다. [A] 중합체는 구조 단위 (Ⅰ) 외에 구조 단위 (Ⅱ)를 더 가짐으로써 현상액에 대한 용해성을 더 적당하게 조정할 수 있고, 그 결과 당해 감방사선성 수지 조성물의 LWR 성능 등을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 당해 감방사선성 수지 조성물로부터 형성되는 레지스트 패턴과 기판의 밀착성을 향상시킬 수 있다.Structural unit (II) is a structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof. [A] Since the polymer further has a structural unit (II) in addition to the structural unit (I), the solubility in the developer can be more appropriately adjusted, and as a result, the LWR performance of the radiation-sensitive resin composition can be further improved. . Moreover, the adhesiveness of the resist pattern and board|substrate formed from the said radiation-sensitive resin composition can be improved.

구조 단위 (Ⅱ)로서는 예를 들어 하기 식으로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.As structural unit (II), the structural unit etc. which are represented by a following formula are mentioned, for example.

Figure 112017020884802-pat00009
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Figure 112017020884802-pat00010
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Figure 112017020884802-pat00011
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Figure 112017020884802-pat00012
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상기 식 중, RL1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다.In the formula, R L1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

구조 단위 (Ⅱ)로서는 락톤 구조 함유 (메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위, 환상 카르보네이트 구조 함유 (메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위 및 술톤 구조 함유 (메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위가 바람직하고, 노르보르난락톤-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위, 시아노노르보르난락톤-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위, 노르보르난락톤-일옥시카르보닐메틸(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위, γ-부티로락톤-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위, 에틸렌카르보네이트-일메틸(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위 및 노르보르난술톤-일(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위가 보다 바람직하다.As the structural unit (II), a structural unit derived from (meth)acrylate containing a lactone structure, a structural unit derived from (meth)acrylate containing a cyclic carbonate structure, and a structural unit derived from (meth)acrylate containing a sultone structure is preferably, a structural unit derived from norbornanlacton-yl (meth)acrylate, a structural unit derived from cyanonorbornanlacton-yl (meth)acrylate, norbornanlacton-yloxycarbonylmethyl A structural unit derived from (meth)acrylate, a structural unit derived from γ-butyrolacton-yl (meth)acrylate, a structural unit derived from ethylene carbonate-ylmethyl (meth)acrylate, and norbornane A structural unit derived from sulton-yl (meth)acrylate is more preferable.

[A] 중합체가 구조 단위 (Ⅱ)를 갖는 경우, 구조 단위 (Ⅱ)의 함유 비율의 하한으로서는 [A] 중합체에 있어서의 전체 구조 단위에 대하여 10몰%가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하고, 30몰%가 더욱 바람직하고, 40몰%가 특히 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 80몰%가 바람직하고, 70몰%가 보다 바람직하고, 65몰%가 더욱 바람직하고, 60몰%가 특히 바람직하다. 구조 단위 (Ⅱ)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, [A] 중합체는 현상액에 대한 용해성을 더욱 적절하게 조정할 수 있고, 그 결과 당해 감방사선성 수지 조성물의 LWR 성능 등을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 얻어지는 레지스트 패턴과 기판의 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다.[A] When the polymer has the structural unit (II), the lower limit of the content of the structural unit (II) is preferably 10 mol%, more preferably 20 mol%, based on all the structural units in the polymer [A]. and 30 mol% is more preferable, and 40 mol% is particularly preferable. As an upper limit of the said content rate, 80 mol% is preferable, 70 mol% is more preferable, 65 mol% is still more preferable, and its 60 mol% is especially preferable. By making the content ratio of the structural unit (II) within the above range, the solubility of the polymer [A] in a developer can be more appropriately adjusted, and as a result, the LWR performance and the like of the radiation-sensitive resin composition can be further improved. Moreover, the adhesiveness of the resist pattern obtained and a board|substrate can further be improved.

[구조 단위 (Ⅲ)][Structural unit (III)]

구조 단위 (Ⅲ)은 페놀성 수산기를 포함하는 구조 단위이다. 레지스트 패턴 형성 방법에 있어서의 노광 공정에서 조사하는 방사선으로서, KrF 엑시머 레이저 광, EUV, 전자선 등을 이용하는 경우에는, [A] 중합체가 구조 단위 (Ⅲ)을 가짐으로써 감도를 더 높일 수 있다.The structural unit (III) is a structural unit containing a phenolic hydroxyl group. When KrF excimer laser light, EUV, electron beam or the like is used as the radiation irradiated in the exposure step in the resist pattern forming method, the [A] polymer has the structural unit (III), so that the sensitivity can be further increased.

구조 단위 (Ⅲ)으로서는 예를 들어 하기 식 (4)로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (III) include a structural unit represented by the following formula (4).

Figure 112017020884802-pat00013
Figure 112017020884802-pat00013

상기 식 (4) 중, R14는 수소 원자 또는 메틸기이다. R15는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이다. p는 0 내지 3의 정수이다. p가 2 또는 3인 경우, 복수의 R15는 동일하거나 상이해도 된다. q는 1 내지 3의 정수이다. 단, p+q는 5 이하이다.In the formula (4), R 14 is a hydrogen atom or a methyl group. R 15 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. p is an integer from 0 to 3. When p is 2 or 3, a plurality of R 15 may be the same or different. q is an integer from 1 to 3. However, p+q is 5 or less.

상기 R14로서는 구조 단위 (Ⅲ)을 부여하는 단량체의 공중합성의 관점에서 수소 원자가 바람직하다.As said R 14 , a hydrogen atom is preferable from the viewpoint of copolymerizability of the monomer giving the structural unit (III).

상기 R15로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기로서는 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, 이 탄화수소기의 탄소-탄소간 또는 결합손측의 말단에 2가의 헤테로 원자 함유기를 포함하는 1가의 기(g), 상기 탄화수소기 및 기(g)가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부를 헤테로 원자 함유기로 치환한 1가의 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 15 include a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a carbon-carbon group of the hydrocarbon group, or a divalent hetero atom-containing group at the terminal on the bond side. and monovalent groups in which some or all of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group and group (g) are substituted with a hetero atom-containing group.

탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 As the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, for example,

메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기 등의 알킬기; Alkyl groups, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a pentyl group;

에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기 등의 알케닐기; Alkenyl groups, such as an ethenyl group, a propenyl group, and a butenyl group;

에티닐기, 프로피닐기, 부티닐기 등의 알키닐기 등의 쇄상 탄화수소기; chain hydrocarbon groups such as alkynyl groups such as ethynyl group, propynyl group and butynyl group;

시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기; cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group;

시클로프로페닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기 등의 시클로알케닐기; Cycloalkenyl groups, such as a cyclopropenyl group, a cyclopentenyl group, and a cyclohexenyl group;

노르보르닐기, 아다만틸기 등의 가교환 탄화수소기 등의 지환식 탄화수소기; alicyclic hydrocarbon groups such as cross-linked hydrocarbon groups such as norbornyl group and adamantyl group;

페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기; Aryl groups, such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and a naphthyl group;

벤질기, 페네틸기, 나프틸메틸기 등의 아르알킬기; Aralkyl groups, such as a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group;

스티릴기, 스티릴메틸기, 아세나프틸기, 아세나프틸메틸기 등의 방향족 탄화수소기를 갖는 기 등을 들 수 있다.The group which has aromatic hydrocarbon groups, such as a styryl group, a styryl methyl group, an acenaphthyl group, and an acenaphthyl methyl group, etc. are mentioned.

2가의 헤테로 원자 함유기로서는 예를 들어 -CO-, -CS-, -NH-, -O-, -S-, 이들을 조합한 기 등을 들 수 있다.Examples of the divalent hetero atom-containing group include -CO-, -CS-, -NH-, -O-, -S-, a group combining these, and the like.

상기 탄화수소기의 탄소-탄소간 또는 결합손측의 말단에 2가의 헤테로 원자 함유기를 포함하는 1가의 기(g)로서는, 예를 들어 As the monovalent group (g) containing a divalent hetero atom-containing group at the end of the carbon-carbon or bond-hand side of the hydrocarbon group, for example,

옥소알킬기, 티오알킬기, 알킬아미노알킬기, 알콕시알킬기, 알킬티오알킬기, 알콕시기, 알케닐옥시기, 알키닐옥시기 등의 헤테로 원자 함유 쇄상 기; hetero atom-containing chain groups such as an oxoalkyl group, a thioalkyl group, an alkylaminoalkyl group, an alkoxyalkyl group, an alkylthioalkyl group, an alkoxy group, an alkenyloxy group, and an alkynyloxy group;

옥소시클로알킬기, 티오시클로알킬기, 아자시클로알킬기, 옥사시클로알킬기, 티아시클로알킬기, 옥소시클로알케닐기, 옥사티아시클로알킬기 등의 헤테로 원자 함유 환상 기; hetero atom-containing cyclic groups such as an oxocycloalkyl group, a thiocycloalkyl group, an azacycloalkyl group, an oxacycloalkyl group, a thiacycloalkyl group, an oxocycloalkenyl group, and an oxathiacycloalkyl group;

스티릴옥시기, 스티릴메틸옥시기, 아세나프틸옥시기, 아세나프틸메틸옥시기 등의 방향족 탄화수소기를 포함하는 히드로카르빌옥시기; a hydrocarbyloxy group containing an aromatic hydrocarbon group such as a styryloxy group, a styrylmethyloxy group, an acenaphthyloxy group, and an acenaphthylmethyloxy group;

피롤릴기, 피리딜기, 퀴놀릴기, 이소퀴놀릴기, 푸릴기, 피라닐기, 티에닐기, 벤조티오페닐기 등의 헤테로아릴기 등의 방향족 복소환 기 등을 들 수 있다.and aromatic heterocyclic groups such as heteroaryl groups such as pyrrolyl group, pyridyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, furyl group, pyranyl group, thienyl group and benzothiophenyl group.

1가의 헤테로 원자 함유기로서는 예를 들어 히드록시기, 술파닐기, 시아노기, 니트로기, 할로겐 원자 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent hetero atom-containing group include a hydroxyl group, a sulfanyl group, a cyano group, a nitro group, and a halogen atom.

상기 p로서는 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다.As said p, the integer of 0-2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is still more preferable.

상기 q로서는 1 및 2가 바람직하고, 1이 보다 바람직하다.As said q, 1 and 2 are preferable and 1 is more preferable.

구조 단위 (Ⅲ)으로서는 예를 들어 하기 식 (4-1) 내지 (4-4)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (Ⅲ-1) 내지 (Ⅲ-4)」라고도 함) 등을 들 수 있다.As the structural unit (III), for example, structural units represented by the following formulas (4-1) to (4-4) (hereinafter also referred to as “structural units (III-1) to (III-4)”) etc. can be heard

Figure 112017020884802-pat00014
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상기 식 (4-1) 내지 (4-4) 중, R14는 상기 식 (4)와 동의이다.In the formulas (4-1) to (4-4), R 14 has the same meaning as in the formula (4).

구조 단위 (Ⅲ)으로서는 구조 단위 (Ⅲ-1) 및 구조 단위 (Ⅲ-2)가 바람직하고, 구조 단위 (Ⅲ-1)이 보다 바람직하다.As the structural unit (III), the structural unit (III-1) and the structural unit (III-2) are preferable, and the structural unit (III-1) is more preferable.

[A] 중합체가 구조 단위 (Ⅲ)을 갖는 경우, 구조 단위 (Ⅲ)의 함유 비율의 하한으로서는 [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 10몰%가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하고, 30몰%가 더욱 바람직하고, 40몰%가 특히 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 90몰%가 바람직하고, 80몰%가 보다 바람직하고, 75몰%가 더욱 바람직하고, 70몰%가 특히 바람직하다. 구조 단위 (Ⅲ)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 당해 감방사선성 수지 조성물은 감도를 더욱 향상시킬 수 있다.[A] When the polymer has the structural unit (III), the lower limit of the content of the structural unit (III) is preferably 10 mol%, more preferably 20 mol%, based on all the structural units constituting the polymer [A]. and 30 mol% is more preferable, and 40 mol% is particularly preferable. As an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 80 mol% is more preferable, 75 mol% is still more preferable, and 70 mol% is especially preferable. By making the content rate of structural unit (III) into the said range, the said radiation-sensitive resin composition can further improve the sensitivity.

또한, 구조 단위 (Ⅲ)은 아세톡시기 등의 아실옥시기를 갖는 스티렌 단량체 등을 중합한 후, 얻어진 중합체를 아민 등의 염기 존재하에서 가수분해 반응을 행하는 것 등에 의해 형성할 수 있다.Further, the structural unit (III) can be formed by, for example, polymerizing a styrene monomer having an acyloxy group such as an acetoxy group, and then subjecting the obtained polymer to a hydrolysis reaction in the presence of a base such as an amine.

[구조 단위 (Ⅳ)][Structural unit (IV)]

구조 단위 (Ⅳ)는 알코올성 수산기를 포함하는 구조 단위이다. [A] 중합체는 구조 단위 (Ⅳ)를 가짐으로써 현상액에 대한 용해성을 더 적당하게 하여 제조할 수 있고, 그 결과 당해 감방사선성 수지 조성물의 LWR 성능 등을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 레지스트 패턴의 기판에 대한 밀착성을 더 높일 수 있다.The structural unit (IV) is a structural unit containing an alcoholic hydroxyl group. [A] By having the structural unit (IV), the polymer can be produced with more suitable solubility in a developer, and as a result, the LWR performance and the like of the radiation-sensitive resin composition can be further improved. Moreover, the adhesiveness to the board|substrate of a resist pattern can be improved further.

구조 단위 (Ⅳ)로서는 예를 들어 하기 식으로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (IV) include a structural unit represented by the following formula.

Figure 112017020884802-pat00015
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상기 식 중, RL2는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다.In the formula, R L2 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

구조 단위 (Ⅳ)로서는 히드록시아다만틸기를 포함하는 구조 단위가 바람직하고, 3-히드록시아다만틸(메트)아크릴레이트에서 유래되는 구조 단위가 보다 바람직하다.As the structural unit (IV), a structural unit containing a hydroxyadamantyl group is preferable, and a structural unit derived from 3-hydroxyadamantyl (meth)acrylate is more preferable.

[A] 중합체가 구조 단위 (Ⅳ)를 갖는 경우, 구조 단위 (Ⅳ)의 함유 비율의 하한으로서는 [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 5몰%가 바람직하고, 10몰%가 보다 바람직하고, 15몰%가 더욱 바람직하고, 20몰%가 특히 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 70몰%가 바람직하고, 65몰%가 보다 바람직하고, 60몰%가 더욱 바람직하고, 50몰%가 특히 바람직하다. 구조 단위 (Ⅳ)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써 [A] 중합체는 현상액에 대한 용해성을 더욱 적절하게 하여 제조할 수 있고, 그 결과 당해 감방사선성 수지 조성물의 LWR 성능 등을 더욱 향상할 수 있다. 또한, 레지스트 패턴의 기판에 대한 밀착성을 더욱 높일 수 있다.[A] When the polymer has the structural unit (IV), the lower limit of the content of the structural unit (IV) is preferably 5 mol%, more preferably 10 mol%, based on all the structural units constituting the polymer [A]. and 15 mol% is more preferable, and 20 mol% is particularly preferable. As an upper limit of the said content rate, 70 mol% is preferable, 65 mol% is more preferable, 60 mol% is still more preferable, and 50 mol% is especially preferable. By setting the content of the structural unit (IV) within the above range, the polymer [A] can be produced with more suitable solubility in a developer, and as a result, the LWR performance of the radiation-sensitive resin composition can be further improved. . Moreover, the adhesiveness with respect to the board|substrate of a resist pattern can be improved further.

[그 밖의 구조 단위][Other structural units]

[A] 중합체는, 상기 구조 단위 (Ⅰ) 내지 (Ⅳ) 이외에도 그 밖의 구조 단위를 가져도 된다. 상기 그 밖의 구조 단위로서는 예를 들어 케톤성 카르보닐기, 시아노기, 카르복시기, 니트로기, 아미노기 또는 이들의 조합을 포함하는 구조 단위, 비해리성의 1가의 지환식 탄화수소기를 포함하는 (메트)아크릴산에스테르에서 유래되는 구조 단위 등을 들 수 있다. 그 밖의 구조 단위의 함유 비율의 상한으로서는 [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 20몰%가 바람직하고, 10몰%가 보다 바람직하다.[A] The polymer may have other structural units in addition to the structural units (I) to (IV). As said other structural unit, for example, a structural unit containing a ketogenic carbonyl group, a cyano group, a carboxy group, a nitro group, an amino group, or a combination thereof, and a (meth)acrylic acid ester containing a non-dissociable monovalent alicyclic hydrocarbon group. structural units; and the like. As an upper limit of the content rate of another structural unit, 20 mol% is preferable with respect to all the structural units which comprise [A] polymer, and 10 mol% is more preferable.

[A] 중합체의 함유량의 하한으로서는 당해 감방사선성 수지 조성물의 전체 고형분에 대하여 70질량%가 바람직하고, 80질량%가 보다 바람직하고, 85질량%가 더욱 바람직하다. 「전체 고형분」이란 당해 감방사선성 수지 조성물 중의 [C] 용매 이외의 성분의 총합을 말한다. 당해 감방사선성 수지 조성물은 [A] 중합체를 1종 또는 2종 이상 함유하고 있어도 된다.[A] As a lower limit of content of a polymer, 70 mass % is preferable with respect to the total solid of the said radiation-sensitive resin composition, 80 mass % is more preferable, 85 mass % is still more preferable. "Total solid content" means the total of components other than the [C] solvent in the said radiation-sensitive resin composition. The said radiation-sensitive resin composition may contain the [A] polymer 1 type, or 2 or more types.

<[A] 중합체의 합성 방법><[A] Polymer synthesis method>

[A] 중합체는, 예를 들어 각 구조 단위를 부여하는 단량체를 라디칼 중합 개시제 등을 이용하여 적당한 용매 중에서 중합함으로써 합성할 수 있다.[A] A polymer can be synthesize|combined by superposing|polymerizing, for example in a suitable solvent using a radical polymerization initiator etc. of the monomer which provides each structural unit.

[A] 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)의 하한으로서는 1,000이 바람직하고, 3,000이 보다 바람직하고, 4,000이 더욱 바람직하고, 5,000이 특히 바람직하다. 상기 Mw의 상한으로서는 50,000이 바람직하고, 30,000이 보다 바람직하고, 20,000이 더욱 바람직하고, 10,000이 특히 바람직하다. [A] 중합체의 Mw를 상기 범위로 함으로써, 당해 감방사선성 수지 조성물의 도공성이 향상되고, 또한 현상 결함 억제성이 더 향상된다.[A] The lower limit of the polystyrene reduced weight average molecular weight (Mw) by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer is preferably 1,000, more preferably 3,000, still more preferably 4,000, and particularly preferably 5,000. As an upper limit of the said Mw, 50,000 is preferable, 30,000 is more preferable, 20,000 is still more preferable, and 10,000 is especially preferable. [A] By making Mw of a polymer into the said range, coatability of the said radiation-sensitive resin composition improves, and development defect suppression property further improves.

[A] 중합체의 GPC에 의한 폴리스티렌 환산 수 평균 분자량(Mn)에 대한 Mw의 비(Mw/Mn)의 하한으로서는 통상 1이고, 1.1이 바람직하다. 상기 비의 상한으로서는 5가 바람직하고, 3이 보다 바람직하고, 2가 더욱 바람직하다.[A] As a lower limit of ratio (Mw/Mn) of Mw with respect to polystyrene conversion number average molecular weight (Mn) by GPC of a polymer, it is 1 normally, and 1.1 is preferable. As an upper limit of the said ratio, 5 is preferable, 3 is more preferable, and 2 is still more preferable.

<[B] 화합물><[B] compound>

[B] 화합물은 하기 식 (1)로 표시되는 화합물이다. 당해 감방사선성 수지 조성물은 [A] 중합체 외에, 산 발생제로서 [B] 화합물을 함유한다. [B] 화합물은 노광에 의해 약산을 발생한다. [B] 화합물은, 노광에 의해 하기 [D] 다른 산 발생체 등으로부터 발생하는 산의 레지스트막 중에 있어서의 확산 현상을 제어하고, 미노광 영역에서의 바람직하지 않은 화학 반응을 억제하는 산 확산 제어제로서의 효과를 발휘한다.[B] The compound is a compound represented by the following formula (1). The said radiation-sensitive resin composition contains the [B] compound as an acid generator in addition to the [A] polymer. [B] The compound generates a weak acid upon exposure. The compound [B] is an acid diffusing agent that controls the diffusion phenomenon in the resist film of an acid generated from the following [D] other acid generator or the like upon exposure and suppresses an undesirable chemical reaction in an unexposed region. It works as yesterday.

Figure 112017020884802-pat00016
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상기 식 (1) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 불소 원자를 포함하지 않는 1가의 유기기이다. R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이다. 단, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 ORQ로 표시되는 기를 나타낸다. RQ는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이고, R1 및 R2 중 적어도 하나가 ORQ로 표시되는 기를 나타내는 경우, RQ는 불소 원자를 포함하지 않는다. R1과 R2, R1과 R3, R1과 R5, R3과 R4, R3과 R5, 또는 R5와 R6은 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 환원수 3 내지 20의 환 구조를 구성해도 된다. Y-는 SO3 - 또는 COO-이다. X+는 1가의 감방사선성 오늄 양이온이다.In said formula (1), R<1> and R<2> are each independently a monovalent organic group which does not contain a hydrogen atom or a C1-C20 fluorine atom. R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represents a group represented by OR Q . R Q is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and when at least one of R 1 and R 2 represents a group represented by OR Q , R Q does not contain a fluorine atom. R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 5 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , or R 5 and R 6 are taken together, and together with the carbon atom to which they are attached, reduce water 3 to You may comprise the ring structure of 20. Y - is SO 3 - or COO - . X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

당해 감방사선성 수지 조성물은, [A] 중합체 외에 [B] 화합물을 함유함으로써 LWR 성능 등이 우수하다. 당해 감방사선성 수지 조성물이 상기 구성을 가짐으로써 상기 효과를 발휘하는 이유에 대해서는 반드시 명확한 것은 아니지만, 예를 들어 이하와 같이 추정할 수 있다. 즉, [B] 화합물의 음이온이, -SO3 - 혹은 COO-가 결합된 탄소 원자 또는 -SO3 - 혹은 COO-가 결합하는 탄소와 인접하는 탄소가 산소 원자를 가짐으로써, [B] 화합물의 극성이 변화되어, 레지스트막 중에서의 확산성이 적절하게 억제된다. 또한, [B] 화합물은 -SO3 - 혹은 COO-의 근접하는 위치에 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 불소 원자를 포함하지 않는 1가의 유기기를 가짐으로써, [B] 화합물의 산성도가 적절하게 제어된다. 이들의 결과, [B] 화합물은 산 발생제로서 양호하게 기능한다. 따라서, 당해 감방사선성 수지 조성물의 LWR 성능 등이 향상된다고 생각된다.The said radiation-sensitive resin composition is excellent in LWR performance etc. by containing the compound [B] in addition to the polymer [A]. Although it is not necessarily clear about the reason why the said radiation-sensitive resin composition exhibits the said effect by having the said structure, for example, it can estimate as follows. That is, [B] is the anion of a compound, -SO 3 - or COO - is bonded carbon atom or a -SO 3 - or COO - by having a carbon atom adjacent to the oxygen with the carbon is to combine, in the [B] compound The polarity is changed, and diffusivity in the resist film is appropriately suppressed. In addition, the [B] compound has a monovalent organic group that does not contain a hydrogen atom or a fluorine atom having 1 to 20 carbon atoms at a position adjacent to -SO 3 - or COO -, so that the acidity of the compound [B] is appropriately controlled. do. As a result of these, the [B] compound functions well as an acid generator. Accordingly, it is considered that the LWR performance of the radiation-sensitive resin composition is improved.

상기 R1로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 불소 원자를 포함하지 않는 1가의 유기기로서는 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, 이 탄화수소기의 탄소-탄소간 또는 결합손측의 말단에 불소 원자를 포함하지 않는 2가의 헤테로 원자 함유기를 포함하는 1가의 기(g), 상기 탄화수소기 및 기(g)가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부를 불소 원자를 포함하지 않는 헤테로 원자 함유기로 치환한 1가의 기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 R2로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 불소 원자를 포함하지 않는 1가의 유기기로서는 상기 R1에서 든 기와 마찬가지의 기를 들 수 있다. R1 및 R2 중 적어도 하나가 ORQ로 표시되는 기를 나타내는 경우, 상기 RQ로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기로서는 상기 R1로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 불소 원자를 포함하지 않는 1가의 유기기와 마찬가지의 기를 들 수 있다.As the monovalent organic group not containing a fluorine atom having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 , for example, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, carbon-carbon of the hydrocarbon group, or fluorine at the end of the bond. 1 in which some or all of the hydrogen atoms of the monovalent group (g) containing a divalent hetero atom-containing group containing no atoms, the hydrocarbon group and the group (g) are substituted with a hetero atom-containing group containing no fluorine atoms A flag and the like are mentioned. Moreover, as a monovalent organic group which does not contain a C1-C20 fluorine atom represented by said R<2> , the group similar to the group mentioned for said R<1> is mentioned. When at least one of R 1 and R 2 represents a group represented by OR Q , the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R Q does not contain a fluorine atom having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 . The same group as the monovalent organic group which does not do is mentioned.

상기 R3으로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기로서는 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, 이 탄화수소기의 탄소-탄소간 또는 결합손측의 말단에 2가의 헤테로 원자 함유기를 포함하는 1가의 기(g), 상기 탄화수소기 및 기(g)가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부를 헤테로 원자 함유기로 치환한 1가의 기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 R4로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기로서는 상기 R3에서 든 기와 마찬가지의 기를 들 수 있다. R3 및 R4 중 적어도 하나가 ORQ로 표시되는 기를 나타내는 경우, 상기 RQ로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기로서는 상기 R3으로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기와 마찬가지의 기를 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 3 include a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a carbon-carbon group of the hydrocarbon group, or a divalent hetero atom-containing group at the end of the bond. and monovalent groups in which some or all of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group and group (g) are substituted with a hetero atom-containing group. Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by the R 4 groups may be mentioned any of the same groups in the above R 3. When at least one of R 3 and R 4 represents a group represented by OR Q , the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R Q is the same as the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 3 . of can be lifted.

상기 R5, 상기 R6 및 상기 R7로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기로서는 상기 R3에서 든 기와 마찬가지의 기를 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 5 , R 6 and R 7 include the same groups as those for R 3 .

상기 R1과 R2, R1과 R3, R1과 R5, R3과 R4, R3과 R5, 또는 R5와 R6이 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 20의 환 구조로서는, 예를 들어 환원수 3 내지 20의 지환 구조, 환원수 3 내지 20의 지방족 복소환 구조, 환원수 3 내지 20의 방향환 구조, 환원수 3 내지 20의 방향족 복소환 구조 등을 들 수 있다.wherein R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 5 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , or R 5 and R 6 are combined with each other to form together with the carbon atom to which they are attached As the ring structure having 3 to 20 reduced numbers, for example, an alicyclic structure having 3 to 20 reducing numbers, an aliphatic heterocyclic structure having 3 to 20 reducing numbers, an aromatic ring structure having 3 to 20 reducing numbers, an aromatic heterocyclic structure having 3 to 20 reducing numbers, etc. can be heard

상기 환원수 3 내지 20의 지환 구조로서는 예를 들어 시클로프로판 구조, 시클로부탄 구조, 시클로펜탄 구조, 시클로헥산 구조, 시클로헵탄 구조, 시클로옥탄 구조 등의 단환의 포화 탄화수소 구조; Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 reduced numbers include monocyclic saturated hydrocarbon structures such as cyclopropane structure, cyclobutane structure, cyclopentane structure, cyclohexane structure, cycloheptane structure and cyclooctane structure;

노르보르난 구조 등의 다환의 포화 탄화수소 구조 등을 들 수 있다.Polycyclic saturated hydrocarbon structures, such as a norbornane structure, etc. are mentioned.

상기 환원수 3 내지 20의 지방족 복소환 구조로서는 예를 들어 옥사시클로펜탄 구조, 티아시클로펜탄 구조, 아자시클로펜탄 구조 등을 들 수 있다.Examples of the aliphatic heterocyclic structure having 3 to 20 reduced numbers include an oxacyclopentane structure, a thiacyclopentane structure, and an azacyclopentane structure.

상기 환원수 3 내지 20의 방향환 구조로서는 예를 들어 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌, 안트라센 등을 들 수 있다.Examples of the aromatic ring structure of the reduced water 3 to 20 include benzene, naphthalene, phenanthrene, and anthracene.

상기 환원수 3 내지 20의 방향족 복소환 구조로서는, 예를 들어 As the aromatic heterocyclic structure having 3 to 20 reduced numbers, for example,

푸란, 피란, 피리딘, 피리미딘 등의 단환의 방향족 복소환 구조; monocyclic aromatic heterocyclic structures such as furan, pyran, pyridine and pyrimidine;

벤조피란, 인돌 등의 다환의 방향족 복소환 구조 등을 들 수 있다.Polycyclic aromatic heterocyclic structures, such as benzopyran and an indole, etc. are mentioned.

상기 환원수 3 내지 20의 환 구조로서는, 이들 중에서 환원수 3 내지 20의 지환 구조 또는 환원수 3 내지 20의 지방족 복소환 구조가 바람직하고, 탄소수 5 내지 8의 단환 포화 탄화수소 구조 및 탄소수 7 내지 12의 다환 포화 탄화수소 구조가 보다 바람직하고, 시클로펜탄 구조, 시클로헥산 구조, 시클로옥탄 구조 및 노르보르난 구조 및 아다만탄 구조가 더욱 바람직하고, 시클로펜탄 구조 및 아다만탄 구조가 특히 바람직하다.As the ring structure having 3 to 20 reduced numbers, among these, an alicyclic structure having 3 to 20 reduced numbers or an aliphatic heterocyclic structure having 3 to 20 reduced numbers is preferable, a monocyclic saturated hydrocarbon structure having 5 to 8 carbon atoms and a polycyclic saturated structure having 7 to 12 carbon atoms. A hydrocarbon structure is more preferable, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, a cyclooctane structure, and a norbornane structure and an adamantane structure are still more preferable, and a cyclopentane structure and an adamantane structure are especially preferable.

Y-는 SO3 - 또는 COO-이고, SO3 -가 보다 바람직하다.Y - is SO 3 - or COO - , more preferably SO 3 -.

X+로 표시되는 1가의 감방사선성 오늄 양이온은, 노광광 및/또는 전자선의 조사에 의해 분해되는 양이온이다. 술포네이트 음이온과 감방사선성 오늄 양이온을 포함하는 산 발생제를 예로 들면, 노광부에서는, 이 감방사선성 오늄 양이온의 분해에 의해 생성되는 프로톤과, 상기 술포네이트 음이온으로부터 술폰산이 생성된다.The monovalent radiation-sensitive onium cation represented by X + is a cation decomposed by exposure light and/or irradiation with an electron beam. Taking an acid generator containing a sulfonate anion and a radiation-sensitive onium cation as an example, in the exposed portion, a sulfonic acid is produced from a proton generated by decomposition of the radiation-sensitive onium cation and the sulfonate anion.

상기 X+로 표시되는 1가의 감방사선성 오늄 양이온으로서는 예를 들어 하기 식 (r-a)로 표시되는 양이온(이하, 「양이온 (r-a)」라고도 함), 하기 식 (r-b)로 표시되는 양이온(이하, 「양이온 (r-b)」라고도 함), 하기 식 (r-c)로 표시되는 양이온(이하, 「양이온 (r-c)」라고도 함) 등을 들 수 있다.As the monovalent radiation-sensitive onium cation represented by X + , for example, a cation represented by the following formula (ra) (hereinafter also referred to as “cation (ra)”), a cation represented by the following formula (rb) (hereinafter referred to as “cation (ra)”) , "cation (rb)"), a cation represented by the following formula (rc) (hereinafter also referred to as "cation (rc)"), etc. are mentioned.

Figure 112017020884802-pat00017
Figure 112017020884802-pat00017

상기 식 (r-a) 중, RB3 및 RB4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이다. RB5는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자이다. b3은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이다. RB5가 복수인 경우, 복수의 RB5는 동일하거나 상이해도 되고, 또한 복수의 RB5는 서로 합쳐져서 환 구조를 구성해도 된다. nbb는 0 내지 3의 정수이다.In the formula (ra), R B3 and R B4 are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R B5 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxy group, a nitro group or a halogen atom. b3 is each independently an integer of 0 to 5; When plural RB5 is plural, plural RB5 may be the same or different, and some RB5 may combine with each other and may comprise a ring structure. n bb is an integer from 0 to 3.

상기 RB3, RB4 및 RB5로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기로서는 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, 이 탄화수소기의 탄소-탄소간 또는 결합손측의 말단에 2가의 헤테로 원자 함유기를 포함하는 1가의 기(g), 상기 탄화수소기 및 기(g)가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부를 헤테로 원자 함유기로 치환한 1가의 기 등을 들 수 있다.As the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R B3 , R B4 and R B5 above, for example, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, carbon-carbon of the hydrocarbon group, or 2 at the end of the bond loss side and a monovalent group (g) containing a valent hetero atom-containing group, and a monovalent group in which some or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group and group (g) are substituted with a hetero atom-containing group.

RB3 및 RB4로서는 탄소수 1 내지 20의 1가의 비치환 탄화수소기 또는 수소 원자가 치환기에 의해 치환된 탄화수소기가 바람직하고, 탄소수 6 내지 18의 1가의 비치환 방향족 탄화수소기 또는 수소 원자가 치환기에 의해 치환된 방향족 탄화수소기가 보다 바람직하고, 페닐기가 더욱 바람직하다.As R B3 and R B4 , a monovalent unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a hydrocarbon group in which a hydrogen atom is substituted by a substituent is preferable, and a monovalent unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms or a hydrogen atom is substituted by a substituent An aromatic hydrocarbon group is more preferable, and a phenyl group is still more preferable.

상기 RB3 및 RB4로서 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기가 갖는 수소 원자를 치환하고 있어도 되는 치환기로서는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, -OSO2-Rk, -SO2-Rk, -ORk, -COORk, -O-CO-Rk, -O-Rkk-COORk, -Rkk-CO-Rk 및 -S-Rk가 바람직하다. Rk는 탄소수 1 내지 10의 1가의 탄화수소기이다. Rkk는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 2가의 탄화수소기이다.Examples of the substituent optionally substituted for a hydrogen atom in the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R B3 and R B4 include a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, -OSO 2 -R k , -SO 2 -R k , -OR k , -COOR k , -O-CO-R k , -OR kk -COOR k , -R kk -CO-R k and -SR k are preferred. R k is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R kk is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.

RB5로서는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, -OSO2-Rk, -SO2-Rk, -ORk, -COORk, -O-CO-Rk, -O-Rkk-COORk, -Rkk-CO-Rk 및 -S-Rk가 바람직하다. Rk는 탄소수 1 내지 10의 1가의 탄화수소기이다. Rkk는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 2가의 탄화수소기이다.R B5 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, -OSO 2 -R k , -SO 2 -R k , -OR k , -COOR k , -O-CO-R k , -OR Preference is given to kk -COOR k , -R kk -CO-R k and -SR k. R k is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R kk is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.

상기 식 (r-b) 중, RB6 및 RB7은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자이다. b4는 0 내지 7의 정수이다. RB6이 복수인 경우, 복수의 RB6은 동일하거나 상이해도 되고, 또한 복수의 RB6은 서로 합쳐져서 환 구조를 구성해도 된다. b5는 0 내지 6의 정수이다. RB7이 복수인 경우, 복수의 RB7은 동일하거나 상이해도 되고, 또한 복수의 RB7은 서로 합쳐져서 환 구조를 구성해도 된다. nb2는 0 내지 3의 정수이다. RB8은 단결합 또는 탄소수 1 내지 20의 2가의 유기기이다. nb1은 0 내지 2의 정수이다.In the formula (rb), R B6 and R B7 each independently represent a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, a nitro group or a halogen atom. b4 is an integer from 0 to 7. When plural RB6s are plural, plural RB6s may be the same or different, and plural RB6s may be combined with each other to form a ring structure. b5 is an integer from 0 to 6. When plural RB7s are plural, plural RB7s may be the same or different, and plural RB7s may be combined with each other to constitute a ring structure. n b2 is an integer from 0 to 3. R B8 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. n b1 is an integer from 0 to 2.

상기 RB6 및 RB7로서는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, -ORk, -COORk, -O-CO-Rk, -O-Rkk-COORk 및 -Rkk-CO-Rk가 바람직하다. Rk는 탄소수 1 내지 10의 1가의 탄화수소기이다. Rkk는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 2가의 탄화수소기이다.As R B6 and R B7, a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, -OR k , -COOR k , -O-CO-R k , -OR kk -COOR k and -R kk -CO -R k is preferred. R k is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R kk is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.

상기 식 (r-c) 중, RB9 및 RB10은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자이다. b6 및 b7은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이다. RB9가 복수인 경우, 복수의 RB9는 동일하거나 상이해도 되고, 또한 복수의 RB9는 서로 합쳐져서 환 구조를 구성해도 된다. RB10이 복수인 경우, 복수의 RB10은 동일하거나 상이해도 되고, 또한 복수의 RB10은 서로 합쳐져서 환 구조를 구성해도 된다.In the formula (rc), R B9 and R B10 are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, a nitro group or a halogen atom. b6 and b7 are each independently an integer of 0 to 5; When plural RB9s are plural, plural RB9s may be the same or different, and plural RB9s may be combined with each other to form a ring structure. When there are a plurality of RB10s , a plurality of RB10s may be the same or different, and a plurality of RB10s may be combined with each other to constitute a ring structure.

상기 RB9 및 RB10으로서는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, -OSO2-Rk, -SO2-Rk, -ORk, -COORk, -O-Rk-, -O-CO-Rk, -O-Rkk-COORk, -Rkk-CO-Rk, -S-Rk, 및 이들 기 중 2개 이상이 서로 합쳐져서 구성되는 환 구조가 바람직하다. Rk는 탄소수 1 내지 10의 1가의 탄화수소기이다. Rkk는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 2가의 탄화수소기이다.As R B9 and R B10 , a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, -OSO 2 -R k , -SO 2 -R k , -OR k , -COOR k , -OR k -, - O-CO-R k , -OR kk -COOR k , -R kk -CO-R k , -SR k , and a ring structure constituted by combining two or more of these groups together are preferred. R k is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R kk is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.

RB5, RB6, RB7, RB9 및 RB10으로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R B5 , R B6 , R B7 , R B9 and R B10 include,

메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기 등의 직쇄상의 알킬기; linear alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an n-butyl group;

i-프로필기, i-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기 등의 분지상의 알킬기; branched alkyl groups such as i-propyl group, i-butyl group, sec-butyl group and t-butyl group;

페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 메시틸기, 나프틸기 등의 아릴기; Aryl groups, such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a mesityl group, and a naphthyl group;

벤질기, 페네틸기 등의 아르알킬기 등을 들 수 있다. Aralkyl groups, such as a benzyl group and a phenethyl group, etc. are mentioned.

RB8로 표시되는 2가의 유기기로서는 예를 들어 상기 식 (r-a)의 RB3, RB4 및 RB5로서 예시한 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기로부터 1개의 수소 원자를 제외한 기 등을 들 수 있다.Examples of the divalent organic group represented by R B8 include groups in which one hydrogen atom is removed from the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms exemplified as R B3 , R B4 and R B5 in the formula (ra). can

상기 RB5, RB6, RB7, RB9 및 RB10으로 표시되는 탄화수소기가 갖는 수소 원자를 치환하고 있어도 되는 치환기로서는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자, 히드록시기, 카르복시기, 시아노기, 니트로기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기, 알콕시카르보닐옥시기, 아실기, 아실옥시기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 할로겐 원자가 바람직하고, 불소 원자가 보다 바람직하다.Examples of the substituent which may substitute a hydrogen atom in the hydrocarbon group represented by R B5 , R B6 , R B7 , R B9 and R B10 include, for example, a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom; and a hydroxyl group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, an acyloxy group, and the like. Among these, a halogen atom is preferable and a fluorine atom is more preferable.

RB5, RB6, RB7, RB9 및 RB10으로서는 비치환된 직쇄상 또는 분지상의 1가의 알킬기, 1가의 불소화 알킬기, 비치환의 1가의 방향족 탄화수소기, -OSO2-Rk 및 -SO2-Rk가 바람직하고, 불소화 알킬기 및 비치환의 1가의 방향족 탄화수소기가 보다 바람직하고, 불소화 알킬기가 더욱 바람직하다.R B5 , R B6 , R B7 , R B9 and R B10 are an unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group, a monovalent fluorinated alkyl group, an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group, -OSO 2 -R k and -SO 2- R k is preferable, a fluorinated alkyl group and an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group are more preferable, and a fluorinated alkyl group is still more preferable.

식 (r-a)에 있어서의 b3으로서는 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다. nbb로서는 0 및 1이 바람직하고, 0이 보다 바람직하다. 식 (r-b)에 있어서의 b4로서는 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다. b5로서는 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다. nb2로서는 2 및 3이 바람직하고, 2가 보다 바람직하다. nb1로서는 0 및 1이 바람직하고, 0이 보다 바람직하다. 식 (r-c)에 있어서의 b6 및 b7로서는 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다.As b3 in Formula (ra), the integer of 0-2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is still more preferable. As n bb, 0 and 1 are preferable and 0 is more preferable. As b4 in Formula (rb), the integer of 0-2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is still more preferable. As b5, the integer of 0-2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is still more preferable. As n b2, 2 and 3 are preferable and 2 is more preferable. As n b1, 0 and 1 are preferable and 0 is more preferable. As b6 and b7 in Formula (rc), the integer of 0-2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is still more preferable.

X+로서는 이들 중에서 양이온 (r-a) 및 양이온 (r-b)가 바람직하고, 트리페닐술포늄 양이온 및 1-[2-(4-시클로헥실페닐카르보닐)프로판-2-일]테트라히드로티오페늄 양이온이 보다 바람직하다.As X +, among these, cation (ra) and cation (rb) are preferable, triphenylsulfonium cation and 1-[2-(4-cyclohexylphenylcarbonyl)propan-2-yl]tetrahydrothiophenium cation This is more preferable.

[B] 화합물로서는 예를 들어 하기 식 (B-1) 내지 (B-24)로 표시되는 화합물(이하, 「화합물 (B-1) 내지 (B-24)」라고도 함) 등을 들 수 있다.[B] Examples of the compound include compounds represented by the following formulas (B-1) to (B-24) (hereinafter also referred to as “compounds (B-1) to (B-24)”). .

Figure 112017020884802-pat00018
Figure 112017020884802-pat00018

Figure 112017020884802-pat00019
Figure 112017020884802-pat00019

Figure 112017020884802-pat00020
Figure 112017020884802-pat00020

[B] 화합물로서는, 이들 중에서 화합물 (B-1), 화합물 (B-2) 및 화합물 (B-5), 화합물 (B-12) 및 화합물 (B-15)가 바람직하다.[B] As the compound, among these, compound (B-1), compound (B-2) and compound (B-5), compound (B-12) and compound (B-15) are preferable.

상기 [B] 화합물은 여러 가지 합성 방법에 의해 합성할 수 있다. 예를 들어 [B] 화합물이 상기 화합물 (B-15)인 경우, 하기 식 (ⅰ)로 표시되는 화합물(화합물 (ⅰ)이라고도 함)인 하기 식 (b-2)로 표시되는 화합물(이하, 「화합물 (b-2)」라고도 함)로부터 하기 반응식에 따라 화합물 (B-15)를 합성할 수 있다.The compound [B] can be synthesized by various synthetic methods. For example, when the compound [B] is the compound (B-15), the compound represented by the following formula (b-2), which is a compound represented by the following formula (i) (also referred to as compound (i)) (hereinafter, Compound (B-15) can be synthesized from "compound (b-2)") according to the following scheme.

Figure 112017020884802-pat00021
Figure 112017020884802-pat00021

상기 식 (ⅰ) 중, R1 내지 R7, Y-는 상기 식 (1)과 동의이다. M+는 1가의 금속 양이온이다.In the formula (i), R 1 to R 7 , Y have the same definitions as in the formula (1). M + is a monovalent metal cation.

M+로 표시되는 1가의 금속 양이온으로서는 예를 들어 Na+, Li+, K+, Cs+, Ag+ 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent metal cation represented by M + include Na + , Li + , K + , Cs + , Ag + and the like.

Figure 112017020884802-pat00022
Figure 112017020884802-pat00022

중간체인 화합물 (b-2)는 상기 식 (b-1)로 표시되는 화합물과 아황산나트륨을 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 상기 화합물 (B-1)은 화합물 (b-2)와 트리페닐술포늄클로라이드를 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 이들 이외의 [B] 화합물에 대해서도 공지된 방법을 이용하여 합성할 수 있다.The intermediate compound (b-2) can be obtained by reacting the compound represented by the formula (b-1) with sodium sulfite. The compound (B-1) can be obtained by reacting the compound (b-2) with triphenylsulfonium chloride. Compounds [B] other than these can also be synthesized using a known method.

[B] 화합물의 함유량의 하한으로서는 당해 감방사선성 수지 조성물의 전체 고형분에 대하여 0.1질량%가 바람직하고, 0.5 질량%가 보다 바람직하고, 1질량%가 더욱 바람직하고, 3질량%가 특히 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 전체 고형분중, 30질량%가 바람직하고, 20질량%가 보다 바람직하고, 15질량%가 더욱 바람직하고, 10질량%가 특히 바람직하다. [B] 화합물의 함유량이 상기 하한 미만이면 당해 감방사선성 수지 조성물의 해상성 등의 리소그래피 성능이 저하되는 경우가 있다. [B] 화합물의 함유량이 상기 상한을 초과하면 당해 감방사선성 수지 조성물의 감도가 저하되는 경우가 있다.[B] The lower limit of the content of the compound is preferably 0.1% by mass, more preferably 0.5% by mass, still more preferably 1% by mass, and particularly preferably 3% by mass relative to the total solid content of the radiation-sensitive resin composition. . As an upper limit of the said content, in total solid, 30 mass % is preferable, 20 mass % is more preferable, 15 mass % is still more preferable, 10 mass % is especially preferable. [B] Lithography performance, such as resolution, of the said radiation-sensitive resin composition as content of a compound is less than the said lower limit may fall. [B] When content of a compound exceeds the said upper limit, the sensitivity of the said radiation-sensitive resin composition may fall.

또한, [B] 화합물의 함유량의 하한으로서는 [A] 중합체 100질량부에 대하여 0.1질량부가 바람직하고, 0.5질량부가 보다 바람직하고, 1질량부가 더욱 바람직하고, 2질량부가 특히 바람직하다. 또한, 함유량의 상한으로서는 [A] 중합체 100질량부에 대하여 30질량부가 바람직하고, 20질량부가 보다 바람직하고, 15질량부가 더욱 바람직하고, 10질량부가 특히 바람직하다. [B] 화합물의 함유량을 상기 범위로 함으로써 당해 감방사선성 수지 조성물의 LWR 성능 등을 더욱 향상시킬 수 있다.Moreover, as a lower limit of content of [B] compound, 0.1 mass part is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymers, 0.5 mass part is more preferable, 1 mass part is still more preferable, 2 mass parts is especially preferable. Moreover, as an upper limit of content, 30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymer, 20 mass parts is more preferable, 15 mass parts is still more preferable, 10 mass parts is especially preferable. [B] By making content of the compound into the said range, the LWR performance etc. of the said radiation-sensitive resin composition can be improved further.

<[C] 용매><[C] solvent>

당해 감방사선성 수지 조성물은 통상 [C] 용매를 함유한다. [C] 용매는, 적어도 [A] 중합체, [B] 화합물, 필요에 따라 함유되는 [E] 질소 함유 화합물 등을 용해 또는 분산 가능한 용매라면 특별히 한정되지 않는다. 당해 감방사선성 수지 조성물은 [C] 용매를 1종 또는 2종 이상 함유하고 있어도 된다.The said radiation-sensitive resin composition contains the solvent [C] normally. [C] The solvent is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing at least the polymer [A], the compound [B], and the [E] nitrogen-containing compound contained as necessary. The said radiation-sensitive resin composition may contain the [C] solvent 1 type, or 2 or more types.

[C] 용매로서는 예를 들어 알코올계 용매, 에테르계 용매, 케톤계 용매, 아미드계 용매, 에스테르계 용매, 탄화수소계 용매 등을 들 수 있다.[C] Examples of the solvent include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, amide solvents, ester solvents, and hydrocarbon solvents.

[C] 용매로서는 에스테르계 용매 및 케톤계 용매가 바람직하고, 다가 알코올 부분 에테르카르복실레이트계 용매 및 환상 케톤계 용매가 보다 바람직하고, 다가 알코올 부분 알킬에테르아세테이트 및 시클로알카논이 더욱 바람직하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 및 시클로헥사논이 특히 바람직하다.[C] As the solvent, an ester solvent and a ketone solvent are preferable, a polyhydric alcohol partial ether carboxylate solvent and a cyclic ketone solvent are more preferable, and a polyhydric alcohol partial alkyl ether acetate and a cycloalkanone are more preferable; Propylene glycol monomethyl ether acetate and cyclohexanone are particularly preferred.

<[D] 다른 산 발생체><[D] Another acid generator>

당해 감방사선성 수지 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 [B] 화합물 이외의 [D] 다른 산 발생체를 함유해도 된다. [D] 다른 산 발생체는 노광에 의해 산을 발생하는 물질이다. 이 발생한 산에 의해, [A] 중합체 등이 갖는 산 해리성 기가 해리하여 카르복시기, 히드록시기 등이 발생하고, [A] 중합체의 현상액에 대한 용해성이 변화하기 때문에, 당해 감방사선성 수지 조성물에 의해 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 다른 산 발생체의 당해 감방사선성 수지 조성물에 있어서의 함유 형태로서는, 유리(遊離)의 화합물 형태(이하, 적절히 「[D] 다른 산 발생제」라고도 함)여도, 중합체의 일부로서 편입된 형태여도, 이들 양쪽의 형태여도 된다.The said radiation-sensitive resin composition may contain [D] other acid generators other than the [B] compound in the range which does not impair the effect of this invention. [D] Another acid generator is a substance that generates an acid by exposure. With this generated acid, the acid-dissociable group of the polymer [A] is dissociated to generate a carboxy group, a hydroxyl group, etc., and the solubility of the polymer [A] in a developer is changed. pattern can be formed. As a content form of another acid generator in the said radiation-sensitive resin composition, even if it is a free compound form (henceforth "[D] another acid generator" as appropriate), it is a form incorporated as a part of a polymer. Either these or both of these forms may be sufficient.

다른 산 발생제로서는 음이온과 감방사선성 오늄 양이온을 갖고, 음이온이 상기 식 (1)로 표시되는 구조를 갖지 않는 산 발생제 등을 들 수 있다.As another acid generator, it has an anion and a radiation-sensitive onium cation, The acid generator etc. which an anion does not have the structure represented by said Formula (1) are mentioned.

[D] 다른 산 발생제로서는 예를 들어 [B] 화합물 이외의 오늄염 화합물, N-술포닐옥시이미드 화합물, 할로겐 함유 화합물, 디아조케톤 화합물 등을 들 수 있다.[D] Examples of the other acid generator include onium salt compounds other than the [B] compound, N-sulfonyloxyimide compounds, halogen-containing compounds, and diazoketone compounds.

오늄염 화합물로서는 예를 들어 술폰산염, 테트라히드로티오페늄염, 요오도늄염, 포스포늄염, 디아조늄염, 피리디늄염 등을 들 수 있다.Examples of the onium salt compound include sulfonic acid salts, tetrahydrothiophenium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, and pyridinium salts.

[D] 다른 산 발생제의 구체예로서는 예를 들어 일본 특허 공개 제2009-134088호 공보의 단락 [0080] 내지 [0113]에 기재되어 있는 화합물 등을 들 수 있다.[D] As a specific example of another acid generator, the compound etc. which are described in Paragraph [0080] of Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-134088 - [0113] are mentioned, for example.

[D] 다른 산 발생제로서는 하기 식 (r)로 표시되는 산 발생제가 바람직하다. [D] 다른 산 발생제가 하기 구조를 가짐으로써, [A] 중합체의 구조 단위 (Ⅰ)이나 [B] 화합물과의 상호 작용 등에 의해, 노광에 의해 발생하는 산의 레지스트막 중의 확산 길이가 더 적절하게 짧아진다고 생각되고, 그 결과 당해 감방사선성 수지 조성물의 LWR 성능 및 초점 심도를 더 향상시킬 수 있다.[D] As another acid generator, the acid generator represented by a following formula (r) is preferable. [D] Since the other acid generator has the following structure, the diffusion length of the acid generated by exposure in the resist film due to the interaction with the structural unit (I) of the polymer [A] or the compound [B], etc. in the resist film is more appropriate It is thought that the LWR performance and depth of focus of the radiation-sensitive resin composition can be further improved as a result.

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상기 식 (r) 중, Rp1은 환원수 5 이상의 환 구조를 포함하는 1가의 기이다. Rp2는 2가의 연결기이다. Rp3 및 Rp4는 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 불소화 탄화수소기이다. Rp5 및 Rp6은 각각 독립적으로 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 불소화 탄화수소기이다. np1은 0 내지 10의 정수이다. np2는 0 내지 10의 정수이다. np3은 1 내지 10의 정수이다. np1이 2 이상인 경우, 복수의 Rp2는 동일하거나 상이해도 된다. np2가 2 이상인 경우, 복수의 Rp3은 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 Rp4는 동일하거나 상이해도 된다. np3이 2 이상인 경우, 복수의 Rp5는 동일하거나 상이해도 되고, 복수의 Rp6은 동일하거나 상이해도 된다. X+는 1가의 감방사선성 오늄 양이온이다.In the formula (r), R p1 is a monovalent group including a ring structure having 5 or more reduced numbers. R p2 is a divalent linking group. R p3 and R p4 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R p5 and R p6 are each independently a fluorine atom or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. n p1 is an integer from 0 to 10. n p2 is an integer from 0 to 10; n p3 is an integer from 1 to 10; When n p1 is 2 or more, a plurality of R p2 may be the same or different. When n p2 is 2 or more, a plurality of R p3 may be the same or different, and a plurality of R p4 may be the same or different. When n p3 is 2 or more, a plurality of R p5 may be the same or different, and a plurality of R p6 may be the same or different. X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

Rp1로 표시되는 환원수 5 이상의 환 구조를 포함하는 1가의 기로서는 예를 들어 환원수 5 이상의 지환 구조를 포함하는 1가의 기, 환원수 5 이상의 지방족 복소환 구조를 포함하는 1가의 기, 환원수 5 이상의 방향환 구조를 포함하는 1가의 기, 환원수 5 이상의 방향족 복소환 구조를 포함하는 1가의 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent group including a ring structure with 5 or more reduced numbers represented by R p1 include a monovalent group including an alicyclic structure with 5 or more reduced numbers, a monovalent group including an aliphatic heterocyclic structure with 5 or more reduced numbers, or a direction with 5 or more reduced numbers. The monovalent group containing a ring structure, the monovalent group containing the aromatic heterocyclic structure of 5 or more reduced numbers, etc. are mentioned.

상기 환원수 5 이상의 지환 구조로서는 예를 들어 As an alicyclic structure of 5 or more reduced numbers, for example,

시클로헥산 구조, 시클로헵탄 구조, 시클로옥탄 구조, 시클로노난 구조, 시클로데칸 구조, 시클로도데칸 구조 등의 단환의 시클로알칸 구조; monocyclic cycloalkane structures such as a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, a cyclooctane structure, a cyclononane structure, a cyclodecane structure, and a cyclododecane structure;

시클로헥센 구조, 시클로헵텐 구조, 시클로옥텐 구조, 시클로데센 구조 등의 단환의 시클로알켄 구조; monocyclic cycloalkene structures such as a cyclohexene structure, a cycloheptene structure, a cyclooctene structure, and a cyclodecene structure;

노르보르난 구조, 아다만탄 구조, 트리시클로데칸 구조, 테트라시클로도데칸 구조 등의 다환의 시클로알칸 구조; polycyclic cycloalkane structures such as norbornane structure, adamantane structure, tricyclodecane structure and tetracyclododecane structure;

노르보르넨 구조, 트리시클로데센 구조 등의 다환의 시클로알켄 구조 등을 들 수 있다.Polycyclic cycloalkene structures, such as a norbornene structure and a tricyclodecene structure, etc. are mentioned.

상기 환원수 5 이상의 지방족 복소환 구조로서는 예를 들어 As the aliphatic heterocyclic structure of 5 or more reduced numbers, for example,

헥사노락톤 구조, 노르보르난락톤 구조 등의 락톤 구조; Lactone structures, such as a hexanolactone structure and a norbornanlactone structure;

헥사노술톤 구조, 노르보르난술톤 구조 등의 술톤 구조; Sultone structures, such as a hexano sultone structure and a norbornan sultone structure;

옥사시클로헵탄 구조, 옥사 노르보르난 구조 등의 산소 원자 함유 복소환 구조; oxygen atom-containing heterocyclic structures such as an oxacycloheptane structure and an oxa norbornane structure;

아자시클로헥산 구조, 디아자비시클로옥탄 구조 등의 질소 원자 함유 복소환 구조; nitrogen atom-containing heterocyclic structures such as an azacyclohexane structure and a diazabicyclooctane structure;

티아시클로헥산 구조, 티아노르보르난 구조의 황 원자 함유 복소환 구조 등을 들 수 있다.The sulfur atom-containing heterocyclic structure of a thiacyclohexane structure and a thianorbornane structure, etc. are mentioned.

상기 환원수 5 이상의 방향환 구조로서는 예를 들어 벤젠 구조, 나프탈렌 구조, 페난트렌 구조, 안트라센 구조 등을 들 수 있다.As said aromatic ring structure of 5 or more reduced numbers, a benzene structure, a naphthalene structure, a phenanthrene structure, anthracene structure, etc. are mentioned, for example.

상기 환원수 5 이상의 방향족 복소환 구조로서는 예를 들어 푸란 구조, 피란 구조, 벤조피란 구조 등의 산소 원자 함유 복소환 구조, 피리딘 구조, 피리미딘 구조, 인돌 구조 등의 질소 원자 함유 복소환 구조 등을 들 수 있다.Examples of the aromatic heterocyclic structure having 5 or more reduced numbers include oxygen atom-containing heterocyclic structures such as furan structure, pyran structure and benzopyran structure, nitrogen atom-containing heterocyclic structures such as pyridine structure, pyrimidine structure and indole structure. can

Rp1의 환 구조의 환원수의 하한으로서는 7이 바람직하고, 8이 보다 바람직하고, 9가 더욱 바람직하고, 10이 특히 바람직하다. 한편, 상기 환원수의 상한으로서는 15가 바람직하고, 14가 보다 바람직하고, 13이 더욱 바람직하고, 12가 특히 바람직하다. 상기 환원수를 상기 범위로 함으로써 전술한 산의 확산 길이를 더욱 적절하게 짧게 할 수 있고, 그 결과 당해 감방사선성 수지 조성물의 LWR 성능 등을 더욱 향상시킬 수 있다.The lower limit of the number of reductions in the ring structure of R p1 is preferably 7, more preferably 8, still more preferably 9, and particularly preferably 10. On the other hand, as an upper limit of the said reduced water, 15 is preferable, 14 is more preferable, 13 is still more preferable, and 12 is especially preferable. By setting the reduced water to the above range, the diffusion length of the above-described acid can be shortened more appropriately, and as a result, the LWR performance of the radiation-sensitive resin composition can be further improved.

Rp1의 환 구조가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 상기 치환기로서는 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자, 히드록시기, 카르복시기, 시아노기, 니트로기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기, 알콕시카르보닐옥시기, 아실기, 아실옥시기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 히드록시기가 바람직하다.Some or all of the hydrogen atoms in the ring structure of R p1 may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, a hydroxyl group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, an acyloxy group and the like. Among these, a hydroxyl group is preferable.

Rp1로서는, 이들 중에서 환원수 5 이상의 지환 구조를 포함하는 1가의 기 및 환원수 5 이상의 지방족 복소환 구조를 포함하는 1가의 기가 바람직하고, 환원수 9 이상의 지환 구조를 포함하는 1가의 기 및 환원수 9 이상의 지방족 복소환 구조를 포함하는 1가의 기가 보다 바람직하고, 아다만틸기, 히드록시아다만틸기, 노르보르난락톤-일기, 노르보르난술톤-일기 및 5-옥소-4-옥사트리시클로[4.3.1.13, 8]운데칸-일기가 더욱 바람직하고, 아다만틸기가 특히 바람직하다.R p1 is preferably a monovalent group containing an alicyclic structure with a reduced number of 5 or more and a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure with a reduced number of 5 or more, among them, a monovalent group containing an alicyclic structure with a reduced number of 9 or more, and an aliphatic group with a reduced number of 9 or more A monovalent group containing a heterocyclic structure is more preferable, and an adamantyl group, a hydroxyadamantyl group, a norbornanlacton-yl group, a norbornansulton-yl group and 5-oxo-4-oxatricyclo[4.3.1.1 3, 8 ]undecan-yl group is more preferred, and adamantyl group is particularly preferred.

Rp2로 표시되는 2가의 연결기로서는 예를 들어 카르보닐기, 에테르기, 카르보닐옥시기, 술피드기, 티오카르보닐기, 술포닐기, 2가의 탄화수소기 등을 들 수 있다. Rp2로 표시되는 2가의 연결기로서는 카르보닐옥시기, 술포닐기, 알칸디일기 및 시클로알칸디일기가 바람직하고, 카르보닐옥시기 및 시클로알칸디일기가 보다 바람직하고, 카르보닐옥시기 및 노르보르난디일기가 더욱 바람직하고, 카르보닐옥시기가 특히 바람직하다.Examples of the divalent linking group represented by R p2 include a carbonyl group, an ether group, a carbonyloxy group, a sulfide group, a thiocarbonyl group, a sulfonyl group, and a divalent hydrocarbon group. As the divalent linking group represented by R p2 , a carbonyloxy group, a sulfonyl group, an alkanediyl group and a cycloalkanediyl group are preferable, a carbonyloxy group and a cycloalkanediyl group are more preferable, a carbonyloxy group and a norbor group A nadiyl group is more preferable, and a carbonyloxy group is especially preferable.

Rp3 및 Rp4로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서는 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 알킬기 등을 들 수 있다. Rp3 및 Rp4로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 불소화 탄화수소기로서는 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 불소화 알킬기 등을 들 수 있다. Rp3 및 Rp4로서는 수소 원자, 불소 원자 및 불소화 알킬기가 바람직하고, 불소 원자 및 퍼플루오로알킬기가 보다 바람직하고, 불소 원자 및 트리플루오로메틸기가 더욱 바람직하다.Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R p3 and R p4 include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R p3 and R p4 include a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. As R p3 and R p4 , a hydrogen atom, a fluorine atom and a fluorinated alkyl group are preferable, a fluorine atom and a perfluoroalkyl group are more preferable, and a fluorine atom and a trifluoromethyl group are still more preferable.

Rp5 및 Rp6으로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 불소화 탄화수소기로서는 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 불소화 알킬기 등을 들 수 있다. Rp5 및 Rp6으로서는 불소 원자 및 불소화 알킬기가 바람직하고, 불소 원자 및 퍼플루오로알킬기가 보다 바람직하고, 불소 원자 및 트리플루오로메틸기가 더욱 바람직하고, 불소 원자가 특히 바람직하다.Examples of the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R p5 and R p6 include a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. As R p5 and R p6 , a fluorine atom and a fluorinated alkyl group are preferable, a fluorine atom and a perfluoroalkyl group are more preferable, a fluorine atom and a trifluoromethyl group are still more preferable, and a fluorine atom is particularly preferable.

np1로서는 0 내지 5의 정수가 바람직하고, 0 내지 3의 정수가 보다 바람직하고, 0 내지 2의 정수가 더욱 바람직하고, 0 및 1이 특히 바람직하다.As n p1, the integer of 0-5 is preferable, the integer of 0-3 is more preferable, the integer of 0-2 is still more preferable, 0 and 1 are especially preferable.

np2로서는 0 내지 5의 정수가 바람직하고, 0 내지 2의 정수가 보다 바람직하고, 0 및 1이 더욱 바람직하고, 0이 특히 바람직하다.As n p2, the integer of 0-5 is preferable, the integer of 0-2 is more preferable, 0 and 1 are still more preferable, and 0 is especially preferable.

np3으로서는 1 내지 5의 정수가 바람직하고, 1 내지 4의 정수가 보다 바람직하고, 1 내지 3의 정수가 더욱 바람직하고, 1 및 2가 특히 바람직하다.As n p3 , the integer of 1-5 is preferable, the integer of 1-4 is more preferable, the integer of 1-3 is still more preferable, 1 and 2 are especially preferable.

X+로 표시되는 1가의 감방사선성 오늄 양이온은 상기 식 (1)의 X+와 동의이다.Monovalent radiation sensitive onium cation represented by X + X + is synonymous with the above equation (1).

상기 식 (r)로 표시되는 산 발생제로서는 예를 들어 하기 식 (r-1) 내지 (r-15)로 표시되는 화합물(이하, 「화합물 (r-1) 내지 (r-15)」라고도 함) 등을 들 수 있다.As the acid generator represented by the formula (r), for example, a compound represented by the following formulas (r-1) to (r-15) (hereinafter also referred to as “compounds (r-1) to (r-15)” ) and the like.

Figure 112017020884802-pat00024
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상기 식 (r-1) 내지 (r-15) 중, X+는 1가의 감방사선성 오늄 양이온이다.In the formulas (r-1) to (r-15), X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

[D] 다른 산 발생제로서는 오늄염 화합물이 바람직하고, 화합물 (r-5), (r-14) 및 (r-15)가 더욱 바람직하다.[D] As another acid generator, an onium salt compound is preferable, and the compounds (r-5), (r-14) and (r-15) are more preferable.

또한, [D] 다른 산 발생체로서는 하기 식 (7)로 표시되는 구조 단위를 갖는 중합체도 바람직하다.Moreover, as another acid generator [D], the polymer which has a structural unit represented by following formula (7) is also preferable.

Figure 112017020884802-pat00025
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상기 식 (7) 중, R'는 수소 원자 또는 메틸기이다. X+는 1가의 감방사선성 오늄 양이온이다.In the formula (7), R' is a hydrogen atom or a methyl group. X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation.

[D] 다른 산 발생제의 함유량의 하한으로서는 [A] 중합체 100질량부에 대하여 0.1질량부가 바람직하고, 0.5질량부가 보다 바람직하고, 1질량부가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 35질량부가 바람직하고, 30질량부가 보다 바람직하고, 25질량부가 더욱 바람직하다. [D] 다른 산 발생제의 함유량을 상기 범위로 함으로써 당해 감방사선성 수지 조성물의 감도 및 현상성이 향상되고, 그 결과 LWR 성능 및 초점 심도를 향상시킬 수 있다. [D] 다른 산 발생제는 1종 또는 2종 이상을 이용할 수 있다.[D] As a lower limit of content of another acid generator, 0.1 mass part is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymer, 0.5 mass part is more preferable, 1 mass part is still more preferable. As an upper limit of the said content, 35 mass parts is preferable, 30 mass parts is more preferable, and 25 mass parts is still more preferable. [D] By making content of another acid generator into the said range, the sensitivity and developability of the said radiation-sensitive resin composition can improve, As a result, LWR performance and depth of focus can be improved. [D] The other acid generator can use 1 type, or 2 or more types.

또한, 당해 감방사선성 수지 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, [D] 다른 산 발생제로서 노광에 의해 감광하여 약산을 발생하는 광붕괴성 염기를 이용할 수도 있다. 광붕괴성 염기는 산 확산 제어제로서 기능한다. 광붕괴성 염기로서는 예를 들어 노광에 의해 분해되어 산 확산 제어성을 상실하는 오늄염 화합물 등을 들 수 있다(단, [B] 화합물에 해당하는 것을 제외함). 예를 들어 하기 식 (6-1)로 표시되는 술포늄염 화합물, 하기 식 (6-2)로 표시되는 요오도늄염 화합물 등을 들 수 있다.Moreover, in the range which does not impair the effect of this invention, the said radiation-sensitive resin composition can also use the photodegradable base which sensitizes by exposure and generate|occur|produces a weak acid as another acid generator [D]. The photodegradable base functions as an acid diffusion control agent. Examples of the photodegradable base include an onium salt compound that decomposes upon exposure and loses acid diffusion controllability (however, except for compounds [B]). For example, the sulfonium salt compound represented by the following formula (6-1), the iodonium salt compound represented by the following formula (6-2), etc. are mentioned.

Figure 112017020884802-pat00026
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상기 식 (6-1) 중, R23 및 R24는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이다. R30은 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자이다. b8은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이다. R30이 복수인 경우, 복수의 R30은 동일하거나 상이해도 되고, 또한 복수의 R30은 서로 합쳐져서 환 구조를 구성해도 된다. nb3은 0 내지 3의 정수이다.In the formula (6-1), R 23 and R 24 are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 30 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxy group, a nitro group, or a halogen atom. b8 is each independently an integer of 0 to 5; When plural R 30 is plural, plural R 30 may be the same or different, and plural R 30 may be combined with each other to constitute a ring structure. n b3 is an integer from 0 to 3.

상기 R23, R24 및 R30으로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기로서는 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, 이 탄화수소기의 탄소-탄소간 또는 결합손측의 말단에 2가의 헤테로 원자 함유기를 포함하는 1가의 기(g), 상기 탄화수소기 및 기(g)가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부를 헤테로 원자 함유기로 치환한 1가의 기 등을 들 수 있다.As the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 23 , R 24 and R 30 , for example, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or 2 at the end of the carbon-carbon or bond side of the hydrocarbon group and a monovalent group (g) containing a valent hetero atom-containing group, and a monovalent group in which some or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group and group (g) are substituted with a hetero atom-containing group.

R23 및 R24로서는 탄소수 1 내지 20의 1가의 비치환 탄화수소기 또는 수소 원자가 치환기에 의해 치환된 탄화수소기가 바람직하고, 탄소수 6 내지 18의 1가의 비치환 방향족 탄화수소기 또는 수소 원자가 치환기에 의해 치환된 방향족 탄화수소기가 보다 바람직하고, 페닐기가 더욱 바람직하다.R 23 and R 24 are preferably a monovalent unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a hydrocarbon group in which a hydrogen atom is substituted by a substituent, and a monovalent unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms or a hydrogen atom in which a substituent is substituted. An aromatic hydrocarbon group is more preferable, and a phenyl group is still more preferable.

상기 R23 및 R24로서 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기가 갖는 수소 원자를 치환하고 있어도 되는 치환기로서는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, -OSO2-Rq, -SO2-Rq, -ORq, -COORq, -O-CO-Rq, -O-Rqq-COORq, -Rqq-CO-Rq 및 -S-Rq가 바람직하다. Rq는 탄소수 1 내지 10의 1가의 탄화수소기이다. Rqq는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 2가의 탄화수소기이다.Examples of the substituent optionally substituted for the hydrogen atom of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 23 and R 24 include a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, -OSO 2 -R q ; -SO 2 -R q , -OR q , -COOR q , -O-CO-R q , -OR qq -COOR q , -R qq -CO-R q and -SR q are preferred. R q is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R qq is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.

R30으로서는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, -OSO2-Rq, -SO2-Rq, -ORq, -COORq, -O-CO-Rq, -O-Rqq-COORq, -Rqq-CO-Rq 및 -S-Rq가 바람직하다. Rq는 탄소수 1 내지 10의 1가의 탄화수소기이다. Rqq는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 2가의 탄화수소기이다.R 30 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, -OSO 2 -R q , -SO 2 -R q , -OR q , -COOR q , -O-CO-R q , -OR Preference is given to qq -COOR q , -R qq -CO-R q and -SR q . R q is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R qq is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.

상기 식 (6-2) 중, R26 내지 R27은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기, 히드록시기, 니트로기 또는 할로겐 원자이다.In the formula (6-2), R 26 to R 27 each independently represent a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, a nitro group, or a halogen atom.

상기 R26 및 R27로서는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기, -OSO2-Rq, -SO2-Rq, -ORq, -COORq, -O-C-Rq, -O-Rqq-COORq, -Rqq-CO-Rq, -S-Rq, 및 이들 기 중 2개 이상이 서로 합쳐져서 구성되는 환 구조가 바람직하다. Rq는 탄소수 1 내지 10의 1가의 탄화수소기이다. Rqq는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 2가의 탄화수소기이다.As R 26 and R 27 , a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, -OSO 2 -R q , -SO 2 -R q , -OR q , -COOR q , -OCR q , -OR Preferred are qq -COOR q , -R qq -CO-R q , -SR q , and a ring structure constituted by combining two or more of these groups together. R q is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. R qq is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.

상기 R30, R26 및 R27로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서는 상기 식 (r-a)의 RB5로서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 30 , R 26 and R 27 include groups similar to those exemplified as R B5 in the formula (ra).

상기 R30, R26 및 R27로 표시되는 탄화수소기가 갖는 수소 원자를 치환하고 있어도 되는 치환기로서는 상기 식 (r-a)의 RB5에서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.Examples of the substituent optionally substituted for the hydrogen atom of the hydrocarbon group represented by R 30 , R 26 and R 27 include groups similar to those exemplified for RB5 in the formula (ra).

상기 R30, R26 및 R27로서는 비치환된 직쇄상 또는 분지상의 1가의 알킬기, 1가의 불소화 알킬기, 비치환의 1가의 방향족 탄화수소기, -OSO2-Rq 및 -SO2-Rq가 바람직하고, 불소화 알킬기 및 비치환의 1가의 방향족 탄화수소기가 보다 바람직하고, 불소화 알킬기가 더욱 바람직하다.As R 30 , R 26 and R 27 , an unsubstituted linear or branched monovalent alkyl group, a monovalent fluorinated alkyl group, an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group, -OSO 2 -R q and -SO 2 -R q are Preferably, a fluorinated alkyl group and an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group are more preferable, and a fluorinated alkyl group is still more preferable.

상기 식 (6-1) 및 (6-2) 중, E- 및 Q-는 각각 독립적으로 OH-, Rβ-COO-, Rγ-SO3 - 또는 하기 식 (6-3)으로 표시되는 음이온이다. Rβ는 알킬기, 아릴기 또는 아르알킬기이다. Rγ는 알킬기 또는 아르알킬기이다.In the above formulas (6-1) and (6-2), E - and Q - are each independently OH - , R β -COO - , R γ -SO 3 - or represented by the following formula (6-3) is an anion. R β is an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group. R γ is an alkyl group or an aralkyl group.

Figure 112017020884802-pat00027
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상기 식 (6-3) 중, R28은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상의 불소화 알킬기 또는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상의 알콕시기이다. u는 0 내지 2의 정수이다. u가 2인 경우, 2개의 R28은 동일하거나 상이해도 된다.In the formula (6-3), R 28 is a C1-C12 linear or branched alkyl group, a C1-C12 linear or branched fluorinated alkyl group, or a C1-C12 linear or branched alkyl group. It is an alkoxy group. u is an integer from 0 to 2. When u is 2, two R 28 may be the same or different.

[D] 다른 산 발생제로서는 예를 들어 하기 식으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.[D] As another acid generator, the compound etc. which are represented by a following formula are mentioned, for example.

Figure 112017020884802-pat00028
Figure 112017020884802-pat00028

[D] 다른 산 발생제로서는 이들 중에서 트리페닐술포늄살리실레이트 및 트리페닐술포늄10-캄포술포네이트가 바람직하다.[D] As another acid generator, triphenylsulfonium salicylate and triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate are preferable among these.

또한, 상기 [B] 화합물에 해당하지 않지만, 상기 [B] 화합물과 유사한 화합물로서 예를 들어 하기 식 (H-1) 내지 (H-4)로 표시되는 화합물(이하, 「화합물 (H-1) 내지 (H-4)」라고도 함)을 들 수 있다.In addition, although it does not correspond to the above-mentioned [B] compound, as a compound similar to the above-mentioned [B] compound, for example, a compound represented by the following formulas (H-1) to (H-4) (hereinafter referred to as “Compound (H-1)” ) to (H-4)”).

Figure 112017020884802-pat00029
Figure 112017020884802-pat00029

[D] 다른 산 발생제로서 광붕괴성 염기를 포함하는 경우, 광붕괴성 염기의 함유량의 하한으로서는 [A] 중합체 100질량부에 대하여 0질량부가 바람직하고, 0.1질량부가 보다 바람직하고, 0.3질량부가 더욱 바람직하고, 0.5질량부가 특히 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 [A] 중합체 100질량부에 대하여 15질량부가 바람직하고, 10질량부가 보다 바람직하고, 8질량부가 더욱 바람직하다. 다른 산 확산 제어체의 함유량이 상기 상한을 초과하면 당해 감방사선성 수지 조성물의 감도가 저하되는 경우가 있다.[D] When a photodegradable base is included as another acid generator, as a lower limit of content of a photodegradable base, 0 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymer, 0.1 mass parts is more preferable, 0.3 mass addition is more preferable, and 0.5 mass part is especially preferable. As an upper limit of the said content, 15 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymer, 10 mass parts is more preferable, 8 mass parts is still more preferable. When content of another acid diffusion control body exceeds the said upper limit, the sensitivity of the said radiation-sensitive resin composition may fall.

<[E] 질소 함유 화합물><[E] Nitrogen-containing compound>

당해 감방사선성 수지 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 [E] 질소 함유 화합물을 함유해도 된다. [E] 질소 함유 화합물은, 노광에 의해 [D] 다른 산 발생체 등으로부터 발생하는 산의 레지스트막 중에 있어서의 확산 현상을 제어하고, 미노광 영역에서의 바람직하지 않은 화학 반응을 억제하는 산 확산 제어제로서의 효과를 발휘한다. 또한, 감방사선성 수지 조성물의 저장 안정성이 향상됨과 함께 레지스트로서의 해상도가 더 향상된다. 또한, 노광부터 현상 처리까지의 노광 후 지연 시간의 변동에 의한 레지스트 패턴의 선폭 변화를 억제할 수 있어, 프로세스 안정성이 우수한 감방사선성 수지 조성물이 얻어진다.The said radiation-sensitive resin composition may contain [E] nitrogen-containing compound in the range which does not impair the effect of this invention. [E] The nitrogen-containing compound controls the diffusion phenomenon in the resist film of [D] acid generated from other acid generators or the like upon exposure and suppresses an undesirable chemical reaction in an unexposed region. It exerts an effect as a control agent. In addition, while the storage stability of the radiation-sensitive resin composition is improved, the resolution as a resist is further improved. In addition, it is possible to suppress the change in the line width of the resist pattern due to the fluctuation of the post-exposure delay time from exposure to development, and a radiation-sensitive resin composition excellent in process stability can be obtained.

[E] 질소 함유 화합물로서는 예를 들어 하기 식 (5)로 표시되는 화합물(이하, 「질소 함유 화합물 (Ⅰ)」이라고도 함), 동일 분자 내에 질소 원자를 2개 갖는 화합물(이하, 「질소 함유 화합물 (Ⅱ)」라고도 함), 질소 원자를 3개 갖는 화합물(이하, 「질소 함유 화합물 (Ⅲ)」이라고도 함), 아미드기 함유 화합물, 우레아 화합물, 질소 함유 복소환 화합물 등을 들 수 있다.[E] As the nitrogen-containing compound, for example, a compound represented by the following formula (5) (hereinafter also referred to as “nitrogen-containing compound (I)”), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound”) compound (II)"), a compound having three nitrogen atoms (hereinafter also referred to as "nitrogen-containing compound (III)"), an amide group-containing compound, a urea compound, a nitrogen-containing heterocyclic compound, and the like.

Figure 112017020884802-pat00030
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상기 식 (5) 중, R20, R21 및 R22는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 또는 아르알킬기이다.In the formula (5), R 20 , R 21 and R 22 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an aralkyl group.

질소 함유 화합물 (Ⅰ)로서는 예를 들어 n-헥실아민 등의 모노알킬아민류; 디-n-부틸아민 등의 디알킬아민류; 트리에틸아민 등의 트리알킬아민류; 아닐린, 2,6-디i-프로필아닐린 등의 방향족 아민류 등을 들 수 있다.Examples of the nitrogen-containing compound (I) include monoalkylamines such as n-hexylamine; dialkylamines such as di-n-butylamine; trialkylamines such as triethylamine; and aromatic amines such as aniline and 2,6-dii-propylaniline.

질소 함유 화합물 (Ⅱ)로서는 예를 들어 에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민 등을 들 수 있다.Examples of the nitrogen-containing compound (II) include ethylenediamine and N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine.

질소 함유 화합물 (Ⅲ)으로서는 예를 들어 폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민 등의 폴리아민 화합물; 디메틸아미노에틸아크릴아미드 등의 중합체 등을 들 수 있다.Examples of the nitrogen-containing compound (III) include polyamine compounds such as polyethyleneimine and polyallylamine; Polymers, such as dimethylamino ethyl acrylamide, etc. are mentioned.

아미드기 함유 화합물로서는 예를 들어 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 프로피온아미드, 벤즈아미드, 피롤리돈, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다.Examples of the amide group-containing compound include formamide, N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N,N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, and pyrroly. Don, N-methylpyrrolidone, etc. are mentioned.

우레아 화합물로서는 예를 들어 요소, 메틸우레아, 1,1-디메틸우레아, 1,3-디메틸우레아, 1,1,3,3-테트라메틸우레아, 1,3-디페닐우레아, 트리부틸티오우레아 등을 들 수 있다.Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tributylthiourea, and the like. can be heard

질소 함유 복소환 화합물로서는 예를 들어 피리딘, 2-메틸피리딘 등의 피리딘류; N-프로필 모르폴린, N-(운데실카르보닐옥시에틸)모르폴린 등의 모르폴린류; 피라진, 피라졸, 벤즈이미다졸, 2-페닐벤즈이미다졸 등의 이미다졸류 등을 들 수 있다.Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include pyridines such as pyridine and 2-methylpyridine; morpholines such as N-propyl morpholine and N-(undecylcarbonyloxyethyl)morpholine; and imidazoles such as pyrazine, pyrazole, benzimidazole and 2-phenylbenzimidazole.

질소 함유 유기 화합물로서 산 해리성 기를 갖는 화합물을 이용할 수도 있다. 이러한 산 해리성 기를 갖는 질소 함유 유기 화합물로서는, 예를 들어 N-t-부톡시카르보닐피페리딘, N-t-부톡시카르보닐이미다졸, N-t-부톡시카르보닐벤즈이미다졸, N-t-부톡시카르보닐-2-페닐벤즈이미다졸, N-(t-부톡시카르보닐)디-n-옥틸아민, N-(t-부톡시카르보닐)디에탄올아민, N-(t-부톡시카르보닐)디시클로헥실아민, N-(t-부톡시카르보닐)디페닐아민, N-t-부톡시카르보닐-4-히드록시피페리딘, N-t-아밀 옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘 등을 들 수 있다.As the nitrogen-containing organic compound, a compound having an acid dissociable group may also be used. Examples of the nitrogen-containing organic compound having an acid-dissociable group include Nt-butoxycarbonylpiperidine, Nt-butoxycarbonylimidazole, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarp. Bornyl-2-phenylbenzimidazole, N-(t-butoxycarbonyl)di-n-octylamine, N-(t-butoxycarbonyl)diethanolamine, N-(t-butoxycarbonyl) dicyclohexylamine, N-(t-butoxycarbonyl)diphenylamine, Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, etc. can be heard

당해 감방사선성 수지 조성물이 [E] 질소 함유 화합물을 함유하는 경우, [E] 질소 함유 화합물의 함유량의 하한으로서는 [A] 중합체 100질량부에 대하여 0.1질량부가 바람직하고, 0.3질량부가 보다 바람직하고, 1질량부가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 15질량부가 바람직하고, 10질량부가 보다 바람직하고, 5질량부가 더욱 바람직하다.When the radiation-sensitive resin composition contains the [E] nitrogen-containing compound, the lower limit of the content of the [E] nitrogen-containing compound is preferably 0.1 parts by mass, more preferably 0.3 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the polymer [A], , 1 part by mass is more preferable. As an upper limit of the said content, 15 mass parts is preferable, 10 mass parts is more preferable, 5 mass parts is still more preferable.

<[F] 중합체><[F] Polymer>

[F] 중합체는, [A] 중합체보다 불소 원자의 질량 함유율이 큰 중합체이다. [F] 중합체는, [A] 중합체보다 불소 원자의 질량 함유율이 크기 때문에, 그의 발유성적 특징에 의해 레지스트막을 형성했을 때에 그의 분포가 레지스트막 표층에 편재화하는 경향이 있다. 그 결과, 당해 감방사선성 수지 조성물에 의하면, 액침 노광 시에 있어서의 산 발생제, 산 확산 제어체 등이 액침 노광액에 용출되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 당해 감방사선성 수지 조성물에 의하면, 이 [F] 중합체의 발수성적 특징에 의해 레지스트막과 액침 노광액의 전진 접촉각을 원하는 범위로 제어할 수 있어 버블 결함의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 당해 감방사선성 수지 조성물에 의하면 레지스트막과 액침 노광액의 후퇴 접촉각이 커져서 물방울이 남지 않고 고속으로의 스캔 노광이 가능하게 된다. 당해 감방사선성 수지 조성물은 이와 같이 [F] 중합체를 함유함으로써 액침 노광법에 적합한 레지스트막을 형성할 수 있다.The polymer [F] is a polymer having a higher fluorine atom mass content than the polymer [A]. Since the polymer [F] has a higher mass content of fluorine atoms than the polymer [A], due to its oil repellency characteristic, when a resist film is formed, its distribution tends to be localized in the resist film surface layer. As a result, according to the radiation-sensitive resin composition, it is possible to suppress elution of the acid generator, the acid diffusion controller, and the like into the immersion exposure solution during immersion exposure. In addition, according to the radiation-sensitive resin composition, the advancing contact angle between the resist film and the immersion exposure solution can be controlled within a desired range due to the water repellency characteristics of the polymer [F], and the occurrence of bubble defects can be suppressed. In addition, according to the radiation-sensitive resin composition, the receding contact angle between the resist film and the immersion exposure solution is increased, so that no water droplets remain, and high-speed scanning exposure becomes possible. The said radiation-sensitive resin composition can form the resist film suitable for the liquid immersion exposure method by containing [F] polymer in this way.

[F] 중합체의 불소 원자의 질량 함유율의 하한으로서는 1질량%가 바람직하고, 2질량%가 보다 바람직하고, 4질량%가 더욱 바람직하고, 7질량%가 특히 바람직하다. 상기 질량 함유율의 상한으로서는 60질량%가 바람직하고, 50질량%가 보다 바람직하고, 40질량%가 더욱 바람직하고, 30질량%가 특히 바람직하다. 불소 원자의 질량 함유율을 상기 범위로 함으로써 [F] 중합체의 레지스트막에 있어서의 편재화를 더 적당하게 조정할 수 있다. 또한, 중합체의 불소 원자의 질량 함유율은 13C-NMR 스펙트럼 측정에 의해 중합체의 구조를 구하고, 그 구조로부터 산출할 수 있다.[F] The lower limit of the mass content of fluorine atoms in the polymer is preferably 1% by mass, more preferably 2% by mass, still more preferably 4% by mass, and particularly preferably 7% by mass. As an upper limit of the said mass content, 60 mass % is preferable, 50 mass % is more preferable, 40 mass % is still more preferable, 30 mass % is especially preferable. By setting the mass content of fluorine atoms in the above range, localization of the polymer [F] in the resist film can be more appropriately adjusted. In addition, the mass content rate of the fluorine atom of a polymer can calculate|require the structure of a polymer by 13 C-NMR spectrum measurement, and can compute it from the structure.

[F] 중합체에 있어서의 불소 원자의 함유 형태는 특별히 한정되지 않고, 주쇄, 측쇄 및 말단의 어디에 결합하는 것이어도 되지만, 불소 원자를 포함하는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (F)」라고도 함)를 갖는 것이 바람직하다. [F] 중합체는, 구조 단위 (F) 이외에도 당해 감방사선성 수지 조성물의 결함 억제성 향상의 관점에서, 산 해리성 기를 포함하는 구조 단위를 갖는 것이 바람직하다. 산 해리성 기를 포함하는 구조 단위로서는 예를 들어 [A] 중합체에 있어서의 구조 단위 (Ⅰ) 등을 들 수 있다.[F] The content of the fluorine atom in the polymer is not particularly limited, and may be bonded to any of the main chain, side chain, and terminal, but a structural unit containing a fluorine atom (hereinafter also referred to as “structural unit (F)”) ) is preferred. [F] In addition to the structural unit (F), the polymer preferably has a structural unit containing an acid-dissociable group from the viewpoint of improving the defect suppression property of the radiation-sensitive resin composition. Examples of the structural unit containing an acid-dissociable group include structural unit (I) in the polymer [A].

또한, [F] 중합체는 알칼리 해리성 기를 갖는 것이 바람직하다. [F] 중합체가 알칼리 해리성 기를 가지면 알칼리 현상시에 레지스트막 표면을 소수성으로부터 친수성으로 효과적으로 바꿀 수 있고, 당해 감방사선성 수지 조성물의 결함 억제성이 더 향상된다. 「알칼리 해리성 기」란 카르복시기, 히드록시기 등의 수소 원자를 치환하는 기이며, 알칼리 수용액(예를 들어 23℃의 2.38질량% 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액) 중에서 해리하는 기를 말한다.Further, the [F] polymer preferably has an alkali dissociable group. [F] When the polymer has an alkali dissociable group, the surface of the resist film can be effectively changed from hydrophobicity to hydrophilicity during alkali development, and the defect suppression property of the radiation-sensitive resin composition is further improved. An "alkali dissociable group" is a group which substitutes hydrogen atoms, such as a carboxy group and a hydroxyl group, and refers to the group which dissociates in aqueous alkali solution (for example, 23 degreeC 2.38 mass % tetramethylammonium hydroxide aqueous solution).

구조 단위 (F)로서는, 하기 식 (f-1)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (F-1)」이라고도 함) 및 하기 식 (f-2)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (F-2)」라고도 함)가 바람직하다. 구조 단위 (F)는 구조 단위 (F-1) 및 구조 단위 (F-2)를 각각 1종 또는 2종 이상 갖고 있어도 된다.As the structural unit (F), a structural unit represented by the following formula (f-1) (hereinafter also referred to as “structural unit (F-1)”) and a structural unit represented by the following formula (f-2) (hereinafter, "Structural unit (F-2)") is preferred. The structural unit (F) may have a structural unit (F-1) and a structural unit (F-2) 1 type, or 2 or more types, respectively.

[구조 단위 (F-1)][Structural unit (F-1)]

구조 단위 (F-1)은 하기 식 (f-1)로 표시되는 구조 단위이다. [F] 중합체는 구조 단위 (F-1)을 가짐으로써 불소 원자의 질량 함유율을 조정할 수 있다.The structural unit (F-1) is a structural unit represented by the following formula (f-1). [F] By having the structural unit (F-1), the mass content of fluorine atoms can be adjusted in the polymer.

Figure 112017020884802-pat00031
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상기 식 (f-1) 중, RA는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. G는 단결합, 산소 원자, 황 원자, -COO-, -SO2NH-, -CONH- 또는 -OCONH-이다. RB는 탄소수 1 내지 6의 1가의 불소화 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 4 내지 20의 1가의 불소화 지환식 탄화수소기이다.In the formula (f-1), R A is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. G is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -COO-, -SO 2 NH-, -CONH- or -OCONH-. R B is a monovalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a monovalent fluorinated alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms.

RA로서는 구조 단위 (F-1)을 부여하는 단량체의 공중합성의 관점에서 수소 원자 및 메틸기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.As R A , a hydrogen atom and a methyl group are preferable, and a methyl group is more preferable from the viewpoint of copolymerizability of the monomer giving the structural unit (F-1).

G로서는 -COO-, -SO2NH-, -CONH- 및 -OCONH-가 바람직하고, -COO-가 보다 바람직하다.As G, -COO-, -SO 2 NH-, -CONH-, and -OCONH- are preferable, and -COO- is more preferable.

RB로 표시되는 탄소수 1 내지 6의 1가의 불소화 쇄상 탄화수소기로서는 예를 들어 트리플루오로메틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기, 퍼플루오로에틸기, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필기, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로필기, 퍼플루오로-n-프로필기, 퍼플루오로-i-프로필기, 퍼플루오로-n-부틸기, 퍼플루오로-i-부틸기, 퍼플루오로-t-부틸기, 2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로펜틸기, 퍼플루오로헥실기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R B include trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, perfluoroethyl group, 2,2,3,3,3 -Pentafluoropropyl group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl group, perfluoro-n-propyl group, perfluoro-i-propyl group, perfluoro-n-butyl group group, perfluoro-i-butyl group, perfluoro-t-butyl group, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl group, perfluorohexyl group, etc. can

상기 RB로 표시되는 탄소수 4 내지 20의 1가의 불소화 지환식 탄화수소기로서는 예를 들어 모노플루오로시클로펜틸기, 디플루오로시클로펜틸기, 퍼플루오로시클로펜틸기, 모노플루오로시클로헥실기, 디플루오로시클로펜틸기, 퍼플루오로시클로헥실메틸기, 플루오로노르보르닐기, 플루오로아다만틸기, 플루오로보르닐기, 플루오로이소보르닐기, 플루오로트리시클로데실기, 플루오로테트라시클로데실기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent fluorinated alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R B include a monofluorocyclopentyl group, a difluorocyclopentyl group, a perfluorocyclopentyl group, a monofluorocyclohexyl group, Difluorocyclopentyl group, perfluorocyclohexylmethyl group, fluoronorbornyl group, fluoroadamantyl group, fluorobornyl group, fluoroisobornyl group, fluorotricyclodecyl group, fluorotetracyclodecyl group, etc. can be heard

RB로서는 불소화 쇄상 탄화수소기가 바람직하고, 2,2,2-트리플루오로에틸기 및 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로필기가 보다 바람직하고, 2,2,2-트리플루오로에틸기가 더욱 바람직하다.R B as the preferred fluorinated chain hydrocarbon group, and 2-2,2,2-trifluoro-ethyl group, and 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-propyl group is more preferable, and 2,2,2 - A trifluoroethyl group is more preferable.

[F] 중합체가 구조 단위 (F-1)을 갖는 경우, 구조 단위 (F-1)의 함유 비율의 하한으로서는 [F] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 10몰%가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 90몰%가 바람직하고, 70몰%가 보다 바람직하고, 50몰%가 더욱 바람직하다. 구조 단위 (F-1)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써 [F] 중합체의 불소 원자의 질량 함유율을 더욱 적절하게 조정할 수 있다.[F] When the polymer has a structural unit (F-1), the lower limit of the content rate of the structural unit (F-1) is preferably 10 mol% with respect to all structural units constituting the [F] polymer, and 20 mol % is more preferable. As an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 70 mol% is more preferable, and 50 mol% is still more preferable. By making the content rate of a structural unit (F-1) into the said range, the mass content rate of the fluorine atom of the polymer [F] can be adjusted more suitably.

[구조 단위 (F-2)][Structural unit (F-2)]

구조 단위 (F-2)는 하기 식 (f-2)로 표시되는 구조 단위이다. [F] 중합체는 구조 단위 (F-2)를 가짐으로써 알칼리 현상액에 대한 용해성이 향상되고, 현상 결함의 발생을 억제할 수 있다. 구조 단위 (F-2)는 (x) 알칼리 가용성 기를 갖는 경우와 (y) 알칼리의 작용에 의해 해리하여 알칼리 현상액에 대한 용해성이 증대되는 기(이하, 「알칼리 해리성 기」라고도 함)를 갖는 경우의 2개로 크게 구별된다.The structural unit (F-2) is a structural unit represented by the following formula (f-2). [F] When the polymer has the structural unit (F-2), solubility in an alkali developer is improved, and the occurrence of development defects can be suppressed. Structural unit (F-2) has (x) an alkali-soluble group and (y) a group (hereinafter also referred to as an "alkali dissociable group") that dissociates by the action of alkali to increase solubility in an alkali developer It is broadly divided into two cases.

Figure 112017020884802-pat00032
Figure 112017020884802-pat00032

(x), (y) 양쪽에 공통되며, 상기 식 (f-2) 중, RC는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. RD는 단결합, 탄소수 1 내지 20의 (s+1)가의 탄화수소기, 이 탄화수소기의 RE측의 말단에 산소 원자, 황 원자, -NR'-, 카르보닐기, -COO- 또는 -CONH-이 결합된 구조, 또는 이 탄화수소기가 갖는 수소 원자의 일부가 헤테로 원자를 갖는 유기기에 의해 치환된 구조이다. R'는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 탄화수소기이다. s는 1 내지 3의 정수이다.It is common to both (x) and (y), and in said Formula (f-2), R C is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R D is a single bond, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms (s+1), an oxygen atom, a sulfur atom, -NR'-, a carbonyl group, -COO- or -CONH- at the terminal of the R E side of the hydrocarbon group This bonded structure or a structure in which a part of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group are substituted with an organic group having a hetero atom. R' is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. s is an integer from 1 to 3.

구조 단위 (F-2)가 (x) 알칼리 가용성 기를 갖는 경우, RF는 수소 원자이고, A1은 산소 원자, -COO-* 또는 -SO2O-*이다. *은 RF에 결합하는 부위를 나타낸다. W1은 단결합, 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기 또는 2가의 불소화 탄화수소기이다. A1이 산소 원자인 경우, W1은 A1이 결합하는 탄소 원자에 불소 원자 또는 플루오로알킬기를 갖는 불소화 탄화수소기이다. RE는 단결합 또는 탄소수 1 내지 20의 2가의 유기기이다. s가 2 또는 3인 경우, 복수의 RE, W1, A1 및 RF는 각각 동일하거나 상이해도 된다. 구조 단위 (F-2)가 (x) 알칼리 가용성 기를 가짐으로써 알칼리 현상액에 대한 친화성을 높여, 현상 결함을 억제할 수 있다. (x) 알칼리 가용성 기를 갖는 구조 단위 (F-2)로서는 A1이 산소 원자이고 W1이 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2,2-프로판디일기인 경우가 특히 바람직하다.When the structural unit (F-2) has (x) an alkali-soluble group, R F is a hydrogen atom and A 1 is an oxygen atom, -COO-* or -SO 2 O-*. * indicates a site binding to R F . W 1 is a single bond, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a divalent fluorinated hydrocarbon group. When A 1 is an oxygen atom, W 1 is a fluorinated hydrocarbon group having a fluorine atom or a fluoroalkyl group at the carbon atom to which A 1 is bonded. R E is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. When s is 2 or 3, a plurality of RE , W 1 , A 1 and R F may be the same or different, respectively. When the structural unit (F-2) has (x) an alkali-soluble group, affinity to an alkali developer can be improved, and development defects can be suppressed. (x) As the structural unit (F-2) having an alkali-soluble group , the case where A 1 is an oxygen atom and W 1 is a 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-propanediyl group Especially preferred.

구조 단위 (F-2)가 (y) 알칼리 해리성 기를 갖는 경우, RF는 탄소수 1 내지 30의 1가의 유기기이고, A1은 산소 원자, -NRaa-, -COO-* 또는 -SO2O-*이다. Raa는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 탄화수소기이다. *은 RF에 결합하는 부위를 나타낸다. W1은 단결합 또는 탄소수 1 내지 20의 2가의 불소화 탄화수소기이다. RE는 단결합 또는 탄소수 1 내지 20의 2가의 유기기이다. A1이 -COO-* 또는 -SO2O-*인 경우, W1 또는 RF는 A1과 결합하는 탄소 원자 또는 이것에 인접하는 탄소 원자 상에 불소 원자를 갖는다. A1이 산소 원자인 경우, W1, RE는 단결합이고, RD는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기 RE측의 말단에 카르보닐기가 결합된 구조이고, RF는 불소 원자를 갖는 유기기이다. s가 2 또는 3인 경우, 복수의 RE, W1, A1 및 RF는 각각 동일하거나 상이해도 된다. 구조 단위 (F-2)가 (y) 알칼리 해리성 기를 가짐으로써 알칼리 현상 공정에 있어서 레지스트막 표면의 친수성이 향상된다. 그 결과, 현상액에 대한 친화성을 대폭 높여, 더 효율적으로 현상 결함을 억제할 수 있다. (y) 알칼리 해리성 기를 갖는 구조 단위 (F-2)로서는 A1이 -COO-*이고, RF 또는 W1 또는 이들 양쪽이 불소 원자를 갖는 것이 특히 바람직하다.When the structural unit (F-2) has (y) an alkali dissociable group, R F is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms, A 1 is an oxygen atom, -NR aa -, -COO-* or -SO 2 O-*. R aa is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. * indicates a site binding to R F . W 1 is a single bond or a divalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R E is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. When A 1 is -COO-* or -SO 2 O-*, W 1 or R F has a fluorine atom on a carbon atom bonded to A 1 or a carbon atom adjacent thereto. When A 1 is an oxygen atom, W 1 , R E are a single bond, R D is a structure in which a carbonyl group is bonded to a terminal on the side of a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms RE E , and R F is an organic group having a fluorine atom to be. When s is 2 or 3, a plurality of RE , W 1 , A 1 and R F may be the same or different, respectively. When the structural unit (F-2) has (y) an alkali dissociable group, the hydrophilicity of the resist film surface in the alkali developing step is improved. As a result, the affinity to the developer can be greatly improved, and development defects can be more effectively suppressed. (y) As the structural unit (F-2) having an alkali dissociable group , it is particularly preferable that A 1 is -COO-* and R F or W 1 or both of them have a fluorine atom.

RC로서는 구조 단위 (F-2)를 부여하는 단량체의 공중합성 등의 관점에서 수소 원자 및 메틸기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.As R C , a hydrogen atom and a methyl group are preferable, and a methyl group is more preferable from the viewpoints, such as copolymerizability of the monomer giving the structural unit (F-2).

RD로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 (s+1)가의 탄화수소기로서는 예를 들어 상기 식 (2)의 R6 내지 R8로서 예시한 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로부터 s개의 수소 원자를 제외한 기 등을 들 수 있다.As the (s+1) valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R D , for example, s hydrogen atoms from the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms exemplified as R 6 to R 8 in the formula (2). and groups other than .

s로서는 1 및 2가 바람직하고, 1이 보다 바람직하다.As s, 1 and 2 are preferable and 1 is more preferable.

RD로서는 s가 1인 경우, 단결합 및 2가의 탄화수소기가 바람직하고, 단결합 및 알칸디일기가 보다 바람직하고, 단결합 및 탄소수 1 내지 4의 알칸디일기가 더욱 바람직하고, 단결합, 메탄디일기 및 프로판디일기가 특히 바람직하다.As R D , when s is 1, a single bond and a divalent hydrocarbon group are preferable, a single bond and an alkanediyl group are more preferable, a single bond and an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms are still more preferable, a single bond and a methane group A diyl group and a propanediyl group are particularly preferred.

RE로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 2가의 유기기로서는 예를 들어 상기 식 (4)의 R15로서 예시한 1가의 유기기로부터 1개의 수소 원자를 제외한 기 등을 들 수 있다.Examples of the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R E include groups in which one hydrogen atom is removed from the monovalent organic group exemplified as R 15 in the formula (4).

RE로서는 단결합 및 락톤 구조를 갖는 기가 바람직하고, 단결합 및 다환의 락톤 구조를 갖는 기가 보다 바람직하고, 단결합 및 노르보르난락톤 구조를 갖는 기가 보다 바람직하다.As R E , a group having a single bond and a lactone structure is preferable, a group having a single bond and a polycyclic lactone structure is more preferable, and a group having a single bond and a norbornanlactone structure is more preferable.

W1로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 2가의 불소화 쇄상 탄화수소기로서는, 예를 들어 플루오로메탄디일기, 디플루오로메탄디일기, 플루오로에탄디일기, 디플루오로에탄디일기, 테트라플루오로에탄디일기, 헥사플루오로프로판디일기, 옥타플루오로 부탄디일기 등의 불소화 알칸 디일기; Examples of the divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by W 1 include a fluoromethanediyl group, difluoromethanediyl group, fluoroethanediyl group, difluoroethanediyl group, tetrafluoro fluorinated alkanediyl groups such as an ethanediyl group, a hexafluoropropanediyl group and an octafluorobutanediyl group;

플루오로에텐디일기, 디플루오로에텐디일기 등의 불소화 알켄디일기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 불소화 알칸디일기가 바람직하고, 디플루오로메탄디일기가 보다 바람직하다.A fluorinated alkene diyl group, such as a fluoroethene diyl group and a difluoroethene diyl group, etc. are mentioned. Among these, a fluorinated alkanediyl group is preferable, and a difluoromethanediyl group is more preferable.

A1로서는 산소 원자, -COO-*, -SO2O-*이 바람직하고, -COO-*이 보다 바람직하다.As A 1, an oxygen atom, -COO-*, or -SO 2 O-* is preferable, and -COO-* is more preferable.

RF로 표시되는 탄소수 1 내지 30의 1가의 유기기로서는 예를 들어 알칼리 해리성 기, 산 해리성 기, 탄소수 1 내지 30의 탄화수소기 등을 들 수 있다. RF로서는 이들 중에서 알칼리 해리성 기가 바람직하다. RF를 알칼리 해리성 기로 함으로써 알칼리 현상시에 레지스트막 표면의 친수성을 향상시킬 수 있어, 당해 감방사선성 수지 조성물의 결함 억제성이 더욱 향상된다.Examples of the monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms represented by R F include an alkali dissociable group, an acid dissociable group, and a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. As R F , among these, an alkali dissociable group is preferable. The R F group by alkali dissociable, it is possible to improve the hydrophilicity of the surface of the resist film at the time of alkali development, a defective inhibitory in the art the radiation-sensitive resin composition is further improved.

RF가 알칼리 해리성 기인 경우, RF로서는 하기 식 (ⅲ) 내지 (ⅴ)로 표시되는 기(이하, 「기 (ⅲ) 내지 (ⅴ)」라고도 함)이 바람직하다.When R F is an alkali dissociable group, R F is preferably a group represented by the following formulas (iii) to (v) (hereinafter also referred to as “groups (iii) to (v)”).

Figure 112017020884802-pat00033
Figure 112017020884802-pat00033

상기 식 (ⅲ) 중, R5a 및 R5b는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낸다.In the formula (iii), R 5a and R 5b are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or these groups combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 reduced numbers formed together with the carbon atom to which they are bonded indicates.

Figure 112017020884802-pat00034
Figure 112017020884802-pat00034

상기 식 (ⅳ) 중, R5c 및 R5d는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 질소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 20의 복소환 구조를 나타낸다.In the formula (iv), R 5c and R 5d are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or a heterocyclic structure having 3 to 20 reduced numbers formed together with the nitrogen atom to which these groups are bonded together. indicates

Figure 112017020884802-pat00035
Figure 112017020884802-pat00035

상기 식 (ⅴ) 중, R5e는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 불소화 탄화수소기이다.In the formula (v), R 5e is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기 및 상기 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서는 상기 식 (4)의 R15로서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include groups similar to those exemplified as R 15 in the formula (4).

탄소수 1 내지 20의 1가의 불소화 탄화수소기로서는 예를 들어 상기 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서 예시한 기가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 치환된 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the groups exemplified as the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms are substituted with fluorine atoms.

기 (ⅲ)으로서는 하기 식 (ⅲ-1) 내지 (ⅲ-4)로 표시되는 기(이하, 「기 (ⅲ-1) 내지 (ⅲ-4)」라고도 함)가, 기 (ⅳ)로서는 하기 식 (ⅳ-1)로 표시되는 기(이하, 「기 (ⅳ-1)」이라고도 함)가, 기 (ⅴ)로서는 하기 식 (ⅴ-1) 내지 (ⅴ-5)로 표시되는 기(이하, 「기 (ⅴ-1) 내지 (ⅴ-5)」라고도 함)가 바람직하다.As the group (iii), a group represented by the following formulas (iii-1) to (iii-4) (hereinafter also referred to as “groups (iii-1) to (iii-4)”) is the following as the group (iv) The group represented by the formula (iv-1) (hereinafter also referred to as "group (iv-1)") is a group represented by the following formulas (v-1) to (v-5) as the group (v) , also referred to as "groups (v-1) to (v-5)") are preferable.

Figure 112017020884802-pat00036
Figure 112017020884802-pat00036

이들 중에서 기 (ⅴ-3) 및 기 (ⅴ-5)가 바람직하다.Among these, groups (v-3) and (v-5) are preferred.

또한, RF가 수소 원자이면 [F] 중합체의 알칼리 현상액에 대한 친화성이 향상되기 때문에 바람직하다. 이 경우, A1이 산소 원자이고 또한 W1이 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2,2-프로판디일기이면 상기 친화성이 더욱 향상된다.Further, it is preferable that R F is a hydrogen atom because the affinity of the polymer [F] to an alkaline developer is improved. In this case, if A 1 is an oxygen atom and W 1 is a 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-propanediyl group, the affinity is further improved.

[F] 중합체가 구조 단위 (F-2)를 갖는 경우, 구조 단위 (F-2)의 함유 비율의 하한으로서는 [F] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 10몰%가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하고, 40몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 90몰%가 바람직하고, 85몰%가 보다 바람직하고, 80몰%가 더욱 바람직하다. 구조 단위 (F-2)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 당해 감방사선성 수지 조성물로부터 형성된 레지스트막 표면의 친수성을 알칼리 현상 전후로 더 향상시킬 수 있다.[F] When the polymer has a structural unit (F-2), the lower limit of the content of the structural unit (F-2) is preferably 10 mol%, and 20 mol% based on the total structural units constituting the [F] polymer. % is more preferable, and 40 mol% is still more preferable. As an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 85 mol% is more preferable, and its 80 mol% is still more preferable. By making the content rate of the structural unit (F-2) into the above range, the hydrophilicity of the surface of the resist film formed from the radiation-sensitive resin composition can be further improved before and after alkali development.

구조 단위 (F)의 함유 비율의 하한으로서는 [F] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 10몰%가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하고, 25몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 90몰%가 바람직하고, 85몰%가 보다 바람직하고, 80몰%가 더욱 바람직하다.The lower limit of the content of the structural unit (F) is preferably 10 mol%, more preferably 20 mol%, and still more preferably 25 mol%, based on all the structural units constituting the polymer [F]. As an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 85 mol% is more preferable, and its 80 mol% is still more preferable.

[F] 중합체에 있어서의 산 해리성 기를 포함하는 구조 단위의 하한으로서는 [F] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 10몰%가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하고, 50몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 90몰%가 바람직하고, 80몰%가 보다 바람직하고, 75몰%가 더욱 바람직하다. 산 해리성 기를 포함하는 구조 단위의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 당해 감방사선성 수지 조성물의 현상 결함 억제성을 더욱 향상시킬 수 있다.[F] The lower limit of the structural unit containing an acid-dissociable group in the polymer is preferably 10 mol%, more preferably 20 mol%, further 50 mol%, based on all the structural units constituting the [F] polymer. desirable. As an upper limit of the said content rate, 90 mol% is preferable, 80 mol% is more preferable, and its 75 mol% is still more preferable. By making the content rate of the structural unit containing an acid-dissociable group into the said range, the development defect suppression property of the said radiation-sensitive resin composition can be improved further.

당해 감방사선성 수지 조성물이 [F] 중합체를 함유하는 경우, [F] 중합체의 함유량의 하한으로서는 [A] 중합체 100질량부에 대하여 0.1질량부가 바람직하고, 0.5질량부가 보다 바람직하고, 1질량부가 더욱 바람직하고, 2질량부가 특히 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 30질량부가 바람직하고, 20질량부가 보다 바람직하고, 15질량부가 더욱 바람직하고, 10질량부가 특히 바람직하다. 당해 감방사선성 수지 조성물은 [F] 중합체를 1종 또는 2종 이상 함유하고 있어도 된다.When the said radiation-sensitive resin composition contains the [F] polymer, as a lower limit of content of [F] polymer, 0.1 mass part is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymer, 0.5 mass part is more preferable, 1 mass part It is more preferable, and 2 mass parts is especially preferable. As an upper limit of the said content, 30 mass parts is preferable, 20 mass parts is more preferable, 15 mass parts is still more preferable, and 10 mass parts is especially preferable. The said radiation-sensitive resin composition may contain the [F] polymer 1 type, or 2 or more types.

[F] 중합체는 전술한 [A] 중합체와 마찬가지의 방법으로 합성할 수 있다.The polymer [F] can be synthesized in the same manner as the polymer [A] described above.

[F] 중합체의 GPC에 의한 Mw의 하한으로서는 1,000이 바람직하고, 3,000이 보다 바람직하고, 4,000이 더욱 바람직하고, 5,000이 특히 바람직하다. 상기 Mw의 상한으로서는 50,000이 바람직하고, 30,000이 보다 바람직하고, 20,000이 더욱 바람직하고, 10,000이 특히 바람직하다. [F] 중합체의 Mw를 상기 범위로 함으로써, 당해 감방사선성 수지 조성물의 도공성 및 현상 결함 억제성이 향상된다.[F] The lower limit of Mw by GPC of the polymer is preferably 1,000, more preferably 3,000, still more preferably 4,000, and particularly preferably 5,000. As an upper limit of the said Mw, 50,000 is preferable, 30,000 is more preferable, 20,000 is still more preferable, and 10,000 is especially preferable. [F] By making Mw of a polymer into the said range, the coatability and development defect suppression property of the said radiation-sensitive resin composition improve.

[F] 중합체의 GPC에 의한 Mn에 대한 Mw의 비(Mw/Mn)의 하한으로서는 통상 1이고, 1.2가 바람직하다. 상기 비의 상한으로서는 5가 바람직하고, 3이 보다 바람직하고, 2가 더욱 바람직하다.[F] The lower limit of the ratio of Mw to Mn (Mw/Mn) of the polymer by GPC is usually 1, and preferably 1.2. As an upper limit of the said ratio, 5 is preferable, 3 is more preferable, and 2 is still more preferable.

<그 밖의 임의 성분><Other optional ingredients>

당해 감방사선성 수지 조성물은, 상기 [A] 내지 [F] 성분 이외의 그 밖의 임의 성분을 함유하고 있어도 된다. 그 밖의 임의 성분으로서는 예를 들어 계면 활성제, 지환식 골격 함유 화합물, 증감제 등을 들 수 있다. 이들 그 밖의 임의 성분은 각각 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.The said radiation-sensitive resin composition may contain other arbitrary components other than the said [A] - [F] component. As another optional component, surfactant, an alicyclic skeleton containing compound, a sensitizer, etc. are mentioned, for example. You may use these other arbitrary components individually by 1 type or in combination of 2 or more type, respectively.

[계면 활성제][Surfactants]

계면 활성제는 도공성, 스트리에이션, 현상성 등을 개량하는 효과를 발휘한다. 계면 활성제로서는 예를 들어 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌n-옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌n-노닐페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜디라우레이트, 폴리에틸렌글리콜디스테아레이트 등의 비이온계 계면 활성제 등을 들 수 있다. 계면 활성제의 함유량의 상한으로서는 [A] 중합체 100질량부에 대하여 2질량부가 바람직하고, 1질량부가 보다 바람직하다.Surfactant exhibits the effect of improving coatability, striation, developability, etc. As the surfactant, for example, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate and nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate. As an upper limit of content of surfactant, 2 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymer, and 1 mass part is more preferable.

[지환식 골격 함유 화합물][Compound containing alicyclic skeleton]

지환식 골격 함유 화합물은 건식 에칭 내성, 패턴 형상, 기판과의 접착성 등을 개선하는 효과를 발휘한다. 지환식 골격 함유 화합물로서는 예를 들어 1-아다만탄카르복실산 등의 아다만탄 유도체류, 데옥시콜산t-부틸 등의 데옥시콜산에스테르류, 리토콜산t-부틸 등의 리토콜산에스테르류 등을 들 수 있다.The alicyclic skeleton-containing compound exhibits an effect of improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like. Examples of the alicyclic skeleton-containing compound include adamantane derivatives such as 1-adamantanecarboxylic acid, deoxycholic acid esters such as deoxycholic acid t-butyl, and lithocholic acid such as lithocholic acid t-butyl. Esters etc. are mentioned.

[증감제][sensitizer]

증감제는, [B] 산 발생제 등으로부터의 산의 생성량을 증가시키는 작용을 나타내는 것이고, 당해 감방사선성 수지 조성물의 「겉보기 감도」를 향상시키는 효과를 발휘한다.A sensitizer exhibits the effect|action which increases the production amount of the acid from the [B] acid generator etc., and exhibits the effect of improving the "apparent sensitivity" of the said radiation-sensitive resin composition.

증감제로서는 예를 들어 카르바졸류, 아세토페논류, 벤조페논류, 나프탈렌류, 페놀류, 비아세틸, 에오신, 로즈벤갈, 피렌류, 안트라센류, 페노티아진류 등을 들 수 있다. 이들 증감제는 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다. 증감제의 함유량의 상한으로서는 [A] 중합체 100질량부에 대하여 2질량부가 바람직하고, 1질량부가 보다 바람직하다.Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, and phenothiazines. These sensitizers may be used independently and may use 2 or more types together. As an upper limit of content of a sensitizer, 2 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymers, and 1 mass part is more preferable.

<감방사선성 수지 조성물의 제조 방법><Method for producing radiation-sensitive resin composition>

당해 감방사선성 수지 조성물은 예를 들어 [A] 중합체, [B] 화합물, [C] 용매, 및 필요에 따라 함유되는 [D] 다른 산 발생체, [E] 질소 함유 화합물, [F] 중합체 및 그 밖의 임의 성분을 소정의 비율로 혼합하고, 바람직하게는 얻어진 혼합액을 예를 들어 구멍 직경 0.2㎛ 정도의 필터 등으로 여과함으로써 제조할 수 있다. 당해 감방사선성 수지 조성물의 고형분 농도의 하한으로서는 0.1질량%가 바람직하고, 0.5질량부가 보다 바람직하고, 1질량%가 더욱 바람직하다. 상기 고형분 농도의 상한으로서는 50질량%가 바람직하고, 30질량%가 보다 바람직하고, 20질량%가 더욱 바람직하다.The radiation-sensitive resin composition is, for example, [A] polymer, [B] compound, [C] solvent, and [D] other acid generators, [E] nitrogen-containing compound, [F] polymer contained as necessary. and other optional components are mixed in a predetermined ratio, and preferably, the obtained liquid mixture can be produced by filtering, for example, with a filter having a pore diameter of about 0.2 µm. As a lower limit of the solid content concentration of the said radiation-sensitive resin composition, 0.1 mass % is preferable, 0.5 mass parts is more preferable, and its 1 mass % is still more preferable. As an upper limit of the said solid content concentration, 50 mass % is preferable, 30 mass % is more preferable, and its 20 mass % is still more preferable.

당해 감방사선성 수지 조성물은 알칼리 현상액을 이용하는 포지티브형 패턴 형성용에도, 유기 용매를 함유하는 현상액을 이용하는 네가티브형 패턴 형성용에도 이용할 수 있다. 이들 중, 유기 용매를 함유하는 현상액을 이용하는 네가티브형 패턴 형성에 이용하는 경우, 당해 감방사선성 수지 조성물은 더 높은 해상성을 발휘할 수 있다.The said radiation-sensitive resin composition can be used also for the object for the positive pattern formation using an alkaline developing solution, and the object for the negative pattern formation using the developing solution containing an organic solvent. Among these, when using for negative pattern formation using the developing solution containing an organic solvent, the said radiation-sensitive resin composition can exhibit higher resolution.

<레지스트 패턴 형성 방법><Resist pattern formation method>

당해 레지스트 패턴 형성 방법은, 기판의 표면측에 당해 감방사선성 수지 조성물을 도공하는 공정(이하, 「도공 공정」이라고도 함)과, 상기 도공에 의해 얻어진 레지스트막을 노광하는 공정(이하, 「노광 공정」이라고도 함)과, 상기 노광된 레지스트막을 현상하는 공정(이하, 「현상 공정」이라고도 함)을 구비한다.The resist pattern forming method includes a step of coating the radiation-sensitive resin composition on the surface side of the substrate (hereinafter also referred to as a “coating step”), and a step of exposing the resist film obtained by the coating (hereinafter “exposure step”). '), and a step of developing the exposed resist film (hereinafter, also referred to as a “developing step”).

당해 레지스트 패턴 형성 방법에 의하면, 전술한 당해 감방사선성 수지 조성물을 이용하고 있기 때문에, LWR 성능, CDU 성능, EL 성능, 현상 결함 억제성 및 PEB 후의 막 수축 억제성이 우수한 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 이하, 각 공정에 대하여 설명한다.According to the resist pattern forming method, since the above-mentioned radiation-sensitive resin composition is used, a resist pattern excellent in LWR performance, CDU performance, EL performance, development defect suppression property and film shrinkage suppression property after PEB can be formed. have. Hereinafter, each process is demonstrated.

[도공 공정][coating process]

본 공정에서는 기판의 표면측에 당해 감방사선성 수지 조성물을 도공한다. 이에 의해 레지스트막을 형성한다. 당해 감방사선성 수지 조성물을 도공하는 기판으로서는 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 알루미늄으로 피복한 웨이퍼 등을 들 수 있다. 당해 감방사선성 수지 조성물의 도공 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 스핀 코트법 등의 공지된 방법 등을 들 수 있다. 당해 감방사선성 수지 조성물을 도공할 때에는 형성되는 레지스트막이 원하는 두께가 되도록, 도공하는 당해 감방사선성 수지 조성물의 양을 조정한다. 또한, 당해 감방사선성 수지 조성물을 기판 상에 도공한 후, 용매를 휘발시키기 위해서 프리베이크(이하, 「PB」라고도 함)를 행해도 된다. PB의 온도의 하한으로서는 30℃가 바람직하고, 50℃가 보다 바람직하다. 상기 온도의 상한으로서는 200℃가 바람직하고, 150℃가 보다 바람직하다. PB의 시간의 하한으로서는 10초가 바람직하고, 30초가 보다 바람직하다. 상기 시간의 상한으로서는 600초가 바람직하고, 300초가 보다 바람직하다. 레지스트막의 평균 두께의 하한으로서는 10nm가 바람직하고, 20nm가 보다 바람직하고, 50nm가 더욱 바람직하다. 상기 평균 두께의 상한으로서는 1,000nm가 바람직하고, 200nm가 보다 바람직하고, 150nm가 더욱 바람직하다.In this process, the said radiation-sensitive resin composition is coated on the surface side of a board|substrate. Thereby, a resist film is formed. As a board|substrate to which the said radiation-sensitive resin composition is coated, a silicon wafer, the wafer coat|covered with aluminum, etc. are mentioned, for example. Although it does not specifically limit as a coating method of the said radiation-sensitive resin composition, For example, well-known methods, such as a spin coating method, etc. are mentioned. When coating the radiation-sensitive resin composition, the amount of the radiation-sensitive resin composition to be coated is adjusted so that the resist film to be formed has a desired thickness. Moreover, after coating the said radiation-sensitive resin composition on a board|substrate, in order to volatilize a solvent, you may perform prebaking (henceforth "PB"). As a lower limit of the temperature of PB, 30 degreeC is preferable and 50 degreeC is more preferable. As an upper limit of the said temperature, 200 degreeC is preferable and 150 degreeC is more preferable. As a lower limit of the time of PB, 10 second is preferable and 30 second is more preferable. As an upper limit of the said time, 600 second is preferable and 300 second is more preferable. The lower limit of the average thickness of the resist film is preferably 10 nm, more preferably 20 nm, still more preferably 50 nm. As an upper limit of the said average thickness, 1,000 nm is preferable, 200 nm is more preferable, and 150 nm is still more preferable.

또한, 감방사선성 수지 조성물의 잠재 능력을 최대한으로 끌어내기 위해서 예를 들어 일본 특허 공고 평6-12452호 공보, 일본 특허 공개 소59-93448호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이, 사용되는 기판 상에 유기계 또는 무기계의 반사 방지막을 형성해 둘 수도 있다. 또한, 환경 분위기 중에 포함되는 염기성 불순물 등의 영향을 방지하기 위해서 예를 들어 일본 특허 공개 평5-188598호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이 레지스트막 상에 보호막을 형성할 수도 있다.In addition, in order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 6-12452 and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 59-93448, for example, on a substrate to be used. An organic or inorganic antireflection film may be formed. Further, in order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, for example, a protective film may be formed on the resist film as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-188598 or the like.

[노광 공정][Exposure process]

본 공정에서는 상기 도공에 의해 얻어진 레지스트막을 노광한다. 이 노광은 경우에 따라서는 물 등의 액침 노광액을 개재하고, 소정의 패턴을 갖는 마스크를 개재하여 방사선을 조사함으로써 행한다.In this step, the resist film obtained by the above coating is exposed. This exposure is performed by irradiating radiation through an immersion exposure liquid such as water in some cases and through a mask having a predetermined pattern.

액침 노광액으로서는 통상 공기보다 굴절률이 큰 액체를 사용한다. 구체적으로는 예를 들어 순수, 장쇄 또는 환상의 지방족 화합물 등을 들 수 있다. 이 액침 노광액을 개재한 상태, 즉 렌즈와 레지스트막의 사이에 액침 노광액을 채운 상태에서 노광 장치로부터 방사선을 조사하고, 소정의 패턴을 갖는 마스크를 개재하여 레지스트막을 노광한다.As the liquid immersion exposure liquid, a liquid having a refractive index greater than that of air is usually used. Specific examples thereof include pure water, long-chain or cyclic aliphatic compounds. Radiation is irradiated from the exposure apparatus with the immersion exposure liquid interposed therebetween, that is, the immersion exposure liquid is filled between the lens and the resist film, and the resist film is exposed through a mask having a predetermined pattern.

상기 방사선으로서는, 사용되는 감방사선성 산 발생제의 종류에 따라 가시광선, 자외선, ArF 엑시머 레이저 광(파장 193nm), KrF 엑시머 레이저 광(파장 248nm) 등의 원자외선, EUV(파장 13.5nm), X선 등의 전자파, 전자선, α선 등의 하전 입자선 등에서 적절히 선정되어 사용되지만, 이들 중에서도 ArF 엑시머 레이저 광, KrF 엑시머 레이저 광, EUV, X선 및 전자선이 바람직하고, ArF 엑시머 레이저 광, EUV 및 전자선이 보다 바람직하다. 또한, 노광량 등의 노광 조건은 당해 감방사선성 수지 조성물의 배합 조성, 첨가제의 종류 등에 따라 적절히 선정할 수 있다.Examples of the radiation include, depending on the type of the radiation-sensitive acid generator used, deep ultraviolet rays such as visible light, ultraviolet light, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), EUV (wavelength 13.5 nm); Electromagnetic waves such as X-rays, electron beams, charged particle beams such as α-rays, etc. are appropriately selected and used, but among these, ArF excimer laser beams, KrF excimer laser beams, EUV, X-rays and electron beams are preferable. and electron beams are more preferable. In addition, exposure conditions, such as an exposure amount, can be suitably selected according to the compounding composition of the said radiation-sensitive resin composition, the kind of additive, etc.

노광 후의 레지스트막에 대하여 가열 처리(이하, 「노광 후 가열(PEB)」이라고도 함)를 행하는 것이 바람직하다. 이 PEB에 의해 [A] 중합체 등의 산 해리성 기의 해리 반응을 원활하게 진행시킬 수 있다. PEB의 가열 조건은 감방사선성 수지 조성물의 배합 조성에 의해 적절히 조정되지만, PEB의 온도의 하한으로서는 30℃가 바람직하고, 50℃가 보다 바람직하고, 70℃가 더욱 바람직하다. 상기 온도의 상한으로서는 200℃가 바람직하고, 150℃가 보다 바람직하고, 120℃가 더욱 바람직하다. PEB의 시간의 하한으로서는 10초가 바람직하고, 30초가 보다 바람직하다. 상기 시간의 상한으로서는 600초가 바람직하고, 300초가 보다 바람직하다.It is preferable to heat-process the resist film after exposure (hereinafter also referred to as "post-exposure heating (PEB)"). By this PEB, the dissociation reaction of the acid-dissociable group, such as polymer [A], can advance smoothly. Although the heating conditions of PEB are suitably adjusted by the compounding composition of the radiation-sensitive resin composition, as a lower limit of the temperature of PEB, 30 degreeC is preferable, 50 degreeC is more preferable, and 70 degreeC is still more preferable. As an upper limit of the said temperature, 200 degreeC is preferable, 150 degreeC is more preferable, and 120 degreeC is still more preferable. As a lower limit of the time of PEB, 10 second is preferable and 30 second is more preferable. As an upper limit of the said time, 600 second is preferable and 300 second is more preferable.

[현상 공정][Development process]

본 공정에서는 상기 노광 공정에서 노광된 레지스트막을 현상한다. 이 현상에 이용하는 현상액으로서는 예를 들어 알칼리 수용액(알칼리 현상액), 유기 용매를 함유하는 액(유기 용매 현상액) 등을 들 수 있다. 이에 의해 소정의 레지스트 패턴이 형성된다.In this step, the resist film exposed in the exposure step is developed. As a developing solution used for this image development, the liquid containing an aqueous alkali solution (alkali developing solution), an organic solvent (organic solvent developing solution), etc. are mentioned, for example. Thereby, a predetermined resist pattern is formed.

알칼리 현상액으로서는 예를 들어 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 메타규산나트륨, 암모니아, 에틸아민, n-프로필아민, 디에틸아민, 디-n-프로필아민, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민, 에틸디메틸아민, 트리에탄올아민, 테트라메틸암모늄히드록시드(TMAH), 피롤, 피페리딘, 콜린, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]-7-운데센, 1,5-디아자비시클로[4.3.0]-5-노넨 등의 알칼리성 화합물 중 적어도 1종을 용해한 알칼리 수용액 등을 들 수 있다. 이들 중에서 TMAH 수용액이 바람직하고, 2.38질량% TMAH 수용액이 보다 바람직하다.Examples of the alkali developer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, and methyldiethylamine. , ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]-7-undecene, 1,5-diazabi The aqueous alkali solution etc. which melt|dissolved at least 1 sort(s) of alkaline compounds, such as cyclo[4.3.0]-5- nonene, are mentioned. Among these, TMAH aqueous solution is preferable, and 2.38 mass % TMAH aqueous solution is more preferable.

유기 용매 현상액으로서는 예를 들어 탄화수소계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 알코올계 용매 등의 유기 용매, 또는 유기 용매를 함유하는 액을 들 수 있다. 유기 용매로서는 예를 들어 전술한 감방사선성 수지 조성물의 [C] 용매로서 예시한 용매의 1종 또는 2종 이상 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 에스테르계 용매 및 케톤계 용매가 바람직하다. 에스테르계 용매로서는 아세트산에스테르계 용매가 바람직하고, 아세트산n-부틸이 보다 바람직하다. 케톤계 용매로서는 쇄상 케톤이 바람직하고, 2-헵타논이 보다 바람직하다. 유기 용매 현상액 중의 유기 용매의 함유량의 하한으로서는 80질량%가 바람직하고, 90질량%가 보다 바람직하고, 95질량%가 더욱 바람직하고, 99질량%가 특히 바람직하다. 유기 용매 현상액 중의 유기 용매 이외의 성분으로서는 예를 들어 물, 실리콘 오일 등을 들 수 있다.As an organic solvent developing solution, organic solvents, such as a hydrocarbon solvent, an ether solvent, an ester solvent, a ketone solvent, and an alcohol solvent, or the liquid containing an organic solvent is mentioned, for example. As an organic solvent, 1 type, 2 or more types, etc. of the solvent illustrated as [C] solvent of the above-mentioned radiation-sensitive resin composition are mentioned, for example. Among these, ester solvents and ketone solvents are preferable. As an ester solvent, an acetate ester solvent is preferable, and n-butyl acetate is more preferable. As the ketone solvent, a chain ketone is preferable, and 2-heptanone is more preferable. As a lower limit of content of the organic solvent in an organic solvent developing solution, 80 mass % is preferable, 90 mass % is more preferable, 95 mass % is still more preferable, and 99 mass % is especially preferable. As components other than the organic solvent in an organic solvent developing solution, water, silicone oil, etc. are mentioned, for example.

이들 현상액은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 또한, 현상 후에는 물 등으로 세정하고, 건조하는 것이 일반적이다.You may use these developing solutions individually or in combination of 2 or more types. In addition, it is common to wash|clean with water etc. and to dry after image development.

<감방사선성 산 발생제><Radiation sensitive acid generator>

당해 감방사선성 산 발생제는 상기 식 (1)로 표시되는 화합물을 포함한다. 당해 감방사선성 산 발생제는 전술한 성질을 갖기 때문에, 당해 감방사선성 수지 조성물의 감방사선성 산 발생제 성분으로서 적합하게 이용할 수 있고, 이 감방사선성 수지 조성물의 LWR 성능 등을 향상시킬 수 있다.The said radiation-sensitive acid generator contains the compound represented by said Formula (1). Since the radiation-sensitive acid generator has the above-described properties, it can be suitably used as a radiation-sensitive acid generator component of the radiation-sensitive resin composition, and can improve the LWR performance of the radiation-sensitive resin composition. have.

<화합물><Compound>

당해 화합물은 상기 식 (1)로 표시되는 화합물이다. 당해 화합물은 전술한 당해 감방사선성 산 발생제로서 적합하게 이용할 수 있다.The said compound is a compound represented by said Formula (1). The compound can be suitably used as the above-mentioned radiation-sensitive acid generator.

[실시예][Example]

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 각종 물성 값의 측정 방법을 이하에 나타낸다.Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. The measuring method of various physical-property values is shown below.

[중량 평균 분자량(Mw), 수 평균 분자량(Mn) 및 분산도(Mw/Mn)의 측정][Measurement of weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn) and dispersion degree (Mw/Mn)]

중합체의 Mw 및 Mn은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 도소사 제조의 GPC칼럼(「G2000HXL」 2개, 「G3000HXL」 1개, 「G4000HXL」 1개)을 사용하고, 이하의 조건에 의해 측정하였다. 또한, 분산도(Mw/Mn)는 Mw 및 Mn의 측정 결과로부터 산출하였다.Mw and Mn of the polymer are measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions using GPC columns ("G2000HXL" 2, "G3000HXL" 1, "G4000HXL" 1) manufactured by Tosoh Corporation by gel permeation chromatography (GPC). did In addition, the dispersion degree (Mw/Mn) was computed from the measurement result of Mw and Mn.

용출 용매: 테트라히드로푸란Elution solvent: tetrahydrofuran

유량: 1.0mL/분Flow rate: 1.0 mL/min

시료 주입량: 100μLSample injection volume: 100 μL

칼럼 온도: 40℃Column temperature: 40°C

검출기: 시차 굴절계Detector: Differential Refractometer

표준 물질: 단분산 폴리스티렌Standard material: monodisperse polystyrene

[13C-NMR 분석][ 13 C-NMR analysis]

중합체의 각 구조 단위 함유 비율을 구하기 위한 13C-NMR 분석은 핵자기 공명 장치(니혼덴시사의 「JNM-Delta400」)를 이용하여 측정하였다. 13 C-NMR analysis for determining the content ratio of each structural unit of the polymer was measured using a nuclear magnetic resonance apparatus ("JNM-Delta400" manufactured by Nippon Denshi Corporation).

<[A] 중합체 및 [F] 중합체의 합성><Synthesis of [A] polymer and [F] polymer>

각 실시예 및 비교예에 있어서의 각 중합체의 합성에서 이용한 단량체를 이하에 나타낸다.The monomers used by the synthesis|combination of each polymer in each Example and a comparative example are shown below.

Figure 112017020884802-pat00037
Figure 112017020884802-pat00037

또한, 상기 화합물 (M-1), (M-4), (M-5), (M-7), (M-10), (M-11), (M-18) 및 (M-20)은 구조 단위 (Ⅰ)을, 화합물 (M-2), (M-6), (M-8), (M-9), (M-12) 내지 (M-17)은 구조 단위 (Ⅱ)를, (M-19)는 구조 단위 (Ⅲ)을, (M-3)은 구조 단위 (Ⅳ)를, (M-21)은 산 발생체로서의 구조 단위(상기 식 (7)로 표시되는 구조 단위)를, (M-22)는 구조 단위 (F)를 각각 부여한다.In addition, the compounds (M-1), (M-4), (M-5), (M-7), (M-10), (M-11), (M-18) and (M-20) ) represents the structural unit (I), and the compounds (M-2), (M-6), (M-8), (M-9), (M-12) to (M-17) represent the structural unit (II ), (M-19) is a structural unit (III), (M-3) is a structural unit (IV), and (M-21) is a structural unit as an acid generator (represented by the formula (7) above structural unit), and (M-22) gives a structural unit (F), respectively.

[합성예 1](중합체 (A-1)의 합성)[Synthesis Example 1] (Synthesis of Polymer (A-1))

화합물 (M-1) 7.97g(35몰%), 화합물 (M-2) 7.44g(45몰%), 및 화합물 (M-3) 4.49g(20몰%)을 2-부타논 40g에 용해하고, 개시제로서 AIBN 0.80g(전체 단량체에 대하여 5몰%)을 첨가하여 단량체 용액을 제조하였다. 계속해서 20g의 2-부타논을 넣은 100mL의 3구 플라스크를 30분 질소 퍼지한 후, 교반하면서 80℃로 가열하고, 상기 제조한 단량체 용액을 적하 깔때기로 3시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 개시를 중합 반응의 개시 시간으로 하고, 중합 반응을 6시간 실시하였다. 중합 반응 종료 후, 중합 용액을 수랭하여 30℃ 이하로 냉각하였다. 400g의 메탄올 중에 냉각한 중합 용액을 투입하고, 석출한 백색 분말을 여과 분별하였다. 여과 분별한 백색 분말을 80g의 메탄올로 2회 세정한 후, 여과 분별하고, 50℃에서 17시간 건조시켜 백색 분말 상태의 중합체 (A-1)을 합성했다(15.2g, 수율 76%). 중합체 (A-1)의 Mw는 7,300이고, Mw/Mn은 1.53이었다. 13C-NMR 분석의 결과, (M-1), (M-2), (M-3)에서 유래되는 각 구조 단위의 함유 비율은 각각 34.3몰%, 45.1몰%, 및 20.6몰%였다.7.97 g (35 mol%) of compound (M-1), 7.44 g (45 mol%) of compound (M-2), and 4.49 g (20 mol%) of compound (M-3) were dissolved in 40 g of 2-butanone and 0.80 g of AIBN (5 mol% based on the total monomer) as an initiator to prepare a monomer solution. Subsequently, a 100 mL three-necked flask containing 20 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, and then heated to 80° C. while stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours with a dropping funnel. The initiation of dripping was made into the start time of a polymerization reaction, and the polymerization reaction was performed for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water to 30°C or less. The polymerization solution cooled in 400 g of methanol was thrown in, and the white powder which precipitated was separated by filtration. The white powder separated by filtration was washed twice with 80 g of methanol, then filtered and dried at 50°C for 17 hours to synthesize a white powdery polymer (A-1) (15.2 g, yield 76%). Polymer (A-1) had Mw of 7,300 and Mw/Mn of 1.53. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each structural unit derived from (M-1), (M-2) and (M-3) was 34.3 mol%, 45.1 mol%, and 20.6 mol%, respectively.

[합성예 2 내지 11, 13 내지 14](중합체 (A-2) 내지 (A-11), (A-13) 내지 (A-14)의 합성)[Synthesis Examples 2 to 11, 13 to 14] (Synthesis of Polymers (A-2) to (A-11), (A-13) to (A-14)

하기 표 1에 기재된 종류 및 사용량의 단량체를 이용한 것 이외에는 합성예 1과 마찬가지로 하여 중합체 (A-2) 내지 (A-11) 및 (A-13) 내지 (A-14)를 각각 합성하였다. 또한, 표 중의 「-」은 해당하는 성분을 이용하지 않은 것을 나타낸다. 얻어진 중합체의 각 구조 단위의 함유 비율, 수율, Mw 및 Mw/Mn의 값을 표 1에 함께 나타낸다.Polymers (A-2) to (A-11) and (A-13) to (A-14) were respectively synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the types and amounts of the monomers shown in Table 1 were used. In addition, "-" in a table|surface shows that the applicable component is not used. Table 1 shows the content ratio of each structural unit of the obtained polymer, the yield, and the values of Mw and Mw/Mn.

Figure 112017020884802-pat00038
Figure 112017020884802-pat00038

[합성예 12](중합체 (A-12)의 합성)[Synthesis Example 12] (Synthesis of Polymer (A-12))

화합물 (M-19) 55.0g(65몰%) 및 화합물 (M-18) 45.0g(35몰%), 개시제로서 AIBN 4g, 및 t-도데실머캅탄 1g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 100g에 용해한 후, 질소 분위기하에서 반응 온도를 70℃로 유지하여 16시간 공중합시켰다. 중합 반응 종료 후, 중합 용액을 1,000g의 n-헥산 중에 적하하여 중합체를 응고 정제하였다. 계속해서 상기 중합체에 다시 프로필렌글리콜모노메틸에테르 150g을 첨가한 후, 메탄올 150g, 트리에틸아민 34g 및 물 6g을 더 첨가하여 비점에서 환류시키면서 8시간 가수분해 반응을 행하였다. 반응 종료 후, 용제 및 트리에틸아민을 감압 증류 제거하고, 얻어진 중합체를 아세톤 150g에 용해한 후, 2,000g의 수중에 적하해서 응고시키고, 생성된 백색 분말을 여과하고, 50℃에서 17시간 건조시켜 백색 분말 상태의 중합체 (A-12)를 얻었다(65.7g, 수율 77%). 중합체 (A-12)의 Mw는 7500이고, Mw/Mn은 1.90이었다. 13C-NMR 분석의 결과, (M-19) 및 (M-18)에서 유래되는 각 구조 단위의 함유 비율은 각각 65.4몰% 및 34.6몰%였다.After dissolving 55.0 g (65 mol%) of compound (M-19) and 45.0 g (35 mol%) of compound (M-18), 4 g of AIBN as an initiator, and 1 g of t-dodecyl mercaptan in 100 g of propylene glycol monomethyl ether , was copolymerized for 16 hours by maintaining the reaction temperature at 70 °C under a nitrogen atmosphere. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was added dropwise into 1,000 g of n-hexane to coagulate and purify the polymer. Subsequently, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added to the polymer again, followed by further addition of 150 g of methanol, 34 g of triethylamine, and 6 g of water, followed by a hydrolysis reaction for 8 hours while refluxing at a boiling point. After completion of the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the obtained polymer was dissolved in 150 g of acetone, and then it was added dropwise to 2,000 g of water to coagulate, and the resulting white powder was filtered, dried at 50° C. for 17 hours, and white A powdery polymer (A-12) was obtained (65.7 g, yield 77%). Polymer (A-12) had Mw of 7500 and Mw/Mn of 1.90. As a result of 13 C-NMR analysis, the content of each structural unit derived from (M-19) and (M-18) was 65.4 mol% and 34.6 mol%, respectively.

[합성예 15](중합체 (F-1)의 합성)[Synthesis Example 15] (Synthesis of Polymer (F-1))

화합물 (M-22) 82.2g(70몰%) 및 화합물 (M-10) 17.8g(30몰%)을 2-부타논 200g에 용해하고, 개시제로서 AIBN 0.46g(전체 단량체에 대하여 1몰%)을 첨가하여 단량체 용액을 제조하였다. 계속해서 100g의 2-부타논을 넣은 500mL의 3구 플라스크를 30분 질소 퍼지한 후, 교반하면서 80℃에서 가열하고, 상기 제조한 단량체 용액을 적하 깔때기로 3시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 개시를 중합 반응의 개시시간으로 하고, 중합 반응을 6시간 실시하였다. 중합 반응 종료 후, 중합 용액을 수랭하여 30℃ 이하로 냉각하였다. 아세토니트릴 400g에 용매를 치환한 후, 헥산 100g을 첨가하여 교반해서 아세토니트릴층을 회수하는 작업을 3회 반복하였다. 용매를 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트에 치환함으로써 중합체 (F-1)을 60.1g 포함하는 용액을 얻었다(수율 60%). 중합체 (F-1)의 Mw는 15000이고, Mw/Mn은 1.90이었다. 13C-NMR 분석의 결과, (M-22), (M-10)에서 유래되는 각 구조 단위의 함유 비율은 각각 70.3몰%, 29.7몰%였다.82.2 g (70 mol%) of compound (M-22) and 17.8 g (30 mol%) of compound (M-10) were dissolved in 200 g of 2-butanone, and 0.46 g of AIBN as an initiator (1 mol% based on all monomers) ) was added to prepare a monomer solution. Subsequently, a 500 mL three-neck flask containing 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, and then heated at 80° C. while stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours with a dropping funnel. The initiation of dripping was made into the start time of a polymerization reaction, and the polymerization reaction was performed for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water to 30°C or less. After substituting the solvent in 400 g of acetonitrile, 100 g of hexane was added and stirred to recover the acetonitrile layer three times. By substituting the solvent for propylene glycol monomethyl ether acetate, a solution containing 60.1 g of the polymer (F-1) was obtained (yield: 60%). Polymer (F-1) had Mw of 15000 and Mw/Mn of 1.90. As a result of 13 C-NMR analysis, the content of each structural unit derived from (M-22) and (M-10) was 70.3 mol% and 29.7 mol%, respectively.

<[B] 화합물의 합성><Synthesis of [B] compound>

[합성예 16](화합물 (B-1)의 합성)[Synthesis Example 16] (Synthesis of Compound (B-1))

300mL의 둥근 바닥 플라스크에 하기 식 (b-3)으로 표시되는 화합물 6.00g(61.1mmol), 아황산나트륨 38.5g(305mmol), 물 100mL를 첨가하고, 115℃의 오일 배스에 담가 36시간 가열 교반하여 하기 식 (b-4)로 표시되는 화합물을 합성하였다. 실온까지 냉각한 후, 화합물 (b-4)를 단리하지 않고, 트리페닐술포늄클로라이드 19.2g(64.2mmol), 디클로로메탄 200mL, 물 100mL를 첨가하고, 실온에서 10시간 교반하였다. 유기층을 분취한 후, 수세를 2회 반복하고, 하기 식 (b-5)로 표시되는 화합물의 조체를 얻었다. 그 이상의 정제를 행하지 않고, 트리에틸아민 7.42g(73.3mmol), 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄 2.05g(18.3mmol), 아세토니트릴 100mL를 첨가하고, 실온에서 교반을 개시하였다. 거기에 아다만탄카르보닐클로라이드 14.6g(73.3mmol)을 아세토니트릴 50mL에 용해시킨 용액을 천천히 적하하였다. 실온에서 12시간 교반한 후, 용매를 증류 제거하고, 디클로로메탄을 첨가한 후, 수세를 4회 반복하였다. 칼럼 크로마토그래피로 정제함으로써 하기 식 (B-1)로 표시되는 화합물(이하, 「화합물 (B-1)」이라고도 함)을 14.0g(수율 38%)을 얻었다.6.00 g (61.1 mmol) of the compound represented by the following formula (b-3), 38.5 g (305 mmol) of sodium sulfite, and 100 mL of water were added to a 300 mL round bottom flask, immersed in an oil bath at 115 ° C., and heated and stirred for 36 hours. A compound represented by the following formula (b-4) was synthesized. After cooling to room temperature, without isolating compound (b-4), 19.2 g (64.2 mmol) of triphenylsulfonium chloride, 200 mL of dichloromethane, and 100 mL of water were added, and the mixture was stirred at room temperature for 10 hours. After fractionating the organic layer, washing with water was repeated twice to obtain a crude compound represented by the following formula (b-5). Without further purification, triethylamine 7.42 g (73.3 mmol), 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane 2.05 g (18.3 mmol) and acetonitrile 100 mL were added, and stirring was started at room temperature. . A solution in which 14.6 g (73.3 mmol) of adamantane carbonyl chloride was dissolved in 50 mL of acetonitrile was slowly added dropwise thereto. After stirring at room temperature for 12 hours, the solvent was distilled off, dichloromethane was added, and washing with water was repeated 4 times. Purification by column chromatography gave 14.0 g (yield 38%) of a compound represented by the following formula (B-1) (hereinafter also referred to as “compound (B-1)”).

Figure 112017020884802-pat00039
Figure 112017020884802-pat00039

[합성예 17 내지 29](화합물 (B-2) 내지 (B-14)의 합성)[Synthesis Examples 17 to 29] (Synthesis of Compounds (B-2) to (B-14))

전구체를 적절히 선택하고, 합성예 1과 마찬가지의 조작을 행함으로써 하기 식 (B-2) 내지 (B-14)로 표시되는 화합물을 합성하였다.The compounds represented by the following formulas (B-2) to (B-14) were synthesized by appropriately selecting a precursor and performing the same operation as in Synthesis Example 1.

[합성예 30](화합물 (B-15)의 합성)[Synthesis Example 30] (Synthesis of Compound (B-15))

300mL의 둥근 바닥 플라스크에 하기 식 (b-1)로 표시되는 화합물 7.28g(19.4mmol), 아황산나트륨 19.5g(155mmol), 물 50mL를 첨가하고, 115℃의 오일 배스에 담가 36시간 가열 교반하여 하기 식 (b-2)로 표시되는 화합물을 합성하였다. 실온까지 냉각한 후, 하기 식 (b-2)로 표시되는 화합물을 단리하지 않고, 트리페닐술포늄클로라이드 6.07g(20.3mmol), 디클로로메탄 100mL, 물 100mL를 첨가하고, 실온에서 10시간 교반하였다. 유기층을 분취한 후, 수세를 4회 반복하였다. 칼럼 크로마토그래피로 정제함으로써 하기 식 (B-15)로 표시되는 화합물(이하, 「화합물 (B-15)」라고도 함)을 6.02g(수율 43%) 얻었다.To a 300 mL round-bottom flask, 7.28 g (19.4 mmol) of the compound represented by the following formula (b-1), 19.5 g (155 mmol) of sodium sulfite, and 50 mL of water were added, immersed in an oil bath at 115 ° C., and heated and stirred for 36 hours. A compound represented by the following formula (b-2) was synthesized. After cooling to room temperature, without isolating the compound represented by the following formula (b-2), 6.07 g (20.3 mmol) of triphenylsulfonium chloride, 100 mL of dichloromethane, and 100 mL of water were added, and the mixture was stirred at room temperature for 10 hours. . After the organic layer was separated, washing with water was repeated 4 times. By purification by column chromatography, 6.02 g (yield 43%) of a compound represented by the following formula (B-15) (hereinafter also referred to as “compound (B-15)”) was obtained.

[합성예 31](화합물 (B-16)의 합성)[Synthesis Example 31] (Synthesis of Compound (B-16))

100mL의 둥근 바닥 플라스크에 화합물 (B-15) 3.00g(4.16mmol), 트리에틸아민 0.505g(4.99mmol), 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄 0.140g(1.25mmol), 아세토니트릴 10mL를 첨가하여 수욕 중에서 교반을 개시하였다. 거기에 아다만탄카르보닐클로라이드 0.991g(4.99mmol)을 아세토니트릴 10mL에 용해시킨 용액을 천천히 적하하였다. 적하 종료 후, 실온에서 2시간 교반하고, 그 후 50℃에서 8시간 교반하였다. 디클로로메탄을 첨가한 후, 포화 탄산수소나트륨 수용액으로 3회 세정하고, 포화 염화암모늄 수용액에서 2회 세정하였다. 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 용매를 증류 제거한 후, 칼럼 크로마토그래피로 정제함으로써 하기 식 (B-16)으로 표시되는 화합물(이하, 「화합물 (B-16)」이라고도 함)을 2.53g(수율 69%) 얻었다.In a 100 mL round bottom flask, 3.00 g (4.16 mmol) of compound (B-15), 0.505 g (4.99 mmol) of triethylamine, 0.140 g (1.25 mmol) of 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane, aceto Stirring in a water bath was initiated by addition of 10 mL of nitrile. A solution in which 0.991 g (4.99 mmol) of adamantane carbonyl chloride was dissolved in 10 mL of acetonitrile was slowly added dropwise thereto. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours, and then stirred at 50°C for 8 hours. After addition of dichloromethane, the mixture was washed three times with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and twice with a saturated aqueous ammonium chloride solution. After drying over anhydrous sodium sulfate and distilling off the solvent, the compound represented by the following formula (B-16) (hereinafter also referred to as “compound (B-16)”) was purified by column chromatography to obtain 2.53 g (yield 69%). ) was obtained.

Figure 112017020884802-pat00040
Figure 112017020884802-pat00040

[합성예 32 내지 39](화합물 (B-17) 내지 (B-24)의 합성)[Synthesis Examples 32 to 39] (Synthesis of Compounds (B-17) to (B-24))

전구체를 적절히 선택하고, 합성예 30과 마찬가지의 조작을 행함으로써 하기 식 (B-17) 내지 (B-24)로 표시되는 화합물을 합성하였다.The compounds represented by the following formulas (B-17) to (B-24) were synthesized by appropriately selecting a precursor and performing the same operation as in Synthesis Example 30.

Figure 112017020884802-pat00041
Figure 112017020884802-pat00041

Figure 112017020884802-pat00042
Figure 112017020884802-pat00042

Figure 112017020884802-pat00043
Figure 112017020884802-pat00043

[합성예 40 내지 44](참고예 화합물 (H-1) 내지 (H-4)의 합성)[Synthesis Examples 40 to 44] (Synthesis of Reference Example Compounds (H-1) to (H-4))

또한, 전구체를 적절히 선택하고, 합성예 30과 마찬가지의 조작을 행함으로써 참고예로서 하기 식 (H-1) 내지 (H-4)로 표시되는 화합물을 합성하였다.In addition, the compounds represented by the following formulas (H-1) to (H-4) were synthesized as reference examples by appropriately selecting precursors and performing the same operation as in Synthesis Example 30.

Figure 112017020884802-pat00044
Figure 112017020884802-pat00044

<감방사선성 수지 조성물의 제조><Preparation of radiation-sensitive resin composition>

감방사선성 수지 조성물을 구성하는 [A] 중합체 이외의 성분에 대하여 나타낸다. Components other than the [A] polymer constituting the radiation-sensitive resin composition are shown.

[[C] 용매][[C] solvent]

C-1: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트C-1: propylene glycol monomethyl ether acetate

C-2: 시클로헥사논C-2: cyclohexanone

C-3: γ-부티로락톤C-3: γ-butyrolactone

[[D] 다른 산 발생제][[D] other acid generators]

[D] 다른 산 발생제로서 술폰산염을 포함하는 [D1] 산 발생제 및 광붕괴성 염기를 포함하는 [D2] 산 발생제를 이용하였다.[D] As other acid generators, [D1] acid generator containing sulfonate and [D2] acid generator containing photodegradable base were used.

[[D1] 산 발생제][[D1] acid generator]

[D1] 산 발생제로서 하기 식 (D1-1) 내지 (D1-9)로 표시되는 화합물을 이용하였다.[D1] As the acid generator, compounds represented by the following formulas (D1-1) to (D1-9) were used.

Figure 112017020884802-pat00045
Figure 112017020884802-pat00045

[[D2] 산 발생제][[D2] acid generator]

[D2] 산 발생제로서 하기 식 (D2-1) 내지 (D2-5)로 표시되는 화합물을 이용하였다.[D2] As the acid generator, compounds represented by the following formulas (D2-1) to (D2-5) were used.

Figure 112017020884802-pat00046
Figure 112017020884802-pat00046

[[E] 질소 함유 화합물][[E] Nitrogen-containing compounds]

[E] 질소 함유 화합물로서 하기 식 (E-1) 내지 (E-4)로 표시되는 화합물을 이용하였다.[E] As the nitrogen-containing compound, compounds represented by the following formulas (E-1) to (E-4) were used.

Figure 112017020884802-pat00047
Figure 112017020884802-pat00047

[실시예 1][Example 1]

[A] 중합체로서의 (A-1) 100질량부, [B] 화합물로서의 (B-1) 7질량부, [C] 용매로서의 (C-1) 2,427질량부, (C-2) 1,040질량부 및 (C-3) 200질량부, [D] 다른 산 발생제로서의 (D-1) 10질량부 및 불소 원자를 함유하는 [F] 중합체로서의 (F-1) 3질량부를 혼합하고, 0.2㎛의 멤브레인 필터로 여과함으로써 감방사선성 수지 조성물 (J-1)을 제조하였다.[A] 100 parts by mass of (A-1) as a polymer, 7 parts by mass of (B-1) as a [B] compound, 2,427 parts by mass of (C-1) as a solvent, 1,040 parts by mass of (C-2) as a solvent and (C-3) 200 parts by mass, [D] 10 parts by mass of (D-1) as another acid generator, and 3 parts by mass of (F-1) as a polymer [F] containing a fluorine atom, 0.2 µm A radiation-sensitive resin composition (J-1) was prepared by filtration with a membrane filter of

[실시예 2 내지 30, 비교예 1 내지 17 및 참고예 1 내지 4][Examples 2 to 30, Comparative Examples 1 to 17 and Reference Examples 1 to 4]

하기 표 2 및 표 3에 나타내는 종류 및 함유량의 각 성분을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 감방사선성 수지 조성물 (J-2) 내지 (J-30), (CJ-1) 내지 (CJ-17) 및 (S-1) 내지 (S-4)를 제조하였다.The radiation-sensitive resin compositions (J-2) to (J-30), (CJ-1) to (CJ-) were carried out in the same manner as in Example 1, except that each component of the type and content shown in Tables 2 and 3 was used. 17) and (S-1) to (S-4) were prepared.

Figure 112017020884802-pat00048
Figure 112017020884802-pat00048

Figure 112017020884802-pat00049
Figure 112017020884802-pat00049

<레지스트 패턴의 형성 (1): ArF 엑시머 레이저 액침 노광, 알칼리 현상><Formation of resist pattern (1): ArF excimer laser immersion exposure, alkali development>

12인치의 실리콘 웨이퍼 표면에 스핀 코터(도쿄일렉트론사의 「CLEAN TRACK ACT12」)를 사용하여 하층 반사 방지막 형성용 조성물(브루워사이언스사의 「ARC66」)을 도포한 후, 205℃에서 60초간 가열함으로써 막 두께 105nm의 하층 반사 방지막을 형성하였다. 이 하층 반사 방지막 상에 상기 스핀 코터를 사용하여 각 감방사선성 수지 조성물을 도포하고, 100℃에서 50초간 PB를 행하였다. 그 후 23℃에서 30초간 냉각하고, 막 두께 90nm의 레지스트막을 형성하였다. 이어서, 이 도막을 ArF 엑시머 레이저 액침 노광 장치(ASML사의 「TWINSCAN XT-1900i」)를 이용하고, NA=1.35, Dipole35X(σ=0.97/0.77)의 광학 조건에서 38nm 라인 앤 스페이스(1L/1S)의 레지스트 패턴 형성용 마스크 패턴을 개재하여 노광하였다. 노광 후, 90℃에서 50초간 PEB를 행하였다. 그 후, 2.38질량% TMAH 수용액을 이용하고, 23℃에서 30초간 퍼들 현상을 행하였다. 이어서, 초순수를 이용하여 7초간 린스한 후, 2,000rpm으로 15초간 스핀 드라이함으로써 38nm 라인 앤 스페이스(1L/1S)의 레지스트 패턴을 형성하였다. 이때, 38nm Line(라인) 100nm Pitch(피치)의 패턴 형성용 마스크 패턴을 개재하여 노광한 부분이 선폭(38nm)의 Line을 형성하는 노광량을 최적 노광량(Eop)으로 하였다.A composition for forming a lower layer anti-reflection film (“ARC66” by Brewer Sciences) was coated on the surface of a 12-inch silicon wafer using a spin coater (“CLEAN TRACK ACT12” by Tokyo Electron Corporation), and then the film was heated at 205°C for 60 seconds. A 105 nm-thick lower layer anti-reflection film was formed. Each radiation-sensitive resin composition was apply|coated on this underlayer antireflection film using the said spin coater, and PB was performed at 100 degreeC for 50 second. Then, it cooled at 23 degreeC for 30 second, and formed the resist film with a film thickness of 90 nm. Next, using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus ("TWINSCAN XT-1900i" manufactured by ASML), the coating film was 38 nm line and space (1L/1S) under optical conditions of NA = 1.35 and Dipole35X (σ = 0.97/0.77). was exposed through a mask pattern for forming a resist pattern. After exposure, PEB was performed at 90 degreeC for 50 second. Then, puddle development was performed at 23 degreeC for 30 second using the 2.38 mass % TMAH aqueous solution. Subsequently, after rinsing for 7 seconds using ultrapure water, a 38 nm line and space (1L/1S) resist pattern was formed by spin-drying at 2,000 rpm for 15 seconds. At this time, the exposure amount at which the portion exposed through the mask pattern for forming a 38 nm line (line) 100 nm Pitch pattern forms a line having a line width (38 nm) was set as the optimum exposure amount (Eop).

<레지스트 패턴의 형성 (2): ArF 엑시머 레이저 액침 노광, 유기 용매 현상><Formation of resist pattern (2): ArF excimer laser immersion exposure, organic solvent development>

상기 TMAH 수용액 대신에 아세트산n-부틸을 이용하여 유기 용매 현상하고, 또한 물로의 세정을 행하지 않은 것 이외에는 상기 레지스트 패턴의 형성 (1)과 마찬가지로 조작하여 네가티브형 레지스트 패턴을 형성하였다.A negative resist pattern was formed in the same manner as in the formation of the resist pattern (1) except that organic solvent development was performed using n-butyl acetate instead of the TMAH aqueous solution, and washing with water was not performed.

<평가><Evaluation>

상기 형성한 레지스트 패턴에 대하여 하기 방법에 따라 측정함으로써 각 감방사선성 수지 조성물의 평가를 행하였다. 평가 결과를 하기 표 4 및 표 5에 나타낸다. 또한, 레지스트 패턴의 측장에는 주사형 전자 현미경(히타치하이테크놀러지즈사의 「CG-4100」)을 이용하였다.Each radiation-sensitive resin composition was evaluated by measuring according to the following method about the formed resist pattern. The evaluation results are shown in Tables 4 and 5 below. In addition, the scanning electron microscope ("CG-4100" by Hitachi High Technologies) was used for the lengthening of a resist pattern.

[LWR 성능][LWR Performance]

상기에서 구한 Eop의 노광량을 조사하여 형성한 레지스트 패턴을 상기 주사형 전자 현미경을 이용하여 패턴 상부로부터 관찰하였다. 선폭의 변동을 계 500점 측정하고, 그 측정값의 분포로부터 3시그마값을 구하고, 이것을 LWR 성능(nm)으로 하였다. LWR 성능은 그 값이 작을수록 라인의 변동이 작아 양호하다. LWR 성능은 2.5nm 이하인 경우에는 「양호」, 2.5nm를 초과하는 경우에는 「불량」이라고 평가할 수 있다.The resist pattern formed by irradiating the Eop exposure obtained above was observed from the top of the pattern using the scanning electron microscope. A total of 500 variations in line width were measured, and a 3-sigma value was obtained from the distribution of the measured values, and this was defined as the LWR performance (nm). The smaller the LWR performance, the better the line fluctuation is. LWR performance can be evaluated as "good" when it is 2.5 nm or less, and "bad" when it exceeds 2.5 nm.

[CDU(Critical Dimension Uniformity) 성능][Critical Dimension Uniformity (CDU) Performance]

상기에서 구한 Eop의 노광량을 조사하여 형성한 레지스트 패턴을 상기 주사형 전자 현미경을 이용하여 패턴 상부로부터 관찰하였다. 400nm의 범위에서 선폭을 20점 측정하여 그 평균값을 구하고, 그 평균값을 임의의 포인트에서 계 500점 측정하고, 그 측정값의 분포로부터 3시그마 값을 구하고, 이것을 CDU 성능(nm)으로 하였다. CDU 성능은 그 값이 작을수록 장주기에서의 선폭의 변동이 작아 양호하다. CDU 성능은 1.5nm 이하인 경우에는 「양호」라고, 2.0nm를 초과하는 경우에는 「불량」이라고 평가할 수 있다.The resist pattern formed by irradiating the Eop exposure obtained above was observed from the top of the pattern using the scanning electron microscope. The line width was measured at 20 points in the range of 400 nm to obtain the average value, and the average value was measured for 500 points in total at any point, and the three sigma value was obtained from the distribution of the measured values, and this was defined as the CDU performance (nm). The CDU performance is better as the value of the CDU is smaller, the variation of the line width in a long period is small. When the CDU performance is 1.5 nm or less, it can be evaluated as "good", and when it exceeds 2.0 nm, it can be evaluated as "poor".

[EL(초점 여유도: ExposureLatitude) 성능][EL (ExposureLatitude) Performance]

감방사선성 수지 조성물의 EL 성능은 하기 방법으로 측정되는 10% EL, Bridge(브리지) 한계 및 Collapse(도괴) 한계의 각 값에 의해 평가하였다.The EL performance of the radiation-sensitive resin composition was evaluated by each value of 10% EL, Bridge limit, and Collapse limit measured by the following method.

(10% EL)(10% EL)

38nm 라인 앤 스페이스(1L/1S)의 레지스트 패턴 형성용 마스크 패턴을 이용한 경우에 해상되는 레지스트 패턴의 치수가 마스크의 설계 치수의 ±10% 이내로 되는 경우의 노광량 범위 상기 Eop에 대한 비율을 10% EL(%)로 하였다. 10% EL은 그 값이 클수록 노광량 변화에 대한 패터닝 성능의 변화량이 작아 양호하다.In the case of using a 38 nm line and space (1L/1S) mask pattern for forming a resist pattern, the range of exposure dose when the size of the resolved resist pattern is within ±10% of the design dimension of the mask The ratio to Eop is 10% EL (%). As for 10% EL, the larger the value, the smaller the amount of change in the patterning performance with respect to the change in exposure amount is good.

(Bridge 한계)(Bridge limit)

상기 레지스트 패턴의 형성에 있어서, 상기 Eop로부터 알칼리 현상의 경우에는 노광량을 작게 해 가는 경우에, 유기 용제 현상의 경우에는 노광량을 크게 해 가는 경우에, 브리지가 발생하는 최소의 패턴 폭(Bridge 한계)(nm)을 구하고, 이 값을 Bridge 한계의 지표로 하였다. Bridge 한계의 값이 클수록 브리지 결함이 발생하기 어려워 양호하다.In the formation of the resist pattern, from the above Eop, the minimum pattern width (Bridge limit) at which a bridge occurs when the exposure amount is decreased in the case of alkali development and when the exposure amount is increased in the case of organic solvent development. (nm) was calculated, and this value was used as an index of the bridge limit. The larger the bridge limit value, the less likely it is to cause a bridge defect, which is better.

(Collapse 한계)(Collapse limit)

상기 레지스트 패턴의 형성에 있어서, 상기 Eop로부터 알칼리 현상의 경우에는 노광량을 크게 해 가는 경우에, 유기 용제 현상의 경우에는 노광량을 작게 해 가는 경우에, 패턴 도괴가 발생하는 최소의 패턴 폭(Collapse 한계)(nm)을 구하고, 이 값을 Collapse 한계의 지표로 하였다. Collapse 한계의 값이 작을수록 레지스트 패턴의 도괴가 발생하기 어려워 양호하다.In the formation of the resist pattern, the minimum pattern width (Collapse limit) at which pattern collapse occurs when the exposure amount is increased from Eop in the case of alkali development and when the exposure amount is decreased in the case of organic solvent development. ) (nm) was calculated, and this value was used as an index of the collapse limit. The smaller the value of the Collapse limit, the more difficult it is to cause the resist pattern to collapse, which is better.

[현상 결함 억제성][developing defect suppression property]

하층 반사 방지막 형성용 조성물(닛산가가쿠사의 「ARC66」)에 의해 하층 반사 방지막을 형성한 12인치 실리콘 웨이퍼 상에 감방사선성 수지 조성물에 의해 도막을 형성하고, 120℃에서 50초간 SB(Soft Bake)를 행하여 막 두께 110nm의 레지스트막을 형성하였다. 이어서, 이 레지스트막에 대하여 ArF 엑시머 레이저 액침 노광 장치(NIKON사의 「NSR-S610C」)를 이용하고, NA=1.3, ratio=0.800, Dipole의 조건에 의해 타깃 사이즈가 폭 38nm인 라인 앤 스페이스(1L/1S) 형성용 마스크 패턴을 개재하여 노광하였다. 노광 후, 95℃에서 50초간 PEB를 행하였다. 그 후, 현상 장치(도쿄일렉트론사의 「클린 트랙 ACT8」)의 GP 노즐에 의해 2.38질량%의 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액 또는 아세트산부틸에 의해 10초간 현상하였다. 또한, 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액 현상의 경우에는 계속해서 15초간 순수에 의해 린스를 하고, 2,000rpm으로 스핀 드라이하였다. 이때, 폭 38nm의 1L/1S를 형성하는 노광량을 최적 노광량으로 하였다. 이 최적 노광량으로 웨이퍼 전체 면에 선폭 38nm의 1L/1S를 형성하고, 결함 검사용 웨이퍼로 하였다. 또한, 측장에는 주사형 전자 현미경(히타치하이테크놀러지즈사, CC-4000)을 이용하였다. 이 결함 검사용 웨이퍼 상의 결함수를 결함 검사 장치(KLA-Tencor사의 「KLA2810」)를 이용하여 측정하였다. 그리고 상기 측정된 결함을 레지스트막 유래의 결함이라고 판단되는 것과 외부 유래의 이물로 분류하고, 레지스트막 유래의 결함이라고 판단되는 것의 수를 산출하였다. 현상 결함 억제성은 이 레지스트막 유래라고 판단되는 결함의 수가 적을수록 양호하다.A coating film is formed with a radiation-sensitive resin composition on a 12-inch silicon wafer on which an anti-reflection film is formed with a lower layer of the composition for forming an anti-reflection film ("ARC66" manufactured by Nissan Chemical Corporation), and SB (Soft Bake at 120° C. for 50 seconds) ) to form a resist film with a film thickness of 110 nm. Next, an ArF excimer laser immersion exposure apparatus ("NSR-S610C" manufactured by NIKON) was used for this resist film, and a line and space (1L) having a target size of 38 nm in width under the conditions of NA = 1.3, ratio = 0.800, and Dipole. /1S) It exposed through the mask pattern for formation. After exposure, PEB was performed at 95 degreeC for 50 second. Then, with the GP nozzle of a developing apparatus ("Clean Track ACT8" by Tokyo Electron Corporation), it developed for 10 second with 2.38 mass % of tetramethylammonium hydroxide aqueous solution or butyl acetate. In addition, in the case of tetramethylammonium hydroxide aqueous solution development, it rinsed with pure water continuously for 15 second, and spin-dried at 2,000 rpm. At this time, the exposure amount for forming 1L/1S with a width of 38 nm was set as the optimal exposure amount. At this optimum exposure dose, 1L/1S having a line width of 38 nm was formed on the entire surface of the wafer to obtain a wafer for defect inspection. In addition, a scanning electron microscope (Hitachi High Technologies, CC-4000) was used for length measurement. The number of defects on the wafer for defect inspection was measured using a defect inspection apparatus ("KLA2810" manufactured by KLA-Tencor). Then, the measured defects were classified as those judged to be resist film-derived defects and external foreign substances, and the number of defects judged to be resist film-derived defects was calculated. The development defect suppression property is so good that the number of defects judged to be derived from the resist film is small.

Figure 112017020884802-pat00050
Figure 112017020884802-pat00050

Figure 112017020884802-pat00051
Figure 112017020884802-pat00051

[PEB 후의 막 수축 억제성][Membrane shrinkage inhibition after PEB]

12인치의 실리콘 웨이퍼 표면에 스핀 코터(CLEAN TRACK AT12, 도쿄일렉트론제)를 사용하여 하층 반사 방지막 형성용 조성물(ARC66, 브루워사이언스 제조)을 도포한 후, 205℃에서 60초간 가열함으로써 막 두께 105nm의 하층 반사 방지막을 형성하였다. 이 하층 반사 방지막 상에 상기 스핀 코터를 사용하여 상기 제조한 각 감방사선성 수지 조성물을 도포하고, 90℃에서 60초간 PB를 행하였다. 그 후, 23℃에서 30초간 냉각하여 막 두께 90nm의 레지스트막을 형성하였다. 이어서, 이 레지스트막을 ArF 엑시머 레이저 액침 노광 장치(NSR-S610C, NIKON 제조)를 이용하여 70mJ로 전체 면 노광을 행한 후에 막 두께 측정을 실시하여 막 두께 A를 구하였다. 계속해서, 90℃에서 60초간의 PEB를 실시한 후에 다시 막 두께 측정을 실시하여 막 두께 B를 구하였다. 이때, 100×(A-B)/A(%)를 구하고, 이것을 PEB 후의 막 수축률로 하였다. 측정값이 작을수록 PEB 후의 막 수축 억제성이 양호한 것을 나타낸다. 평가 결과를 하기 표 6에 나타낸다.On the surface of a 12-inch silicon wafer, using a spin coater (CLEAN TRACK AT12, manufactured by Tokyo Electron), a composition for forming an antireflection layer (ARC66, manufactured by Brewer Sciences) was applied, followed by heating at 205°C for 60 seconds to have a film thickness of 105 nm of the lower anti-reflection film was formed. Each of the radiation-sensitive resin compositions prepared above was applied on the lower antireflection film using the spin coater, and PB was performed at 90° C. for 60 seconds. Then, it cooled at 23 degreeC for 30 second, and formed the resist film with a film thickness of 90 nm. Next, this resist film was subjected to full surface exposure at 70 mJ using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (NSR-S610C, manufactured by NIKON), and then the film thickness was measured to determine the film thickness A. Then, after performing PEB for 60 second at 90 degreeC, the film thickness measurement was performed again and the film thickness B was calculated|required. At this time, 100x(A-B)/A(%) was calculated|required, and this was made into the film|membrane contraction rate after PEB. It shows that the film|membrane shrinkage suppression after PEB is so good that a measured value is small. The evaluation results are shown in Table 6 below.

Figure 112017020884802-pat00052
Figure 112017020884802-pat00052

[실시예 31][Example 31]

[A] 중합체로서의 (A-1) 100질량부, [B] 화합물로서의 (B-1) 3.6질량부, [C] 용매로서의 (C-1) 4280질량부, (C-2) 1830질량부, [D] 다른 산 발생제로서의 (D-1) 20질량부를 혼합하고, 0.2㎛의 멤브레인 필터로 여과함으로써 감방사선성 수지 조성물 (J-31)을 제조하였다.[A] 100 parts by mass of (A-1) as a polymer, 3.6 parts by mass of (B-1) as a compound [B], 4280 parts by mass of (C-1) as a solvent, 1830 parts by mass of (C-2) as a solvent , [D] A radiation-sensitive resin composition (J-31) was prepared by mixing 20 parts by mass of (D-1) as another acid generator and filtering with a 0.2 µm membrane filter.

[실시예 32 내지 38, 비교예 18 내지 22 및 참고예 5 내지 6][Examples 32 to 38, Comparative Examples 18 to 22 and Reference Examples 5 to 6]

하기 표 7에 나타내는 종류 및 함유량의 각 성분을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 감방사선성 수지 조성물 (J-31) 내지 (J-38), (CJ-18) 내지 (CJ-22) 및 (S-5) 내지 (S-6)을 제조하였다.The radiation-sensitive resin compositions (J-31) to (J-38), (CJ-18) to (CJ-22) and (CJ-22) and (S-5) to (S-6) were prepared.

Figure 112017020884802-pat00053
Figure 112017020884802-pat00053

<레지스트 패턴의 형성 (3): 전자선 노광, 알칼리 현상><Formation of resist pattern (3): electron beam exposure, alkali development>

8인치의 실리콘 웨이퍼 표면에 스핀 코터(CLEAN TRACK ACT8, 도쿄일렉트론 제조)를 사용하여 상기 표 5에 기재된 각 감방사선성 수지 조성물을 도포하고, 90℃에서 60초간 PB를 행하였다. 그 후, 23℃에서 30초간 냉각하여 막 두께 50nm의 레지스트막을 형성하였다. 이어서, 이 레지스트막에 간이형 전자선 묘화 장치(히타치세이사쿠쇼 제조, 형식 「HL800D」, 출력: 50KeV, 전류 밀도: 5.0A/cm2)를 이용하여 전자선을 조사하였다. 조사 후, 120℃에서 60초간 PEB를 행하였다. 그 후, 알칼리 현상액으로서 2.38질량%의 TMAH 수용액을 이용하여 23℃에서 30초간 현상하고, 물로 세정하고, 건조하여 포지티브형 레지스트 패턴을 형성하였다.Each of the radiation-sensitive resin compositions described in Table 5 above was applied to the surface of an 8-inch silicon wafer using a spin coater (CLEAN TRACK ACT8, manufactured by Tokyo Electron), and PB was performed at 90° C. for 60 seconds. Then, it cooled at 23 degreeC for 30 second, and formed the resist film with a film thickness of 50 nm. Next, the resist film was irradiated with an electron beam using a simple electron beam drawing apparatus (manufactured by Hitachi, Ltd., model "HL800D", output: 50 KeV, current density: 5.0 A/cm 2 ). After irradiation, PEB was performed at 120°C for 60 seconds. Then, using the 2.38 mass % TMAH aqueous solution as an alkaline developing solution, it developed at 23 degreeC for 30 second, wash|cleaned with water, and dried, and formed the positive resist pattern.

<레지스트 패턴의 형성 (4): 전자선 노광, 유기 용매 현상><Formation of resist pattern (4): electron beam exposure, organic solvent development>

상기 TMAH 수용액 대신에 아세트산 n-부틸을 이용하여 유기 용매 현상하고, 또한 물로의 세정을 행하지 않은 것 이외에는 상기 레지스트 패턴의 형성 (1)과 마찬가지로 조작하여 네가티브형 레지스트 패턴을 형성하였다.A negative resist pattern was formed in the same manner as in formation (1) of the resist pattern, except that organic solvent development was performed using n-butyl acetate instead of the TMAH aqueous solution, and washing with water was not performed.

<평가><Evaluation>

상기 각 감방사선성 수지 조성물을 이용하여 형성한 레지스트 패턴에 대하여 상기 실시예와 마찬가지의 평가를 실시하였다. 결과를 하기 표 8에 나타낸다.The same evaluation as in the said Example was performed about the resist pattern formed using each said radiation-sensitive resin composition. The results are shown in Table 8 below.

Figure 112017020884802-pat00054
Figure 112017020884802-pat00054

표 4, 표 5 및 표 8의 결과로부터 당해 감방사선성 수지 조성물은 ArF 노광 및 전자선 노광에 있어서 알칼리 현상 및 유기 용매 현상의 모든 경우에 LWR 성능, CDU 성능, EL 성능 및 현상 결함 억제성이 우수한 것이 나타났다. 또한, 표 6의 결과로부터 ArF 노광에 있어서의 PEB 후의 막 수축 억제성이 우수한 것도 나타났다. 한편, 비교예의 감방사선성 수지 조성물은 상기 성능이 실시예의 것에 비하여 모두 떨어지는 것이 나타났다.From the results of Tables 4, 5 and 8, the radiation-sensitive resin composition was excellent in LWR performance, CDU performance, EL performance and development defect suppression in all cases of alkali development and organic solvent development in ArF exposure and electron beam exposure. thing appeared In addition, from the results in Table 6, it was also shown that the film shrinkage suppression property after PEB in ArF exposure was excellent. On the other hand, it was shown that the radiation-sensitive resin composition of Comparative Example was inferior in all of the above performance compared to that of Example.

본 발명의 감방사선성 수지 조성물 및 레지스트 패턴 형성 방법에 의하면 LWR 성능, CDU 성능, EL 성능, 현상 결함 억제성 및 PEB 후의 막 수축 억제성이 우수한 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 본 발명의 화합물은 당해 감방사선성 수지 조성물의 성분으로서 적합하게 이용할 수 있다. 따라서, 이들은 이후 더 한층의 미세화가 진행될 것으로 예상되는 반도체 디바이스 제조 등에 있어서의 패턴 형성에 적합하게 이용할 수 있다.According to the radiation-sensitive resin composition and resist pattern formation method of the present invention, a resist pattern having excellent LWR performance, CDU performance, EL performance, development defect suppression property and film shrinkage suppression property after PEB can be formed. The compound of the present invention can be suitably used as a component of the radiation-sensitive resin composition. Therefore, they can be suitably used for pattern formation in the manufacture of semiconductor devices etc. which are expected to advance further refinement|miniaturization in the future.

Claims (6)

산 해리성 기를 포함하는 제1 구조 단위를 갖는 중합체와,
하기 식 (1)로 표시되는 화합물과,
용매
를 함유하는 감방사선성 수지 조성물.
Figure 112021125248740-pat00055

(식 (1) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 불소 원자를 포함하지 않는 1가의 유기기이고, R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이되, 단 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 ORQ로 표시되는 기를 나타내고, RQ는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이고, R1 및 R2 중 적어도 하나가 ORQ로 표시되는 기를 나타내는 경우, RQ는 불소 원자를 포함하지 않고, R1과 R2, R1과 R3, R1과 R5, R3과 R4, R3과 R5, 또는 R5와 R6은 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 환원수(環員數) 3 내지 20의 환 구조를 구성해도 되고, Y-는 SO3 - 또는 COO-이고, X+는 1가의 감방사선성 오늄 양이온임)
a polymer having a first structural unit comprising an acid dissociable group;
A compound represented by the following formula (1),
menstruum
A radiation-sensitive resin composition containing.
Figure 112021125248740-pat00055

(in formula (1), R 1 and R 2 are each independently a monovalent organic group not containing a hydrogen atom or a fluorine atom having 1 to 20 carbon atoms, and R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, with the proviso that at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represents a group represented by OR Q , and R Q is a carbon number 1 to 20, and when at least one of R 1 and R 2 represents a group represented by OR Q , R Q does not contain a fluorine atom, and R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 5 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , or R 5 and R 6 may be combined with each other to form a ring structure of 3 to 20 reduced numbers together with the carbon atom to which they are bonded , Y - is SO 3 - or COO - , and X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation)
제1항에 있어서, 상기 식 (1)의 환원수 3 내지 20의 환 구조가 환원수 3 내지 20의 지환 구조 또는 환원수 3 내지 20의 지방족 복소환 구조인, 감방사선성 수지 조성물.The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the ring structure having 3 to 20 reduced numbers of the formula (1) is an alicyclic structure having 3 to 20 reduced numbers or an aliphatic heterocyclic structure having 3 to 20 reduced numbers. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 구조 단위가 하기 식 (3)으로 표시되는, 감방사선성 수지 조성물.
Figure 112017020884802-pat00056

(식 (3) 중, RA1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, RA2는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이고, RA3 및 RA4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 20의 환 구조를 나타냄)
The radiation-sensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein the first structural unit is represented by the following formula (3).
Figure 112017020884802-pat00056

(In formula (3), R A1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, R A2 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and R A3 and R A4 are each independently 20 is a monovalent hydrocarbon group, or these groups combine with each other to represent a ring structure having 3 to 20 reduced numbers constituted together with the carbon atom to which they are bonded)
기판의 표면측에 제1항 또는 제2항에 기재된 감방사선성 수지 조성물을 도공하는 공정과,
상기 도공에 의해 얻어진 레지스트막을 노광하는 공정과,
상기 노광된 레지스트막을 현상하는 공정
을 구비하는 레지스트 패턴 형성 방법.
A step of coating the radiation-sensitive resin composition according to claim 1 or 2 on the surface side of the substrate;
exposing the resist film obtained by the coating;
Process of developing the exposed resist film
A resist pattern forming method comprising a.
하기 식 (1)로 표시되는 감방사선성 산 발생제.
Figure 112021125248740-pat00057

(식 (1) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 불소 원자를 포함하지 않는 1가의 유기기이고, R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이되, 단 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 ORQ로 표시되는 기를 나타내고, RQ는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이고, R1 및 R2 중 적어도 하나가 ORQ로 표시되는 기를 나타내는 경우, RQ는 불소 원자를 포함하지 않고, R1과 R2, R1과 R3, R1과 R5, R3과 R4, R3과 R5, 또는 R5와 R6은 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 환원수 3 내지 20의 환 구조를 구성해도 되고, Y-는 SO3 - 또는 COO-이고, X+는 1가의 감방사선성 오늄 양이온임)
A radiation-sensitive acid generator represented by the following formula (1).
Figure 112021125248740-pat00057

(in formula (1), R 1 and R 2 are each independently a monovalent organic group not containing a hydrogen atom or a fluorine atom having 1 to 20 carbon atoms, and R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, with the proviso that at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represents a group represented by OR Q , and R Q is a carbon number 1 to 20, and when at least one of R 1 and R 2 represents a group represented by OR Q , R Q does not contain a fluorine atom, and R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 5 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , or R 5 and R 6 may be combined with each other to form a reduced number of 3 to 20 ring structure together with the carbon atom to which they are bonded, and Y - is SO 3 - or COO - , and X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation)
하기 식 (1)로 표시되는 화합물.
Figure 112021125248740-pat00058

(식 (1) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 불소 원자를 포함하지 않는 1가의 유기기이고, R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이되, 단 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 ORQ로 표시되는 기를 나타내고, RQ는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이고, R1 및 R2 중 적어도 하나가 ORQ로 표시되는 기를 나타내는 경우, RQ는 불소 원자를 포함하지 않고, R1과 R2, R1과 R3, R1과 R5, R3과 R4, R3과 R5, 또는 R5와 R6은 서로 합쳐져서, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 환원수 3 내지 20의 환 구조를 구성해도 되고, Y-는 SO3 - 또는 COO-이고, X+는 1가의 감방사선성 오늄 양이온임)
A compound represented by the following formula (1).
Figure 112021125248740-pat00058

(in formula (1), R 1 and R 2 are each independently a monovalent organic group not containing a hydrogen atom or a fluorine atom having 1 to 20 carbon atoms, and R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, with the proviso that at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represents a group represented by OR Q , and R Q is a carbon number 1 to 20, and when at least one of R 1 and R 2 represents a group represented by OR Q , R Q does not contain a fluorine atom, and R 1 and R 2 , R 1 and R 3 , R 1 and R 5 , R 3 and R 4 , R 3 and R 5 , or R 5 and R 6 may be combined with each other to form a reduced number of 3 to 20 ring structure together with the carbon atom to which they are bonded, and Y - is SO 3 - or COO - , and X + is a monovalent radiation-sensitive onium cation)
KR1020170026893A 2016-03-03 2017-03-02 Radiation-sensitive resin composition, process for forming resist pattern, radiation-sensitive acid generator, and compound KR102341492B1 (en)

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7264771B2 (en) * 2019-08-30 2023-04-25 信越化学工業株式会社 Resist material and pattern forming method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014034190A1 (en) * 2012-08-27 2014-03-06 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, radiation-sensitive acid generator, compound and method for producing compound
JP2015148693A (en) * 2014-02-05 2015-08-20 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, radiation-sensitive acid generator, and compound
JP2015148692A (en) * 2014-02-05 2015-08-20 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, radiation-sensitive acid generator, and compound

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08146610A (en) 1994-11-17 1996-06-07 Nippon Zeon Co Ltd Resist composition and method for forming pattern by using same
JP3991462B2 (en) 1997-08-18 2007-10-17 Jsr株式会社 Radiation sensitive resin composition
US6136501A (en) 1998-08-28 2000-10-24 Shipley Company, L.L.C. Polymers and photoresist compositions comprising same
JP5815576B2 (en) * 2013-01-11 2015-11-17 信越化学工業株式会社 Pattern formation method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014034190A1 (en) * 2012-08-27 2014-03-06 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, radiation-sensitive acid generator, compound and method for producing compound
JP2015148693A (en) * 2014-02-05 2015-08-20 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, radiation-sensitive acid generator, and compound
JP2015148692A (en) * 2014-02-05 2015-08-20 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method, radiation-sensitive acid generator, and compound

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