KR102469463B1 - Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, pattern formation method, and electronic device manufacturing method - Google Patents

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

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Abstract

해상성이 우수한 패턴을 부여할 수 있는, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물, 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 이용한 레지스트막, 패턴 형성 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법을 제공한다. 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물은, 막두께가 1μm 이상인 패턴의 형성에 이용되고, 수지를 함유하며, 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물의 함유량이, 상기 수지에 대하여 1.00질량% 이하이다.Provision of an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition capable of imparting a pattern with excellent resolution, a resist film using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, a pattern forming method, and an electronic device manufacturing method do. An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is used for forming a pattern having a film thickness of 1 μm or more, contains a resin, and contains an impurity having absorption at a wavelength of 248 nm, which is 1.00% by mass or less relative to the resin.

Description

감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물, 레지스트막, 패턴 형성 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, resist film, pattern formation method, and electronic device manufacturing method

본 발명은, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물, 레지스트막, 패턴 형성 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, a resist film, a pattern formation method, and a manufacturing method of an electronic device.

KrF 엑시머 레이저(248nm)용 레지스트 이후, 광흡수에 따른 감도 저하를 보충하기 위하여 레지스트의 화상 형성 방법으로서 화학 증폭이라는 화상 형성 방법이 이용되고 있다. 예를 들면, 포지티브형의 화학 증폭의 화상 형성 방법으로서는, 엑시머 레이저, 전자선, 및 극자외광 등의 노광에 의하여, 노광부의 광산발생제가 분해되어 산을 생성시키고, 노광 후의 베이크(PEB: Post Exposure Bake)에서 그 발생산을 반응 촉매로서 이용하여 알칼리 불용성의 기를 알칼리 가용성의 기로 변화시키며, 알칼리 현상액에 의하여 노광부를 제거하는 화상 형성 방법을 들 수 있다.Since the resist for KrF excimer laser (248 nm), an image forming method called chemical amplification has been used as a resist image forming method to compensate for the decrease in sensitivity due to light absorption. For example, as a positive chemical amplification image formation method, exposure to excimer laser, electron beam, extreme ultraviolet light, etc. decomposes the photoacid generator in the exposed area to generate acid, and post-exposure bake (PEB: Post Exposure Bake ), an image forming method in which an alkali-insoluble group is changed into an alkali-soluble group by using the generated acid as a reaction catalyst, and the exposed portion is removed by an alkali developer.

이와 같은 레지스트 조성물로서, 예를 들면 특허문헌 1에는 p-하이드록시스타이렌계 반복 단위를 갖는 수지를 함유하는 포지티브형의 레지스트 조성물이 기재되어 있다.As such a resist composition, Patent Literature 1 describes, for example, a positive type resist composition containing a resin having p-hydroxystyrene-based repeating units.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2000-147772호Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-147772

한편, 현재, 노광 광원의 파장을 이용한 미세화는 한계를 맞이하고 있고, 특히 이온 주입 프로세스 공정 용도 및 NAND 메모리(NOT AND 메모리)에 있어서는, 대용량화를 목적으로 하여 메모리층의 삼차원화가 주류가 되고 있다. 메모리층의 삼차원화에는 세로 방향에 대한 가공 단수(加工段數)의 증가가 필요하기 때문에, 레지스트막에는, 종래의 나노 치수로부터 미크론 치수로의 후막화(厚膜化)가 요구되고 있다.On the other hand, at present, miniaturization using the wavelength of an exposure light source is facing a limit, and in particular, in the ion implantation process process and NAND memory (NOT AND memory), for the purpose of increasing the capacity, three-dimensionalization of the memory layer is becoming mainstream. Since the three-dimensionalization of the memory layer requires an increase in the number of processing steps in the vertical direction, the resist film is required to be thickened from the conventional nanoscale to micron scale.

본 발명자들은, 특허문헌 1에 기재되는 p-하이드록시스타이렌계 반복 단위를 갖는 수지를 이용하여 후막(1μm 이상)의 레지스트막을 제작하여 그 노광 현상 후의 패턴의 성능에 대하여 검토하고 있던바, 해상성이 반드시 충분하지는 않고, 더 개선할 여지가 있는 것을 밝혀냈다.The present inventors prepared a thick (1 μm or more) resist film using a resin having a p-hydroxystyrene-based repeating unit described in Patent Document 1, and examined the performance of the pattern after exposure and development. It turns out that this is not necessarily sufficient and there is room for further improvement.

따라서, 본 발명은, 해상성이 우수한 패턴을 부여할 수 있는, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다.Therefore, this invention makes it a subject to provide the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition which can provide the pattern excellent in resolution.

또, 본 발명은, 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 이용한 레지스트막, 패턴 형성 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.Moreover, this invention makes it a subject to provide the resist film using the said actinic-ray sensitive or radiation-sensitive resin composition, the pattern formation method, and the manufacturing method of an electronic device.

본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물 중에 있어서의 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물의 함유량을 소정량 이하로 함으로써 본 발명의 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.The inventors of the present invention, as a result of intensive studies to achieve the above object, found that the object of the present invention can be solved by setting the content of an impurity having absorption at a wavelength of 248 nm in an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition to a predetermined amount or less. found that there is, and completed the present invention.

즉, 이하의 구성에 의하여 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견했다.That is, it was found that the above object can be achieved by the following structures.

〔1〕 막두께가 1μm 이상인 패턴의 형성에 이용되는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물로서,[1] An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition used for forming a pattern having a film thickness of 1 μm or more,

수지를 함유하고,contains resin;

파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물의 함유량이, 상기 수지에 대하여 1.00질량% 이하인, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition in which the content of impurities having absorption at a wavelength of 248 nm is 1.00% by mass or less with respect to the resin.

〔2〕 상기 수지가, 산의 작용에 의하여 분해되어 극성이 증대하는 기를 갖는 반복 단위를 함유하는, 〔1〕에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.[2] The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [1], wherein the resin contains a repeating unit having a group that is decomposed by an action of acid to increase polarity.

〔3〕 상기 수지가, 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위를 함유하는, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.[3] The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [1] or [2], wherein the resin contains a repeating unit having a phenolic hydroxyl group.

〔4〕 상기 불순물이, 방향족 화합물인, 〔1〕 내지 〔3〕 중 어느 하나에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.[4] The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the impurity is an aromatic compound.

〔5〕 상기 수지가, 후술하는 일반식 (I)로 나타나는 반복 단위를 함유하고,[5] The resin contains a repeating unit represented by general formula (I) described later,

상기 불순물이, 후술하는 일반식 (X)로 나타나는 화합물인, 〔1〕 내지 〔4〕 중 어느 하나에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [4], wherein the impurity is a compound represented by general formula (X) described later.

〔6〕 상기 수지가 염기성 화합물의 존재하에서 합성된 수지이며,[6] The resin is a resin synthesized in the presence of a basic compound,

상기 염기성 화합물에서 유래하는 염기성 불순물의 함유량이, 상기 수지에 대하여 0.10질량% 이하인, 〔5〕에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to [5], wherein the content of the basic impurity derived from the basic compound is 0.10% by mass or less with respect to the resin.

〔7〕 광산발생제를 더 함유하는, 〔1〕 내지 〔6〕 중 어느 하나에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.[7] The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [6], further containing a photoacid generator.

〔8〕 점도가 100~500mPa·s인, 〔1〕 내지 〔7〕 중 어느 하나에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물.[8] The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [7], having a viscosity of 100 to 500 mPa·s.

〔9〕 〔1〕 내지 〔8〕 중 어느 하나에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 의하여 형성된 레지스트막.[9] A resist film formed of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [8].

〔10〕 〔1〕 내지 〔8〕 중 어느 하나에 기재된 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 이용하여 막두께가 1μm 이상인 레지스트막을 형성하는 레지스트막 형성 공정과,[10] A resist film forming step of forming a resist film having a film thickness of 1 μm or more using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [8];

상기 레지스트막을 노광하는 노광 공정과,an exposure step of exposing the resist film;

노광된 상기 레지스트막을, 현상액을 이용하여 현상하는 현상 공정을 포함하는 패턴 형성 방법.A pattern formation method comprising a developing step of developing the exposed resist film using a developing solution.

〔11〕 〔10〕에 기재된 패턴 형성 방법을 포함하는, 전자 디바이스의 제조 방법.[11] A method for manufacturing an electronic device, including the pattern formation method according to [10].

본 발명에 의하면, 해상성이 우수한 패턴을 부여할 수 있는, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition which can provide a pattern with excellent resolution can be provided.

또, 본 발명에 의하면, 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 이용한 레지스트막, 패턴 형성 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법을 제공할 수 있다.Moreover, according to this invention, the resist film using the said actinic-ray sensitive or radiation-sensitive resin composition, the pattern formation method, and the manufacturing method of an electronic device can be provided.

도 1은 현상 후의 웨이퍼의 단면의 SEM 화상이다(판정 N).
도 2는 현상 후의 웨이퍼의 단면의 SEM 화상이다(판정 B).
도 3은 현상 후의 웨이퍼의 단면의 SEM 화상이다(판정 A).
1 is a SEM image of a cross section of a wafer after development (judgment N).
2 is a SEM image of a cross section of a wafer after development (judgment B).
3 is a SEM image of a cross section of a wafer after development (judgment A).

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 한정되지 않는다.The description of the constitutional requirements described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.

본 명세서 중에 있어서의 기(원자단)의 표기에 대하여, 치환 및 무치환을 기재하지 않은 표기는, 치환기를 갖지 않는 기와 함께 치환기를 갖는 기도 포함한다. 예를 들면, "알킬기"란, 치환기를 갖지 않는 알킬기(무치환 알킬기)뿐만 아니라, 치환기를 갖는 알킬기(치환 알킬기)도 포함한다. 또, 본 명세서 중에 있어서의 "유기기"란, 적어도 하나의 탄소 원자를 포함하는 기를 말한다.Regarding the notation of a group (atomic group) in this specification, the notation that does not describe substitution and unsubstitution includes groups having no substituents as well as groups having no substituents. For example, the "alkyl group" includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group). In addition, "organic group" in this specification refers to a group containing at least one carbon atom.

본 명세서 중에 있어서의 "활성광선" 또는 "방사선"이란, 예를 들면 수은등의 휘선 스펙트럼, 엑시머 레이저로 대표되는 원자외선, 극자외선(EUV광: Extreme Ultraviolet), X선, 및 전자선(EB: Electron Beam) 등을 의미한다. 본 명세서 중에 있어서의 "광"이란, 활성광선 또는 방사선을 의미한다.In this specification, "active ray" or "radiation" means, for example, the bright line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by an excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light: Extreme Ultraviolet), X-rays, and electron beams (EB: Electron Beam), etc. "Light" in this specification means actinic light or radiation.

본 명세서 중에 있어서의 "노광"이란, 특별히 설명하지 않는 한, 수은등의 휘선 스펙트럼, 엑시머 레이저로 대표되는 원자외선, 극자외선(EUV광), 및 X선 등에 의한 노광뿐만 아니라, 전자선, 및 이온빔 등의 입자선에 의한 묘화도 포함한다.Unless otherwise specified, "exposure" in this specification means not only exposure by a bright line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by an excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light), and X-rays, but also electron beams, ion beams, etc. Drawing by a particle beam of is also included.

본 명세서에 있어서, "~"란 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용된다.In this specification, "-" is used by the meaning which includes the numerical value described before and after that as a lower limit value and an upper limit value.

본 명세서에 있어서, (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 나타낸다.In this specification, (meth)acrylate represents acrylate and methacrylate.

본 명세서에 있어서, 수지의 중량 평균 분자량(Mw), 수평균 분자량(Mn), 및 분산도(분자량 분포라고도 함)(Mw/Mn)는, GPC(Gel Permeation Chromatography) 장치(도소제 HLC-8120GPC)에 의한 GPC 측정(용매: 테트라하이드로퓨란, 유량(샘플 주입량): 10μL, 칼럼: 도소사제 TSK gel Multipore HXL-M, 칼럼 온도: 40℃, 유속: 1.0mL/분, 검출기: 시차 굴절률 검출기(Refractive Index Detector))에 의한 폴리스타이렌 환산값으로서 정의된다.In the present specification, the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersion (also referred to as molecular weight distribution) (Mw/Mn) of the resin are determined using a GPC (Gel Permeation Chromatography) apparatus (Tosoh HLC-8120GPC ) by GPC measurement (solvent: tetrahydrofuran, flow rate (sample injection amount): 10 μL, column: TSK gel Multipore HXL-M manufactured by Tosoh Corporation, column temperature: 40 ° C, flow rate: 1.0 mL / min, detector: differential refractive index detector ( It is defined as a polystyrene conversion value by Refractive Index Detector)).

〔감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물〕[Active ray sensitive or radiation sensitive resin composition]

본 발명의 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물(이후, 간단히 "본 발명의 조성물"이라고도 칭함)은, 막두께가 1μm 이상인 패턴의 형성에 이용되는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물로서,The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention (hereinafter also simply referred to as "the composition of the present invention") is an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition used for forming a pattern having a film thickness of 1 µm or more. ,

수지를 함유하고,contains resin;

파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물의 함유량이, 상기 수지에 대하여 1.00질량% 이하이다.The content of impurities having absorption at a wavelength of 248 nm is 1.00% by mass or less with respect to the resin.

본 발명의 조성물은, 이른바 레지스트 조성물이며, 포지티브형의 레지스트 조성물이어도 되고, 네거티브형의 레지스트 조성물이어도 된다. 또, 알칼리 현상용 레지스트 조성물이어도 되고, 유기 용제 현상용 레지스트 조성물이어도 된다.The composition of the present invention is a so-called resist composition, and may be a positive resist composition or a negative resist composition. Further, it may be a resist composition for alkali development or a resist composition for organic solvent development.

본 발명의 조성물은, 전형적으로는, 화학 증폭형의 레지스트 조성물이다.The composition of the present invention is typically a chemically amplified resist composition.

본 발명의 조성물은, 상기 구성으로 함으로써, 패턴을 형성했을 때의 해상성이 우수하다.The composition of the present invention is excellent in resolution when a pattern is formed by setting it as the above structure.

본 발명자들은, 형성되는 레지스트막(감활성광선성 또는 감방사선성막)의 두께가 커질수록, 종래의 나노 치수의 막두께의 레지스트막의 리소그래피 공정에서는 문제가 되지 않았던 불순물에 의한 영향이 현저하게 발생하는 것을 발견했다. 구체적으로는, 노광 시에, 후막의 레지스트막 중에 포함되는 불순물에 의하여 광이 흡수되어, 후막 심부에까지 광이 도달하지 않는 현상이 현저하게 된다. 그 결과로서, 형성되는 패턴의 해상성이 악화되어, 원하는 형상이 얻어지지 않는 것을 확인했다.The inventors of the present invention found that as the thickness of the formed resist film (actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film) increases, the effect of impurities, which was not a problem in the conventional lithography process of a resist film with a nano-scale film thickness, significantly occurs. found something Specifically, during exposure, light is absorbed by impurities contained in the resist film of the thick film, and a phenomenon in which light does not reach the deep part of the thick film becomes remarkable. As a result, it was confirmed that the resolution of the formed pattern deteriorated and the desired shape could not be obtained.

본 발명자들은, 상기 불순물에 대하여 추가적인 검토를 한바, 특히 레지스트막 중 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물의 함유량을 수지에 대하여 1.00질량% 이하로 함으로써, 형성되는 패턴의 해상성이 우수한 것을 밝혀냈다.The inventors of the present invention conducted further studies on the above-mentioned impurities, and found that the resolution of the formed pattern was excellent, particularly by setting the content of impurities having absorption at a wavelength of 248 nm in the resist film to 1.00% by mass or less with respect to the resin.

<불순물><impurities>

본 발명에 있어서, 불순물이란, 본 발명의 조성물 중에 포함될 수 있는, 수지, 광산발생제, 산확산 제어제, 계면활성제, 용제, 소수성 수지, 및 가교제 이외의 성분을 의도하고, 예를 들면 상기 각 성분을 통하여 조성물 중에 반입되는 원재료 등의 성분(예를 들면, 수지로부터 반입되는 미반응 모노머 및 상기 미반응 모노머의 변성물과, 수지의 합성에 있어서 탈보호 반응에 이용된 염기성 화합물 등) 등을 들 수 있다.In the present invention, impurities are intended to be components other than resins, photoacid generators, acid diffusion controllers, surfactants, solvents, hydrophobic resins, and crosslinking agents that may be included in the composition of the present invention, and include, for example, each of the above Components such as raw materials brought into the composition through components (for example, unreacted monomers brought in from the resin and modified products of the unreacted monomers, basic compounds used in the deprotection reaction in the synthesis of the resin, etc.) can be heard

(파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물)(an impurity having absorption at a wavelength of 248 nm)

본 발명의 조성물은, 불순물 중, 특히 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물의 함유량이, 수지에 대하여 1.00질량% 이하이다.In the composition of the present invention, among impurities, in particular, the content of impurities having absorption at a wavelength of 248 nm is 1.00% by mass or less with respect to the resin.

파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물은, 파장 248nm에 흡수를 갖기만 하면 특별히 한정되지 않고, 그 중에서도, 흡수 피크를 파장 220~280nm에 갖고 있는 것이 바람직하다. 특히, 불순물이 방향족 화합물(예를 들면 벤젠환을 갖는 화합물 등)인 경우에는, 방향환에서 유래하는 높은 흡수를 파장 248nm 부근에 갖기 때문에, 정제에 의하여 제거되는 것이 바람직하다.An impurity having absorption at a wavelength of 248 nm is not particularly limited as long as it has absorption at a wavelength of 248 nm, and among these, those having an absorption peak at a wavelength of 220 to 280 nm are preferable. In particular, when the impurity is an aromatic compound (for example, a compound having a benzene ring), it is preferably removed by purification because it has high absorption derived from the aromatic ring near the wavelength of 248 nm.

상기 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물은, 예를 들면 수지(예를 들면, 산의 작용에 의하여 분해되어 극성이 증대하는 기를 갖는 반복 단위(특히, 페놀성 수산기가 산의 작용에 의하여 분해되어 탈리하는 탈리기로 보호된 구조(산분해성기)를 갖는 반복 단위), 및/또는 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위(특히, 하이드록시스타이렌에서 유래하는 반복 단위)를 갖는 수지)의 합성 원료인 미반응 모노머 및 미반응 모노머의 변성물이 해당한다. 미반응 모노머 및 미반응 모노머의 변성물은, 수지를 통하여 조성물 중에 반입된다. 따라서, 상술한 수지를 사용하는 경우에는, 정제 처리에 의하여 미반응 모노머 및 미반응 모노머의 변성물을 저감할 필요가 있다.The impurity having absorption at the wavelength of 248 nm is, for example, a resin (for example, a repeating unit having a group that is decomposed by the action of an acid and increases polarity (in particular, a phenolic hydroxyl group decomposed by the action of an acid and desorbed) An unreacted monomer that is a synthetic raw material for a resin having a repeating unit having a structure protected by a leaving group (acid-decomposable group) and/or a repeating unit having a phenolic hydroxyl group (particularly, a repeating unit derived from hydroxystyrene) and modified products of unreacted monomers. Unreacted monomers and modified products of unreacted monomers are carried into the composition through resin. Therefore, in the case of using the above resin, it is necessary to reduce unreacted monomers and modified substances of unreacted monomers by purification treatment.

상기 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물로서는, 일반식 (X)로 나타나는 화합물을 들 수 있다. 특히, 수지가 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위(특히, 일반식 (I)로 나타나는 반복 단위)를 함유하는 경우, 일반식 (X)로 나타나는 화합물이 불순물로서 반입되기 쉽다.Examples of the impurity having absorption at the wavelength of 248 nm include compounds represented by the general formula (X). In particular, when the resin contains a repeating unit having a phenolic hydroxyl group (particularly, a repeating unit represented by the general formula (I)), the compound represented by the general formula (X) is easily carried in as an impurity.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112019067680281-pct00001
Figure 112019067680281-pct00001

일반식 (X) 중, X4, L4 및 Ar4의 정의는, 후술하는 일반식 (I) 중의 각 기의 정의와 동의이다.In General Formula (X), the definitions of X 4 , L 4 and Ar 4 are synonymous with the definitions of each group in General Formula (I) described later.

또, Ra는, 일반식 (Y1)로 나타나는 기, 또는 일반식 (Y2)로 나타나는 기를 나타낸다. 일반식 (Y1) 및 일반식 (Y2) 중, R41, R42 및 R43의 정의는, 후술하는 일반식 (I) 중의 각 기의 정의와 동의이다.In addition, R a represents a group represented by general formula (Y1) or a group represented by general formula (Y2). The definitions of R 41 , R 42 and R 43 in General Formula (Y1) and General Formula (Y2) are synonymous with the definitions of each group in General Formula (I) described later.

R44는, 알킬기를 나타낸다. 알킬기의 탄소수는, 1~5가 바람직하고, 1~3이 보다 바람직하며, 1이 더 바람직하다.R 44 represents an alkyl group. 1-5 are preferable, as for carbon number of an alkyl group, 1-3 are more preferable, and 1 is still more preferable.

Rb는, 수소 원자, 또는 보호기를 나타낸다. 보호기로서는, 알킬기, 또는 -CO-Rc 등을 들 수 있다.R b represents a hydrogen atom or a protecting group. As a protecting group, an alkyl group or -CO- Rc etc. are mentioned.

Rc는, 알킬기를 나타낸다.R c represents an alkyl group.

Rb로 나타나는 알킬기, 및 Rc로 나타나는 알킬기의 탄소수는, 1~5가 바람직하고, 1~3이 보다 바람직하며, 1이 더 바람직하다.1-5 are preferable, as for carbon number of the alkyl group represented by Rb and the alkyl group represented by Rc , 1-3 are more preferable, and 1 is still more preferable.

*는 결합 위치를 나타낸다.* indicates a binding position.

본 발명의 조성물 중, 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물의 함유량은, 수지(수지 전체 질량)에 대하여 1.00질량% 이하이며, 패턴의 해상성이 보다 우수한 점에서, 0.95질량% 이하가 바람직하고, 0.80질량% 이하가 보다 바람직하며, 0.60질량% 이하가 더 바람직하고, 0질량%가 특히 바람직하다.In the composition of the present invention, the content of the impurity having absorption at a wavelength of 248 nm is 1.00% by mass or less with respect to the resin (total mass of the resin), and from the viewpoint of better resolution of the pattern, the content is preferably 0.95% by mass or less, and 0.80% by mass. Mass % or less is more preferable, 0.60 mass % or less is more preferable, and 0 mass % is especially preferable.

즉, 파장 248nm에 흡수를 갖는 화합물은, 본 발명의 조성물 중에 함유되지 않거나, 또는 함유되는 경우(파장 248nm에 흡수를 갖는 화합물의 함유량이, 수지에 대하여 0질량% 초과인 경우)는 1.00질량% 이하이다.That is, the compound having absorption at a wavelength of 248 nm is not contained in the composition of the present invention, or when it is contained (when the content of the compound having absorption at a wavelength of 248 nm is more than 0% by mass with respect to the resin), 1.00% by mass below

본 발명의 조성물 중에 있어서의 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물의 함유량은, 액체 크로마토그래피에 의하여 동정(同定)할 수 있다.The content of impurities having absorption at a wavelength of 248 nm in the composition of the present invention can be identified by liquid chromatography.

(염기성 불순물)(basic impurity)

본 발명의 조성물은, 불순물 중, 염기성 불순물의 함유량이, 수지에 대하여 저감되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물이 염기성 불순물을 함유하면, 방사선 및 활성광선의 조사에 의하여 광산발생제로부터 발생한 산의 실활이 발생하기 때문이다.In the composition of the present invention, it is preferable that the content of basic impurities among impurities is reduced with respect to the resin. This is because when the composition of the present invention contains a basic impurity, the acid generated from the photoacid generator is deactivated by irradiation with radiation or actinic rays.

여기에서, 염기성 불순물이란, 아민 화합물 및 금속 수산화물(금속으로서는, 예를 들면 알칼리 금속 이온 등) 등의 염기성 화합물을 의도한다.Here, basic impurities, such as an amine compound and a metal hydroxide (as a metal, an alkali metal ion etc.), are intended with a basic impurity.

또한, 염기성 불순물이 파장 248nm에 흡수를 갖는 경우는, 그 염기성 불순물은 상기 "파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물"에 해당하고, "염기성 불순물"에는 포함되지 않는 것으로 한다.In the case where a basic impurity has absorption at a wavelength of 248 nm, the basic impurity corresponds to the above "impurity having absorption at a wavelength of 248 nm" and is not included in the "basic impurity".

상기 염기성 불순물은, 본 발명의 조성물 중에, 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위(특히, 일반식 (I)로 나타나는 반복 단위)를 갖는 수지를 함유하는 경우에, 상기 수지를 통하여 반입되는 경우가 많다. 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위를 갖는 수지, 예를 들면 하이드록시스타이렌에서 유래하는 반복 단위를 갖는 수지는, 일반적으로, 아세톡시스타이렌을 원재료로 하여 합성된다. 이로 인하여, 모노머의 합성 시, 및 수지의 합성 후 중 어느 하나에 있어서, 염기성 화합물의 존재하에서 아세톡시기를 탈보호하여 페놀성 수산기로 하는 탈보호 반응을 거칠 필요가 있다. 즉, 상기 아민 화합물 및 금속 수산화물 등의 염기성 화합물은, 주로 이 탈보호 시에 사용한 염기성 화합물에서 유래한다. 따라서, 상술한 수지를 사용하는 경우에는, 정제 처리에 의하여 탈보호 시에 사용한 염기성 화합물을 제거할 필요가 있다.When the composition of the present invention contains a resin having a repeating unit having a phenolic hydroxyl group (particularly, a repeating unit represented by the general formula (I)), the basic impurity is carried in through the resin in many cases. A resin having a repeating unit having a phenolic hydroxyl group, for example, a resin having a repeating unit derived from hydroxystyrene is generally synthesized using acetoxystyrene as a raw material. For this reason, it is necessary to undergo a deprotection reaction to deprotect an acetoxy group into a phenolic hydroxyl group in the presence of a basic compound either during the synthesis of the monomer or after the synthesis of the resin. That is, basic compounds, such as the said amine compound and a metal hydroxide, are mainly derived from the basic compound used at the time of this deprotection. Therefore, in the case of using the above resin, it is necessary to remove the basic compound used at the time of deprotection by purification treatment.

본 발명의 조성물은, 염기성 화합물의 존재하에서 합성된 수지를 함유하는 경우에는, 상기 염기성 화합물에서 유래하는 염기성 불순물의 함유량이, 수지에 대하여 0.10질량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 염기성 화합물에서 유래하는 염기성 불순물의 함유량이 수지에 대하여 0.10질량% 이하인 경우, 패턴의 해상성이 보다 우수하다. 상기 염기성 화합물에서 유래하는 염기성 불순물의 함유량은, 수지에 대하여, 0.05질량% 이하가 보다 바람직하며, 0.01질량% 이하가 더 바람직하고, 0질량%가 특히 바람직하다.When the composition of the present invention contains a resin synthesized in the presence of a basic compound, the content of basic impurities derived from the basic compound is preferably 0.10% by mass or less relative to the resin. When the content of the basic impurity derived from the basic compound is 0.10% by mass or less with respect to the resin, the resolution of the pattern is more excellent. The content of the basic impurity derived from the basic compound is more preferably 0.05% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less, and particularly preferably 0% by mass relative to the resin.

즉, 염기성 불순물은, 본 발명의 조성물 중에 함유되지 않거나, 또는 함유되는 경우(염기성 불순물의 함유량이, 수지에 대하여 0질량% 초과인 경우)는, 0.10질량% 이하인 것이 바람직하다.That is, the basic impurity is not contained in the composition of the present invention, or when it is contained (when the content of the basic impurity is more than 0% by mass relative to the resin), it is preferably 0.10% by mass or less.

상기 아민 화합물로서는, 트라이에틸아민, N,N-다이메틸-4-아미노피리딘, 및 다이아자바이사이클로운데센 등을 들 수 있다. 또, 상기 금속 수산화물로서는, 수산화 나트륨, 및 수산화 칼륨 등을 들 수 있다.Examples of the amine compound include triethylamine, N,N-dimethyl-4-aminopyridine, and diazabicycloundecene. Moreover, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. are mentioned as said metal hydroxide.

본 발명의 조성물 중에 있어서의 상기 염기성 불순물의 함유량은, 가스 크로마토그래피, 캐필러리 전기 영동법, 및 중화 적정 등에 의하여 동정/정량할 수 있다.The content of the basic impurity in the composition of the present invention can be identified/quantified by gas chromatography, capillary electrophoresis, neutralization titration or the like.

<수지 (A)><Resin (A)>

본 발명의 조성물은, 수지를 함유한다.The composition of the present invention contains a resin.

상기 수지는, 산의 작용에 의하여 분해되어 극성이 증대하는 기(이하, "산분해성기"라고도 함)를 갖는 수지(이하, "산분해성 수지" 또는 "수지 (A)"라고도 함)를 함유하는 것이 바람직하다.The resin contains a resin (hereinafter also referred to as "acid-decomposable resin" or "resin (A)") having a group that is decomposed by the action of an acid and increases polarity (hereinafter, also referred to as "acid-decomposable group"). It is desirable to do

이 경우, 본 발명의 패턴 형성 방법에 있어서, 전형적으로는, 현상액으로서 알칼리 현상액을 채용한 경우에는, 포지티브형 패턴이 적합하게 형성되고, 현상액으로서 유기계 현상액을 채용한 경우에는, 네거티브형 패턴이 적합하게 형성된다.In this case, in the pattern formation method of the present invention, typically, a positive pattern is suitably formed when an alkali developer is employed as the developer, and a negative pattern is suitably formed when an organic developer is employed as the developer. it is formed

수지 (A)는, 산분해성기를 갖는 반복 단위를 갖는 것이 바람직하다.Resin (A) preferably has a repeating unit having an acid decomposable group.

수지 (A)로서는, 공지의 수지를 적절히 사용할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 2016/0274458A1호의 단락 <0055>~<0191>, 미국 특허출원 공개공보 2015/0004544A1호의 단락 <0035>~<0085>, 및 미국 특허출원 공개공보 2016/0147150A1호의 단락 <0045>~<0090>에 개시된 공지의 수지를 수지 (A)로서 적합하게 사용할 수 있다.As resin (A), well-known resin can be used suitably. For example, paragraphs <0055> to <0191> of US Patent Application Publication 2016/0274458A1, paragraphs <0035> to <0085> of US Patent Application Publication 2015/0004544A1, and US Patent Application Publication 2016/0147150A1. Known resins disclosed in paragraphs <0045> to <0090> can be suitably used as the resin (A).

산분해성기는, 극성기가 산의 작용에 의하여 분해되어 탈리하는 기(탈리기)로 보호된 구조를 갖는 것이 바람직하다.The acid-decomposable group preferably has a structure protected by a group (leaving group) that decomposes and leaves the polar group by the action of an acid.

극성기로서는, 카복실기, 페놀성 수산기, 불소화 알코올기, 설폰산기, 설폰아마이드기, 설폰일이미드기, (알킬설폰일)(알킬카보닐)메틸렌기, (알킬설폰일)(알킬카보닐)이미드기, 비스(알킬카보닐)메틸렌기, 비스(알킬카보닐)이미드기, 비스(알킬설폰일)메틸렌기, 비스(알킬설폰일)이미드기, 트리스(알킬카보닐)메틸렌기, 및 트리스(알킬설폰일)메틸렌기 등의 산성기(2.38질량% 테트라메틸암모늄하이드록사이드 수용액 중에서 해리하는 기)와, 알코올성 수산기 등을 들 수 있다.As the polar group, a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, a fluorinated alcohol group, a sulfonic acid group, a sulfonamide group, a sulfonylmide group, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene group, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) Imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, and tris acidic groups (groups that dissociate in a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide) such as (alkylsulfonyl)methylene groups; alcoholic hydroxyl groups; and the like.

또한, 알코올성 수산기란, 탄화 수소기에 결합한 수산기로서, 방향환 상에 직접 결합한 수산기(페놀성 수산기) 이외의 수산기를 말하고, 수산기로서 α위가 불소 원자 등의 전자 구인성기로 치환된 지방족 알코올(예를 들면, 헥사플루오로아이소프로판올기 등)은 제외한다. 알코올성 수산기로서는, pKa(산해리 상수)가 12 이상 20 이하의 수산기인 것이 바람직하다.Further, the alcoholic hydroxyl group is a hydroxyl group bonded to a hydrocarbon group, and refers to a hydroxyl group other than a hydroxyl group (phenolic hydroxyl group) directly bonded to an aromatic ring, and an aliphatic alcohol in which the α-position as a hydroxyl group is substituted with an electron withdrawing group such as a fluorine atom (eg For example, hexafluoroisopropanol group, etc.) are excluded. As the alcoholic hydroxyl group, a hydroxyl group having a pKa (acid dissociation constant) of 12 or more and 20 or less is preferable.

바람직한 극성기로서는, 카복실기, 페놀성 수산기, 불소화 알코올기(바람직하게는 헥사플루오로아이소프로판올기), 및 설폰산기를 들 수 있다.Preferred polar groups include a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, a fluorinated alcohol group (preferably a hexafluoroisopropanol group), and a sulfonic acid group.

산분해성기로서 바람직한 기는, 이들 기의 수소 원자를 산의 작용에 의하여 탈리하는 기(탈리기)로 치환한 기이다.Groups preferable as acid decomposable groups are groups in which the hydrogen atoms of these groups are substituted with groups that leave by the action of an acid (leaving group).

산의 작용에 의하여 탈리하는 기(탈리기)로서는, 예를 들면 -C(R36)(R37)(R38), -C(R36)(R37)(OR39), 및 -C(R01)(R02)(OR39) 등을 들 수 있다.Examples of the group (leaving group) that leaves by the action of an acid include -C(R 36 )(R 37 )(R 38 ), -C(R 36 )(R 37 )(OR 39 ), and -C (R 01 ) (R 02 ) (OR 39 ); and the like.

식 중, R36~R39는, 각각 독립적으로, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 아랄킬기 또는 알켄일기를 나타낸다. R36과 R37은, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.In the formula, R 36 to R 39 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group. R 36 and R 37 may combine with each other to form a ring.

R01 및 R02는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 아랄킬기 또는 알켄일기를 나타낸다.R 01 and R 02 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.

R36~R39, R01 및 R02의 알킬기는, 탄소수 1~8의 알킬기가 바람직하고, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, 헥실기, 및 옥틸기 등을 들 수 있다.The alkyl group of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include methyl, ethyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, hexyl, and jade. A til group etc. are mentioned.

R36~R39, R01 및 R02의 사이클로알킬기는, 단환이어도 되고, 다환이어도 된다. 단환의 사이클로알킬기로서는, 탄소수 3~8의 사이클로알킬기가 바람직하고, 예를 들면 사이클로프로필기, 사이클로뷰틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 및 사이클로옥틸기 등을 들 수 있다. 다환의 사이클로알킬기로서는, 탄소수 6~20의 사이클로알킬기가 바람직하고, 예를 들면 아다만틸기, 노보닐기, 아이소보닐기, 캄판일기, 다이사이클로펜틸기, α-피넨기, 트라이사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데실기, 및 안드로스탄일기 등을 들 수 있다. 또한, 사이클로알킬기 중 적어도 하나의 탄소 원자가 산소 원자 등의 헤테로 원자에 의하여 치환되어 있어도 된다.The cycloalkyl groups of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 may be monocyclic or polycyclic. As a monocyclic cycloalkyl group, a C3-C8 cycloalkyl group is preferable, and a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group etc. are mentioned, for example. As the polycyclic cycloalkyl group, a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable. For example, adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, campanyl group, dicyclopentyl group, α-pinene group, tricyclodecanyl group, tetra A cyclododecyl group, an androstanyl group, etc. are mentioned. In addition, at least one carbon atom in the cycloalkyl group may be substituted with a hetero atom such as an oxygen atom.

R36~R39, R01 및 R02의 아릴기는, 탄소수 6~10의 아릴기가 바람직하고, 예를 들면 페닐기, 나프틸기, 및 안트릴기 등을 들 수 있다.The aryl group for R 36 to R 39 , R 01 and R 02 is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group and an anthryl group.

R36~R39, R01 및 R02의 아랄킬기는, 탄소수 7~12의 아랄킬기가 바람직하고, 예를 들면 벤질기, 펜에틸기, 및 나프틸메틸기 등을 들 수 있다.The aralkyl group of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.

R36~R39, R01 및 R02의 알켄일기는, 탄소수 2~8의 알켄일기가 바람직하고, 예를 들면 바이닐기, 알릴기, 뷰텐일기, 및 사이클로헥센일기 등을 들 수 있다.The alkenyl group of R 36 to R 39 , R 01 and R 02 is preferably an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group.

R36과 R37이 서로 결합하여 형성되는 환으로서는, 사이클로알킬기(단환 또는 다환)인 것이 바람직하다. 사이클로알킬기로서는, 사이클로펜틸기, 및 사이클로헥실기 등의 단환의 사이클로알킬기, 또는 노보닐기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 다환의 사이클로알킬기가 바람직하다.The ring formed by bonding R 36 and R 37 to each other is preferably a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic). The cycloalkyl group is preferably a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, or a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group.

산분해성기로서, 큐밀에스터기, 엔올에스터기, 아세탈에스터기, 또는 제3급 알킬에스터기 등이 바람직하고, 아세탈에스터기, 또는 제3급 알킬에스터기가 보다 바람직하다.As the acid decomposable group, a cumyl ester group, an enol ester group, an acetal ester group, or a tertiary alkyl ester group is preferable, and an acetal ester group or a tertiary alkyl ester group is more preferable.

수지 (A)는, 산분해성기를 갖는 반복 단위로서, 하기 일반식 (AI)로 나타나는 반복 단위를 갖는 것이 바람직하다.Resin (A) preferably has a repeating unit represented by the following general formula (AI) as a repeating unit having an acid-decomposable group.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112019067680281-pct00002
Figure 112019067680281-pct00002

일반식 (AI)에 있어서,In the general formula (AI),

Xa1은, 수소 원자, 할로젠 원자, 또는 1가의 유기기를 나타낸다.Xa 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.

T는, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.T represents a single bond or a divalent linking group.

Rx1~Rx3은, 각각 독립적으로, 알킬기 또는 사이클로알킬기를 나타낸다.Rx 1 to Rx 3 each independently represent an alkyl group or a cycloalkyl group.

Rx1~Rx3 중 어느 2개가 결합하여 환 구조를 형성해도 되고, 형성하지 않아도 된다.Any two of Rx 1 to Rx 3 may or may not form a ring structure by bonding.

T의 2가의 연결기로서는, 알킬렌기, 아릴렌기, -COO-Rt-, 및 -O-Rt- 등을 들 수 있다. 식 중, Rt는, 알킬렌기, 사이클로알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타낸다.Examples of the divalent linking group for T include an alkylene group, an arylene group, -COO-Rt-, and -O-Rt-. In formula, Rt represents an alkylene group, a cycloalkylene group, or an arylene group.

T는, 단결합 또는 -COO-Rt-가 바람직하다. Rt는, 탄소수 1~5의 쇄상 알킬렌기가 바람직하고, -CH2-, -(CH2)2-, 또는 -(CH2)3-이 보다 바람직하다. T는, 단결합인 것이 더 바람직하다.T is preferably a single bond or -COO-Rt-. Rt is preferably a chain alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably -CH 2 -, -(CH 2 ) 2 -, or -(CH 2 ) 3 -. T is more preferably a single bond.

Xa1은, 수소 원자 또는 알킬기인 것이 바람직하다.Xa 1 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group.

Xa1의 알킬기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는, 예를 들면 수산기, 및 할로젠 원자(바람직하게는, 불소 원자)를 들 수 있다.The alkyl group for Xa 1 may have a substituent, and examples of the substituent include a hydroxyl group and a halogen atom (preferably a fluorine atom).

Xa1의 알킬기는, 탄소수 1~4가 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 하이드록시메틸기 및 트라이플루오로메틸기 등을 들 수 있다. Xa1의 알킬기는, 메틸기인 것이 바람직하다.The alkyl group of Xa 1 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxymethyl group and a trifluoromethyl group. The alkyl group for Xa 1 is preferably a methyl group.

Rx1, Rx2 및 Rx3의 알킬기로서는, 직쇄상이어도 되고, 분기쇄상이어도 되며, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, 또는 t-뷰틸기 등이 바람직하다. 알킬기의 탄소수로서는, 1~10이 바람직하고, 1~5가 보다 바람직하며, 1~3이 더 바람직하다. Rx1, Rx2 및 Rx3의 알킬기는, 탄소간 결합의 일부가 이중 결합이어도 된다.The alkyl group for Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 may be linear or branched, and is methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, t-butyl, etc. this is preferable As carbon number of an alkyl group, 1-10 are preferable, 1-5 are more preferable, and 1-3 are still more preferable. In the alkyl group of Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 , a part of the carbon-to-carbon bond may be a double bond.

Rx1, Rx2 및 Rx3의 사이클로알킬기로서는, 사이클로펜틸기, 및 사이클로헥실기 등의 단환의 사이클로알킬기, 또는 노보닐기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 다환의 사이클로알킬기가 바람직하다.Examples of the cycloalkyl group for Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 include monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, or a cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group. A cycloalkyl group of the ring is preferred.

Rx1, Rx2 및 Rx3 중 2개가 결합하여 형성하는 환 구조로서는, 사이클로펜틸환, 사이클로헥실환, 사이클로헵틸환, 및 사이클로옥테인환 등의 단환의 사이클로알케인환, 또는 노보네인환, 테트라사이클로데케인환, 테트라사이클로도데케인환, 및 아다만테인환 등의 다환의 사이클로알킬환이 바람직하다. 그 중에서도, 사이클로펜틸환, 사이클로헥실환, 또는 아다만테인환이 보다 바람직하다. Rx1, Rx2 및 Rx3 중 2개가 결합하여 형성하는 환 구조로서는, 하기에 나타내는 구조도 바람직하다.As the ring structure formed by combining two of Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 , a monocyclic cycloalkane ring such as a cyclopentyl ring, a cyclohexyl ring, a cycloheptyl ring, and a cyclooctane ring, or a norbornene ring; Polycyclic cycloalkyl rings, such as a tetracyclodecane ring, a tetracyclododecane ring, and an adamantane ring, are preferable. Especially, a cyclopentyl ring, a cyclohexyl ring, or an adamantane ring is more preferable. As the ring structure formed by bonding of two of Rx 1 , Rx 2 and Rx 3 , structures shown below are also preferable.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112019067680281-pct00003
Figure 112019067680281-pct00003

이하에 일반식 (AI)로 나타나는 반복 단위에 상당하는 모노머의 구체예를 들지만, 본 발명은, 이들 구체예에 한정되지 않는다. 하기의 구체예는, 일반식 (AI)에 있어서의 Xa1이 메틸기인 경우에 상당하지만, Xa1은, 수소 원자, 할로젠 원자, 또는 1가의 유기기에 임의로 치환할 수 있다.Although the specific example of the monomer corresponding to the repeating unit represented by general formula (AI) below is given, this invention is not limited to these specific examples. The following specific examples correspond to the case where Xa 1 in Formula (AI) is a methyl group, but Xa 1 can be optionally substituted with a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112019067680281-pct00004
Figure 112019067680281-pct00004

수지 (A)는, 산분해성기를 갖는 반복 단위로서, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 <0336>~<0369>에 기재된 반복 단위를 갖는 것도 바람직하다.The resin (A) also preferably has a repeating unit described in paragraphs <0336> to <0369> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1 as a repeating unit having an acid-decomposable group.

또, 수지 (A)는, 산분해성기를 갖는 반복 단위로서, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 <0363>~<0364>에 기재된 산의 작용에 의하여 분해되어 알코올성 수산기를 발생하는 기를 포함하는 반복 단위를 갖고 있어도 된다.In addition, the resin (A) is a repeating unit having an acid-decomposable group, which is decomposed by the action of an acid described in paragraphs <0363> to <0364> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1 and contains a group that generates an alcoholic hydroxyl group. It may have a repeating unit.

수지 (A)는, 산분해성기를 갖는 반복 단위를, 1종 단독으로 포함해도 되고, 2종 이상을 병용하여 포함해도 된다.Resin (A) may contain the repeating unit which has an acid-decomposable group individually by 1 type, or may contain it in combination of 2 or more types.

수지 (A)에 포함되는 산분해성기를 갖는 반복 단위의 함유량(산분해성기를 갖는 반복 단위가 복수 존재하는 경우는 그 합계)은, 수지 (A)의 전체 반복 단위에 대하여, 10~90몰%가 바람직하고, 20~80몰%가 보다 바람직하며, 30~70몰%가 더 바람직하다.The content of the repeating unit having an acid-decomposable group contained in the resin (A) (the sum of repeating units having a plurality of acid-decomposable groups) is 10 to 90 mol% with respect to all repeating units of the resin (A). It is preferable, 20 to 80 mol% is more preferable, and 30 to 70 mol% is more preferable.

수지 (A)는, 락톤 구조, 설톤 구조, 및 카보네이트 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 반복 단위를 갖는 것이 바람직하다.It is preferable that resin (A) has a repeating unit which has at least 1 sort(s) selected from the group which consists of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure.

락톤 구조 또는 설톤 구조로서는, 락톤 구조 또는 설톤 구조를 갖고 있으면 되고, 5~7원환 락톤 구조 또는 5~7원환 설톤 구조가 바람직하다. 그 중에서도, 바이사이클로 구조 혹은 스파이로 구조를 형성하는 형태로 5~7원환 락톤 구조에 다른 환 구조가 축환되어 있는 것, 또는 바이사이클로 구조 혹은 스파이로 구조를 형성하는 형태로 5~7원환 설톤 구조에 다른 환 구조가 축환되어 있는 것이 보다 바람직하다.As the lactone structure or the sultone structure, it is sufficient to have a lactone structure or a sultone structure, and a 5- to 7-membered ring lactone structure or a 5- to 7-membered ring sultone structure is preferable. Among them, those in which another ring structure is condensed in a 5- to 7-membered ring lactone structure in the form of forming a bicyclo structure or spiro structure, or a 5- to 7-membered ring sultone structure in the form of forming a bicyclo structure or spiro structure. It is more preferable that other ring structures are condensed.

수지 (A)는, 하기 일반식 (LC1-1)~(LC1-21) 중 어느 하나로 나타나는 락톤 구조, 또는 하기 일반식 (SL1-1)~(SL1-3) 중 어느 하나로 나타나는 설톤 구조를 갖는 반복 단위를 갖는 것이 더 바람직하다. 또, 락톤 구조 또는 설톤 구조가 주쇄에 직접 결합하고 있어도 된다. 바람직한 구조로서는, 일반식 (LC1-1), 일반식 (LC1-4), 일반식 (LC1-5), 일반식 (LC1-8), 일반식 (LC1-16), 혹은 일반식 (LC1-21)로 나타나는 락톤 구조, 또는 일반식 (SL1-1)로 나타나는 설톤 구조를 들 수 있다.Resin (A) has a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-21) or a sultone structure represented by any of the following general formulas (SL1-1) to (SL1-3) It is more preferable to have repeating units. Moreover, the lactone structure or the sultone structure may be directly bonded to the main chain. As a preferable structure, general formula (LC1-1), general formula (LC1-4), general formula (LC1-5), general formula (LC1-8), general formula (LC1-16), or general formula (LC1- 21), or a sultone structure represented by general formula (SL1-1).

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112019067680281-pct00005
Figure 112019067680281-pct00005

락톤 구조 부분 또는 설톤 구조 부분은, 치환기 (Rb2)를 갖고 있어도 되고, 갖고 있지 않아도 된다. 바람직한 치환기 (Rb2)로서는, 탄소수 1~8의 알킬기, 탄소수 4~7의 사이클로알킬기, 탄소수 1~8의 알콕시기, 탄소수 2~8의 알콕시카보닐기, 카복실기, 할로젠 원자, 수산기, 사이아노기, 및 산분해성기 등을 들 수 있고, 탄소수 1~4의 알킬기, 사이아노기, 또는 산분해성기가 바람직하다. n2는, 0~4의 정수를 나타낸다. n2가 2 이상일 때, 복수 존재하는 치환기 (Rb2)는, 동일해도 되고 달라도 된다. 또, 복수 존재하는 치환기 (Rb2)끼리가 결합하여 환을 형성해도 된다.The lactone structure part or the sultone structure part may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group of 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group of 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group of 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group of 2 to 8 carbon atoms, a carboxyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, and between An ano group, an acid decomposable group, etc. are mentioned, A C1-C4 alkyl group, a cyano group, or an acid decomposable group is preferable. n 2 represents an integer of 0 to 4. When n 2 is 2 or more, a plurality of substituents (Rb 2 ) may be the same or different. In addition, a plurality of substituents (Rb 2 ) may be bonded to each other to form a ring.

락톤 구조 또는 설톤 구조를 갖는 반복 단위로서는, 하기 일반식 (III)으로 나타나는 반복 단위가 바람직하다.As the repeating unit having a lactone structure or a sultone structure, a repeating unit represented by the following general formula (III) is preferable.

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112019067680281-pct00006
Figure 112019067680281-pct00006

상기 일반식 (III) 중,In the above general formula (III),

A는, 에스터 결합(-COO-로 나타나는 기) 또는 아마이드 결합(-CONH-로 나타나는 기)을 나타낸다.A represents an ester bond (group represented by -COO-) or an amide bond (group represented by -CONH-).

n은, -R0-Z-로 나타나는 구조의 반복수이며, 0~5의 정수를 나타내고, 0 또는 1인 것이 바람직하며, 0인 것이 보다 바람직하다. n이 0인 경우, -R0-Z-는 존재하지 않고, 단결합이 된다.n is a repeating number of a structure represented by -R 0 -Z-, represents an integer of 0 to 5, and is preferably 0 or 1, more preferably 0. When n is 0, -R 0 -Z- does not exist and it becomes a single bond.

R0은, 알킬렌기, 사이클로알킬렌기, 또는 그 조합을 나타낸다. R0이 복수 개 존재하는 경우, R0은, 각각 독립적으로, 알킬렌기, 사이클로알킬렌기, 또는 그 조합을 나타낸다.R 0 represents an alkylene group, a cycloalkylene group, or a combination thereof. When a plurality of R 0 exist, R 0 each independently represents an alkylene group, a cycloalkylene group, or a combination thereof.

Z는, 단결합, 에터 결합, 에스터 결합, 아마이드 결합, 유레테인 결합 또는 유레아 결합을 나타낸다. Z가 복수 개 존재하는 경우에는, Z는, 각각 독립적으로, 단결합, 에터 결합, 에스터 결합, 아마이드 결합, 유레테인 결합 또는 유레아 결합을 나타낸다.Z represents a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond or a urea bond. When a plurality of Z's are present, Z's each independently represent a single bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, or a urea bond.

R8은, 락톤 구조 또는 설톤 구조를 갖는 1가의 유기기를 나타낸다.R 8 represents a monovalent organic group having a lactone structure or a sultone structure.

R7은, 수소 원자, 할로젠 원자 또는 1가의 유기기(바람직하게는 메틸기)를 나타낸다.R 7 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group (preferably a methyl group).

R0의 알킬렌기 또는 사이클로알킬렌기는 치환기를 가져도 된다.The alkylene group or cycloalkylene group of R 0 may have a substituent.

Z로서는, 에터 결합, 또는 에스터 결합이 바람직하고, 에스터 결합이 보다 바람직하다.As Z, an ether bond or an ester bond is preferable, and an ester bond is more preferable.

수지 (A)는, 카보네이트 구조를 갖는 반복 단위를 갖고 있어도 된다. 카보네이트 구조는, 환상 탄산 에스터 구조인 것이 바람직하다.The resin (A) may have a repeating unit having a carbonate structure. The carbonate structure is preferably a cyclic carbonic acid ester structure.

환상 탄산 에스터 구조를 갖는 반복 단위는, 하기 일반식 (A-1)로 나타나는 반복 단위인 것이 바람직하다.It is preferable that the repeating unit which has a cyclic carbonic acid ester structure is a repeating unit represented by the following general formula (A-1).

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112019067680281-pct00007
Figure 112019067680281-pct00007

일반식 (A-1) 중, RA 1은, 수소 원자, 할로젠 원자 또는 1가의 유기기(바람직하게는 메틸기)를 나타낸다.In general formula (A-1), R A 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group (preferably a methyl group).

n은 0 이상의 정수를 나타낸다.n represents an integer greater than or equal to 0;

RA 2는, 치환기를 나타낸다. n이 2 이상인 경우, RA 2는, 각각 독립적으로, 치환기를 나타낸다.R A 2 represents a substituent. When n is 2 or more, R A 2 each independently represents a substituent.

A는, 단결합, 또는 2가의 연결기를 나타낸다.A represents a single bond or a divalent linking group.

Z는, 식 중의 -O-C(=O)-O-로 나타나는 기와 함께 단환 구조 또는 다환 구조를 형성하는 원자단을 나타낸다.Z represents an atomic group forming a monocyclic structure or a polycyclic structure together with a group represented by -O-C(=O)-O- in the formula.

수지 (A)는, 락톤 구조, 설톤 구조, 및 카보네이트 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 반복 단위로서, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 <0370>~<0414>에 기재된 반복 단위를 갖는 것도 바람직하다.The resin (A) is a repeating unit having at least one selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure, and is a repeating unit described in paragraphs <0370> to <0414> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1. It is also desirable to have a unit.

수지 (A)는, 락톤 구조, 설톤 구조, 및 카보네이트 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 반복 단위를, 1종 단독으로 갖고 있어도 되고, 2종 이상을 병용하여 갖고 있어도 된다.The resin (A) may have a repeating unit having at least one type selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure, alone or in combination of two or more types.

이하에 일반식 (III)으로 나타나는 반복 단위에 상당하는 모노머의 구체예, 및 일반식 (A-1)로 나타나는 반복 단위에 상당하는 모노머의 구체예를 들지만, 본 발명은, 이들 구체예에 한정되지 않는다. 하기의 구체예는, 일반식 (III)에 있어서의 R7 및 일반식 (A-1)에 있어서의 RA 1이 메틸기인 경우에 상당하지만, R7 및 RA 1은, 수소 원자, 할로젠 원자, 또는 1가의 유기기에 임의로 치환할 수 있다.Although the specific example of the monomer corresponding to the repeating unit represented by general formula (III) below, and the specific example of the monomer corresponding to the repeating unit represented by general formula (A-1) are given, the present invention is limited to these specific examples It doesn't work. The following specific examples correspond to the case where R 7 in general formula (III) and R A 1 in general formula (A-1) are methyl groups, but R 7 and R A 1 are hydrogen atoms, It can be arbitrarily substituted with a rosen atom or a monovalent organic group.

[화학식 8][Formula 8]

Figure 112019067680281-pct00008
Figure 112019067680281-pct00008

상기 모노머 외에, 하기에 나타내는 모노머도 수지 (A)의 원료로서 적합하게 이용된다.In addition to the above monomers, monomers shown below are also suitably used as raw materials for the resin (A).

[화학식 9][Formula 9]

Figure 112019067680281-pct00009
Figure 112019067680281-pct00009

수지 (A)에 포함되는 락톤 구조, 설톤 구조, 및 카보네이트 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 반복 단위의 함유량(락톤 구조, 설톤 구조, 및 카보네이트 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 반복 단위가 복수 존재하는 경우는 그 합계)은, 수지 (A) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 5~70몰%가 바람직하고, 10~65몰%가 보다 바람직하며, 20~60몰%가 더 바람직하다.Content of the repeating unit having at least one selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure contained in the resin (A) (at least one selected from the group consisting of a lactone structure, a sultone structure, and a carbonate structure) When a plurality of repeating units having a are present, the total) is preferably 5 to 70 mol%, more preferably 10 to 65 mol%, and 20 to 60 mol% with respect to all repeating units in the resin (A). is more preferable

수지 (A)는, 극성기를 갖는 반복 단위를 갖는 것이 바람직하다.Resin (A) preferably has a repeating unit having a polar group.

극성기로서는, 수산기, 사이아노기, 카복실기, 및 불소화 알코올기 등을 들 수 있다.As a polar group, a hydroxyl group, a cyano group, a carboxyl group, a fluorinated alcohol group, etc. are mentioned.

극성기를 갖는 반복 단위로서는, 극성기로 치환된 지환 탄화 수소 구조를 갖는 반복 단위가 바람직하다. 또, 극성기를 갖는 반복 단위는, 산분해성기를 갖지 않는 것이 바람직하다. 극성기로 치환된 지환 탄화 수소 구조에 있어서의, 지환 탄화 수소 구조로서는, 아다만틸기, 또는 노보네인기가 바람직하다.As the repeating unit having a polar group, a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group is preferable. Moreover, it is preferable that the repeating unit which has a polar group does not have an acid-decomposable group. As the alicyclic hydrocarbon structure in the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group, an adamantyl group or a norbornene group is preferable.

이하에 극성기를 갖는 반복 단위에 상당하는 모노머의 구체예를 들지만, 본 발명은, 이들 구체예에 한정되지 않는다.Although the specific example of the monomer corresponding to the repeating unit which has a polar group is given below, this invention is not limited to these specific examples.

[화학식 10][Formula 10]

Figure 112019067680281-pct00010
Figure 112019067680281-pct00010

이 외에도, 극성기를 갖는 반복 단위의 구체예로서는, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 <0415>~<0433>에 개시된 반복 단위를 들 수 있다.In addition, specific examples of the repeating unit having a polar group include the repeating units disclosed in paragraphs <0415> to <0433> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1.

수지 (A)는, 극성기를 갖는 반복 단위를, 1종 단독으로 갖고 있어도 되고, 2종 이상을 병용하여 갖고 있어도 된다.Resin (A) may have the repeating unit which has a polar group individually by 1 type, and may have it in combination of 2 or more types.

극성기를 갖는 반복 단위의 함유량은, 수지 (A) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 5~40몰%가 바람직하고, 5~30몰%가 보다 바람직하며, 10~25몰%가 더 바람직하다.The content of the repeating unit having a polar group is preferably 5 to 40 mol%, more preferably 5 to 30 mol%, still more preferably 10 to 25 mol%, based on all the repeating units in the resin (A).

수지 (A)는, 산분해성기 및 극성기 모두 갖지 않는 반복 단위를 더 갖고 있어도 된다. 산분해성기 및 극성기 모두 갖지 않는 반복 단위는, 지환 탄화 수소 구조를 갖는 것이 바람직하다. 산분해성기 및 극성기 모두 갖지 않는 반복 단위로서는, 예를 들면 미국 특허출원 공개공보 2016/0026083A1호의 단락 <0236>~<0237>에 기재된 반복 단위를 들 수 있다. 산분해성기 및 극성기 모두 갖지 않는 반복 단위에 상당하는 모노머의 바람직한 예를 이하에 나타낸다.The resin (A) may further have a repeating unit having neither an acid decomposable group nor a polar group. It is preferable that the repeating unit having neither an acid-decomposable group nor a polar group has an alicyclic hydrocarbon structure. As a repeating unit having neither an acid-decomposable group nor a polar group, the repeating unit described in paragraph <0236> - <0237> of US Patent Application Publication 2016/0026083A1 is mentioned, for example. Preferred examples of the monomer corresponding to the repeating unit having neither an acid-decomposable group nor a polar group are shown below.

[화학식 11][Formula 11]

Figure 112019067680281-pct00011
Figure 112019067680281-pct00011

이 외에도, 산분해성기 및 극성기 모두 갖지 않는 반복 단위의 구체예로서는, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 <0433>에 개시된 반복 단위를 들 수 있다.In addition, specific examples of the repeating unit having neither an acid-decomposable group nor a polar group include the repeating unit disclosed in paragraph <0433> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1.

수지 (A)는, 산분해성기 및 극성기 모두 갖지 않는 반복 단위를, 1종 단독으로 갖고 있어도 되고, 2종 이상을 병용하여 갖고 있어도 된다.The resin (A) may have a repeating unit having neither an acid-decomposable group nor a polar group alone or in combination of two or more.

산분해성기 및 극성기 모두 갖지 않는 반복 단위의 함유량은, 수지 (A) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 5~40몰%가 바람직하고, 5~30몰%가 보다 바람직하며, 5~25몰%가 더 바람직하다.The content of the repeating unit having neither an acid-decomposable group nor a polar group is preferably 5 to 40 mol%, more preferably 5 to 30 mol%, and 5 to 25 mol% based on all repeating units in the resin (A). more preferable

수지 (A)는, 상기의 반복 구조 단위 이외에, 드라이 에칭 내성, 표준 현상액 적성, 기판 밀착성, 레지스트 프로파일, 또는 레지스트의 일반적인 필요 특성인 해상력, 내열성, 감도 등을 조절할 목적으로 다양한 반복 구조 단위를 더 갖고 있어도 된다.In addition to the above repeating structural units, the resin (A) further includes various repeating structural units for the purpose of adjusting dry etching resistance, standard developer aptitude, substrate adhesion, resist profile, or resolution, heat resistance, sensitivity, etc., which are general necessary characteristics of resists. You may have it.

이와 같은 반복 구조 단위로서는, 소정의 단량체에 상당하는 반복 구조 단위를 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.Examples of such repeating structural units include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to predetermined monomers.

소정의 단량체로서는, 예를 들면 아크릴산 에스터류, 메타크릴산 에스터류, 아크릴아마이드류, 메타크릴아마이드류, 알릴 화합물, 바이닐에터류, 및 바이닐에스터류 등으로부터 선택되는 부가 중합성 불포화 결합을 1개 갖는 화합물 등을 들 수 있다.As the predetermined monomer, for example, one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, etc. The compound etc. which have are mentioned.

그 외에도, 상기 다양한 반복 구조 단위에 상당하는 단량체와 공중합 가능한 부가 중합성의 불포화 화합물을 이용해도 된다.In addition, addition polymerizable unsaturated compounds copolymerizable with monomers corresponding to the various repeating structural units described above may be used.

수지 (A)에 있어서, 각 반복 구조 단위의 함유 몰비는, 다양한 성능을 조절하기 위하여 적절히 설정된다.In the resin (A), the content molar ratio of each repeating structural unit is appropriately set in order to adjust various performances.

본 발명의 조성물이 ArF 노광용일 때, ArF광의 투과성의 관점에서, 수지 (A)는 실질적으로는 방향족기를 갖지 않는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 수지 (A) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 방향족기를 갖는 반복 단위가 5몰% 이하인 것이 바람직하고, 3몰% 이하인 것이 보다 바람직하며, 이상적으로는 0몰%, 즉 방향족기를 갖는 반복 단위를 갖지 않는 것이 더 바람직하다. 또, 수지 (A)는 단환 또는 다환의 지환 탄화 수소 구조를 갖는 것이 바람직하다.When the composition of the present invention is for exposure to ArF, it is preferable that the resin (A) does not substantially have an aromatic group from the viewpoint of transmittance to ArF light. More specifically, with respect to all the repeating units in the resin (A), the number of repeating units having an aromatic group is preferably 5 mol% or less, more preferably 3 mol% or less, and ideally 0 mol%, that is, aromatic group-containing repeating units. It is more preferable to have no repeating unit. Moreover, it is preferable that resin (A) has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure.

수지 (A)는, 반복 단위의 전부가 (메트)아크릴레이트계 반복 단위로 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 반복 단위의 전부가 메타크릴레이트계 반복 단위인 것, 반복 단위의 전부가 아크릴레이트계 반복 단위인 것, 반복 단위의 전부가 메타크릴레이트계 반복 단위와 아크릴레이트계 반복 단위에 의한 것 중 어느 것이어도 이용할 수 있지만, 아크릴레이트계 반복 단위가 수지 (A)의 전체 반복 단위에 대하여 50몰% 이하인 것이 바람직하다.In the resin (A), it is preferable that all of the repeating units are composed of (meth)acrylate-based repeating units. In this case, all of the repeating units are methacrylate-based repeating units, all of the repeating units are acrylate-based repeating units, and all of the repeating units are methacrylate-based repeating units and acrylate-based repeating units. Any of these can be used, but it is preferable that the acrylate-based repeating unit is 50 mol% or less with respect to all the repeating units of the resin (A).

본 발명의 조성물이, KrF 노광용, EB 노광용 또는 EUV 노광용일 때, 수지 (A)는 방향족 탄화 수소기를 갖는 반복 단위 (a)를 함유하는 것이 바람직하다.When the composition of the present invention is for KrF exposure, EB exposure or EUV exposure, the resin (A) preferably contains a repeating unit (a) having an aromatic hydrocarbon group.

방향족 탄화 수소기를 갖는 반복 단위 (a)로서는, 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위 (a1)이 바람직하다.As the repeating unit (a) having an aromatic hydrocarbon group, a repeating unit (a1) having a phenolic hydroxyl group is preferable.

·페놀성 수산기를 갖는 반복 단위 (a1)・Repeating unit (a1) having a phenolic hydroxyl group

본 명세서에 있어서, 페놀성 수산기란, 방향족 탄화 수소기의 수소 원자를 하이드록실기로 치환하여 이루어지는 기이다. 방향족 탄화 수소기의 방향환은 단환 또는 다환의 방향환이며, 벤젠환 및 나프탈렌환 등을 들 수 있다.In this specification, a phenolic hydroxyl group is a group obtained by substituting a hydrogen atom of an aromatic hydrocarbon group with a hydroxyl group. The aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group is a monocyclic or polycyclic aromatic ring, and examples thereof include a benzene ring and a naphthalene ring.

페놀성 수산기를 갖는 반복 단위 (a1)로서는, 예를 들면 하기 일반식 (I)로 나타나는 반복 단위를 들 수 있다.As a repeating unit (a1) which has a phenolic hydroxyl group, the repeating unit represented by the following general formula (I) is mentioned, for example.

[화학식 12][Formula 12]

Figure 112019067680281-pct00012
Figure 112019067680281-pct00012

식 중,during the ceremony,

R41, R42 및 R43은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 할로젠 원자, 사이아노기 또는 알콕시카보닐기를 나타낸다. 단, R42는 Ar4와 결합하여 환을 형성하고 있어도 되고, 그 경우의 R42는 단결합 또는 알킬렌기를 나타낸다.R 41 , R 42 and R 43 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group. However, R 42 may be bonded to Ar 4 to form a ring, in which case R 42 represents a single bond or an alkylene group.

X4는, 단결합, -COO-, 또는 -CONR64-를 나타내고, R64는, 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.X 4 represents a single bond, -COO-, or -CONR 64 -, and R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

L4는, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.L 4 represents a single bond or a divalent linking group.

Ar4는, (n+1)가의 방향족 탄화 수소기를 나타내고, R42와 결합하여 환을 형성하는 경우에는 (n+2)가의 방향족 탄화 수소기를 나타낸다.Ar 4 represents a (n+1) valent aromatic hydrocarbon group, and when combined with R 42 to form a ring, represents an (n+2) valent aromatic hydrocarbon group.

n은, 1~5의 정수를 나타낸다.n represents the integer of 1-5.

일반식 (I)로 나타나는 반복 단위를 고극성화할 목적으로는, n이 2 이상의 정수, 또는 X4가 -COO-, 또는 -CONR64-인 것도 바람직하다.It is also preferable that n is an integer of 2 or more, or X 4 is -COO-, or -CONR 64 - for the purpose of increasing the polarity of the repeating unit represented by general formula (I).

일반식 (I)에 있어서의 R41, R42, 및 R43으로 나타나는 알킬기로서는, 치환기를 갖고 있어도 되는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, 헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 및 도데실기 등의 탄소수 20 이하의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 8 이하의 알킬기가 보다 바람직하며, 탄소수 3 이하의 알킬기가 더 바람직하다.Examples of the alkyl group represented by R 41 , R 42 , and R 43 in the general formula (I) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, and a hexyl group which may have a substituent. , 2-ethylhexyl group, an octyl group, and a C20 or less alkyl group such as a dodecyl group is preferable, a C8 or less alkyl group is more preferable, and a C3 or less alkyl group is still more preferable.

일반식 (I)에 있어서의 R41, R42, 및 R43으로 나타나는 사이클로알킬기로서는, 단환이어도 되고, 다환이어도 된다. 치환기를 갖고 있어도 되는, 사이클로프로필기, 사이클로펜틸기, 및 사이클로헥실기 등의 탄소수 3~8개이고 단환인 사이클로알킬기가 바람직하다.The cycloalkyl group represented by R 41 , R 42 , and R 43 in the general formula (I) may be monocyclic or polycyclic. A monocyclic cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group, which may have a substituent, is preferable.

일반식 (I)에 있어서의 R41, R42, 및 R43으로 나타나는 할로젠 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자 및 아이오딘 원자 등을 들 수 있고, 불소 원자가 바람직하다.Examples of the halogen atom represented by R 41 , R 42 , and R 43 in the general formula (I) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.

일반식 (I)에 있어서의 R41, R42, 및 R43으로 나타나는 알콕시카보닐기에 포함되는 알킬기로서는, 상기 R41, R42, 및 R43에 있어서의 알킬기와 동일한 것이 바람직하다.The alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group represented by R 41 , R 42 , and R 43 in the general formula (I) is preferably the same as the alkyl group described above for R 41 , R 42 , and R 43 .

상기 각 기에 있어서의 바람직한 치환기로서는, 예를 들면 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 아미노기, 아마이드기, 유레이도기, 유레테인기, 하이드록실기, 카복실기, 할로젠 원자, 알콕시기, 싸이오에터기, 아실기, 아실옥시기, 알콕시카보닐기, 사이아노기, 및 나이트로기 등을 들 수 있고, 치환기의 탄소수는 8 이하가 바람직하다.Preferable substituents for each group include, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom, an alkoxy group, a thioether group, An acyl group, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, a cyano group, a nitro group, etc. are mentioned, and as for carbon number of a substituent, 8 or less are preferable.

Ar4는, (n+1)가의 방향족 탄화 수소기를 나타낸다. n이 1인 경우에 있어서의 2가의 방향족 탄화 수소기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 예를 들면 페닐렌기, 톨릴렌기, 나프틸렌기, 및 안트라센일렌기 등의 탄소수 6~18의 아릴렌기, 또는 예를 들면 싸이오펜, 퓨란, 피롤, 벤조싸이오펜, 벤조퓨란, 벤조피롤, 트라이아진, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 트라이아졸, 싸이아다이아졸, 및 싸이아졸 등의 헤테로환을 포함하는 방향족 탄화 수소기가 바람직하다.Ar 4 represents a (n+1) valent aromatic hydrocarbon group. The divalent aromatic hydrocarbon group in the case where n is 1 may have a substituent, for example, an arylene group having 6 to 18 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, a naphthylene group, and an anthracenylene group, or an example For example, aromatic hydrocarbons including heterocycles such as thiophene, furan, pyrrole, benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, thiadiazole, and thiazole Giga is preferred.

n이 2 이상의 정수인 경우에 있어서의 (n+1)가의 방향족 탄화 수소기의 구체예로서는, 2가의 방향족 탄화 수소기가 상기한 구체예로부터, (n-1)개의 임의의 수소 원자를 제거하여 이루어지는 기를 적합하게 들 수 있다.As a specific example of the (n+1) valent aromatic hydrocarbon group in the case where n is an integer of 2 or more, a divalent aromatic hydrocarbon group is a group formed by removing (n-1) arbitrary hydrogen atoms from the above specific examples. can be suitably

(n+1)가의 방향족 탄화 수소기는, 치환기를 더 갖고 있어도 된다.The (n+1) valent aromatic hydrocarbon group may further have a substituent.

상술한 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시카보닐기 및 (n+1)가의 방향족 탄화 수소기가 가질 수 있는 치환기로서는, 예를 들면 일반식 (I)에 있어서의 R41, R42, 및 R43으로 든 알킬기; 메톡시기, 에톡시기, 하이드록시에톡시기, 프로폭시기, 하이드록시프로폭시기, 및 뷰톡시기 등의 알콕시기; 페닐기 등의 아릴기; 등을 들 수 있다.Examples of the substituents that the above-described alkyl group, cycloalkyl group, alkoxycarbonyl group, and (n+1) valent aromatic hydrocarbon group may have are the alkyl groups listed as R 41 , R 42 , and R 43 in the general formula (I). ; alkoxy groups such as a methoxy group, an ethoxy group, a hydroxyethoxy group, a propoxy group, a hydroxypropoxy group, and a butoxy group; Aryl groups, such as a phenyl group; etc. can be mentioned.

X4에 의하여 나타나는 -CONR64-(R64는, 수소 원자 또는 알킬기를 나타냄)에 있어서의 R64의 알킬기로서는, 치환기를 갖고 있어도 되는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, 헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 및 도데실기 등의 탄소수 20 이하의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 8 이하의 알킬기가 보다 바람직하다.Examples of the alkyl group of R 64 in -CONR 64 - (R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group) represented by X 4 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and an n-view which may have a substituent. An alkyl group having 20 or less carbon atoms, such as a ethyl group, a sec-butyl group, a hexyl group, a 2-ethylhexyl group, an octyl group, and a dodecyl group, is preferable, and an alkyl group with 8 or less carbon atoms is more preferable.

X4로서는, 단결합, -COO-, 또는 -CONH-가 바람직하고, 단결합, 또는 -COO-가 보다 바람직하다.As X 4 , a single bond, -COO-, or -CONH- is preferable, and a single bond or -COO- is more preferable.

L4로서의 2가의 연결기로서는, 알킬렌기인 것이 바람직하고, 알킬렌기로서는, 치환기를 갖고 있어도 되는, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 뷰틸렌기, 헥실렌기, 및 옥틸렌기 등의 탄소수 1~8의 알킬렌기가 바람직하다.The divalent linking group as L 4 is preferably an alkylene group, and the alkylene group may have 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group, which may have a substituent. An alkylene group of is preferred.

Ar4로서는, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6~18의 방향족 탄화 수소기가 바람직하고, 벤젠환기, 나프탈렌환기, 또는 바이페닐렌환기가 보다 바람직하다. 그 중에서도, 일반식 (I)로 나타나는 반복 단위는, 하이드록시스타이렌에서 유래하는 반복 단위인 것이 바람직하다. 즉, Ar4는, 벤젠환기인 것이 바람직하다.As Ar 4 , an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, which may have a substituent, is preferable, and a benzene ring group, a naphthalene ring group, or a biphenylene ring group is more preferable. Especially, it is preferable that the repeating unit represented by General formula (I) is a repeating unit derived from hydroxystyrene. That is, Ar 4 is preferably a benzene ring group.

이하, 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위 (a1)의 구체예를 나타내지만, 본 발명은, 이에 한정되지 않는다. 식 중, a는 1 또는 2를 나타낸다.Specific examples of the repeating unit (a1) having a phenolic hydroxyl group are shown below, but the present invention is not limited thereto. In formula, a represents 1 or 2.

[화학식 13][Formula 13]

Figure 112019067680281-pct00013
Figure 112019067680281-pct00013

수지 (A)는, 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위 (a1)을 1종 단독으로 갖고 있어도 되고, 2종 이상을 병용하여 갖고 있어도 된다.Resin (A) may have 1 type of repeating unit (a1) which has a phenolic hydroxyl group independently, and may have it in combination of 2 or more types.

페놀성 수산기를 갖는 반복 단위 (a1)의 함유량은, 수지 (A)의 전체 반복 단위에 대하여, 10~95몰%가 바람직하고, 20~90몰%가 보다 바람직하며, 30~85몰%가 더 바람직하다.The content of the repeating unit (a1) having a phenolic hydroxyl group is preferably 10 to 95 mol%, more preferably 20 to 90 mol%, and 30 to 85 mol% based on all repeating units of the resin (A). more preferable

방향족 탄화 수소기를 갖는 반복 단위 (a)로서는, 페놀성 수산기가 산의 작용에 의하여 분해되어 탈리하는 탈리기로 보호된 구조(산분해성기)를 갖는 반복 단위 (a2)를 적합하게 들 수 있다.As the repeating unit (a) having an aromatic hydrocarbon group, a repeating unit (a2) having a structure (acid-decomposable group) protected by a leaving group in which a phenolic hydroxyl group is decomposed and released by the action of an acid is preferably exemplified.

·페놀성 수산기가 산의 작용에 의하여 분해되어 탈리하는 탈리기로 보호된 구조(산분해성기)를 갖는 반복 단위 (a2)Repeating unit (a2) having a structure (acid-decomposable group) protected by a leaving group in which the phenolic hydroxyl group is decomposed and released by the action of acid

산의 작용에 의하여 분해되어 탈리하는 탈리기로서는, 예를 들면 식 (Y1)~(Y4)로 나타나는 기를 들 수 있다.As a leaving group decomposed by the action of an acid and desorbed, groups represented by formulas (Y1) to (Y4) are exemplified.

식 (Y1): -C(Rx1)(Rx2)(Rx3)Equation (Y1): -C(Rx 1 )(Rx 2 )(Rx 3 )

식 (Y2): -C(=O)OC(Rx1)(Rx2)(Rx3)Equation (Y2): -C(=O)OC(Rx 1 )(Rx 2 )(Rx 3 )

식 (Y3): -C(R36)(R37)(OR38)Formula (Y3): -C(R 36 )(R 37 )(OR 38 )

식 (Y4): -C(Rn)(H)(Ar)Formula (Y4): -C(Rn)(H)(Ar)

식 (Y1), (Y2) 중, Rx1~Rx3은, 각각 독립적으로, 알킬기(직쇄상 혹은 분기쇄상) 또는 사이클로알킬기(단환 혹은 다환)를 나타낸다. 단, Rx1~Rx3 모두가 알킬기(직쇄상 혹은 분기쇄상)인 경우, Rx1~Rx3 중 적어도 2개는 메틸기인 것이 바람직하다.In formulas (Y1) and (Y2), Rx 1 to Rx 3 each independently represent an alkyl group (straight or branched) or a cycloalkyl group (monocyclic or polycyclic). However, when all of Rx 1 to Rx 3 are alkyl groups (linear or branched), it is preferable that at least two of Rx 1 to Rx 3 are methyl groups.

그 중에서도, Rx1~Rx3은, 각각 독립적으로, 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기를 나타내는 반복 단위인 것이 보다 바람직하며, Rx1~Rx3이, 각각 독립적으로, 직쇄상의 알킬기를 나타내는 반복 단위인 것이 더 바람직하다.Among them, it is more preferable that Rx 1 to Rx 3 are repeating units each independently representing a linear or branched alkyl group, and Rx 1 to Rx 3 are repeating units each independently representing a linear or branched alkyl group. It is more preferable to be

Rx1~Rx3 중 2개가 결합하여, 단환 혹은 다환을 형성해도 된다.Two of Rx 1 to Rx 3 may combine to form a monocyclic or polycyclic ring.

Rx1~Rx3의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, 및 t-뷰틸기 등의 탄소수 1~4의 알킬기가 바람직하다.As the alkyl group for Rx 1 to Rx 3 , an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, and t-butyl is preferable.

Rx1~Rx3의 사이클로알킬기로서는, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기 등의 단환의 사이클로알킬기, 또는 노보닐기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 다환의 사이클로알킬기가 바람직하다.Examples of the cycloalkyl group for Rx 1 to Rx 3 include a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, or a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group. desirable.

Rx1~Rx3 중 2개가 결합하여 형성되는 사이클로알킬기로서는, 사이클로펜틸기, 및 사이클로헥실기 등의 단환의 사이클로알킬기, 또는 노보닐기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 다환의 사이클로알킬기가 바람직하다. 그 중에서도, 탄소수 5~6의 단환의 사이클로알킬기가 보다 바람직하다.Examples of the cycloalkyl group formed by combining two of Rx 1 to Rx 3 include a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, or a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group. Polycyclic cycloalkyl groups such as these are preferable. Especially, a C5-C6 monocyclic cycloalkyl group is more preferable.

Rx1~Rx3 중 2개가 결합하여 형성되는 사이클로알킬기는, 예를 들면 환을 구성하는 메틸렌기 중 하나가, 산소 원자 등의 헤테로 원자, 또는 카보닐기 등의 헤테로 원자를 갖는 기로 치환되어 있어도 된다.In the cycloalkyl group formed by combining two of Rx 1 to Rx 3 , for example, one of the methylene groups constituting the ring may be substituted with a group having a hetero atom such as an oxygen atom or a hetero atom such as a carbonyl group. .

식 (Y1) 및 (Y2)로 나타나는 기는, 예를 들면 Rx1이 메틸기 또는 에틸기이며, Rx2와 Rx3이 결합하여 상술한 사이클로알킬기를 형성하고 있는 양태가 바람직하다.In the groups represented by formulas (Y1) and (Y2), for example, an embodiment in which Rx 1 is a methyl group or an ethyl group and Rx 2 and Rx 3 are bonded to form the above-mentioned cycloalkyl group is preferable.

식 (Y3) 중, R36~R38은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 1가의 유기기를 나타낸다. R37과 R38은, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다. 1가의 유기기로서는, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 아랄킬기, 및 알켄일기 등을 들 수 있다. R36은, 수소 원자인 것이 바람직하다.In Formula (Y3), R 36 to R 38 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 37 and R 38 may combine with each other to form a ring. As a monovalent organic group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkenyl group, etc. are mentioned. R 36 is preferably a hydrogen atom.

식 (Y4) 중, Ar은, 방향족 탄화 수소기를 나타낸다. Rn은, 알킬기, 사이클로알킬기, 또는 아릴기를 나타낸다. Rn과 Ar과는 서로 결합하여 비방향족환을 형성해도 된다. Ar은 보다 바람직하게는 아릴기이다.In formula (Y4), Ar represents an aromatic hydrocarbon group. Rn represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group. Rn and Ar may combine with each other to form a non-aromatic ring. Ar is more preferably an aryl group.

반복 단위 (a2)로서는, 페놀성 수산기에 있어서의 수소 원자가 식 (Y1)~(Y4)로 나타나는 기에 의하여 보호된 구조를 갖는 것이 바람직하다.As the repeating unit (a2), it is preferable to have a structure in which a hydrogen atom in a phenolic hydroxyl group is protected by a group represented by formulas (Y1) to (Y4).

반복 단위 (a2)로서는, 하기 일반식 (AII)로 나타나는 반복 단위가 바람직하다.As the repeating unit (a2), a repeating unit represented by the following general formula (AII) is preferable.

[화학식 14][Formula 14]

Figure 112019067680281-pct00014
Figure 112019067680281-pct00014

일반식 (AII) 중,Among the general formula (AII),

R61, R62 및 R63은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 할로젠 원자, 사이아노기, 또는 알콕시카보닐기를 나타낸다. 단, R62는 Ar6과 결합하여 환을 형성하고 있어도 되고, 그 경우의 R62는 단결합 또는 알킬렌기를 나타낸다.R 61 , R 62 and R 63 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group. However, R 62 may be bonded to Ar 6 to form a ring, in which case R 62 represents a single bond or an alkylene group.

X6은, 단결합, -COO-, 또는 -CONR64-를 나타낸다. R64는, 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다.X 6 represents a single bond, -COO-, or -CONR 64 -. R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group.

L6은, 단결합 또는 알킬렌기를 나타낸다.L 6 represents a single bond or an alkylene group.

Ar6은, (n+1)가의 방향족 탄화 수소기를 나타내고, R62와 결합하여 환을 형성하는 경우에는 (n+2)가의 방향족 탄화 수소기를 나타낸다.Ar 6 represents a (n+1) valent aromatic hydrocarbon group, and when combined with R 62 to form a ring, represents an (n+2) valent aromatic hydrocarbon group.

Y2는, n≥2의 경우에는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 산의 작용에 의하여 탈리하는 기를 나타낸다. 단, Y2 중 적어도 하나는, 산의 작용에 의하여 탈리하는 기를 나타낸다. Y2로서의 산의 작용에 의하여 탈리하는 기는, 식 (Y1)~(Y4)인 것이 바람직하다.Y 2 , in the case of n≥2, each independently represents a hydrogen atom or a group that leaves by the action of an acid. However, at least one of Y 2 represents a group that leaves by the action of an acid. It is preferable that the group which desorbs by the action of an acid as Y2 is formula (Y1) - (Y4).

n은, 1~4의 정수를 나타낸다.n represents the integer of 1-4.

상기 각 기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는, 예를 들면 알킬기(탄소수 1~4), 할로젠 원자, 수산기, 알콕시기(탄소수 1~4), 카복실기, 및 알콕시카보닐기(탄소수 2~6) 등을 들 수 있고, 탄소수 8 이하의 것이 바람직하다.Each said group may have a substituent, and as a substituent, for example, an alkyl group (C 1-4), a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group (C 1-4), a carboxyl group, and an alkoxycarbonyl group (C 2-6 ) etc., and a C8 or less thing is preferable.

이하, 반복 단위 (a2)의 구체예를 나타내지만, 본 발명은, 이에 한정되지 않는다.Specific examples of the repeating unit (a2) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

[화학식 15][Formula 15]

Figure 112019067680281-pct00015
Figure 112019067680281-pct00015

[화학식 16][Formula 16]

Figure 112019067680281-pct00016
Figure 112019067680281-pct00016

수지 (A)는, 반복 단위 (a2)를, 1종 단독으로 갖고 있어도 되고, 2종 이상을 병용하여 갖고 있어도 된다.Resin (A) may have repeating unit (a2) individually by 1 type, and may have it in combination of 2 or more types.

수지 (A)에 있어서의 반복 단위 (a2)의 함유량(복수 종류 함유하는 경우는 그 합계)은, 상기 수지 (A) 중의 전체 반복 단위에 대하여 5~80몰%가 바람직하고, 5~75몰%가 보다 바람직하며, 10~65몰%가 더 바람직하다.The content of the repeating unit (a2) in the resin (A) (the total amount when a plurality of types are contained) is preferably 5 to 80 mol%, and preferably 5 to 75 mol, based on all the repeating units in the resin (A). % is more preferable, and 10 to 65 mol% is more preferable.

또한, 본원 명세서에 있어서, 산분해성기와 방향족 탄화 수소기를 갖는 반복 단위는, 산분해성기를 갖는 반복 단위에도, 방향족 탄화 수소기를 갖는 반복 단위에도, 해당하는 것으로 한다.In addition, in the present specification, the repeating unit having an acid-decomposable group and an aromatic hydrocarbon group corresponds to both a repeating unit having an acid-decomposable group and a repeating unit having an aromatic hydrocarbon group.

<수지 (B)><Suji (B)>

본 발명의 조성물이 후술하는 가교제 (G)를 함유하는 경우, 본 발명의 조성물은 페놀성 수산기를 갖는 알칼리 가용성 수지 (B)(이하, "수지 (B)"라고도 함)를 함유하는 것이 바람직하다. 수지 (B)는, 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위를 갖는 것이 바람직하다.When the composition of the present invention contains a crosslinking agent (G) described later, the composition of the present invention preferably contains an alkali-soluble resin (B) having a phenolic hydroxyl group (hereinafter also referred to as “resin (B)”). . Resin (B) preferably has a repeating unit having a phenolic hydroxyl group.

이 경우, 전형적으로는, 네거티브형 패턴이 적합하게 형성된다.In this case, typically, a negative pattern is suitably formed.

가교제 (G)는, 수지 (B)에 담지된 형태여도 된다.The crosslinking agent (G) may be in a form supported by the resin (B).

수지 (B)는, 상술한 산분해성기를 갖고 있어도 된다.The resin (B) may have the acid decomposable group described above.

수지 (B)가 갖는 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위로서는, 하기 일반식 (II)로 나타나는 반복 단위가 바람직하다.As the repeating unit having a phenolic hydroxyl group in the resin (B), a repeating unit represented by the following general formula (II) is preferable.

[화학식 17][Formula 17]

Figure 112019067680281-pct00017
Figure 112019067680281-pct00017

일반식 (II) 중,In general formula (II),

R2는, 수소 원자, 알킬기(바람직하게는 메틸기), 또는 할로젠 원자(바람직하게는 불소 원자)를 나타낸다.R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group (preferably a methyl group), or a halogen atom (preferably a fluorine atom).

B'는, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.B' represents a single bond or a divalent linking group.

Ar'은, 방향환기를 나타낸다.Ar' represents an aromatic ring group.

m은 1 이상의 정수를 나타낸다.m represents an integer greater than or equal to 1;

수지 (B)는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.Resin (B) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

수지 (B)로서는, 미국 특허출원 공개공보 2016/0282720A1호의 단락 <0142>~<0347>에 개시된 수지를 적합하게 들 수 있다.As resin (B), the resin disclosed in paragraph <0142> - <0347> of US Patent Application Publication No. 2016/0282720A1 is mentioned suitably.

본 발명의 조성물은, 수지 (A)와 수지 (B)의 양쪽 모두를 함유하고 있어도 된다.The composition of the present invention may contain both resin (A) and resin (B).

상기 수지의 중합 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 사용할 수 있다.The polymerization method of the resin is not particularly limited, and a known method can be used.

단, 수지의 제조 시에서는, 수지로부터 조성물 중에 혼입되는 불순물(예를 들면, 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물, 및 염기성 불순물 등)을 보다 저감시키기 위하여, 정제 처리를 충분히 실시할 필요가 있다.However, during production of the resin, it is necessary to sufficiently perform a purification treatment in order to further reduce impurities (for example, impurities having absorption at a wavelength of 248 nm, basic impurities, etc.) mixed from the resin into the composition.

상기 불순물(특히 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물)을 저감시키는 정제 방법으로서는, 양용매에 용해된 수지 함유 용액과 빈용매를 접촉시켜 고형물을 석출시키는 방법(침전 정제)을 들 수 있다. 침전 정제를 복수 회 반복하는 것이 바람직하다.As a purification method for reducing the impurities (particularly impurities having absorption at a wavelength of 248 nm), a method (precipitation purification) in which a resin-containing solution dissolved in a good solvent is brought into contact with a poor solvent to precipitate a solid is exemplified. It is preferred to repeat the precipitation purification a plurality of times.

또한, 상기 양용매로서는, 수지와 미반응 모노머 등이 용해되는 용매이면 특별히 한정되지 않는다. 또, 상기 빈용매로서는, 수지를 석출시키는 용매이면 특별히 한정되지 않는다.In addition, it is not specifically limited as long as it is a solvent in which resin, an unreacted monomer, etc. dissolve as said good solvent. Moreover, it will not specifically limit if it is a solvent which precipitates resin as said poor solvent.

상기 불순물(특히 염기성 불순물)을 저감시키는 정제 방법으로서는, 희염산 등의 약산을 함유하는 용액을 이용하여 수지를 세정하는 방법, 및 수세에 의하여 염기성 불순물을 제거하는 방법 등을 들 수 있다.Examples of purification methods for reducing the impurities (especially basic impurities) include a method of washing the resin using a solution containing a weak acid such as dilute hydrochloric acid, and a method of removing basic impurities by washing with water.

본 발명의 조성물 중, 수지 (A) 및/또는 수지 (B)의 함유량(모두 함유하는 경우에는 그 합계 함유량)은, 전체 고형분에 대하여, 일반적으로 30질량% 이상인 경우가 많으며, 40질량% 이상이 바람직하고, 50질량% 이상이 보다 바람직하다. 상한은 특별히 제한되지 않고, 99질량% 이하가 바람직하며, 90질량% 이하가 보다 바람직하고, 85질량% 이하가 더 바람직하다.In the composition of the present invention, the content of the resin (A) and/or the resin (B) (the total content when both are contained) is generally 30% by mass or more, and is often 40% by mass or more, relative to the total solid content. This is preferable, and 50 mass % or more is more preferable. The upper limit is not particularly limited, and is preferably 99% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and still more preferably 85% by mass or less.

<광산발생제 (C)><Photoacid Generator (C)>

본 발명의 조성물은, 전형적으로는, 광산발생제(이하, "광산발생제 (C)"라고도 함)를 함유하는 것이 바람직하다.The composition of the present invention preferably preferably contains a photoacid generator (hereinafter, also referred to as “photoacid generator (C)”).

광산발생제는, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 화합물이다.A photoacid generator is a compound which generates an acid by irradiation with actinic rays or radiation.

광산발생제로서는, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 유기산을 발생하는 화합물이 바람직하다. 예를 들면, 설포늄염 화합물, 아이오도늄염 화합물, 다이아조늄염 화합물, 포스포늄염 화합물, 이미드설포네이트 화합물, 옥심설포네이트 화합물, 다이아조다이설폰 화합물, 다이설폰 화합물, 및 o-나이트로벤질설포네이트 화합물을 들 수 있다.As the photoacid generator, a compound that generates an organic acid by irradiation with actinic rays or radiation is preferable. For example, sulfonium salt compounds, iodonium salt compounds, diazonium salt compounds, phosphonium salt compounds, imide sulfonate compounds, oxime sulfonate compounds, diazodisulfone compounds, disulfone compounds, and o-nitrobenzyl A sulfonate compound is mentioned.

광산발생제로서는, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 산을 발생하는 공지의 화합물을, 단독 또는 그들의 혼합물로서 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 <0125>~<0319>, 미국 특허출원 공개공보 2015/0004544A1호의 단락 <0086>~<0094>, 및 미국 특허출원 공개공보 2016/0237190A1호의 단락 <0323>~<0402>에 개시된 공지의 화합물을 광산발생제 (C)로서 적합하게 사용할 수 있다.As the photoacid generator, a known compound that generates an acid when irradiated with actinic light or radiation can be appropriately selected and used alone or as a mixture thereof. For example, paragraphs <0125> to <0319> of US Patent Application Publication 2016/0070167A1, paragraphs <0086> to <0094> of US Patent Application Publication 2015/0004544A1, and US Patent Application Publication 2016/0237190A1. Known compounds disclosed in paragraphs <0323> to <0402> can be suitably used as the photoacid generator (C).

광산발생제 (C)로서는, 예를 들면 하기 일반식 (ZI), 일반식 (ZII) 또는 일반식 (ZIII)으로 나타나는 화합물이 바람직하다.As the photoacid generator (C), a compound represented by the following general formula (ZI), general formula (ZII) or general formula (ZIII) is preferable, for example.

[화학식 18][Formula 18]

Figure 112019067680281-pct00018
Figure 112019067680281-pct00018

상기 일반식 (ZI)에 있어서,In the above general formula (ZI),

R201, R202 및 R203은, 각각 독립적으로, 유기기를 나타낸다.R 201 , R 202 and R 203 each independently represent an organic group.

R201, R202 및 R203으로서의 유기기의 탄소수는, 일반적으로 1~30이며, 바람직하게는 1~20이다.The number of carbon atoms of the organic group as R 201 , R 202 and R 203 is generally 1 to 30, preferably 1 to 20.

또, R201~R203 중 2개가 결합하여 환 구조를 형성해도 되고, 환 내에 산소 원자, 황 원자, 에스터 결합, 아마이드 결합, 또는 카보닐기를 포함하고 있어도 된다. R201~R203 중 2개가 결합하여 형성하는 기로서는, 알킬렌기(예를 들면, 뷰틸렌기, 펜틸렌기) 및 -CH2-CH2-O-CH2-CH2-를 들 수 있다.Further, two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group may be included in the ring. Examples of the group formed by combining two of R 201 to R 203 include an alkylene group (eg, a butylene group and a pentylene group) and -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -.

Z-는, 음이온을 나타낸다.Z - represents an anion.

일반식 (ZI)에 있어서의 양이온의 적합한 양태로서는, 후술하는 화합물 (ZI-1), 화합물 (ZI-2), 화합물 (ZI-3) 및 화합물 (ZI-4)에 있어서의 대응하는 기를 들 수 있다.Preferred embodiments of the cation in the general formula (ZI) include the corresponding groups in the compounds (ZI-1), compounds (ZI-2), compounds (ZI-3) and compounds (ZI-4) described later. can

또한, 광산발생제 (C)는, 일반식 (ZI)로 나타나는 구조를 복수 갖는 화합물이어도 된다. 예를 들면, 일반식 (ZI)로 나타나는 화합물의 R201~R203 중 적어도 하나와, 일반식 (ZI)로 나타나는 또 하나의 화합물의 R201~R203 중 적어도 하나가, 단결합 또는 연결기를 통하여 결합한 구조를 갖는 화합물이어도 된다.Further, the photoacid generator (C) may be a compound having a plurality of structures represented by general formula (ZI). For example, at least one of R 201 to R 203 of the compound represented by the general formula (ZI) and at least one of R 201 to R 203 of another compound represented by the general formula (ZI) form a single bond or a linking group. It may be a compound having a structure bonded through.

먼저, 화합물 (ZI-1)에 대하여 설명한다.First, the compound (ZI-1) will be described.

화합물 (ZI-1)은, 상기 일반식 (ZI)의 R201~R203 중 적어도 하나가 아릴기인, 아릴설포늄 화합물, 즉 아릴설포늄을 양이온으로 하는 화합물이다.Compound (ZI-1) is an arylsulfonium compound in which at least one of R 201 to R 203 in the general formula (ZI) is an aryl group, that is, a compound having arylsulfonium as a cation.

아릴설포늄 화합물은, R201~R203 전부가 아릴기여도 되고, R201~R203의 일부가 아릴기이며, 나머지가 알킬기 또는 사이클로알킬기여도 된다.In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be aryl groups, a part of R 201 to R 203 may be aryl groups, and the remainder may be alkyl groups or cycloalkyl groups.

아릴설포늄 화합물로서는, 예를 들면 트라이아릴설포늄 화합물, 다이아릴알킬설포늄 화합물, 아릴다이알킬설포늄 화합물, 다이아릴사이클로알킬설포늄 화합물, 및 아릴다이사이클로알킬설포늄 화합물을 들 수 있다.Examples of the arylsulfonium compound include triarylsulfonium compounds, diarylalkylsulfonium compounds, aryldialkylsulfonium compounds, diarylcycloalkylsulfonium compounds, and aryldicycloalkylsulfonium compounds.

아릴설포늄 화합물에 포함되는 아릴기로서는, 페닐기, 또는 나프틸기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다. 아릴기는, 산소 원자, 질소 원자, 또는 황 원자 등을 갖는 복소환 구조를 갖는 아릴기여도 된다. 복소환 구조로서는, 피롤 잔기, 퓨란 잔기, 싸이오펜 잔기, 인돌 잔기, 벤조퓨란 잔기, 및 벤조싸이오펜 잔기 등을 들 수 있다. 아릴설포늄 화합물이 2개 이상의 아릴기를 갖는 경우에, 2개 이상 존재하는 아릴기는 동일해도 되고 달라도 된다.As an aryl group contained in an arylsulfonium compound, a phenyl group or a naphthyl group is preferable, and a phenyl group is more preferable. The aryl group may be an aryl group having a heterocyclic structure containing an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom. As a heterocyclic structure, a pyrrole residue, a furan residue, a thiophene residue, an indole residue, a benzofuran residue, a benzothiophene residue, etc. are mentioned. When the arylsulfonium compound has two or more aryl groups, the two or more existing aryl groups may be the same or different.

아릴설포늄 화합물이 필요에 따라 갖고 있는 알킬기 또는 사이클로알킬기는, 탄소수 1~15의 직쇄상 알킬기, 탄소수 3~15의 분기쇄상 알킬기, 또는 탄소수 3~15의 사이클로알킬기가 바람직하고, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-뷰틸기, sec-뷰틸기, t-뷰틸기, 사이클로프로필기, 사이클로뷰틸기, 및 사이클로헥실기 등을 들 수 있다.The alkyl group or cycloalkyl group that the arylsulfonium compound has as necessary is preferably a straight-chain alkyl group of 1 to 15 carbon atoms, a branched chain alkyl group of 3 to 15 carbon atoms, or a cycloalkyl group of 3 to 15 carbon atoms, for example, a methyl group. , ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, and cyclohexyl group.

R201~R203의 아릴기, 알킬기, 및 사이클로알킬기는, 각각 독립적으로, 알킬기(예를 들면 탄소수 1~15), 사이클로알킬기(예를 들면 탄소수 3~15), 아릴기(예를 들면 탄소수 6~14), 알콕시기(예를 들면 탄소수 1~15), 할로젠 원자, 수산기, 또는 페닐싸이오기를 치환기로서 가져도 된다.The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 are each independently an alkyl group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, having 3 to 15 carbon atoms), or an aryl group (for example, having 1 to 15 carbon atoms). 6 to 14), an alkoxy group (eg, 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, or a phenylthio group as a substituent.

다음으로, 화합물 (ZI-2)에 대하여 설명한다.Next, the compound (ZI-2) will be described.

화합물 (ZI-2)는, 식 (ZI)에 있어서의 R201~R203이, 각각 독립적으로, 방향환을 갖지 않는 유기기를 나타내는 화합물이다. 여기에서 방향환이란, 헤테로 원자를 포함하는 방향족환도 포함한다.Compound (ZI-2) is a compound in which R 201 to R 203 in formula (ZI) each independently represent an organic group having no aromatic ring. An aromatic ring here also includes an aromatic ring containing a hetero atom.

R201~R203으로서의 방향환을 갖지 않는 유기기는, 일반적으로 탄소수 1~30이며, 탄소수 1~20이 바람직하다.The organic group without an aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.

R201~R203은, 각각 독립적으로, 바람직하게는 알킬기, 사이클로알킬기, 알릴기, 또는 바이닐기이고, 보다 바람직하게는 직쇄상 또는 분기쇄상의 2-옥소알킬기, 2-옥소사이클로알킬기, 또는 알콕시카보닐메틸기, 더 바람직하게는 직쇄상 또는 분기쇄상의 2-옥소알킬기이다.R 201 to R 203 are each independently, preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group, or an alkoxy group. A carbonylmethyl group, more preferably a linear or branched 2-oxoalkyl group.

R201~R203의 알킬기 및 사이클로알킬기로서는, 바람직하게는, 탄소수 1~10의 직쇄상 알킬기 또는 탄소수 3~10의 분기쇄상 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 뷰틸기, 및 펜틸기), 및 탄소수 3~10의 사이클로알킬기(예를 들면 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 및 노보닐기)를 들 수 있다.As the alkyl group and cycloalkyl group of R 201 to R 203 , preferably, a straight-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a branched-chain alkyl group having 3 to 10 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a pen ethyl group), and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (for example, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a norbornyl group).

R201~R203은, 할로젠 원자, 알콕시기(예를 들면 탄소수 1~5), 수산기, 사이아노기, 또는 나이트로기에 의하여 추가로 치환되어 있어도 된다.R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (for example, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.

다음으로, 화합물 (ZI-3)에 대하여 설명한다.Next, the compound (ZI-3) will be described.

화합물 (ZI-3)은, 하기 일반식 (ZI-3)으로 나타나고, 페나실설포늄염 구조를 갖는 화합물이다.Compound (ZI-3) is represented by the following general formula (ZI-3) and is a compound having a phenacylsulfonium salt structure.

[화학식 19][Formula 19]

Figure 112019067680281-pct00019
Figure 112019067680281-pct00019

일반식 (ZI-3) 중,Among the general formula (ZI-3),

R1c~R5c는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 사이클로알킬카보닐옥시기, 할로젠 원자, 수산기, 나이트로기, 알킬싸이오기 또는 아릴싸이오기를 나타낸다.R 1c to R 5c are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyloxy group, a cycloalkylcarbonyloxy group, a halogen atom, a hydroxyl group, represents a nitro group, an alkylthio group or an arylthio group.

R6c 및 R7c는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 할로젠 원자, 사이아노기 또는 아릴기를 나타낸다.R 6c and R 7c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an aryl group.

Rx 및 Ry는, 각각 독립적으로, 알킬기, 사이클로알킬기, 2-옥소알킬기, 2-옥소사이클로알킬기, 알콕시카보닐알킬기, 알릴기 또는 바이닐기를 나타낸다.R x and R y each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, a 2-oxoalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group, an alkoxycarbonylalkyl group, an allyl group or a vinyl group.

R1c~R5c 중 어느 2개 이상, R5c와 R6c, R6c와 R7c, R5c와 Rx, 및 Rx와 Ry는, 각각 결합하여 환 구조를 형성해도 되고, 이 환 구조는, 각각 독립적으로 산소 원자, 황 원자, 케톤기, 에스터 결합, 또는 아마이드 결합을 포함하고 있어도 된다.Any two or more of R 1c to R 5c , R 5c and R 6c , R 6c and R 7c , R 5c and R x , and R x and R y may combine to form a ring structure, respectively, and this ring structure may each independently contain an oxygen atom, a sulfur atom, a ketone group, an ester bond, or an amide bond.

상기 환 구조로서는, 방향족 또는 비방향족의 탄화 수소환, 방향족 또는 비방향족의 복소환, 및 이들의 환이 2개 이상 조합되어 이루어지는 다환 축합환을 들 수 있다. 환 구조로서는, 3~10원환을 들 수 있으며, 4~8원환이 바람직하고, 5 또는 6원환이 보다 바람직하다.Examples of the ring structure include an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring, an aromatic or non-aromatic heterocycle, and a polycyclic condensed ring formed by a combination of two or more of these rings. As a ring structure, a 3- to 10-membered ring is mentioned, a 4- to 8-membered ring is preferable, and a 5- or 6-membered ring is more preferable.

R1c~R5c 중 어느 2개 이상, R6c와 R7c, 및 Rx와 Ry가 결합하여 형성하는 기로서는, 뷰틸렌기, 및 펜틸렌기 등을 들 수 있다.Examples of groups formed by combining any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c , and R x and R y include a butylene group and a pentylene group.

R5c와 R6c, 및 R5c와 Rx가 결합하여 형성하는 기로서는, 단결합 또는 알킬렌기가 바람직하다. 알킬렌기로서는, 메틸렌기, 및 에틸렌기 등을 들 수 있다.As a group formed by combining R 5c and R 6c and R 5c and R x , a single bond or an alkylene group is preferable. As an alkylene group, a methylene group, an ethylene group, etc. are mentioned.

Zc-는, 음이온을 나타낸다.Zc - represents an anion.

다음으로, 화합물 (ZI-4)에 대하여 설명한다.Next, the compound (ZI-4) will be described.

화합물 (ZI-4)는, 하기 일반식 (ZI-4)로 나타난다.Compound (ZI-4) is represented by the following general formula (ZI-4).

[화학식 20][Formula 20]

Figure 112019067680281-pct00020
Figure 112019067680281-pct00020

일반식 (ZI-4) 중,Among the general formula (ZI-4),

l은 0~2의 정수를 나타낸다.l represents an integer from 0 to 2;

r은 0~8의 정수를 나타낸다.r represents an integer from 0 to 8;

R13은, 수소 원자, 불소 원자, 수산기, 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 또는 사이클로알킬기를 갖는 기를 나타낸다. 이들 기는 치환기를 가져도 된다.R 13 represents a group having a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, or a cycloalkyl group. These groups may have a substituent.

R14는, 수산기, 알킬기, 사이클로알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐기, 알킬설폰일기, 사이클로알킬설폰일기, 또는 사이클로알킬기를 갖는 기를 나타낸다. 이들 기는 치환기를 가져도 된다. R14는, 복수 존재하는 경우는 각각 독립적으로, 수산기 등의 상기 기를 나타낸다.R 14 represents a group having a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an alkylsulfonyl group, a cycloalkylsulfonyl group, or a cycloalkyl group. These groups may have a substituent. When a plurality of R 14 are present, each independently represents a group such as a hydroxyl group.

R15는, 각각 독립적으로, 알킬기, 사이클로알킬기 또는 나프틸기를 나타낸다. 이들 기는 치환기를 가져도 된다. 2개의 R15가 서로 결합하여 환을 형성해도 된다. 2개의 R15가 서로 결합하여 환을 형성할 때, 환 골격 내에, 산소 원자, 또는 질소 원자 등의 헤테로 원자를 포함해도 된다. 일 양태에 있어서, 2개의 R15가 알킬렌기이며, 서로 결합하여 환 구조를 형성하는 것이 바람직하다.R 15 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a naphthyl group. These groups may have a substituent. Two R 15 may be bonded to each other to form a ring. When two R 15 are bonded to each other to form a ring, a heteroatom such as an oxygen atom or a nitrogen atom may be included in the ring skeleton. In one aspect, it is preferable that two R 15 are alkylene groups, and bonded to each other to form a ring structure.

Z-는, 음이온을 나타낸다.Z - represents an anion.

일반식 (ZI-4)에 있어서, R13, R14 및 R15의 알킬기는, 직쇄상 또는 분기쇄상이다. 알킬기의 탄소수는, 1~10이 바람직하다. 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-뷰틸기, 또는 t-뷰틸기 등이 보다 바람직하다.In the general formula (ZI-4), the alkyl groups of R 13 , R 14 and R 15 are linear or branched. As for carbon number of an alkyl group, 1-10 are preferable. As an alkyl group, a methyl group, an ethyl group, n-butyl group, or t-butyl group etc. are more preferable.

다음으로, 일반식 (ZII), 및 (ZIII)에 대하여 설명한다.Next, general formulas (ZII) and (ZIII) are described.

일반식 (ZII), 및 (ZIII) 중, R204~R207은, 각각 독립적으로, 아릴기, 알킬기 또는 사이클로알킬기를 나타낸다.In formulas (ZII) and (ZIII), R 204 to R 207 each independently represent an aryl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group.

R204~R207의 아릴기로서는 페닐기, 또는 나프틸기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다. R204~R207의 아릴기는, 산소 원자, 질소 원자, 또는 황 원자 등을 갖는 복소환 구조를 갖는 아릴기여도 된다. 복소환 구조를 갖는 아릴기의 골격으로서는, 예를 들면 피롤, 퓨란, 싸이오펜, 인돌, 벤조퓨란, 및 벤조싸이오펜 등을 들 수 있다.As the aryl group for R 204 to R 207 , a phenyl group or a naphthyl group is preferable, and a phenyl group is more preferable. The aryl group for R 204 to R 207 may be an aryl group having a heterocyclic structure containing an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom. Examples of the skeleton of an aryl group having a heterocyclic structure include pyrrole, furan, thiophene, indole, benzofuran, and benzothiophene.

R204~R207의 알킬기 및 사이클로알킬기로서는, 탄소수 1~10의 직쇄상 알킬기 또는 탄소수 3~10의 분기쇄상 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 뷰틸기, 및 펜틸기), 또는 탄소수 3~10의 사이클로알킬기(예를 들면 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 및 노보닐기)가 바람직하다.As the alkyl group and cycloalkyl group of R 204 to R 207 , a straight-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a branched-chain alkyl group having 3 to 10 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a pentyl group), or A cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (for example, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a norbornyl group) is preferable.

R204~R207의 아릴기, 알킬기, 및 사이클로알킬기는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 된다. R204~R207의 아릴기, 알킬기, 및 사이클로알킬기가 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 예를 들면 알킬기(예를 들면 탄소수 1~15), 사이클로알킬기(예를 들면 탄소수 3~15), 아릴기(예를 들면 탄소수 6~15), 알콕시기(예를 들면 탄소수 1~15), 할로젠 원자, 수산기, 및 페닐싸이오기 등을 들 수 있다.The aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 to R 207 may each independently have a substituent. Examples of the substituent that the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 to R 207 may have include an alkyl group (eg, 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (eg, 3 to 15 carbon atoms), an aryl group ( For example, a C6-C15), an alkoxy group (eg C1-C15), a halogen atom, a hydroxyl group, and a phenylthio group etc. are mentioned.

Z-는, 음이온을 나타낸다.Z - represents an anion.

일반식 (ZI)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZII)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3)에 있어서의 Zc-, 및 일반식 (ZI-4)에 있어서의 Z-로서는, 하기 일반식 (3)으로 나타나는 음이온이 바람직하다.As Z - in the general formula (ZI), Z - in the general formula (ZII), Zc - in the general formula (ZI-3), and Z - in the general formula (ZI - 4), Anions represented by the following general formula (3) are preferred.

[화학식 21][Formula 21]

Figure 112019067680281-pct00021
Figure 112019067680281-pct00021

일반식 (3) 중,In formula (3),

o는, 1~3의 정수를 나타낸다. p는, 0~10의 정수를 나타낸다. q는, 0~10의 정수를 나타낸다.o represents the integer of 1-3. p represents the integer of 0-10. q represents an integer of 0 to 10.

Xf는, 불소 원자, 또는 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기를 나타낸다. 이 알킬기의 탄소수는, 1~10이 바람직하고, 1~4가 보다 바람직하다. 또, 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기로서는, 퍼플루오로알킬기가 바람직하다.Xf represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. 1-10 are preferable and, as for carbon number of this alkyl group, 1-4 are more preferable. Moreover, as an alkyl group substituted with at least 1 fluorine atom, a perfluoroalkyl group is preferable.

Xf는, 불소 원자 또는 탄소수 1~4의 퍼플루오로알킬기인 것이 바람직하고, 불소 원자 또는 CF3인 것이 보다 바람직하다. 특히, 쌍방의 Xf가 불소 원자인 것이 더 바람직하다.Xf is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom or CF 3 . In particular, it is more preferable that both Xf's are fluorine atoms.

R4 및 R5는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 알킬기, 또는 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기를 나타낸다. R4 및 R5가 복수 존재하는 경우, R4 및 R5는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. When a plurality of R 4 and R 5 exist, R 4 and R 5 may be the same or different, respectively.

R4 및 R5로 나타나는 알킬기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 탄소수 1~4가 바람직하다. R4 및 R5는, 바람직하게는 수소 원자이다.The alkyl group represented by R 4 and R 5 may have a substituent and preferably has 1 to 4 carbon atoms. R 4 and R 5 are preferably hydrogen atoms.

적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기의 구체예 및 적합한 양태는 일반식 (3) 중 Xf의 구체예 및 적합한 양태와 동일하다.Specific examples and preferred embodiments of the alkyl group substituted with at least one fluorine atom are the same as those of Xf in the general formula (3).

L은, 2가의 연결기를 나타낸다. L이 복수 존재하는 경우, L은, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.L represents a divalent linking group. When a plurality of L's exist, L's may be the same or different, respectively.

2가의 연결기로서는, 예를 들면 -COO-(-C(=O)-O-), -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -S-, -SO-, -SO2-, 알킬렌기(바람직하게는 탄소수 1~6), 사이클로알킬렌기(바람직하게는 탄소수 3~15), 알켄일렌기(바람직하게는 탄소수 2~6) 및 이들의 복수를 조합한 2가의 연결기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -SO2-, -COO-알킬렌기-, -OCO-알킬렌기-, -CONH-알킬렌기- 또는 -NHCO-알킬렌기-가 바람직하고, -COO-, -OCO-, -CONH-, -SO2-, -COO-알킬렌기- 또는 -OCO-알킬렌기-가 보다 바람직하다.As a divalent linking group, for example -COO-(-C(=O)-O-), -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -S-, -SO- , -SO 2 -, an alkylene group (preferably 1 to 6 carbon atoms), a cycloalkylene group (preferably 3 to 15 carbon atoms), an alkenylene group (preferably 2 to 6 carbon atoms), and a combination of a plurality thereof A divalent linking group etc. are mentioned. Among these, -COO-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -CO-, -O-, -SO 2 -, -COO-alkylene group-, -OCO-alkylene group-, -CONH-alkyl A rene group- or a -NHCO-alkylene group- is preferable, and a -COO-, -OCO-, -CONH-, -SO 2 -, -COO-alkylene group- or -OCO-alkylene group- is more preferable.

W는, 환상 구조를 포함하는 유기기를 나타낸다. 이들 중에서도, 환상의 유기기인 것이 바람직하다.W represents an organic group containing a cyclic structure. Among these, it is preferable that it is a cyclic organic group.

환상의 유기기로서는, 예를 들면 지환기, 아릴기, 및 복소환기를 들 수 있다.As a cyclic organic group, an alicyclic group, an aryl group, and a heterocyclic group are mentioned, for example.

지환기는, 단환식이어도 되고, 다환식이어도 된다. 단환식의 지환기로서는, 예를 들면 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 및 사이클로옥틸기 등의 단환의 사이클로알킬기를 들 수 있다. 다환식의 지환기로서는, 예를 들면 노보닐기, 트라이사이클로데칸일기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 다환의 사이클로알킬기를 들 수 있다. 그 중에서도, 노보닐기, 트라이사이클로데칸일기, 테트라사이클로데칸일기, 테트라사이클로도데칸일기, 및 아다만틸기 등의 탄소수 7 이상의 벌키 구조를 갖는 지환기가 바람직하다.The alicyclic group may be monocyclic or polycyclic. As a monocyclic alicyclic group, monocyclic cycloalkyl groups, such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group, are mentioned, for example. Examples of the polycyclic alicyclic group include polycyclic cycloalkyl groups such as norbornyl group, tricyclodecanyl group, tetracyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, and adamantyl group. Among them, an alicyclic group having a bulky structure having 7 or more carbon atoms, such as a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group, is preferable.

아릴기는, 단환식이어도 되고, 다환식이어도 된다. 이 아릴기로서는, 예를 들면 페닐기, 나프틸기, 페난트릴기 및 안트릴기를 들 수 있다.The aryl group may be monocyclic or polycyclic. As this aryl group, a phenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, and an anthryl group are mentioned, for example.

복소환기는, 단환식이어도 되고, 다환식이어도 된다. 다환식이 보다 산의 확산을 억제 가능하다. 또, 복소환기는, 방향족성을 갖고 있어도 되고, 방향족성을 갖고 있지 않아도 된다. 방향족성을 갖고 있는 복소환으로서는, 예를 들면 퓨란환, 싸이오펜환, 벤조퓨란환, 벤조싸이오펜환, 다이벤조퓨란환, 다이벤조싸이오펜환, 및 피리딘환을 들 수 있다. 방향족성을 갖고 있지 않은 복소환으로서는, 예를 들면 테트라하이드로피란환, 락톤환, 설톤환 및 데카하이드로아이소퀴놀린환을 들 수 있다. 락톤환 및 설톤환의 예로서는, 상술한 수지에 있어서 예시한 락톤 구조 및 설톤 구조를 들 수 있다. 복소환기에 있어서의 복소환으로서는, 퓨란환, 싸이오펜환, 피리딘환, 또는 데카하이드로아이소퀴놀린환이 특히 바람직하다.The heterocyclic group may be monocyclic or polycyclic. The diffusion of acid can be suppressed more than a polycyclic type. In addition, the heterocyclic group may or may not have aromaticity. As a heterocyclic ring which has aromaticity, a furan ring, a thiophene ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, and a pyridine ring are mentioned, for example. As a heterocyclic ring which does not have aromaticity, a tetrahydropyran ring, a lactone ring, a sultone ring, and a decahydroisoquinoline ring are mentioned, for example. As an example of a lactone ring and a sultone ring, the lactone structure and sultone structure illustrated in the resin mentioned above are mentioned. As the heterocycle in the heterocyclic group, a furan ring, a thiophene ring, a pyridine ring, or a decahydroisoquinoline ring is particularly preferred.

상기 환상의 유기기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 이 치환기로서는, 예를 들면 알킬기(직쇄상 및 분기쇄상 중 어느 것이어도 되고, 탄소수 1~12가 바람직함), 사이클로알킬기(단환, 다환, 및 스파이로환 중 어느 것이어도 되고, 탄소수 3~20이 바람직함), 아릴기(탄소수 6~14가 바람직함), 수산기, 알콕시기, 에스터기, 아마이드기, 유레테인기, 유레이도기, 싸이오에터기, 설폰아마이드기, 및 설폰산 에스터기를 들 수 있다. 또한, 환상의 유기기를 구성하는 탄소(환 형성에 기여하는 탄소)는 카보닐 탄소여도 된다.The cyclic organic group may have a substituent. As this substituent, for example, an alkyl group (either linear or branched chain may be used, preferably having 1 to 12 carbon atoms) or a cycloalkyl group (which may be monocyclic, polycyclic, or spirocyclic, and having 3 to 20 carbon atoms) is preferred), an aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), a hydroxyl group, an alkoxy group, an ester group, an amide group, a urethane group, a ureido group, a thioether group, a sulfonamide group, and a sulfonic acid ester group. have. In addition, carbonyl carbon may be sufficient as the carbon constituting the cyclic organic group (carbon contributing to ring formation).

일반식 (3)으로 나타나는 음이온으로서는, SO3 --CF2-CH2-OCO-(L)q'-W, SO3 --CF2-CHF-CH2-OCO-(L)q'-W, SO3 --CF2-COO-(L)q'-W, SO3 --CF2-CF2-CH2-CH2-(L)q-W, SO3 --CF2-CH(CF3)-OCO-(L)q'-W가 바람직하다. 여기에서, L, q 및 W는, 일반식 (3)과 동일하다. q'는, 0~10의 정수를 나타낸다.Examples of anions represented by Formula (3) include SO 3 - -CF 2 -CH 2 -OCO-(L)q'-W and SO 3 - -CF 2 -CHF-CH 2 -OCO-(L)q'- W, SO 3 - -CF 2 -COO-(L)q'-W, SO 3 - -CF 2 -CF 2 -CH 2 -CH 2 -(L)qW, SO 3 - -CF 2 -CH(CF 3 )-OCO-(L)q'-W is preferred. Here, L, q and W are the same as in General Formula (3). q' represents the integer of 0-10.

일 양태에 있어서, 일반식 (ZI)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZII)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3)에 있어서의 Zc-, 및 일반식 (ZI-4)에 있어서의 Z-로서는, 하기의 일반식 (4)로 나타나는 음이온도 바람직하다.In one aspect, Z - in the general formula (ZI), Z - in the general formula (ZII), Zc - in the general formula (ZI - 3), and in the general formula (ZI-4) As Z - of , an anion represented by the following general formula (4) is also preferable.

[화학식 22][Formula 22]

Figure 112019067680281-pct00022
Figure 112019067680281-pct00022

일반식 (4) 중,In formula (4),

XB1 및 XB2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 불소 원자를 갖지 않는 1가의 유기기를 나타낸다. XB1 및 XB2는, 수소 원자인 것이 바람직하다.X B1 and X B2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having no fluorine atom. X B1 and X B2 are preferably hydrogen atoms.

XB3 및 XB4는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 1가의 유기기를 나타낸다. XB3 및 XB4 중 적어도 한쪽이 불소 원자 또는 불소 원자를 갖는 1가의 유기기인 것이 바람직하고, XB3 및 XB4의 양쪽 모두가 불소 원자 또는 불소 원자를 갖는 1가의 유기기인 것이 보다 바람직하다. XB3 및 XB4의 양쪽 모두가, 불소 원자로 치환된 알킬기인 것이 더 바람직하다.X B3 and X B4 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. It is preferable that at least one of X B3 and X B4 is a fluorine atom or a monovalent organic group having a fluorine atom, and it is more preferable that both of X B3 and X B4 are a fluorine atom or a monovalent organic group having a fluorine atom. It is more preferable that both X B3 and X B4 are alkyl groups substituted with a fluorine atom.

L, q 및 W는, 일반식 (3)과 동일하다.L, q and W are the same as in General Formula (3).

일반식 (ZI)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZII)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3)에 있어서의 Zc-, 및 일반식 (ZI-4)에 있어서의 Z-는, 벤젠설폰산 음이온이어도 되고, 분기쇄상 알킬기 또는 사이클로알킬기에 의하여 치환된 벤젠설폰산 음이온인 것이 바람직하다.Z - in the general formula (ZI), Z - in the general formula (ZII), Zc - in the general formula (ZI-3), and Z - in the general formula (ZI - 4), It may be a benzenesulfonic acid anion, preferably a benzenesulfonic acid anion substituted with a branched alkyl group or cycloalkyl group.

일반식 (ZI)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZII)에 있어서의 Z-, 일반식 (ZI-3)에 있어서의 Zc-, 및 일반식 (ZI-4)에 있어서의 Z-로서는, 하기의 일반식 (SA1)로 나타나는 방향족 설폰산 음이온도 바람직하다.As Z - in the general formula (ZI), Z - in the general formula (ZII), Zc - in the general formula (ZI-3), and Z - in the general formula (ZI - 4), An aromatic sulfonic acid anion represented by the following general formula (SA1) is also preferable.

[화학식 23][Formula 23]

Figure 112019067680281-pct00023
Figure 112019067680281-pct00023

식 (SA1) 중,In formula (SA1),

Ar은, 아릴기를 나타내고, 설폰산 음이온 및 -(D-B)기 이외의 치환기를 더 갖고 있어도 된다. 더 가져도 되는 치환기로서는, 불소 원자 및 수산기 등을 들 수 있다.Ar represents an aryl group and may further have substituents other than the sulfonic acid anion and -(D-B) group. As a substituent which may further have, a fluorine atom, a hydroxyl group, etc. are mentioned.

n은, 0 이상의 정수를 나타낸다. n으로서는, 1~4가 바람직하고, 2~3이 보다 바람직하며, 3이 더 바람직하다.n represents an integer greater than or equal to 0. As n, 1-4 are preferable, 2-3 are more preferable, and 3 is still more preferable.

D는, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. 2가의 연결기로서는, 에터기, 싸이오에터기, 카보닐기, 설폭사이드기, 설폰기, 설폰산 에스터기, 에스터기, 및 이들 2종 이상의 조합으로 이루어지는 기 등을 들 수 있다.D represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include an ether group, a thioether group, a carbonyl group, a sulfoxide group, a sulfone group, a sulfonic acid ester group, an ester group, and a group composed of a combination of two or more of these groups.

B는, 탄화 수소기를 나타낸다.B represents a hydrocarbon group.

바람직하게는, D는 단결합이며, B는 지방족 탄화 수소 구조이다. B는, 아이소프로필기 또는 사이클로헥실기가 보다 바람직하다.Preferably, D is a single bond and B is an aliphatic hydrocarbon structure. B is more preferably an isopropyl group or a cyclohexyl group.

일반식 (ZI)에 있어서의 설포늄 양이온, 및 일반식 (ZII)에 있어서의 아이오도늄 양이온의 바람직한 예를 이하에 나타낸다.Preferred examples of the sulfonium cation in the general formula (ZI) and the iodonium cation in the general formula (ZII) are shown below.

[화학식 24][Formula 24]

Figure 112019067680281-pct00024
Figure 112019067680281-pct00024

일반식 (ZI), 일반식 (ZII)에 있어서의 음이온 Z-, 일반식 (ZI-3)에 있어서의 Zc-, 및 일반식 (ZI-4)에 있어서의 Z-의 바람직한 예를 이하에 나타낸다.Preferable examples of the anion Z - in the general formula (ZI) and general formula (ZII), Zc - in the general formula (ZI-3), and Z - in the general formula (ZI-4) are given below. indicate

[화학식 25][Formula 25]

Figure 112019067680281-pct00025
Figure 112019067680281-pct00025

상기의 양이온 및 음이온을 임의로 조합하여 광산발생제로서 사용할 수 있다.Any combination of the above cations and anions may be used as the photoacid generator.

광산발생제는, 저분자 화합물의 형태여도 되고, 중합체의 일부에 포함된 형태여도 된다. 또, 저분자 화합물의 형태와 중합체의 일부에 포함된 형태를 병용해도 된다.The photoacid generator may be in the form of a low-molecular compound or a form contained in a part of a polymer. Moreover, you may use together the form of a low molecular weight compound, and the form contained in a part of a polymer.

광산발생제는, 저분자 화합물의 형태인 것이 바람직하다.The photoacid generator is preferably in the form of a low molecular weight compound.

광산발생제가, 저분자 화합물의 형태인 경우, 분자량은 3,000 이하가 바람직하고, 2,000 이하가 보다 바람직하며, 1,000 이하가 더 바람직하다.When the photoacid generator is in the form of a low molecular weight compound, the molecular weight is preferably 3,000 or less, more preferably 2,000 or less, and still more preferably 1,000 or less.

광산발생제가, 중합체의 일부에 포함된 형태인 경우, 상술한 수지 (A)의 일부에 포함되어도 되고, 수지 (A)와는 다른 수지에 포함되어도 된다.When the photoacid generator is in the form of being included in a part of the polymer, it may be included in a part of the resin (A) described above, or may be included in a resin different from the resin (A).

광산발생제는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.A photoacid generator may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

본 발명의 조성물 중, 광산발생제의 함유량(복수 종 존재하는 경우는 그 합계)은, 조성물의 전체 고형분을 기준으로 하여, 0.1~35질량%가 바람직하고, 0.5~25질량%가 보다 바람직하며, 1~20질량%가 더 바람직하고, 1~15질량%가 특히 바람직하다.In the composition of the present invention, the content of the photoacid generator (the sum of the photoacid generators when there are multiple species) is preferably 0.1 to 35% by mass, more preferably 0.5 to 25% by mass, based on the total solid content of the composition. , 1 to 20% by mass is more preferable, and 1 to 15% by mass is particularly preferable.

광산발생제로서 상기 일반식 (ZI-3) 또는 (ZI-4)로 나타나는 화합물을 함유하는 경우, 조성물 중에 포함되는 광산발생제의 함유량(복수 종 존재하는 경우는 그 합계)은, 조성물의 전체 고형분을 기준으로 하여, 1~35질량%가 바람직하고, 1~30질량%가 보다 바람직하다.In the case of containing the compound represented by the general formula (ZI-3) or (ZI-4) as the photo-acid generator, the content of the photo-acid generator contained in the composition (the sum of the photo-acid generators in the case of multiple species) is the total amount of the composition. Based on the solid content, 1 to 35% by mass is preferable, and 1 to 30% by mass is more preferable.

<산확산 제어제 (D)><Acid Diffusion Controlling Agent (D)>

본 발명의 조성물은, 산확산 제어제 (D)를 함유하는 것이 바람직하다. 산확산 제어제 (D)는, 노광 시에 광산발생제 등으로부터 발생하는 산을 트랩하여, 여분의 발생산에 의한, 미노광부에 있어서의 산분해성 수지의 반응을 억제하는 ?차로서 작용한다. 예를 들면, 염기성 화합물 (DA), 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 염기성이 저하 또는 소실되는 염기성 화합물 (DB), 산발생제에 대하여 상대적으로 약산이 되는 오늄염 (DC), 질소 원자를 갖고, 산의 작용에 의하여 탈리하는 기를 갖는 저분자 화합물 (DD), 또는 양이온부에 질소 원자를 갖는 오늄염 화합물 (DE) 등을 산확산 제어제로서 사용할 수 있다. 본 발명의 조성물에 있어서는, 공지의 산확산 제어제를 적절히 사용할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 <0627>~<0664>, 미국 특허출원 공개공보 2015/0004544A1호의 단락 <0095>~<0187>, 미국 특허출원 공개공보 2016/0237190A1호의 단락 <0403>~<0423>, 및 미국 특허출원 공개공보 2016/0274458A1호의 단락 <0259>~<0328>에 개시된 공지의 화합물을 산확산 제어제 (D)로서 적합하게 사용할 수 있다.The composition of the present invention preferably contains an acid diffusion controller (D). The acid diffusion control agent (D) traps acid generated from a photoacid generator or the like during exposure, and acts as a quencher to suppress the reaction of the acid-decomposable resin in the unexposed area due to the excess acid generated. For example, a basic compound (DA), a basic compound (DB) whose basicity is reduced or lost by irradiation with actinic rays or radiation, an onium salt (DC) that becomes a relatively weak acid with respect to an acid generator, and a nitrogen atom , a low-molecular-weight compound (DD) having a group that leaves by the action of an acid, or an onium salt compound (DE) having a nitrogen atom in the cation portion, etc. can be used as the acid diffusion control agent. In the composition of the present invention, known acid diffusion controllers can be used as appropriate. For example, paragraphs <0627> to <0664> of US Patent Application Publication 2016/0070167A1, paragraphs <0095> to <0187> of US Patent Application Publication 2015/0004544A1, paragraphs of US Patent Application Publication 2016/0237190A1 Known compounds disclosed in <0403> to <0423> and paragraphs <0259> to <0328> of US Patent Application Publication No. 2016/0274458A1 can be suitably used as the acid diffusion control agent (D).

염기성 화합물 (DA)로서는, 하기 식 (A)~(E)로 나타나는 구조를 갖는 화합물이 바람직하다.As the basic compound (DA), compounds having structures represented by the following formulas (A) to (E) are preferable.

[화학식 26][Formula 26]

Figure 112019067680281-pct00026
Figure 112019067680281-pct00026

일반식 (A) 및 (E) 중,Among the general formulas (A) and (E),

R200, R201 및 R202는, 동일해도 되고 달라도 되며, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기(바람직하게는 탄소수 1~20), 사이클로알킬기(바람직하게는 탄소수 3~20) 또는 아릴기(탄소수 6~20)를 나타낸다. R201과 R202는, 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different, and are each independently a hydrogen atom, an alkyl group (preferably 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably 3 to 20 carbon atoms), or an aryl group (carbon atoms) 6 to 20). R 201 and R 202 may combine with each other to form a ring.

R203, R204, R205 및 R206은, 동일해도 되고 달라도 되며, 각각 독립적으로, 탄소수 1~20의 알킬기를 나타낸다.R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different, and each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

일반식 (A) 및 (E) 중의 알킬기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 무치환이어도 된다.The alkyl groups in the general formulas (A) and (E) may have a substituent or may be unsubstituted.

상기 알킬기에 대하여, 치환기를 갖는 알킬기로서는, 탄소수 1~20의 아미노알킬기, 탄소수 1~20의 하이드록시알킬기, 또는 탄소수 1~20의 사이아노알킬기가 바람직하다.As for the alkyl group having a substituent, an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyanoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable.

일반식 (A) 및 (E) 중의 알킬기는, 무치환인 것이 보다 바람직하다.As for the alkyl group in general formula (A) and (E), it is more preferable that it is unsubstituted.

염기성 화합물 (DA)로서는, 구아니딘, 아미노피롤리딘, 피라졸, 피라졸린, 피페라진, 아미노모폴린, 아미노알킬모폴린, 또는 피페리딘 등이 바람직하고, 이미다졸 구조, 다이아자바이사이클로 구조, 오늄하이드록사이드 구조, 오늄카복실레이트 구조, 트라이알킬아민 구조, 아닐린 구조 혹은 피리딘 구조를 갖는 화합물, 수산기 및/혹은 에터 결합을 갖는 알킬아민 유도체, 또는 수산기 및/혹은 에터 결합을 갖는 아닐린 유도체 등이 보다 바람직하다.As the basic compound (DA), guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, or piperidine is preferable, and an imidazole structure, a diazabicyclo structure, Compounds having an onium hydroxide structure, an onium carboxylate structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and/or ether bond, or an aniline derivative having a hydroxyl group and/or ether bond, etc. more preferable

활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 염기성이 저하 또는 소실되는 염기성 화합물 (DB)(이하, "화합물 (DB)"라고도 함)는, 프로톤 억셉터성 관능기를 갖고, 또한 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 분해되어, 프로톤 억셉터성이 저하, 소실되거나, 또는 프로톤 억셉터성으로부터 산성으로 변화하는 화합물이다.The basic compound (DB) whose basicity is reduced or lost by irradiation with actinic rays or radiation (hereinafter, also referred to as “compound (DB)”) has a proton acceptor functional group and furthermore, by irradiation with actinic rays or radiation It is a compound that is decomposed and the proton acceptor property is reduced or lost, or the proton acceptor property is changed to an acidic state.

프로톤 억셉터성 관능기란, 프로톤과 정전적으로 상호 작용할 수 있는 기 또는 전자를 갖는 관능기로서, 예를 들면 환상 폴리에터 등의 매크로사이클릭 구조를 갖는 관능기, 또는 π공액에 기여하지 않는 비공유 전자쌍을 가진 질소 원자를 갖는 관능기를 의미한다. π공액에 기여하지 않는 비공유 전자쌍을 갖는 질소 원자란, 예를 들면 하기 식에 나타내는 부분 구조를 갖는 질소 원자이다.A proton acceptor functional group is a group capable of electrostatically interacting with a proton or a functional group having electrons, for example, a functional group having a macrocyclic structure such as a cyclic polyether, or a nonshared electron pair that does not contribute to π conjugation. means a functional group having a nitrogen atom having A nitrogen atom having an unshared electron pair that does not contribute to pi conjugation is a nitrogen atom having a partial structure shown in the following formula, for example.

[화학식 27][Formula 27]

Figure 112019067680281-pct00027
Figure 112019067680281-pct00027

프로톤 억셉터성 관능기의 바람직한 부분 구조로서, 예를 들면 크라운 에터 구조, 아자크라운 에터 구조, 1~3급 아민 구조, 피리딘 구조, 이미다졸 구조, 및 피라진 구조 등을 들 수 있다.As a preferable partial structure of a proton acceptor functional group, a crown ether structure, an aza crown ether structure, primary-tertiary amine structure, a pyridine structure, an imidazole structure, and a pyrazine structure etc. are mentioned, for example.

화합물 (DB)는, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 분해되어 프로톤 억셉터성이 저하 혹은 소실되거나, 또는 프로톤 억셉터성으로부터 산성으로 변화한 화합물을 발생시킨다. 여기에서 프로톤 억셉터성의 저하 혹은 소실, 또는 프로톤 억셉터성으로부터 산성으로의 변화란, 프로톤 억셉터성 관능기에 프로톤이 부가하는 것에 기인하는 프로톤 억셉터성의 변화이며, 구체적으로는, 프로톤 억셉터성 관능기를 갖는 화합물 (DB)와 프로톤으로부터 프로톤 부가체가 생성될 때, 그 화학 평형에 있어서의 평형 상수가 감소하는 것을 의미한다.The compound (DB) is decomposed by irradiation with actinic light or radiation to generate a compound whose proton acceptor property is reduced or lost, or whose proton acceptor property is changed to an acidic state. Here, the decrease or loss of proton acceptor property or the change from proton acceptor property to acidic is a change in proton acceptor property due to the addition of a proton to a proton acceptor functional group, and specifically, proton acceptor property. This means that when a proton adduct is generated from a proton and a compound (DB) having a functional group, the equilibrium constant in the chemical equilibrium decreases.

프로톤 억셉터성은, pH 측정을 행함으로써 확인할 수 있다.Proton acceptor property can be confirmed by performing pH measurement.

활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 화합물 (DB)가 분해되어 발생하는 화합물의 산해리 상수 pKa는, pKa<-1을 충족시키는 것이 바람직하고, -13<pKa<-1을 충족시키는 것이 보다 바람직하며, -13<pKa<-3을 충족시키는 것이 더 바람직하다.The acid dissociation constant pKa of the compound resulting from decomposition of the compound (DB) by irradiation with actinic light or radiation preferably satisfies pKa<-1, more preferably satisfies -13<pKa<-1, It is more preferable to satisfy -13<pKa<-3.

산해리 상수 pKa란, 수용액 중에서의 산해리 상수 pKa를 나타내고, 예를 들면 화학 편람(II)(개정 4판, 1993년, 일본 화학회 편, 마루젠 주식회사)에 정의된다. 산해리 상수 pKa의 값이 낮을수록 산강도가 큰 것을 나타낸다. 수용액 중에서의 산해리 상수 pKa는, 구체적으로는, 무한 희석 수용액을 이용하여, 25℃에서의 산해리 상수를 측정함으로써 실측할 수 있다. 혹은, 하기 소프트웨어 패키지 1을 이용하여, 하메트의 치환기 상수 및 공지 문헌값의 데이터베이스에 근거한 값을, 계산에 의하여 구할 수도 있다. 본 명세서 중에 기재한 pKa의 값은, 모두, 이 소프트웨어 패키지를 이용하여 계산에 의하여 구한 값을 나타낸다.The acid dissociation constant pKa represents the acid dissociation constant pKa in an aqueous solution, and is defined, for example, in Chemical Handbook (II) (revised 4th edition, 1993, edited by the Chemical Society of Japan, Maruzen Co., Ltd.). The lower the value of the acid dissociation constant pKa, the higher the acid strength. The acid dissociation constant pKa in an aqueous solution can be specifically measured by measuring the acid dissociation constant at 25°C using an infinitely dilute aqueous solution. Alternatively, using the following software package 1, values based on the database of Hammett's substituent constants and known literature values may be obtained by calculation. The values of pKa described in this specification all show the value calculated|required by calculation using this software package.

소프트웨어 패키지 1: Advanced Chemistry Development(ACD/Labs) Software V8.14 for Solaris(1994-2007 ACD/Labs).Software Package 1: Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V8.14 for Solaris (1994-2007 ACD/Labs).

본 발명의 조성물에서는, 광산발생제에 대하여 상대적으로 약산이 되는 오늄염 (DC)를 산확산 제어제로서 사용할 수 있다.In the composition of the present invention, an onium salt (DC), which is a relatively weak acid with respect to the photoacid generator, can be used as an acid diffusion control agent.

광산발생제와, 광산발생제로부터 발생한 산에 대하여 상대적으로 약산인 산을 발생하는 오늄염을 혼합하여 이용한 경우, 활성광선성 또는 방사선의 조사에 의하여 광산발생제로부터 발생한 산이 미반응의 약산 음이온을 갖는 오늄염과 충돌하면, 염 교환에 의하여 약산을 방출하여 강산 음이온을 갖는 오늄염을 발생시킨다. 이 과정에서 강산이 보다 촉매능이 낮은 약산으로 교환되기 때문에, 외관상, 산이 실활하여 산확산의 제어를 행할 수 있다.In the case of using a mixture of a photoacid generator and an onium salt that generates an acid that is a relatively weak acid with respect to the acid generated from the photoacid generator, the acid generated from the photoacid generator by irradiation with actinic light or radiation generates unreacted weak acid anions. When it collides with an onium salt having a strong acid anion, a weak acid is released by salt exchange to generate an onium salt having a strong acid anion. Since the strong acid is exchanged for a weak acid having a lower catalytic activity in this process, apparently, the acid is deactivated and the acid diffusion can be controlled.

광산발생제에 대하여 상대적으로 약산이 되는 오늄염으로서는, 하기 일반식 (d1-1)~(d1-3)으로 나타나는 화합물이 바람직하다.As the onium salt that becomes a relatively weak acid with respect to the photoacid generator, compounds represented by the following general formulas (d1-1) to (d1-3) are preferable.

[화학식 28][Formula 28]

Figure 112019067680281-pct00028
Figure 112019067680281-pct00028

식 중, R51은 치환기를 갖고 있어도 되는 탄화 수소기이고, Z2c는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1~30의 탄화 수소기(단, S에 인접하는 탄소에는 불소 원자는 치환되어 있지 않은 것으로 함)이며, R52는 유기기이고, Y3은 직쇄상, 분기쇄상 혹은 환상의 알킬렌기 또는 아릴렌기이며, Rf는 불소 원자를 포함하는 탄화 수소기이고, M+는 각각 독립적으로, 암모늄 양이온, 설포늄 양이온 또는 아이오도늄 양이온이다.In the formula, R 51 is a hydrocarbon group which may have a substituent, and Z 2c is a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent (provided that no fluorine atom is substituted on the carbon adjacent to S). ), R 52 is an organic group, Y 3 is a linear, branched or cyclic alkylene or arylene group, Rf is a hydrocarbon group containing a fluorine atom, M + are each independently an ammonium cation, sulfonium cation or iodonium cation.

M+로서 나타나는 설포늄 양이온 또는 아이오도늄 양이온의 바람직한 예로서는, 일반식 (ZI)에서 예시한 설포늄 양이온 및 일반식 (ZII)에서 예시한 아이오도늄 양이온을 들 수 있다.Preferred examples of the sulfonium cation or iodonium cation represented by M + include the sulfonium cations exemplified by the general formula (ZI) and the iodonium cations exemplified by the general formula (ZII).

광산발생제에 대하여 상대적으로 약산이 되는 오늄염 (DC)은, 양이온 부위와 음이온 부위를 동일 분자 내에 갖고, 또한 양이온 부위와 음이온 부위가 공유 결합에 의하여 연결되어 있는 화합물(이하, "화합물 (DCA)"라고도 함)이어도 된다.Onium salt (DC), which is a relatively weak acid with respect to a photoacid generator, is a compound having a cation moiety and an anion moiety in the same molecule and in which the cation moiety and anion moiety are covalently linked (hereinafter referred to as "compound (DCA)"). )") may also be used.

화합물 (DCA)로서는, 하기 일반식 (C-1)~(C-3) 중 어느 하나로 나타나는 화합물이 바람직하다.As the compound (DCA), a compound represented by any one of the following general formulas (C-1) to (C-3) is preferable.

[화학식 29][Formula 29]

Figure 112019067680281-pct00029
Figure 112019067680281-pct00029

일반식 (C-1)~(C-3) 중,Among the general formulas (C-1) to (C-3),

R1, R2, 및 R3은, 각각 독립적으로 탄소수 1 이상의 치환기를 나타낸다.R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a substituent having 1 or more carbon atoms.

L1은, 양이온 부위와 음이온 부위를 연결하는 2가의 연결기 또는 단결합을 나타낸다.L 1 represents a divalent linking group or single bond connecting the cation site and the anion site.

-X-는, -COO-, -SO3 -, -SO2 -, 및 -N--R4로부터 선택되는 음이온 부위를 나타낸다. R4는, 인접하는 N원자와의 연결 부위에, 카보닐기(-C(=O)-), 설폰일기(-S(=O)2-), 및 설핀일기(-S(=O)-) 중 적어도 하나를 갖는 1가의 치환기를 나타낸다.-X - represents an anion moiety selected from -COO - , -SO 3 - , -SO 2 - , and -N - -R 4 . R 4 is a carbonyl group (-C(=O)-), a sulfonyl group (-S(=O) 2 -), and a sulfinyl group (-S(=O)-) at a linking site with an adjacent N atom. ) represents a monovalent substituent having at least one of

R1, R2, R3, R4, 및 L1은, 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다. 또, 일반식 (C-3)에 있어서, R1~R3 중 2개를 합하여 1개의 2가의 치환기를 나타내고, N원자와 2중 결합에 의하여 결합하고 있어도 된다.R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and L 1 may combine with each other to form a ring structure. Further, in the general formula (C-3), two of R 1 to R 3 are combined to represent one divalent substituent, which may be bonded to the N atom through a double bond.

R1~R3에 있어서의 탄소수 1 이상의 치환기로서는, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 알킬옥시카보닐기, 사이클로알킬옥시카보닐기, 아릴옥시카보닐기, 알킬아미노카보닐기, 사이클로알킬아미노카보닐기, 및 아릴아미노카보닐기 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 알킬기, 사이클로알킬기, 또는 아릴기이다.As a substituent having 1 or more carbon atoms in R 1 to R 3 , an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkyloxycarbonyl group, a cycloalkyloxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylaminocarbonyl group, a cycloalkylaminocarbonyl group, and An arylaminocarbonyl group etc. are mentioned. Preferably, it is an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.

2가의 연결기로서의 L1은, 직쇄상 혹은 분기쇄상 알킬렌기, 사이클로알킬렌기, 아릴렌기, 카보닐기, 에터 결합, 에스터 결합, 아마이드 결합, 유레테인 결합, 유레아 결합, 및 이들 2종 이상을 조합하여 이루어지는 기 등을 들 수 있다. L1은, 바람직하게는, 알킬렌기, 아릴렌기, 에터 결합, 에스터 결합, 또는 이들 2종 이상을 조합하여 이루어지는 기이다.L 1 as a divalent linking group is a linear or branched chain alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, a urea bond, or a combination of two or more thereof. and groups formed by doing so. L 1 is preferably an alkylene group, an arylene group, an ether bond, an ester bond, or a group formed by combining two or more of these.

질소 원자를 갖고, 산의 작용에 의하여 탈리하는 기를 갖는 저분자 화합물 (DD)(이하, "화합물 (DD)"라고도 함)는, 산의 작용에 의하여 탈리하는 기를 질소 원자 상에 갖는 아민 유도체인 것이 바람직하다.The low-molecular-weight compound (DD) having a nitrogen atom and a group that leaves by the action of an acid (hereinafter also referred to as "compound (DD)") is an amine derivative having a group that leaves by the action of an acid on the nitrogen atom. desirable.

산의 작용에 의하여 탈리하는 기로서는, 아세탈기, 카보네이트기, 카바메이트기, 3급 에스터기, 3급 수산기, 또는 헤미아미날에터기가 바람직하고, 카바메이트기, 또는 헤미아미날에터기가 보다 바람직하다.As the group that leaves by the action of an acid, an acetal group, a carbonate group, a carbamate group, a tertiary ester group, a tertiary hydroxyl group, or a hemiaminal ether group is preferable, and a carbamate group or a hemiaminal ether group is more preferable

화합물 (DD)의 분자량은, 100~1000이 바람직하고, 100~700이 보다 바람직하며, 100~500이 더 바람직하다.The molecular weight of the compound (DD) is preferably 100 to 1000, more preferably 100 to 700, still more preferably 100 to 500.

화합물 (DD)는, 질소 원자 상에 보호기를 갖는 카바메이트기를 가져도 된다. 카바메이트기를 구성하는 보호기로서는, 하기 일반식 (d-1)로 나타난다.Compound (DD) may have a carbamate group having a protecting group on the nitrogen atom. As a protecting group constituting the carbamate group, it is represented by the following general formula (d-1).

[화학식 30][Formula 30]

Figure 112019067680281-pct00030
Figure 112019067680281-pct00030

일반식 (d-1)에 있어서,In the general formula (d-1),

Rb는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기(바람직하게는 탄소수 1~10), 사이클로알킬기(바람직하게는 탄소수 3~30), 아릴기(바람직하게는 탄소수 3~30), 아랄킬기(바람직하게는 탄소수 1~10), 또는 알콕시알킬기(바람직하게는 탄소수 1~10)를 나타낸다. Rb는 서로 연결되어 환을 형성하고 있어도 된다.R b is, each independently, a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 30 carbon atoms), an aryl group (preferably having 3 to 30 carbon atoms), an aralkyl group (preferably having 3 to 30 carbon atoms), preferably 1 to 10 carbon atoms) or an alkoxyalkyl group (preferably 1 to 10 carbon atoms). R b may be linked to each other to form a ring.

Rb가 나타내는 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 및 아랄킬기는, 각각 독립적으로 하이드록실기, 사이아노기, 아미노기, 피롤리디노기, 피페리디노기, 모폴리노기, 옥소기 등의 관능기, 알콕시기, 또는 할로젠 원자로 치환되어 있어도 된다. Rb가 나타내는 알콕시알킬기에 대해서도 동일하다.The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group represented by R b are each independently a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, a pyrrolidino group, a piperidino group, a morpholino group, a functional group such as an oxo group, or an alkoxy group. It may be substituted with a group or a halogen atom. The same applies to the alkoxyalkyl group represented by R b .

Rb로서는, 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬기, 사이클로알킬기, 또는 아릴기가 바람직하고, 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬기, 또는 사이클로알킬기가 보다 바람직하다.As R b , a linear or branched alkyl group, cycloalkyl group or aryl group is preferable, and a linear or branched chain alkyl group or cycloalkyl group is more preferable.

2개의 Rb가 서로 연결되어 형성하는 환으로서는, 지환식 탄화 수소, 방향족 탄화 수소, 복소환식 탄화 수소 및 그 유도체 등을 들 수 있다.Examples of the ring formed by connecting two R bs include alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, heterocyclic hydrocarbons and derivatives thereof.

일반식 (d-1)로 나타나는 기의 구체적인 구조로서는, 미국 특허 공보 US2012/0135348A1호의 단락 <0466>에 개시된 구조를 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.As a specific structure of the group represented by general formula (d-1), although the structure disclosed in Paragraph <0466> of US Patent Publication US2012/0135348A1 is mentioned, it is not limited to this.

화합물 (DD)는, 하기 일반식 (6)으로 나타나는 구조를 갖는 것이 바람직하다.Compound (DD) preferably has a structure represented by the following general formula (6).

[화학식 31][Formula 31]

Figure 112019067680281-pct00031
Figure 112019067680281-pct00031

일반식 (6)에 있어서,In formula (6),

l은 0~2의 정수를 나타내고, m은 1~3의 정수를 나타내며, l+m=3을 충족시킨다.l represents an integer of 0 to 2, m represents an integer of 1 to 3, and satisfies l+m=3.

Ra는, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타낸다. l이 2일 때, 2개의 Ra는 동일해도 되고 달라도 되며, 2개의 Ra는 서로 연결되어 식 중의 질소 원자와 함께 복소환을 형성하고 있어도 된다. 이 복소환에는 식 중의 질소 원자 이외의 헤테로 원자를 포함하고 있어도 된다.R a represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group. When l is 2, the two R a ' s may be the same or different, and the two R a ' s may be connected to each other to form a heterocycle together with the nitrogen atom in the formula. This heterocycle may contain heteroatoms other than the nitrogen atom in the formula.

Rb는, 상기 일반식 (d-1)에 있어서의 Rb와 동의이며, 바람직한 예도 동일하다.R b is synonymous with R b in the general formula (d-1), and preferred examples are also the same.

일반식 (6)에 있어서, Ra로서의 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 및 아랄킬기는, 각각 독립적으로 Rb로서의 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 및 아랄킬기가 치환되어 있어도 되는 기로서 상술한 기와 동일한 기로 치환되어 있어도 된다.In the general formula (6), the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group as R a are each independently the above-mentioned group as the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group as R b may be substituted. It may be substituted with the same group as the group.

상기 Ra의 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 및 아랄킬기(이들 기는, 상기 기로 치환되어 있어도 됨)의 구체예로서는, Rb에 대하여 상술한 구체예와 동일한 기를 들 수 있다.Specific examples of the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group (these groups may be substituted with the groups above) of R a include the same groups as the specific examples described above for R b .

본 발명에 있어서의 특히 바람직한 화합물 (DD)의 구체예로서는, 미국 특허출원 공개공보 2012/0135348A1호의 단락 <0475>에 개시된 화합물을 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.Specific examples of particularly preferred compounds (DD) in the present invention include, but are not limited to, compounds disclosed in paragraph <0475> of US Patent Application Publication No. 2012/0135348A1.

양이온부에 질소 원자를 갖는 오늄염 화합물 (DE)(이하, "화합물 (DE)"라고도 함)는, 양이온부에 질소 원자를 포함하는 염기성 부위를 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 염기성 부위는, 아미노기인 것이 바람직하고, 지방족 아미노기인 것이 보다 바람직하다. 염기성 부위 중의 질소 원자에 인접하는 원자 모두가, 수소 원자 또는 탄소 원자인 것이 더 바람직하다. 또, 염기성 향상의 관점에서, 질소 원자에 대하여, 전자 구인성의 관능기(카보닐기, 설폰일기, 사이아노기, 및 할로젠 원자 등)가 직결되어 있지 않은 것이 바람직하다.The onium salt compound (DE) having a nitrogen atom in the cation portion (hereinafter also referred to as "compound (DE)") is preferably a compound having a basic moiety containing a nitrogen atom in the cation portion. It is preferable that it is an amino group, and, as for a basic site|part, it is more preferable that it is an aliphatic amino group. It is more preferable that all the atoms adjacent to the nitrogen atom in the basic site are hydrogen atoms or carbon atoms. Further, from the viewpoint of improving basicity, it is preferable that no electron-withdrawing functional group (such as a carbonyl group, a sulfonyl group, a cyano group, and a halogen atom) is directly connected to the nitrogen atom.

화합물 (DE)의 바람직한 구체예로서는, 미국 특허출원 공개공보 2015/0309408A1호의 단락 <0203>에 개시된 화합물을 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.Preferable specific examples of the compound (DE) include, but are not limited to, compounds disclosed in paragraph <0203> of US Patent Application Publication No. 2015/0309408A1.

산확산 제어제 (D)의 바람직한 예를 이하에 나타낸다.Preferred examples of the acid diffusion controller (D) are shown below.

[화학식 32][Formula 32]

Figure 112019067680281-pct00032
Figure 112019067680281-pct00032

[화학식 33][Formula 33]

Figure 112019067680281-pct00033
Figure 112019067680281-pct00033

본 발명의 조성물에 있어서, 산확산 제어제 (D)는 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.In the composition of the present invention, the acid diffusion controller (D) may be used alone or in combination of two or more.

산확산 제어제 (D)의 조성물 중의 함유량(복수 종 존재하는 경우는 그 합계)은, 조성물의 전체 고형분을 기준으로 하여 0.1~10질량%가 바람직하고, 0.1~5질량%가 보다 바람직하다.The content of the acid diffusion control agent (D) in the composition (the total amount when there are multiple species) is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, based on the total solid content of the composition.

<소수성 수지 (E)><Hydrophobic Resin (E)>

본 발명의 조성물은, 소수성 수지 (E)를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 소수성 수지 (E)는, 수지 (A) 및 수지 (B)와는 다른 수지인 것이 바람직하다.The composition of the present invention preferably contains a hydrophobic resin (E). Moreover, it is preferable that hydrophobic resin (E) is resin different from resin (A) and resin (B).

본 발명의 조성물이, 소수성 수지 (E)를 함유함으로써, 감활성광선성 또는 감방사선성막의 표면에 있어서의 정적/동적인 접촉각을 제어할 수 있다. 이로써, 현상 특성의 개선, 아웃 가스의 억제, 액침 노광에 있어서의 액침액 추종성의 향상, 및 액침 결함의 저감 등이 가능해진다.When the composition of the present invention contains the hydrophobic resin (E), the static/dynamic contact angle on the surface of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film can be controlled. This makes it possible to improve development characteristics, suppress outgassing, improve immersion liquid followability in liquid immersion exposure, and reduce liquid immersion defects.

소수성 수지 (E)는, 레지스트막의 표면에 편재하도록 설계되는 것이 바람직하지만, 계면활성제와는 달리, 반드시 분자 내에 친수기를 가질 필요는 없고, 극성/비극성 물질을 균일하게 혼합하는 것에 기여하지 않아도 된다.The hydrophobic resin (E) is preferably designed to be unevenly distributed on the surface of the resist film, but unlike a surfactant, it does not necessarily have a hydrophilic group in its molecule and does not need to contribute to uniformly mixing polar/non-polar substances.

소수성 수지 (E)는, 막표층에 대한 편재화의 관점에서, "불소 원자", "규소 원자", 및 "수지의 측쇄 부분에 함유된 CH3 부분 구조"로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 갖는 반복 단위를 갖는 수지인 것이 바람직하다.The hydrophobic resin (E) is at least one member selected from the group consisting of "fluorine atom", "silicon atom", and "CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin" from the viewpoint of localization to the film surface layer. It is preferably a resin having a repeating unit having.

소수성 수지 (E)가, 불소 원자 및/또는 규소 원자를 포함하는 경우, 소수성 수지 (E)에 있어서의 상기 불소 원자 및/또는 규소 원자는, 수지의 주쇄 중에 포함되어 있어도 되고, 측쇄 중에 포함되어 있어도 된다.When the hydrophobic resin (E) contains a fluorine atom and/or a silicon atom, the fluorine atom and/or silicon atom in the hydrophobic resin (E) may be contained in the main chain of the resin or in the side chain. There may be.

소수성 수지 (E)가 불소 원자를 포함하는 경우, 불소 원자를 갖는 부분 구조로서, 불소 원자를 갖는 알킬기, 불소 원자를 갖는 사이클로알킬기, 또는 불소 원자를 갖는 아릴기를 갖는 수지인 것이 바람직하다.When the hydrophobic resin (E) contains a fluorine atom, it is preferably a resin having a fluorine-containing partial structure, a fluorine-containing alkyl group, a fluorine-containing cycloalkyl group, or a fluorine-containing aryl group.

소수성 수지 (E)는, 하기 (x)~(z)의 군으로부터 선택되는 기를 적어도 하나를 갖는 것이 바람직하다.The hydrophobic resin (E) preferably has at least one group selected from the group of (x) to (z) below.

(x) 산기(x) acidity

(y) 알칼리 현상액의 작용에 의하여 분해되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증대하는 기(이하, 극성 변환기라고도 함)(y) A group that is decomposed by the action of an alkali developer and increases its solubility in an alkali developer (hereinafter also referred to as a polarity converter)

(z) 산의 작용에 의하여 분해되는 기(z) a group that is decomposed by the action of an acid

산기 (x)로서는, 페놀성 수산기, 카복실산기, 불소화 알코올기, 설폰산기, 설폰아마이드기, 설폰일이미드기, (알킬설폰일)(알킬카보닐)메틸렌기, (알킬설폰일)(알킬카보닐)이미드기, 비스(알킬카보닐)메틸렌기, 비스(알킬카보닐)이미드기, 비스(알킬설폰일)메틸렌기, 비스(알킬설폰일)이미드기, 트리스(알킬카보닐)메틸렌기, 및 트리스(알킬설폰일)메틸렌기 등을 들 수 있다.As the acid group (x), a phenolic hydroxyl group, a carboxylic acid group, a fluorinated alcohol group, a sulfonic acid group, a sulfonamide group, a sulfonylmide group, (alkylsulfonyl)(alkylcarbonyl)methylene group, (alkylsulfonyl)(alkyl Carbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group , and a tris(alkylsulfonyl)methylene group.

산기로서는, 불소화 알코올기(바람직하게는 헥사플루오로아이소프로판올), 설폰이미드기, 또는 비스(알킬카보닐)메틸렌기가 바람직하다.As the acid group, a fluorinated alcohol group (preferably hexafluoroisopropanol), a sulfonimide group, or a bis(alkylcarbonyl)methylene group is preferable.

알칼리 현상액의 작용에 의하여 분해되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증대하는 기 (y)로서는, 예를 들면 락톤기, 카복실산 에스터기(-COO-), 산무수물기(-C(O)OC(O)-), 산이미드기(-NHCONH-), 카복실산 싸이오에스터기(-COS-), 탄산 에스터기(-OC(O)O-), 황산 에스터기(-OSO2O-), 및 설폰산 에스터기(-SO2O-) 등을 들 수 있고, 락톤기 또는 카복실산 에스터기(-COO-)가 바람직하다.Examples of the group (y) which is decomposed by the action of an alkali developer and increases solubility in an alkali developer include a lactone group, a carboxylic acid ester group (-COO-), an acid anhydride group (-C(O)OC(O) -), acid imide group (-NHCONH-), carboxylic acid thioester group (-COS-), carbonic acid ester group (-OC(O)O-), sulfuric acid ester group (-OSO 2 O-), and sulfonic acid ester group (-SO 2 O-) etc. are mentioned, and a lactone group or a carboxylic acid ester group (-COO-) is preferable.

이들 기를 포함한 반복 단위로서는, 예를 들면 수지의 주쇄에 이들 기가 직접 결합하고 있는 반복 단위이며, 예를 들면 아크릴산 에스터 및 메타크릴산 에스터에 의한 반복 단위 등을 들 수 있다. 이 반복 단위는, 이들 기가 연결기를 통하여 수지의 주쇄에 결합하고 있어도 된다. 또는, 이 반복 단위는, 이들 기를 갖는 중합 개시제 또는 연쇄 이동제를 중합 시에 이용하여, 수지의 말단에 도입되어 있어도 된다.As a repeating unit containing these groups, it is a repeating unit in which these groups are directly couple|bonded with the main chain of resin, for example, the repeating unit by acrylic acid ester and methacrylic acid ester, etc. are mentioned. In this repeating unit, these groups may be bonded to the main chain of the resin through a linking group. Alternatively, this repeating unit may be introduced into the terminal of the resin by using a polymerization initiator or chain transfer agent having these groups at the time of polymerization.

락톤기를 갖는 반복 단위로서는, 예를 들면 먼저 수지 (A)의 항에서 설명한 락톤 구조를 갖는 반복 단위와 동일한 것을 들 수 있다.As a repeating unit which has a lactone group, the same thing as the repeating unit which has a lactone structure previously demonstrated by the term of resin (A) is mentioned, for example.

알칼리 현상액의 작용에 의하여 분해되어 알칼리 현상액에 대한 용해도가 증대하는 기 (y)를 갖는 반복 단위의 함유량은, 소수성 수지 (E) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 1~100몰%가 바람직하고, 3~98몰%가 보다 바람직하며, 5~95몰%가 더 바람직하다.The content of the repeating unit having a group (y) that is decomposed by the action of an alkali developer and increases its solubility in an alkali developer is preferably 1 to 100 mol% with respect to all repeating units in the hydrophobic resin (E), and 3 -98 mol% is more preferable, and 5-95 mol% is still more preferable.

소수성 수지 (E)에 있어서의, 산의 작용에 의하여 분해되는 기 (z)를 갖는 반복 단위는, 수지 (A)에서 예로 든 산분해성기를 갖는 반복 단위와 동일한 것을 들 수 있다. 산의 작용에 의하여 분해되는 기 (z)를 갖는 반복 단위는, 불소 원자 및 규소 원자 중 적어도 어느 하나를 갖고 있어도 된다. 산의 작용에 의하여 분해되는 기 (z)를 갖는 반복 단위의 함유량은, 소수성 수지 (E) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 1~80몰%가 바람직하고, 10~80몰%가 보다 바람직하며, 20~60몰%가 더 바람직하다.In the hydrophobic resin (E), the repeating unit having a group (z) decomposed by the action of an acid is the same as the repeating unit having an acid-decomposable group exemplified for the resin (A). The repeating unit having a group (z) that is decomposed by the action of an acid may have at least either a fluorine atom or a silicon atom. The content of the repeating unit having a group (z) decomposed by the action of acid is preferably 1 to 80 mol%, more preferably 10 to 80 mol%, based on all repeating units in the hydrophobic resin (E). 20 to 60 mol% is more preferable.

소수성 수지 (E)는, 상술한 반복 단위와는 다른 반복 단위를 더 갖고 있어도 된다.Hydrophobic resin (E) may further have a repeating unit different from the repeating unit mentioned above.

불소 원자를 포함하는 반복 단위는, 소수성 수지 (E) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 10~100몰%가 바람직하고, 30~100몰%가 보다 바람직하다. 또, 규소 원자를 포함하는 반복 단위는, 소수성 수지 (E) 중의 전체 반복 단위에 대하여, 10~100몰%가 바람직하고, 20~100몰%가 보다 바람직하다.10-100 mol% is preferable with respect to all the repeating units in hydrophobic resin (E), and, as for the repeating unit containing a fluorine atom, 30-100 mol% is more preferable. Moreover, 10-100 mol% is preferable with respect to all the repeating units in hydrophobic resin (E), and, as for the repeating unit containing a silicon atom, 20-100 mol% is more preferable.

한편, 특히 소수성 수지 (E)가 측쇄 부분에 CH3 부분 구조를 포함하는 경우에 있어서는, 소수성 수지 (E)가, 불소 원자 및 규소 원자를 실질적으로 포함하지 않는 형태도 바람직하다. 또, 소수성 수지 (E)는, 탄소 원자, 산소 원자, 수소 원자, 질소 원자 및 황 원자로부터 선택되는 원자에 의해서만 구성된 반복 단위만으로 실질적으로 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, especially when the hydrophobic resin (E) contains a CH 3 partial structure in the side chain portion, a form in which the hydrophobic resin (E) does not substantially contain fluorine atoms and silicon atoms is also preferable. Moreover, it is preferable that hydrophobic resin (E) is substantially comprised only of the repeating unit comprised only by the atom selected from a carbon atom, an oxygen atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom.

소수성 수지 (E)의 표준 폴리스타이렌 환산의 중량 평균 분자량은, 1,000~100,000이 바람직하고, 1,000~50,000이 보다 바람직하다.1,000-100,000 are preferable and, as for the weight average molecular weight of standard polystyrene conversion of hydrophobic resin (E), 1,000-50,000 are more preferable.

소수성 수지 (E)에 포함되는 잔존 모노머 및/또는 올리고머 성분의 합계 함유량은, 0.01~5질량%가 바람직하고, 0.01~3질량%가 보다 바람직하다. 또, 분산도(Mw/Mn)는, 1~5의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1~3의 범위이다.0.01-5 mass % is preferable and, as for the total content of the residual monomer and/or oligomer component contained in hydrophobic resin (E), 0.01-3 mass % is more preferable. Further, the degree of dispersion (Mw/Mn) is preferably in the range of 1 to 5, more preferably in the range of 1 to 3.

소수성 수지 (E)로서는, 공지의 수지를, 단독 또는 그들의 혼합물로서 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 2015/0168830A1호의 단락 <0451>~<0704>, 및 미국 특허출원 공개공보 2016/0274458A1호의 단락 <0340>~<0356>에 개시된 공지의 수지를 소수성 수지 (E)로서 적합하게 사용할 수 있다. 또, 미국 특허출원 공개공보 2016/0237190A1호의 단락 <0177>~<0258>에 개시된 반복 단위도, 소수성 수지 (E)를 구성하는 반복 단위로서 바람직하다.As the hydrophobic resin (E), a known resin can be appropriately selected and used alone or as a mixture thereof. For example, a known resin disclosed in paragraphs <0451> to <0704> of US Patent Application Publication No. 2015/0168830A1 and paragraphs <0340> to <0356> of US Patent Application Publication No. 2016/0274458A1 may be used as a hydrophobic resin (E ) can be used suitably. In addition, the repeating units disclosed in paragraphs <0177> to <0258> of US Patent Application Publication No. 2016/0237190A1 are also preferable as repeating units constituting the hydrophobic resin (E).

소수성 수지 (E)를 구성하는 반복 단위에 상당하는 모노머의 바람직한 예를 이하에 나타낸다.Preferable examples of the monomer corresponding to the repeating unit constituting the hydrophobic resin (E) are shown below.

[화학식 34][Formula 34]

Figure 112019067680281-pct00034
Figure 112019067680281-pct00034

[화학식 35][Formula 35]

Figure 112019067680281-pct00035
Figure 112019067680281-pct00035

소수성 수지 (E)는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.Hydrophobic resin (E) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

표면 에너지가 다른 2종 이상의 소수성 수지 (E)를 혼합하여 사용하는 것이, 액침 노광에 있어서의 액침액 추종성과 현상 특성의 양립의 관점에서 바람직하다.It is preferable to mix and use two or more types of hydrophobic resins (E) having different surface energies from the viewpoint of both immersion liquid followability and development characteristics in immersion lithography.

소수성 수지 (E)의 조성물 중의 함유량은, 본 발명의 조성물 중의 전체 고형분에 대하여, 0.01~10질량%가 바람직하고, 0.05~8질량%가 보다 바람직하다.The content of the hydrophobic resin (E) in the composition is preferably 0.01 to 10% by mass, and more preferably 0.05 to 8% by mass with respect to the total solid content in the composition of the present invention.

<용제 (F)><Solvent (F)>

본 발명의 조성물은, 용제를 함유하는 것이 바람직하다.It is preferable that the composition of this invention contains a solvent.

본 발명의 조성물에 있어서는, 공지의 레지스트 용제를 적절히 사용할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 <0665>~<0670>, 미국 특허출원 공개공보 2015/0004544A1호의 단락 <0210>~<0235>, 미국 특허출원 공개공보 2016/0237190A1호의 단락 <0424>~<0426>, 및 미국 특허출원 공개공보 2016/0274458A1호의 단락 <0357>~<0366>에 개시된 공지의 용제를 적합하게 사용할 수 있다.In the composition of the present invention, known resist solvents can be appropriately used. For example, paragraphs <0665> to <0670> of US Patent Application Publication 2016/0070167A1, paragraphs <0210> to <0235> of US Patent Application Publication 2015/0004544A1, paragraphs of US Patent Application Publication 2016/0237190A1 <0424> to <0426> and the known solvents disclosed in paragraphs <0357> to <0366> of US Patent Application Publication No. 2016/0274458A1 can be suitably used.

조성물을 조제할 때에 사용할 수 있는 용제로서는, 예를 들면 알킬렌글라이콜모노알킬에터카복실레이트, 알킬렌글라이콜모노알킬에터, 락트산 알킬에스터, 알콕시프로피온산 알킬, 환상 락톤(바람직하게는 탄소수 4~10), 환을 가져도 되는 모노케톤 화합물(바람직하게는 탄소수 4~10), 알킬렌카보네이트, 알콕시아세트산 알킬, 및 피루브산 알킬 등의 유기 용제를 들 수 있다.As a solvent that can be used when preparing the composition, for example, an alkylene glycol monoalkyl ether carboxylate, an alkylene glycol monoalkyl ether, an alkyl lactate ester, an alkyl alkoxypropionate, a cyclic lactone (preferably having 4 carbon atoms) to 10), monoketone compounds which may have a ring (preferably having 4 to 10 carbon atoms), organic solvents such as alkylene carbonate, alkyl alkoxyacetate, and alkyl pyruvate.

유기 용제로서, 구조 중에 수산기를 갖는 용제와, 수산기를 갖지 않는 용제를 혼합한 혼합 용제를 사용해도 된다.As the organic solvent, a mixed solvent obtained by mixing a solvent having a hydroxyl group in the structure and a solvent having no hydroxyl group may be used.

수산기를 갖는 용제, 및 수산기를 갖지 않는 용제로서는, 상술한 예시 화합물을 적절히 선택할 수 있지만, 수산기를 포함하는 용제로서는, 알킬렌글라이콜모노알킬에터, 또는 락트산 알킬 등이 바람직하고, 프로필렌글라이콜모노메틸에터(PGME), 프로필렌글라이콜모노에틸에터(PGEE), 2-하이드록시아이소뷰티르산 메틸, 또는 락트산 에틸이 보다 바람직하다. 또, 수산기를 갖지 않는 용제로서는, 알킬렌글라이콜모노알킬에터아세테이트, 알킬알콕시프로피오네이트, 환을 갖고 있어도 되는 모노케톤 화합물, 환상 락톤, 또는 아세트산 알킬 등이 바람직하고, 이들 중에서도, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트(PGMEA), 에틸에톡시프로피오네이트, 2-헵탄온, γ-뷰티로락톤, 사이클로헥산온, 사이클로펜탄온 또는 아세트산 뷰틸이 보다 바람직하며, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트, γ-뷰티로락톤, 에틸에톡시프로피오네이트, 사이클로헥산온, 사이클로펜탄온 또는 2-헵탄온이 더 바람직하다. 수산기를 갖지 않는 용제로서는, 프로필렌카보네이트도 바람직하다.As the solvent having a hydroxyl group and the solvent not having a hydroxyl group, the exemplary compounds described above can be appropriately selected. As the solvent containing a hydroxyl group, an alkylene glycol monoalkyl ether or an alkyl lactate is preferable, and propylene glycol Colmonomethyl ether (PGME), propylene glycol monoethyl ether (PGEE), methyl 2-hydroxyisobutyrate, or ethyl lactate is more preferred. Moreover, as a solvent which does not have a hydroxyl group, an alkylene glycol monoalkyl ether acetate, an alkyl alkoxy propionate, a monoketone compound which may have a ring, a cyclic lactone, or an alkyl acetate is preferable, and among these, propylene glycol Lycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl ethoxypropionate, 2-heptanone, γ-butyrolactone, cyclohexanone, cyclopentanone or butyl acetate are more preferred, and propylene glycol monomethyl Ether acetate, γ-butyrolactone, ethylethoxypropionate, cyclohexanone, cyclopentanone or 2-heptanone is more preferred. As a solvent which does not have a hydroxyl group, propylene carbonate is also preferable.

수산기를 갖는 용제와 수산기를 갖지 않는 용제와의 혼합비(질량비)는, 1/99~99/1이 바람직하고, 10/90~90/10이 보다 바람직하며, 20/80~60/40이 더 바람직하다. 수산기를 갖지 않는 용제를 50질량% 이상 함유하는 혼합 용제가, 도포 균일성의 점에서 바람직하다.The mixing ratio (mass ratio) of the solvent having a hydroxyl group and the solvent not having a hydroxyl group is preferably 1/99 to 99/1, more preferably 10/90 to 90/10, and still more preferably 20/80 to 60/40. desirable. A mixed solvent containing 50% by mass or more of a solvent having no hydroxyl group is preferable from the viewpoint of application uniformity.

용제는, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트를 함유하는 것이 바람직하며, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 단독 용제여도 되고, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트를 함유하는 2종류 이상의 혼합 용제여도 된다.The solvent preferably contains propylene glycol monomethyl ether acetate, and may be a single solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate, or a mixed solvent of two or more types containing propylene glycol monomethyl ether acetate. may be

<가교제 (G)><Crosslinking agent (G)>

본 발명의 조성물은, 산의 작용에 의하여 수지를 가교하는 화합물(이하, 가교제 (G)라고도 함)을 함유해도 된다. 가교제 (G)로서는, 공지의 화합물을 적절히 사용할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 2016/0147154A1호의 단락 <0379>~<0431>, 및 미국 특허출원 공개공보 2016/0282720A1호의 단락 <0064>~<0141>에 개시된 공지의 화합물을 가교제 (G)로서 적합하게 사용할 수 있다.The composition of the present invention may contain a compound that crosslinks the resin by the action of an acid (hereinafter also referred to as a crosslinking agent (G)). As a crosslinking agent (G), a well-known compound can be used suitably. For example, a known compound disclosed in paragraphs <0379> to <0431> of US Patent Application Publication No. 2016/0147154A1 and paragraphs <0064> to <0141> of US Patent Application Publication No. 2016/0282720A1 may be used as a crosslinking agent (G) can be suitably used as

가교제 (G)는, 수지를 가교할 수 있는 가교성기를 갖고 있는 화합물이며, 가교성기로서는, 하이드록시메틸기, 알콕시메틸기, 아실옥시메틸기, 알콕시메틸에터기, 옥시레인환, 및 옥세테인환 등을 들 수 있다.The crosslinking agent (G) is a compound having a crosslinkable group capable of crosslinking a resin, and examples of the crosslinkable group include a hydroxymethyl group, an alkoxymethyl group, an acyloxymethyl group, an alkoxymethyl ether group, an oxirane ring, and an oxetane ring. can be heard

가교성기는, 하이드록시메틸기, 알콕시메틸기, 옥시레인환 또는 옥세테인환인 것이 바람직하다.It is preferable that a crosslinkable group is a hydroxymethyl group, an alkoxymethyl group, an oxirane ring, or an oxetane ring.

가교제 (G)는, 가교성기를 2개 이상 갖는 화합물(수지도 포함함)인 것이 바람직하다.It is preferable that a crosslinking agent (G) is a compound (including resin) which has 2 or more crosslinkable groups.

가교제 (G)는, 하이드록시메틸기 또는 알콕시메틸기를 갖는, 페놀 유도체, 유레아계 화합물(유레아 구조를 갖는 화합물) 또는 멜라민계 화합물(멜라민 구조를 갖는 화합물)인 것이 보다 바람직하다.It is more preferable that the crosslinking agent (G) is a phenol derivative, a urea-based compound (a compound having a urea structure) or a melamine-based compound (a compound having a melamine structure) having a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group.

가교제는 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.A crosslinking agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

가교제 (G)의 함유량은, 레지스트 조성물의 전체 고형분에 대하여, 1~50질량%가 바람직하고, 3~40질량%가 바람직하며, 5~30질량%가 더 바람직하다.The content of the crosslinking agent (G) is preferably 1 to 50% by mass, preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, based on the total solid content of the resist composition.

<계면활성제 (H)><Surfactant (H)>

본 발명의 조성물은, 계면활성제를 함유하는 것이 바람직한 계면활성제를 함유하는 경우, 불소계 및/또는 실리콘계 계면활성제(구체적으로는, 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 또는 불소 원자와 규소 원자의 양쪽 모두를 갖는 계면활성제)가 바람직하다.When the composition of the present invention contains a surfactant preferably containing a surfactant, a fluorine-based and/or silicon-based surfactant (specifically, a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, or both fluorine atoms and silicon atoms) surfactant) is preferred.

본 발명의 조성물이 계면활성제를 함유함으로써, 250nm 이하, 특히 220nm 이하의 노광 광원을 사용한 경우에, 양호한 감도 및 해상도로, 밀착성 및 현상 결함이 적은 패턴을 얻을 수 있다.By containing the surfactant in the composition of the present invention, when an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less, is used, a pattern with good sensitivity and resolution and little adhesion and development defects can be obtained.

불소계 및/또는 실리콘계 계면활성제로서, 미국 특허출원 공개공보 제2008/0248425호의 단락 <0276>에 기재된 계면활성제를 들 수 있다.As the fluorine-based and/or silicone-based surfactant, the surfactant described in paragraph <0276> of US Patent Application Publication No. 2008/0248425 can be mentioned.

또, 미국 특허출원 공개공보 제2008/0248425호의 단락 <0280>에 기재된, 불소계 및/또는 실리콘계 계면활성제 이외의 다른 계면활성제를 사용할 수도 있다.In addition, surfactants other than the fluorine-based and/or silicone-based surfactants described in paragraph <0280> of US Patent Application Publication No. 2008/0248425 can also be used.

이들 계면활성제는 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.These surfactants may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

본 발명의 조성물이 계면활성제를 함유하는 경우, 계면활성제의 함유량은, 조성물의 전체 고형분에 대하여, 0.0001~2질량%가 바람직하고, 0.0005~1질량%가 보다 바람직하다.When the composition of the present invention contains a surfactant, the content of the surfactant is preferably 0.0001 to 2% by mass, and more preferably 0.0005 to 1% by mass with respect to the total solid content of the composition.

한편, 계면활성제의 함유량을, 조성물의 전체 고형분에 대하여 10ppm 이상으로 함으로써, 소수성 수지 (E)의 표면 편재성이 높아진다. 이로써, 감활성광선성 또는 감방사선성막의 표면을 보다 소수적으로 할 수 있어, 액침 노광 시의 물 추종성이 향상된다.On the other hand, when the content of the surfactant is 10 ppm or more with respect to the total solid content of the composition, the surface unevenness of the hydrophobic resin (E) is increased. In this way, the surface of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film can be made more hydrophobic, and followability to water during immersion exposure is improved.

(그 외의 첨가제)(other additives)

본 발명의 조성물은, 산증식제, 염료, 가소제, 광증감제, 광흡수제, 알칼리 가용성 수지, 용해 저지제, 또는 용해 촉진제 등을 더 함유해도 된다.The composition of the present invention may further contain an acid increasing agent, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a light absorber, an alkali-soluble resin, a dissolution inhibitor, or a dissolution accelerator.

<조제 방법><Preparation method>

본 발명의 조성물의 고형분 농도는, 통상 1.0~50질량%인 것이 바람직하고, 10~50질량%가 보다 바람직하며, 30~50질량%가 더 바람직하다. 고형분 농도란, 조성물의 총 질량에 대한, 용제를 제외한 다른 레지스트 성분의 질량의 질량 백분율이다.The solid content concentration of the composition of the present invention is usually preferably 1.0 to 50% by mass, more preferably 10 to 50% by mass, still more preferably 30 to 50% by mass. Solid content concentration is the mass percentage of the mass of the other resist components excluding the solvent with respect to the total mass of the composition.

또한, 본 발명의 조성물로 이루어지는 감활성광선성 또는 감방사선성막의 막두께는, 1μm 이상이며, 가공 단수를 늘리는 목적으로서, 3μm 이상이 바람직하고, 5μm 이상이 보다 바람직하며, 10μm 이상이 더 바람직하다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 100μm 이하이다.Further, the film thickness of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film comprising the composition of the present invention is 1 μm or more, and for the purpose of increasing the number of processing steps, 3 μm or more is preferable, 5 μm or more is more preferable, and 10 μm or more is still more preferable. do. Although an upper limit is not specifically limited, For example, it is 100 micrometers or less.

또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 조성물로부터 패턴을 형성할 수 있다.Also, as will be described later, a pattern can be formed from the composition of the present invention.

형성되는 패턴의 막두께는, 1μm 이상이며, 가공 단수를 늘리는 목적으로서, 3μm 이상이 바람직하고, 5μm 이상이 보다 바람직하며, 10μm 이상이 더 바람직하다. 상한은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 100μm 이하이다.The film thickness of the pattern to be formed is 1 μm or more, and for the purpose of increasing the number of processing steps, it is preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and still more preferably 10 μm or more. The upper limit is not particularly limited, and is, for example, 100 μm or less.

본 발명의 조성물은, 상기의 성분을 소정 유기 용제, 바람직하게는 상기 혼합 용제에 용해하고, 이를 필터 여과한 후, 소정 지지체(기판) 상에 도포하여 이용한다. 필터 여과에 이용하는 필터의 포어 사이즈는 0.1μm 이하가 바람직하고, 0.05μm 이하가 보다 바람직하며, 0.03μm 이하가 더 바람직하다. 이 필터는, 폴리테트라플루오로에틸렌제, 폴리에틸렌제, 또는 나일론제인 것이 바람직하다. 필터 여과에 있어서는, 예를 들면 일본 특허출원 공개공보 제2002-062667호(특개 2002-062667호)에 개시되는 바와 같이, 순환적인 여과를 행해도 되고, 복수 종류의 필터를 직렬 또는 병렬로 접속하여 여과를 행해도 된다. 또, 조성물을 복수 회 여과해도 된다. 또한, 필터 여과의 전후로, 조성물에 대하여 탈기 처리 등을 행해도 된다.The composition of the present invention is used by dissolving the above components in a predetermined organic solvent, preferably the above mixed solvent, filtering the above components, and then applying the composition onto a predetermined support (substrate). The pore size of the filter used for filter filtration is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, and still more preferably 0.03 μm or less. It is preferable that this filter is made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon. In filter filtration, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-062667 (Japanese Patent Application Publication No. 2002-062667), cyclic filtration may be performed, or a plurality of types of filters are connected in series or parallel, You may perform filtration. Moreover, you may filter a composition multiple times. In addition, you may perform degassing treatment etc. with respect to a composition before and after filter filtration.

본 발명의 조성물은, 점도가 100~500mPa·s인 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물의 점도는, 도포성이 보다 우수한 점에서, 100~300mPa·s가 보다 바람직하다.It is preferable that the viscosity of the composition of this invention is 100-500 mPa*s. The viscosity of the composition of the present invention is more preferably 100 to 300 mPa·s from the viewpoint of more excellent applicability.

또한, 점도는, E형 점도계에 의하여 측정할 수 있다.In addition, a viscosity can be measured with an E-type viscometer.

<용도><Use>

본 발명의 조성물은, 활성광선 또는 방사선의 조사에 의하여 반응하여 성질이 변화하는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명의 조성물은, IC(Integrated Circuit) 등의 반도체 제조 공정, 액정 혹은 서멀 헤드 등의 회로 기판의 제조, 임프린트용 몰드 구조체의 제작, 그 외의 포토패브리케이션 공정, 또는 평판 인쇄판, 혹은 산경화성 조성물의 제조에 사용되는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 있어서 형성되는 패턴은, 에칭 공정, 이온 임플랜테이션 공정, 범프 전극 형성 공정, 재배선 형성 공정, 및 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 등에 있어서 사용할 수 있다.The composition of the present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition whose properties change in response to irradiation with actinic ray or radiation. More specifically, the composition of the present invention is used in semiconductor manufacturing processes such as IC (Integrated Circuit), manufacturing of circuit boards such as liquid crystals or thermal heads, manufacturing of imprint mold structures, other photofabrication processes, or lithographic printing plates. Or, it relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition used in the manufacture of an acid-curable composition. The pattern formed in the present invention can be used in an etching process, an ion implantation process, a bump electrode formation process, a rewiring formation process, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), and the like.

〔패턴 형성 방법〕[Pattern formation method]

본 발명은 상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 이용한 패턴 형성 방법에도 관한 것이다. 이하, 본 발명의 패턴 형성 방법에 대하여 설명한다. 또, 패턴 형성 방법의 설명과 아울러, 본 발명의 감활성광선성 또는 감방사선성막에 대해서도 설명한다.The present invention also relates to a pattern formation method using the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. Hereinafter, the pattern formation method of the present invention will be described. Moreover, together with description of the pattern formation method, the actinic ray sensitive or radiation sensitive film of this invention is also demonstrated.

본 발명의 패턴 형성 방법은,The pattern formation method of the present invention,

(i) 상술한 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 의하여 레지스트막(감활성광선성 또는 감방사선성막)을 지지체 상에 형성하는 공정(레지스트막 형성 공정),(i) a step of forming a resist film (actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film) on a support with the above-described actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition (resist film forming step);

(ii) 상기 레지스트막을 노광하는(활성광선 또는 방사선을 조사하는) 공정(노광 공정), 및(ii) a step of exposing the resist film (irradiating with actinic rays or radiation) (exposure step), and

(iii) 상기 노광된 레지스트막을, 현상액을 이용하여 현상하는 공정(현상 공정)을 갖는다.(iii) a step of developing the exposed resist film using a developing solution (development step).

본 발명의 패턴 형성 방법은, 상기 (i)~(iii)의 공정을 포함하고 있으면 특별히 한정되지 않고, 하기의 공정을 더 갖고 있어도 된다.The pattern formation method of the present invention is not particularly limited as long as it includes the steps (i) to (iii), and may further include the following steps.

본 발명의 패턴 형성 방법은, (ii) 노광 공정에 있어서의 노광 방법이, 액침 노광이어도 된다.In the pattern formation method of the present invention, the exposure method in the (ii) exposure step may be immersion exposure.

본 발명의 패턴 형성 방법은, (ii) 노광 공정 전에, (iv) 전가열(PB: PreBake) 공정을 포함하는 것이 바람직하다.The pattern formation method of the present invention preferably includes (iv) a preheating (PB: PreBake) step before the (ii) exposure step.

본 발명의 패턴 형성 방법은, (ii) 노광 공정 후, 또한 (iii) 현상 공정 전에, (v) 노광 후 가열(PEB: Post Exposure Bake) 공정을 포함하는 것이 바람직하다.The pattern formation method of the present invention preferably includes a (v) Post Exposure Bake (PEB) process after (ii) the exposure process and before (iii) the development process.

본 발명의 패턴 형성 방법은, (ii) 노광 공정을, 복수 회 포함하고 있어도 된다.The pattern formation method of the present invention may include the (ii) exposure step a plurality of times.

본 발명의 패턴 형성 방법은, (iv) 전가열 공정을, 복수 회 포함하고 있어도 된다.The pattern formation method of the present invention may include the (iv) preheating step a plurality of times.

본 발명의 패턴 형성 방법은, (v) 노광 후 가열 공정을, 복수 회 포함하고 있어도 된다.The pattern formation method of the present invention may include (v) a post-exposure heating step a plurality of times.

본 발명의 패턴 형성 방법에 있어서, 상술한 (i) 성막 공정, (ii) 노광 공정, 및 (iii) 현상 공정은, 일반적으로 알려져 있는 방법에 의하여 행할 수 있다.In the pattern formation method of the present invention, the above-described (i) film formation step, (ii) exposure step, and (iii) development step can be performed by generally known methods.

또, 필요에 따라, 레지스트막과 지지체의 사이에 레지스트 하층막(예를 들면, SOG(Spin On Glass), SOC(Spin On Carbon), 및 반사 방지막)을 형성해도 된다. 레지스트 하층막을 구성하는 재료로서는, 공지의 유기계 또는 무기계의 재료를 적절히 이용할 수 있다.Further, if necessary, a resist underlayer film (for example, SOG (Spin On Glass), SOC (Spin On Carbon), and antireflection film) may be formed between the resist film and the support. As a material constituting the resist underlayer film, known organic or inorganic materials can be appropriately used.

레지스트막의 상층에, 보호막(톱 코트)을 형성해도 된다. 보호막으로서는, 공지의 재료를 적절히 이용할 수 있다. 예를 들면, 미국 특허출원 공개공보 제2007/0178407호, 미국 특허출원 공개공보 제2008/0085466호, 미국 특허출원 공개공보 제2007/0275326호, 미국 특허출원 공개공보 제2016/0299432호, 미국 특허출원 공개공보 제2013/0244438호, 국제 특허출원 공개공보 제2016/157988A호에 개시된 보호막 형성용 조성물을 적합하게 사용할 수 있다. 보호막 형성용 조성물로서는, 상술한 산확산 제어제를 함유하는 것이 바람직하다.A protective film (top coat) may be formed on the upper layer of the resist film. As a protective film, a well-known material can be used suitably. For example, US Patent Application Publication No. 2007/0178407, US Patent Application Publication No. 2008/0085466, US Patent Application Publication No. 2007/0275326, US Patent Application Publication No. 2016/0299432, US Patent Application Publication No. The composition for forming a protective film disclosed in Publication No. 2013/0244438 and International Patent Application Publication No. 2016/157988A can be suitably used. As the composition for forming a protective film, it is preferable to contain the acid diffusion control agent described above.

상술한 소수성 수지를 함유하는 레지스트막의 상층에 보호막을 형성해도 된다.A protective film may be formed on the upper layer of the resist film containing the hydrophobic resin described above.

지지체는, 특별히 한정되지 않고, IC 등의 반도체의 제조 공정, 또는 액정 혹은 서멀 헤드 등의 회로 기판의 제조 공정 외에, 그 외의 포토패브리케이션의 리소그래피 공정 등에서 일반적으로 이용되는 기판을 이용할 수 있다. 지지체의 구체예로서는, 실리콘, SiO2, 및 SiN 등의 무기 기판 등을 들 수 있다.The support is not particularly limited, and substrates commonly used in the manufacturing process of semiconductors such as ICs, the manufacturing process of circuit boards such as liquid crystals or thermal heads, and other photofabrication lithography processes can be used. As a specific example of a support body, inorganic substrates, such as silicon, SiO2 , and SiN, etc. are mentioned.

가열 온도는, (iv) 전가열 공정 및 (v) 노광 후 가열 공정 중 어느 것에 있어서도, 70~130℃가 바람직하고, 80~120℃가 보다 바람직하다.The heating temperature is preferably 70 to 130°C, and more preferably 80 to 120°C, also in any of the (iv) pre-heating step and (v) post-exposure heating step.

가열 시간은, (iv) 전가열 공정 및 (v) 노광 후 가열 공정 중 어느 것에 있어서도, 30~300초가 바람직하고, 30~180초가 보다 바람직하며, 30~90초가 더 바람직하다.The heating time is preferably 30 to 300 seconds, more preferably 30 to 180 seconds, and even more preferably 30 to 90 seconds, also in any of the (iv) pre-heating step and (v) post-exposure heating step.

가열은, 노광 장치 및 현상 장치에 구비되어 있는 수단으로 행할 수 있고, 핫플레이트 등을 이용하여 행해도 된다.Heating can be performed by means provided in the exposure apparatus and developing apparatus, and may be performed using a hot plate or the like.

노광 공정에 이용되는 광원 파장에 제한은 없고, 예를 들면 적외광, 가시광, 자외광, 원자외광, 극자외광(EUV), X선, 및 전자선 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 원자외광이 바람직하다. 그 파장은 250nm 이하가 바람직하고, 220nm 이하가 보다 바람직하며, 1~200nm가 더 바람직하다. 구체적으로는, KrF 엑시머 레이저(248nm), ArF 엑시머 레이저(193nm), F2 엑시머 레이저(157nm), X선, EUV(13nm), 및 전자선 등이며, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저, EUV 또는 전자선이 바람직하고, KrF 엑시머 레이저가 보다 바람직하다.The wavelength of the light source used in the exposure step is not limited, and examples thereof include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultraviolet light (EUV), X-rays, and electron beams. Among these, far ultraviolet light is preferable. The wavelength is preferably 250 nm or less, more preferably 220 nm or less, and still more preferably 1 to 200 nm. Specifically, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-ray, EUV (13 nm), electron beam, etc., KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV or electron beam This is preferable, and a KrF excimer laser is more preferable.

(iii) 현상 공정에 있어서는, 알칼리 현상액이어도 되고, 유기 용제를 함유하는 현상액(이하, 유기계 현상액이라고도 함)이어도 된다.(iii) In the developing step, an alkaline developing solution may be used or a developing solution containing an organic solvent (hereinafter also referred to as an organic-based developing solution) may be used.

알칼리 현상액으로서는, 통상 테트라메틸암모늄하이드록사이드로 대표되는 4급 암모늄염이 이용되지만, 이것 이외에도 무기 알칼리, 1~3급 아민, 알코올아민, 및 환상 아민 등의 알칼리 수용액도 사용 가능하다.As the alkaline developer, a quaternary ammonium salt typified by tetramethylammonium hydroxide is usually used, but besides this, inorganic alkalis, primary to tertiary amines, alcohol amines, and alkaline aqueous solutions such as cyclic amines can also be used.

또한, 상기 알칼리 현상액은, 알코올류, 및/또는 계면활성제를 적당량 함유하고 있어도 된다. 알칼리 현상액의 알칼리 농도는, 통상 0.1~20질량%이다. 알칼리 현상액의 pH는, 통상 10~15이다.Moreover, the said alkaline developing solution may contain alcohol and/or surfactant in an appropriate amount. The alkali concentration of the alkali developing solution is usually 0.1 to 20% by mass. The pH of an alkaline developing solution is 10-15 normally.

알칼리 현상액을 이용하여 현상을 행하는 시간은, 통상 10~300초이다.The time for developing using an alkali developing solution is usually 10 to 300 seconds.

알칼리 현상액의 알칼리 농도, pH, 및 현상 시간은, 형성하는 패턴에 따라, 적절히 조정할 수 있다.The alkali concentration of the alkali developing solution, pH, and developing time can be appropriately adjusted according to the pattern to be formed.

유기계 현상액은, 케톤계 용제, 에스터계 용제, 알코올계 용제, 아마이드계 용제, 에터계 용제, 및 탄화 수소계 용제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유기 용제를 함유하는 현상액인 것이 바람직하다.The organic developer is preferably a developer containing at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, and hydrocarbon solvents.

케톤계 용제로서는, 예를 들면 1-옥탄온, 2-옥탄온, 1-노난온, 2-노난온, 아세톤, 2-헵탄온(메틸아밀케톤), 4-헵탄온, 1-헥산온, 2-헥산온, 다이아이소뷰틸케톤, 사이클로헥산온, 메틸사이클로헥산온, 페닐아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸아이소뷰틸케톤, 아세틸아세톤, 아세톤일아세톤, 아이오논, 다이아세톤일알코올, 아세틸카비놀, 아세토페논, 메틸나프틸케톤, 아이소포론, 및 프로필렌카보네이트 등을 들 수 있다.Examples of the ketone solvent include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 2-heptanone (methyl amyl ketone), 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetylacetone, acetonyl acetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetyl carbinol, acetophenone, methyl naphthyl ketone, isophorone, and propylene carbonate; and the like.

에스터계 용제로서는, 예를 들면 아세트산 메틸, 아세트산 뷰틸, 아세트산 에틸, 아세트산 아이소프로필, 아세트산 펜틸, 아세트산 아이소펜틸, 아세트산 아밀, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트, 에틸렌글라이콜모노에틸에터아세테이트, 다이에틸렌글라이콜모노뷰틸에터아세테이트, 다이에틸렌글라이콜모노에틸에터아세테이트, 에틸-3-에톡시프로피오네이트, 3-메톡시뷰틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시뷰틸아세테이트, 폼산 메틸, 폼산 에틸, 폼산 뷰틸, 폼산 프로필, 락트산 에틸, 락트산 뷰틸, 락트산 프로필, 뷰탄산 뷰틸, 2-하이드록시아이소뷰티르산 메틸, 아세트산 아이소아밀, 아이소뷰티르산 아이소뷰틸, 및 프로피온산 뷰틸 등을 들 수 있다.Examples of the ester solvent include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, pentyl acetate, isopentyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate. , diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate , methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, butyl butyrate, methyl 2-hydroxyisobutyrate, isoamyl acetate, isobutyl isobutyrate, and butyl propionate, etc. can be heard

알코올계 용제, 아마이드계 용제, 에터계 용제, 및 탄화 수소계 용제로서는, 미국 특허출원 공개공보 2016/0070167A1호의 단락 <0715>~<0718>에 개시된 용제를 사용할 수 있다.As the alcohol-based solvent, the amide-based solvent, the ether-based solvent, and the hydrocarbon-based solvent, the solvents disclosed in paragraphs <0715> to <0718> of US Patent Application Publication No. 2016/0070167A1 can be used.

상기의 용제는, 복수 혼합해도 되고, 상기 이외의 용제 또는 물과 혼합해도 된다. 현상액 전체로서의 함수율은, 50질량% 미만이 바람직하고, 20질량% 미만이 보다 바람직하며, 10질량% 미만이 더 바람직하고, 실질적으로 수분을 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다.A plurality of the above solvents may be mixed, or may be mixed with solvents or water other than the above. The moisture content of the entire developing solution is preferably less than 50% by mass, more preferably less than 20% by mass, still more preferably less than 10% by mass, and particularly preferably substantially free of moisture.

유기계 현상액에 대한 유기 용제의 함유량은, 현상액의 전체량에 대하여, 50~100질량%가 바람직하고, 80~100질량%가 보다 바람직하며, 90~100질량%가 더 바람직하고, 95~100질량%가 특히 바람직하다.The content of the organic solvent relative to the organic developer is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, still more preferably 90 to 100% by mass, and 95 to 100% by mass with respect to the total amount of the developing solution. % is particularly preferred.

유기계 현상액은, 필요에 따라 공지의 계면활성제를 적당량 함유하고 있어도 된다.The organic developer may contain an appropriate amount of a known surfactant as required.

계면활성제의 함유량은 현상액의 전체량에 대하여, 통상 0.001~5질량%이며, 0.005~2질량%가 바람직하고, 0.01~0.5질량%가 보다 바람직하다.The content of the surfactant is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass with respect to the total amount of the developing solution.

유기계 현상액은, 상술한 산확산 제어제를 함유하고 있어도 된다.The organic developer may contain the acid diffusion control agent described above.

현상 방법으로서는, 예를 들면 현상액이 채워진 조(槽) 중에 기판을 일정 시간 침지하는 방법(딥법), 기판 표면에 현상액을 표면 장력에 의하여 융기시켜 일정 시간 정지시키는 방법(퍼들법), 기판 표면에 현상액을 분무하는 방법(스프레이법), 또는 일정 속도로 회전하고 있는 기판 상에 일정 속도로 현상액 토출 노즐을 스캔하면서 현상액을 계속해서 토출하는 방법(다이나믹 디스펜스법) 등을 들 수 있다.As the developing method, for example, a method in which the substrate is immersed in a tank filled with a developing solution for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and stopped for a certain period of time (puddle method), A method of spraying a developer solution (spray method), or a method of continuously discharging a developer solution while scanning a developer ejection nozzle at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method), and the like.

알칼리 수용액을 이용하여 현상을 행하는 공정(알칼리 현상 공정), 및 유기 용제를 함유하는 현상액을 이용하여 현상하는 공정(유기 용제 현상 공정)을 조합해도 된다. 이로써, 중간적인 노광 강도의 영역만을 용해시키지 않고 패턴 형성을 행할 수 있기 때문에, 보다 미세한 패턴을 형성할 수 있다.You may combine the process of developing using an alkaline aqueous solution (alkaline developing process) and the process of developing using the developing solution containing an organic solvent (organic solvent developing process). By this, since pattern formation can be performed without dissolving only the region of intermediate exposure intensity, a finer pattern can be formed.

(iii) 현상 공정 후에, 린스액을 이용하여 세정하는 공정(린스 공정)을 포함하는 것이 바람직하다.(iii) It is preferable to include a step of washing with a rinse liquid (rinse step) after the developing step.

알칼리 현상액을 이용한 현상 공정 후의 린스 공정에 이용하는 린스액은, 예를 들면 순수를 사용할 수 있다. 순수는, 계면활성제를 적당량 함유하고 있어도 된다. 이 경우, 현상 공정 또는 린스 공정 후에, 패턴 상에 부착되어 있는 현상액 또는 린스액을 초임계 유체에 의하여 제거하는 처리를 추가해도 된다. 또한, 린스 처리 또는 초임계 유체에 의한 처리 후, 패턴 중에 잔존하는 수분을 제거하기 위하여 가열 처리를 행해도 된다.As the rinsing liquid used in the rinsing process after the developing process using an alkaline developing solution, pure water can be used, for example. Pure water may contain an appropriate amount of surfactant. In this case, after the developing step or the rinsing step, a process of removing the developing solution or rinsing solution adhering to the pattern with a supercritical fluid may be added. Further, after the rinsing treatment or the treatment with a supercritical fluid, heat treatment may be performed to remove moisture remaining in the pattern.

유기 용제를 함유하는 현상액을 이용한 현상 공정 후의 린스 공정에 이용하는 린스액은, 패턴을 용해하지 않는 것이면 특별히 제한은 없고, 일반적인 유기 용제를 함유하는 용액을 사용할 수 있다. 린스액으로서는, 탄화 수소계 용제, 케톤계 용제, 에스터계 용제, 알코올계 용제, 아마이드계 용제, 및 에터계 용제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 유기 용제를 함유하는 린스액을 이용하는 것이 바람직하다.The rinsing liquid used in the rinsing step after the developing process using a developing solution containing an organic solvent is not particularly limited as long as it does not dissolve the pattern, and a solution containing a general organic solvent can be used. As the rinse liquid, it is preferable to use a rinse liquid containing at least one organic solvent selected from the group consisting of hydrocarbon-based solvents, ketone-based solvents, ester-based solvents, alcohol-based solvents, amide-based solvents, and ether-based solvents do.

탄화 수소계 용제, 케톤계 용제, 에스터계 용제, 알코올계 용제, 아마이드계 용제, 및 에터계 용제의 구체예로서는, 유기 용제를 함유하는 현상액에 있어서 설명한 것과 동일한 것을 들 수 있다.Specific examples of the hydrocarbon-based solvent, ketone-based solvent, ester-based solvent, alcohol-based solvent, amide-based solvent, and ether-based solvent include those similar to those described for the developing solution containing an organic solvent.

이 경우의 린스 공정에 이용하는 린스액으로서는, 1가 알코올을 함유하는 린스액이 보다 바람직하다.As the rinse liquid used in the rinse step in this case, a rinse liquid containing a monohydric alcohol is more preferable.

린스 공정에서 이용되는 1가 알코올로서는, 직쇄상, 분기쇄상, 또는 환상의 1가 알코올을 들 수 있다. 구체적으로는, 1-뷰탄올, 2-뷰탄올, 3-메틸-1-뷰탄올, tert-뷰틸알코올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 1-헥산올, 4-메틸-2-펜탄올, 1-헵탄올, 1-옥탄올, 2-헥산올, 사이클로펜탄올, 2-헵탄올, 2-옥탄올, 3-헥산올, 3-헵탄올, 3-옥탄올, 4-옥탄올, 및 메틸아이소뷰틸카비놀을 들 수 있다. 탄소수 5 이상의 1가 알코올로서는, 1-헥산올, 2-헥산올, 4-메틸-2-펜탄올, 1-펜탄올, 3-메틸-1-뷰탄올, 및 메틸아이소뷰틸카비놀 등을 들 수 있다.Examples of the monohydric alcohol used in the rinse step include linear, branched, or cyclic monohydric alcohol. Specifically, 1-butanol, 2-butanol, 3-methyl-1-butanol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 1-hexanol, 4-methyl-2-pentane Ol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, cyclopentanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol , and methylisobutylcarbinol. Examples of monohydric alcohols having 5 or more carbon atoms include 1-hexanol, 2-hexanol, 4-methyl-2-pentanol, 1-pentanol, 3-methyl-1-butanol, and methyl isobutyl carbinol. can

각 성분은, 복수 혼합해도 되고, 상기 이외의 유기 용제와 혼합하여 사용해도 된다.A plurality of each component may be mixed, or may be used in combination with an organic solvent other than the above.

린스액 중의 함수율은, 10질량% 이하가 바람직하고, 5질량% 이하가 보다 바람직하며, 3질량% 이하가 더 바람직하다. 함수율을 10질량% 이하로 함으로써, 양호한 현상 특성이 얻어진다.The water content in the rinse liquid is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and still more preferably 3% by mass or less. When the water content is 10% by mass or less, good developing characteristics are obtained.

린스액은, 계면활성제를 적당량 함유하고 있어도 된다.The rinse liquid may contain an appropriate amount of surfactant.

린스 공정에 있어서는, 유기계 현상액을 이용하는 현상을 행한 기판을, 유기 용제를 함유하는 린스액을 이용하여 세정 처리한다. 세정 처리의 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 일정 속도로 회전하고 있는 기판 상에 린스액을 계속해서 토출하는 방법(회전 도포법), 린스액이 채워진 조 중에 기판을 일정 시간 침지하는 방법(딥법), 또는 기판 표면에 린스액을 분무하는 방법(스프레이법) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 회전 도포법으로 세정 처리를 행하고, 세정 후에 기판을 2,000~4,000rpm(revolution per minute)의 회전수로 회전시켜, 린스액을 기판 상으로부터 제거하는 것이 바람직하다. 또, 린스 공정 후에 가열 공정(Post Bake)을 포함하는 것도 바람직하다. 이 가열 공정에 의하여 패턴 간 및 패턴 내부에 잔류한 현상액 및 린스액이 제거된다. 린스 공정 후의 가열 공정에 있어서, 가열 온도는 통상 40~160℃이며, 70~95℃가 바람직하고, 가열 시간은 통상 10초~3분이며, 30초~90초가 바람직하다.In the rinsing step, a substrate subjected to development using an organic developer is cleaned using a rinsing solution containing an organic solvent. The method of cleaning treatment is not particularly limited, and for example, a method of continuously discharging a rinse liquid onto a substrate rotating at a constant speed (rotation coating method), a method of immersing a substrate in a bath filled with a rinse liquid for a certain period of time ( dip method), or a method of spraying a rinse liquid on the substrate surface (spray method), and the like. Among them, it is preferable to perform the cleaning treatment by a spin coating method, and to rotate the substrate at a rotational speed of 2,000 to 4,000 rpm (revolution per minute) after cleaning to remove the rinse liquid from the substrate. In addition, it is also preferable to include a heating process (Post Bake) after the rinsing process. By this heating process, the developer and rinse liquid remaining between the patterns and inside the patterns are removed. In the heating step after the rinse step, the heating temperature is usually 40 to 160°C, preferably 70 to 95°C, and the heating time is usually 10 seconds to 3 minutes, preferably 30 seconds to 90 seconds.

본 발명의 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물, 및 본 발명의 패턴 형성 방법에 있어서 사용되는 각종 재료(예를 들면, 레지스트 용제, 현상액, 린스액, 반사 방지막 형성용 조성물, 또는 톱 코트 형성용 조성물 등)는, 금속 성분, 이성체, 및 잔존 모노머 등의 불순물을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 상기의 각종 재료에 포함되는 이들 불순물의 함유량으로서는, 1ppm 이하가 바람직하고, 100ppt 이하가 보다 바람직하며, 10ppt 이하가 더 바람직하고, 실질적으로 포함하지 않는 것(측정 장치의 검출 한계 이하인 것)이 특히 바람직하다.The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention and various materials used in the pattern formation method of the present invention (eg, resist solvent, developer, rinse, composition for forming an antireflection film, or topcoat formation compositions) preferably do not contain impurities such as metal components, isomers, and residual monomers. The content of these impurities contained in the various materials described above is preferably 1 ppm or less, more preferably 100 ppt or less, still more preferably 10 ppt or less, and particularly not substantially contained (below the detection limit of the measuring device). desirable.

상기 각종 재료로부터 금속 등의 불순물을 제거하는 방법으로서는, 예를 들면 필터를 이용한 여과를 들 수 있다. 필터 구멍 직경으로서는, 포어 사이즈 10nm 이하가 바람직하고, 5nm 이하가 보다 바람직하며, 3nm 이하가 더 바람직하다. 필터의 재질로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌제, 폴리에틸렌제, 또는 나일론제의 필터가 바람직하다. 필터는, 유기 용제로 미리 세정한 것을 이용해도 된다. 필터 여과 공정에서는, 복수 종류의 필터를 직렬 또는 병렬로 접속하여 이용해도 된다. 복수 종류의 필터를 사용하는 경우는, 구멍 직경 및/또는 재질이 다른 필터를 조합하여 사용해도 된다. 또, 각종 재료를 복수 회 여과해도 되고, 복수 회 여과하는 공정이 순환 여과 공정이어도 된다. 필터로서는, 일본 특허출원 공개공보 제2016-201426호(특개 2016-201426호)에 개시되는 바와 같은 용출물이 저감된 것이 바람직하다.As a method of removing impurities such as metal from the various materials described above, filtration using a filter is exemplified. The pore size of the filter is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and still more preferably 3 nm or less. As the material of the filter, a filter made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon is preferable. As the filter, one previously washed with an organic solvent may be used. In the filter filtration step, a plurality of types of filters may be connected in series or in parallel and used. In the case of using a plurality of types of filters, filters having different pore diameters and/or materials may be used in combination. Moreover, you may filter various materials multiple times, and the process of filtering multiple times may be a circulation filtration process. As the filter, one in which eluents are reduced as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-201426 (Japanese Patent Publication No. 2016-201426) is preferable.

필터 여과 외에, 흡착재에 의한 불순물의 제거를 행해도 되고, 필터 여과와 흡착재를 조합하여 사용해도 된다. 흡착재로서는, 공지의 흡착재를 이용할 수 있고, 예를 들면 실리카 젤 혹은 제올라이트 등의 무기계 흡착재, 또는 활성탄 등의 유기계 흡착재를 사용할 수 있다. 금속 흡착제로서는, 예를 들면 일본 특허출원 공개공보 제2016-206500호(특개 2016-206500호)에 개시되는 것을 들 수 있다.In addition to filter filtration, impurities may be removed by an adsorbent, or a combination of filter filtration and adsorbent may be used. As the adsorbent, known adsorbents can be used, and for example, inorganic adsorbents such as silica gel or zeolite, or organic adsorbents such as activated carbon can be used. As a metal adsorption agent, what is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2016-206500 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-206500) is mentioned, for example.

또, 상기 각종 재료에 포함되는 금속 등의 불순물을 저감시키는 방법으로서는, 각종 재료를 구성하는 원료로서 금속 함유량이 적은 원료를 선택하거나, 각종 재료를 구성하는 원료에 대하여 필터 여과를 행하거나, 또는 장치 내를 테프론(등록 상표)으로 라이닝하는 등하여 컨테미네이션을 가능한 한 억제한 조건하에서 증류를 행하는 등의 방법을 들 수 있다. 각종 재료를 구성하는 원료에 대하여 행하는 필터 여과에 있어서의 바람직한 조건은, 상기한 조건과 동일하다.In addition, as a method for reducing impurities such as metal contained in the various materials, a raw material having a low metal content is selected as a raw material constituting the various materials, filter filtration is performed on the raw material constituting the various materials, or an apparatus is used. Methods such as performing distillation under conditions in which contamination is suppressed as much as possible by lining the inside with Teflon (registered trademark) are exemplified. Preferable conditions in the filter filtration performed with respect to raw materials constituting various materials are the same as the above conditions.

상기의 각종 재료는, 불순물의 혼입을 방지하기 위하여, 미국 특허출원 공개공보 제2015/0227049호, 일본 특허출원 공개공보 제2015-123351호(특개 2015-123351호) 등에 기재된 용기에 보존되는 것이 바람직하다.It is preferable to store the above various materials in a container described in US Patent Application Publication No. 2015/0227049, Japanese Patent Application Publication No. 2015-123351 (Japanese Patent Application Publication No. 2015-123351), etc., in order to prevent contamination of impurities. do.

본 발명의 패턴 형성 방법에 의하여 형성되는 패턴에, 패턴의 표면 거칠어짐을 개선하는 방법을 적용해도 된다. 패턴의 표면 거칠어짐을 개선하는 방법으로서는, 예를 들면 미국 특허출원 공개공보 제2015/0104957호에 개시된, 수소를 함유하는 가스의 플라즈마에 의하여 패턴을 처리하는 방법을 들 수 있다. 그 외에도, 일본 특허출원 공개공보 제2004-235468호(특개 2004-235468호), 미국 특허출원 공개공보 제2010/0020297호, Proc. of SPIE Vol. 8328 83280N-1 "EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement"에 기재되는 공지의 방법을 적용해도 된다.A method for improving surface roughness of the pattern may be applied to the pattern formed by the pattern forming method of the present invention. As a method of improving the surface roughness of a pattern, the method of processing a pattern with the plasma of the gas containing hydrogen disclosed, for example in US Patent Application Publication No. 2015/0104957 is mentioned. In addition, Japanese Patent Application Publication No. 2004-235468 (Japanese Patent Application Publication No. 2004-235468), US Patent Application Publication No. 2010/0020297, Proc. of SPIE Vol. 8328 83280N-1 "EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement" may be applied.

또, 상기 방법에 의하여 형성된 패턴은, 예를 들면 일본 특허출원 공개공보 제1991-270227호(특개 평3-270227호) 및 미국 특허출원 공개공보 제2013/0209941호에 개시된 스페이서 프로세스의 심재(Core)로서 사용할 수 있다.In addition, the pattern formed by the above method is the core of the spacer process disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1991-270227 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-270227) and US Patent Application Laid-Open No. 2013/0209941. ) can be used as

〔전자 디바이스의 제조 방법〕[Method of manufacturing electronic device]

또, 본 발명은, 상기한 패턴 형성 방법을 포함하는, 전자 디바이스의 제조 방법에도 관한 것이다. 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에 의하여 제조된 전자 디바이스는, 전기 전자 기기(예를 들면, 가전, OA(Office Automation) 관련 기기, 미디어 관련 기기, 광학용 기기, 및 통신 기기 등)에, 적합하게 탑재된다.Moreover, this invention also relates to the manufacturing method of an electronic device including the pattern formation method mentioned above. The electronic device manufactured by the electronic device manufacturing method of the present invention is suitable for electrical and electronic equipment (e.g., home appliances, OA (Office Automation) related equipment, media related equipment, optical equipment, communication equipment, etc.) it is mounted

실시예Example

이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 및 처리 절차 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되지 않는다.The present invention will be described in more detail below based on examples. The materials, usage amount, ratio, processing contents, processing procedures, etc. shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limitedly interpreted by the examples shown below.

〔수지의 합성〕[Synthesis of Resin]

이하의 순서에 의하여, 각종 수지를 합성했다.Various resins were synthesized according to the following procedure.

<수지 1A의 합성><Synthesis of Resin 1A>

수지 1A는, 하기 방법(이하, "PACST법"이라고도 함)에 의하여 합성했다.Resin 1A was synthesized by the following method (hereinafter also referred to as "PACST method").

[화학식 36][Formula 36]

Figure 112019067680281-pct00036
Figure 112019067680281-pct00036

온도계, 가스 취입관, 냉각관, 교반 장치 및 수욕(水浴)을 구비한 4구 플라스크에 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트(PGMEA)를 60g 넣어, 질소 치환 후 80℃까지 승온했다. 거기에 파라아세톡시스타이렌(도소제) 200.31g, 메타크릴산 t-뷰틸(와코 준야쿠제) 67.55g, 메타크릴산 벤질(와코 준야쿠제) 33.48g, 및 V-601(중합 개시제, 와코 준야쿠제) 13.12g을 241.1g의 PGMEA에 용해된 혼합 용액을 4시간 동안 적하했다. 적하 후 80℃에서 3시간 교반하여, 폴리머 용액 (1A-1)을 얻었다.60 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was put into a four-necked flask equipped with a thermometer, a gas blowing tube, a cooling tube, a stirrer, and a water bath, and the temperature was raised to 80°C after nitrogen substitution. In addition, 200.31 g of paraacetoxystyrene (manufactured by Tosoh), 67.55 g of t-butyl methacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 33.48 g of benzyl methacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), and V-601 (polymerization initiator, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) A mixed solution in which 13.12 g of Kuze) was dissolved in 241.1 g of PGMEA was added dropwise over 4 hours. After dripping, it stirred at 80 degreeC for 3 hours, and obtained the polymer fluid (1A-1).

얻어진 폴리머 용액 (1A-1)을 5L 3구 플라스크에 옮기고, 거기에 프로필렌글라이콜모노메틸에터 300g, 메탄올 600g, 순수 35g, 및 트라이에틸아민 149.96g을 넣어, 80℃로 설정한 유욕(油浴)에 담가 12시간 반응시켰다. 1H-NMR(nuclear magnetic resonance)로부터 아세틸기 보호가 제거되어 있는 것을 확인하고, 반응액을 실온까지 냉각했다. 반응액을 분액 깔대기로 옮기고, 거기에 아세트산 에틸과 희염산을 넣어 추출 조작을 3회 반복했다(염기성 불순물 제거). 계속해서 순수로 3회 정도 유기층을 세정한 후, 에바포레이션으로 농축한 점성의 액체에 헵테인을 투입하여 고체를 석출시켰다(1회째의 침전 정제). 상등액을 디캔테이션하여 얻어진 분체를 아세트산 에틸에 용해하고, 그 아세트산 에틸 용액을 헵테인 중에 천천히 적하하여 침전 정제를 행했다(2회째의 침전 정제). 석출한 분체를 여과 후, 헵테인으로 세정하고, 40℃에서 감압 건조했다. 목적의 수지 1A가 얻어진 것은 1H-NMR 및 GPC로 확인했다.The obtained polymer solution (1A-1) was transferred to a 5 L three-necked flask, and 300 g of propylene glycol monomethyl ether, 600 g of methanol, 35 g of pure water, and 149.96 g of triethylamine were added thereto, and an oil bath set at 80°C ( Oil bath) and reacted for 12 hours. 1H - NMR (nuclear magnetic resonance) confirmed that the acetyl group protection had been removed, and the reaction solution was cooled to room temperature. The reaction solution was transferred to a separatory funnel, and ethyl acetate and dilute hydrochloric acid were added thereto, and the extraction operation was repeated three times (removal of basic impurities). Subsequently, after washing the organic layer about three times with pure water, heptane was added to the viscous liquid concentrated by evaporation to precipitate a solid (first precipitation purification). The powder obtained by decantation of the supernatant was dissolved in ethyl acetate, and the ethyl acetate solution was slowly added dropwise into heptane to perform precipitation purification (second precipitation purification). The precipitated powder was filtered, washed with heptane, and dried under reduced pressure at 40°C. Obtaining the target resin 1A was confirmed by 1 H-NMR and GPC.

<수지 1B의 합성><Synthesis of Resin 1B>

수지 1B는, 하기 방법(이하, "PHS법"이라고도 함)에 의하여 합성했다.Resin 1B was synthesized by the following method (hereinafter also referred to as "PHS method").

[화학식 37][Formula 37]

Figure 112019067680281-pct00037
Figure 112019067680281-pct00037

Journal of the American Chemical Society, 131, 13949(2009)에 기재된 방법에 따라, 파라아세톡시스타이렌을 출발 원료로서, 수산화 나트륨 조건하에서 가수분해함으로써 파라하이드록시스타이렌을 양호한 수율로 합성했다.According to the method described in Journal of the American Chemical Society, 131, 13949 (2009), parahydroxystyrene was synthesized in good yield by hydrolyzing paraacetoxystyrene as a starting material under sodium hydroxide conditions.

온도계, 가스 취입관, 냉각관, 교반 장치 및 수욕을 구비한 4구 플라스크에 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트(PGMEA)를 60g 넣어, 질소 치환 후 80℃까지 승온했다. 거기에 파라하이드록시스타이렌 276.35g, 메타크릴산 t-뷰틸(와코 준야쿠제) 67.55g, 메타크릴산 벤질(와코 준야쿠제) 33.48g, 및 V-601(중합 개시제, 와코 준야쿠제) 13.12g을 241.1g의 PGMEA에 용해된 혼합 용액을 4시간 동안 적하했다. 적하 후, 80℃에서 3시간 교반시킨 반응 용액을 분액 깔대기로 옮기고, 거기에 아세트산 에틸과 희염산을 넣어 추출 조작을 3회 반복했다(염기성 불순물 제거). 계속해서 순수로 3회 정도 유기층을 세정한 후, 에바포레이션으로 농축한 점성의 액체에 헵테인을 투입하여 고체를 석출시켰다(1회째의 침전 정제). 상등액을 디캔테이션하여 얻어진 분체를 아세트산 에틸에 용해하고, 그 아세트산 에틸 용액을 헵테인 중에 천천히 적하하여 침전 정제를 행했다(2회째의 침전 정제). 석출한 분체를 여과 후, 헵테인으로 세정하고, 40℃에서 감압 건조했다. 목적의 수지 1B가 얻어진 것은 1H-NMR 및 GPC로 확인했다.60 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was put into a four-necked flask equipped with a thermometer, a gas blowing tube, a cooling tube, a stirrer, and a water bath, and the temperature was raised to 80°C after nitrogen substitution. In addition, 276.35 g of parahydroxystyrene, 67.55 g of t-butyl methacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 33.48 g of benzyl methacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), and 13.12 g of V-601 (polymerization initiator, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) A mixed solution dissolved in 241.1 g of PGMEA was added dropwise over 4 hours. After dripping, the reaction solution stirred at 80°C for 3 hours was transferred to a separatory funnel, and ethyl acetate and dilute hydrochloric acid were added thereto, and the extraction operation was repeated three times (to remove basic impurities). Subsequently, after washing the organic layer about three times with pure water, heptane was added to the viscous liquid concentrated by evaporation to precipitate a solid (first precipitation purification). The powder obtained by decantation of the supernatant was dissolved in ethyl acetate, and the ethyl acetate solution was slowly added dropwise into heptane to perform precipitation purification (second precipitation purification). The precipitated powder was filtered, washed with heptane, and dried under reduced pressure at 40°C. Obtaining the target Resin 1B was confirmed by 1 H-NMR and GPC.

<수지 2A의 합성><Synthesis of Resin 2A>

상술한 수지 1A(PACST법)의 합성 방법에 있어서, 모노머종을 변경한 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 하기 구조의 수지 2A를 합성했다. 목적의 수지 2A가 얻어진 것은 1H-NMR 및 GPC로 확인했다.Resin 2A having the following structure was synthesized by the same method except for changing the monomer species in the synthesis method of Resin 1A (PACST method) described above. Obtaining the target resin 2A was confirmed by 1 H-NMR and GPC.

<수지 2B의 합성><Synthesis of Resin 2B>

상술한 수지 1B(PHS법)의 합성 방법에 있어서, 모노머종을 변경한 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 하기 구조의 수지 2B를 합성했다. 목적의 수지 2B가 얻어진 것은 1H-NMR 및 GPC로 확인했다.Resin 2B having the following structure was synthesized by the same method except for changing the monomer species in the synthesis method of Resin 1B (PHS method) described above. Obtaining the target Resin 2B was confirmed by 1 H-NMR and GPC.

[화학식 38][Formula 38]

Figure 112019067680281-pct00038
Figure 112019067680281-pct00038

<수지 3A의 합성><Synthesis of Resin 3A>

상술한 수지 1A(PACST법)의 합성 방법에 있어서, 모노머종을 변경한 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 하기 구조의 수지 3A를 합성했다. 목적의 수지 3A가 얻어진 것은 1H-NMR 및 GPC로 확인했다.Resin 3A having the following structure was synthesized by the same method except for changing the monomer species in the synthesis method of Resin 1A (PACST method) described above. Obtaining the target resin 3A was confirmed by 1 H-NMR and GPC.

<수지 3B의 합성><Synthesis of Resin 3B>

상술한 수지 1B(PHS법)의 합성 방법에 있어서, 모노머종을 변경한 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 하기 구조의 수지 3B를 합성했다. 목적의 수지 3B가 얻어진 것은 1H-NMR 및 GPC로 확인했다.Resin 3B having the following structure was synthesized by the same method except for changing the monomer species in the synthesis method of Resin 1B (PHS method) described above. Obtaining the target Resin 3B was confirmed by 1 H-NMR and GPC.

[화학식 39][Formula 39]

Figure 112019067680281-pct00039
Figure 112019067680281-pct00039

<수지 4의 합성><Synthesis of Resin 4>

수지 4는, 하기 방법(고분자 반응)에 의하여 합성했다.Resin 4 was synthesized by the following method (polymer reaction).

[화학식 40][Formula 40]

Figure 112019067680281-pct00040
Figure 112019067680281-pct00040

Journal of the American Chemical Society, 131, 13949(2009)에 기재된 방법에 따라, 파라아세톡시스타이렌을 출발 원료로서, 수산화 나트륨 조건하에서 가수분해함으로써 파라하이드록시스타이렌을 양호한 수율로 합성했다.According to the method described in Journal of the American Chemical Society, 131, 13949 (2009), parahydroxystyrene was synthesized in good yield by hydrolyzing paraacetoxystyrene as a starting material under sodium hydroxide conditions.

온도계, 가스 취입관, 냉각관, 교반 장치 및 수욕을 구비한 4구 플라스크에 파라하이드록시스타이렌 210g과 45g의 t-뷰틸바이닐에터를 1000mL의 탈수 테트라하이드로퓨란(THF)에 용해하고, 거기에 탈수 파라톨루엔설폰산 1g을 첨가하며, 탈수제로서 몰레큘러 시브 (3A)를 30g 더 첨가하여, 실온에서 4시간 교반했다. 반응액을 여과한 후, 여과액을 물 3리터에 투입하여(염기성 불순물 제거), 석출한 분체를 여과 채취했다(1회째의 침전 정제). 얻어진 분체는 실온에서 감압 건조한 후에 2리터의 아세트산 에틸에 용해시키고, 50L의 헵테인으로 적하하여, 침전 정제했다(2회째의 침전 정제). 목적의 수지 4가 얻어진 것은 1H-NMR 및 GPC로 확인했다.Dissolve 210 g of parahydroxystyrene and 45 g of t-butylvinyl ether in 1000 mL of dehydrated tetrahydrofuran (THF) in a four-necked flask equipped with a thermometer, gas blowing tube, cooling tube, stirrer and water bath, and there 1 g of dehydrated p-toluenesulfonic acid was added thereto, and 30 g of a molecular sieve 3A was further added as a dehydrating agent, followed by stirring at room temperature for 4 hours. After filtering the reaction solution, the filtrate was poured into 3 liters of water (to remove basic impurities), and the precipitated powder was collected by filtration (first precipitation purification). The obtained powder was dried at room temperature under reduced pressure, dissolved in 2 liters of ethyl acetate, added dropwise to 50 L of heptane, and purified by precipitation (second precipitation purification). Obtaining the target Resin 4 was confirmed by 1 H-NMR and GPC.

<수지 5의 합성><Synthesis of Resin 5>

상술한 수지 1B(PHS법)의 합성 방법에 있어서, 모노머종을 변경한 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 하기 구조의 수지 5를 합성했다. 목적의 수지 5가 얻어진 것은 1H-NMR 및 GPC로 확인했다.Resin 5 having the following structure was synthesized by the same method except for changing the monomer species in the synthesis method of Resin 1B (PHS method) described above. Obtaining the target Resin 5 was confirmed by 1 H-NMR and GPC.

[화학식 41][Formula 41]

Figure 112019067680281-pct00041
Figure 112019067680281-pct00041

<수지 1A'의 합성><Synthesis of Resin 1A'>

상술한 수지 1A(PACST법)의 합성 방법에 있어서, 침전 정제를 1회로 한 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 수지 1A'를 합성했다.Resin 1A' was synthesized in the same manner as in the synthesis method of Resin 1A (PACST method) described above, except that precipitation purification was carried out once.

<수지 3B'의 합성><Synthesis of Resin 3B'>

상술한 수지 3B(PHS법)의 합성 방법에 있어서, 염기성 불순물 제거를 실시하지 않고, 침전 정제를 1회로 한 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 수지 3B'를 합성했다.Resin 3B' was synthesized in the same manner as in the synthesis method of Resin 3B (PHS method) described above, except that basic impurities were not removed and precipitation purification was carried out once.

<수지 2A'의 합성><Synthesis of Resin 2A'>

상술한 수지 2A(PACST법)의 합성 방법에 있어서, 염기성 불순물 제거를 실시하지 않았던 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 수지 2A'를 합성했다.Resin 2A' was synthesized in the same manner as in the synthesis method of Resin 2A (PACST method) described above, except that basic impurities were not removed.

<수지 4'의 합성><Synthesis of Resin 4'>

상술한 수지 4(고분자 반응)의 합성 방법에 있어서, 염기성 불순물 제거를 실시하지 않았던 것 이외에는 동일한 방법에 의하여, 수지 4를 합성했다.Resin 4 was synthesized in the same manner as in the method for synthesizing Resin 4 (polymer reaction) described above, except that basic impurities were not removed.

제1 표에, 합성한 각종 수지에 있어서의 반복 단위의 몰비율, 중량 평균 분자량(Mw), 및 분산도(Mw/Mn)를 나타낸다. 또한, 제1 표에 나타나는 각종 수지의 중량 평균 분자량(Mw) 및 분산도(Mw/Mn)는 GPC(캐리어: THF)에 의하여 측정했다(폴리스타이렌 환산량이다). 또, 수지의 조성비(몰%비)는, 13C-NMR에 의하여 측정했다.Table 1 shows the molar ratio of repeating units, weight average molecular weight (Mw), and degree of dispersion (Mw/Mn) in the synthesized various resins. In addition, the weight average molecular weight (Mw) and dispersion degree (Mw/Mn) of various resins shown in Table 1 were measured by GPC (carrier: THF) (polystyrene equivalent). In addition, the composition ratio (mol% ratio) of resin was measured by 13 C-NMR.

또한, 상기 수지 1A', 수지 2A', 수지 3B', 및 수지 4'는, 각각 수지 1A, 수지 2A, 수지 3B, 및 수지 4와 동일한 정도의 반복 단위의 몰비율, Mw 및 Mw/Mn을 나타냈다.In addition, the resin 1A', resin 2A', resin 3B', and resin 4' have the same molar ratios of repeating units, Mw, and Mw/Mn as those of Resin 1A, Resin 2A, Resin 3B, and Resin 4, respectively. showed up

[표 1][Table 1]

Figure 112019067680281-pct00042
Figure 112019067680281-pct00042

〔감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물의 조제〕[Preparation of actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition]

이하에, 제2 표에 나타내는 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에 포함되는 각종 성분을 나타낸다.Below, the various components contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition shown in the 2nd table|surface are shown.

<수지><Suzy>

제2 표에 나타나는 수지로서, 상단에서 합성한 수지를 이용했다.As the resin shown in Table 2, the resin synthesized in the upper stage was used.

<광산발생제><mine generator>

제2 표에 나타나는 광산발생제의 구조를 이하에 나타낸다.The structure of the photo-acid generator shown in Table 2 is shown below.

[화학식 42][Formula 42]

Figure 112019067680281-pct00043
Figure 112019067680281-pct00043

<산확산 제어제><Acid Diffusion Controlling Agent>

제2 표에 나타나는 산확산 제어제의 구조를 이하에 나타낸다.The structure of the acid diffusion control agent shown in Table 2 is shown below.

[화학식 43][Formula 43]

Figure 112019067680281-pct00044
Figure 112019067680281-pct00044

<계면활성제><Surfactant>

제2 표에 나타나는 계면활성제를 이하에 나타낸다.Surfactant shown in a 2nd table|surface is shown below.

W-1: 하기 구조의 것을 이용했다.W-1: The thing of the following structure was used.

[화학식 44][Formula 44]

Figure 112019067680281-pct00045
Figure 112019067680281-pct00045

<용제><Solvent>

제2 표에 나타나는 용제를 이하에 나타낸다.The solvent shown in the 2nd table|surface is shown below.

PGME: 프로필렌글라이콜모노메틸에터PGME: propylene glycol monomethyl ether

PGMEA: 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트PGMEA: propylene glycol monomethyl ether acetate

<감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물의 조제><Preparation of actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition>

제2 표에 나타낸 각 성분을, 후술하는 패턴 형성 후의 막두께가 11μm가 되도록 고형분을 조정하여 혼합했다. 이어서, 얻어진 혼합액을, 먼저 구멍 직경 50nm의 폴리에틸렌제 필터, 다음으로 구멍 직경 10nm의 나일론제 필터, 마지막으로 구멍 직경 5nm의 폴리에틸렌제 필터의 순서로 여과함으로써, 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물(이하, 수지 조성물이라고도 함)을 조액했다. 또한, 수지 조성물에 있어서, 고형분이란, 용제 이외의 모든 성분을 의미한다. 얻어진 수지 조성물을, 실시예 및 비교예에서 사용했다.Each component shown in Table 2 was mixed by adjusting the solid content so that the film thickness after pattern formation described later became 11 µm. Next, the obtained liquid mixture was filtered in the order of a polyethylene filter having a pore diameter of 50 nm, then a nylon filter having a pore diameter of 10 nm, and finally a polyethylene filter having a pore diameter of 5 nm in this order, thereby forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. (hereinafter also referred to as a resin composition) was prepared. In addition, in a resin composition, solid content means all components other than a solvent. The obtained resin composition was used in Examples and Comparative Examples.

또한, 각 조성물에 포함되는 25종(Na, K, Ca, Fe, Cu, Mg, Mn, Al, Li, Cr, Ni, Sn, Zn, Ag, As, Au, Ba, Cd, Co, Pb, Ti, V, W, Mo, Zr)의 금속 불순물 성분량을 Agilent Technologies사제 ICP-MS 장치(유도 결합 플라즈마 질량 분석계) "Agilent 7500cs"로 측정한바, 각 금속종의 함유량은 각각 10ppb 미만이었다.In addition, 25 types (Na, K, Ca, Fe, Cu, Mg, Mn, Al, Li, Cr, Ni, Sn, Zn, Ag, As, Au, Ba, Cd, Co, Pb, Ti, V, W, Mo, Zr) was measured with an ICP-MS device (inductively coupled plasma mass spectrometer) "Agilent 7500cs" manufactured by Agilent Technologies, and the content of each metal species was less than 10 ppb, respectively.

<248nm에 흡수를 갖는 불순물의 동정><Identification of impurities having absorption at 248 nm>

감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물이 함유하는 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물의 종류 및 함유량(질량%)을 측정했다. 실시예 1~실시예 8, 및 비교예 1~4의 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에서는, 각각 제2 표 중의 "파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물" 란에 나타내는 화합물 a~e가 관측되었다. 화합물 a~e의 구조와 함유량은, 액체 크로마토그래피에 의하여 동정했다.The type and content (% by mass) of impurities having absorption at a wavelength of 248 nm contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition were measured. In the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin compositions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4, compounds a to e shown in the column "Impurities having absorption at a wavelength of 248 nm" in Table 2, respectively, were observed. It became. The structures and contents of compounds a to e were identified by liquid chromatography.

또한, 화합물 a~e는, 각각 파라하이드록시스타이렌 및 그 변성물(화합물 a, c), 파라아세톡시스타이렌 및 그 변성물(화합물 b, d)과, 4-(tert-뷰톡시)스타이렌(화합물 e)이며, 모두 수지의 원료 성분 유래라고 추측되었다.In addition, compounds a to e are para-hydroxystyrene and its modified products (compounds a and c), para-acetoxystyrene and its modified products (compounds b and d), and 4-(tert-butoxy), respectively. It is styrene (compound e), and it is estimated that all are derived from the raw material component of resin.

이하에 화합물 a~e의 구체적인 구조를 나타낸다.The specific structure of compounds a-e is shown below.

[화학식 45][Formula 45]

Figure 112019067680281-pct00046
Figure 112019067680281-pct00046

<염기성 불순물의 동정><Identification of basic impurities>

감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물이 함유하는 염기성 불순물의 종류 및 함유량(질량%)을 측정했다. 실시예 1~실시예 8, 및 비교예 1~4의 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물에서는, 각각 제2 표 중의 "염기성 불순물" 란에 나타내는 화합물 x 및 z가 관측되었다. 화합물 x 및 z의 구조와 함유량은, 캐필러리 전기 영동법에 의하여 동정했다.The type and content (% by mass) of basic impurities contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition were measured. In the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin compositions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4, compounds x and z shown in the "basic impurity" column in Table 2 were respectively observed. The structures and contents of compounds x and z were identified by capillary electrophoresis.

또한, 화합물 x 및 z는, 각각 트라이에틸아민 및 수산화 나트륨이며, 모두 수지의 탈보호 시에 사용하는 염기성 화합물에서 유래하는 것이라고 추측되었다.In addition, compounds x and z are triethylamine and sodium hydroxide, respectively, and it was presumed that all of them are derived from basic compounds used in deprotection of the resin.

이하에 제2 표를 나타낸다.A 2nd table|surface is shown below.

또한, 표 중, 각 성분의 함유량은, 고형분 전체량에 대한 함유량(질량%)에 상당한다.In addition, in the table|surface, content of each component corresponds to content (mass %) with respect to the total amount of solid content.

[표 2][Table 2]

Figure 112019067680281-pct00047
Figure 112019067680281-pct00047

〔패턴 형성 및 각종 평가〕[Pattern Formation and Various Evaluations]

<패턴 형성: KrF 노광, 알칼리 현상><Pattern Formation: KrF Exposure, Alkali Development>

도쿄 일렉트론제 스핀 코터 ACT-8을 이용하여, 헥사메틸다이실라제인 처리를 실시한 Si 기판(Advanced Materials Technology사제) 상에, 반사 방지층을 마련하지 않고, 상기에서 조제한 수지 조성물을 기판이 정지한 상태에서 적하했다. 적하한 후, 기판을 회전하여, 그 회전수를, 3초간 500rpm으로 유지하고, 그 후 2초간 100rpm으로 유지하며, 추가로 3초간 500rpm으로 유지하고, 다시 2초간 100rpm으로 유지한 후, 막두께 설정 회전수(1200rpm)로 높여 60초간 유지했다. 그 후, 핫플레이트 상에서 130℃에서 60초간 가열 건조를 행하여, 막두께 11μm의 포지티브형 레지스트막을 형성했다. 이 레지스트막에 대하여, 축소 투영 노광 및 현상 후에 형성되는 패턴의 스페이스폭이 5μm, 피치폭이 25μm가 되는, 라인 앤드 스페이스 패턴을 갖는 마스크를 통하여, KrF 엑시머 레이저 스캐너(ASML제, PAS5500/850C, 파장 248nm)를 이용하여, NA=0.60, σ=0.75의 노광 조건에서 패턴 노광했다. 조사 후에 120℃에서 60초간 베이크하고, 2.38질량% 테트라메틸암모늄하이드록사이드(TMAH) 수용액을 이용하여 60초간 침지했다. 그 후, 30초간, 순수로 린스하고 건조하여, 스페이스폭이 5μm, 피치폭이 25μm인 고립 스페이스 패턴을 형성했다.Using Tokyo Electron spin coater ACT-8, the resin composition prepared above was applied on a Si substrate (manufactured by Advanced Materials Technology Co., Ltd.) subjected to hexamethyldisilasein treatment without providing an antireflection layer, while the substrate was still. Dropped. After dropping, the substrate was rotated, and the rotational speed was maintained at 500 rpm for 3 seconds, then at 100 rpm for 2 seconds, further at 500 rpm for 3 seconds, and again at 100 rpm for 2 seconds. It was raised to the set rotation speed (1200 rpm) and maintained for 60 seconds. Thereafter, heat drying was performed on a hot plate at 130° C. for 60 seconds to form a positive resist film having a film thickness of 11 μm. For this resist film, a KrF excimer laser scanner (manufactured by ASML, PAS5500/850C, wavelength 248 nm), pattern exposure was carried out under exposure conditions of NA = 0.60 and σ = 0.75. It baked at 120 degreeC for 60 second after irradiation, and immersed for 60 second using the 2.38 mass % tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution. Thereafter, it was rinsed with pure water for 30 seconds and dried to form an isolated space pattern having a space width of 5 μm and a pitch width of 25 μm.

상기 패턴 노광은, 축소 투영 노광 후의 스페이스폭이 5μm, 피치폭이 25μm가 되는, 라인 앤드 스페이스 패턴을 갖는 마스크를 개재하는 노광이며, 노광량은, 스페이스폭이 5μm, 피치폭이 25μm인 고립 스페이스 패턴을 형성하는 최적 노광량(감도)(mJ/cm2)으로 했다. 상기 감도의 결정에 있어서, 패턴의 스페이스폭의 측정은 주사형 전자 현미경(SEM(Scanning Electron Microscope))(주식회사 히타치 하이테크놀로지즈제 9380II)을 이용했다.The pattern exposure is exposure through a mask having a line-and-space pattern having a space width of 5 μm and a pitch width of 25 μm after reduction projection exposure, and the exposure amount is an isolated space pattern having a space width of 5 μm and a pitch width of 25 μm. It was set as the optimal exposure amount (sensitivity) (mJ/cm 2 ) to form . In determining the sensitivity, a scanning electron microscope (SEM) (9380II manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used to measure the space width of the pattern.

(성능 평가)(performance evaluation)

이하에 나타내는 방법으로, 얻어진 패턴의 평가를 행했다.The obtained pattern was evaluated by the method shown below.

현상 후의 웨이퍼의 단면 SEM의 결과로부터, 기판까지 해상되어 있지 않은 것은 N, 기판까지 해상되어 있지만 패턴의 직선성이 나쁜 것을 B, 패턴의 직선성이 좋은 것을 A로서 평가했다. 판정의 예를 도 1~도 3에 나타낸다. 도 1은, 판정이 N인 예이며, 도 2는, 판정이 B인 예이며, 도 3은, 판정이 A인 예이다.From the SEM results of the cross section of the wafer after development, those that were not resolved to the substrate were evaluated as N, those that were resolved to the substrate but with bad linearity of the pattern, and those with good linearity of the pattern were evaluated as A. Examples of determination are shown in FIGS. 1 to 3 . 1 is an example in which the judgment is N, FIG. 2 is an example in which the judgment is B, and FIG. 3 is an example in which the judgment is A.

평가 결과를 제3 표에 나타낸다.An evaluation result is shown to a 3rd table|surface.

[표 3][Table 3]

Figure 112019067680281-pct00048
Figure 112019067680281-pct00048

실시예 1~8의 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 이용한 경우에는, 모두 기판까지 해상되어 있는 것이 확인되었다.When the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of Examples 1-8 was used, it was confirmed that all were resolved to the board|substrate.

한편, 비교예 1~4의 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 이용한 경우에는, 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물 및 염기성 불순물의 영향에 의하여, 기판까지 해상되어 있지 않은 것이 확인되었다.On the other hand, when the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin compositions of Comparative Examples 1 to 4 were used, it was confirmed that they were not resolved to the substrate due to the influence of impurities having absorption at a wavelength of 248 nm and basic impurities.

Claims (11)

감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물을 이용하여 막두께가 1μm 이상인 레지스트막을 형성하는 레지스트막 형성 공정과,
상기 레지스트막을 노광하는 노광 공정과,
노광된 상기 레지스트막을, 현상액을 이용하여 현상하는 현상 공정을 포함하는 패턴 형성 방법이며,
상기 감활성광선성 또는 감방사선성 수지 조성물은, 수지, 및 하기 일반식(ZI), (ZII) 및 (ZIII) 중 어느 하나로 나타나는 광산발생제를 함유하고,
상기 수지는, 하기 일반식 (I)로 나타나는 반복 단위를 전체 반복 단위에 대하여 65~80몰% 함유하고,
파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물의 함유량이, 상기 수지에 대하여 1.00질량% 이하이고,
상기 수지는, 염기성 화합물의 존재하에서 합성되어 얻어진 수지이며, 또한 약산을 함유하는 용액을 이용하여 세정하는 공정을 포함하여 얻어진 수지이고,
상기 염기성 화합물에서 유래하는 염기성 불순물의 함유량이, 상기 수지에 대하여 0.10질량% 이하인, 패턴 형성 방법.
Figure 112022037744632-pct00057

[일반식 (ZI) 중,
R201, R202 및 R203은, 각각 독립적으로, 유기기를 나타내고, R201~R203 중 2개가 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
일반식 (ZII), 및 (ZIII) 중, R204~R207은, 각각 독립적으로, 아릴기, 알킬기 또는 사이클로알킬기를 나타낸다.
일반식 (ZI) 및 (ZII) 중 Z-는, 일반식(3) 또는 일반식(4)로 나타나는 음이온을 나타낸다.]
Figure 112022037744632-pct00058

[일반식 (3) 중,
o는, 1~3의 정수를 나타낸다. p는, 0~10의 정수를 나타낸다. q는, 0~10의 정수를 나타낸다.
Xf는, 불소 원자, 또는 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기를 나타낸다.
R4 및 R5는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 알킬기, 또는 적어도 하나의 불소 원자로 치환된 알킬기를 나타낸다. R4 및 R5가 복수 존재하는 경우, R4 및 R5는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
L은, 2가의 연결기를 나타낸다. L이 복수 존재하는 경우, L은, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
W는, 환상 구조를 포함하는 유기기를 나타낸다.]
Figure 112022037744632-pct00059

[일반식 (4) 중,
XB1 및 XB2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 불소 원자를 갖지 않는 1가의 유기기를 나타낸다.
XB3 및 XB4는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 1가의 유기기를 나타낸다.
L은, 2가의 연결기를 나타낸다. L이 복수 존재하는 경우, L은, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
q는, 0~10의 정수를 나타낸다.
W는, 환상 구조를 포함하는 유기기를 나타낸다.]
Figure 112022037744632-pct00060

[일반식 (I) 중,
R41, R42 및 R43은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 사이클로알킬기, 할로젠 원자, 사이아노기 또는 알콕시카보닐기를 나타낸다. 단, R42는 Ar4와 결합하여 환을 형성하고 있어도 되고, 그 경우의 R42는 단결합 또는 알킬렌기를 나타낸다.
X4는, 단결합을 나타낸다.
L4는, 단결합을 나타낸다.
Ar4는, (n+1)가의 방향족 탄화 수소기를 나타내고, R42와 결합하여 환을 형성하는 경우에는 (n+2)가의 방향족 탄화 수소기를 나타낸다.
n은, 1~5의 정수를 나타낸다.]
A resist film forming step of forming a resist film having a film thickness of 1 µm or more using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition;
an exposure step of exposing the resist film;
A pattern formation method comprising a developing step of developing the exposed resist film using a developing solution;
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a resin and a photo-acid generator represented by any of the following general formulas (ZI), (ZII) and (ZIII),
The resin contains 65 to 80 mol% of a repeating unit represented by the following general formula (I) based on all repeating units,
The content of impurities having absorption at a wavelength of 248 nm is 1.00% by mass or less with respect to the resin,
The resin is a resin obtained by synthesis in the presence of a basic compound, and is a resin obtained by including a step of washing with a solution containing a weak acid,
The pattern formation method, wherein the content of basic impurities derived from the basic compound is 0.10% by mass or less with respect to the resin.
Figure 112022037744632-pct00057

[In general formula (ZI),
R 201 , R 202 and R 203 each independently represent an organic group, and two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure.
In formulas (ZII) and (ZIII), R 204 to R 207 each independently represent an aryl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group.
In formulas (ZI) and (ZII), Z - represents an anion represented by formula (3) or formula (4).]
Figure 112022037744632-pct00058

[In formula (3),
o represents the integer of 1-3. p represents the integer of 0-10. q represents an integer of 0 to 10.
Xf represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom.
R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom. When a plurality of R 4 and R 5 exist, R 4 and R 5 may be the same or different, respectively.
L represents a divalent linking group. When a plurality of L's exist, L's may be the same or different, respectively.
W represents an organic group containing a cyclic structure.]
Figure 112022037744632-pct00059

[In formula (4),
X B1 and X B2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having no fluorine atom.
X B3 and X B4 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group.
L represents a divalent linking group. When a plurality of L's exist, L's may be the same or different, respectively.
q represents an integer of 0 to 10;
W represents an organic group containing a cyclic structure.]
Figure 112022037744632-pct00060

[In formula (I),
R 41 , R 42 and R 43 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group. However, R 42 may be bonded to Ar 4 to form a ring, in which case R 42 represents a single bond or an alkylene group.
X 4 represents a single bond.
L 4 represents a single bond.
Ar 4 represents a (n+1) valent aromatic hydrocarbon group, and when combined with R 42 to form a ring, represents an (n+2) valent aromatic hydrocarbon group.
n represents an integer of 1 to 5.]
청구항 1에 있어서,
상기 수지가, 산의 작용에 의하여 분해되어 극성이 증대하는 기를 갖는 반복 단위를 함유하는, 패턴 형성 방법.
The method of claim 1,
The pattern formation method according to claim 1 , wherein the resin contains a repeating unit having a group whose polarity is increased by being decomposed by an action of an acid.
삭제delete 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물이, 방향족 화합물인, 패턴 형성 방법.
According to claim 1 or claim 2,
The pattern formation method in which the impurity having absorption at the wavelength of 248 nm is an aromatic compound.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 파장 248nm에 흡수를 갖는 불순물이 일반식 (X)로 나타나는 화합물인, 패턴 형성 방법.
Figure 112022037744632-pct00061

Ra는, 일반식 (Y1)로 나타나는 기, 또는 일반식 (Y2)로 나타나는 기를 나타낸다.
R44는, 알킬기를 나타낸다.
Rb는, 수소 원자, 또는 보호기를 나타낸다. *는 결합 위치를 나타낸다.
According to claim 1 or claim 2,
The pattern formation method, wherein the impurity having absorption at a wavelength of 248 nm is a compound represented by general formula (X).
Figure 112022037744632-pct00061

R a represents a group represented by general formula (Y1) or a group represented by general formula (Y2).
R 44 represents an alkyl group.
R b represents a hydrogen atom or a protecting group. * indicates a binding position.
청구항 1에 기재된 패턴 형성 방법을 포함하는, 전자 디바이스의 제조 방법.A method for manufacturing an electronic device, including the pattern formation method according to claim 1. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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