KR20150048066A - Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, polymer, compound and method for manufacturing the same - Google Patents

Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, polymer, compound and method for manufacturing the same Download PDF

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Abstract

The present invention provides a radiation-sensitive resin composition with improved LWR performance, CD uniformity, resolution, rectangularity, the depth of focus, exposure margin, and MEEF performance. Particularly, provided are a polymer having a structure unit (I) represented by chemical formula (1), and a radiation-sensitive resin composition containing a radiation-sensitive acid generator. In the chemical formula (1), R^2 is hydrogen atoms or a monovalent organic group, R^3 is a monovalent organic group including polar group, and R^2 and R^3 are combined together so as to represent an alicyclic structure having 3 to 20 reduced water including a polar group formed with carbon atoms to which R^2 and R^3 are bonded. In addition, X and Y are independently a single bond, a divalent chain hydrocarbon group of carbon atoms 1 to 12, or a divalent alicyclic hydrocarbon group of carbon atoms 3 to 12, and R^2 or X and R^1 are combined with each other to represent a ring structure having 5 to 20 reduced water formed with an atomic chain to which R^2 or X and R^1 are bonded.

Description

감방사선성 수지 조성물, 레지스트 패턴 형성 방법, 중합체, 화합물 및 그의 제조 방법{RADIATION-SENSITIVE RESIN COMPOSITION, METHOD FOR FORMING RESIST PATTERN, POLYMER, COMPOUND AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition, a resist pattern forming method, a polymer, a compound and a method for producing the same,

본 발명은 감방사선성 수지 조성물, 레지스트 패턴 형성 방법, 중합체, 화합물 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition, a resist pattern forming method, a polymer, a compound and a process for producing the same.

반도체 디바이스, 액정 디바이스 등의 각종 전자 디바이스 구조의 미세화에 따라, 리소그래피 공정에서의 레지스트 패턴의 한층 더한 미세화가 요구되고 있으며, 그로 인해 다양한 감방사선성 수지 조성물이 검토되고 있다. 이러한 감방사선성 수지 조성물은 ArF 엑시머 레이저광 등의 원자외선, 전자선 등의 방사선의 조사에 의해 노광부에 산을 생성시키고, 이 산의 촉매 작용에 의해 노광부와 미노광부의 현상액에 대한 용해 속도에 차를 발생시켜, 기판 상에 레지스트 패턴을 형성시킨다.BACKGROUND ART [0002] As various electronic device structures such as semiconductor devices and liquid crystal devices are miniaturized, resist patterns in a lithography process are required to be further miniaturized, and thus various radiation-sensitive resin compositions have been studied. Such a radiation-sensitive resin composition can be produced by forming an acid in an exposed portion by irradiation with radiation such as deep ultraviolet rays such as ArF excimer laser light or electron beam, and dissolving the exposed portion of the exposed and unexposed portion in a developing solution And a resist pattern is formed on the substrate.

이러한 감방사선성 수지 조성물에는, 단순히 해상성 등이 우수할 뿐만 아니라 LWR(Line Width Roughness) 성능, CDU(Critical Dimension Uniformity: CD 균일성) 성능 등이 우수함과 동시에, 노광 여유도(Exposure Latitude), 초점 심도가 우수하고, 고정밀도인 패턴을 높은 수율로 얻는 것이 요구된다. 이 요구에 대해서는, 감방사선성 수지 조성물에 함유되는 중합체의 구조가 다양하게 검토되고 있으며, 부티로락톤 구조, 노르보르난락톤 구조 등의 락톤 구조를 가짐으로써, 레지스트 패턴의 기판에 대한 밀착성을 높임과 동시에, 이들의 성능을 향상시킬 수 있다는 것이 알려져 있다(일본 특허 공개 (평)11-212265호 공보, 일본 특허 공개 제2003-5375호 공보 및 일본 특허 공개 제2008-83370호 공보 참조).Such a radiation sensitive resin composition not only has excellent resolution and merits but also excellent LWR (Line Width Roughness) performance, CDU (Critical Dimension Uniformity) performance and the like, and also has excellent exposure latitude, It is required to obtain a pattern with a high depth of focus and a high precision with a high yield. With respect to this requirement, the structure of the polymer contained in the radiation-sensitive resin composition is variously examined, and by having a lactone structure such as a butyrolactone structure or a norbornane lactone structure, adhesion of the resist pattern to the substrate is enhanced (See Japanese Unexamined Patent Application Publication Nos. 11-212265, 2003-5375, and 2008-83370). It is known that the performance of these devices can be improved.

그러나, 레지스트 패턴의 미세화가 선폭 45nm 이하의 수준까지 진전되어 있는 현재에 있어서는, 상기 성능의 요구 수준은 더욱 높아져, 종래의 감방사선성 수지 조성물로는 이들 요구를 충족시킬 수는 없었다. 또한, 종래의 감방사선성 수지 조성물에서는 패턴의 상부 손실(top loss)이 일어나는 경우가 있으며, 단면 형상의 직사각형성이 우수한 패턴을 얻기 어려운 경우가 있다는 문제가 있다. 또한, 레지스트 패턴에 대하여 최근에는 MEEF(Mask Error Enhancement Factor) 성능 등의 성능이 높은 것도 요구된다.However, at present, when the fineness of the resist pattern has progressed to a level of 45 nm or less in line width, the required level of performance is further increased, and the conventional radiation-sensitive resin composition can not satisfy these requirements. In addition, in the conventional radiation-sensitive resin composition, top loss of the pattern sometimes occurs, and there is a problem that it is difficult to obtain a pattern having excellent rectangularity in sectional shape. In addition, a resist pattern having high performance such as MEEF (Mask Error Enhancement Factor) performance is recently required.

일본 특허 공개 (평)11-212265호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-212265 일본 특허 공개 제2003-5375호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-5375 일본 특허 공개 제2008-83370호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-83370

본 발명은 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것이며, 그의 목적은 LWR 성능, CD 균일성, 해상성, 단면 형상의 직사각형성, 초점 심도, 노광 여유도 및 MEEF 성능(이하, 「LWR 성능 등」이라고도 함)이 우수한 감방사선성 수지 조성물을 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made based on the above-described circumstances, and its object is to provide a method of manufacturing a semiconductor device, which has LWR performance, CD uniformity, resolution, rectangularity of sectional shape, depth of focus, exposure margin and MEEF performance ), Which is excellent in radiation resistance.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 발명은, 하기 화학식 (1)로 표시되는 구조 단위 (I)을 갖는 중합체(이하, 「[A] 중합체」라고도 함), 및 감방사선성 산 발생체(이하, 「[B] 감방사선성 산 발생체」라고도 함)를 함유하는 감방사선성 수지 조성물이다.The present invention for solving the above problems is characterized in that a polymer having a structural unit (I) represented by the following general formula (1) (hereinafter also referred to as a "[A] polymer") and a radiation- (B) a radiation-sensitive acid generator ").

Figure pat00001
Figure pat00001

(화학식 (1) 중, R1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R2는 수소 원자 또는 1가의 유기기이고, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이되, 단 R2 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수(環員數) 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있고, R4는 1가의 유기기이고, X 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이되, 단 X 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이고, R2 또는 X와 R1은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 원자쇄와 함께 구성되는, 환원수 5 내지 20의 환 구조를 나타낼 수도 있음) (1), R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 3 is a monovalent organic group containing a polar group, R 2 and R 3 may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 ring members including a polar group, which is constituted together with carbon atoms to which they are bonded, R 4 is a monovalent organic group, and X and Y is independently a single bond, a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, provided that at least one of X and Y is a divalent straight chain A hydrocarbon group or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, and R 2 or X and R 1 may be combined with each other to form a ring structure having a reduced number of 5 to 20,

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 별도의 발명은, 레지스트막을 형성하는 공정, 상기 레지스트막을 노광하는 공정, 및 상기 노광된 레지스트막을 현상하는 공정을 갖는 레지스트 패턴 형성 방법이며, 상기 레지스트막을 상기 감방사선성 수지 조성물로 형성하는 것을 특징으로 하는 레지스트 패턴 형성 방법이다.In another aspect of the present invention, there is provided a resist pattern forming method comprising forming a resist film, exposing the resist film, and developing the exposed resist film, A resist pattern forming method comprising:

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 별도의 발명은, 하기 화학식 (1)로 표시되는 구조 단위 (I)을 갖는 중합체이다.Another invention made to solve the above problems is a polymer having a structural unit (I) represented by the following general formula (1).

Figure pat00002
Figure pat00002

(화학식 (1) 중, R1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R2는 수소 원자 또는 1가의 유기기이고, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이되, 단 R2 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있고, R4는 1가의 유기기이고, X 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이되, 단 X 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이고, R2 또는 X와 R1은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 원자쇄와 함께 구성되는, 환원수 5 내지 20의 환 구조를 나타낼 수도 있음) (1), R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 3 is a monovalent organic group containing a polar group, R 2 and R 3 may combine with each other to form an alicyclic structure having a reducing number of 3 to 20, which is constituted together with the carbon atoms to which they are bonded, and R 4 is a monovalent organic group; X and Y are each independently , A bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, provided that at least one of X and Y is a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a divalent straight chain hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms And R < 2 > or X and R < 1 > are taken together with the atomic group to which they are bonded to form a ring structure having a reduced number of 5 to 20)

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 별도의 발명은 하기 화학식 (5)로 표시되는 화합물이다.A separate invention for solving the above problems is a compound represented by the following chemical formula (5).

Figure pat00003
Figure pat00003

(화학식 (5) 중, R1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R2는 수소 원자 또는 1가의 유기기이고, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이되, 단 R2 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있고, R4는 1가의 유기기이고, X 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이되, 단 X 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이고, R2 또는 X와 R1은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 원자쇄와 함께 구성되는, 환원수 5 내지 20의 환 구조를 나타낼 수도 있음) (5), R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 3 is a monovalent organic group containing a polar group, R 2 and R 3 may combine with each other to form an alicyclic structure having a reducing number of 3 to 20, which is constituted together with the carbon atoms to which they are bonded, and R 4 is a monovalent organic group; X and Y are each independently , A bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, provided that at least one of X and Y is a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a divalent straight chain hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms And R < 2 > or X and R < 1 > are taken together with the atomic group to which they are bonded to form a ring structure having a reduced number of 5 to 20)

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 별도의 발명은, 하기 화학식 (a)로 표시되는 화합물과 하기 화학식 (b)로 표시되는 화합물을 반응시키는 공정을 갖는, 하기 화학식 (5a)로 표시되는 화합물의 제조 방법이다. Another invention made to solve the above problems is a process for producing a compound represented by the following formula (5a) having a step of reacting a compound represented by the following formula (a) with a compound represented by the following formula (b) to be.

Figure pat00004
Figure pat00004

(화학식 (a), (b) 및 (5a) 중, R1A는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R2A는 수소 원자 또는 1가의 유기기이고, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이되, 단 R2A 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있고, R4는 1가의 유기기이고, XA 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이되, 단 XA 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이고, Z는 할로겐 원자, 히드록시기 또는 -OCOR'이고, R'은 탄소수 1 내지 30의 1가의 탄화수소기임) (Wherein R 1A is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, R 2A is a hydrogen atom or a monovalent organic group, and R 3 is a polar group. In the formulas (a), (b) , Provided that R 2 A and R 3 may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 reduced groups including a polar group together with the carbon atom to which they are bonded, and R 4 is a monovalent organic group , X A and Y are each independently a single bond, a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, provided that at least one of X A and Y is a straight- Z is a halogen atom, a hydroxy group, or -OCOR ', and R' is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms), a divalent acyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms,

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 별도의 발명은, 하기 화학식 (e)로 표시되는 화합물과 하기 화학식 (f)로 표시되는 화합물을 금속 아연의 존재 하에서 반응시키는 공정을 갖는, 하기 화학식 (5b)로 표시되는 화합물의 제조 방법이다. Another invention made to solve the above problems is a process for producing a compound represented by the following formula (5b) having a step of reacting a compound represented by the following formula (e) and a compound represented by the following formula (f) ≪ / RTI >

Figure pat00005
Figure pat00005

(화학식 (e), (f) 및 (5b) 중, R2A는 수소 원자 또는 1가의 유기기이고, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이되, 단 R2A 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있고, R4는 1가의 유기기이고, Y는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이고, RX 및 RY는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자 또는 탄소쇄와 함께 구성되는, 환원수 3 내지 10의 지환 구조를 나타내고, a는 1 내지 4의 정수이고, a가 2 이상인 경우, 복수개의 RX는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수개의 RY는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, RZ는 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 10의 1가의 지환식 탄화수소기이고, T는 할로겐 원자이고, A는 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시탄화수소기 또는 -OCORT이고, RT는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기임) (In the formulas (e), (f) and (5b), R 2A is a hydrogen atom or a monovalent organic group and R 3 is a monovalent organic group containing a polar group, provided that R 2A and R 3 are combined with each other, And R 4 is a monovalent organic group; Y is a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms; or a divalent straight chain hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, And R X and R Y each independently represent a hydrogen atom or a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or may be bonded together with a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded to form a bivalent alicyclic hydrocarbon group A is an integer of 1 to 4, and when a is 2 or more, plural R x may be the same or different, and plural R y may be the same or different from each other And may be different , R Z is a group having 1 to 10 monovalent chain hydrocarbon group or a monovalent alicyclic having 3 to 10 hydrocarbon group, T is a halogen atom, A is a monovalent oxyhydrocarbon of a halogen atom, a hydroxyl group, having 1 to 20 carbon atoms Group or -OCOR T and R T is a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms)

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 별도의 발명은, 하기 화학식 (g)로 표시되는 화합물과 하기 화학식 (f)로 표시되는 화합물을 금속 아연의 존재 하에서 반응시키는 공정을 갖는, 하기 화학식 (5c)로 표시되는 화합물의 제조 방법이다.Another invention made to solve the above problems is a process for producing a compound represented by the following formula (5c) having a step of reacting a compound represented by the formula (g) and a compound represented by the formula (f) ≪ / RTI >

Figure pat00006
Figure pat00006

(화학식 (g), (f) 및 (5c) 중, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이고, R4는 1가의 유기기이고, Y는 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이고, RV 및 RW는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 유기기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자 또는 탄소쇄와 함께 구성되는, 환원수 3 내지 10의 환 구조를 나타내고, a는 1 내지 4의 정수이고, a가 2 이상인 경우, 복수개의 RV는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수개의 RW는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, T는 할로겐 원자이고, A는 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시탄화수소기 또는 -OCORT이고, RT는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기임)(In the formulas (g), (f) and (5c), R 3 is a monovalent organic group containing a polar group, R 4 is a monovalent organic group and Y is a single bond, a divalent straight chain A hydrocarbon group or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms; R V and R W each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, A is an integer of 1 to 4, and when a is 2 or more, a plurality of R v may be the same or different from each other and, a plurality of R W is and may be the same or different, T is a halogen atom, a is a monovalent oxyhydrocarbon of a halogen atom, a hydroxyl group, having 1 to 20 carbon atoms or -OCOR T, R T is a C1 To 20 monovalent hydrocarbon groups)

여기서 「유기기」란, 적어도 1개의 탄소 원자를 포함하는 기를 말한다. 「탄화수소기」란, 쇄상 탄화수소기, 지환식 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기를 포함한다. 이 「탄화수소기」는 포화 탄화수소기일 수도 불포화 탄화수소기일 수도 있다. 「극성기」란, 예를 들어 카르복시기, 히드록시기, 아미노기, 술포기 등의 헤테로 원자 함유기를 말한다.Herein, the term "organic group" means a group containing at least one carbon atom. The "hydrocarbon group" includes a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. The " hydrocarbon group " may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group. The term " polar group " refers to a heteroatom-containing group such as a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group or a sulfo group.

본 발명의 감방사선성 수지 조성물 및 레지스트 패턴 형성 방법에 따르면, 우수한 노광 여유도, 초점 심도, MEEF 성능을 발휘하면서, 우수한 LWR 성능, CD 균일성 및 단면 형상의 직사각형성을 갖고, 해상성이 높은 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 본 발명의 중합체는 상기 감방사선성 수지 조성물의 중합체 성분으로서 적절하게 사용할 수 있다. 본 발명의 화합물은 상기 중합체의 단량체로서 적절하게 사용할 수 있다. 본 발명의 화합물의 제조 방법에 따르면, 상기 화합물을 간편하면서도 양호한 수율로 제조할 수 있다. 따라서, 이들은 향후 더욱 미세화가 진행될 것으로 예상되는 반도체 디바이스 제조용에 적절하게 사용할 수 있다. According to the radiation-sensitive resin composition and the method of forming a resist pattern of the present invention, it is possible to provide a radiation-sensitive resin composition and a resist pattern forming method which exhibit excellent LWR performance, CD uniformity, and rectangularity of cross-sectional shape while exhibiting excellent exposure margin, depth of focus, MEEF performance, A resist pattern can be formed. The polymer of the present invention can be suitably used as a polymer component of the radiation-sensitive resin composition. The compound of the present invention can be suitably used as a monomer of the polymer. According to the method for producing the compound of the present invention, the above compound can be produced easily and at a good yield. Therefore, they can be suitably used for manufacturing semiconductor devices, which are expected to be further miniaturized in the future.

<감방사선성 수지 조성물> <Radiation-Resistant Resin Composition>

상기 감방사선성 수지 조성물은 [A] 중합체 및 [B] 감방사선성 산 발생체를 함유한다. 상기 감방사선성 수지 조성물은, 적합 성분으로서 [C] 산 확산 제어체, [D] 불소 원자 함유 중합체(이하, 「[D] 중합체」라고도 함), [E] [A] 중합체 및 [D] 중합체 이외의 중합체(이하, 「[E] 중합체」라고도 함), [F] 용매 및 [G] 편재화 촉진제를 함유할 수도 있고, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 그 밖의 성분을 함유할 수도 있다. The radiation-sensitive resin composition contains the [A] polymer and the [B] radiation-sensitive acid generator. The radiation-sensitive resin composition preferably contains, as a suitable component, [C] an acid diffusion control material, [D] a fluorine atom-containing polymer (hereinafter also referred to as a " (Hereinafter also referred to as "[E] polymer"), a [F] solvent and a [G] uniformalization accelerator, and may contain other components within the range not impairing the effects of the present invention It is possible.

상기 감방사선성 수지 조성물은 중합체 성분으로서 베이스 중합체만을 함유하고 있을 수도 있고, 베이스 중합체 이외에 발수성 중합체 첨가제를 함유할 수도 있다. 「베이스 중합체」란, 감방사선성 수지 조성물로 형성되는 레지스트막의 주성분이 되는 중합체를 말하며, 바람직하게는 레지스트막을 구성하는 전체 중합체에 대하여 50질량% 이상을 차지하는 중합체를 말한다. 또한, 「발수성 중합체 첨가제」란, 감방사선성 수지 조성물에 함유시킴으로써, 형성되는 레지스트막의 표층에 편재화되는 경향을 갖는 중합체이다. 베이스 중합체가 되는 중합체보다 소수성이 높은 중합체는 레지스트막 표층에 편재화되는 경향이 있어, 발수성 중합체 첨가제로서 기능시킬 수 있다. 상기 감방사선성 수지 조성물은 발수성 중합체 첨가제를 함유함으로써, 레지스트막으로부터의 산 발생체 등의 용출을 억제할 수 있음과 동시에, 형성된 레지스트막 표면이 높은 동적 접촉각을 나타내기 때문에, 레지스트막 표면은 우수한 물빠짐 특성을 발휘할 수 있다. 이에 따라 액침 노광 공정에 있어서, 레지스트막 표면과 액침 매체를 차단하기 위한 상층막을 별도 형성하는 것을 요하지 않고 고속 스캔 노광을 가능하게 할 수 있다. 상기 감방사선성 수지 조성물이 발수성 첨가제를 함유하는 경우, 발수성 중합체 첨가제의 함유량의 하한으로서는, 베이스 중합체 100질량부에 대하여 0.1질량부가 바람직하고, 0.3질량부가 보다 바람직하고, 0.5질량부가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 20질량부가 바람직하고, 15질량부가 보다 바람직하고, 10질량부가 더욱 바람직하다. 상기 감방사선성 수지 조성물에 있어서의 베이스 중합체의 함유량의 하한으로서는, 상기 감방사선성 수지 조성물 중의 전체 고형분에 대하여 70질량%가 바람직하고, 80질량%가 보다 바람직하고, 85질량%가 더욱 바람직하다.The radiation-sensitive resin composition may contain only a base polymer as a polymer component, or may contain a water repellent polymer additive in addition to a base polymer. The term &quot; base polymer &quot; refers to a polymer as a main component of a resist film formed of a radiation-sensitive resin composition, and preferably refers to a polymer that accounts for 50 mass% or more of the total polymer constituting the resist film. The &quot; water-repellent polymer additive &quot; is a polymer having a tendency to be unevenly distributed in the surface layer of the formed resist film by being contained in the radiation-sensitive resin composition. The polymer having higher hydrophobicity than the polymer as the base polymer tends to be unevenly distributed in the surface layer of the resist film, and can function as a water repellent polymer additive. Since the radiation-sensitive resin composition contains a water-repellent polymer additive, dissolution of an acid generator or the like from the resist film can be suppressed, and the surface of the formed resist film exhibits a high dynamic contact angle, The water-dropping property can be exhibited. Thus, in the liquid immersion lithography process, it is not necessary to separately form an upper layer film for shielding the surface of the resist film and the immersion medium, and it is possible to perform a high-speed scanning exposure. When the radiation-sensitive resin composition contains a water-repellent additive, the lower limit of the content of the water-repellent polymer additive is preferably 0.1 part by mass, more preferably 0.3 part by mass, further preferably 0.5 part by mass with respect to 100 parts by mass of the base polymer. The upper limit of the content is preferably 20 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, further preferably 10 parts by mass. The lower limit of the content of the base polymer in the radiation-sensitive resin composition is preferably 70% by mass, more preferably 80% by mass, and even more preferably 85% by mass, based on the total solid content in the radiation sensitive resin composition .

상기 감방사선성 수지 조성물에 있어서 중합체가 발수성 중합체 첨가제로서 양호하게 기능하기 위해서는, 발수성 중합체 첨가제를 구성하는 중합체는 불소 원자를 갖는 중합체인 것이 바람직하고, 또한 그의 불소 원자 함유율이 베이스 중합체의 불소 원자 함유율보다 큰 것이 보다 바람직하다. 발수성 중합체 첨가제의 불소 원자 함유율이 베이스 중합체의 불소 원자 함유율보다 크면, 형성된 레지스트막에 있어서 발수성 중합체 첨가제가 그의 표층에 편재화되는 경향이 보다 높아지기 때문에, 레지스트막 표면의 높은 물빠짐성 등의 발수성 중합체 첨가제의 소수성에서 기인하는 특성이 보다 효과적으로 발휘된다. 발수성 중합체 첨가제를 구성하는 중합체의 불소 원자 함유율의 하한으로서는 1질량%가 바람직하고, 3질량%가 보다 바람직하고, 5질량%가 더욱 바람직하고, 7질량%가 특히 바람직하다. 또한, 이 불소 원자 함유율(질량%)은 13C-NMR의 측정에 의해 구한 중합체의 구조로부터 산출할 수 있다.In order for the polymer to function well as a water-repellent polymer additive in the radiation-sensitive resin composition, the polymer constituting the water-repellent polymer additive is preferably a polymer having a fluorine atom, and the fluorine atom content thereof is preferably in the range of Is more preferable. If the fluorine atom content of the water repellent polymer additive is larger than the fluorine atom content of the base polymer, the water repellent polymer additive tends to be unevenly distributed in its surface layer in the formed resist film, so that the water repellent polymer The properties attributable to the hydrophobicity of the additive are more effectively exhibited. The lower limit of the fluorine atom content of the polymer constituting the water repellent polymer additive is preferably 1% by mass, more preferably 3% by mass, still more preferably 5% by mass, and particularly preferably 7% by mass. The fluorine atom content (% by mass) can be calculated from the structure of the polymer determined by 13 C-NMR measurement.

상기 감방사선성 수지 조성물에 있어서의 중합체 성분의 형태로서는, 예를 들어 (1) 베이스 중합체로서의 [A] 중합체, (2) 베이스 중합체로서의 [A] 중합체 및 발수성 중합체 첨가제로서의 [A] 중합체, (3) 베이스 중합체로서의 [A] 중합체 및 발수성 중합체 첨가제로서의 [D] 중합체, (4) 베이스 중합체로서의 [D] 중합체 및 발수성 중합체 첨가제로서의 [A] 중합체를 각각 함유하는 경우 등을 들 수 있다. 상기 (1) 내지 (3)과 같이 베이스 중합체가 [A] 중합체인 감방사선성 수지 조성물은, 특히 초점 심도가 우수하다는 효과를 발휘한다. 또한, 상기 (2) 및 (4)와 같이 발수성 중합체 첨가제로서의 [A] 중합체를 함유하는 감방사선성 수지 조성물은, 특히 형성되는 레지스트 패턴에 있어서의 결함의 발생이 억제된다는 효과를 발휘한다. 이 경우, 상기 (2)와 같이 베이스 중합체 및 발수성 중합체 첨가제의 양쪽을 [A] 중합체로 하면, 이 결함 억제성을 보다 향상시킬 수 있다. 이하, 상기 감방사선성 수지 조성물의 각 성분에 대하여 설명한다. Examples of the form of the polymer component in the radiation sensitive resin composition include (A) a polymer as the base polymer, (2) the [A] polymer as the base polymer and the [A] polymer as the water repellent polymer additive, 3) polymer [A] as a base polymer and a [D] polymer as a water repellent polymer additive, [4] a polymer [D] as a base polymer and a polymer [A] as a water repellent polymer additive. The radiation-sensitive resin composition in which the base polymer is the [A] polymer as described in the above (1) to (3) exhibits an effect of particularly excellent depth of focus. Further, the radiation-sensitive resin composition containing the polymer [A] as the water-repellent polymer additive as in the above (2) and (4) has an effect of suppressing the occurrence of defects in the resist pattern to be formed. In this case, when both the base polymer and the water-repellent polymer additive are made of the polymer [A] as in the above (2), the defect restraining property can be further improved. Hereinafter, each component of the radiation-sensitive resin composition will be described.

<[A] 중합체> <[A] Polymer>

[A] 중합체는 구조 단위 (I)을 갖는 중합체이다. 상기 감방사선성 수지 조성물을 사용함으로써 우수한 노광 여유도, 초점 심도, MEEF 성능을 발휘하면서, 우수한 LWR 성능, CD 균일성 및 단면 형상의 직사각형성을 갖고, 해상성이 높은 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 상기 감방사선성 수지 조성물이 상기 구성을 가짐으로써 상기 효과를 발휘하는 이유에 대해서는 반드시 명확하지는 않지만, 예를 들어 이하와 같이 추정할 수 있다. 즉, [A] 중합체의 구조 단위 (I)은 주쇄에 결합하는 에스테르기의 근방에 극성기를 갖는다. 구조 단위 (I)은 이러한 구조를 가짐으로써, [A] 중합체의 강직성과 극성이 적절하게 높아져, 레지스트막 중에서 [B] 감방사선성 산 발생체로부터 발생하는 산의 확산을 적절하게 제어할 수 있다. 또한, [A] 중합체의 용해성이 높아지고, 그 결과 상술한 LWR 성능 등이 향상된다.[A] Polymer is a polymer having a structural unit (I). By using the radiation sensitive resin composition, it is possible to form a resist pattern having high LWR performance, CD uniformity and rectangular cross-sectional shape and high resolution while exhibiting excellent exposure margin, depth of focus and MEEF performance . The reason why the radiation-sensitive resin composition has the above-mentioned structure and exhibits the above effect is not necessarily clear, but can be estimated as follows, for example. That is, the structural unit (I) of the polymer [A] has a polar group in the vicinity of an ester group bonded to the main chain. The structure unit (I) has such a structure that the rigidity and polarity of the [A] polymer are appropriately increased, and the diffusion of the acid generated from the [B] radiation-sensitive acid generator in the resist film can be suitably controlled . Further, the solubility of the [A] polymer is increased, and as a result, the above-described LWR performance and the like are improved.

[A] 중합체는, 구조 단위 (I) 이외에도 후술하는 하기 화학식 (2) 또는 (3)으로 표시되는 구조 단위 (II), 구조 단위 (I) 이외의 구조 단위이며 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조, 술톤 구조, 히드록시기 또는 옥소기를 포함하는 구조 단위 (III)을 갖는 것이 바람직하고, 또한 구조 단위 (I) 내지 (III) 이외의 그 밖의 구조 단위를 가질 수도 있다. [A] 중합체는, 상기 구조 단위를 각각 1종으로 또는 2종 이상 가질 수도 있다. 이하, 각 구조 단위에 대하여 설명한다.The polymer [A] is a structural unit other than the structural unit (I), the structural unit (II) and the structural unit (I) represented by the following formula (2) , A sultone structure, a hydroxyl group or an oxo group, and may have other structural units other than the structural units (I) to (III). The polymer [A] may have one or more of the structural units described above. Hereinafter, each structural unit will be described.

[구조 단위 (I)] [Structural unit (I)]

구조 단위 (I)은, 하기 화학식 (1)로 표시된다.The structural unit (I) is represented by the following formula (1).

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 (1) 중, R1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. R2는 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. 단, R2 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있다. R4는 1가의 유기기이다. X 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. 단 X 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. R2 또는 X와 R1은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 원자쇄와 함께 구성되는, 환원수 5 내지 20의 환 구조를 나타낼 수도 있다.In the above formula (1), R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. Provided that R 2 and R 3 may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 reduced groups containing a polar group together with carbon atoms to which they are bonded. R 4 is a monovalent organic group. X and Y each independently represent a single bond, a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. Provided that at least one of X and Y is a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. R 2 or X and R 1 may represent a ring structure having a reduced number of 5 to 20, which is taken together with the atomic group to which they are bonded.

R1로서는, 구조 단위 (I)을 부여하는 단량체의 공중합성의 관점에서 수소 원자 및 메틸기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.As R 1 , a hydrogen atom and a methyl group are preferable from the viewpoint of copolymerization of a monomer giving the structural unit (I), and a methyl group is more preferable.

R2가 수소 원자 또는 1가의 유기기인 경우, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. 이 경우, [A] 중합체의 운동성이나 용해성을 용이하게 제어할 수 있다고 추정된다.When R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. In this case, it is presumed that the mobility and solubility of the polymer [A] can be easily controlled.

R2의 1가의 유기기는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 극성기를 포함할 수도 있다. 즉, R2의 1가의 유기기로서, 예를 들어 극성기를 포함하는 1가의 유기기 등도 들 수 있다.The monovalent organic group of R 2 may contain a polar group, so long as the effect of the present invention is not impaired. That is, as a monovalent organic group of R 2 , for example, a monovalent organic group including a polar group may be used.

R2의 1가의 유기기로서는, 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 쇄상 탄화수소기, 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기, 탄소수 6 내지 20의 1가의 방향족 탄화수소기 등의 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group of R 2 include a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, Monovalent hydrocarbon groups, and the like.

탄소수 1 내지 20의 쇄상 탄화수소기로서는, 예를 들어As the chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, for example,

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

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

에티닐기, 프로피닐기, 부티닐기 등의 알키닐기 등을 들 수 있다.An alkynyl group such as an ethynyl group, a propynyl group, and a butynyl group.

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

시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 단환의 시클로알킬기;Monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl and cyclohexyl groups;

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

시클로프로페닐기, 시클로부테닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기 등의 단환의 시클로알케닐기;Monocyclic cycloalkenyl groups such as cyclopropenyl group, cyclobutenyl group, cyclopentenyl group and cyclohexenyl group;

노르보르네닐기, 트리시클로데세닐기 등의 다환의 시클로알케닐기 등을 들 수 있다.Cycloalkenyl groups such as a norbornenyl group and a tricyclodecenyl group; and the like.

탄소수 6 내지 20의 1가의 방향족 탄화수소기로서는, 예를 들어As the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, for example,

페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기, 안트릴기 등의 아릴기;An aryl group such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, and an anthryl group;

벤질기, 페네틸기, 나프틸메틸기 등의 아르알킬기 등을 들 수 있다.And aralkyl groups such as a benzyl group, a phenethyl group and a naphthylmethyl group.

R2로서는, 이들 중에서 [A] 중합체의 운동성을 보다 용이하게 제어할 수 있다는 관점에서 수소 원자 및 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기가 바람직하고, 수소 원자 및 탄소수 1 내지 20의 쇄상 탄화수소기가 보다 바람직하고, 메틸기가 더욱 바람직하다.Of these, R &lt; 2 &gt; is preferably a hydrogen atom and a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom and a chain hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms, from the viewpoint of more easily controlling the motility of the polymer And a methyl group is more preferable.

R3의 극성기를 제외한 부분으로서는, 예를 들어 R2의 1가의 유기기로서 예시한 기 등을 들 수 있다.Examples of the moiety excluding the polar group of R 3 include, for example, groups exemplified as a monovalent organic group of R 2 .

R3의 극성기로서는, 예를 들어As the polar group of R 3 , for example,

불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자, 히드록시기, 아미노기, 카르복시기, 알콕시기, 아미드기, 시아노기 등의 1가의 극성기;A monovalent polar group such as a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, an alkoxy group, an amide group or a cyano group;

-O-, =O, -CO-, -CO2-, -O-CO2-, -NH-, -S-, -SO2-, -O-SO2- 등의 2가의 극성기;A divalent polar group such as -O-, -O-, -CO-, -CO 2 -, -O-CO 2 -, -NH-, -S-, -SO 2 -, -O-SO 2 -;

-CON< 등의 3가의 극성기 등을 들 수 있다.And a trivalent polar group such as -CON <

R3의 극성기로서는, 이들 중에서 [A] 중합체의 현상액에 대한 용해성을 보다 용이하게 조정할 수 있다는 관점에서 히드록시기, -O-, -CO2-, -O-CO2-, -O-SO2- 및 -CON<이 바람직하고, 히드록시기, -CO2- 및 -O-SO2-가 보다 바람직하다.As the polar group of R 3 , a hydroxyl group, -O-, -CO 2 -, -O-CO 2 -, -O-SO 2 -, and -O- are preferred from the viewpoint of more easily adjusting the solubility of the polymer [A] And -CON <are preferable, and a hydroxy group, -CO 2 - and -O-SO 2 - are more preferable.

R3의 극성기를 포함하는 1가의 유기기로서는, 예를 들어 하기 화학식 (a-1) 내지 (a-44)로 표시되는 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group containing a polar group of R 3 include groups represented by the following formulas (a-1) to (a-44).

Figure pat00008
Figure pat00008

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 화학식 (a-1) 내지 (a-44) 중, 각각의 *는 결합손이다.In the above formulas (a-1) to (a-44), each * is a bonding hand.

R3의 극성기를 포함하는 1가의 유기기로서는, 이들 중에서 [A] 중합체의 용해성을 보다 용이하게 제어할 수 있다는 관점에서, 극성기로서 불소 원자, 히드록시기, 아미노기, 시아노기, -CO2- 및 -O-SO2-를 각각 포함하는 1가의 유기기가 바람직하고, 상기 화학식 (a-1), (a-5), (a-12), (a-13), (a-15), (a-18), (a-21), (a-31), (a-36), (a-37), (a-38) 및 (a-42)로 각각 표시되는 기가 보다 바람직하고, 극성기로서 -CO2-를 포함하는 1가의 유기기가 더욱 바람직하고, 상기 화학식 (a-15)로 표시되는 기가 특히 바람직하다.As a monovalent organic group containing a polar group of R 3 , a fluorine atom, a hydroxy group, an amino group, a cyano group, -CO 2 - and --COO- groups as a polar group from the viewpoint that the solubility of the polymer [A] O-SO 2 - preferably the first organic group is monovalent, including, respectively, and the formula (a-1), (a -5), (a-12), (a-13), (a-15), (a More preferably a group represented by (a-21), (a-21), (a-31) More preferably a monovalent organic group containing -CO 2 -, and particularly preferably a group represented by the above formula (a-15).

R2 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있다. 이 경우에도 마찬가지로, [A] 중합체의 운동성이나 용해성을 용이하게 제어할 수 있다고 추정된다.R 2 and R 3 may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 reduced groups comprising a polar group, which is constituted together with the carbon atoms to which they are bonded. In this case as well, it is presumed that the mobility and solubility of the polymer [A] can be easily controlled.

극성기를 제외한 상기 지환 구조로서는, 예를 들어 환원수 3 내지 20의 지환식 탄화수소 구조 등을 들 수 있다.As the alicyclic structure excluding the polar group, for example, an alicyclic hydrocarbon structure of 3 to 20 in reduced number can be given.

탄소수 3 내지 20의 지환식 탄화수소 구조로서는, 예를 들어As the alicyclic hydrocarbon structure having 3 to 20 carbon atoms, for example,

시클로프로판 구조, 시클로부탄 구조, 시클로펜탄 구조, 시클로헥산 구조, 시클로옥탄 구조 등의 단환의 지환식 탄화수소 구조;Monocyclic alicyclic hydrocarbon structures such as a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, and a cyclooctane structure;

노르보르난 구조, 아다만탄 구조 등의 다환의 지환식 탄화수소 구조 등을 들 수 있다.A norbornane structure, and an adamantane structure, and the like.

탄소수 3 내지 20의 지환식 탄화수소 구조로서는, 이들 중에서 [A] 중합체의 용해성을 보다 용이하게 제어할 수 있다는 관점에서, 시클로프로판 구조, 시클로부탄 구조, 시클로펜탄 구조, 노르보르난 구조 및 아다만탄 구조가 바람직하고, 시클로프로판 구조, 노르보르난 구조 및 아다만탄 구조가 보다 바람직하다. As the alicyclic hydrocarbon structure having 3 to 20 carbon atoms, from the viewpoint that the solubility of the polymer [A] can be more easily controlled, a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a norbornane structure, Structure is preferable, and a cyclopropane structure, a norbornane structure and an adamantane structure are more preferable.

환원수 3 내지 20의 지환 구조의 극성기로서는, 예를 들어 R3의 극성기로서 예시한 기 등을 들 수 있다.Examples of the polar group of the alicyclic structure of the reduced number 3 to 20 include the groups exemplified as the polar group of R 3 .

환원수 3 내지 20의 지환 구조의 극성기로서는, 이들 중에서 [A] 중합체의 현상액에 대한 용해성을 용이하게 조정할 수 있다는 관점에서, 불소 원자, 히드록시기, -O-, -CO-, -CO2-, -SO2-, -O-SO2- 및 -CON<이 바람직하고, 히드록시기, -CO2- 및 -O-SO2-가 보다 바람직하다.As the polar group of the alicyclic structure of the reduced number 3 to 20, a fluorine atom, a hydroxy group, -O-, -CO-, -CO 2 -, - SO 2 -, -O-SO 2 - and -CON <are preferable, and a hydroxy group, -CO 2 - and -O-SO 2 - are more preferable.

극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조로서는, 예를 들어 하기 화학식 (b-1) 내지 (b-14)로 표시되는 구조 등을 들 수 있다.Examples of the alicyclic structure of the reducing group 3 to 20 including the polar group include the structures represented by the following formulas (b-1) to (b-14).

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 화학식 (b-1) 내지 (b-14) 중, 각각의 *는 결합손이다.In the above formulas (b-1) to (b-14), each * is a bonding hand.

극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조로서는, 이들 중에서 [A] 중합체의 용해성을 적절하게 높이는 관점에서, 극성기로서 히드록시기, -O-, -CO2- 및 -O-SO2-를 각각 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조가 바람직하고, 상기 화학식 (b-1), (b-3), (b-9), (b-10), (b-11) 및 (b-13)으로 각각 표시되는 기가 보다 바람직하다.As the alicyclic structure of the reduced group 3 to 20 containing a polar group, a hydroxyl group, -O-, -CO 2 - and -O-SO 2 - are included as the polar group, respectively, from the viewpoint of appropriately increasing the solubility of the polymer [A] (B-3), (b-9), (b-10), (b-11) and (b-13) And the group represented by each is more preferable.

R4의 1가의 유기기로서는, 예를 들어 R2의 1가의 유기기로서 예시한 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group represented by R 4 include groups exemplified as monovalent organic groups of R 2 , and the like.

R4의 1가의 유기기는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, R2의 경우와 마찬가지로 극성기를 포함할 수도 있다. 즉, R4의 1가의 유기기로서는, 예를 들어 극성기를 포함하는 1가의 유기기 등도 들 수 있다.The monovalent organic group of R 4 may contain a polar group as in the case of R 2 so long as the effect of the present invention is not impaired. That is, examples of monovalent organic groups represented by R 4 include monovalent organic groups including a polar group.

R4의 1가의 유기기로서는, 예를 들어 하기 화학식 (c-1) 내지 (c-14)로 표시되는 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group represented by R 4 include groups represented by the following formulas (c-1) to (c-14).

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 화학식 (c-1) 내지 (c-14) 중, 각각의 *는 결합손이다.In the above formulas (c-1) to (c-14), each * is a bonding hand.

R4에 포함되어 있을 수도 있는 극성기로서는, 예를 들어 R3의 극성기로서 예시한 기 등을 들 수 있다.Examples of the polar group which may be contained in R 4 include, for example, groups exemplified as the polar group of R 3 .

R4에 포함되어 있을 수도 있는 극성기로서는, 이들 중에서 [A] 중합체의 용해성을 보다 용이하게 제어할 수 있다는 관점에서, 불소 원자, 히드록시기, -CO2- 및 -O-SO2-가 바람직하다.As the polar group which may be contained in R 4 , a fluorine atom, a hydroxy group, -CO 2 - and -O-SO 2 - are preferable from the viewpoint that the solubility of the polymer [A] can be more easily controlled.

R4의 극성기를 포함하는 1가의 유기기로서는, 예를 들어 상기 화학식 (a-1) 내지 (a-44)로 표시되는 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group containing the polar group of R 4 include groups represented by the above formulas (a-1) to (a-44).

또한, R4는 산 해리성기일 수도, 비(非)산 해리성기일 수도 있다. R4를 산 해리성 기로 하면, 구조 단위 (I)에 의해 산 해리성과 극성을 함께 발휘시킬 수 있으며, [A] 중합체의 용해성을 보다 적당하게 조절할 수 있고, 그 결과 상기 감방사선성 수지 조성물의 LWR 성능 등을 보다 높일 수 있다.R 4 may be an acid dissociable group or a non-acid dissociable group. When R 4 is an acid dissociable group, the acid dissociability and polarity can be exerted together with the structural unit (I), and the solubility of the polymer [A] can be controlled more appropriately. As a result, LWR performance and the like can be further increased.

R4의 1가의 유기기로서는, 이들 중에서 [A] 중합체와 [B] 산 해리성 산 발생체의 상용성이 높아지는 관점에서, R4가 1가의 산 해리성기, 및 극성기로서 불소 원자, 히드록시기, -CO2- 및 -O-SO2-를 각각 포함하는 1가의 유기기가 바람직하고, 1가의 산 해리성기가 보다 바람직하고, 상기 화학식 (c-2), (c-3), (c-4), (c-5), (c-8), (c-9) 및 (c-12)로 각각 표시되는 기가 더욱 바람직하다.As the monovalent organic group of R 4, those from [A] a polymer with [B] the acid dissociation in view increasing the compatibility-sensitive acid generating material, R 4 is monovalent acid-dissociable group, and the polar group as a fluorine atom, a hydroxy group, -CO 2 - and -O-SO 2 - a divalent organic group containing 1 each preferably and, a monovalent acid-dissociable group, and the more preferred, the formula (c-2), (c -3), (c-4 ), (c-5), (c-8), (c-9) and (c-12).

X 및 Y의 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기로서는, 예를 들어As the bivalent straight chain hydrocarbon group of 1 to 12 carbon atoms for X and Y, for example,

메탄디일기, 에탄디일기, 프로판디일기, 부탄디일기 등의 알칸디일기;Alkanediyl groups such as methanediyl, ethanediyl, propanediyl and butanediyl;

에텐디일기, 프로펜디일기, 부텐디일기 등의 알켄디일기;Alkenediyl groups such as an etendiyl group, a propenediyl group, and a butenediyl group;

에틴디일기, 프로핀디일기, 부틴디일기 등의 알킨디일기 등을 들 수 있다.An alkynediyl group such as an ethynyl group, an ethynyl group, an ethynyl group, an ethynyl group, an ethynyl group, an ethynyl group, an ethynyl group, an ethynyl group, an ethynyl group,

X 및 Y의 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기로서는, 예를 들어Examples of the bivalent alicyclic hydrocarbon group of 3 to 12 carbon atoms represented by X and Y include,

시클로프로판디일기, 시클로부탄디일기, 시클로펜탄디일기, 시클로헥산디일기 등의 단환의 시클로알칸디일기;Monocyclic cycloalkanediyl groups such as cyclopropanediyl, cyclobutanediyl, cyclobutanediyl, cyclopentanediyl, cycloheptanediyl and cyclohexanediyl;

시클로프로펜디일기, 시클로부텐디일기 등의 단환의 시클로알켄디일기;Monocyclic cycloalkenediyl groups such as cyclopropenediyl group and cyclobutenediyl group;

노르보르난디일기, 아다만탄디일기, 트리시클로데칸디일기, 테트라시클로도데칸디일기 등의 다환의 시클로알칸디일기;A polycyclic cycloalkanediyl group such as a norbornanediyl group, an adamantanediyl group, a tricyclodecanediyl group, and a tetracyclododecanediyl group;

노르보르넨디일기, 트리시클로데센디일기 등의 다환의 시클로알켄디일기 등을 들 수 있다.Norbornenediyl group, and tricyclodecenediyl group, and the like can be given.

탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 및 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 아다만틸기, 노르보르닐기 등의 1가의 지환식 탄화수소기를 치환기로서 가질 수도 있다.The bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and the bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms may have a substituent such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group and a norbornyl group, A monovalent alicyclic hydrocarbon group may be substituted as a substituent.

보다 구체적으로는, X 및 Y의 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 및 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기로서는, 예를 들어 하기 화학식 (d-1) 내지 (d-12)로 표시되는 기 등을 들 수 있다.More specifically, examples of the divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and the divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms represented by X and Y include groups represented by the following formulas (d-1) to (d-12) And the like.

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 화학식 (d-1) 내지 (d-12) 중, 각각의 *는 결합손이다.In the above formulas (d-1) to (d-12), each * is a bonding hand.

X 및 Y는 바람직하게는 탄소수 1 이상 4 이하, 보다 바람직하게는 탄소수 1 및 2의 2가의 지방족 탄화수소기이다. 이 경우, [A] 중합체의 운동성을 보다 용이하게 제어할 수 있다. 단, X 및 Y 중 적어도 1개는, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기를 나타낸다.X and Y are preferably a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 and 2 carbon atoms. In this case, the mobility of the polymer [A] can be more easily controlled. Provided that at least one of X and Y represents a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms.

X 및 Y로서는, 이들 중에서 [A] 중합체의 운동성을 보다 용이하게 제어하는 관점에서, 단결합, 알칸디일기 및 시클로알칸디일기가 바람직하고, 단결합, 상기 화학식 (d-1), (d-2), (d-3), (d-5) 및 (d-11)로 각각 표시되는 기가 보다 바람직하고, 단결합, 상기 화학식 (d-1) 및 (d-3)으로 각각 표시되는 기가 더욱 바람직하다.As X and Y, a single bond, an alkanediyl group and a cycloalkanediyl group are preferable from the viewpoint of more easily controlling the motility of the polymer [A], and a single bond, the above-mentioned formulas (d-1) and (D-3), (d-5) and (d-11) are more preferable and the groups represented by the formulas (d-1) and Is more preferable.

상기 R2와 R1이 서로 합쳐져 이들이 결합하는 원자쇄와 함께 구성되는, 환원수 5 내지 20의 환 구조로서는, 예를 들어Examples of the ring structure of the reduced number 5 to 20, in which R 2 and R 1 are combined with each other to form an atomic chain to which they are bonded,

부티로락톤 구조, 발레로락톤 구조, 카프로락톤 구조 등의 락톤 구조;A lactone structure such as a butyrolactone structure, a valerolactone structure, and a caprolactone structure;

옥사부티로락톤 구조, 옥사발레로락톤 등의 옥사락톤 구조 등을 들 수 있다.And oxalactone structures such as oxabutyl lactone structure and oxabalorolactone.

이들 중에서 락톤 구조가 바람직하고, 환원수 5 내지 8의 락톤 구조가 보다 바람직하고, 부티로락톤 구조 및 발레로락톤 구조가 더욱 바람직하고, 부티로락톤 구조가 특히 바람직하다.Among them, a lactone structure is preferable, a lactone structure having a reduced number of 5 to 8 is more preferable, a butyrolactone structure and a valerolactone structure are more preferable, and a butyrolactone structure is particularly preferable.

상기 X와 R1이 서로 합쳐져 이들이 결합하는 원자쇄와 함께 구성되는, 환원수 5 내지 20의 환 구조로서는, 예를 들어 부티로락톤 구조, 발레로락톤 구조, 카프로락톤 구조 등의 락톤 구조 등을 들 수 있다.Examples of the ring structure of a reduced number of 5 to 20, in which X and R 1 are combined with each other to form an atomic chain to which they are bonded, include lactone structures such as a butyrolactone structure, a valerolactone structure, and a caprolactone structure. .

이들 중에서 환원수 5 내지 8의 락톤 구조가 바람직하고, 부티로락톤 구조 및 발레로락톤 구조가 보다 바람직하고, 부티로락톤 구조가 더욱 바람직하다.Of these, a lactone structure having a reduced number of 5 to 8 is preferable, a butyrolactone structure and a valerolactone structure are more preferable, and a butyrolactone structure is more preferable.

구조 단위 (I)로서는, 하기 화학식 (1a)로 표시되는 구조 단위 (이하, 「구조 단위 (Ia)」라고도 함), 하기 화학식 (1b)로 표시되는 구조 단위 (이하, 「구조 단위 (Ib)」라고도 함) 및 하기 화학식 (1c)로 표시되는 구조 단위 (이하, 「구조 단위 (Ic)」라고도 함)가 바람직하다.Examples of the structural unit (I) include a structural unit represented by the following formula (1a) (hereinafter also referred to as "structural unit (Ia)"), a structural unit represented by the following formula (1b) (Hereinafter also referred to as &quot; structural unit (Ic) &quot;) and a structural unit represented by the following formula (1c)

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 화학식 (1a) 중, R1A는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. R2A는 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. 단, R2A 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있다. R4는 1가의 유기기이다. XA 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. 단, XA 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다.In the above formula (1a), R 1A is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 2A is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. Provided that R &lt; 2A &gt; and R &lt; 3 &gt; may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 reduced groups containing a polar group, R 4 is a monovalent organic group. X A and Y are each independently a single bond, a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. Provided that at least one of X A and Y is a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms.

상기 화학식 (1b) 중, R2A는 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. 단, R2A 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있다. R4는 1가의 유기기이다. Y는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. RX 및 RY는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자 또는 탄소쇄와 함께 구성되는, 환원수 3 내지 10의 지환 구조를 나타낸다. a는 1 내지 4의 정수이다. a가 2 이상인 경우, 복수개의 RX는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수개의 RY는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. RZ는 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 10의 1가의 지환식 탄화수소기이다.In the above formula (1b), R 2A is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. Provided that R &lt; 2A &gt; and R &lt; 3 &gt; may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 reduced groups containing a polar group, R 4 is a monovalent organic group. Y is a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. R X and R Y are each independently a hydrogen atom or a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms in which these groups are combined with each other to form a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded, . a is an integer of 1 to 4; When a is 2 or more, plural R x may be the same or different, and plural R y may be the same or different. R Z is a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms.

상기 화학식 (1c) 중, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. R4는 1가의 유기기이다. Y는 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. RV 및 RW는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 유기기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자 또는 탄소쇄와 함께 구성되는, 환원수 3 내지 10의 환 구조를 나타낸다. a는 1 내지 4의 정수이다. a가 2 이상인 경우, 복수개의 RV는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수개의 RW는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.In the above formula (1c), R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. R 4 is a monovalent organic group. Y is a single bond, a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. R V and R W are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, or a combination of these groups combined with a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded, 10 &lt; / RTI &gt; ring structure. a is an integer of 1 to 4; When a is 2 or more, plural R V may be the same or different, and plural R W may be the same or different.

상기 구조 단위 (Ib)는, 구조 단위 (I)의 X와 R1이 서로 합쳐져 이들이 결합하는 -COO-와 함께 환원수 5 내지 8의 락톤 구조를 구성한 것이다. 상기 구조 단위 (Ic)는, 구조 단위 (I)의 X가 단결합이며, R2와 R1이 서로 합쳐져 이들이 결합하는 -COO-와 함께 환원수 5 내지 8의 락톤 구조를 구성한 것이다.The structural unit (Ib) is a structure in which X and R 1 of the structural unit (I) are combined with each other to form a lactone structure having a reduced number of 5 to 8 together with -COO- to which they are bonded. In the structural unit (Ic), X in the structural unit (I) is a single bond, and R 2 and R 1 are combined with each other to form a lactone structure having a reduced number of 5 to 8 together with -COO- bonded thereto.

구조 단위 (I)로서는, 예를 들어 하기 화학식 (I-1) 내지 (I-186)으로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (I) include structural units represented by the following formulas (I-1) to (I-186).

Figure pat00014
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Figure pat00015
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Figure pat00016
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Figure pat00017
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구조 단위 (I)로서는, 이들 중에서 [A] 중합체의 운동성이나 용해성을 보다 용이하게 제어하는 관점에서, 상기 화학식 (I-1) 내지 (I-7), (I-9), (I-11), (I-13) 내지 (I-18), (I-20), (I-22) 내지 (I-25), (I-29), (I-31) 내지 (I-33), (I-36), (I-37), (I-39), (I-41), (I-42), (I-44) 내지 (I-47), (I-51), (I-53), (I-58), (I-61), (I-99) 및 (I-131) 내지 (I-154)로 각각 표시되는 구조 단위가 바람직하고, 상기 화학식 (I-1) 및 (I-37)로 각각 표시되는 구조 단위가 특히 바람직하다.(I-1) to (I-7), (I-9), and (I-11) (I-13) to (I-18), (I-20), (I-22) (I-36), (I-37), I-39, I-41, I-42, I-44 to I- (I-1) is preferably a structural unit represented by the formula (I-5), (I-58), (I-61) And (I-37) are particularly preferable.

구조 단위 (I)의 함유 비율의 하한으로서는 [A] 중합체가 베이스 중합체인 경우, [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 1몰%가 바람직하고, 5몰%가 보다 바람직하고, 10몰%가 더욱 바람직하고, 15몰%가 특히 바람직하다. 구조 단위 (I)의 함유 비율의 상한으로서는 100몰%가 바람직하고, 70몰%가 보다 바람직하고, 50몰%가 더욱 바람직하고, 35몰%가 특히 바람직하고, 25몰%가 더욱 특히 바람직하다. 상기 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 상술한 LWR 성능 등이 향상된다. 상기 함유 비율이 상기 하한 미만이면, 상기 효과가 충분히 발휘되지 않는 경우가 있다. 상기 함유 비율이 상기 상한을 초과하면, 상기 감방사선성 수지 조성물의 패턴 형성성이 저하되는 경우가 있다.When the polymer [A] is a base polymer, the lower limit of the content of the structural unit (I) is preferably 1 mol%, more preferably 5 mol%, and preferably 10 mol%, based on the total structural units constituting the polymer [A] %, And particularly preferably 15 mol%. The upper limit of the content of the structural unit (I) is preferably 100 mol%, more preferably 70 mol%, still more preferably 50 mol%, still more preferably 35 mol% and still more preferably 25 mol% . By setting the content ratio within the above range, the above-described LWR performance and the like are improved. When the content ratio is less than the above lower limit, the above effects may not be sufficiently exhibited. When the content ratio exceeds the upper limit, the pattern-forming property of the radiation-sensitive resin composition may be deteriorated.

또한, [A] 중합체가 발수성 중합체 첨가제인 경우, 구조 단위 (I)의 함유 비율의 하한으로서는 [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 1몰%가 바람직하고, 5몰%가 보다 바람직하고, 20몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 95몰%가 바람직하고, 60몰%가 보다 바람직하고, 40몰%가 더욱 바람직하다.When the polymer [A] is a water-repellent polymer additive, the lower limit of the content of the structural unit (I) is preferably 1 mol%, more preferably 5 mol%, with respect to the total structural units constituting the polymer [A] , And still more preferably 20 mol%. The upper limit of the content is preferably 95 mol%, more preferably 60 mol%, still more preferably 40 mol%.

<화합물> <Compound>

구조 단위 (I)을 부여하는 화합물로서는, 예를 들어 하기 화학식 (5)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.As the compound giving the structural unit (I), for example, a compound represented by the following formula (5) can be given.

Figure pat00025
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화학식 (5) 중, R1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. R2는 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. 단 R2 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있다. R4는 1가의 유기기이다. X 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. 단, X 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. R2 또는 X와 R1은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 원자쇄와 함께 구성되는, 환원수 5 내지 20의 환 구조를 나타낼 수도 있다.In the formula (5), R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. Provided that R &lt; 2 &gt; and R &lt; 3 &gt; are taken together with the carbon atom to which they are attached to form an alicyclic structure of 3 to 20 in number including a polar group. R 4 is a monovalent organic group. X and Y each independently represent a single bond, a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. Provided that at least one of X and Y is a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. R 2 or X and R 1 may represent a ring structure having a reduced number of 5 to 20, which is taken together with the atomic group to which they are bonded.

화학식 (5)로 표시되는 화합물로서는, 하기 화학식 (5a)로 표시되는 화합물, 하기 화학식 (5b)로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 (5c)로 표시되는 화합물이 바람직하다.As the compound represented by the formula (5), a compound represented by the following formula (5a), a compound represented by the following formula (5b) and a compound represented by the following formula (5c) are preferable.

Figure pat00026
Figure pat00026

상기 화학식 (5a) 중, R1A는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. R2A는 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. 단, R2A 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있다. R4는 1가의 유기기다. XA 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. 단, XA 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다.In the above formula (5a), R 1A is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 2A is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. Provided that R &lt; 2A &gt; and R &lt; 3 &gt; may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 reduced groups containing a polar group, R 4 is a monovalent organic radical. X A and Y are each independently a single bond, a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. Provided that at least one of X A and Y is a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms.

상기 화학식 (5b) 중, R2A는 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. 단, R2A 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있다. R4는 1가의 유기기이다. Y는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. RX 및 RY는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자 또는 탄소쇄와 함께 구성되는, 환원수 3 내지 10의 지환 구조를 나타낸다. a는 1 내지 4의 정수이다. a가 2 이상인 경우, 복수개의 RX는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수개의 RY는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. RZ는 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 10의 1가의 지환식 탄화수소기이다.In the above formula (5b), R 2A is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. Provided that R &lt; 2A &gt; and R &lt; 3 &gt; may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 reduced groups containing a polar group, R 4 is a monovalent organic group. Y is a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. R X and R Y are each independently a hydrogen atom or a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms in which these groups are combined with each other to form a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded, . a is an integer of 1 to 4; When a is 2 or more, plural R x may be the same or different, and plural R y may be the same or different. R Z is a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms.

상기 화학식 (5c) 중, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. R4는 1가의 유기기이다. Y는 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. RV 및 RW는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 유기기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자 또는 탄소쇄와 함께 구성되는, 환원수 3 내지 10의 환 구조를 나타낸다. a는 1 내지 4의 정수이다. a가 2 이상인 경우, 복수개의 RV는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수개의 RW는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.In the above formula (5c), R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. R 4 is a monovalent organic group. Y is a single bond, a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. R V and R W are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, or a combination of these groups combined with a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded, 10 &lt; / RTI &gt; ring structure. a is an integer of 1 to 4; When a is 2 or more, plural R V may be the same or different, and plural R W may be the same or different.

보다 구체적으로 화학식 (5)로 표시되는 화합물로서는, 예를 들어 하기 화학식 (e-1) 내지 (e-186)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.More specifically, examples of the compound represented by the formula (5) include compounds represented by the following formulas (e-1) to (e-186).

Figure pat00027
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Figure pat00028
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Figure pat00029
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Figure pat00037
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상기 화학식 (5)로 표시되는 화합물로서는, 이들 중에서 [A] 중합체의 운동성이나 용해성을 보다 용이하게 제어하는 관점에서, 상기 화학식 (e-1) 내지 (e-7), (e-9), (e-11), (e-13) 내지 (e-18), (e-20), (e-22) 내지 (e-25), (e-29), (e-31) 내지 (e-33), (e-36), (e-37), (e-39), (e-41), (e-42), (e-44) 내지 (e-47), (e-51), (e-53), (e-58), (e-61), (e-99) 및 (e-131) 내지 (e-154)로 각각 표시되는 화합물이 바람직하고, 상기 화학식 (e-1) 및 (e-37)로 각각 표시되는 화합물이 특히 바람직하다.(E-1) to (e-7), (e-9), and (e-5) (e-11), (e-13) to (e-18), (e-20) (E-44) to (e-47), (e-51), ), e-53, e-58, e-61, e-99 and e-131 to e- -1) and (e-37) are particularly preferable.

<화합물의 제조 방법> &Lt; Preparation method of compound &

상기 화학식 (5a)로 표시되는 화합물은,The compound represented by the above formula (5a)

하기 화학식 (a)로 표시되는 화합물과 하기 화학식 (b)로 표시되는 화합물을 반응시키는 공정을 갖는 제조 방법에 의해 간편하면서도 양호한 수율로 제조할 수 있다.Can be produced in a simple and good yield by a production method having a step of reacting a compound represented by the formula (a) and a compound represented by the formula (b) shown below.

Figure pat00039
Figure pat00039

상기 화학식 (a), (b) 및 (5a) 중, R1A는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. R2A는 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. 단, R2A 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있다. R4는 1가의 유기기이다. XA 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. 단, XA 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. Z는 할로겐 원자, 히드록시기 또는 -OCOR'이다. R'은 탄소수 1 내지 30의 1가의 탄화수소기이다.In the above formulas (a), (b) and (5a), R 1A is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 2A is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. Provided that R &lt; 2A &gt; and R &lt; 3 &gt; may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 reduced groups containing a polar group, R 4 is a monovalent organic group. X A and Y are each independently a single bond, a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. Provided that at least one of X A and Y is a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. Z is a halogen atom, a hydroxy group or -OCOR '. R 'is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.

일례를 들면, 화학식 (a)로 표시되는 화합물과 화학식 (b)로 표시되는 화합물을 트리에틸아민 등의 염기의 존재 하에, 아세토니트릴 등의 용매 중에서 반응시킴으로써 화학식 (5a)로 표시되는 화합물이 생성된다. 이 반응액을 농축한 후, 분액 조작, 증류, 재결정, 칼럼 크로마토그래피 등으로 적절하게 처리함으로써 화학식 (5a)로 표시되는 화합물을 단리할 수 있다.For example, a compound represented by the formula (5a) is produced by reacting a compound represented by the formula (a) and a compound represented by the formula (b) in a solvent such as acetonitrile in the presence of a base such as triethylamine or the like do. The reaction solution is concentrated and then subjected to separation treatment, distillation, recrystallization, column chromatography or the like to isolate the compound represented by formula (5a).

또한, 상기 X가 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기인 경우, 화학식 (a)로 표시되는 화합물은,When X is a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, the compound represented by the formula (a)

하기 화학식 (c)로 표시되는 화합물과 하기 화학식 (d)로 표시되는 화합물을 아연의 존재 하에서 반응시키는 공정A step of reacting a compound represented by the formula (c) and a compound represented by the formula (d) in the presence of zinc

을 갖는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.By weight.

Figure pat00040
Figure pat00040

상기 화학식 (a), (c) 및 (d) 중, R2A는 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. 단, R2A 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있다. R4는 1가의 유기기이다. XA는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. Y는 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. Z'은 할로겐 원자이다.In the above formulas (a), (c) and (d), R 2A is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. Provided that R &lt; 2A &gt; and R &lt; 3 &gt; may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 reduced groups containing a polar group, R 4 is a monovalent organic group. X A is a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. Y is a single bond, a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. Z 'is a halogen atom.

일례를 들면, XA가 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기인 경우, 상기 화학식 (c)로 표시되는 카르보닐 화합물과 상기 화학식 (d)로 표시되는 할로겐 화합물을 금속 아연의 존재 하에, 테트라히드로푸란 등의 용매 중에서 반응시킴으로써, 상기 화학식 (a)로 표시되는 화합물이 얻어진다.For example, when X A is a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, the carbonyl compound represented by the formula (c) and the compound represented by the formula (d) Is reacted with a halogen compound in the presence of metal zinc in a solvent such as tetrahydrofuran to obtain a compound represented by the above formula (a).

Z'으로 표시되는 할로겐 원자로서는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있다. 이들 중에서 수율 향상의 관점에서 염소 원자 및 브롬 원자가 바람직하고, 브롬 원자가 보다 바람직하다.Examples of the halogen atom represented by Z 'include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Among them, chlorine atom and bromine atom are preferable and bromine atom is more preferable from the viewpoint of yield improvement.

상기 화학식 (5b)로 표시되는 화합물은,The compound represented by the above formula (5b)

하기 화학식 (e)로 표시되는 화합물과 하기 화학식 (f)로 표시되는 화합물을 금속 아연의 존재 하에서 반응시키는 공정A step of reacting a compound represented by the following formula (e) with a compound represented by the following formula (f) in the presence of metal zinc

을 갖는 제조 방법에 의해 간편하면서도 양호한 수율로 제조할 수 있다.Can be produced easily and at a good yield by the production method having

Figure pat00041
Figure pat00041

상기 화학식 (e), (f) 및 (5b) 중, R2A는 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. 단, R2A 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있다. R4는 1가의 유기기이다. Y는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. RX 및 RY는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자 또는 탄소쇄와 함께 구성되는, 환원수 3 내지 10의 지환 구조를 나타낸다. a는 1 내지 4의 정수이다. a가 2 이상인 경우, 복수개의 RX는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수개의 RY는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. RZ는 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 10의 1가의 지환식 탄화수소기이다. T는 할로겐 원자이다. A는 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시탄화수소기 또는 -OCORT이다. RT는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이다.In the above formulas (e), (f) and (5b), R 2A is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. Provided that R &lt; 2A &gt; and R &lt; 3 &gt; may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 reduced groups containing a polar group, R 4 is a monovalent organic group. Y is a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. R X and R Y are each independently a hydrogen atom or a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms in which these groups are combined with each other to form a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded, . a is an integer of 1 to 4; When a is 2 or more, plural R x may be the same or different, and plural R y may be the same or different. R Z is a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms. T is a halogen atom. A is a halogen atom, a hydroxy group, a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or -OCOR T. R T is a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms.

상기 화학식 (5c)로 표시되는 화합물은,The compound represented by the above formula (5c)

하기 화학식 (g)로 표시되는 화합물과 하기 화학식 (f)로 표시되는 화합물을 금속 아연의 존재 하에서 반응시키는 공정A step of reacting a compound represented by the following formula (g) with a compound represented by the following formula (f) in the presence of metal zinc

을 갖는 제조 방법에 의해 간편하면서도 양호한 수율로 제조할 수 있다.Can be produced easily and at a good yield by the production method having

Figure pat00042
Figure pat00042

상기 화학식 (g), (f) 및 (5c) 중, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이다. R4는 1가의 유기기이다. Y는 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이다. RV 및 RW는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 유기기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자 또는 탄소쇄와 함께 구성되는, 환원수 3 내지 10의 환 구조를 나타낸다. a는 1 내지 4의 정수이다. a가 2 이상인 경우, 복수개의 RV는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수개의 RW는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. T는 할로겐 원자이다. A는 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시탄화수소기 또는 -OCORT이다. RT는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이다.In the above formulas (g), (f) and (5c), R 3 is a monovalent organic group containing a polar group. R 4 is a monovalent organic group. Y is a single bond, a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. R V and R W are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, or a combination of these groups combined with a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded, 10 &lt; / RTI &gt; ring structure. a is an integer of 1 to 4; When a is 2 or more, plural R V may be the same or different, and plural R W may be the same or different. T is a halogen atom. A is a halogen atom, a hydroxy group, a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or -OCOR T. R T is a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms.

상기 화학식 (f)에 있어서의 T의 할로겐 원자로서는 염소 원자 및 브롬 원자가 바람직하고, 브롬 원자가 보다 바람직하다.The halogen atom of T in the above formula (f) is preferably a chlorine atom and a bromine atom, and more preferably a bromine atom.

상기 화학식 (f)에 있어서의 A로서는 옥시탄화수소기가 바람직하고, 알콕시기가 보다 바람직하고, 에톡시기가 더욱 바람직하다.In formula (f), A is preferably an oxyhydrocarbon group, more preferably an alkoxy group, and more preferably an ethoxy group.

일례를 들면, 화학식 (e)로 표시되는 화합물 또는 화학식 (g)로 표시되는 화합물과 화학식 (f)로 표시되는 화합물을, 금속 아연 및 트리메틸실릴클로라이드 등의 활성화제의 존재 하에, 테트라히드로푸란 등의 용매 중에서 반응시킴으로써 화학식 (5b) 또는 (5c)로 표시되는 화합물이 생성된다. 이 반응액을 농축한 후, 분액 조작, 증류, 재결정, 칼럼 크로마토그래피 등으로 적절하게 처리함으로써, 화학식 (5b) 또는 (5c)로 표시되는 화합물을 단리할 수 있다.For example, the compound represented by the formula (e) or the compound represented by the formula (g) and the compound represented by the formula (f) are reacted in the presence of an activating agent such as metal zinc and trimethylsilyl chloride in tetrahydrofuran (5b) or (5c) is produced. (5b) or (5c) can be isolated by concentrating the reaction solution and then appropriately treating it by liquid separation, distillation, recrystallization, column chromatography or the like.

[구조 단위 (II)] [Structural unit (II)]

구조 단위 (II)는, 하기 화학식 (2) 또는 (3)으로 표시되는 구조 단위이다. [A] 중합체가 하기 화학식 (2) 또는 (3)으로 표시되는 구조 단위 (II)를 더 가짐으로써, 상기 감방사선성 수지 조성물의 감도 및 해상성이 향상되고, 결과로서 상술한 LWR 성능 등이 향상된다.The structural unit (II) is a structural unit represented by the following formula (2) or (3). When the polymer [A] further comprises the structural unit (II) represented by the following formula (2) or (3), the sensitivity and resolution of the radiation sensitive resin composition are improved and as a result, the above- .

Figure pat00043
Figure pat00043

상기 화학식 (2) 중, R5는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. R6은 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기이다. R7 및 R8은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 탄소수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낸다.In the above formula (2), R 5 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 6 is a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms. R 7 and R 8 are each independently a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms in which these groups are combined with each other to form a carbon- To 20 &lt; / RTI &gt;

상기 화학식 (3) 중, R9는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. p는 0 또는 1이다. 단, 시클로알케닐기의 수소 원자의 일부 또는 전부는 탄화수소기로 치환되어 있을 수도 있다. 또한, 시클로알케닐기의 탄소 원자 사이는 탄화수소쇄로 가교되어 있을 수도 있다.In the above formula (3), R 9 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. p is 0 or 1; However, a part or all of the hydrogen atoms of the cycloalkenyl group may be substituted with a hydrocarbon group. The carbon atom of the cycloalkenyl group may be crosslinked with a hydrocarbon chain.

상기 화학식 (2) 중의 -CR6R7R8로 표시되는 기 및 화학식 (3) 중의 시클로알케닐기는 산 해리성기이다.The group represented by -CR 6 R 7 R 8 in the above formula (2) and the cycloalkenyl group in the formula (3) are acid dissociable groups.

R5로서는, 구조 단위 (II)를 부여하는 단량체의 공중합성의 관점에서 수소 원자 및 메틸기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.As R 5 , a hydrogen atom and a methyl group are preferable from the viewpoint of copolymerization of a monomer giving the structural unit (II), and a methyl group is more preferable.

R6, R7 및 R8로 표시되는 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기로서는, 예를 들어As the monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 6 , R 7 and R 8 , for example,

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

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

에티닐기, 프로피닐기, 부티닐기 등의 알키닐기 등을 들 수 있다.An alkynyl group such as an ethynyl group, a propynyl group, and a butynyl group.

R6, R7 및 R8로 표시되는 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기로서는, 예를 들어Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms represented by R 6 , R 7 and R 8 include, for example,

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

시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기 등의 단환의 시클로알케닐기;Monocyclic cycloalkenyl group such as cyclopentenyl group and cyclohexenyl group;

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

노르보르네닐기, 트리시클로데세닐기 등의 다환의 시클로알케닐기 등을 들 수 있다.Cycloalkenyl groups such as a norbornenyl group and a tricyclodecenyl group; and the like.

이들 기가 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되어 나타내는 탄소수 3 내지 20의 지환 구조로서는, 예를 들어Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms represented by these groups combined with the carbon atoms to which they are bonded include, for example,

시클로프로판 구조, 시클로부탄 구조, 시클로펜탄 구조, 시클로헥산 구조, 시클로헵탄 구조, 시클로옥탄 구조 등의 단환의 시클로알칸 구조;Monocyclic cycloalkane structures such as a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, and a cyclooctane structure;

노르보르난 구조, 아다만탄 구조, 트리시클로데칸 구조, 테트라시클로도데칸 구조 등의 다환의 시클로알칸 구조 등을 들 수 있다.A cycloalkane structure such as a norbornane structure, an adamantane structure, a tricyclodecane structure, and a tetracyclododecane structure; and the like.

화학식 (2)로 표시되는 구조 단위 (II)로서는, 하기 화학식 (II-1) 내지 (II-4)로 표시되는 구조 단위가 바람직하다.As the structural unit (II) represented by the general formula (2), structural units represented by the following general formulas (II-1) to (II-4) are preferable.

Figure pat00044
Figure pat00044

상기 화학식 (II-1) 내지 (II-4) 중, R5 내지 R8은 상기 화학식 (2)와 동의이다. i 및 j는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이다.In the formulas (II-1) to (II-4), R 5 to R 8 are as defined in the formula (2). i and j are each independently an integer of 1 to 4;

보다 구체적으로 구조 단위 (II-1) 내지 (II-4)로서는, 예를 들어 하기 화학식 (II-5) 내지 (II-26)으로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.More specifically, examples of the structural units (II-1) to (II-4) include structural units represented by the following formulas (II-5) to (II-26).

Figure pat00045
Figure pat00045

Figure pat00046
Figure pat00046

상기 화학식 (II-5) 내지 (II-26) 중, R5는 상기 화학식 (2)와 동의이다.In the above formulas (II-5) to (II-26), R 5 is synonymous with the above formula (2).

한편, 화학식 (3) 중의 R5로서는, 구조 단위 (II)를 부여하는 단량체의 공중합성의 관점에서 수소 원자 및 메틸기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.On the other hand, as R 5 in the formula (3), a hydrogen atom and a methyl group are preferable from the viewpoint of copolymerization of a monomer giving the structural unit (II), and a methyl group is more preferable.

상기 시클로알케닐기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 치환할 수도 있는 탄화수소기로서는, 예를 들어 R2의 1가의 유기기로서 예시한 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기 등을 들 수 있고, 이들 중에서는, 상기 감방사선성 수지 조성물의 감도 및 해상성을 보다 향상시킬 수 있는 관점에서, 탄소수 1 내지 20의 쇄상 탄화수소기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.Examples of the hydrocarbon group which may substitute some or all of the hydrogen atoms of the cycloalkenyl group include monovalent hydrocarbon groups of 1 to 20 carbon atoms exemplified as monovalent organic groups of R 2 , Is preferably a chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and more preferably a methyl group from the viewpoint of further improving the sensitivity and resolution of the radiation sensitive resin composition.

상기 시클로알케닐기의 탄소 원자 사이를 가교할 수도 있는 탄화수소쇄로서는, 예를 들어 X 및 Y의 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기로서 예시한 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기, 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기 등을 들 수 있고, 이들 중에서는, 상기 감방사선성 수지 조성물의 감도 및 해상성이 보다 향상되는 관점에서, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기가 바람직하고, 메틸렌기가 보다 바람직하다.Examples of the hydrocarbon chain which may be bridged between the carbon atoms of the cycloalkenyl group include a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, A bivalent chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. Of these, from the viewpoint of further improving the sensitivity and resolution of the radiation sensitive resin composition, A bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms is preferable, and a methylene group is more preferable.

화학식 (3)으로 표시되는 구조 단위 (II)로서는, 예를 들어 하기 화학식 (II-27) 내지 (II-38)로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (II) represented by the formula (3) include structural units represented by the following formulas (II-27) to (II-38).

Figure pat00047
Figure pat00047

상기 화학식 (II-27) 내지 (II-38) 중, R9는 상기 화학식 (3)과 동의이다.In the formulas (II-27) to (II-38), R 9 is the same as in the above formula (3).

구조 단위 (II)로서는, 이들 중에서, 보다 산 해리성이 우수한 관점에서 상기 화학식 (II-1), 상기 화학식 (II-2), 상기 화학식 (II-3), 상기 화학식 (II-4) 및 상기 화학식 (3)으로 각각 표시되는 구조 단위가 바람직하고, 상기 화학식 (II-1)로 표시되는 구조 단위가 보다 바람직하고, 화학식 (II-5)로 표시되는 구조 단위가 더욱 바람직하다.As the structural unit (II), the structural unit (II-1), the structural unit (II-2), the structural unit (II-3) The structural unit represented by the above formula (3) is preferable, the above-mentioned structural unit represented by the above formula (II-1) is more preferable, and the structural unit represented by the above formula (II-5) is more preferable.

[A] 중합체가 베이스 중합체인 경우에, [A] 중합체가 구조 단위 (II)를 갖는 경우, 구조 단위 (II)의 함유 비율의 하한으로서는, [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 10몰 %가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하고, 25몰%가 더욱 바람직하고, 30몰%가 특히 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 80몰%가 바람직하고, 70몰%가 보다 바람직하고, 60몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 상기 감방사선성 수지 조성물의 감도가 보다 향상되고, 그 결과 상술한 LWR 성능 등이 향상된다. 상기 함유 비율이 상기 하한 미만이면, 상기 감방사선성 수지 조성물의 패턴 형성성이 저하되는 경우가 있다. 상기 함유 비율이 상기 상한을 초과하면, 레지스트 패턴의 기판에 대한 밀착성이 저하되는 경우가 있다. 또한 [A] 중합체가 발수성 중합체 첨가제인 경우에, [A] 중합체가 구조 단위 (II)를 갖는 경우, 구조 단위 (II)의 함유 비율의 하한으로서는, [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 10몰%가 바람직하고, 30몰%가 보다 바람직하고, 45몰%가 더욱 바람직하고, 60몰%가 특히 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 90몰%가 바람직하고, 80몰%가 보다 바람직하고, 75몰%가 더욱 바람직하다.When the polymer [A] is a base polymer, when the polymer [A] has the structural unit (II), the lower limit of the content of the structural unit (II) Mol, more preferably 20 mol%, still more preferably 25 mol%, and particularly preferably 30 mol%. The upper limit of the content is preferably 80 mol%, more preferably 70 mol%, still more preferably 60 mol%. By setting the content ratio within the above range, the sensitivity of the radiation sensitive resin composition is further improved, and as a result, the above-described LWR performance and the like are improved. If the content is less than the lower limit, the pattern forming property of the radiation-sensitive resin composition may be deteriorated. If the content ratio exceeds the upper limit, the adhesion of the resist pattern to the substrate may be lowered. When the polymer [A] has the structural unit (II) in the case where the polymer [A] is a water repellent polymer additive, the lower limit of the content ratio of the structural unit (II) Is preferably 10 mol%, more preferably 30 mol%, still more preferably 45 mol%, and particularly preferably 60 mol%. The upper limit of the content is preferably 90 mol%, more preferably 80 mol%, still more preferably 75 mol%.

[구조 단위 (III)][Structural unit (III)]

구조 단위 (III)은 구조 단위 (I) 이외의 구조 단위이며, 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조, 술톤 구조, 히드록시기 또는 옥소기를 포함하는 구조 단위이다. [A] 중합체는 구조 단위 (III)을 더 가짐으로써, 현상액에 대한 용해성을 더욱 조정할 수 있고, 그 결과 상술한 LWR 성능 등이 향상된다. 또한, 상기 감방사선성 수지 조성물로 형성되는 레지스트 패턴과 기판과의 밀착성을 향상시킬 수 있다.The structural unit (III) is a structural unit other than the structural unit (I), and is a structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, a hydroxyl group or an oxo group. By further having the structural unit (III) in the polymer [A], the solubility in a developer can be further adjusted, and as a result, the above-described LWR performance and the like are improved. Further, adhesion between the resist pattern formed of the radiation sensitive resin composition and the substrate can be improved.

구조 단위 (III)으로서는, 예를 들어 하기 화학식 (III-1) 내지 (III-47)로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (III) include structural units represented by the following formulas (III-1) to (III-47).

Figure pat00048
Figure pat00048

Figure pat00049
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Figure pat00050
Figure pat00050

Figure pat00051
Figure pat00051

상기 화학식 (III-1) 내지 (III-47) 중, RL1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다.In the formulas (III-1) to (III-47), R L1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

구조 단위 (III)으로서는, 이들 중에서 [A] 중합체의 현상액에 대한 용해성을 보다 조정하는 관점에서, 락톤 구조를 포함하는 구조 단위가 바람직하고, 상기 화학식 (III-1)로 표시되는 구조 단위가 보다 바람직하다.As the structural unit (III), a structural unit containing a lactone structure is preferable from the viewpoint of further adjusting the solubility of the polymer [A] in a developing solution, and the structural unit represented by the formula (III-1) desirable.

[A] 중합체가 구조 단위 (III)을 갖는 경우, 구조 단위 (III)의 함유 비율의 하한으로서는, [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 10몰%가 바람직하고, 25몰%가 보다 바람직하고, 35몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 70몰%가 바람직하고, 65몰%가 보다 바람직하고, 55몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 상기 감방사선성 수지 조성물로 형성되는 레지스트 패턴의 기판에 대한 밀착성을 보다 향상시킬 수 있다. 상기 함유 비율이 상기 하한 미만이면, 상기 감방사선성 수지 조성물로 형성되는 레지스트 패턴의 기판에 대한 밀착성이 저하되는 경우가 있다. 상기 함유 비율이 상기 상한을 초과하면, 상기 감방사선성 수지 조성물의 패턴 형성성이 저하되는 경우가 있다.When the polymer (A) has the structural unit (III), the lower limit of the content of the structural unit (III) is preferably 10 mol% based on the total structural units constituting the polymer [A] , More preferably 35 mol%. The upper limit of the content is preferably 70 mol%, more preferably 65 mol%, still more preferably 55 mol%. By setting the content ratio within the above range, the adhesion of the resist pattern formed of the radiation-sensitive resin composition to the substrate can be further improved. If the content is less than the lower limit, the adhesion of the resist pattern formed of the radiation sensitive resin composition to the substrate may be lowered. When the content ratio exceeds the upper limit, the pattern-forming property of the radiation-sensitive resin composition may be deteriorated.

[그 밖의 구조 단위][Other structural units]

[A] 중합체는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 구조 단위 (I) 내지 (III) 이외의 그 밖의 구조 단위를 가질 수도 있다.The polymer [A] may have other structural units other than the structural units (I) to (III), so long as the effect of the present invention is not impaired.

그 밖의 구조 단위로서는, 예를 들어 비해리성의 탄화수소기를 포함하는 구조 단위 등을 들 수 있다.As the other structural unit, for example, a structural unit containing a non-reactive hydrocarbon group can be mentioned.

그 밖의 구조 단위의 함유 비율의 상한으로서는 통상 20몰%이고, 10몰%가 바람직하다.The upper limit of the content ratio of the other structural units is usually 20 mol%, preferably 10 mol%.

[A] 중합체가 베이스 중합체인 경우, [A] 중합체의 함유량의 하한으로서는, 상기 감방사선성 수지 조성물의 전체 고형분 중 통상 70질량%이고, 80질량%가 바람직하고, 85질량%가 보다 바람직하다.When the polymer [A] is a base polymer, the lower limit of the content of the polymer [A] is usually 70% by mass, preferably 80% by mass, and more preferably 85% by mass in the total solid content of the radiation- .

[A] 중합체가 발수성 중합체 첨가제인 경우, [A] 중합체의 함유량의 하한으로서는, 상기 감방사선성 수지 조성물의 전체 고형분 중 통상 0.1질량%이고, 0.3질량%가 바람직하고, 0.5질량%가 보다 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 통상 20질량%이고, 15질량%가 바람직하고, 10 질량%가 보다 바람직하다.When the polymer [A] is a water repellent polymer additive, the lower limit of the content of the polymer [A] is usually 0.1% by mass, preferably 0.3% by mass, more preferably 0.5% by mass, in the entire solid content of the radiation sensitive resin composition Do. The upper limit of the content is usually 20% by mass, preferably 15% by mass, and more preferably 10% by mass.

<[A] 중합체의 합성 방법><Method of synthesizing [A] polymer>

[A] 중합체는, 예를 들어 각 구조 단위를 부여하는 단량체를 라디칼 중합 개시제 등을 사용하여, 적당한 용매 중에서 중합함으로써 합성할 수 있다.The polymer [A] can be synthesized by, for example, polymerizing a monomer giving each structural unit by using a radical polymerization initiator or the like in an appropriate solvent.

라디칼 중합 개시제로서는, 예를 들어As the radical polymerization initiator, for example,

아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2-시클로프로필프로피오니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 디메틸2,2'-아조비스이소부티레이트 등의 아조계 라디칼 개시제;Azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2-cyclopropylpropionitrile) Azo type radical initiators such as 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate;

벤조일퍼옥시드, t-부틸히드로퍼옥시드, 쿠멘히드로퍼옥시드 등의 과산화물계 라디칼 개시제 등을 들 수 있다.Peroxide radical initiators such as benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide and the like.

라디칼 중합 개시제로서는, 이들 중에서 AIBN 및 디메틸2,2'-아조비스이소부티레이트가 바람직하고, AIBN이 보다 바람직하다.As the radical polymerization initiator, AIBN and dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate are preferable, and AIBN is more preferable.

이들 라디칼 개시제는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.These radical initiators may be used alone or in combination of two or more.

중합에 사용되는 용매로서는, 예를 들어As the solvent used for the polymerization, for example,

n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸 등의 알칸류;alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane and n-decane;

시클로헥산, 시클로헵탄, 시클로옥탄, 데칼린, 노르보르난 등의 시클로알칸류;Cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin and norbornane;

벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 쿠멘 등의 방향족 탄화수소류;Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and cumene;

클로로부탄류, 브로모헥산류, 디클로로에탄류, 헥사메틸렌디브로마이드, 클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류;Halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide and chlorobenzene;

아세트산에틸, 아세트산 n-부틸, 아세트산 i-부틸, 프로피온산메틸 등의 포화 카르복실산에스테르류;Saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate;

아세톤, 2-부타논(메틸에틸케톤), 4-메틸-2-펜타논, 2-헵타논 등의 케톤류;Ketones such as acetone, 2-butanone (methyl ethyl ketone), 4-methyl-2-pentanone and 2-heptanone;

테트라히드로푸란, 디메톡시에탄류, 디에톡시에탄류 등의 에테르류;Ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxy ethane and diethoxy ethane;

메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 4-메틸-2-펜탄올 등의 알코올류 등을 들 수 있다.And alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and 4-methyl-2-pentanol.

중합에 사용되는 용매로서는, 이들 중에서 케톤류가 바람직하고, 2-부타논이 보다 바람직하다.As the solvent to be used for the polymerization, ketones are preferable, and 2-butanone is more preferable.

이들 중합에 사용되는 용매는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 병용할 수도 있다.The solvents used in these polymerization may be used alone or in combination of two or more.

중합에 있어서의 반응 온도의 하한으로서는 통상 40℃이고, 50℃가 바람직하다. 상기 반응 온도의 상한으로서는 통상 150℃이고, 120℃가 바람직하다. 한편, 반응 시간의 하한으로서는 통상 1시간이고, 2시간이 바람직하다. 상기 반응시간의 상한으로서는 통상 48시간이고, 24시간이 바람직하다.The lower limit of the reaction temperature in the polymerization is usually 40 占 폚, preferably 50 占 폚. The upper limit of the reaction temperature is usually 150 占 폚, preferably 120 占 폚. On the other hand, the lower limit of the reaction time is usually 1 hour and preferably 2 hours. The upper limit of the reaction time is usually 48 hours, preferably 24 hours.

[A] 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)은 특별히 한정되지 않지만, 그의 하한으로서는 1,000이 바람직하고, 2,000이 보다 바람직하고, 3,000이 더욱 바람직하고, 5,000이 특히 바람직하다. 상기 Mw의 상한으로서는 50,000 이하가 바람직하고, 30,000 이하가 보다 바람직하고, 20,000 이하가 더욱 바람직하고, 15,000이 특히 바람직하다. [A] 중합체의 Mw를 상기 범위로 함으로써, 상기 감방사선성 수지 조성물의 도포성 및 현상 결함 억제성이 향상된다. [A] 중합체의 Mw가 상기 하한 미만이면, 충분한 내열성을 갖는 레지스트막이 얻어지지 않는 경우가 있다. [A] 중합체의 Mw가 상기 상한을 초과하면, 레지스트막의 현상성이 저하되는 경우가 있다.The weight average molecular weight (Mw) of the polymer [A] in terms of polystyrene calculated by gel permeation chromatography (GPC) is not particularly limited, but the lower limit thereof is preferably 1,000, more preferably 2,000, still more preferably 3,000, Particularly preferred. The upper limit of the Mw is preferably 50,000 or less, more preferably 30,000 or less, still more preferably 20,000 or less, and particularly preferably 15,000 or less. By setting the Mw of the polymer [A] within the above range, the spreadability of the radiation sensitive resin composition and the ability to inhibit development defects are improved. If the Mw of the polymer [A] is less than the lower limit described above, a resist film having sufficient heat resistance may not be obtained. If the Mw of the polymer [A] exceeds the upper limit, the developability of the resist film may be lowered.

[A] 중합체의 GPC에 의한 폴리스티렌 환산 수 평균 분자량(Mn)에 대한 Mw의 비(Mw/Mn)의 상한으로서는 통상 5이고, 3이 바람직하고, 2가 더욱 바람직하다. 상기 비의 하한으로서는 통상 1이다.The upper limit of the ratio (Mw / Mn) of Mw to the polystyrene reduced number average molecular weight (Mn) of the polymer [A] is usually 5, preferably 3, The lower limit of the ratio is usually 1.

[A] 중합체 중의 저분자량 성분의 함유량의 상한으로서는 0.2질량%가 바람직하고, 0.1 질량%가 보다 바람직하고, 0.06 질량%가 특히 바람직하다. 저분자량 성분의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 현상 콘트라스트를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 저분자량 성분이란, 분자량 1,000 미만의 것을 말한다.The upper limit of the content of the low molecular weight component in the [A] polymer is preferably 0.2% by mass, more preferably 0.1% by mass, and particularly preferably 0.06% by mass. By setting the content of the low molecular weight component within the above range, the development contrast can be further improved. The low molecular weight component means a component having a molecular weight of less than 1,000.

본 명세서에 있어서의 중합체의 Mw 및 Mn은, 이하의 조건에 의한 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 측정되는 값이다.The Mw and Mn of the polymer in the present specification are values measured using gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.

GPC 칼럼: G2000HXL 2개, G3000HXL 1개, G4000HXL 1개(이상, 도소사)GPC column: 2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL (above, Toso Co., Ltd.)

칼럼 온도: 40℃Column temperature: 40 DEG C

용출 용매: 테트라히드로푸란(와코 쥰야꾸 고교사)Elution solvent: tetrahydrofuran (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

유속: 1.0mL/분Flow rate: 1.0 mL / min

시료 농도: 1.0질량%Sample concentration: 1.0 mass%

시료 주입량: 100μLSample injection amount: 100 μL

검출기: 시차 굴절계Detector: differential refractometer

표준 물질: 단분산 폴리스티렌Standard material: monodisperse polystyrene

<[B] 감방사선성 산 발생체><[B] Radiation-sensitive acid generator>

[B] 감방사선성 산 발생체는, 노광에 의해 산을 발생하는 물질이다. 이 발생한 산에 의해 [A] 중합체 등이 갖는 산 해리성기가 해리되어 카르복시기 등이 발생하고, [A] 중합체의 유기 용매를 함유하는 현상액에 대한 용해성이 저하되기 때문에, 상기 감방사선성 수지 조성물로부터 포지티브형 및 네가티브형의 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 상기 감방사선성 수지 조성물에 있어서의 [B] 감방사선성 산 발생체의 함유 형태로서는, 후술하는 바와 같은 저분자 화합물의 형태(이하, 적절히 「[B] 산 발생제」라고도 함)일 수도 있고, 중합체의 일부로서 삽입된 산 발생기의 형태일 수도 있고, 이들 양쪽의 형태일 수도 있다.[B] The radiation-sensitive acid generator is a substance which generates an acid upon exposure. The resulting acid dissociates the acid-dissociable group of the [A] polymer or the like to generate a carboxyl group and the like, and the solubility in the developer containing the organic solvent of the polymer [A] is lowered. A positive type resist pattern and a negative type resist pattern can be formed. The form of containing the radiation-sensitive acid generator of [B] in the radiation-sensitive resin composition may be a form of a low-molecular compound as described below (hereinafter appropriately referred to as "[B] acid generator" May be in the form of an acid generator inserted as part of the polymer, or may be in both forms.

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

오늄염 화합물로서는, 예를 들어 술포늄염, 테트라히드로티오페늄염, 요오도늄염, 포스포늄염, 디아조늄염, 피리디늄염 등을 들 수 있다. 이들 오늄염 화합물의 구체예로서는, 예를 들어 WO2012/43684에 기재되어 있는 오늄염 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the onium salt compound include a sulfonium salt, a tetrahydrothiophenium salt, an iodonium salt, a phosphonium salt, a diazonium salt, and a pyridinium salt. Specific examples of these onium salt compounds include, for example, the onium salt compounds described in WO2012 / 43684.

[B] 감방사선성 산 발생체로서는, 하기 화학식 (4)로 표시되는 화합물이 바람직하다. 이와 같이 [B] 감방사선성 산 발생체를 하기 화학식 (4)로 표시되는 화합물로 하면, [A] 중합체의 구조 단위 (I)과의 상호 작용 등에 의해, 노광에 의해 발생하는 산의 레지스트막 중의 확산 길이가 보다 적절하게 짧아진다고 생각되며, 그 결과 상술한 LWR 성능 등이 향상된다.As the radiation-sensitive acid generator [B], a compound represented by the following formula (4) is preferable. When the [B] radiation-sensitive acid generator is a compound represented by the following chemical formula (4), it is preferable to form the resist film of an acid generated by exposure, such as by interaction with the structural unit (I) It is considered that the diffusion length in the LWR is more appropriately shortened. As a result, the above-described LWR performance and the like are improved.

Figure pat00052
Figure pat00052

상기 화학식 (4) 중, R10은 환원수 6 이상의 지환 구조를 포함하는 1가의 기 또는 환원수 6 이상의 지방족 복소환 구조를 포함하는 1가의 기이다. R11은 탄소수 1 내지 10의 불소화 알칸디일기이다. X+는 1가의 방사선 분해성 오늄 양이온이다.In the above formula (4), R 10 is a monovalent group containing an alicyclic structure having 6 or more reduced numbers or a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 6 or more reduced numbers. And R &lt; 11 &gt; is a fluorinated alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. X &lt; + & gt ; is a monovalent radiation-decomposable onium cation.

R10으로 표시되는 환원수 6 이상의 지환 구조를 포함하는 1가의 기로서는, 예를 들어As the monovalent group containing an alicyclic structure represented by R 10 and having a reduced number of 6 or more, for example,

시클로옥틸기, 시클로노닐기, 시클로데실기, 시클로도데실기 등의 단환의 시클로알킬기;Monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclooctyl group, a cyclononyl group, a cyclodecyl group and a cyclododecyl group;

시클로옥테닐기, 시클로데세닐기 등의 단환의 시클로알케닐기;Monocyclic cycloalkenyl groups such as a cyclooctenyl group and a cyclodecenyl group;

노르보르닐기, 아다만틸기, 트리시클로데실기, 테트라시클로도데실기 등의 다환의 시클로알킬기;A cycloalkyl group such as a norbornyl group, an adamantyl group, a tricyclodecyl group, and a tetracyclododecyl group;

노르보르네닐기, 트리시클로데세닐기 등의 다환의 시클로알케닐기 등을 들 수 있다.Cycloalkenyl groups such as a norbornenyl group and a tricyclodecenyl group; and the like.

R10으로 표시되는 환원수 6 이상의 지방족 복소환 구조를 포함하는 1가의 기로서는, 예를 들어As the monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having a reduced number of 6 or more and represented by R 10 , for example,

노르보르난락톤-일기 등의 락톤 구조를 포함하는 기;A group including a lactone structure such as norbornane lactone-diol;

노르보르난술톤-일기 등의 술톤 구조를 포함하는 기;A group including a sultone structure such as a norbornane sultone-diarrhea;

옥사시클로헵틸기, 옥사노르보르닐기 등의 산소 원자 함유 복소환기;An oxygen atom-containing heterocyclic group such as an oxacycloheptyl group and an oxanorbornyl group;

아자시클로헥실기, 아자시클로헵틸기, 디아자비시클로옥탄-일기 등의 질소 원자 함유 복소환기;Nitrogen-containing heterocyclic groups such as an azacyclohexyl group, an azacycloheptyl group and a diazabicyclooctane-yl group;

티아시클로헵틸기, 티아노르보르닐기 등의 황 원자 함유 복소환기 등을 들 수 있다.Thiocycloheptyl group, thianorbornyl group and the like, and the like.

상술한 산의 확산 길이가 더욱 적당해지는 관점에서, R10으로 표시되는 기의 환원수 하한으로서는 8이 바람직하고, 9가 보다 바람직하고, 10이 더욱 바람직하다. 상기 환원수의 상한으로서는 15가 바람직하고, 13이 보다 바람직하다.From the viewpoint that the aforementioned diffusion length of the acid becomes more suitable, the lower limit of the number of the reducing water of the group represented by R 10 is preferably 8, more preferably 9, and further preferably 10. The upper limit of the reduced water is preferably 15, more preferably 13.

R10은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 환원수 6 이상의 지환 구조를 포함하는 1가의 기 및 환원수 6 이상의 지방족 복소환 구조와 R11과의 사이에, -COO-, -OCO-, -SO2- 등의 기를 포함하고 있을 수도 있다.R 10 is provided between the in the range that does not impair the effect of the present invention, the reduced water and a monovalent group of reduced water over 6 comprises a cycloaliphatic structure of 6 or more aliphatic heterocyclic structure and R 11, -COO-, -OCO-, - SO 2 -, and the like.

R10으로서는, 이들 중에서 노광에 의해 발생하는 산의 레지스트막 중의 확산 길이가 더욱 적절하게 짧아지는 관점에서, 하기 화학식 (f-1) 내지 (f-4)로 표시되는 기가 바람직하다.As R 10 , a group represented by the following formulas (f-1) to (f-4) is preferable from the viewpoint that the diffusion length of an acid generated by exposure in the resist film is more appropriately shortened.

Figure pat00053
Figure pat00053

상기 화학식 (f-1) 내지 (f-4) 중, 각각의 *는 결합손이다.In the above formulas (f-1) to (f-4), each * is a bonding hand.

R11로 표시되는 탄소수 1 내지 10의 불소화 알칸디일기로서는, 예를 들어 메탄디일기, 에탄디일기, 프로판디일기 등의 탄소수 1 내지 10의 알칸디일기가 갖는 수소 원자의 1개 이상을 불소 원자로 치환한 기 등을 들 수 있다.As the fluorinated alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 11 , for example, one or more hydrogen atoms of an alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms such as a methanediyl group, an ethanediyl group, a propanediyl group, And an atom-substituted group.

R11로 표시되는 탄소수 1 내지 10의 불소화 알칸디일기로서는, 이들 중에서 노광에 의해 발생하는 산의 레지스트막 중의 확산 길이가 더욱 적절하게 짧아지는 관점에서, SO3 -기에 인접하는 탄소 원자에 불소 원자가 결합하고 있는 불소화 알칸디일기가 바람직하고, SO3 -기에 인접하는 탄소 원자에 2개의 불소 원자가 결합하고 있는 불소화 알칸디일기가 보다 바람직하고, 1,1-디플루오로메탄디일기, 1,1,2,2,3,3-헥사플루오로프로판디일기 및 1,1,3,3,3-펜타플루오로-1,2-프로판디일기가 더욱 바람직하다.Examples of alkanediyl group fluorinated Al having 1 to 10 carbon atoms represented by R 11, in view of these in which the shorter the diffusion length in the resist film of the acid more properly generated by exposure, SO 3 - fluorine atoms to the carbon atom adjacent groups A fluorinated alkanediyl group in which two fluorine atoms are bonded to a carbon atom adjacent to the SO 3 - group is more preferable, and a fluorinated alkanediyl group in which 1,1-difluoromethanediyl group, 1,1-difluoromethanediyl group, , 2,2,3,3-hexafluoropropanediyl group and 1,1,3,3,3-pentafluoro-1,2-propanediyl group are more preferable.

X+로 표시되는 1가의 방사선 분해성 오늄 양이온은 방사선의 조사에 의해 분해되는 양이온이다. 노광부에서는, 이 방사선 분해성 오늄 양이온의 분해에 의해 생성되는 양성자와, 술포네이트 음이온으로부터 술폰산이 발생한다. X+로 표시되는 1가의 방사선 분해성 오늄 양이온으로서는, 예를 들어 S, I, O, N, P, Cl, Br, F, As, Se, Sn, Sb, Te, Bi 등의 원소를 포함하는 방사선 분해성 오늄 양이온을 들 수 있다. 원소로서 S(황)을 포함하는 양이온으로서는, 예를 들어 술포늄 양이온, 테트라히드로티오페늄 양이온 등을 들 수 있고, 원소로서 I(요오드)를 포함하는 양이온으로서는, 요오도늄 양이온 등을 들 수 있다.The monovalent radiolytic onium cation represented by X &lt; + &gt; is a cation which is decomposed by irradiation with radiation. In the exposure part, sulfonic acid is generated from a proton produced by the decomposition of the radiation-decomposable onium cation and a sulfonate anion. Examples of the monovalent radiation-decomposable onium cation represented by X &lt; + &gt; include a radiation containing an element such as S, I, O, N, P, Cl, Br, F, As, Se, Sn, Sb, And decomposable onium cations. As the cation containing S (sulfur) as an element, for example, a sulfonium cation, a tetrahydrothiophenium cation and the like can be mentioned. Examples of the cation containing I (iodine) as an element include iodonium cation and the like .

X+로서는, 이들 중에서 감방사성이 보다 높은 관점에서, 하기 화학식 (X-1)로 표시되는 술포늄 양이온, 하기 화학식 (X-2)로 표시되는 테트라히드로티오페늄 양이온 및 하기 화학식 (X-3)으로 표시되는 요오도늄 양이온이 바람직하다.X + is a sulfonium cation represented by the following formula (X-1), a tetrahydrothiophenium cation represented by the following formula (X-2) and a tetrahydrothiophenium cation represented by the following formula (X- Iodonium cation represented by the formula (3) is preferable.

Figure pat00054
Figure pat00054

상기 화학식 (X-1) 중, Ra1, Ra2 및 Ra3은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기, -OSO2-RP 또는 -SO2-RQ이거나, 또는 이들 기 중 2개 이상이 서로 합쳐져 구성되는 환 구조를 나타낸다. RP 및 RQ는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 지환식 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기이다. k1, k2 및 k3은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이다. Ra1 내지 Ra3 및 RP 및 RQ가 각각 복수개인 경우, 복수개의 Ra1 내지 Ra3 및 RP 및 RQ는 각각 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.In formula (X-1), R a1 , R a2 and R a3 each independently represent a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted 6 to 12 carbon atom An aromatic hydrocarbon group, -OSO 2 -R P or -SO 2 -R Q , or a cyclic structure in which two or more of these groups are joined together. R P And R Q each independently represents a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted C6- 12 aromatic hydrocarbon group. k1, k2 and k3 are each independently an integer of 0 to 5; R a1 To R a3 and R P and R Q are respectively plural, a plurality of R a1 to R a3 and R P and R Q may be the same or different.

상기 화학식 (X-2) 중, Rb1은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 8의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 8의 방향족 탄화수소기이다. k4는 0 내지 7의 정수이다. Rb1이 복수개인 경우, 복수개의 Rb1은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수개의 Rb1은 서로 합쳐져 구성되는 환 구조를 나타낼 수도 있다. Rb2는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 7의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 또는 7의 방향족 탄화수소기이다. k5는 0 내지 6의 정수이다. Rb2가 복수개인 경우, 복수개의 Rb2는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수개의 Rb2는 서로 합쳐져 구성되는 환 구조를 나타낼 수도 있다. q는 0 내지 3의 정수이다.In formula (X-2), R b1 is a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 8 carbon atoms. k4 is an integer of 0 to 7; When R b1 multiple individuals, of R b1 and the plurality may be the same or different, a plurality of R b1 may represent a ring structure consisting combined with each other. R b2 is a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 or 7 carbon atoms. k5 is an integer of 0 to 6; R b2 multiple individual case, of R b2 has a plurality may be the same or different, a plurality of R b2 may represent a ring structure consisting combined with each other. q is an integer of 0 to 3;

상기 화학식 (X-3) 중, Rc1 및 Rc2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기, -OSO2-RR 또는 -SO2-RS이거나, 또는 이들 기 중 2개 이상이 서로 합쳐져 구성되는 환 구조를 나타낸다. RR 및 RS는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 25의 지환식 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기이다. k6 및 k7은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이다. Rc1, Rc2, RR 및 RS가 각각 복수개인 경우, 복수개의 Rc1, Rc2, RR 및 RS는 각각 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.In the formula (X-3), R c1 and R c2 each independently represent a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms , -OSO 2 -R R or -SO 2 -R S , or represents a ring structure composed of two or more of these groups combined together. Each of R 1 and R 2 independently represents a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted carbon number 6 to 12 aromatic hydrocarbon groups. k6 and k7 are each independently an integer of 0 to 5; R c1, R c2, R R and R S when the respective plurality of individual, a plurality of R c1, R c2, R R and R S may be the same or may each be different.

Ra1 내지 Ra3, Rb1, Rb2, Rc1 및 Rc2로 표시되는 비치환된 직쇄상의 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기 등을 들 수 있다.Examples of the unsubstituted straight-chain alkyl group represented by R a1 to R a3 , R b1 , R b2 , R c1 and R c2 include a methyl group, an ethyl group, a n-propyl group, .

Ra1 내지 Ra3, Rb1, Rb2, Rc1 및 Rc2로 표시되는 비치환된 분지상의 알킬기로서는, 예를 들어 i-프로필기, i-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다.Examples of the unsubstituted branched alkyl group represented by R a1 to R a3 , R b1 , R b2 , R c1 and R c2 include i-propyl, i-butyl, sec- And the like.

Ra1 내지 Ra3, Rc1 및 Rc2로 표시되는 비치환된 방향족 탄화수소기로서는, 예를 들어As the unsubstituted aromatic hydrocarbon group represented by R a1 to R a3 , R c1 and R c2 , for example,

페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 메시틸기, 나프틸기 등의 아릴기;An aryl group such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a mesityl group, or a naphthyl group;

벤질기, 페네틸기 등의 아르알킬기 등을 들 수 있다.And aralkyl groups such as a benzyl group and a phenethyl group.

Rb1 및 Rb2로 표시되는 비치환된 방향족 탄화수소기로서는, 예를 들어 페닐기, 톨릴기, 벤질기 등을 들 수 있다.Examples of the unsubstituted aromatic hydrocarbon group represented by R b1 and R b2 include a phenyl group, a tolyl group, and a benzyl group.

알킬기 및 방향족 탄화수소기가 갖는 수소 원자를 치환하고 있을 수도 있는 치환기로서는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자, 히드록시기, 카르복시기, 시아노기, 니트로기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기, 알콕시카르보닐옥시기, 아실기, 아실옥시기 등을 들 수 있다.Examples of the substituent which may be substituted for the hydrogen atom of the alkyl group and the aromatic hydrocarbon group include a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, A carbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, an acyloxy group and the like.

상기 치환기로서는, 이들 중에서 할로겐 원자가 바람직하고, 불소 원자가 보다 바람직하다.As the substituent, a halogen atom is preferable, and a fluorine atom is more preferable.

Ra1 내지 Ra3, Rb1, Rb2, Rc1 및 Rc2로서는, 비치환된 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 불소화 알킬기, 비치환된 1가의 방향족 탄화수소기, -OSO2-R" 및 -SO2-R"가 바람직하고, 불소화 알킬기 및 비치환된 1가의 방향족 탄화수소기가 보다 바람직하고, 불소화 알킬기가 더욱 바람직하다. R"은 비치환된 1가의 지환식 탄화수소기 또는 비치환된 1가의 방향족 탄화수소기이다.As the R a1 to R a3 , R b1 , R b2 , R c1 and R c2 , an unsubstituted straight or branched alkyl group, a fluorinated alkyl group, an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group, -OSO 2 -R " SO 2 -R "is preferable, a fluorinated alkyl group and an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group are more preferable, and a fluorinated alkyl group is more preferable. R "is an unsubstituted monovalent alicyclic hydrocarbon group or an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group.

화학식 (X-1)에 있어서의 k1, k2 및 k3으로서는 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다.As k1, k2 and k3 in the formula (X-1), an integer of 0 to 2 is preferable, and 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable.

화학식 (X-2)에 있어서의 k4로서는 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 1이 더욱 바람직하다. k5로서는 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다.The k4 in the formula (X-2) is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 and 1, and even more preferably 1. k5 is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 and 1, and even more preferably 0.

화학식 (X-3)에 있어서의 k6 및 k7로서는 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다.As k6 and k7 in the formula (X-3), an integer of 0 to 2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable.

X+로서는, 이들 중에서 감방사성이 더욱 높은 관점에서 화학식 (X-1)로 표시되는 술포늄 양이온이 보다 바람직하고, 트리페닐술포늄 양이온이 더욱 바람직하다.As X + , sulfonium cations represented by the formula (X-1) are more preferable, and triphenylsulfonium cations are more preferable from the viewpoint of higher radioactive sensitivity among them.

화학식 (4)로 표시되는 화합물로서는, 노광에 의해 산을 보다 용이하게 발생할 수 있는 관점에서, 하기 화학식 (g-1) 내지 (g-4)로 표시되는 화합물이 바람직하다.The compound represented by the formula (4) is preferably a compound represented by the following formulas (g-1) to (g-4) from the viewpoint that an acid can be more easily generated by exposure.

Figure pat00055
Figure pat00055

상기 감방사선성 수지 조성물의 감도 및 현상성을 확보하는 관점에서, [B] 감방사선성 산 발생체가 [B] 산 발생제인 경우, [B] 감방사선성 산 발생체의 함유량의 하한으로서는, [A] 중합체 100질량부에 대하여 0.1질량부가 바람직하고, 0.5질량부가 보다 바람직하고, 1질량부가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 30질량부가 바람직하고, 20질량부가 보다 바람직하고, 15질량부가 더욱 바람직하다. 이렇게 [B] 산 발생제의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 상기 감방사선성 수지 조성물의 감도 및 현상성이 향상된다.When the [B] radiation-sensitive acid generator is [B] an acid generator, the lower limit of the content of the [B] radiation-sensitive acid generator is preferably [ A] is preferably 0.1 part by mass, more preferably 0.5 part by mass, and further preferably 1 part by mass, per 100 parts by mass of the polymer. The upper limit of the content is preferably 30 parts by mass, more preferably 20 parts by mass, still more preferably 15 parts by mass. When the content of the [B] acid generator is within the above range, the sensitivity and developability of the radiation sensitive resin composition are improved.

[B] 감방사선성 산 발생체는 1종으로 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.[B] The radiation-sensitive acid generator may be used alone or in combination of two or more.

<[C] 산 확산 제어체><[C] Acid diffusion controller>

상기 감방사선성 수지 조성물은 필요에 따라, [C] 산 확산 제어체를 함유할 수도 있다. [C] 산 확산 제어체는, 노광에 의해 [B] 감방사선성 산 발생체로부터 발생하는 산의 레지스트막 중에 있어서의 확산 현상을 제어하고, 비노광 영역에서의 바람직하지 않은 화학 반응을 억제하는 효과를 발휘한다. 또한, 얻어지는 감방사선성 수지 조성물의 저장 안정성이 더욱 향상하고, 레지스트로서의 해상도가 더욱 향상함과 동시에, 노광부터 현상 처리까지의 노광 후 지연 시간의 변동에 의한 레지스트 패턴의 선폭 변화를 억제할 수 있고, 공정 안정성이 우수한 감방사선성 수지 조성물이 얻어진다. [C] 산 확산 제어체의 상기 감방사선성 수지 조성물에 있어서의 함유 형태로서는, 유리(遊離)의 화합물(이하, 적절히 「[C] 산 확산 제어제」라고 함)의 형태일 수도 있고, 중합체의 일부로서 삽입된 형태일 수도 있고, 이들 양쪽의 형태일 수도 있다.The radiation-sensitive resin composition may contain an acid diffusion control agent [C], if necessary. [C] The acid diffusion control member is preferably used to control the diffusion phenomenon in the resist film of the acid generated from the [B] radiation-sensitive acid generator by exposure and suppress the undesired chemical reaction in the non- Effect. Further, the storage stability of the obtained radiation-sensitive resin composition is further improved, the resolution as a resist is further improved, and the change in the line width of the resist pattern due to the variation in the post-exposure delay time from exposure to development processing can be suppressed , A radiation sensitive resin composition having excellent process stability can be obtained. The content of [C] acid diffusion control agent in the radiation sensitive resin composition may be in the form of a free compound (hereinafter appropriately referred to as "[C] acid diffusion control agent"), Or may be in the form of both of them.

[C] 산 확산 제어제로서는, 예를 들어 하기 화학식 (6)으로 표시되는 화합물(이하, 「질소 함유 화합물 (I)」이라고도 함), 동일 분자 내에 질소 원자를 2개 갖는 화합물(이하, 「질소 함유 화합물 (II)」라고도 함), 질소 원자를 3개 갖는 화합물(이하, 「질소 함유 화합물 (III)」이라고도 함), 아미드기 함유 화합물, 우레아 화합물, 질소 함유 복소환 화합물 등의 질소 함유 화합물 등을 들 수 있다.As the acid diffusion control agent, for example, a compound represented by the following formula (6) (hereinafter also referred to as a "nitrogen-containing compound (I)"), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule Nitrogen containing compound (II) "), a compound having three nitrogen atoms (hereinafter also referred to as" nitrogen containing compound (III) "), amide group containing compound, urea compound and nitrogen containing heterocyclic compound Compounds and the like.

Figure pat00056
Figure pat00056

상기 화학식 (6) 중, R12, R13 및 R14는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환되어 있을 수도 있는 직쇄상, 분지상 또는 환상의 알킬기, 아릴기 또는 아르알킬기이다.In the above formula (6), R 12 , R 13 and R 14 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted straight chain, branched or cyclic alkyl group, an aryl group or an aralkyl group.

질소 함유 화합물 (I)로서는, 예를 들어As the nitrogen-containing compound (I), for example,

n-헥실아민 등의 모노알킬아민류;monoalkyl amines such as n-hexyl amine;

디-n-부틸아민 등의 디알킬아민류;Dialkylamines such as di-n-butylamine;

트리에틸아민, 트리 n-펜틸아민 등의 트리알킬아민류;Trialkylamines such as triethylamine and tri-n-pentylamine;

아닐린, 2,6-디이소프로필아닐린 등의 방향족 아민류 등을 들 수 있다.And aromatic amines such as aniline and 2,6-diisopropylaniline.

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

질소 함유 화합물 (III)으로서는, 예를 들어As the nitrogen-containing compound (III), for example,

폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민 등의 폴리아민 화합물;Polyamine compounds such as polyethyleneimine and polyallylamine;

디메틸아미노에틸아크릴아미드 등의 중합체 등을 들 수 있다.And polymers such as dimethylaminoethyl acrylamide.

아미드기 함유 화합물로서는, 예를 들어 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 프로피온아미드, 벤즈아미드, 피롤리돈, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다.Examples of the amide group-containing compound include, but are not limited to, formaldehyde, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, N-methylpyrrolidone, and the like.

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

질소 함유 복소환 화합물로서는, 예를 들어As the nitrogen-containing heterocyclic compound, for example,

피리딘, 2-메틸피리딘 등의 피리딘류;Pyridines such as pyridine and 2-methylpyridine;

N-프로필모르폴린, N-(운데실카르보닐옥시에틸)모르폴린 등의 모르폴린류;Morpholines such as N-propylmorpholine and N- (undecylcarbonyloxyethyl) morpholine;

피라진, 피라졸 등을 들 수 있다.Pyrazine, and pyrazole.

또한, 상기 질소 함유 유기 화합물로서 산 해리성기를 갖는 화합물을 사용할 수도 있다. 이러한 산 해리성기를 갖는 질소 함유 유기 화합물로서는, 예를 들어 N-t-부톡시카르보닐피페리딘, N-t-부톡시카르보닐이미다졸, N-t-부톡시카르보닐벤즈이미다졸, N-t-부톡시카르보닐-2-페닐벤즈이미다졸, N-(t-부톡시카르보닐)디-n-옥틸아민, N-(t-부톡시카르보닐)디에탄올아민, N-(t-부톡시카르보닐)디시클로헥실아민, N-(t-부톡시카르보닐)디페닐아민, N-t-부톡시카르보닐-4-히드록시피페리딘, N-t-아밀옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘 등을 들 수 있다.As the nitrogen-containing organic compound, a compound having an acid-dissociable group may also be used. Examples of the nitrogen-containing organic compound having an acid dissociable group include Nt-butoxycarbonylpiperidine, Nt-butoxycarbonylimidazole, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycar (T-butoxycarbonyl) diethanolamine, N- (t-butoxycarbonyl) di-n-octylamine, N- N-tert-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, and the like can be used. .

또한, [C] 산 확산 제어제로서, 노광에 의해 감광하여 약산을 발생하는 광 붕괴성 염기를 사용할 수도 있다. 광 붕괴성 염기로서는, 예를 들어 노광에 의해 분해되어 산 확산 제어성을 상실하는 오늄염 화합물 등을 들 수 있다.As the acid diffusion control agent [C], a photodegradable base which generates a weak acid upon exposure by exposure may also be used. Examples of the photodegradable base include an onium salt compound decomposed by exposure to lose acid diffusion controllability and the like.

오늄염 화합물로서는, 예를 들어 하기 화학식 (7-1)로 표시되는 술포늄염 화합물, 하기 화학식 (7-2)로 표시되는 요오도늄염 화합물, 하기 화학식 (7-3)으로 표시되는 살리실산염 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the following formula (7-1), an iodonium salt compound represented by the following formula (7-2), a salicylate salt compound represented by the following formula (7-3) And the like.

Figure pat00057
Figure pat00057

상기 화학식 (7-1) 및 화학식 (7-2) 중, R15 내지 R19는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자이다. E- 및 Q-은 각각 독립적으로 OH-, Rβ-COO-, Rβ-SO3 - 또는 화학식 (7-3)으로 표시되는 음이온이다. 단, Rβ는 알킬기, 아릴기 또는 아르알킬기이다.In formulas (7-1) and (7-2), R 15 to R 19 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxy group or a halogen atom. E -, and Q - are each independently selected from OH - is an anion represented by the formula or (7-3) -, R β -COO -, R β -SO 3. Provided that R ? Is an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group.

Figure pat00058
Figure pat00058

상기 화학식 (7-3) 중, R20은 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 치환되어 있을 수도 있는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상의 알콕실기이다. u는 0 내지 2의 정수이다.In the formula (7-3), R 20 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may partially or wholly be substituted with a fluorine atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms Lt; / RTI &gt; u is an integer of 0 to 2;

오늄염 화합물로서는, 예를 들어 하기 화학식 (h-1) 내지 (h-6)으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the onium salt compound include compounds represented by the following formulas (h-1) to (h-6).

Figure pat00059
Figure pat00059

[C] 산 확산 제어체로서는, 이들 중에서 상기 확산 현상의 제어가 보다 용이한 관점에서, 질소 함유 화합물 (I), 질소 함유 복소환 화합물, 화학식 (7-1)로 표시되는 술포늄염 화합물 및 화학식 (7-3)으로 표시되는 음이온을 포함하는 살리실산염 화합물이 바람직하고, 트리 n-펜틸아민, 2,6-디이소프로필아닐린, N-(운데실카르보닐옥시에틸)모르폴린, 상기 화학식 (h-1)로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 (h-2)로 표시되는 화합물이 보다 바람직하다.The nitrogen-containing compound (I), the nitrogen-containing heterocyclic compound, the sulfonium salt compound represented by the formula (7-1) and the sulfonium salt compound represented by the formula (7-3) are preferable, and tri-n-pentylamine, 2,6-diisopropylaniline, N- (undecylcarbonyloxyethyl) morpholine, h-1) and the compound represented by the above formula (h-2) are more preferable.

상기 감방사선성 수지 조성물이 [C] 산 확산 제어체를 함유하는 경우, [C] 산 확산 제어체가 [C] 산 확산 제어제인 경우, [C] 산 확산 제어체의 함유량의 하한으로서는, [A] 중합체 100질량부에 대하여 0.1질량부가 바람직하고, 0.3질량부가 보다 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 20질량부가 바람직하고, 15질량부가 보다 바람직하고, 10질량부가 더욱 바람직하다. [C] 산 확산 제어제의 함유량이 상기 상한을 초과하면, 상기 감방사선성 수지 조성물의 감도가 저하되는 경우가 있다.When the radiation-sensitive resin composition contains the acid diffusion control agent [C], when the acid diffusion control agent is the acid diffusion control agent [C], the lower limit of the content of the acid diffusion control agent [C] ] Is preferably 0.1 part by mass, more preferably 0.3 part by mass, per 100 parts by mass of the polymer. The upper limit of the content is preferably 20 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, further preferably 10 parts by mass. When the content of the [C] acid diffusion controlling agent exceeds the upper limit, the sensitivity of the radiation sensitive resin composition may be lowered.

[C] 산 확산 제어체는 1종으로 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.[C] The acid diffusion control element may be used alone or in combination of two or more.

<[D] 중합체><[D] Polymer>

[D] 중합체는 불소 원자 함유 중합체이다([A] 중합체에 해당하는 것을 제외한다). 상기 감방사선성 수지 조성물이 [D] 중합체를 함유함으로써, 레지스트막을 형성했을 때에 막 중의 불소 함유 중합체의 발유성적 특징에 의해, 그의 분포가 레지스트막 표면 근방에서 편재화되는 경향이 있고, 액침 노광시에 있어서의 산 발생제나 산 확산 제어제 등이 액침 매체로 용출되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이 [D] 중합체의 발수성적 특징에 의해, 레지스트막과 액침 매체와의 전진 접촉각을 원하는 범위로 제어할 수 있고, 버블 결함의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 레지스트막과 액침 매체와의 후퇴 접촉각이 높아져, 물방울이 남지 않고 고속에서의 스캔 노광이 가능하게 된다. 이렇게 상기 감방사선성 수지 조성물이 [D] 중합체를 함유함으로써, 액침 노광법에 적합한 레지스트막을 형성할 수 있다.The [D] polymer is a fluorine atom-containing polymer (excluding those corresponding to the polymer [A]). When the resist film is formed by the radiation-sensitive resin composition containing the [D] polymer, the distribution thereof tends to be localized near the surface of the resist film due to the oil property of the fluorine-containing polymer in the film, It is possible to prevent the acid generator, the acid diffusion controller, and the like from leaching into the immersion medium. Further, the advancing contact angle between the resist film and the immersion medium can be controlled to a desired range by the water repellency characteristic of the [D] polymer, and occurrence of bubble defects can be suppressed. Further, the contact angle of the resist film and the liquid immersion medium with respect to the retreat becomes high, so that scanning exposure can be performed at a high speed without leaving water droplets. When the radiation-sensitive resin composition contains the [D] polymer in this way, a resist film suitable for liquid immersion lithography can be formed.

[D] 중합체로서는, 불소 원자를 갖는 중합체인 한 특별히 한정되지 않지만, 상기 감방사선성 수지 조성물 중의 [A] 중합체보다 불소 원자 함유율(질량%)이 높은 것이 바람직하다. [A] 중합체보다 불소 원자 함유율이 높음으로써, 상술한 편재화의 정도가 보다 높아지고, 얻어지는 레지스트막의 발수성 및 용출 억제성 등의 특성이 향상된다.The [D] polymer is not particularly limited as long as it is a polymer having a fluorine atom, but it is preferable that the content of fluorine atoms (mass%) is higher than that of the polymer [A] in the radiation sensitive resin composition. When the content of fluorine atoms is higher than that of the polymer [A], the degree of the above-described unevenization becomes higher, and the properties such as water repellency and dissolution inhibiting property of the obtained resist film are improved.

[D] 중합체의 불소 원자 함유율의 하한으로서는 1질량%가 바람직하고, 2질량%가 보다 바람직하고, 4질량%가 더욱 바람직하고, 7질량%가 특히 바람직하다. 상기 불소 원자 함유율의 상한으로서는 60질량%가 바람직하고, 40질량%가 보다 바람직하고, 30질량%가 더욱 바람직하다. [D] 중합체의 불소 원자 함유율이 상기 하한 미만이면, 레지스트막 표면의 소수성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 중합체의 불소 원자 함유율(질량%)은 13C-NMR 스펙트럼 측정에 의해 중합체의 구조를 구하여 그의 구조로부터 산출할 수 있다.The lower limit of the fluorine atom content of the [D] polymer is preferably 1% by mass, more preferably 2% by mass, still more preferably 4% by mass, and particularly preferably 7% by mass. The upper limit of the fluorine atom content is preferably 60% by mass, more preferably 40% by mass, still more preferably 30% by mass. If the fluorine atom content of the [D] polymer is less than the above lower limit, the hydrophobicity of the surface of the resist film may be lowered. The fluorine atom content (% by mass) of the polymer can be calculated from the structure of the polymer obtained by 13 C-NMR spectrum measurement.

[D] 중합체로서는, 하기 구조 단위 (Da) 및 구조 단위 (Db)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 갖는 것이 바람직하다. [D] 중합체는, 구조 단위 (Da) 및 구조 단위 (Db)를 각각 1종으로 또는 2종 이상 가질 수도 있다.As the [D] polymer, it is preferable to have at least one member selected from the group consisting of the following structural unit (Da) and structural unit (Db). The [D] polymer may have one structural unit (Da) or two structural units (Db), or two or more structural units (Db).

[구조 단위 (Da)][Structural unit (Da)]

구조 단위 (Da)는 하기 화학식 (8a)로 표시되는 구조 단위이다. [D] 중합체는 구조 단위 (Da)를 가짐으로써 불소 원자 함유율을 조정할 수 있다.The structural unit (Da) is a structural unit represented by the following formula (8a). [D] The polymer can have a fluorine atom content by adjusting the structural unit (Da).

Figure pat00060
Figure pat00060

상기 화학식 (8a) 중, RD는 수소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. G는 단결합, 산소 원자, 황 원자, -CO-O-, -SO2-O-NH-, -CO-NH- 또는 -O-CO-NH-이다. RE는, 적어도 1개의 불소 원자를 갖는 탄소수 1 내지 6의 1가의 쇄상 탄화수소기, 또는 적어도 1개의 불소 원자를 갖는 탄소수 4 내지 20의 1가의 지방족 환상 탄화수소기이다.In the above formula (8a), R D is a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. G is a single bond, oxygen, sulfur, -CO-O-, -SO 2 -O -NH-, -CO-NH- or -O-CO-NH-. R E is a monovalent straight chain hydrocarbon group of 1 to 6 carbon atoms having at least one fluorine atom or a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group of 4 to 20 carbon atoms having at least one fluorine atom.

RE로 표시되는 적어도 1개의 불소 원자를 갖는 탄소수 1 내지 6의 쇄상 탄화수소기로서는, 예를 들어 트리플루오로메틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기, 퍼플루오로에틸기, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필기, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로필기, 퍼플루오로 n-프로필기, 퍼플루오로 i-프로필기, 퍼플루오로 n-부틸기, 퍼플루오로 i-부틸기, 퍼플루오로 t-부틸기, 2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로펜틸기, 퍼플루오로헥실기 등을 들 수 있다.Examples of the chain hydrocarbon group having at least one fluorine atom and having 1 to 6 carbon atoms represented by R E include a trifluoromethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, a perfluoroethyl group, 3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl group, perfluoro n-propyl group, perfluoro i-propyl group, perfluoro n -Butyl group, a perfluoro i-butyl group, a perfluoro t-butyl group, a 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl group, a perfluorohexyl group, etc. .

RE로 표시되는 적어도 1개의 불소 원자를 갖는 탄소수 4 내지 20의 지방족 환상 탄화수소기로서는, 예를 들어 모노플루오로시클로펜틸기, 디플루오로시클로펜틸기, 퍼플루오로시클로펜틸기, 모노플루오로시클로헥실기, 디플루오로시클로펜틸기, 퍼플루오로시클로헥실메틸기, 플루오로노르보르닐기, 플루오로아다만틸기, 플루오로보르닐기, 플루오로이소보르닐기, 플루오로트리시클로데실기, 플루오로테트라시클로데실기 등을 들 수 있다.Examples of the aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms and having at least one fluorine atom represented by R E include a monofluorocyclopentyl group, a difluorocyclopentyl group, a perfluorocyclopentyl group, a monofluoro A perfluorocyclohexylmethyl group, a fluoronorbornyl group, a fluoroamantyl group, a fluorobornyl group, a fluoroisobornyl group, a fluoro-tricyclodecyl group, a fluorotetracyclo-cyclohexyl group, Decyl groups, and the like.

구조 단위 (Da)를 부여하는 단량체로서는, 예를 들어 트리플루오로메틸(메트)아크릴산에스테르, 2,2,2-트리플루오로에틸(메트)아크릴산에스테르, 2,2,2-트리플루오로에틸옥시카르보닐메틸(메트)아크릴산에스테르, 퍼플루오로에틸(메트)아크릴산에스테르, 퍼플루오로 n-프로필(메트)아크릴산에스테르, 퍼플루오로 i-프로필(메트)아크릴산에스테르, 퍼플루오로 n-부틸(메트)아크릴산에스테르, 퍼플루오로 i-부틸(메트)아크릴산에스테르, 퍼플루오로 t-부틸(메트)아크릴산에스테르, 2-(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로필)(메트)아크릴산에스테르, 1-(2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로펜틸)(메트)아크릴산에스테르, 퍼플루오로시클로헥실메틸(메트)아크릴산에스테르, 1-(2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필)(메트)아크릴산에스테르, 모노플루오로시클로펜틸(메트)아크릴산에스테르, 디플루오로시클로펜틸(메트)아크릴산에스테르, 퍼플루오로시클로펜틸(메트)아크릴산에스테르, 모노플루오로시클로헥실(메트)아크릴산에스테르, 디플루오로시클로펜틸(메트)아크릴산에스테르, 퍼플루오로시클로헥실메틸(메트)아크릴산에스테르, 플루오로노르보르닐(메트)아크릴산에스테르, 플루오로아다만틸(메트)아크릴산에스테르, 플루오로보르닐(메트)아크릴산에스테르, 플루오로이소보르닐(메트)아크릴산에스테르, 플루오로트리시클로데실(메트)아크릴산에스테르, 플루오로테트라시클로데실(메트)아크릴산에스테르 등을 들 수 있다.Examples of the monomer giving the structural unit (Da) include trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (Meth) acrylate, perfluoro (meth) acrylate, perfluoro n-propyl (meth) acrylate, perfluoro i-propyl (meth) acrylate, perfluoro n-butyl (Meth) acrylate, perfluoro (meth) acrylate, perfluoro t-butyl (meth) acrylate, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl) (Meth) acrylic acid ester, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl) (meth) acrylic acid ester, perfluorocyclohexylmethyl (meth) (Meth) acrylate, monofluorocyclopentyl (meth) acrylate, di (2, 3, (Meth) acrylate, perfluorocyclopentyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexyl (meth) acrylate, perfluorocyclopentyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexyl (Meth) acrylate, fluoroisobornyl (meth) acrylate, fluoroaryl (meth) acrylate, fluoroboronyl (meth) acrylate, Decyl (meth) acrylate, fluorotetracyclodecyl (meth) acrylate, and the like.

구조 단위 (Da)를 부여하는 단량체로서는, 이들 중에서 2,2,2-트리플루오로에틸(메트)아크릴산에스테르가 바람직하다.As the monomer giving the structural unit (Da), 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate is preferable.

구조 단위 (Da)의 함유 비율의 하한으로서는, [D] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 5몰%가 바람직하고, 10몰%가 보다 바람직하고, 30몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 95몰%가 바람직하고, 90몰%가 보다 바람직하고, 85몰%가 더욱 바람직하다. 이러한 함유 비율로 함으로써, 액침 노광시에 있어서 레지스트막 표면의 보다 높은 동적 접촉각을 발현시킬 수 있다.The lower limit of the content of the structural unit (Da) is preferably 5 mol%, more preferably 10 mol%, and still more preferably 30 mol% based on the total structural units constituting the [D] polymer. The upper limit of the content is preferably 95 mol%, more preferably 90 mol%, still more preferably 85 mol%. By setting such a content ratio, a higher dynamic contact angle on the surface of the resist film during immersion exposure can be exhibited.

[구조 단위 (Db)][Structural unit (Db)]

구조 단위 (Db)는 하기 화학식 (8b)로 표시되는 구조 단위이다. [D] 중합체는 구조 단위 (Db)를 가짐으로써 소수성이 증가되기 때문에, 상기 감방사선성 수지 조성물로 형성된 레지스트막 표면의 동적 접촉각을 더욱 향상시킬 수 있다.The structural unit (Db) is a structural unit represented by the following formula (8b). The hydrophobic property of the [D] polymer is increased by having the structural unit (Db), so that the dynamic contact angle of the surface of the resist film formed of the radiation sensitive resin composition can be further improved.

Figure pat00061
Figure pat00061

상기 화학식 (8b) 중, RF는 수소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. R21은 탄소수 1 내지 20의 (s+1)가의 탄화수소기이고, R21의 R22측의 말단에 산소 원자, 황 원자, -NR'-, 카르보닐기, -CO-O- 또는 -CO-NH-가 결합된 구조의 것도 포함한다. R'은 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. R22는 단결합, 탄소수 1 내지 10의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 4 내지 20의 2가의 지방족 환상 탄화수소기이다. X2는 적어도 1개의 불소 원자를 갖는 탄소수 1 내지 20의 2가의 쇄상 탄화수소기이다. A1은 산소 원자, -NR"-, -CO-O-* 또는 -SO2-O-*이다. R"은 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. *는 R21에 결합하는 결합 부위를 나타낸다. R23은 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. s는 1 내지 3의 정수이다. 단, s가 2 또는 3인 경우, 복수개의 R22, X2, A1 및 R23은 각각 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.In the above formula (8b), R F is a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 21 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 (1 + s), oxygen atom at the terminal of R 21 R 22 side, a sulfur atom, -NR'-, carbonyl, -CO-O- or -CO-NH -. &Lt; / RTI &gt; R 'is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 22 is a single bond, a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. X 2 is a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and at least one fluorine atom. A 1 is an oxygen atom, -NR "-, -CO-O- * or -SO 2 -O- * R" is a hydrogen atom or a monovalent organic group. * Represents a bonding site to be bonded to R &lt; 21 & gt ;. R 23 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. s is an integer of 1 to 3; Provided that when s is 2 or 3, plural R 22 , X 2 , A 1 and R 23 may be the same or different.

R23이 수소 원자인 경우에는, [D] 중합체의 알칼리 현상액에 대한 용해성을 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다.When R 23 is a hydrogen atom, the solubility of the [D] polymer in an alkali developing solution can be improved.

R23으로 표시되는 1가의 유기기로서는, 예를 들어 산 해리성기, 알칼리 해리성기 또는 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 30의 탄화수소기 등을 들 수 있다.The monovalent organic group represented by R 23 includes, for example, an acid dissociable group, an alkali dissociable group, or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent.

상기 구조 단위 (Db)로서는, 예를 들어 하기 화학식 (8b-1) 내지 (8b-3)으로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (Db) include structural units represented by the following formulas (8b-1) to (8b-3).

Figure pat00062
Figure pat00062

상기 화학식 (8b-1) 내지 (8b-3) 중, R21'은 탄소수 1 내지 20의 2가의 직쇄상, 분지상 또는 환상의 포화 또는 불포화의 탄화수소기이다. RF, X2, R23 및 s는 상기 화학식 (8b)와 동의이다. s가 2 또는 3인 경우, 복수개의 X2 및 R23은 각각 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.In the formulas (8b-1) to (8b-3), R 21 ' is a divalent straight, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R F , X 2 , R 23 and s are as defined in the above formula (8b). When s is 2 or 3, plural X 2 and R 23 may be the same or different.

[D] 중합체가 구조 단위 (8b)를 갖는 경우, 구조 단위 (8b)의 함유 비율의 하한으로서는, [D] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 5몰%가 바람직하고, 10몰%가 보다 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 90몰%가 바람직하고, 85몰%가 보다 바람직하고, 80몰%가 더욱 바람직하다. 이러한 함유 비율로 함으로써, 상기 감방사선성 수지 조성물로 형성된 레지스트막 표면은, 알칼리 현상에 있어서 동적 접촉각의 저하도를 향상시킬 수 있다.When the polymer [D] has the structural unit (8b), the lower limit of the content ratio of the structural unit (8b) is preferably 5 mol% based on the total structural units constituting the polymer [D], more preferably 10 mol% desirable. The upper limit of the content is preferably 90 mol%, more preferably 85 mol%, still more preferably 80 mol%. With such a content ratio, the surface of the resist film formed of the radiation sensitive resin composition can improve the degree of lowering of the dynamic contact angle in the alkali development.

[구조 단위 (Dc)][Structural unit (Dc)]

[D] 중합체는 상기 구조 단위 (Da) 및 (Db) 이외에도, 산 해리성기를 포함하는 구조 단위 (이하, 「구조 단위 (Dc)」라고도 함)를 가질 수도 있다(단, 구조 단위 (Db)에 해당하는 것을 제외한다). [D] 중합체가 구조 단위 (Dc)를 가짐으로써, 얻어지는 레지스트 패턴의 형상이 보다 양호해진다. 구조 단위 (Dc)로서는, 상술한 [A] 중합체에 있어서의 구조 단위 (II) 등을 들 수 있다.The polymer [D] may have a structural unit (hereinafter also referred to as a "structural unit (Dc)") containing an acid dissociable group in addition to the structural units (Da) and (Db) Except for the case of When the [D] polymer has the structural unit (Dc), the shape of the obtained resist pattern becomes better. Examples of the structural unit (Dc) include structural units (II) in the above-mentioned [A] polymer.

구조 단위 (Dc)의 함유 비율의 하한으로서는, [D] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 5몰%가 바람직하고, 10몰%가 보다 바람직하고, 15몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 90몰%가 바람직하고, 70몰%가 보다 바람직하고, 60몰%가 더욱 바람직하고, 50몰%가 특히 바람직하다. 구조 단위 (Dc)의 함유 비율이 상기 하한 미만이면, 레지스트 패턴에 있어서의 현상 결함의 발생을 충분히 억제할 수 없는 경우가 있다. 구조 단위 (Dc)의 함유 비율이 상기 상한을 초과하면, 얻어지는 레지스트막 표면의 소수성이 저하되는 경우가 있다.The lower limit of the content of the structural unit (Dc) is preferably 5% by mole, more preferably 10% by mole, and further preferably 15% by mole based on the total structural units constituting the polymer [D]. The upper limit of the content is preferably 90 mol%, more preferably 70 mol%, still more preferably 60 mol%, and particularly preferably 50 mol%. When the content ratio of the structural unit (Dc) is less than the lower limit described above, the occurrence of development defects in the resist pattern may not be sufficiently suppressed. When the content ratio of the structural unit (Dc) exceeds the upper limit, the hydrophobicity of the resulting resist film surface may be lowered.

[그 밖의 구조 단위][Other structural units]

또한, [D] 중합체는 상기 구조 단위 이외에도, 예를 들어 알칼리 가용성 기를 포함하는 구조 단위, 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조 및 술톤 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 구조를 포함하는 구조 단위, 지환식 기를 포함하는 구조 단위 등의 그 밖의 구조 단위를 가질 수도 있다.Further, the [D] polymer may contain, in addition to the structural unit, a structural unit including at least one structure selected from the group consisting of a structural unit containing an alkali-soluble group, a lactone structure, a cyclic carbonate structure and a sultone structure , A structural unit including an alicyclic group, and the like.

알칼리 가용성 기로서는, 예를 들어 카르복시기, 술폰아미드기, 술포기 등을 들 수 있다. 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조 및 술톤 구조로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 구조를 갖는 구조 단위로서는, 상술한 [A] 중합체에 있어서의 구조 단위 (III) 등을 들 수 있다.Examples of the alkali-soluble group include a carboxy group, a sulfonamide group, and a sulfo group. Examples of the structural unit having at least one structure selected from the group consisting of a lactone structure, a cyclic carbonate structure and a sultone structure include structural units (III) in the above-mentioned [A] polymer.

그 밖의 구조 단위의 함유 비율의 상한으로서는, [D] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 통상 30몰%이고, 20몰%가 바람직하다. 상기 그 밖의 구조 단위의 함유 비율이 상기 상한을 초과하면, 상기 감방사선성 수지 조성물의 패턴 형성성이 저하되는 경우가 있다.The upper limit of the content ratio of the other structural units is usually 30 mol% and preferably 20 mol% based on the total structural units constituting the [D] polymer. When the content ratio of the other structural units exceeds the upper limit, the pattern forming property of the radiation-sensitive resin composition may be deteriorated.

[D] 중합체로서는, 얻어지는 레지스트막의 발수성 및 용출 억제성 등의 특성이 보다 향상되는 관점에서, 구조 단위 (II)와 구조 단위 (Da)를 포함하는 중합체가 바람직하고, 2,2,2-트리플루오로에틸메타크릴레이트로부터 얻어지는 구조 단위 및 1-에틸시클로펜틸메타크릴레이트로부터 얻어지는 구조 단위를 포함하는 중합체가 보다 바람직하다.The polymer [D] is preferably a polymer containing the structural unit (II) and the structural unit (Da) from the viewpoint of further improving the properties such as water repellency and dissolution inhibiting property of the obtained resist film, A polymer containing a structural unit derived from fluoroethyl methacrylate and a structural unit derived from 1-ethylcyclopentyl methacrylate is more preferable.

상기 감방사선성 수지 조성물이 [D] 중합체를 함유하는 경우, [D] 중합체의 함유량의 하한으로서는, [A] 중합체의 100질량부에 대하여 0.5질량부가 바람직하고, 1질량부가 보다 바람직하고, 1질량부가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 20질량부가 바람직하고, 15질량부가 보다 바람직하고, 10질량부가 더욱 바람직하다. [D] 중합체의 함유량이 상기 상한을 초과하면, 상기 감방사선성 수지 조성물의 패턴 형성성이 저하되는 경우가 있다.When the radiation-sensitive resin composition contains the [D] polymer, the lower limit of the content of the [D] polymer is preferably 0.5 part by mass, more preferably 1 part by mass, per 100 parts by mass of the polymer [A] The mass part is more preferable. The upper limit of the content is preferably 20 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, further preferably 10 parts by mass. If the content of the [D] polymer exceeds the upper limit, the pattern-forming properties of the radiation-sensitive resin composition may be deteriorated.

[D] 중합체는 1종으로 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.[D] Polymers may be used alone or in combination of two or more.

<[D] 중합체의 합성 방법><Method of synthesizing [D] polymer>

[D] 중합체는, 라디칼 중합 등의 통상법에 따라서 합성할 수 있다. 합성 방법으로서는, 예를 들어 [A] 중합체의 합성 방법과 동일한 방법 등을 들 수 있다.The [D] polymer can be synthesized by a conventional method such as radical polymerization. As the synthesis method, for example, the same method as the synthesis method of the [A] polymer can be given.

[D] 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)의 하한으로서는 통상 1,000이고, 2,000이 바람직하다. 상기 Mw의 상한으로서는 통상 20,000이고, 15,000이 바람직하다. [D] 중합체의 Mw가 상기 상한을 초과하면, 상기 감방사선성 수지 조성물의 현상성이 저하되는 경우가 있다. [D] 중합체의 Mw가 상기 하한 미만이면, 얻어지는 레지스트막의 내열성이 저하되는 경우가 있다.The lower limit of the polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) of the [D] polymer by gel permeation chromatography (GPC) is usually 1,000 and preferably 2,000. The upper limit of the Mw is usually 20,000, preferably 15,000. If the Mw of the [D] polymer exceeds the upper limit, the developability of the radiation-sensitive resin composition may be deteriorated. If the Mw of the [D] polymer is less than the lower limit described above, the heat resistance of the resulting resist film may be lowered.

[D] 중합체의 GPC에 의한 폴리스티렌 환산 수 평균 분자량(Mn)에 대한 Mw의 비(Mw/Mn)의 상한으로서는 통상 5이고, 3이 바람직하고, 2가 보다 바람직하다. 상기 비의 하한으로서는 통상 1이다. Mw/Mn이 상기 상한을 초과하면, 얻어지는 레지스트막의 내열성이 저하되는 경우가 있다.The upper limit of the ratio (Mw / Mn) of Mw to the number average molecular weight (Mn) converted to polystyrene by the GPC of the [D] polymer is usually 5, preferably 3, and more preferably 2. The lower limit of the ratio is usually 1. If Mw / Mn exceeds the upper limit, the heat resistance of the resulting resist film may be lowered.

<[E] 중합체><[E] Polymer>

상기 감방사선성 수지 조성물은, [A] 중합체 및 [D] 중합체 이외의 중합체 성분으로서 기타의 중합체([E] 중합체)를 임의로 포함할 수도 있다.The radiation-sensitive resin composition may optionally contain other polymer ([E] polymer) as a polymer component other than the [A] polymer and the [D] polymer.

[E] 중합체로서는, 예를 들어 구조 단위로서 상술한 구조 단위 (II) 및 구조 단위 (III)을 포함하는 중합체 등을 들 수 있다.As the [E] polymer, for example, a polymer containing the structural unit (II) and the structural unit (III) described above as the structural unit may, for example, be mentioned.

상기 감방사선성 수지 조성물이 발수성 중합체 첨가제로서 [A] 중합체를 함유하는 경우, 베이스 중합체로서 [E] 중합체를 함유하는 것이 바람직하다. 이 경우, [E] 중합체는 구조 단위 (II) 및 구조 단위 (III)을 갖는 것이 바람직하다.When the radiation sensitive resin composition contains the polymer [A] as the water repellent polymer additive, it is preferable that the polymer [E] is contained as the base polymer. In this case, it is preferable that the [E] polymer has the structural unit (II) and the structural unit (III).

[A] 중합체가 발수성 중합체 첨가제인 경우, 상기 감방사선성 수지 조성물에 있어서의 [E] 중합체의 함유량의 하한으로서는, [A] 중합체의 100질량부에 대하여 10질량부가 바람직하고, 50질량부가 보다 바람직하고, 100질량부가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 10,000질량부가 바람직하고, 1,500질량부가 보다 바람직하고, 1,000질량부가 더욱 바람직하다. [E] 중합체의 함유량이 상기 상한을 초과하면, 상기 감방사선성 수지 조성물의 패턴 형성성이 저하되는 경우가 있다.When the polymer [A] is a water repellent polymer additive, the lower limit of the content of the [E] polymer in the radiation-sensitive resin composition is preferably 10 parts by mass, more preferably 50 parts by mass or more per 100 parts by mass of the polymer [A] And more preferably 100 parts by mass. The upper limit of the content is preferably 10,000 parts by mass, more preferably 1,500 parts by mass, and even more preferably 1,000 parts by mass. If the content of the [E] polymer exceeds the upper limit, the pattern-forming property of the radiation-sensitive resin composition may be deteriorated.

[E] 중합체는 1종으로 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.[E] Polymers may be used singly or in combination of two or more.

<[E] 중합체의 합성 방법><Method for synthesizing [E] polymer>

[E] 중합체는, 라디칼 중합 등의 통상법에 따라서 합성할 수 있다. 합성 방법으로서는, 예를 들어 [A] 중합체의 합성 방법과 동일한 방법 등을 들 수 있다.[E] The polymer can be synthesized by a conventional method such as radical polymerization. As the synthesis method, for example, the same method as the synthesis method of the [A] polymer can be given.

<[F] 용매><[F] Solvent>

상기 감방사선성 수지 조성물은 통상 [F] 용매를 함유한다. [F] 용매는, 적어도 [A] 중합체, [B] 감방사선성 산 발생체, 및 필요에 따라 함유되는 [C] 산 확산 제어체 등을 용해 또는 분산 가능한 용매라면 특별히 한정되지 않는다.The radiation-sensitive resin composition usually contains a [F] solvent. The [F] solvent is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing at least the [A] polymer, the [B] radiation-sensitive acid generator, and the [C] acid diffusion control agent or the like, if necessary.

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

알코올계 용매로서는, 예를 들어As the alcoholic solvent, for example,

메탄올, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, iso-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, n-펜탄올, iso-펜탄올, 2-메틸부탄올, sec-펜탄올, tert-펜탄올, 3-메톡시부탄올, n-헥산올, 2-메틸펜탄올, sec-헥산올, 2-에틸부탄올, sec-헵탄올, 3-헵탄올, n-옥탄올, 2-에틸헥산올, sec-옥탄올, n-노닐알코올, 2,6-디메틸-4-헵탄올, n-데칸올, sec-운데실알코올, 트리메틸노닐알코올, sec-테트라데실알코올, sec-헵타데실알코올, 푸르푸릴알코올, 페놀, 시클로헥산올, 메틸시클로헥산올, 3,3,5-트리메틸시클로헥산올, 벤질알코올, 디아세톤알코올 등의 모노알코올계 용매;Propanol, iso-butanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, iso-pentanol, Butanol, 2-ethylhexanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol , sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, secundecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, Monoalcohol solvents such as furyl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol and diacetone alcohol;

에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 2,4-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 2,5-헥산디올, 2,4-헵탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜 등의 다가 알코올계 용매;Propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4- Polyhydric alcohol solvents such as 2-ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol and tripropylene glycol;

에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노헥실에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜모노-2-에틸부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노헥실에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노프로필에테르 등의 다가 알코올 부분 에테르계 용매 등을 들 수 있다.Ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol mono Methyl ethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene Glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, and dipropylene glycol monopropyl ether; and the like.

에테르계 용매로서는, 예를 들어As the ether-based solvent, for example,

디에틸에테르, 디프로필에테르, 디부틸에테르 등의 디알킬에테르계 용매;Dialkyl ether solvents such as diethyl ether, dipropyl ether and dibutyl ether;

테트라히드로푸란, 테트라히드로피란 등의 환상 에테르계 용매;Cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran;

디페닐에테르, 아니솔(메틸페닐에테르) 등의 방향환 함유 에테르계 용매 등을 들 수 있다.Containing ether solvents such as diphenyl ether and anisole (methylphenyl ether), and the like.

케톤계 용매로서는, 예를 들어As the ketone-based solvent, for example,

아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 디에틸케톤, 메틸-iso-부틸케톤, 2-헵타논(메틸-n-펜틸케톤), 에틸-n-부틸케톤, 메틸-n-헥실케톤, 디-iso-부틸케톤, 트리메틸노나논 등의 쇄상 케톤계 용매;Propyl ketone, methyl n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, 2-heptanone (methyl-n-pentyl ketone), ethyl- , Methyl-n-hexyl ketone, di-iso-butyl ketone, and trimethyl nonanone;

시클로펜타논, 시클로헥사논, 시클로헵타논, 시클로옥타논, 메틸시클로헥사논 등의 환상 케톤계 용매;Cyclic ketone solvents such as cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone and methylcyclohexanone;

2,4-펜탄디온, 아세토닐아세톤, 아세토페논 등을 들 수 있다.2,4-pentanedione, acetonyl acetone, acetophenone, and the like.

아미드계 용매로서는, 예를 들어 N,N'-디메틸이미다졸리디논, N-메틸피롤리돈 등의 환상 아미드계 용매;Examples of the amide solvent include cyclic amide solvents such as N, N'-dimethylimidazolidinone and N-methylpyrrolidone;

N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸프로피온아미드 등의 쇄상 아미드계 용매 등을 들 수 있다.A chain amide type such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, Solvents, and the like.

에스테르계 용매로서는, 예를 들어As the ester-based solvent, for example,

아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산 n-프로필, 아세트산 iso-프로필, 아세트산 n-부틸, 아세트산 iso- 부틸, 아세트산 sec-부틸, 아세트산 n-펜틸, 아세트산 i-펜틸, 아세트산 sec-펜틸, 아세트산 3-메톡시부틸, 아세트산메틸펜틸, 아세트산 2-에틸부틸, 아세트산 2-에틸헥실, 아세트산벤질, 아세트산시클로헥실, 아세트산메틸시클로헥실, 아세트산 n-노닐 등의 아세트산에스테르계 용매;Propyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, i-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, acetic acid 3-methylacetate Acetoxy-based solvents such as acetonitrile, propionitrile, propionitrile, propionitrile, propionitrile, propionitrile, propionitrile,

에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 다가 알코올 부분 에테르 아세테이트계 용매;Ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, Polyhydric alcohol partial ether acetate type solvents such as monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate and dipropylene glycol monoethyl ether acetate;

디에틸카르보네이트 등의 카르보네이트계 용매;Carbonate solvents such as diethyl carbonate and the like;

디아세트산글리콜, 아세트산메톡시트리글리콜, 프로피온산에틸, 프로피온산 n-부틸, 프로피온산 iso-아밀, 옥살산디에틸, 옥살산디-n-부틸, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸, 락트산메틸, 락트산에틸, 락트산 n-부틸, 락트산 n-아밀, 말론산디에틸, 프탈산디메틸, 프탈산디에틸, 프탈산디프로필 등을 들 수 있다.Butyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-butyl acetate, isopropyl acetoacetate, isopropyl acetoacetate, -Butyl, n-amyl lactate, diethyl malonate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dipropyl phthalate and the like.

탄화수소계 용매로서는, 예를 들어As the hydrocarbon-based solvent, for example,

n-펜탄, iso-펜탄, n-헥산, iso-헥산, n-헵탄, iso-헵탄, 2,2,4-트리메틸펜탄, n-옥탄, iso-옥탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산 등의 지방족 탄화수소계 용매;aliphatic alcohols such as n-pentane, iso-pentane, n-hexane, isohexane, n-heptane, isoheptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, iso-octane, cyclohexane and methylcyclohexane Hydrocarbon solvents;

벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌, 에틸벤젠, 트리메틸벤젠, 메틸에틸벤젠, n-프로필벤젠, iso-프로필벤젠, 디에틸벤젠, iso-부틸벤젠, 트리에틸벤젠, 디-iso-프로필벤젠, n-아밀나프탈렌 등의 방향족 탄화수소계 용매 등을 들 수 있다.Benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, isopropylbenzene, diethylbenzene, isobutylbenzene, triethylbenzene, di- And aromatic hydrocarbon solvents such as amylnaphthalene.

[F] 용매로서는, 이들 중에서 용해 또는 분산능이 보다 우수한 관점에서, 에스테르계 용매 및 케톤계 용매가 바람직하고, 다가 알코올 부분 에테르아세테이트계 용매 및 환상 케톤계 용매가 보다 바람직하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 및 시클로헥사논이 더욱 바람직하다.As the [F] solvent, ester solvents and ketone solvents are preferable from the viewpoint of better solubility or dispersibility among them, more preferred are polyhydric alcohol partial ether acetate solvents and cyclic ketone solvents, and propylene glycol monomethyl ether Acetate and cyclohexanone are more preferred.

상기 감방사선성 수지 조성물은 [F] 용매를 1종으로 또는 2종 이상 함유하고 있을 수도 있다.The radiation-sensitive resin composition may contain one or two or more [F] solvents.

<[G] 편재화 촉진제><[G] Sedimentation accelerator>

편재화 촉진제는, 상기 감방사선성 수지 조성물이 [D] 중합체를 함유하는 경우 등에, [D] 중합체를, 보다 효율적으로 레지스트막 표면에 편석시키는 효과를 갖는 것이다. 상기 감방사선성 수지 조성물에 이 편재화 촉진제를 함유시킴으로써, [D] 중합체의 첨가량을 종래보다 적게 할 수 있다. 따라서, LWR 성능, 현상 결함, 패턴 붕괴 내성 등의 레지스트 기본 특성을 손상시키지 않고, 레지스트막으로부터 액침액으로의 성분의 용출을 더 억제하거나, 고속 스캔에 의해 액침 노광을 보다 고속으로 행하는 것이 가능해져, 결과적으로 워터 마크 결함 등의 액침 유래 결함을 억제하는 레지스트막 표면의 소수성을 향상시킬 수 있다. 이러한 편재화 촉진제로서 사용할 수 있는 것으로서는, 비유전율이 30 이상 200 이하이고, 1기압에 있어서의 비점이 100℃ 이상인 저분자 화합물을 들 수 있다. 이러한 화합물로서는, 구체적으로는 락톤 화합물, 환상 카르보네이트 화합물, 니트릴 화합물, 다가 알코올 등을 들 수 있다.The unidirectional accelerator has the effect of segregating the polymer [D] more efficiently on the surface of the resist film, when the radiation-sensitive resin composition contains the [D] polymer. By incorporating the unidirectional accelerator into the radiation sensitive resin composition, the amount of the [D] polymer added can be made smaller than in the prior art. Therefore, the dissolution of components from the resist film into the immersion liquid can be further suppressed without impairing the resist basic characteristics such as LWR performance, development defects, pattern collapse resistance, and the like, and the immersion exposure can be performed at a higher speed by the high-speed scanning And as a result, the hydrophobicity of the surface of the resist film for suppressing defects due to immersion such as watermark defects can be improved. Examples of such a polymerization accelerator include a low molecular weight compound having a relative dielectric constant of 30 or more and 200 or less and a boiling point of 100 占 폚 or more at 1 atm. Specific examples of such compounds include lactone compounds, cyclic carbonate compounds, nitrile compounds, and polyhydric alcohols.

락톤 화합물로서는, 예를 들어 γ-부티로락톤, 발레로락톤, 메발로닉락톤, 노르보르난락톤 등을 들 수 있다.Examples of the lactone compound include? -Butyrolactone, valerolactone, mevalonic lactone and norbornane lactone.

환상 카르보네이트 화합물로서는, 예를 들어 프로필렌카르보네이트, 에틸렌카르보네이트, 부틸렌카르보네이트, 비닐렌카르보네이트 등을 들 수 있다.Examples of the cyclic carbonate compound include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, and vinylene carbonate.

니트릴 화합물로서는, 예를 들어 숙시노니트릴 등을 들 수 있다.Examples of the nitrile compound include succinonitrile and the like.

다가 알코올의 구체예로서는, 예를 들어 글리세린 등을 들 수 있다.Specific examples of the polyhydric alcohol include, for example, glycerin.

[G] 편재화 촉진제로서는, 이들 중에서, 보다 효율적으로 레지스트막 표면에 편석시키는 효과를 갖는 관점에서, 락톤 화합물이 바람직하고, γ-부티로락톤이 보다 바람직하다.Of these, as the [G] unilateralization accelerator, a lactone compound is preferable, and γ-butyrolactone is more preferable from the viewpoint of having an effect of segregating on the resist film surface more efficiently.

[G] 편재화 촉진제는 1종으로 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.The [G] unilateralization accelerator may be used alone or in combination of two or more.

<그 밖의 임의 성분><Other optional components>

상기 감방사선성 수지 조성물은 상기 [A] 내지 [G] 성분 이외에도, 그 밖의 임의 성분을 함유하고 있을 수도 있다. 그 밖의 임의 성분으로서는, 예를 들어 계면 활성제, 지환식 골격 함유 화합물, 증감제 등을 들 수 있다. 이들 그 밖의 임의 성분은 각각 1종으로 또는 2종 이상을 병용할 수도 있다.The radiation-sensitive resin composition may contain other optional components in addition to the components [A] to [G]. Other optional components include, for example, surfactants, alicyclic skeleton-containing compounds, and sensitizers. These other optional components may be used individually or in combination of two or more.

(계면 활성제) (Surfactants)

계면 활성제는 도포성, 스트리에이션, 현상성 등을 개량하는 효과를 발휘한다. 계면 활성제로서는, 예를 들어 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌 n-옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 n-노닐페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜디라우레이트, 폴리에틸렌글리콜디스테아레이트 등의 비이온계 계면 활성제 등을 들 수 있다.The surfactant exhibits the effect of improving the coatability, stretching, developability and the like. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol di And nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate.

시판품으로서는, 신에쯔 가가꾸 고교사의 「KP341」, 교에샤 가가꾸사의 「폴리플로우 No.75」, 동사의 「폴리플로우 No.95」, 토켐 프로덕츠사의 「에프톱 EF301」, 동사의 「에프톱 EF303」, 동사의 「에프톱 EF352」, DIC사의 「메가페이스 F171」, 동사의 「메가페이스 F173」, 스미토모 쓰리엠사의 「플루오라드 FC430」, 동사의 「플루오라드 FC431」, 아사히 가라스사의 「아사히가드 AG710」, 동사의 「서플론 S-382」, 동사의 「서플론 SC-101」, 동사의 「서플론 SC-102」, 동사의 「서플론 SC-103」, 동사의 「서플론 SC-SC-104」, 동사의 「서플론 SC-105」, 동사의 「서플론 SC-106」 등을 들 수 있다.Examples of commercially available products include "KP341" manufactured by Shin Etsu Chemical Co., Ltd., "Polyflow No. 75" manufactured by Kyoe Shagaku Co., Ltd., "Polyflow No. 95" manufactured by the company, "Epshot EF301" manufactured by TOKEM PRODUCTS, Megaface F171 "by DIC," Megaface F173 "by the company," Fluorad FC430 "by Sumitomo 3M," Fluorad FC431 "by the company," Asahi Glass Co., The company's Surplon SC-101, the company's Surplon SC-102, the company's Surplon SC-103, and the company's "Surplus SC-101" Ron SC-SC-104 ", the company's" Suffron SC-105 ", and the company's" Suffron SC-106 ".

상기 감방사선성 수지 조성물에 있어서의 계면 활성제의 함유량으로서는, [A] 중합체 100질량부에 대하여 통상 2질량부 이하이다.The content of the surfactant in the radiation sensitive resin composition is usually 2 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polymer [A].

(지환식 골격 함유 화합물) (Alicyclic skeleton-containing compound)

지환식 골격 함유 화합물은, 건식 에칭 내성, 패턴 형상, 기판과의 접착성 등을 개선하는 효과를 발휘한다.The alicyclic skeleton-containing compound exerts the effect of improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion with a substrate, and the like.

지환식 골격 함유 화합물로서는, 예를 들어As the alicyclic skeleton-containing compound, for example,

1-아다만탄카르복실산, 2-아다만타논, 1-아다만탄카르복실산 t-부틸 등의 아다만탄 유도체류;Adamantane derivatives such as 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone and t-butyl 1-adamantanecarboxylate;

데옥시콜산 t-부틸, 데옥시콜산 t-부톡시카르보닐메틸, 데옥시콜산 2-에톡시에틸 등의 데옥시콜산에스테르류;Deoxycholic acid esters such as t-butyl deoxycholate, t-butoxycarbonylmethyl deoxycholate and 2-ethoxyethyl deoxycholate;

리토콜산 t-부틸, 리토콜산 t-부톡시카르보닐메틸, 리토콜산 2-에톡시에틸 등의 리토콜산에스테르류;Acid esters such as t-butyl dicarbonate, t-butyl dicarbonate, t-butyl dicarbonate, t-butyl dicarbonate, t-butoxycarbonyl methyl dicarbonate and 2-ethoxyethyl dicarbonate;

3-〔2-히드록시-2,2-비스(트리플루오로메틸)에틸〕테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데칸, 2-히드록시-9-메톡시카르보닐-5-옥소-4-옥사-트리시클로[4.2.1.03,7]노난 등을 들 수 있다. 상기 감방사선성 수지 조성물에 있어서의 지환식 골격 함유 화합물의 함유량으로서는, [A] 중합체 100질량부에 대하여 통상 5질량부 이하이다.Ethyl] tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecane, 2-hydroxy-9-methoxycarbonyl (2-hydroxy-2,2- Oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane. The content of the alicyclic skeleton-containing compound in the radiation-sensitive resin composition is usually 5 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polymer [A].

(증감제) (Sensitizer)

증감제는, [B] 산 발생제 등으로부터의 산의 생성량을 증가시키는 작용을 나타내는 것이며, 상기 감방사선성 수지 조성물의 「겉보기 감도」를 향상시키는 효과를 발휘한다.The sensitizer exhibits an action of increasing the amount of acid generated from [B] acid generator and the like, and exhibits the effect of improving the &quot; apparent sensitivity &quot; of the radiation sensitive resin composition.

증감제로서는, 예를 들어 카르바졸류, 아세토페논류, 벤조페논류, 나프탈렌류, 페놀류, 비아세틸, 에오신, 로즈 벤갈, 피렌류, 안트라센류, 페노티아진류 등을 들 수 있다. 이들 증감제는 단독으로 사용할 수도 있고 2종 이상을 병용할 수도 있다. 상기 감방사선성 수지 조성물에 있어서의 증감제의 함유량으로서는, [A] 중합체 100질량부에 대하여 통상 2질량부 이하이다.Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, nonacetyls, eosin, rose bengals, pyrenes, anthracenes, phenothiazines and the like. These sensitizers may be used alone or in combination of two or more. The content of the sensitizer in the radiation-sensitive resin composition is usually 2 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polymer [A].

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

상기 감방사선성 수지 조성물은, 예를 들어 [A] 중합체, [B] 감방사선성 산 발생체, [C] 산 확산 제어체 등의 적합 성분, 필요에 따라 함유되는 임의 성분 및 [F] 용매를 소정의 비율로 혼합함으로써 제조할 수 있다. 상기 감방사선성 수지 조성물은 혼합 후에, 예를 들어 공경 0.2㎛ 정도의 필터 등으로 여과하는 것이 바람직하다. 상기 감방사선성 수지 조성물의 고형분 농도의 하한으로서는 통상 0.1질량%이며, 0.5질량%가 바람직하고, 1질량%가 보다 바람직하다. 상기 고형분 농도의 상한으로서는 통상 50질량%이며, 30질량%가 바람직하고, 20질량%가 보다 바람직하다.The radiation-sensitive resin composition may contain, for example, a suitable component such as [A] polymer, [B] radiation-sensitive acid generator, [C] acid diffusion controller, optional components contained as needed, and [F] In a predetermined ratio. After mixing, the radiation sensitive resin composition is preferably filtered, for example, with a filter having a pore size of about 0.2 mu m. The lower limit of the solid content concentration of the radiation-sensitive resin composition is usually 0.1% by mass, preferably 0.5% by mass, and more preferably 1% by mass. The upper limit of the solid content concentration is usually 50% by mass, preferably 30% by mass, and more preferably 20% by mass.

<레지스트 패턴 형성 방법><Method of Forming Resist Pattern>

상기 레지스트 패턴 형성 방법은, In the resist pattern forming method,

레지스트막을 형성하는 공정(이하, 「레지스트막 형성 공정」이라고도 함),A step of forming a resist film (hereinafter also referred to as a &quot; resist film forming step &quot;),

상기 레지스트막을 노광하는 공정(이하, 「노광 공정」이라고도 함), 및A step of exposing the resist film (hereinafter also referred to as &quot; exposure step &quot;), and

상기 노광된 레지스트막을 현상하는 공정(이하, 「현상 공정」이라고도 함)The step of developing the exposed resist film (hereinafter also referred to as &quot; developing step &

을 갖는 레지스트 패턴 형성 방법이며,The resist pattern forming method comprising:

상기 레지스트막을 상기 감방사선성 수지 조성물로 형성하는 것을 특징으로 하는 레지스트 패턴 형성 방법이다.Wherein the resist film is formed of the radiation-sensitive resin composition.

상기 레지스트 패턴 형성 방법에 의하면 상술한 상기 감방사선성 수지 조성물을 사용하고 있으므로, 상술한 LWR 성능 등이 향상된다. 이하, 각 공정에 대하여 설명한다.According to the resist pattern forming method, since the above radiation-sensitive resin composition is used, the above-described LWR performance and the like are improved. Hereinafter, each process will be described.

[레지스트막 형성 공정] [Resist film forming step]

본 공정에서는, 상기 감방사선성 수지 조성물로 레지스트막을 형성한다. 이 레지스트막을 형성하는 기판으로서는, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 이산화실리콘, 알루미늄으로 피복된 웨이퍼 등의 종래 공지의 것 등을 들 수 있다. 또한, 예를 들어 일본 특허 공고 (평)6-12452호 공보, 일본 특허 공개 (소)59-93448호 공보 등에 개시되어 있는 유기계 또는 무기계의 반사 방지막을 기판 위에 형성할 수도 있다. 도포 방법으로서는, 예를 들어 회전 도포(스핀 코팅), 유연 도포, 롤 도포 등을 들 수 있다. 도포한 후에, 필요에 따라 도막 중의 용매를 휘발시키기 위하여, 프리베이킹(PB)을 행할 수도 있다. PB 온도의 하한으로서는 통상 60℃이고, 80℃가 바람직하다. PB 온도의 상한으로서는 통상 140℃이고, 120℃가 바람직하다. PB 시간의 하한으로서는 통상 5초이며, 10초가 바람직하다. PB 시간의 상한으로서는 통상 600초이며, 300초가 바람직하다. 형성되는 레지스트막의 막 두께의 하한으로서는 10㎚가 바람직하다. 상기 막 두께의 상한으로서는 1,000㎚가 바람직하고, 500㎚가 보다 바람직하다.In this step, a resist film is formed from the radiation-sensitive resin composition. As the substrate on which the resist film is formed, conventionally known ones such as silicon wafers, silicon dioxide, wafers coated with aluminum, and the like can be given. In addition, an organic or inorganic antireflection film disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-12452 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-93448 can be formed on a substrate. Examples of the application method include spin coating (spin coating), soft coating, and roll coating. After the coating, pre-baking (PB) may be performed to volatilize the solvent in the coating film if necessary. The lower limit of the PB temperature is usually 60 占 폚, preferably 80 占 폚. The upper limit of the PB temperature is usually 140 占 폚, preferably 120 占 폚. The lower limit of the PB time is usually 5 seconds, preferably 10 seconds. The upper limit of the PB time is usually 600 seconds, preferably 300 seconds. The lower limit of the film thickness of the formed resist film is preferably 10 nm. The upper limit of the film thickness is preferably 1,000 nm, more preferably 500 nm.

액침 노광을 행하는 경우에서, 상기 감방사선성 수지 조성물이 발수성 중합체 첨가제를 함유하고 있지 않은 경우 등에는, 상기 형성한 레지스트막 위에, 액침액과 레지스트막과의 직접 접촉을 피할 목적으로, 액침액에 불용성의 액침용 보호막을 형성할 수도 있다. 액침용 보호막으로서는, (3) 공정 전에 용매에 의해 박리되는 용매 박리형 보호막(예를 들어 일본 특허 공개 제2006-227632호 공보 참조), (3) 공정의 현상과 동시에 박리되는 현상액 박리형 보호막(예를 들어 국제 공개 제2005/069076호, 국제 공개 제2006/035790호 참조)중 어느 것을 사용할 수도 있다. 단, 작업량의 관점에서, 현상액 박리형 액침용 보호막을 사용하는 것이 바람직하다.In the case of performing liquid immersion exposure, in the case where the radiation sensitive resin composition does not contain a water repellent polymer additive, in order to avoid direct contact between the immersion liquid and the resist film on the formed resist film, An insoluble immersion protective film may be formed. Examples of the immersion protective film include a solvent peelable protective film (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-227632) that is peeled off by a solvent before the step (3), a developer peelable protective film For example, International Publication No. 2005/069076, International Publication No. 2006/035790). However, from the viewpoint of the amount of work, it is preferable to use a protective film for liquid immersion for developer.

[노광 공정] [Exposure step]

본 공정에서는, (1) 공정으로 형성된 레지스트막에, 포토마스크를 개재하거나 하여(경우에 따라서는, 물 등의 액침 매체를 개재하여) 노광광을 조사하여, 노광한다. 노광광으로서는, 목적으로 하는 패턴의 선폭에 따라, 예를 들어 가시광선, 자외선, 원자외선, X선, γ선 등의 전자파, 전자선, α선 등의 하전 입자선 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 원자외선 및 전자선이 바람직하고, ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚), KrF 엑시머 레이저광(파장 248㎚) 및 전자선이 보다 바람직하고, ArF 엑시머 레이저광 및 전자선이 더욱 바람직하다.In this step, exposure is performed by exposing the resist film formed in the step (1) to exposure light through a photomask (possibly through an immersion medium such as water). Examples of the exposure light include electromagnetic waves such as visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-ray and? -Ray, charged particle beams such as? -Ray and the like depending on the line width of a target pattern. Of these, far ultraviolet rays and electron beams are preferable, and ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) and electron beam are more preferable, and ArF excimer laser light and electron beam are more preferable.

노광을 액침 노광에 의해 행하는 경우, 사용하는 액침액으로서는, 예를 들어 물, 불소계 불활성 액체 등을 들 수 있다. 액침액은 노광 파장에 대하여 투명하며, 막 위에 투영되는 광학상의 왜곡을 최소한으로 그치도록 굴절률의 온도 계수가 가능한 한 작은 액체가 바람직하지만, 특히 노광 광원이 ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚)인 경우, 상술한 관점 외에, 입수의 용이성, 취급의 용이성과 같은 점에서 물을 사용하는 것이 바람직하다. 물을 사용하는 경우, 물의 표면 장력을 감소시킴과 동시에, 계면 활성력을 증대시키는 첨가제를 약간의 비율로 첨가할 수도 있다. 이 첨가제는 웨이퍼 위의 레지스트막을 용해시키지 않으며, 렌즈 하면의 광학 코팅에 대한 영향을 무시할 수 있는 것이 바람직하다. 사용하는 물로서는 증류수가 바람직하다.When the exposure is carried out by immersion exposure, examples of the immersion liquid to be used include water and a fluorine-based inactive liquid. The liquid immersion liquid is preferably transparent to the exposure wavelength and is preferably as small as possible as long as the temperature coefficient of the refractive index is minimized so as to minimize the distortion of the optical image projected onto the film. Particularly when the exposure light source is the ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) , It is preferable to use water in terms of ease of acquisition and easiness of handling in addition to the above-described viewpoints. When water is used, it is also possible to add a small amount of an additive for increasing the surface activity, while reducing the surface tension of the water. It is preferable that the additive does not dissolve the resist film on the wafer and can neglect the influence on the optical coating of the lens underside. As the water to be used, distilled water is preferable.

상기 노광 후, 노광 후 베이킹(PEB)을 행하여, 레지스트막의 노광된 부분에 있어서, 노광에 의해 [B] 감방사선성 산 발생체로부터 발생한 산에 의한 [A] 중합체 등이 갖는 산 해리성기의 해리를 촉진시키는 것이 바람직하다. 이 PEB에 의해, 노광부와 미노광부에서 현상액에 대한 용해성에 차가 생긴다. PEB 온도의 하한으로서는 통상 50℃이고, 80℃가 보다 바람직하다. PEB 시간의 상한으로서는 통상 180℃이고, 130℃가 바람직하다. PEB 시간의 하한으로서는 통상 5초이며, 10초가 바람직하다. PEB 시간의 상한으로서는 통상 600초이며, 300초가 바람직하다.After the exposure, post-exposure baking (PEB) is performed to remove dissociation of the acid dissociable group in the polymer [A] due to the acid generated from the [B] radiation-sensitive acid generator by exposure in the exposed portion of the resist film . With this PEB, there is a difference in solubility in the developing solution between the exposed portion and the unexposed portion. The lower limit of the PEB temperature is usually 50 占 폚, and more preferably 80 占 폚. The upper limit of the PEB time is usually 180 占 폚, preferably 130 占 폚. The lower limit of the PEB time is usually 5 seconds, preferably 10 seconds. The upper limit of the PEB time is usually 600 seconds, preferably 300 seconds.

[현상 공정] [Development process]

본 공정에서는, (2) 공정으로 노광된 레지스트막을 현상한다. 이에 의해, 소정의 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 현상 후에는 물 또는 알코올 등의 린스액으로 세정하고, 건조시키는 것이 일반적이다.In this step, the resist film exposed in step (2) is developed. Thus, a predetermined resist pattern can be formed. After development, it is generally washed with a rinsing liquid such as water or alcohol, and dried.

현상에 사용하는 현상액으로서는, 알칼리 현상의 경우, 예를 들어 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 메타규산나트륨, 암모니아수, 에틸아민, n-프로필아민, 디에틸아민, 디-n-프로필아민, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민, 에틸디메틸아민, 트리에탄올아민, 테트라메틸암모늄히드록시드(TMAH), 피롤, 피페리딘, 콜린, 1,8-디아자비시클로-[5.4.0]-7-운데센, 1,5-디아자비시클로-[4.3.0]-5-노넨 등의 알칼리성 화합물 중 적어도 1종을 용해시킨 알칼리 수용액 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 TMAH 수용액이 바람직하고, 2.38질량% TMAH 수용액이 보다 바람직하다.Examples of the developing solution used in the development include alkali metal salts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di- , Triethylamine, methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7 -Undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3.0] -5-nonene, and the like can be given. Among them, TMAH aqueous solution is preferable, and 2.38 mass% TMAH aqueous solution is more preferable.

또한 유기 용매 현상의 경우, 탄화수소계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 알코올계 용매 등의 유기 용매, 또는 유기 용매를 함유하는 용매 등을 들 수 있다. 상기 유기 용매로서는, 예를 들어 상술한 감방사선성 수지 조성물의 [F] 용매로서 열거한 용매의 1종으로 또는 2종 이상 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 에스테르계 용매 및 케톤계 용매가 바람직하다. 에스테르계 용매로서는 아세트산에스테르계 용매가 바람직하고, 아세트산 n-부틸이 보다 바람직하다. 케톤계 용매로서는 쇄상 케톤이 바람직하고, 2-헵타논이 보다 바람직하다. 현상액 중의 유기 용매의 함유량의 하한으로서는 80질량%가 바람직하고, 90질량%가 보다 바람직하고, 95질량%가 더욱 바람직하고, 99질량%가 특히 바람직하다. 현상액 중의 유기 용매 이외의 성분으로서는, 예를 들어 물, 실리콘 오일 등을 들 수 있다.In the case of organic solvent development, an organic solvent such as a hydrocarbon solvent, an ether solvent, an ester solvent, a ketone solvent or an alcohol solvent, or a solvent containing an organic solvent may, for example, be mentioned. As the organic solvent, for example, one kind or two or more kinds of solvents listed as [F] solvents of the above radiation-sensitive resin composition can be mentioned. Of these, ester-based solvents and ketone-based solvents are preferred. As the ester-based solvent, acetic acid ester-based solvent is preferable, and n-butyl acetate is more preferable. As the ketone solvent, a chain ketone is preferable, and 2-heptanone is more preferable. The lower limit of the content of the organic solvent in the developer is preferably 80% by mass, more preferably 90% by mass, still more preferably 95% by mass, and particularly preferably 99% by mass. Examples of components other than the organic solvent in the developer include water and silicone oil.

현상 방법으로서는, 예를 들어 현상액이 채워진 조(槽) 내에 기판을 일정 시간 침지시키는 방법(디핑법), 기판 표면에 현상액을 표면 장력에 의해 돋우고 일정 시간 정지시킴으로써 현상하는 방법(퍼들법), 기판 표면에 현상액을 분무하는 방법(스프레이법), 일정 속도로 회전하고 있는 기판 위에 일정 속도로 현상액 도출(塗出) 노즐을 스캔하면서 현상액을 계속하여 도출시키는 방법(다이내믹 디스펜스법) 등을 들 수 있다.Examples of the developing method include a method (dipping method) in which the substrate is immersed in a tank filled with a developer for a predetermined time (dipping method), a method in which the developing solution is raised by surface tension on the surface of the substrate, A method of spraying a developer on the surface (spray method), a method of continuously developing a developer while scanning a developer-dispensing nozzle at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method), and the like .

<실시예><Examples>

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 각종 물성값의 측정 방법을 이하에 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described concretely based on examples, but the present invention is not limited to these examples. Methods for measuring various physical properties are shown below.

[Mw 및 Mn] [Mw and Mn]

중합체의 Mw 및 Mn은 GPC에 의해, 하기 조건에서 측정했다.Mw and Mn of the polymer were measured by GPC under the following conditions.

GPC 칼럼: G2000HXL 2개, G3000HXL 1개, G4000HXL 1개(이상, 도소사) GPC column: 2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL (above, Toso Co., Ltd.)

칼럼 온도: 40℃ Column temperature: 40 DEG C

용출 용매: 테트라히드로푸란(와코 쥰야꾸 고교사) Elution solvent: tetrahydrofuran (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

유속: 1.0mL/분 Flow rate: 1.0 mL / min

시료 농도: 1.0질량% Sample concentration: 1.0 mass%

시료 주입량: 100μL Sample injection amount: 100 μL

검출기: 시차 굴절계 Detector: differential refractometer

표준 물질: 단분산 폴리스티렌 Standard material: monodisperse polystyrene

[저분자량 성분의 함유량(질량%)] [Content of low molecular weight component (% by mass)]

지엘 사이언스사의 이너트실(Inertsil) ODS-25㎛ 칼럼(4.6㎜φ×250㎜)을 사용하여, 유량: 1.0mL/분, 용출 용매: 아크릴로니트릴/0.1% 인산 수용액의 분석 조건에서, 고속 액체 크로마토그래피(HPLC)에 의해 측정했다. 또한, 저분자량 성분이란 단량체를 주성분으로 하는 성분을 의미하며, 보다 구체적으로는 분자량 1,000 미만의 성분, 바람직하게는 3량체의 분자량 이하의 성분을 의미한다.(Analysis) of an eluent: acrylonitrile / 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a flow rate of 1.0 mL / min using an Inertsil ODS-25 占 퐉 column (4.6 mm? X 250 mm) Chromatography (HPLC). The low molecular weight component means a component containing a monomer as a main component, and more specifically, a component having a molecular weight of less than 1,000, preferably a component having a molecular weight of not more than that of a trimer.

[13C-NMR 분석] [ 13 C-NMR analysis]

13C-NMR 분석은, 핵자기 공명 장치(닛본 덴시사의 「JNM-ECX400」)를 사용하고, 측정 용매로서 중클로로포름을 사용하여 행했다. The 13 C-NMR analysis was performed using a nuclear magnetic resonance apparatus ("JNM-ECX400" manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.) and deuterated chloroform as a measurement solvent.

<화합물의 제조>&Lt; Preparation of compound &

[실시예 1](화합물 (M-1)의 제조) [Example 1] (Preparation of compound (M-1)

(화합물 (m-1)의 합성) (Synthesis of compound (m-1)

300mL의 가지형 플라스크에 아연 분말 4.25g(65.0㎜ol)과 탈수 테트라히드로푸란 50mL 및 클로로트리메틸실란 0.272g(2.5㎜ol)을 첨가한 후, 35℃에서 15분간 교반했다. 거기에 α-아세틸-α-메틸-γ-부티로락톤 7.10g(50.0㎜ol)과 1-에틸시클로헥실브로모아세테이트 13.7g(55.0㎜ol)을 탈수 테트라히드로푸란 40mL에 용해시킨 용액을 천천히 적하했다. 이때, 반응열에 의해 용액 온도가 상승하지만, 내온이 45℃ 이하가 되도록 적하 속도를 조정하면서 실시했다. 적하 종료 후, 35℃에서 5시간 교반하고, TLC로 원료의 소실을 확인했다. 염화암모늄 수용액으로 반응을 정지시킨 후, 셀라이트 여과에 의해 침전물을 제거했다. 용매를 아세트산에틸로 치환한 후, 수세를 실시했다. 용매를 증류 제거한 후, 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제함으로써, (m-1)을 13.9g 얻었다(수율 89%). 얻어진 화합물 (m-1)을 LC-MS에 의해 분석한 결과, M+=312를 확인했다.4.25 g (65.0 mmol) of zinc powder, 50 mL of dehydrated tetrahydrofuran and 0.272 g (2.5 mmol) of chlorotrimethylsilane were added to a 300 mL eggplant-shaped flask, and the mixture was stirred at 35 캜 for 15 minutes. A solution prepared by dissolving 7.10 g (50.0 mmol) of? -Acetyl-? -Methyl-? -Butyrolactone and 13.7 g (55.0 mmol) of 1-ethylcyclohexyl bromoacetate in 40 mL of dehydrated tetrahydrofuran was slowly added thereto And added. At this time, the solution temperature was raised by the reaction heat, but the dropping rate was adjusted so that the inner temperature became 45 캜 or lower. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 35 DEG C for 5 hours, and the disappearance of the raw material was confirmed by TLC. After the reaction was stopped with an aqueous solution of ammonium chloride, the precipitate was removed by filtration through Celite. After the solvent was replaced with ethyl acetate, the reaction mixture was washed with water. The solvent was distilled off and purified by column chromatography to obtain 13.9 g (m-1) (yield: 89%). The obtained compound (m-1) was analyzed by LC-MS, and M + = 312 was confirmed.

(화합물 (M-1)의 합성) (Synthesis of compound (M-1)

200mL의 가지형 플라스크에 (m-1) 12.5g(40.0㎜ol), N,N-디메틸아미노피리딘 0.244g(2.00㎜ol), 트리에틸아민 6.07g(60.0㎜ol) 및 탈수 아세토니트릴 50mL를 첨가한 후, 빙수욕에서 0℃로 냉각시켰다. 거기에, 염화메타크릴로일 4.60g(44.0㎜ol)을 적하했다. 0℃에서 1시간 교반한 후, 실온에서 6시간 교반했다. TLC로 원료의 소실을 확인한 후, 물을 첨가하여 반응을 정지시켰다. 아세트산에틸로 추출한 후, 수세를 실시하고, 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제함으로써, 하기 화학식 (M-1)로 표시되는 화합물을 12.6g 얻었다(수율 83%). 얻어진 화합물 (M-1)을 LC-MS에 의해 분석한 결과, M+=380을 확인했다.12.5 g (40.0 mmol) of (m-1), 0.244 g (2.00 mmol) of N, N-dimethylaminopyridine, 6.07 g (60.0 mmol) of triethylamine and 50 mL of dehydrated acetonitrile were added to a 200 mL eggplant- After the addition, the mixture was cooled in an ice water bath to 0 占 폚. Then, 4.60 g (44.0 mmol) of methacryloyl chloride was added dropwise thereto. The mixture was stirred at 0 占 폚 for 1 hour and then at room temperature for 6 hours. After disappearance of the starting material was confirmed by TLC, the reaction was stopped by adding water. The reaction mixture was extracted with ethyl acetate, washed with water and purified by column chromatography to obtain 12.6 g (yield: 83%) of a compound represented by the following formula (M-1). The obtained compound (M-1) was analyzed by LC-MS, and M + = 380 was confirmed.

[실시예 2 내지 59](화합물 (M-2 내지 59)의 제조) [Examples 2 to 59] (Preparation of compounds (M-2 to 59)) [

실시예 1에 있어서, 하기 화학식 (m-1)로 표시되는 화합물 대신 하기 화학식 (m-2) 내지 (m-59)로 표시되는 화합물을 원료로서 각각 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 하기 화학식 (M-2) 내지 (M-59)로 표시되는 화합물을 각각 얻었다. 여기서, 화학식 (5)로 표시되는 화합물 중에서 X가 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기인 경우, 실시예 1에 있어서 α-아세틸-α-메틸-γ-부티로락톤과 1-에틸시클로헥실브로모아세테이트 대신에 대응하는 화합물을 원료로서 각각 적절히 선택한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 상기 화합물로부터 하기 화학식 (M-2) 내지 (M-59)로 표시되는 화합물을 각각 얻었다. 얻어진 화합물을 LC-MS에 의해 분석한 결과, 얻어진 화합물이 목적으로 하는 화합물인 것을 확인했다. (M-2) to (m-59) were used instead of the compound represented by the following formula (m-1) as the raw materials in Example 1, To obtain the compounds represented by the formulas (M-2) to (M-59), respectively. When X is a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms among the compounds represented by the formula (5),? -Acetyl-? -Methyl- (M-2) to (M-59) were prepared from the above compound in the same manner as in Example 1, except that γ-butyrolactone and 1-ethylcyclohexyl bromoacetate were appropriately selected as the raw materials, Respectively. The obtained compound was analyzed by LC-MS, and it was confirmed that the obtained compound was the target compound.

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[실시예 60](화합물 (M-60)의 제조) [Example 60] (Preparation of compound (M-60)) [

질소 치환한 300mL의 3구 플라스크에 아연 분말 4.25g(65㎜ol), 탈수 테트라히드로푸란 50mL 및 클로로트리메틸실란 0.272g(2.5㎜ol)을 첨가하고, 35℃에서 15분간 교반했다. 거기에 하기 화학식 (m-60)으로 표시되는 화합물 14.8g(50㎜ol) 및 에틸(2-브로모메틸)메타크릴레이트 13.7g(55㎜ol)을 테트라히드로푸란 40mL에 용해시킨 용액을 천천히 적하했다. 이때, 반응열에 의해 용액 온도가 상승하지만, 내온이 45℃ 이하가 되도록 적하 속도를 조정하면서 실시했다. 적하 종료 후, 35℃에서 5시간 교반하고, TLC로 원료의 소실을 확인했다. 계속해서, 포화 염화암모늄 수용액을 첨가하여 반응을 정지시켰다. 생성된 염을 셀라이트 여과에 의해 제거하고, 아세트산에틸로 추출한 후, 수세를 실시하고, 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제함으로써, 하기 화학식 (M-60)으로 표시되는 화합물을 16.2g 얻었다(수율 89%). 얻어진 화합물 (M-60)을 LC-MS에 의해 분석한 결과, M+=365.43을 확인했다.(65 mmol) of zinc powder, 50 mL of dehydrated tetrahydrofuran, and 0.272 g (2.5 mmol) of chlorotrimethylsilane were added to a 300 mL three-necked flask purged with nitrogen, and the mixture was stirred at 35 DEG C for 15 minutes. A solution prepared by dissolving 14.8 g (50 mmol) of the compound represented by the following formula (m-60) and 13.7 g (55 mmol) of ethyl (2-bromomethyl) methacrylate in 40 mL of tetrahydrofuran was slowly added thereto And added. At this time, the solution temperature was raised by the reaction heat, but the dropping rate was adjusted so that the inner temperature became 45 캜 or lower. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 35 DEG C for 5 hours, and the disappearance of the raw material was confirmed by TLC. Subsequently, a saturated aqueous solution of ammonium chloride was added to stop the reaction. The resulting salt was removed by filtration with Celite, extracted with ethyl acetate, washed with water and purified by column chromatography to obtain 16.2 g (yield 89%) of a compound represented by the following formula (M-60) ). The obtained compound (M-60) was analyzed by LC-MS, and M + = 365.43 was confirmed.

[실시예 61 내지 68](화합물 (M-61) 내지 (M-68)의 제조)[Examples 61 to 68] (Preparation of compounds (M-61) to (M-68)

실시예 60에 있어서, 하기 화학식 (m-60)으로 표시되는 화합물 대신 하기 화학식 (m-61) 내지 (m-68)로 표시되는 화합물을 원료로서 각각 사용한 것 이외에는 실시예 60과 마찬가지로 하여, 하기 화학식 (M-61) 내지 (M-68)로 표시되는 화합물을 각각 얻었다. 얻어진 화합물을 LC-MS에 의해 분석한 결과, 얻어진 화합물이 목적으로 하는 화합물인 것을 확인했다. In the same manner as in Example 60 except that the compound represented by the following formula (m-61) to (m-68) was used as a raw material in place of the compound represented by the following formula (m-60) To obtain the compounds represented by the formulas (M-61) to (M-68), respectively. The obtained compound was analyzed by LC-MS, and it was confirmed that the obtained compound was the target compound.

Figure pat00071
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Figure pat00072
Figure pat00072

<중합체의 합성>&Lt; Synthesis of Polymer &

상기 (M-1) 내지 (M-68)로 표시되는 화합물 이외의 [A] 중합체, [D] 중합체 및 [E] 중합체의 합성에 사용한 각 화합물을 이하에 나타낸다.The respective compounds used in the synthesis of the [A] polymer, the [D] polymer and the [E] polymer other than the compounds represented by the above (M-1) to (M-68) are shown below.

Figure pat00073
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Figure pat00074
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또한, 화합물 (M'-1) 내지 (M'-17)은 구조 단위 (II)를, 화합물 (M'-18) 내지 (M'-26)은 구조 단위 (III)을, 화합물 (M'-27)은 불소 원자를 함유하는 구조 단위를 각각 부여한다.The compounds (M'-1) to (M'-17) can be obtained by reacting the structural unit (II) -27) each give a structural unit containing a fluorine atom.

<베이스 중합체([A] 중합체 및 [E] 중합체)의 제조>&Lt; Preparation of Base Polymer ([A] Polymer and [E] Polymer)

[합성예 1](중합체 (E-1)의 제조) [Synthesis Example 1] (Production of polymer (E-1)

화합물 (M'-1) 10.63g(60몰%), 화합물 (M'-20) 9.37g(40몰%)을 2-부타논40g에 용해시키고, 개시제로서 AIBN 0.87g(전체 단량체에 대하여 5몰%)을 첨가하여 단량체 용액을 제조했다. 계속하여 20g의 2-부타논을 넣은 100mL의 3구 플라스크를 30분 질소 퍼징한 후, 교반하면서 80℃로 가열하고, 상기 제조한 단량체 용액을 적하 깔때기로 3시간에 걸쳐 적하했다. 적하 개시를 중합 반응의 개시 시간으로 하고, 중합 반응을 6시간 실시했다. 중합 반응 종료 후, 중합 용액을 수냉하여 30℃ 이하로 냉각시켰다. 400g의 메탄올 중에 냉각시킨 중합 용액을 투입하고, 석출된 백색 분말을 여과 분별했다. 여과 분별된 백색 분말을 80g의 메탄올로 2회 세정한 후, 여과 분별하고, 50℃에서 17시간 건조시켜 백색 분말 상태의 중합체 (E-1)을 합성했다(14.8g, 수율 74%). 중합체 (E-1)의 Mw는 7,300이며, Mw/Mn은 1.53이었다. 13C-NMR 분석의 결과, (M'-1), (M'-20)에서 유래하는 각 구조 단위의 함유 비율은, 각각 60.3몰%, 39.7몰%였다.10.63 g (60 mol%) of the compound (M'-1) and 9.37 g (40 mol%) of the compound (M'-20) were dissolved in 40 g of 2-butanone, and 0.87 g of AIBN Mol%) was added to prepare a monomer solution. Subsequently, a 100-mL three-necked flask containing 20 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes and then heated to 80 DEG C with stirring, and the monomer solution prepared was dropwise added in a dropping funnel over 3 hours. The start of dropwise addition was defined as the start time of the polymerization reaction, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was water-cooled and cooled to 30 캜 or lower. The cooled polymerization solution was poured into 400 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The white powder obtained by filtration was washed twice with 80 g of methanol, followed by filtration and drying at 50 ° C for 17 hours to synthesize (14.8 g, yield 74%) as a white powdery polymer (E-1). The polymer (E-1) had an Mw of 7,300 and an Mw / Mn of 1.53. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each structural unit derived from (M'-1) and (M'-20) was 60.3 mol% and 39.7 mol%, respectively.

[실시예 69 내지 206](중합체 (A1-1) 내지 (A1-138)의 제조) [Examples 69 to 206] (Production of polymers (A1-1) to (A1-138)

표 1 내지 7에 나타내는 종류 및 사용량의 단량체를 사용한 것 이외에는 합성예 1과 마찬가지로 하여, 베이스 중합체로서 사용하는 중합체 (A1-1) 내지 (A1-138)을 합성했다. 또한, 각 표 중의 「-」는 해당하는 단량체를 사용하지 않은 것을 나타낸다.Polymers (A1-1) to (A1-138) used as a base polymer were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except that monomers having the types and amounts shown in Tables 1 to 7 were used. In the tables, &quot; - &quot; indicates that the corresponding monomers are not used.

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<발수성 중합체 첨가제([A] 중합체 및 [D] 중합체)의 제조>&Lt; Preparation of water repellent polymer additive ([A] polymer and [D] polymer)

[합성예 2](중합체 (D-1)의 제조) [Synthesis Example 2] (Production of polymer (D-1)

화합물 (M'-2) 79.9g(70몰%) 및 화합물 (M'-27) 20.91g(30몰%)을 100g의 2-부타논에 용해시키고, 개시제로서 디메틸2,2'-아조비스이소부티레이트 4.77g을 용해시켜 단량체 용액을 제조했다. 계속하여 100g의 2-부타논을 넣은 1,000mL의 3구 플라스크를 30분 질소 퍼징한 후, 교반하면서 80℃로 가열하고, 상기 제조한 단량체 용액을 적하 깔때기로 3시간에 걸쳐 적하했다. 적하 개시를 중합 반응의 개시 시간으로 하고, 중합 반응을 6시간 실시했다. 중합 반응 종료 후, 중합 용액을 수냉하여 30℃ 이하로 냉각시켰다. 반응 용액을 2L 분액 깔대기로 이액(移液)한 후, 150g의 n-헥산으로 상기 중합 용액을 균일하게 희석하고, 600g의 메탄올을 투입하여 혼합했다. 계속하여 30g의 증류수를 투입하고, 더 교반하고 30분 정치시켰다. 그 후, 하층을 회수하여, 고형분인 중합체 (D-1)을 포함하는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 용액을 얻었다(수율 60%). 중합체 (D-1)의 Mw는 7,200이며, Mw/Mn은 2.00이었다. 13C-NMR 분석의 결과, (M'-2) 및 (M'-27)에서 유래하는 각 구조 단위의 함유 비율은, 각각 71.1몰% 및 28.9몰%였다.79.9 g (70 mol%) of the compound (M'-2) and 20.91 g (30 mol%) of the compound (M'-27) were dissolved in 100 g of 2-butanone and dimethyl 2,2'-azobis 4.77 g of isobutyrate was dissolved to prepare a monomer solution. Subsequently, a 1,000 mL three-necked flask containing 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes and then heated to 80 DEG C with stirring, and the monomer solution prepared was added dropwise over 3 hours with a dropping funnel. The start of dropwise addition was defined as the start time of the polymerization reaction, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was water-cooled and cooled to 30 캜 or lower. The reaction solution was transferred to a 2 L separatory funnel, and then the polymerization solution was uniformly diluted with 150 g of n-hexane, and 600 g of methanol was added thereto. Subsequently, 30 g of distilled water was added, and the mixture was further stirred and allowed to stand for 30 minutes. Thereafter, the lower layer was recovered to obtain a propylene glycol monomethyl ether acetate solution (yield: 60%) containing the solid polymer (D-1). The polymer (D-1) had an Mw of 7,200 and an Mw / Mn of 2.00. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each structural unit derived from (M'-2) and (M'-27) was 71.1 mol% and 28.9 mol%, respectively.

[실시예 207 내지 215](중합체 (A2-1) 내지 (A2-9)의 제조) [Examples 207 to 215] (Preparation of polymers (A2-1) to (A2-9)

표 8에 나타내는 종류 및 사용량의 단량체를 사용한 것 이외에는 합성예 2와 마찬가지로 하여, 발수성 중합체 첨가제로서 사용하는 중합체 (A2-1) 내지 (A2-9)를 합성했다. 또한, 각 표 중의 「-」는 해당하는 단량체를 사용하지 않은 것을 나타낸다. Polymers (A2-1) to (A2-9) used as water repellent polymer additives were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2, except that the monomers having the kinds and amounts shown in Table 8 were used. In the tables, &quot; - &quot; indicates that the corresponding monomers are not used.

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Figure pat00082

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

감방사선성 수지 조성물의 제조에 사용한 각 성분을 이하에 나타낸다.The respective components used in the preparation of the radiation sensitive resin composition are shown below.

[[B] 감방사선성 산 발생체] [[B] Radiation-sensitive acid generator [

하기 화학식 (B-1) 내지 (B-4)로 표시되는 화합물. (B-1) to (B-4).

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Figure pat00083

[[C] 산 확산 제어제] [[C] acid diffusion control agent]

하기 화학식 (C-1) 내지 (C-5)로 표시되는 화합물.A compound represented by the following formulas (C-1) to (C-5).

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Figure pat00084

[[F] 용매] [[F] Solvent]

F-1: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트F-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate

F-2: 시클로헥사논F-2: Cyclohexanone

[[G] 편재화 촉진제][[G] Sedimentation accelerator]

G-1: γ-부티로락톤 G-1:? -Butyrolactone

[실시예 216] [Example 216]

베이스 중합체로서의 [A] 중합체인 (A-1) 100질량부, [B] 감방사선성 산 발생체로서의 (B-1) 8.5질량부, [C] 산 확산 제어제로서의 (C-1) 2.3질량부, [D] 중합체로서의 (D-1) 3질량부, [F] 용매로서의 (F-1) 2,240질량부 및 (F-2) 960질량부 및 [G] 편재화 촉진제로서의 (G-1) 30질량부를 혼합하여, 감방사선성 수지 조성물 (J-1)을 제조했다.100 parts by mass of the polymer (A-1) as the base polymer, 8.5 parts by mass of the (B-1) as the radiation-sensitive acid generator, (C-1) 2.3 as the acid diffusion controller 3 parts by mass of (D-1) as the [D] polymer, 2,240 parts by mass of (F-1) as the [F] solvent and 960 parts by mass of (F- 1) were mixed to prepare a radiation-sensitive resin composition (J-1).

[실시예 217 내지 472 및 비교예 1 및 2][Examples 217 to 472 and Comparative Examples 1 and 2]

하기 표 9 내지 20에 나타내는 종류 및 함유량의 각 성분을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 감방사선성 수지 조성물 (J-2) 내지 (J-257) 및 (CJ-1) 및 (CJ-2)를 제조했다. 또한, 각 표 중의 「-」는 해당하는 성분을 사용하지 않은 것을 나타낸다.(J-2) to (J-257), (CJ-1) and (CJ-2) were obtained in the same manner as in Example 1, except that the components shown in Tables 9 to 20 were used. ). In addition, &quot; - &quot; in each table indicates that the corresponding component is not used.

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Figure pat00096

<레지스트 패턴의 형성 (1)>&Lt; Formation of resist pattern (1) >

12인치의 실리콘 웨이퍼 표면에, 스핀 코터(도쿄 일렉트론사의 「클린 트랙(CLEAN TRACK) ACT12」)를 사용하여, 하층 반사 방지막 형성용 조성물(브루워 사이언스사의 「ARC66」)을 도포한 후, 205℃에서 60초간 가열함으로써 막 두께 105㎚의 하층 반사 방지막을 형성했다. 이 하층 반사 방지막 위에, 상기 스핀 코터를 사용하여 상기 제조한 표 9 내지 13 및 표 18 내지 20에 기재된 각 감방사선성 수지 조성물 (J-1 내지 96, J-186 내지 257 및 CJ-1)을 도포하고, 90℃에서 60초간 PB를 행했다. 그 후, 23℃에서 30초간 냉각시켜, 막 두께 90㎚의 레지스트막을 형성했다. 이어서, 이 레지스트막을 ArF 엑시머 레이저 액침 노광 장치(니콘사의 「NSR-S610C」)를 사용하여, NA=1.3, 다이폴(dipole)(시그마 0.977/0.782)의 광학 조건에서, 40㎚ 라인 앤드 스페이스(1L1S) 마스크 패턴을 개재하여 노광했다. 노광 후, 90℃에서 60초간 PEB를 행했다. 그 후, 알칼리 현상액으로서 2.38질량%의 TMAH 수용액을 사용하여 알칼리 현상하고, 물로 세정하고, 건조시켜 포지티브형의 레지스트 패턴을 형성했다. 이 레지스트 패턴 형성시, 목표 치수가 40㎚인 1대1 라인 앤드 스페이스의 마스크를 개재하여 형성한 선폭이, 선폭 40㎚의 1대1 라인 앤드 스페이스로 형성되는 노광량을 최적 노광량으로 했다.("ARC66" manufactured by Brewers Science) was applied to the surface of a 12-inch silicon wafer using a spin coater ("Clean Track ACT12" manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.) For 60 seconds to form a lower antireflection film having a film thickness of 105 nm. Each of the radiation sensitive resin compositions (J-1 to 96, J-186 to 257 and CJ-1) described in Tables 9 to 13 and Tables 18 to 20 prepared above was coated on this lower layer antireflection film using the above- And PB was carried out at 90 캜 for 60 seconds. Thereafter, the substrate was cooled at 23 DEG C for 30 seconds to form a resist film having a thickness of 90 nm. Subsequently, this resist film was exposed to 40 nm line-and-space (1L1S (nm)) under optical conditions of NA = 1.3 and dipole (Sigma 0.977 / 0.782) using an ArF excimer laser immersion lithography apparatus ("NSR-S610C" ) Was exposed through a mask pattern. After exposure, PEB was performed at 90 캜 for 60 seconds. Thereafter, alkali development was performed using a 2.38% by mass aqueous solution of TMAH as an alkali developing solution, followed by washing with water and drying to form a positive resist pattern. At the time of forming the resist pattern, the exposure amount formed by the line width formed by the 1: 1 line and space mask having the target dimension of 40 nm and the line width of 40 nm formed by the 1: 1 line and space was defined as the optimum exposure amount.

<레지스트 패턴의 형성 (2)>&Lt; Formation of resist pattern (2) >

상기 TMAH 수용액 대신 아세트산 n-부틸을 사용하여 유기 용매 현상하고, 또한 물에 의한 세정을 행하지 않는 것 이외에는, 상기 레지스트 패턴의 형성 (1)과 마찬가지로 조작하여, 네거티브형의 레지스트 패턴을 형성했다.A negative resist pattern was formed in the same manner as in the formation of the resist pattern (1) except that the organic solvent was developed using n-butyl acetate instead of the TMAH aqueous solution and the cleaning with water was not performed.

<레지스트 패턴의 형성 (3)>&Lt; Formation of resist pattern (3) >

8인치의 실리콘 웨이퍼 표면에 스핀 코터(도쿄 일렉트론사의 「클린 트랙 ACT8」)를 사용하여, 표 14 내지 17에 기재된 감방사선성 수지 조성물 (J-97 내지 185 및 CJ-2)을 도포하고, 90℃에서 60초간 PB를 행했다. 그 후, 23℃에서 30초간 냉각시켜, 막 두께 50㎚의 레지스트막을 형성했다. 이어서 이 레지스트막에, 간이형의 전자선 묘화 장치(히타치 세이사꾸쇼사의 「HL800D」, 출력: 50KeV, 전류 밀도: 5.0A/㎠)를 사용하여 전자선을 조사했다. 조사 후, 120℃에서 60초간 PEB를 행했다. 그 후, 알칼리 현상액으로서 2.38질량%의 TMAH 수용액을 사용하여 23℃에서 30초간 현상하고, 물로 세정하고, 건조시켜 포지티브형의 레지스트 패턴을 형성했다.(J-97 to 185 and CJ-2) shown in Tables 14 to 17 were applied to a surface of an 8-inch silicon wafer using a spin coater ("Clean Track ACT8" manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.) Lt; 0 &gt; C for 60 seconds. Thereafter, the substrate was cooled at 23 DEG C for 30 seconds to form a resist film having a thickness of 50 nm. Subsequently, the resist film was irradiated with an electron beam using a simple electron beam drawing apparatus (&quot; HL800D &quot;, output: 50 KeV, current density: 5.0 A / cm 2, manufactured by Hitachi Seisakusho Co., Ltd.). After the irradiation, PEB was performed at 120 캜 for 60 seconds. Thereafter, the resist film was developed with an aqueous solution of 2.38% by mass of TMAH as an alkali developing solution at 23 占 폚 for 30 seconds, washed with water, and dried to form a positive resist pattern.

<평가><Evaluation>

상기 형성한 레지스트 패턴에 대하여, 하기 방법에 따라 측정함으로써 각 감방사선성 수지 조성물을 평가했다. 또한, 레지스트 패턴의 측장에는 주사형 전자 현미경(히타치 하이테크놀러지즈사의 「CG-4100」)을 사용했다. 각 표 중의 「-」는 평가의 기준인 것을 나타낸다. 또한, 실시예 216 내지 311 및 실시예 401 내지 472는 비교예 1과 비교했다. 실시예 312 내지 400은 비교예 2와 비교했다.The resist pattern thus formed was measured according to the following method to evaluate each radiation sensitive resin composition. A scanning electron microscope (&quot; CG-4100 &quot; manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measurement of the resist pattern. &Quot; - &quot; in each table indicates that it is a criterion of evaluation. Further, Examples 216 to 311 and Examples 401 to 472 were compared with Comparative Example 1. Examples 312 to 400 were compared with Comparative Example 2.

[LWR 성능] [LWR performance]

레지스트 패턴을, 상기 주사형 전자 현미경을 사용하여 패턴 상부로부터 관찰했다. 선폭을 임의의 지점에서 총 50점 측정하고, 그 측정값의 분포로부터 3시그마값을 구하여, 이것을 LWR 성능으로 했다. LWR 성능은 그 값이 작을수록 양호한 것을 나타낸다. LWR 성능의 값을 비교예의 값(판정 기준)과 비교했을 때, 10% 이상의 향상(LWR 성능의 값이 90% 이하)이 보인 경우, LWR 성능은 「양호」라고 하고, 10% 미만의 향상(LWR 성능의 값이 90% 초과)인 경우, 「불량」이라고 평가했다.The resist pattern was observed from above the pattern using the scanning electron microscope. A total of 50 line-widths were measured at an arbitrary point, and 3 sigma values were obtained from the distribution of the measured values, and this was regarded as the LWR performance. The LWR performance shows that the smaller the value, the better. When the value of the LWR performance is compared with the value of the comparative example (judgment criterion), when the improvement of 10% or more (the value of the LWR performance is 90% or less) is observed, the LWR performance is said to be "good" And the value of the LWR performance is more than 90%).

[CD 균일성(CDU 성능)] [CD uniformity (CDU performance)]

상기 형성한 레지스트 패턴을, 상기 주사형 전자 현미경을 사용하여 패턴 상부로부터 관찰했다. 400㎚의 범위에서 선폭을 20점 측정하고, 그의 평균값을 임의의 지점에서 총 500점 측정하고, 그 측정값의 분포로부터 3시그마값을 구하여, 이것을 CD 균일성(㎚)으로 했다. CD 균일성은 그 값이 작을수록, 장주기에서의 선폭의 변동이 작아 양호하다. CD 균일성의 값을 비교예의 값(판정 기준)과 비교했을 때, 10% 이상의 향상(CD 균일성의 값이 90% 이하)이 보인 경우, CD 균일성은 「양호」라고 하고, 10% 미만의 향상(CD 균일성의 값이 90% 초과)인 경우, 「불량」이라고 평가했다.The formed resist pattern was observed from above the pattern using the scanning electron microscope. A line width was measured at 20 points in a range of 400 nm, and the average value thereof was measured at a total of 500 points at arbitrary points. A 3 sigma value was obtained from the distribution of the measured values, and this was regarded as CD uniformity (nm). The smaller the CD uniformity is, the better the fluctuation of the line width in the long period is small. When the value of the CD uniformity is compared with the value of the comparative example (judgment criterion), when the improvement of 10% or more (the value of the CD uniformity is 90% or less) is seen, the CD uniformity is referred to as "good" And the value of the CD uniformity is more than 90%).

[해상성] [Resolution]

상기 최적 노광량에 있어서 해상되는 최소의 레지스트 패턴의 치수를 측정하고, 이 측정 결과는 해상성으로 했다. 측정값이 작을수록 해상성은 양호한 것을 나타낸다. 얻어진 측정값을 비교예의 측정값(판정 기준)과 비교했을 때, 10% 이상의 향상(최소 레지스트 패턴 치수가 90% 이하)이 보인 경우, 해상성은 「양호」라고 하고, 10% 미만의 향상(최소 레지스트 패턴 치수가 90% 초과)인 경우, 「불량」이라고 평가했다.The minimum dimension of the resist pattern to be resolved at the optimum exposure amount was measured, and the result of the measurement was made to be a resolution. The smaller the measured value, the better the resolution. When the obtained measured value is compared with the measured value (judgment reference) of the comparative example, when the improvement of 10% or more (the minimum resist pattern dimension is 90% or less) is observed, the resolution is referred to as "good" And the resist pattern dimension was more than 90%), it was evaluated as &quot; defective &quot;.

[단면 형상] [Cross-sectional shape]

상기 최적 노광량에 있어서 해상되는 레지스트 패턴의 단면 형상을 관찰하여, 레지스트 패턴의 중간에서의 선폭 Lb 및 막의 상부에서의 선폭 La를 측정했다. 이때, 0.9≤La/Lb≤1.1인 경우, 단면 형상은 「양호」라고 하고, 상기 범위 밖인 경우, 「불량」이라고 평가했다.Sectional shape of the resist pattern to be resolved at the optimum exposure amount was observed to measure the line width Lb at the center of the resist pattern and the line width La at the top of the resist pattern. At this time, in the case of 0.9? La / Lb? 1.1, the cross-sectional shape was "good", and when it was outside the above range, it was evaluated as "poor".

[초점 심도] [Focal depth]

상기 최적 노광량에 있어서 해상되는 레지스트 패턴에 있어서, 깊이 방향으로 포커스를 변화시켰을 때의 치수를 관측하고, 브릿지나 잔사가 없는 상태에서 패턴 치수가 기준의 90% 내지 110%에 들어가는 깊이 방향의 여유도를 측정하여, 이 측정값을 초점 심도로 했다. 측정값이 클수록 초점 심도는 양호한 것을 나타낸다. 얻어진 측정값을 비교예의 측정값(판정 기준)과 비교했을 때, 10% 이상의 향상(초점 심도가 110% 이상)이 보인 경우, 초점 심도는 「양호」라고 하고, 10% 미만의 향상(초점 심도가 110% 미만)인 경우, 「불량」이라고 평가했다.In the resist pattern resolved at the optimal exposure amount, the dimension when the focus is changed in the depth direction is observed, and the margin in the depth direction in which the pattern dimension falls within the range of 90% to 110% And the measured value was set as the depth of focus. The larger the measured value, the better the depth of focus. When the obtained measurement value is compared with the measurement value (judgment standard) of the comparative example, when the improvement of 10% or more (the depth of focus of 110% or more) is seen, the depth of focus is called "good" and an improvement of less than 10% Is less than 110%), it was evaluated as &quot; defective &quot;.

[노광 여유도(EL 성능)] [Exposure margin (EL performance)]

40㎚ 라인 앤드 스페이스(1L/1S)의 레지스트 패턴 형성용의 마스크 패턴을 사용한 경우에 해상되는 패턴 치수가, 마스크의 설계 치수의 ±10% 이내로 되는 경우의 노광량 범위의 상기 최적 노광량에 대한 비율을 노광 여유도(EL 성능)(%)로 했다. 노광 여유도는 그 값이 클수록 노광량 변화에 대한 패터닝 성능의 변화량이 작아 양호하다. 노광 여유도의 값을 비교예의 값(판정 기준)과 비교했을 때, 10% 이상의 향상(노광 여유도의 값이 110% 이상)이 보인 경우, 노광 여유도는 「양호」라고 하고, 10% 미만의 향상(노광 여유도의 값이 110% 미만)인 경우, 「불량」이라고 평가했다.The ratio of the exposure amount range when the resolution of the mask pattern for forming a resist pattern of 40 nm line and space (1L / 1S) is within ± 10% of the design dimension of the mask is set to And the exposure margin (EL performance) (%). The larger the exposure margin is, the smaller the amount of change in the patterning performance with respect to the change in exposure amount is. When the value of the exposure margin is 10% or more (the value of the exposure margin is 110% or more) when the value of the exposure margin is compared with the value (judgment standard) of the comparative example, the exposure margin is referred to as "good" (The value of the exposure margin was less than 110%), it was evaluated as &quot; poor &quot;.

[MEEF 성능] [MEEF performance]

상기 주사형 전자 현미경을 사용하여, 상기 최적 노광량에 있어서 5종류의 마스크 크기(48.0㎚Line/100㎚Pitch, 49.0㎚Line/100㎚Pitch, 50.0㎚Line/100㎚Pitch, 51.0㎚Line/100㎚Pitch, 52.0㎚Line/100㎚Pitch)로 해상되는 레지스트 패턴의 선폭을 측정했다. 횡축을 마스크 크기, 종축을 각 마스크 크기로 형성된 선폭으로 하여 얻어진 측정값을 플롯하고, 최소 제곱법에 의해 산출된 근사 직선의 기울기를 구하고, 이 기울기를 MEEF 성능으로 했다. MEEF 성능은 그 값이 1에 가까울수록 양호한 것을 나타낸다. MEEF 성능의 값을 비교예의 값(판정 기준)과 비교했을 때, 10% 이상의 향상(MEEF 성능의 값이 90% 이하)이 보인 경우, MEEF 성능은 「양호」라고 하고, 10% 미만의 향상(MEEF 성능의 값이 90% 초과)인 경우, 「불량」이라고 평가했다.Using the scanning electron microscope, five kinds of mask sizes (48.0 nmLine / 100 nmPitch, 49.0 nmLine / 100 nmPitch, 50.0 nmLine / 100 nmPitch, 51.0 nmLine / 100 nm Pitch, 52.0 nm Line / 100 nm pitch). The measured values obtained by using the mask size and the vertical axis as the line widths formed by the respective mask sizes are plotted on the abscissa and the slope of the approximated straight line calculated by the least squares method. The MEEF performance shows that the closer the value is to 1, the better. MEEF performance is referred to as &quot; good &quot; when an improvement of 10% or more (MEEF performance value of 90% or less) is seen when the MEEF performance value is compared with the value of the comparative example (judgment standard) MEEF performance value is more than 90%), it was evaluated as &quot; poor &quot;.

Figure pat00097
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Figure pat00098
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Figure pat00099
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Figure pat00100
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Figure pat00101
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Figure pat00102
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Figure pat00103
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Figure pat00104
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Figure pat00105
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Figure pat00106
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Figure pat00107
Figure pat00107

Figure pat00108
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표 21 내지 32의 결과로부터 명백해진 바와 같이, 실시예의 감방사선성 수지 조성물에 의하면 넓은 노광 여유도를 발휘하면서, LWR 성능 및 CD 균일성이 작고, 상부 손실이 억제되고, 해상성이 높고, 초점 심도가 저하되기 어렵고, 또한 우수한MEEF 성능을 발휘하는 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 이에 반하여, 비교예의 감방사선성 수지 조성물에서는 이들 성능은 불충분한 것이 있었다.As is clear from the results of Tables 21 to 32, the radiation sensitive resin composition of the Example exhibits low LWR performance and CD uniformity, suppresses the upper loss, has high resolution, It is possible to form a resist pattern hardly deteriorated in depth and exhibiting excellent MEEF performance. On the contrary, the performance of the radiation sensitive resin composition of the comparative example was insufficient.

본 발명의 감방사선성 수지 조성물 및 레지스트 패턴 형성 방법에 의하면, 우수한 노광 여유도, 초점 심도, MEEF 성능을 발휘하면서, 우수한 LWR 성능, CD 균일성 및 단면 형상의 직사각형성을 갖고, 해상성이 높은 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 본 발명의 중합체는, 상기 감방사선성 수지 조성물의 중합체 성분으로서 적절하게 사용할 수 있다. 본 발명의 화합물은, 상기 중합체의 단량체로서 적절하게 사용할 수 있다. 본 발명의 화합물 제조 방법에 의하면, 상기 화합물을 간편하면서도 양호한 수율로 제조할 수 있다. 따라서, 이들은 이후 더욱 미세화가 진행될 것으로 예상되는 반도체 디바이스 제조용에 적절하게 사용할 수 있다.The radiation sensitive resin composition of the present invention and the method of forming a resist pattern exhibit excellent LWR performance, CD uniformity and rectangularity of sectional shape while exhibiting excellent exposure margin, depth of focus and MEEF performance, A resist pattern can be formed. The polymer of the present invention can be suitably used as a polymer component of the radiation-sensitive resin composition. The compound of the present invention can be suitably used as a monomer of the polymer. According to the method for producing a compound of the present invention, the above compound can be produced easily and at a good yield. Therefore, they can be suitably used for manufacturing semiconductor devices, which are expected to be further miniaturized thereafter.

Claims (10)

하기 화학식 (1)로 표시되는 구조 단위 (I)을 갖는 중합체, 및
감방사선성 산 발생체
를 함유하는 감방사선성 수지 조성물.
Figure pat00109

(화학식 (1) 중, R1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R2는 수소 원자 또는 1가의 유기기이고, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이되, 단 R2 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수(環員數) 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있고, R4는 1가의 유기기이고, X 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이되, 단 X 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이고, R2 또는 X와 R1은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 원자쇄와 함께 구성되는, 환원수 5 내지 20의 환 구조를 나타낼 수도 있음)
A polymer having a structural unit (I) represented by the following formula (1), and
Radiation-sensitive acid generator
By weight of the radiation-sensitive resin composition.
Figure pat00109

(1), R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 3 is a monovalent organic group containing a polar group, R 2 and R 3 may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 ring members including a polar group, which is constituted together with carbon atoms to which they are bonded, R 4 is a monovalent organic group, and X and Y is independently a single bond, a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, provided that at least one of X and Y is a divalent straight chain A hydrocarbon group or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, and R 2 or X and R 1 may be combined with each other to form a ring structure having a reduced number of 5 to 20,
제1항에 있어서, 상기 중합체가 하기 화학식 (2) 또는 (3)으로 표시되는 구조 단위 (II)를 더 갖는 것인 감방사선성 수지 조성물.
Figure pat00110

(화학식 (2) 중, R5는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R6은 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기이고, R7 및 R8은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 탄소수 3 내지 20의 지환 구조를 나타내며,
화학식 (3) 중, R9는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, p는 0 또는 1이되, 단 시클로알케닐기의 수소 원자의 일부 또는 전부는 탄화수소기로 치환되어 있을 수도 있으며, 시클로알케닐기의 탄소 원자 사이는 탄화수소쇄로 가교되어 있을 수도 있음)
The radiation sensitive resin composition according to claim 1, wherein the polymer further comprises a structural unit (II) represented by the following formula (2) or (3).
Figure pat00110

(2), R 5 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, R 6 is a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms , R 7 and R 8 are each independently a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms or may be a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, Represents an alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms,
In formula (3), R 9 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, p is 0 or 1, with the proviso that some or all of the hydrogen atoms of the cycloalkenyl group may be substituted with hydrocarbon groups, The carbon atom of the cycloalkenyl group may be bridged with a hydrocarbon chain)
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중합체가, 구조 단위 (I) 이외의 구조 단위이며, 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조, 술톤 구조, 히드록시기 또는 옥소기를 포함하는 구조 단위 (III)을 더 갖는 것인 감방사선성 수지 조성물.The positive resist composition according to claim 1 or 2, wherein the polymer is a structural unit other than the structural unit (I) and contains a structural unit (III) containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, a hydroxyl group or an oxo group By weight of the radiation-sensitive resin composition. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감방사선성 산 발생체가 하기 화학식 (4)로 표시되는 화합물인 감방사선성 수지 조성물.
Figure pat00111

(화학식 (4) 중, R10은 환원수 6 이상의 지환 구조를 포함하는 1가의 기, 또는 환원수 6 이상의 지방족 복소환 구조를 포함하는 1가의 기이며, R11은 탄소수 1 내지 10의 불소화 알칸디일기이고, X+는 1가의 방사선 분해성 오늄 양이온임)
3. The radiation-sensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein the radiation-sensitive acid generator is a compound represented by the following formula (4).
Figure pat00111

(In the formula (4), R 10 is a monovalent group containing an alicyclic structure having 6 or more alicyclic rings or a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 6 or more alicyclic rings, R 11 is a fluorinated alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms And X &lt; + & gt ; is a monovalent radiation-decomposable onium cation)
레지스트막을 형성하는 공정,
상기 레지스트막을 노광하는 공정, 및
상기 노광된 레지스트막을 현상하는 공정
을 갖는 레지스트 패턴 형성 방법이며,
상기 레지스트막을 제1항 또는 제2항에 기재된 감방사선성 수지 조성물로 형성하는 것을 특징으로 하는 레지스트 패턴 형성 방법.
A step of forming a resist film,
A step of exposing the resist film, and
A step of developing the exposed resist film
The resist pattern forming method comprising:
Wherein the resist film is formed from the radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3. A resist pattern forming method comprising:
하기 화학식 (1)로 표시되는 구조 단위 (I)을 갖는 중합체.
Figure pat00112

(화학식 (1) 중, R1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R2는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이되, 단 R2 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있고, R4는 1가의 유기기이며, X 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이되, 단 X 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이고, R2 또는 X와 R1은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 원자쇄와 함께 구성되는, 환원수 5 내지 20의 환 구조를 나타낼 수도 있음)
A polymer having a structural unit (I) represented by the following formula (1).
Figure pat00112

(1), R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 3 is a monovalent organic group containing a polar group, R 2 and R 3 may combine with each other to form an alicyclic structure having a reducing number of 3 to 20, which is constituted together with the carbon atom to which they are bonded, and R 4 is a monovalent organic group; X and Y are each independently , A bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, provided that at least one of X and Y is a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a divalent straight chain hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms And R &lt; 2 &gt; or X and R &lt; 1 &gt; are taken together with the atomic group to which they are bonded to form a ring structure having a reduced number of 5 to 20)
하기 화학식 (5)로 표시되는 화합물.
Figure pat00113

(화학식 (5) 중, R1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R2는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이되, 단 R2 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있고, R4는 1가의 유기기이며, X 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이되, 단 X 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이고, R2 또는 X와 R1은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 원자쇄와 함께 구성되는, 환원수 5 내지 20의 환 구조를 나타낼 수도 있음)
A compound represented by the following formula (5).
Figure pat00113

(5), R 1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, R 2 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 3 is a monovalent organic group containing a polar group, R 2 and R 3 may combine with each other to form an alicyclic structure having a reducing number of 3 to 20, which is constituted together with the carbon atom to which they are bonded, and R 4 is a monovalent organic group; X and Y are each independently , A bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, provided that at least either of X and Y is a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a divalent straight chain hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms And R &lt; 2 &gt; or X and R &lt; 1 &gt; are taken together with the atomic group to which they are bonded to form a ring structure having a reduced number of 5 to 20)
하기 화학식 (a)로 표시되는 화합물과 하기 화학식 (b)로 표시되는 화합물을 반응시키는 공정을 갖는, 하기 화학식 (5a)로 표시되는 화합물의 제조 방법.
Figure pat00114

(화학식 (a), (b) 및 (5a) 중, R1A는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R2A는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이되, 단 R2A 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있고, R4는 1가의 유기기이며, XA 및 Y는 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이되, 단 XA 및 Y 중 적어도 어느 하나는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이고, Z는 할로겐 원자, 히드록시기 또는 -OCOR'이고, R'은 탄소수 1 내지 30의 1가의 탄화수소기임)
A process for producing a compound represented by the following formula (5a), which comprises the step of reacting a compound represented by the following formula (a) with a compound represented by the following formula (b)
Figure pat00114

(Formula (a), (b) and (5a) of, R 1A is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, R 2A is a hydrogen atom or a monovalent organic group, R 3 contains a polar group , Provided that R 2A and R 3 may combine with each other to form an alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms, which is composed of a polar group, and R 4 is a monovalent organic group , X A and Y are each independently a single bond, a bivalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a bivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, provided that at least one of X A and Y is a straight- Z is a halogen atom, a hydroxy group, or -OCOR ', and R' is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms), a divalent acyclic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms,
하기 화학식 (e)로 표시되는 화합물과 하기 화학식 (f)로 표시되는 화합물을 금속 아연의 존재 하에서 반응시키는 공정을 갖는, 하기 화학식 (5b)로 표시되는 화합물의 제조 방법.
Figure pat00115

(화학식 (e), (f) 및 (5b) 중, R2A는 수소 원자 또는 1가의 유기기이며, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이되, 단 R2A 및 R3은 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는, 극성기를 포함하는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낼 수도 있고, R4는 1가의 유기기이며, Y는 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이고, RX 및 RY는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자 또는 탄소쇄와 함께 구성되는, 환원수 3 내지 10의 지환 구조를 나타내며, a는 1 내지 4의 정수이고, a가 2 이상인 경우, 복수개의 RX는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수개의 RY는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, RZ는 탄소수 1 내지 10의 1가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 10의 1가의 지환식 탄화수소기이고, T는 할로겐 원자이고, A는 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시탄화수소기 또는 -OCORT이며, RT는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기임)
A process for producing a compound represented by the following formula (5b), which comprises the step of reacting a compound represented by the formula (e) and a compound represented by the formula (f) in the presence of zinc metal.
Figure pat00115

(Wherein R 2A is a hydrogen atom or a monovalent organic group and R 3 is a monovalent organic group containing a polar group, provided that R 2 A and R 3 are combined with each other, And R 4 is a monovalent organic group and Y is a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a linear or branched alkylene group having 3 to 20 carbon atoms, And R X and R Y each independently represent a hydrogen atom or a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or may be bonded together with a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded to form a bivalent alicyclic hydrocarbon group A is an integer of 1 to 4, and when a is 2 or more, plural R x may be the same or different, and plural R y may be the same or different from each other And may be different , R Z is a group having 1 to 10 monovalent chain hydrocarbon group or a monovalent alicyclic having 3 to 10 hydrocarbon group, T is a halogen atom, A is a monovalent oxyhydrocarbon of a halogen atom, a hydroxyl group, having 1 to 20 carbon atoms Group or -OCOR T and R T is a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms)
하기 화학식 (g)로 표시되는 화합물과 하기 화학식 (f)로 표시되는 화합물을 금속 아연의 존재 하에서 반응시키는 공정을 갖는, 하기 화학식 (5c)로 표시되는 화합물의 제조 방법.
Figure pat00116

(화학식 (g), (f) 및 (5c) 중, R3은 극성기를 포함하는 1가의 유기기이고, R4는 1가의 유기기이며, Y는 단결합, 탄소수 1 내지 12의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 3 내지 12의 2가의 지환식 탄화수소기이고, RV 및 RW는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 유기기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져 이들이 결합하는 탄소 원자 또는 탄소쇄와 함께 구성되는, 환원수 3 내지 10의 환 구조를 나타내고, a는 1 내지 4의 정수이고, a가 2 이상인 경우, 복수개의 RV는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있으며, 복수개의 RW는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, T는 할로겐 원자이고, A는 할로겐 원자, 히드록시기, 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시탄화수소기 또는 -OCORT이고, RT는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기임)
A process for producing a compound represented by the following formula (5c), which comprises the step of reacting a compound represented by the formula (g) and a compound represented by the formula (f) in the presence of zinc metal.
Figure pat00116

(In the formulas (g), (f) and (5c), R 3 is a monovalent organic group containing a polar group, R 4 is a monovalent organic group and Y is a single bond, a divalent straight- A hydrocarbon group or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms; R V and R W each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, A is an integer of 1 to 4, and when a is 2 or more, a plurality of R v may be the same or different from each other and, a plurality of R W is and may be the same or different, T is a halogen atom, a is a monovalent oxyhydrocarbon of a halogen atom, a hydroxyl group, having 1 to 20 carbon atoms or -OCOR T, R T is a C1 To 20 monovalent hydrocarbon groups)
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