KR20170026140A - Process for forming resist pattern and chemically amplified radiation-sensitive resin composition - Google Patents

Process for forming resist pattern and chemically amplified radiation-sensitive resin composition Download PDF

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제이에스알 가부시끼가이샤
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Abstract

The present invention relates to a method for forming a resist pattern, which allows formation of a resist pattern having high sensitivity, small edge roughness and high resolution. The method according to the present invention comprises the steps of: forming a resist film on a substrate by using a chemically amplified radiation-sensitive resin composition which comprises a first component whose solubility to a developing solution is varied with the action of an acid, a second component generating an acid by the action of the first exposure light including radiation with a first wavelength, and a sensitizer precursor converted into a sensitizer by the action of the first exposure light; a first exposure step in which the resist film is exposed with the first exposure light; a second exposure step in which the resist film is exposed with the second exposure light including radiation with a second wavelength longer than the first wavelength; and developing the resist film exposed with the second exposure light by using a developing solution containing an organic solvent as a main ingredient. In the method, when the absorptivity of the sensitizer precursor at the second wavelength is (IPP) and that of the sensitizer at the second wavelength is (IP), the value of (IPP)/(IP) is 0.2 or less.

Description

레지스트 패턴 형성 방법 및 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물{PROCESS FOR FORMING RESIST PATTERN AND CHEMICALLY AMPLIFIED RADIATION-SENSITIVE RESIN COMPOSITION}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a resist pattern forming method and a chemical amplification type radiation sensitive resin composition,

본 발명은 레지스트 패턴 형성 방법 및 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a resist pattern forming method and a chemically amplified radiation-sensitive resin composition.

반도체 디바이스의 노광 공정에 있어서, 회로의 고집적화와 고속도화에 수반하여, 보다 미세한 패턴이 요구되고 있다. 패턴 미세화의 방법으로서, 주로 노광원의 단파장화가 요구되고 있으며, 예를 들어 극단 자외선(EUV, 파장: 13.5㎚)은 차세대 반도체 디바이스의 제조에 유망한 기술로서 활발히 개발되고 있다. 그러나, 양산 적용에 필요한 고출력(100W)을 갖는 광원 장치의 개발이 곤란한데, 현 상황에서는 10W 레벨에 머물러 있으며, 패턴 잠상을 형성하기 위한 노광에 시간이 걸린다. 또한, 전자선(EB)을 사용한 전자선 직접 묘화법에서는, 빔 직경이 작은 점에서 고치수 정밀도로 미세한 패턴을 형성할 수 있는 반면, 패턴이 복잡하여 대면적이 될수록 묘화에 시간이 걸린다. 이와 같이, EUV나 전자선을 사용한 노광 기술에서는, 미세한 패턴을 형성할 수 있지만, 처리량이 낮다는 문제가 있었다.In the exposure process of a semiconductor device, a finer pattern is required with the increase in the circuit integration and the higher speed. For example, extreme ultraviolet (EUV, wavelength: 13.5 nm) has been actively developed as a promising technique for the production of next-generation semiconductor devices. However, it is difficult to develop a light source device having a high output power (100W) required for mass production application. In the present situation, it remains at a level of 10W, and exposure takes time to form a pattern latent image. Further, in the direct electron beam drawing method using the electron beam EB, a fine pattern can be formed with a high precision with a small beam diameter. However, it takes a long time to draw a pattern as the pattern becomes complicated. As described above, in the exposure technique using EUV or electron beam, a fine pattern can be formed, but the throughput is low.

이 문제를 해결하기 위하여, 노광 시간을 가능한 한 줄이도록, 레지스트 재료의 고감도화가 진행되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에 개시되어 있는 레지스트 조성물에서는, 특정한 수지 및 화합물을 포함하는 조성에 의해 감도 및 해상도의 향상을 도모하고 있었다.In order to solve this problem, the sensitivity of the resist material has been increased to reduce the exposure time as much as possible. For example, in the resist composition disclosed in Patent Document 1, sensitivity and resolution are improved by a composition containing specific resins and compounds.

일본 특허 공개 제2002-174894호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-174894

그러나, 감도, 해상도, 나노 에지 러프니스(LER)라는 레지스트의 중요한 3가지의 성능 사이에는 트레이드-오프의 관계가 있고, 레지스트의 고감도화를 행한 경우, 해상도나 LER이 저하된다는 문제가 발생한다. 이로 인해, LER을 저하시키지 않고 레지스트를 고해상도화 또한 고감도화하기에는 한계가 있어, 처리량이 낮다는 문제를 충분히 해결할 수 없었다.However, there is a trade-off relationship between sensitivity, resolution and three important performances of a resist called nano edge roughness (LER), and when the sensitivity of the resist is increased, the resolution and the LER decrease. As a result, there is a limit to making the resist high resolution and high sensitivity without lowering the LER, and the problem that the throughput is low can not be sufficiently solved.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 트레이드-오프의 관계를 해결하여, 레지스트의 감도를 향상시킬 수 있으며, 또한 LER이 작고, 고해상도의 레지스트 패턴을 형성할 수 있는 레지스트 패턴 형성 방법 및 이 레지스트 패턴 형성 방법에 사용되는 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a resist pattern forming method capable of improving the sensitivity of a resist by solving the trade-off relationship and capable of forming a resist pattern with a small LER, And a chemically amplified radiation-sensitive resin composition used in the resist pattern forming method.

본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법은, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 제1 성분(이하, 「[A] 성분」이라고도 함), 제1 파장(이하, 「파장 (I)」이라고도 함)의 방사선을 포함하는 제1 노광광(이하, 「노광광 (I)」이라고도 함)의 작용에 의해 산을 발생하는 제2 성분(이하, 「[B] 성분」이라고도 함), 및 노광광 (I)의 작용에 의해 증감체로 변화하는 증감체 전구체(이하, 「[C] 증감체 전구체」라고도 함)를 함유하는 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물(이하, 「감방사선성 수지 조성물 (I)」이라고도 함)을 사용하여, 기판에 레지스트막을 형성하는 공정(이하, 「레지스트막 형성 공정」이라고도 함)과, 노광광 (I)로 상기 레지스트막을 노광하는 제1 노광 공정(이하, 「노광 공정 (1)」이라고도 함)과, 파장 (I)보다 긴 제2 파장(이하, 「파장 (II)」라고도 함)의 방사선을 포함하는 제2 노광광(이하, 「노광광 (II)」라고도 함)으로, 노광광 (I)로 노광된 레지스트막을 노광하는 제2 노광 공정(이하, 「노광 공정 (2)」라고도 함)과, 유기 용매를 주성분으로 하는 현상액(이하, 「현상액 (I)」이라고도 함)으로, 노광광 (II)로 노광된 레지스트막을 현상하는 공정(이하, 「현상 공정」이라고도 함)을 구비하고, [C] 증감체 전구체의 파장 (II)에 있어서의 흡광도를 (IPP), 상기 증감체의 파장 (II)에 있어서의 흡광도를 (IP)로 했을 때의 (IPP)/(IP)의 값이 0.2 이하인 레지스트 패턴 형성 방법이다.The method for forming a resist pattern according to the present invention is a method for forming a resist pattern, which comprises: a first component (hereinafter also referred to as a "component (A)") whose solubility in a developer changes by the action of an acid (Hereinafter also referred to as a "component [B]") that generates an acid by the action of a first exposure light (hereinafter also referred to as "exposure light (I)") Sensitive radiation sensitive resin composition containing a sensitizer precursor (hereinafter also referred to as " [C] sensitizer precursor ") changing to a sensitizer by the action of the light (I) (Hereinafter also referred to as " resist film forming step "), a step of forming a resist film on the substrate (hereinafter also referred to as " resist film forming step " (Hereinafter also referred to as " wavelength (II) ") longer than wavelength (I) (Hereinafter, also referred to as " exposure step (hereinafter also referred to as " exposure step ") in which a resist film exposed with exposure light I is exposed with a second exposure light (Hereinafter also referred to as a " developing step ") of developing a resist film exposed with the exposure light (II) with a developing solution containing an organic solvent as a main component (I PP ) of the [C] sensitizer precursor at the wavelength (II) and the absorbance at the wavelength (II) of the sensitizer is defined as I P , PP ) / (I P ) is 0.2 or less.

본 발명의 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물은, 당해 레지스트 패턴 형성 방법에 사용되는 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물이며, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 [A] 성분, 파장 (I)의 방사선을 포함하는 노광광 (I)의 작용에 의해 산을 발생하는 [B] 성분, 및 노광광 (I)의 작용에 의해 증감체로 변화하는 증감체 전구체를 함유하는 것을 특징으로 한다.The chemically amplified radiation-sensitive resin composition of the present invention is a chemically amplified radiation-sensitive resin composition for use in the method for forming a resist pattern according to the present invention, which comprises a component [A] Component [B] which generates an acid by the action of the exposure light (I) containing radiation of the exposure light (I) and a sensitizer precursor which changes into a sensitizer by the action of the exposure light (I).

본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법 및 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물에 의하면, 높은 감도이고, 나노 에지 러프니스가 작고, 고해상도의 레지스트 패턴을 형성할 수 있다.According to the resist pattern forming method and the chemically amplified radiation sensitive resin composition of the present invention, a resist pattern with high sensitivity, small nano-edge roughness, and high resolution can be formed.

도 1의 (a) 내지 (e)는 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법의 공정을 도시하는 모식도이다.
도 2는 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법에 있어서의 에너지 조사량-잔막률 곡선을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법에 있어서의 에너지 조사량-시간 곡선을 도시하는 도면이다.
도 4의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 추가의 실시 형태에 관한 레지스트 패턴 형성 방법의 공정을 설명하는 도면이다.
도 5의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법의 구체예 1을 설명하는 도면이다.
도 6의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법의 구체예 2를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 실시 형태에 있어서의 화학 반응식이다.
도 8은 DOMeBzH와 DOMeBzO의 흡수율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 실시 형태에 있어서의 산, 증감체 및 퀀처의 농도 변화를 도시하는 모식도이며, (a)는 노광광 (I)의 조사 직후의 농도를 나타내고, (b)는 노광광 (I)의 조사에 의해 생성된 산과 퀀처가 중화된 후의 농도를 나타내고, (c)는 노광광 (II)를 조사한 후의 농도를 나타낸다.
도 10은 라인 패턴을 상방으로부터 보았을 때의 모식적인 평면도이다.
도 11은 라인 패턴상의 모식적인 단면도이다.
1 (a) to 1 (e) are schematic diagrams showing the steps of the resist pattern forming method of the present embodiment.
2 is a diagram showing the energy irradiation amount-residual film ratio curve in the resist pattern forming method of the present embodiment.
3 is a diagram showing the energy irradiation amount-time curve in the resist pattern forming method of the present embodiment.
4 (a) to 4 (d) are views for explaining the steps of a resist pattern forming method according to a further embodiment of the present invention.
5 (a) to 5 (c) are diagrams for explaining Example 1 of the resist pattern forming method of the present invention.
6A to 6D are diagrams for explaining a second specific example of the resist pattern forming method of the present invention.
7 is a chemical reaction formula in this embodiment.
Fig. 8 is a graph showing absorption rates of DOMeBzH and DOMeBzO.
Fig. 9 is a schematic diagram showing changes in concentration of an acid, a sensitizer and a quencher in this embodiment, wherein (a) shows the concentration immediately after irradiation of the exposure light I, (b) (C) shows the concentration after the exposure light (II) is irradiated.
10 is a schematic plan view when the line pattern is viewed from above.
11 is a schematic sectional view on the line pattern.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 레지스트 패턴 형성 방법 및 감방사선성 수지 조성물 (I)의 실시 형태를 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되지 않는다.Hereinafter, a method of forming a resist pattern and an embodiment of the radiation-sensitive resin composition (I) according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 관한 레지스트 패턴 형성 방법을 설명한다. 도 1은 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법의 공정을 도시하는 모식도이다. 도 2는 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법에 있어서의 에너지 조사량-잔막률 곡선을 도시하는 도면이다. 도 3은 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법에 있어서의 에너지 조사량-시간 곡선을 도시하는 도면이다. 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법은 스텝 S101 내지 스텝 S110에 의해 실행된다.A method of forming a resist pattern according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 3. Fig. 1 is a schematic diagram showing a step of the resist pattern forming method of the present embodiment. 2 is a diagram showing the energy irradiation amount-residual film ratio curve in the resist pattern forming method of the present embodiment. 3 is a diagram showing the energy irradiation amount-time curve in the resist pattern forming method of the present embodiment. The resist pattern forming method of the present embodiment is executed by steps S101 to S110.

<레지스트막 형성 공정>&Lt; Resist film forming step &

먼저, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 레지스트막 형성 공정 (S101)에 있어서, 기판(11)에 레지스트막(12)을 형성한다. 구체적으로는, 기판(11)(예를 들어 웨이퍼)을 준비하고, 기판(11) 상에 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물 (I)을 도포하여 프리베이킹을 행함으로써 레지스트막(12)을 형성한다. 감방사선성 수지 조성물 (I)에 대해서는 후술한다. 본 발명은 후술하는 현상 공정에서의 현상액 (I)로서 유기 용매를 주성분으로 하는 현상액을 사용하므로, 노광 부분이 현상액 (I)에 불용 또는 난용이 되어, 미노광 부분이 현상액 (I)에 용해되기 때문에, 네거티브형의 레지스트 패턴이 형성된다.First, as shown in Fig. 1A, a resist film 12 is formed on a substrate 11 in a resist film forming step (S101). Specifically, a resist pattern 12 is formed by preparing a substrate 11 (for example, a wafer), applying a chemically amplified radiation-sensitive resin composition (I) onto the substrate 11, do. The radiation sensitive resin composition (I) will be described later. The present invention uses a developer containing an organic solvent as a main component as the developer (I) in a development process to be described later, so that the exposed portion becomes insoluble or hardly soluble in the developer (I), and the unexposed portion is dissolved in the developer Therefore, a negative type resist pattern is formed.

레지스트막의 형성 방법으로서는, 예를 들어 감방사선성 수지 조성물 (I)을 기판 상에, 즉, 기판에 직접 적층시키거나, 또는 후술하는 유기 하층막 상 혹은 후술하는 실리콘 함유막 상에 도포하여 도막을 형성하고, 이 도막을 프리베이킹하는 방법 등을 들 수 있다. 감방사선성 수지 조성물 (I)의 도포 방법으로서는, 예를 들어 스핀 코팅법, 롤 코팅법, 침지법 등을 들 수 있다. 프리베이킹의 온도 및 시간으로서는, 특별히 제한은 없고, 감방사선성 수지 조성물 (I)에 포함되는 용제를 제거할 수 있도록 임의로 설정할 수 있다.The resist film may be formed, for example, by laminating the radiation sensitive resin composition (I) directly on a substrate, that is, on a substrate, or on a below-mentioned organic undercoat film or a silicon- And a method of pre-baking the coating film. Examples of the application method of the radiation-sensitive resin composition (I) include a spin coating method, a roll coating method, a dipping method and the like. The temperature and time for prebaking are not particularly limited and may be arbitrarily set so that the solvent contained in the radiation-sensitive resin composition (I) can be removed.

도 2에 도시한 바와 같이, 레지스트막에 조사한 에너지양이 역치 Ea(이하, 「잠상 형성 에너지」라고도 함)를 초과하면, 레지스트막에는 잠상이 형성되고, 잠상이 형성된 부분은 현상액 (I)에 난용이 된다. 에너지양이 더욱 증가하여 역치 Et(이하, 「필요 에너지양」이라고도 함)를 초과하면, 잠상이 형성된 부분은 현상액 (I)에 불용 또는 난용이 된다.2, when the amount of energy irradiated on the resist film exceeds the threshold value Ea (hereinafter also referred to as &quot; latent image forming energy &quot;), a latent image is formed on the resist film, It becomes weak. If the amount of energy further increases to exceed the threshold value Et (hereinafter also referred to as &quot; required energy amount &quot;), the portion where the latent image is formed becomes insoluble or weak in developer (I).

<유기 하층막 형성 공정><Organic Undercoat Layer Forming Step>

레지스트막 형성 공정 전에, 상기 기판의 상기 레지스트막을 형성하는 면측에 유기 하층막을 형성하는 공정을 구비할 수도 있다.A step of forming an organic underlayer film on the surface of the substrate on which the resist film is to be formed may be provided before the resist film forming process.

유기 하층막으로서는, 예를 들어 레지스트 하층막용 조성물을 사용하여 형성하는 유기막, 종래 공지의 CVD(Chemical Vapor Deposition(화학 증착))법에 의해 형성되는 탄소막 등을 들 수 있다.Examples of the organic undercoat film include an organic film formed by using, for example, a composition for a resist underlayer film, and a carbon film formed by a conventionally known CVD (Chemical Vapor Deposition) method.

<실리콘 함유막 형성 공정>&Lt; Silicon-containing film forming step &

또한, 상기 유기 하층막 형성 공정과 상기 레지스트막 형성 공정 사이에, 상기 유기 하층막의 상기 레지스트막을 형성하는 면측에 실리콘 함유막을 형성하는 공정을 구비할 수도 있다.The method may further include a step of forming a silicon-containing film on the surface of the organic underlying film on which the resist film is to be formed, between the organic underlying film forming step and the resist film forming step.

실리콘 함유막은, 예를 들어 폴리실록산 및 용매를 함유하는 폴리실록산 조성물을 사용하여 형성된다. 폴리실록산으로서는, 실록산 결합을 갖는 중합체인 한 특별히 한정되지 않는다.The silicon-containing film is formed using, for example, a polysiloxane composition containing a polysiloxane and a solvent. The polysiloxane is not particularly limited as long as it is a polymer having a siloxane bond.

실리콘 함유막의 형성 방법으로서는, 예를 들어 폴리실록산 조성물을, 유기 하층막의 레지스트막을 형성하는 면측에 도포하여 도막을 형성하고, 이 도막을 가열 처리 및/또는 자외광의 조사를 행함으로써 경화시키는 방법 등을 들 수 있다.Examples of the method for forming the silicon-containing film include a method in which the polysiloxane composition is applied to the surface of the organic undercoat film on which the resist film is to be formed to form a coating film and the coating film is cured by heat treatment and / .

<보호막 형성 공정>&Lt; Protective film forming step &

레지스트막 형성 공정과, 다음에 설명하는 노광 공정 (1) 사이에, 상기 레지스트막의 상기 기판과는 반대인 면측에 보호막 형성용 조성물에 의해 보호막을 형성하는 공정을 구비할 수도 있다.A step of forming a protective film on the surface side of the resist film opposite to the substrate by a composition for forming a protective film between the resist film forming step and the exposure step (1) described below.

보호막의 형성에 의해, 액침 노광을 행하는 경우의 액침액이 레지스트막에 직접 접촉하는 것을 방지하여, 레지스트막 내부로의 액침액의 침투 및 레지스트막성분의 액침액으로의 용출에 의한 레지스트 성능의 열화를 억제하고, 또한 액침액으로의 용출 성분에 의한 노광 장치의 렌즈 오염을 방지할 수 있다. 또한, EUV, 전자선 등의 방사선을 사용하는 노광 시에 레지스트막으로부터의 아웃 가스의 증산을 저감시킬 수 있으므로, 노광 장치의 오염을 방지할 수 있다.By the formation of the protective film, it is possible to prevent the immersion liquid from directly contacting the resist film in the case of performing liquid immersion lithography and to prevent degradation of the resist performance due to penetration of the immersion liquid into the resist film and elution of the resist film component into the immersion liquid And the contamination of the lens of the exposure apparatus by the eluted component into the immersion liquid can be prevented. In addition, since the emission of outgas from the resist film during exposure using radiation such as EUV or electron beam can be reduced, contamination of the exposure apparatus can be prevented.

보호막 형성용 조성물은 중합체 및 용매를 함유한다. 이 중합체로서는, 불소 원자 및/또는 규소 원자를 갖는 중합체가 바람직하다. 이러한 중합체를 포함하는 보호막은 유기 용매를 주성분으로 하는 현상액 (I)에 대한 용해성이 보다 양호해지기 때문에, 보호막의 용해 잔여물 등을 억제할 수 있다. 불소 원자 및/또는 규소 원자를 갖는 중합체로서는, 예를 들어 후술하는 감방사선성 수지 조성물 (I)의 [F] 중합체로서 예시한 것과 마찬가지의 중합체 등을 들 수 있다.The composition for forming a protective film contains a polymer and a solvent. As the polymer, a polymer having a fluorine atom and / or a silicon atom is preferable. Since the protective film containing such a polymer has better solubility in the developer (I) containing an organic solvent as a main component, the dissolution residue and the like of the protective film can be suppressed. Examples of the polymer having a fluorine atom and / or a silicon atom include polymers similar to those exemplified as the [F] polymer of the radiation-sensitive resin composition (I) described later.

보호막 형성용 조성물이 함유하는 용매로서는, 레지스트막을 용해하지 않으며, 또한 양호한 레지스트 패턴을 형성하는 관점에서, 레지스트막을 용해하지 않는 것이 바람직하고, 후술하는 현상액 (I)과는 상이한 용매가 보다 바람직하다. 이러한 용매로서는, 예를 들어 알코올계 용매, 불소계 용매, 탄화수소계 용매 등을 들 수 있다. 이들 중에서 불소 원자를 포함하지 않는 알코올계 용매가 바람직하다.As the solvent contained in the composition for forming a protective film, it is preferable not to dissolve the resist film from the viewpoint of dissolving the resist film and forming a good resist pattern, and a solvent different from the later-described developer (I) is more preferable. Examples of such a solvent include an alcohol-based solvent, a fluorine-based solvent, and a hydrocarbon-based solvent. Of these, alcoholic solvents containing no fluorine atom are preferred.

보호막의 형성 방법으로서는, 예를 들어 보호막 형성용 조성물을 레지스트막 상에 도포하여 도막을 형성하고, 이 도막을 프리베이킹하는 방법 등을 들 수 있다.As a method of forming the protective film, for example, a method of applying a composition for forming a protective film onto a resist film to form a coating film, and then pre-baking the coating film can be given.

<노광 공정 (1)>&Lt; Exposure step (1) >

이어서, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 노광 공정 (1)(S103)에 있어서, 노광광 (I)의 조사에 의해 레지스트막(12)을 노광한다. 노광광 (I)의 조사에 의해 레지스트막(12) 내의 [B] 성분으로부터 산이 발생하고, 또한 [C] 증감체 전구체로부터 증감체가 생성된다. 레지스트막(12)에는 [B] 성분으로부터의 산의 발생 및 [C] 증감체 전구체로부터의 증감체의 생성 양쪽이 일어난다. [B] 성분으로부터 발생된 산의 작용에 의해, [A] 성분에 있어서 극성 변환, 가교, 분해 반응 등이 일어나고, 그 결과, [A] 성분의 현상액에 대한 용해성이 변화한다. 현상에 의해 레지스트 패턴을 형성하기 위해서는, [B] 성분으로부터의 일정량의 산의 발생이 필요하다.1 (b), the resist film 12 is exposed by the irradiation of the exposure light I in the exposure step (1) (S103). An acid is generated from the [B] component in the resist film 12 by irradiation of the exposure light I, and a sensitizer is generated from the [C] sensitizer precursor. Both the generation of an acid from the component [B] and the formation of a sensitizer from the [C] sensitizer precursor occur in the resist film 12. By the action of the acid generated from the component [B], polarity conversion, crosslinking, decomposition reaction, etc. occur in the component [A]. As a result, the solubility of the component [A] in the developer changes. In order to form a resist pattern by development, it is necessary to generate a certain amount of acid from the component [B].

노광 공정 (1)은, 예를 들어 진공 또는 불활성 분위기에서 행하여진다. 노광광 (I)은, 레지스트막(12)을 상방으로부터 조사하도록, 노광 광원(21)으로부터 출사된다. 여기에서는, 노광광 (I)은 레지스트막(12) 내의 일면에 조사된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 노광광 (I)은 예를 들어 레지스트막(12) 내의 전체면에 조사된다. 그러나, 노광광 (I)은 레지스트막(12) 내의 전체에 대하여, 패턴상 등, 일부의 영역에만 조사될 수도 있다. 또한, 노광광 (I)은, 예를 들어 가시광, UV(자외선), DUV(심자외선), EUV, X선과 같은 전자파이다. 또한, 노광광 (I)은 전자선이나 이온빔일 수도 있다. 노광광 (I)로서는, 이들 중에서 EUV 및 전자선이 바람직하다.The exposure step (1) is performed in, for example, a vacuum or an inert atmosphere. The exposure light I is emitted from the exposure light source 21 so as to irradiate the resist film 12 from above. Here, the exposure light (I) is irradiated on one surface in the resist film (12). As shown in Fig. 1, the exposure light I is irradiated on the entire surface in the resist film 12, for example. However, the exposure light I may be irradiated only on a part of the whole of the resist film 12, such as a pattern. The exposure light I is an electromagnetic wave such as visible light, UV (ultraviolet), DUV (deep ultraviolet), EUV, X-ray. Further, the exposure light I may be an electron beam or an ion beam. As the exposure light (I), EUV and electron beams are preferable.

도 2에 도시한 바와 같이, 노광 공정 (1)(S103)에 있어서, 노광광 (I)의 조사량 Ef는 잠상 형성 에너지양 Ea를 초과하지 않는 조사량이다. 즉, 노광 공정 (1)(S103)에서는, [B] 성분으로부터 현상 시에 레지스트 패턴을 형성하는데 필요한 양보다도 적은 산을 생성한다. 이로 인해, 노광 공정 (1)(S103)을 실행한 단계에서는, 현상액에 있어서 레지스트막(12)은 불용화 또는 난용화되지 않아, 레지스트 패턴은 형성되지 않는다.As shown in Fig. 2, in the exposure step (1) (S103), the irradiation dose Ef of the exposure light I is an irradiation dose not exceeding the latent image forming energy amount Ea. That is, in the exposure step (1) (S103), an acid smaller than that required for forming a resist pattern at the time of development is generated from the component [B]. For this reason, in the step of performing the exposure step (1) (S103), the resist film 12 in the developer is not insolubilized or hardened, and a resist pattern is not formed.

<유지 공정><Holding Process>

노광 공정 (1) 후, 도 1의 (c)에 도시한 바와 같이, 유지 공정 (S105)에 있어서, 레지스트막(12)의 상태를 유지하는 공정을 구비할 수도 있다. 구체적으로는, 후술하는 노광 공정 (2)(S107)이 실행될 때까지, 프리베이킹을 행하지 않고, 환경을 제어하고, 노광 공정 (1)(S103)에 있어서 노광광 (I)을 조사한 레지스트막(12) 내의 [B] 성분으로부터 발생된 산의 양 및 [C] 증감체 전구체로부터 생성된 증감체의 양의 감소를 억제한다.A step of holding the state of the resist film 12 in the holding step (S105) may be provided after the exposure step (1) as shown in Fig. 1 (c). Specifically, a resist film (a resist film) (not shown) is formed by irradiating the exposure light (I) in the exposure step (1) (S103) while controlling the environment without performing prebaking until the exposure step (2) The amount of the acid generated from the [B] component in the [C] reducing agent precursor and the amount of the reducing agent generated from the [C] reducing agent precursor are suppressed.

예를 들어, 레지스트막(12) 주변의 환경은 노광 공정 (1)에 있어서 생성된 산 및 증감체의 양의 감소를 제어할 수 있는 분위기이다. 산 및 증감체의 양의 감소를 제어할 수 있는 분위기는, 염기성 물질을 포함하지 않는 불활성 가스 분위기 또는 진공 분위기일 수도 있다. 또한, 염기성 물질 및/또는 산소를 차단하는 보호막이 형성될 수도 있다. 불활성 가스 분위기의 경우에는, 불활성 가스로서, 예를 들어 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스 등이 사용되고, 감압, 가압 하에서 사용하는 것이 가능하다. 진공 분위기의 경우에는, 레지스트막(12)의 주변이 진공 하이면 되는데, 바람직하게는 레지스트막(12)의 주변을 1Pa 이하의 진공으로 한다. 불활성 가스 분위기 또는 진공 분위기의 환경 중에서는, 레지스트막(12)에 생성된 증감체의 양의 감소가 억제된다.For example, the environment around the resist film 12 is an atmosphere capable of controlling the reduction of the amounts of the acid and the sensitizer produced in the exposure step (1). The atmosphere capable of controlling the decrease of the amount of the acid and the sensitizer may be an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere not containing a basic substance. In addition, a protective film for blocking the basic substance and / or oxygen may be formed. In the case of an inert gas atmosphere, for example, nitrogen gas, helium gas, argon gas, or the like is used as the inert gas, and it can be used under reduced pressure and pressure. In the case of a vacuum atmosphere, the periphery of the resist film 12 is evacuated. Preferably, the periphery of the resist film 12 is set to a vacuum of 1 Pa or less. A decrease in the amount of the sensitizer produced in the resist film 12 is suppressed in an atmosphere of an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere.

또한, 레지스트막(12) 주변의 환경은 레지스트막(12) 중의 산 및/또는 증감체의 양을 증대시킬 수 있는 분위기 또는 액체일 수도 있다. 산 및/또는 증감체의 양을 증대시킬 수 있는 분위기로서 활성 가스 분위기를 사용한다. 활성 가스 분위기로서, 예를 들어 흡수 파장 시프트용의 반응성 가스를 사용한다. 산 및 증감체의 양을 증대시킬 수 있는 활성 액체로서, 예를 들어 흡수 파장 시프트용의 반응성 액체를 사용한다. 레지스트막(12)에 생성된 증감체는, 활성 가스 또는 활성 액체와 반응하여, 후술하는 노광 공정 (2)(S107)에 있어서 활성 물질 α 또는 안정 물질 α1로 변환된다. 활성 물질 α 또는 안정 물질 α1은 [C] 증감체 전구체로부터 생성된 증감체와 마찬가지로 증감체로서 기능할 수 있다. 활성 물질 α는, 예를 들어 방향족 화합물 라디칼, 요오드 화합물 라디칼이며, 안정 물질 α1은 예를 들어 방향족 화합물, 요오드 화합물이다. 또한, 활성 액체를 사용한 경우에는, 노광 공정 (2)(S107)이 실행되기 전에 레지스트막(12)으로부터 활성 액체를 제거할 수도 있고, 활성 액체를 제거하지 않고 노광 공정 (2)(S107)을 실행할 수도 있다.The environment around the resist film 12 may be an atmosphere or a liquid that can increase the amount of the acid and / or the sensitizer in the resist film 12. An atmosphere of an active gas is used as an atmosphere capable of increasing the amount of the acid and / or the sensitizer. As the active gas atmosphere, for example, a reactive gas for absorbing wavelength shift is used. As the active liquid which can increase the amount of the acid and the sensitizer, for example, a reactive liquid for the absorption wavelength shift is used. The sensitizer produced in the resist film 12 reacts with the active gas or the active liquid and is converted into the active material alpha or the stabilizing material alpha 1 in the exposure step (2) (S107) described later. The active substance? Or the stabilizing substance? 1 can function as a sensitizer in the same manner as the sensitizer produced from the [C] sensitizer precursor. The active substance? Is, for example, an aromatic compound radical or an iodide compound radical, and the stabilizing substance? 1 is, for example, an aromatic compound or an iodine compound. When the active liquid is used, the active liquid may be removed from the resist film 12 before the exposure step (2) (S107) is executed, or the exposure step (2) (S107) may be performed without removing the active liquid It can also be executed.

또한, 환경의 제어 방법으로서, 레지스트막(12)의 온도를 제어하는 방법을 사용할 수도 있다. 레지스트막(12)의 온도가 어느 역치 온도를 초과하면 산 및/또는 증감체의 양이 감소되기 때문에, 레지스트막(12)의 온도를 역치 온도 이하로 유지함으로써, 레지스트막(12)의 산 및/또는 증감체의 양의 감소를 억제할 수 있다. 예를 들어, 노광 공정 (1)(S103) 후에, 유지 공정 (S105)에 있어서 급냉 처리를 행함으로써 레지스트막(12)의 온도를 역치 온도 이하로 내린다. 역치 온도는 예를 들어 30℃이다. 또한, 노광 공정 (1)(S103)을 소정의 온도 이하에서 행하고, 유지 공정 (S105)에 있어서 레지스트막(12)의 온도를 역치 온도 이하인 채로 유지할 수도 있다.As a control method of the environment, a method of controlling the temperature of the resist film 12 may also be used. When the temperature of the resist film 12 exceeds a certain threshold temperature, the amount of the acid and / or the sensitizer decreases, so that the temperature of the resist film 12 is kept at or below the threshold value, / / Reduction of the amount of the sensitizer can be suppressed. For example, after the exposure step (1) (S103), the temperature of the resist film (12) is lowered to the threshold value or lower by performing a quenching process in the holding step (S105). The threshold temperature is, for example, 30 占 폚. It is also possible to carry out the exposure step (1) (S103) at a predetermined temperature or lower and maintain the temperature of the resist film (12) at or below the threshold temperature in the holding step (S105).

또한, 노광 공정 (2)(S107)이 실행될 때까지 동안에, 레지스트막(12)이 예기치 못한 방사선에 조사되면, 산 및/또는 증감체의 양이 감소되어 버리는 경우가 있다. 이로 인해, 유지 공정 (S105)에 있어서, 레지스트막(12)을 방사선에 조사되지 않는 환경에 위치시킨다.Also, when the resist film 12 is irradiated with unexpected radiation, the amount of the acid and / or the sensitizer may be decreased during the time until the exposure step (2) (S107) is executed. Therefore, in the holding step (S105), the resist film 12 is placed in an environment not irradiated with radiation.

또한, 산 및/또는 증감체의 양은 시간이 경과함에 따라 감소되기 때문에, 노광 공정 (1)(S103)과 후술하는 노광 공정 (2)(S107) 사이의 경과 시간을 제어함으로써, 레지스트막(12)의 산 및/또는 증감체의 양의 감소를 억제할 수도 있다. 노광 공정 (1)부터 후술하는 노광 공정 (2)까지의 시간은 60분 이내인 것이 바람직하다. 또한, 온도, 조도 또는 시간의 제어는 레지스트막(12) 주변의 환경의 제어와 동시에 행하여질 수도 있다.Since the amount of the acid and / or the sensitizer decreases with time, by controlling the elapsed time between the exposure step (1) (S103) and the later-described exposure step (2) (S107), the resist film 12 ) Of the acid and / or the sensitizer. The time from the exposure step (1) to the later-described exposure step (2) is preferably within 60 minutes. Further, temperature, roughness, or time may be controlled simultaneously with the control of the environment around the resist film 12. [

<노광 공정 (2)>&Lt; Exposure step (2) >

노광 공정 (1)(S103) 또는 유지 공정 (S105) 후에, 도 1의 (d)에 도시한 바와 같이 노광 공정 (2)(S107)를 실행한다. 노광 공정 (2)에서는, 노광광 (II)의 조사에 의해 노광광 (I)로 노광된 레지스트막(12)을 노광한다. 구체적으로는, 노광광 (II)는 상기 파장 (I)보다 긴 파장 (II)를 포함하고, [C] 증감체 전구체로부터 생성된 증감체, 활성 물질 α 및/또는 안정 물질 α1에 작용하여, [B] 성분으로부터 산을 발생시키는 방사선이다. 노광광 (II)에 의해 조사된 레지스트막(12)의 부위에서는, [C] 증감체 전구체로부터 생성된 증감체 및 활성 물질 α/안정 물질 α1의 작용에 의해, [B] 성분으로부터의 산(또는 이 산과는 구조가 상이한 산)의 발생이 일어난다. 또한, 노광광 (II)는 증감체 및 활성 물질 α/안정 물질 α1의 작용에 의해 [B] 성분으로부터 산을 발생시킴과 함께, 레지스트막(12)에 있어서, [B] 성분으로부터 산을 발생시키는 방사선일 수도 있다. 이 경우, 노광광 (II)에 의해 조사된 레지스트막(12)의 부위에서는, [B] 성분으로부터 산(또는 이 산과는 구조가 상이한 산)이 생성됨과 함께, 증감체 및 활성 물질 α/안정 물질 α1의 작용에 의해 [C] 증감체 전구체로부터 증감체가 생성되고, 또한 [B] 성분으로부터 산(또는 이 산과는 구조가 상이한 산)이 발생한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 노광 공정 (2)(S107)에 있어서, 노광광 (II)의 조사량 Ep는 잠상 형성 에너지양 Ea를 초과하지 않는 조사량이며, 또한 노광광 (II)의 조사량 Ep와 노광광 (I)의 조사량 Ef의 총합은 필요 에너지양 Et를 초과한다. 바꾸어 말하면, 노광 공정 (2)(S107)에 있어서, 증감체 및 활성 물질 α/안정 물질 α1의 작용에 의해 [B] 성분으로부터 발생된 산의 양은 노광 공정 (1)(S103)에 있어서 [B] 성분으로부터 산을 생성하지 않는 경우를 제외하고, 현상 시에 레지스트 패턴을 형성하는데 필요한 양보다 적지만, 노광 공정 (1)(S103)에 있어서 [B] 성분으로부터 생성된 산의 양과 노광 공정 (2)(S107)에 있어서 [B] 성분으로부터 얻어진 산의 양의 총합은 현상 시에 레지스트 패턴을 형성하는데 필요한 양을 초과한다.After the exposure step (1) (S103) or the holding step (S105), the exposure step (2) (S107) is performed as shown in FIG. In the exposure step (2), the resist film 12 exposed with the exposure light (I) is exposed by the irradiation of the exposure light (II). Specifically, the exposure light (II) contains a wavelength (II) longer than the wavelength (I) and acts on the sensitizer, the active material? And / or the stabilizing substance? 1 produced from the [C] sensitizer precursor, It is the radiation that generates acid from component [B]. At the site of the resist film 12 irradiated with the exposure light (II), the acid from the [B] component is decomposed by the action of the sensitizer produced from the [C] sensitizer precursor and the active substance alpha / Or an acid whose structure differs from that of the acid). The exposure light (II) generates an acid from the [B] component by the action of the sensitizer and the active substance? / The stabilizing substance? 1 and generates an acid from the [B] component in the resist film 12 . In this case, at the site of the resist film 12 irradiated with the exposure light (II), an acid (or an acid different in structure from the acid) is generated from the component [B] A sensitizer is produced from the [C] sensitizer precursor by the action of the substance? 1, and an acid (or an acid different in structure from this acid) is generated from the [B] component. 2, in the exposure step (2) (S107), the irradiation dose Ep of the exposure light II is a dose not exceeding the latent image formation energy amount Ea, and the irradiation dose Ep of the exposure light II The total sum of the irradiation amounts Ef of the exposure light I exceeds the required energy amount Et. In other words, in the exposure step (2) (S107), the amount of acid generated from the [B] component by the action of the sensitizer and the active material? / Stabilizer? 1 is [B The amount of the acid generated from the component [B] in the exposure step (1) (S103) and the amount of the acid generated in the exposure step ( 2) The total amount of the acid obtained from the [B] component in (S107) exceeds the amount required for forming a resist pattern at the time of development.

노광광 (II)는, 레지스트막(12)을 상방으로부터 조사하도록, 노광 광원 2(22)으로부터 출사된다. 노광 광원 2(22)는, 노광광 (I)을 출사하는 노광 광원 1(21)과 동일할 수도 있고, 노광 광원 1(21)과 상이할 수도 있다. 여기에서는, 노광광 (I)을 조사한 레지스트막(12)의 영역 내에 대하여, 노광광 (II)를 패턴상으로 조사한다. 또한, 노광광 (II)는, 형성되는 패턴의 해상도에 따라 선택할 수 있고, 예를 들어 UV, DUV, EUV, X선과 같은 전자파일 수도 있고, 전자선이나 이온빔일 수도 있다. 노광 공정 (2)는, 예를 들어 진공 분위기, 활성 가스 분위기 또는 불활성 분위기에서 행하여진다. 이와 같이, 레지스트막(12)에는 노광광 (I)에 의해서만 조사된 노광 부위 (A)(121)와, 노광광 (I) 및 노광광 (II) 양쪽에 의해 조사된 노광 부위 (B)(122)를 갖는다(도 1 참조).The exposure light (II) is emitted from the exposure light source 22 (22) so as to irradiate the resist film 12 from above. The exposure light source 2 22 may be the same as the exposure light source 21 for emitting the exposure light I or may be different from the exposure light source 21. Here, the exposure light (II) is irradiated in a patterned manner in the region of the resist film 12 irradiated with the exposure light (I). The exposure light (II) can be selected according to the resolution of the pattern to be formed. For example, the exposure light (II) may be an electronic file such as UV, DUV, EUV or X-ray, or may be an electron beam or an ion beam. The exposure step (2) is performed in, for example, a vacuum atmosphere, an active gas atmosphere, or an inert atmosphere. As described above, the resist film 12 is provided with the exposed portion A 121 irradiated only with the exposure light I and the exposed portion B irradiated with both the exposure light I and the exposure light II 122) (see Fig. 1).

<현상 공정><Development Process>

노광 공정 (2) 후에, 도 1의 (e)에 도시한 바와 같이 현상 공정 (S110)을 실행한다. 현상 공정에 있어서, 레지스트막(12)을 현상한다. 레지스트막(12)의 현상은, 예를 들어 노광 후 베이킹(PEB)을 행한 후, 기판(11)을 현상액조에 넣거나 함으로써 실행된다. 본 실시 형태에 있어서, 레지스트막(12)의 노광 부위 (A)(121)가 받은 조사량 Ef는 잠상 형성 에너지양 Ea를 초과하고 있지 않다. 노광 부위 (A)(121)에서 [B] 성분으로부터 생성된 산의 양이 레지스트 패턴의 형성에 필요한 양보다 적기 때문에, 현상액에 있어서 노광 부위 (A)(121)는 용해된다. 한편, 레지스트막(12)의 노광 부위 (B)(122)가 받은 에너지양 Es(즉, Ef+Ep)는, 필요 에너지양 Et를 초과하고 있다. 노광 부위 (A)(122)에서는, 노광 공정 (1)에 있어서 [B] 성분으로부터 생성된 산의 양과, 증감체 등의 작용에 의해 생성된 산의 양의 총합이 레지스트 패턴의 형성에 필요한 양을 초과하고 있기 때문에, 현상액에 노광 부위 (B)(122)는 현상액에 불용 또는 난용이 된다. 이와 같이, 기판(11) 상에는 소정의 레지스트 패턴이 형성된다.After the exposure step (2), the developing step (S110) is performed as shown in Fig. 1 (e). In the developing process, the resist film 12 is developed. The development of the resist film 12 is performed by, for example, performing post exposure bake (PEB) and then inserting the substrate 11 into the developer bath. In this embodiment, the irradiation dose Ef of the exposed portion (A) 121 of the resist film 12 does not exceed the latent image forming energy amount Ea. The exposed portion (A) 121 is dissolved in the developing solution since the amount of the acid generated from the [B] component in the exposed portion (A) 121 is smaller than that required for forming the resist pattern. On the other hand, the energy amount Es (that is, Ef + Ep) received by the exposed portion (B) 122 of the resist film 12 exceeds the required energy amount Et. In the exposed part (A) 122, the total amount of the acid generated from the component [B] and the amount of the acid generated by the action of the sensitizer or the like in the exposure step (1) , The exposed portion (B) 122 of the developing solution becomes insoluble or hardly soluble in the developing solution. As described above, a predetermined resist pattern is formed on the substrate 11.

현상 공정에 있어서, 유기 용매를 주성분으로 하는 현상액 (I)이 사용된다. 유기 용매를 주성분으로 하는 현상액 (I)을 사용하여 현상함으로써, 특히 트렌치 패턴이나 홀 패턴과 같은 노광 면적이 적은 패턴을 형성하는 경우에 알칼리 수용성 현상액을 사용한 포지티브형 상을 형성하는 경우와 비교하여 고해상도의 패턴을 형성하는 것이 가능해진다. 알칼리 수용성 현상액을 사용한 포지티브형 상을 형성하는 경우, 노광부가 협소하기 때문에 광학 콘트라스트가 부족하여 패턴의 미세화에는 한계가 있다. 한편 유기 용매를 주성분으로 하는 현상액 (I)을 사용하여 현상하는 경우에는 노광부의 광학 콘트라스트를 충분히 취할 수 있는 면적의 패턴 노광이 되기 때문에 고해상의 패턴을 형성하는 것이 가능해진다. 「유기 용매를 주성분으로 한다」란, 현상액 (I) 중의 유기 용매가 통상적으로 50질량% 이상, 바람직하게는 70질량% 이상, 보다 바람직하게는 90질량% 이상, 특히 바람직하게는 95질량% 이상인 것을 의미한다. 현상액 (I)에 있어서의 유기 용매 이외의 성분으로서는, 예를 들어 물, 실리콘 오일 등을 들 수 있다.In the developing process, a developer (I) containing an organic solvent as a main component is used. (I) containing an organic solvent as a main component makes it possible to obtain a high-resolution image by forming a pattern having a small exposure area, such as a trench pattern or a hole pattern, in comparison with a case of forming a positive image using an alkali- It is possible to form a pattern of a pattern. In the case of forming a positive-tone image using an alkali water-soluble developer, since the exposed portion is narrow, the optical contrast is insufficient and there is a limit to the miniaturization of the pattern. On the other hand, in the case of developing using a developer (I) containing an organic solvent as a main component, it is possible to form a pattern of high resolution because a pattern exposure is performed with an area sufficient to take an optical contrast of the exposed portion. Means that the organic solvent in the developer (I) is usually at least 50 mass%, preferably at least 70 mass%, more preferably at least 90 mass%, particularly preferably at least 95 mass% . Examples of components other than the organic solvent in the developing solution (I) include water and silicone oil.

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

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

메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-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, isobutanol, 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, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 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 등의 방향환 함유 에테르계 용매 등을 들 수 있다.Containing ether solvents such as diphenyl ether and anisole, and the like.

케톤계 용매로서는, 예를 들어 As the ketone-based solvent, for example,

아세톤, 부타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 디에틸케톤, 메틸-iso-부틸케톤, 메틸아밀케톤, 에틸-n-부틸케톤, 메틸-n-헥실케톤, 디-iso-부틸케톤, 트리메틸노나논 등의 쇄상 케톤계 용매:Butyl ketone, methyl n-butyl ketone, di-tert-butyl ketone, methyl n-butyl ketone, methyl n-butyl ketone, methyl n-hexyl ketone, iso-butyl ketone, trimethylnonanone and the like:

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 들어As the amide-based solvent, for example,

N,N'-디메틸이미다졸리디논, N-메틸피롤리돈 등의 환상 아미드계 용매; N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸프로피온아미드 등의 쇄상 아미드계 용매 등을 들 수 있다.Cyclic amide solvents such as N, N'-dimethylimidazolidinone and N-methylpyrrolidone; 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, 아세트산n-프로필, 아세트산iso-프로필, 아세트산n-부틸, 아세트산3-메틸부틸, 아세트산2-부틸, 아세트산n-펜틸, 아세트산i-펜틸, 아세트산sec-펜틸, 아세트산3-메톡시부틸, 아세트산메틸펜틸, 아세트산2-에틸부틸, 아세트산2-에틸헥실, 아세트산벤질, 아세트산시클로헥실, 아세트산메틸시클로헥실, 아세트산n-노닐 등의 아세트산에스테르계 용매;Propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, 3-methylbutyl acetate, 2-butyl acetate, n-pentyl acetate, i-pentyl acetate, sec- Acetic acid ester solvents such as methoxybutyl acetate, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methylcyclohexyl acetate and n-nonyl acetate;

에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 다가 알코올 부분 에테르아세테이트계 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;

γ-부티로락톤, δ-발레로락톤 등의 락톤계 용매;lactone solvents such as? -butyrolactone and? -valerolactone;

디메틸카르보네이트, 디에틸카르보네이트, 에틸렌카르보네이트, 프로필렌카르보네이트 등의 카르보네이트계 용매;Carbonate-based solvents such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate and propylene carbonate;

락트산메틸, 락트산에틸, 락트산n-부틸, 락트산n-아밀글리콜산메틸 등의 히드록시산에스테르;Hydroxy acid esters such as methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, and methyl n-amyl glycol lactate;

옥살산디에틸, 옥살산디-n-부틸, 말론산디에틸, 프탈산디메틸, 프탈산디에틸 등의 디카르복실산디에스테르;Dicarboxylic acid diesters such as diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, diethyl malonate, dimethyl phthalate and diethyl phthalate;

디아세트산글리콜, 아세트산메톡시트리글리콜, 프로피온산에틸, 프로피온산n-부틸, 프로피온산iso-아밀, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸 등을 들 수 있다.Diacetic acid glycol, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, isoamyl propionate, methyl acetoacetate, and ethyl acetoacetate.

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.

이들 중에서 알코올계 용매, 에테르계 용매, 케톤계 용매, 아미드계 용매 및 에스테르계 용매가 바람직하고, 모노알코올계 용매, 다가 알코올 부분 에테르계 용매, 방향환 함유 에테르계 용매, 쇄상 케톤계 용매, 환상 케톤계 용매, 쇄상 아미드계 용매, 아세트산에스테르계 용매, 락톤계 용매 및 히드록시산에스테르가 보다 바람직하고, 에탄올, 2-프로판올, 디부틸에테르, 아니솔, 메틸아밀케톤, 시클로헥사논, N,N-디메틸아세트아미드, 아세트산3-메틸부틸, 아세트산n-부틸, γ-부티로락톤 및 락트산에틸이 더욱 바람직하다. 현상액 (I)은 유기 용매를 1종 또는 2종 이상 함유하고 있을 수도 있다.Among them, an alcohol solvent, an ether solvent, a ketone solvent, an amide solvent and an ester solvent are preferable and a monoalcohol solvent, a polyhydric alcohol partial ether solvent, an aromatic ring ether solvent, a chain ketone solvent, Ketone solvents, chain amide solvents, acetic acid ester solvents, lactone solvents and hydroxy acid esters are more preferable, and ethanol, 2-propanol, dibutyl ether, anisole, methyl amyl ketone, cyclohexanone, N, N-dimethylacetamide, 3-methylbutyl acetate, n-butyl acetate,? -Butyrolactone and ethyl lactate are more preferable. The developer (I) may contain one or more organic solvents.

현상액 (I)은 유기 용매 이외에, 후술하는 [A] 중합체에 있어서 발생한 극성기와 이온 결합, 수소 결합, 공유 결합, 배위 결합, 쌍극자 상호 작용 또는 이들의 조합을 형성하는 제1 화합물(이하, 「[M] 화합물」이라고도 함)을 더 함유하는 것이 바람직하다.The developer (I) may contain, in addition to the organic solvent, a first compound (hereinafter, referred to as &quot; the first compound &quot;) that forms ionic bonds, hydrogen bonds, covalent bonds, coordination bonds, dipole interactions, M] compound ").

[M] 화합물로서는, 예를 들어 질소 함유 화합물, 오늄염, 오늄염을 갖는 고분자, 염기성 중합체, 인계 화합물 등을 들 수 있다. 이하, 각 화합물에 대하여 설명한다.Examples of the [M] compound include a nitrogen-containing compound, an onium salt, a polymer having an onium salt, a basic polymer, and a phosphorus compound. Each compound will be described below.

(질소 함유 화합물) (Nitrogen-containing compound)

질소 함유 화합물은 1 이상의 질소 원자를 포함하는 화합물이다. 질소 함유 화합물은, [A] 중합체에 있어서 발생한 -COOH 등의 극성기와, 수소 결합, 공유 결합 및/또는 쌍극자 상호 작용을 형성할 수 있다.The nitrogen-containing compound is a compound containing at least one nitrogen atom. The nitrogen-containing compound can form a hydrogen bond, a covalent bond and / or a dipole interaction with a polar group such as -COOH generated in the [A] polymer.

질소 함유 화합물이 갖는 질소 원자의 수로서는 1일 수도 있고, 2 이상일 수도 있다.The number of nitrogen atoms contained in the nitrogen-containing compound may be 1 or may be 2 or more.

질소 함유 화합물의 분자량의 하한으로서는, 50이 바람직하고, 100이 보다 바람직하다. 상기 분자량의 상한으로서는 900이 바람직하고, 700이 보다 바람직하다.The lower limit of the molecular weight of the nitrogen-containing compound is preferably 50, more preferably 100. The upper limit of the molecular weight is preferably 900, more preferably 700.

질소 함유 화합물로서는, 예를 들어 하기 식 (A)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the nitrogen-containing compound include compounds represented by the following formula (A).

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 식 (A) 중 RX는 단결합 또는 n가의 유기기이다. RY는 단결합, 치환 혹은 비치환된 메틸렌기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 시클로알킬렌기 또는 1가의 방향족기이다. RZ는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 알킬기이다. n은 1 내지 8의 정수이다. n이 2 이상인 경우, 복수의 RY는 동일할 수도 상이할 수도 있다. 단, RX 및 RY가 모두 단결합인 경우는 없다.In the formula (A), R X is a single bond or an n-valent organic group. R Y is a single bond, a substituted or unsubstituted methylene group, an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a cycloalkylene group or a monovalent aromatic group. Each R z independently represents a hydrogen atom or an alkyl group. n is an integer of 1 to 8; When n is 2 or more, a plurality of R Y may be the same or different. Provided that R X and R Y are not both a single bond.

RX로 표시되는 n가의 유기기로서는, 예를 들어 탄소 원자, 질소 원자, -NH-, -NR-, -O-, -S-, 카르보닐기, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 시클로알킬렌기, 방향족기, 헤테로환기, 이들의 2종 이상을 조합한 기, 이들 기가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부를 치환기로 치환한 기 등을 들 수 있다. R은 1가의 유기기이며, 바람직하게는 알킬기, 알킬카르보닐기, 알킬술포닐기이다. RX로서는, 알킬기, 질소 원자, -NH- 및 -NR-이 바람직하다. 이들 기가 갖는 치환기로서는, 알킬기, 알콕시기, 알킬카르보닐기, 알킬카르보닐옥시기, 알킬옥시카르보닐기, 알케닐기, 알케닐옥시기, 알케닐카르보닐기, 알케닐카르보닐옥시기, 알케닐옥시카르보닐기, 알키닐기, 알키닐렌옥시기, 알키닐렌카르보닐기, 알키닐렌카르보닐옥시기, 알키닐렌옥시카르보닐기, 아르알킬기, 아르알킬옥시기, 아르알킬카르보닐기, 아르알킬카르보닐옥시기, 아르알킬옥시카르보닐기, 히드록시기, 아미드기, 카르복시기, 시아노기, 불소 원자 등을 들 수 있다.Examples of the n-valent organic group represented by R X include a carbon atom, a nitrogen atom, -NH-, -NR-, -O-, -S-, a carbonyl group, an alkylene group, an alkenylene group, An alkylene group, an aromatic group, a heterocyclic group, a group in which two or more of these are combined, and a group in which some or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent. R is a monovalent organic group, preferably an alkyl group, an alkylcarbonyl group, or an alkylsulfonyl group. As R X , an alkyl group, a nitrogen atom, -NH- and -NR- are preferable. Examples of the substituent of these groups include alkyl groups, alkoxy groups, alkylcarbonyl groups, alkylcarbonyloxy groups, alkyloxycarbonyl groups, alkenyl groups, alkenyloxy groups, alkenylcarbonyl groups, alkenylcarbonyloxy groups, alkenyloxycarbonyl groups, alkynyl groups, An aralkyloxycarbonyl group, a hydroxy group, an amide group, an alkoxycarbonyl group, an alkynyloxycarbonyl group, an alkynyloxycarbonyl group, an aralkyloxycarbonyl group, an aralkyloxy group, an aralkylcarbonyl group, an aralkylcarbonyloxy group, A carboxyl group, a cyano group, and a fluorine atom.

RY로 표시되는 알킬렌기의 탄소수로서는, 2 내지 40이 바람직하고, 2 내지 20이 보다 바람직하고, 2 내지 12가 더욱 바람직하다. RY로 표시되는 알케닐렌기 및 알키닐렌기의 탄소수로서는 2 내지 40이 바람직하고, 2 내지 20이 보다 바람직하고, 2 내지 12가 더욱 바람직하다. RY로 표시되는 시클로알킬렌기의 탄소수로서는 3 내지 40이 바람직하고, 3 내지 20이 보다 바람직하고, 5 내지 12가 더욱 바람직하다. RY로 표시되는 1가의 방향족기에는, 비벤젠계 방향족기도 포함되고, 예를 들어 벤젠, 피롤, 푸란, 티오펜, 인돌, 나프탈렌, 안트라센, 테트라센, 벤조푸란, 벤조티오펜 등의 탄화수소 또는 방향족 복소환 화합물로부터 1개의 수소 원자를 제거한 기 등을 들 수 있다.The number of carbon atoms of the alkylene group represented by R Y is preferably 2 to 40, more preferably 2 to 20, and even more preferably 2 to 12. The number of carbon atoms of the alkenylene group and the alkynylene group represented by R Y is preferably 2 to 40, more preferably 2 to 20, and even more preferably 2 to 12. The number of carbon atoms of the cycloalkylene group represented by R Y is preferably 3 to 40, more preferably 3 to 20, and still more preferably 5 to 12. The monovalent aromatic group represented by R Y includes a non-benzene aromatic ring and may be a hydrocarbon such as benzene, pyrrole, furan, thiophene, indole, naphthalene, anthracene, tetracene, benzofuran, benzothiophene, And groups obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic heterocyclic compound.

n으로서는, 1 내지 6이 바람직하고, 1 내지 4가 보다 바람직하고, 1 내지 3이 더욱 바람직하다.n is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 to 3.

질소 함유 화합물로서는, 예를 들어 n이 1인 화합물로서, 트리펜틸아민, 트리옥틸아민 등을, n이 2인 화합물로서, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸트리메틸렌디아민 등을, n이 3 이상인 화합물로서, 하기 식으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the nitrogen-containing compound include compounds in which n is 1, examples of which include tripentylamine, trioctylamine, and the like; compounds in which n is 2 include N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N , N ', N'-tetramethyltrimethylenediamine and the like, and the compound represented by the following formula, wherein n is 3 or more.

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

(오늄염) (Onium salt)

오늄염은 오늄 양이온과 음이온을 포함하는 화합물이다. 오늄염은 [A] 중합체에 있어서 발생한 -COOH 등의 극성기와, 수소 결합 및/또는 쌍극자 상호 작용을 형성할 수 있다.Onium salts are compounds containing onium cations and anions. The onium salt can form a hydrogen bond and / or a dipole interaction with a polar group such as -COOH generated in the [A] polymer.

오늄염으로서는, 예를 들어 암모늄염, 포스포늄염, 옥소늄염, 술포늄염, 셀레노늄염, 카르보늄염, 디아조늄염, 요오도늄염 등을 들 수 있다. 또한, 오늄염에 포함되는 양이온으로서는, 복소 방향환의 헤테로 원자 상에 양전하를 갖는 것도 포함한다. 그러한 오늄염으로서는, 예를 들어 피리디늄염, 이미다졸륨염 등을 들 수 있다.The onium salts include, for example, ammonium salts, phosphonium salts, oxonium salts, sulfonium salts, selenonium salts, carbonium salts, diazonium salts and iodonium salts. The cation included in the onium salt includes those having a positive charge on a hetero atom of a heteroaromatic ring. Examples of such onium salts include pyridinium salts, imidazolium salts and the like.

오늄염으로서는, 1분자 중에 2개 이상의 오늄 이온 원자를 갖는 다가 오늄염일 수도 있다. 다가 오늄염으로서는, 2개 이상의 양이온이 공유 결합에 의해 연결되어 있는 화합물이 바람직하다. 다가 오늄염으로서는, 예를 들어 디아조늄염, 요오도늄염, 술포늄염, 암모늄염, 포스포늄염 등을 들 수 있다.The onium salt may be a polyionium salt having two or more onium ion atoms in one molecule. As the polyvalent metal salt, a compound in which two or more cations are linked by a covalent bond is preferable. Examples of the polyvalent metal salt include a diazonium salt, an iodonium salt, a sulfonium salt, an ammonium salt, and a phosphonium salt.

오늄염에 포함되는 음이온으로서는, 1가일 수도 다가일 수도 있다. 1가의 음이온으로서는, 술폰산 음이온, 포름산 음이온, 카르복실산 음이온, 술핀산 음이온, 붕소 음이온, 할로겐화물 이온, 페놀 음이온, 알콕시 음이온, 수산화물 이온 등을 들 수 있다. 2가의 음이온으로서는, 예를 들어 옥살산 이온, 프탈산 이온, 말레산 이온, 푸마르산 이온, 타르타르산 이온, 말산 이온, 락트산 이온, 황산 이온, 디글리콜산 이온, 2,5-푸란디카르복실산 이온 등을 들 수 있다.The anion contained in the onium salt may be monovalent or polyvalent. Examples of the monovalent anion include a sulfonic acid anion, a formic acid anion, a carboxylic acid anion, a sulfinic acid anion, a boron anion, a halide ion, a phenol anion, an alkoxy anion, and a hydroxide ion. Examples of the divalent anions include oxalic acid ions, phthalic acid ions, maleic acid ions, fumaric acid ions, tartaric acid ions, malic acid ions, lactic acid ions, sulfuric acid ions, diglycolic acid ions, 2,5-furandicarboxylic acid ions, .

1가의 음이온으로서는, 예를 들어 Cl-, Br-, I-, AlCl4 -, Al2Cl7 -, BF4 -, PF6 -, ClO4 -, NO3 -, CH3COO-, CF3COO-, CH3SO3 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-, AsF6 -, SbF6 -, NbF6 -, TaF6 -, F(HF)n -, (CN)2N-, C4F9SO3 -, (C2F5SO2)2N-, C3F7COO-, (CF3SO2)(CF3CO)N-, C9H19COO-, (CH3)2PO4 -, (C2H5)2PO4 -, C2H5OSO3 -, C6H13OSO3 -, C8H17OSO3 -, CH3(OC2H4)2OSO3 -, C6H4(CH3)SO3 -, (C2F5)3PF3 -, CH3CH(OH)COO-, B(C6F5)4 -, FSO3 -, C6H5O-, (CF3)2CHO-, (CF3)3CHO-, C6H3(CH3)2O-, C2H5OC6H4COO- 등을 들 수 있다.Examples of monovalent anions, such as Cl -, Br -, I - , AlCl 4 -, Al 2 Cl 7 -, BF 4 -, PF 6 -, ClO 4 -, NO 3 -, CH 3 COO -, CF 3 COO -, CH 3 SO 3 - , CF 3 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (CF 3 SO 2) 3 C -, AsF 6 -, SbF 6 -, NbF 6 -, TaF 6 - , F (HF) n -, (CN) 2 N -, C 4 F 9 SO 3 -, (C 2 F 5 SO 2) 2 N -, C 3 F 7 COO -, (CF 3 SO 2) (CF 3 CO) N -, C 9 H 19 COO -, (CH 3) 2 PO 4 -, (C 2 H 5) 2 PO 4 -, C 2 H 5 OSO 3 -, C 6 H 13 OSO 3 -, C 8 H 17 OSO 3 -, CH 3 (OC 2 H4) 2 OSO 3 -, C 6 H 4 (CH 3) SO 3 -, (C 2 F 5) 3 PF 3 -, CH 3 CH (OH) COO - , B (C 6 F 5) 4 -, FSO 3 -, C 6 H 5 O -, (CF 3) 2 CHO -, (CF 3) 3 CHO -, C 6 H 3 (CH 3) 2 O -, C 2 H 5 OC 6 H 4 COO - and the like.

오늄염에 포함되는 오늄 양이온으로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 양이온 등을 들 수 있다.The onium cation included in the onium salt includes, for example, a cation represented by the following formula.

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

오늄염에 포함되는 음이온으로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 음이온 등도 들 수 있다.Examples of anions included in the onium salt include anions represented by the following formulas.

Figure pat00008
Figure pat00008

오늄염으로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.As the onium salt, for example, a compound represented by the following formula can be given.

Figure pat00009
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Figure pat00010
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Figure pat00011
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Figure pat00012
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Figure pat00013
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Figure pat00014
Figure pat00014

오늄염이 포함하는 음이온의 공액산의 pKa의 하한으로서는, 4.0이 바람직하고, 5.0이 보다 바람직하다. 상기 pKa의 상한으로서는 11.0이 바람직하고, 10.5가 보다 바람직하다. 음이온의 공액산의 pKa를 상기 범위로 함으로써, 레지스트 패턴의 패턴 도괴를 보다 억제할 수 있다. 또한, 상기 pKa는, ACD/ChemSketch(ACD/Labs 8.00 Release Product Version: 8.08)에 의해 구한 계산값이다.The lower limit of the pKa of the conjugate acid of the anion contained in the onium salt is preferably 4.0, more preferably 5.0. The upper limit of the pKa is preferably 11.0, more preferably 10.5. By setting the pKa of the conjugate acid of the anion in the above range, it is possible to further suppress the patterning of the resist pattern. The pKa is a calculated value obtained by ACD / ChemSketch (ACD / Labs 8.00 Release Product Version: 8.08).

이하에, 음이온의 공액산의 pKa의 값을 나타낸다.Hereinafter, the value of the pKa of the conjugate acid of the anion is shown.

Figure pat00015
Figure pat00015

오늄염의 양이온을 구성하는 전체 원자의 원자량의 총합에 대한 전체 탄소 원자의 원자량의 총합(탄소 원자의 개수×12/양이온을 구성하는 전체 원자의 원자량의 총합)의 비의 하한으로서는 0.4가 바람직하고, 0.5가 보다 바람직하다. 상기 비의 상한으로서는 0.75가 바람직하고, 0.65가 보다 바람직하다.The lower limit of the ratio of the sum of the atomic weights of the total carbon atoms (the total number of carbon atoms x 12 / the sum of the atomic weights of all the atoms constituting the cation) to the sum of the atomic weights of the total atoms constituting the cation of the onium salt is preferably 0.4, 0.5 is more preferable. The upper limit of the ratio is preferably 0.75, more preferably 0.65.

오늄염으로서는, 하기 식 (B-1)로 표시되는 화합물 및 하기 식 (B-2)로 표시되는 화합물이 바람직하다.As the onium salt, a compound represented by the following formula (B-1) and a compound represented by the following formula (B-2) are preferable.

Figure pat00016
Figure pat00016

상기 식 (B-1) 및 (B-2) 중 M+은 각각 독립적으로, 질소 양이온, 인 양이온, 황 양이온 또는 요오드 양이온이다. RC는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. m1은 2 내지 4의 정수이다. M+이 질소 양이온 또는 인 양이온인 경우, m2는 3이다. M이 황 양이온인 경우, m2는 2이다. M+이 요오드 양이온인 경우, m2는 1이다. RC가 복수인 경우, 복수의 RC는 동일할 수도 상이할 수도 있고, 서로 합하여져 이들이 결합하는 M+와 함께 환 구조를 형성하고 있을 수도 있다. LA는 2가의 연결기이다. Y-은 각각 독립적으로, 1가의 음이온이다.In the formulas (B-1) and (B-2), M + is, independently of each other, a nitrogen cation, a phosphorous cation, a sulfur cation or an iodine cation. Each R C independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group. m1 is an integer of 2 to 4; When M + is a nitrogen cation or a phosphorous cation, m2 is 3. When M is a sulfur cation, m2 is 2. When M + is an iodine cation, m2 is 1. When there are a plurality of R c , a plurality of R c may be the same or different and may be combined with each other to form a ring structure together with M + to which they are bonded. L A is a divalent linking group. Y - are each independently a monovalent anion.

M+로서는, 질소 양이온이 바람직하다.As M &lt; + &gt; , a nitrogen cation is preferable.

RC로 표시되는 1가의 유기기로서는, 1가의 탄화수소기, 이 탄화수소기의 탄소-탄소 사이에 헤테로 원자 함유기를 포함하는 기, 상기 탄화수소기 및 헤테로 원자 함유기를 포함하는 기가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부를 치환기로 치환한 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group represented by R C include a monovalent hydrocarbon group, a group containing a heteroatom-containing group between the carbon-carbon atoms of the hydrocarbon group, a part of hydrogen atoms having a group containing the hydrocarbon group and the heteroatom-containing group, And a group in which all of them are substituted with a substituent.

탄화수소기로서는, 예를 들어 알킬기, 알케닐기, 알키닐기 등의 쇄상 탄화수소기; 시클로알킬기, 시클로알케닐기 등의 지환식 탄화수소기; 아릴기, 아르알킬기 등의 방향족 탄화수소기 등을 들 수 있다. 쇄상 탄화수소기의 탄소수로서는, 1 내지 20이 바람직하고, 1 내지 15가 보다 바람직하고, 1 내지 5가 더욱 바람직하다. 지환식 탄화수소기의 탄소수로서는, 3 내지 20이 바람직하고, 5 내지 15가 보다 바람직하다. 방향족 탄화수소기로서는, 6 내지 20이 바람직하고, 6 내지 10이 보다 바람직하다.Examples of the hydrocarbon group include a chain hydrocarbon group such as an alkyl group, an alkenyl group and an alkynyl group; Alicyclic hydrocarbon groups such as a cycloalkyl group and a cycloalkenyl group; An aryl group, and an aromatic hydrocarbon group such as an aralkyl group. The number of carbon atoms of the chain hydrocarbon group is preferably from 1 to 20, more preferably from 1 to 15, and still more preferably from 1 to 5. The carbon number of the alicyclic hydrocarbon group is preferably from 3 to 20, more preferably from 5 to 15. The aromatic hydrocarbon group is preferably 6 to 20, more preferably 6 to 10.

헤테로 원자 함유기의 헤테로 원자로서는, 예를 들어 할로겐 원자, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자, 텔루륨 원자 등을 들 수 있다. 헤테로 원자 함유기로서는, 예를 들어 -Y1-, -N(Ra)-, -C(=Y2)-, -CON(Rb)-, -C(=Y3)Y4-, -SOt-, -SO2N(Rc)-, 할로겐 원자, 이들의 2종 이상을 조합한 기 등을 들 수 있다. Y1 내지 Y4는 각각 독립적으로, 산소 원자, 황 원자, 셀레늄 원자 또는 텔루륨 원자이며, 그 중에서도, 취급이 보다 간편한 관점에서, 산소 원자 및 황 원자가 바람직하다. Ra, Rb, Rc는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이다. t는 1 내지 3의 정수이다. 방향족 탄화수소기의 탄소-탄소 사이에 헤테로 원자 함유기가 포함되는 경우, 방향족 복소환기가 구성된다.Examples of the hetero atom of the hetero atom-containing group include a halogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a selenium atom, and a tellurium atom. As the group containing a hetero atom, such as -Y 1 -, -N (R a ) -, -C (= Y 2) -, -CON (R b) -, -C (= Y 3) Y 4 -, -SO 2 t -, -SO 2 N (R c ) -, a halogen atom, or a combination of two or more of these groups. Y 1 to Y 4 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom, a selenium atom, or a tellurium atom, and among these, an oxygen atom and a sulfur atom are preferable from the viewpoint of easier handling. R a , R b , and R c are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. t is an integer of 1 to 3; When a heteroatom-containing group is contained between carbon-carbon atoms of an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group is constituted.

RC로서는, 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기, 아릴기 및 이들 기의 탄소-탄소 사이에 헤테로 원자 함유기를 포함하는 기가 바람직하다.As R C , a group containing an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a heteroatom-containing group between carbon-carbon of these groups is preferable.

복수의 RC가 서로 합하여져 형성되는 환 구조가 방향족성을 갖는 경우, 오늄염의 양이온으로서는, 예를 들어 하기 식 (C-1)로 표시되는 피리디늄 양이온 등을 들 수 있다. 또한, RC가 헤테로 원자를 더 포함하는 경우, 오늄염의 양이온으로서는, 예를 들어 하기 식 (C-2)로 표시되는 이미다졸륨 양이온 등을 들 수 있다.Examples of the cation of the onium salt include a pyridinium cation represented by the following formula (C-1) and the like when the ring structure formed by combining a plurality of R c has aromaticity. When R C further includes a hetero atom, examples of the cation of the onium salt include imidazolium cations represented by the following formula (C-2).

Figure pat00017
Figure pat00017

상기 식 (C-1) 및 (C-2) 중 RV는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 알킬기이다. 복수의 RV는 서로 결합하여 이들이 결합하는 탄소쇄와 함께 환을 형성할 수도 있다. RC는 상기 식 (B-1)과 동의이다.In the formulas (C-1) and (C-2), R V is, independently of each other, a hydrogen atom or an alkyl group. The plurality of R &lt; V &gt; may bond together to form a ring together with the carbon chain to which they are bonded. R C is synonymous with the above formula (B-1).

LA로 표시되는 2가의 연결기로서는, 치환 혹은 비치환된 2가의 탄화수소기, -O-, -S-, -SO2-, -NR-, -CO-, -NH-, -COO-, -CONH- 또는 이들의 2종 이상을 조합한 기 등을 들 수 있다. R은 알킬기이다. 이들 중에서 치환 혹은 비치환된 2가의 탄화수소기가 바람직하고, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 8의 2가의 쇄상 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10의 지환식 탄화수소기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기가 보다 바람직하고, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기 및 페닐렌기가 더욱 바람직하다.As the divalent linking group represented by L A , a substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group, -O-, -S-, -SO 2 -, -NR-, -CO-, -NH-, -COO-, CONH-, or a combination of two or more of these groups. R is an alkyl group. Of these, substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon groups are preferable, and substituted or unsubstituted divalent straight chain hydrocarbon groups of 1 to 8 carbon atoms, substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon groups of 3 to 10 carbon atoms, and substituted or unsubstituted More preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and still more preferably a methylene group, an ethylene group, a propylene group and a phenylene group.

(오늄염을 갖는 고분자) (A polymer having an onium salt)

오늄염을 갖는 고분자는, 오늄염 구조를 측쇄 또는 주쇄에 갖는 고분자이다. 오늄염을 갖는 고분자는, [A] 중합체에 있어서 발생한 -COOH 등의 극성기와, 수소 결합 및/또는 쌍극자 상호 작용을 형성할 수 있다. 오늄염의 정의는 상술한 오늄염의 정의와 동일하다. 오늄염을 갖는 고분자로서는, 예를 들어 오늄염 구조를 포함하는 구조 단위를 갖는 중합체 등을 들 수 있다.A polymer having an onium salt is a polymer having an onium salt structure in a side chain or a main chain. The polymer having an onium salt can form a hydrogen bond and / or a dipole interaction with a polar group such as -COOH generated in the [A] polymer. The definition of the onium salt is the same as that of the onium salt described above. Examples of the polymer having an onium salt include a polymer having a structural unit containing an onium salt structure, and the like.

오늄염을 갖는 고분자로서는, 예를 들어 하기 식 (D-1)로 표시되는 구조 단위를 갖는 중합체 등을 들 수 있다.Examples of the polymer having an onium salt include a polymer having a structural unit represented by the following formula (D-1).

Figure pat00018
Figure pat00018

상기 식 (D-1) 중 Rp는 수소 원자 또는 알킬기이다. Lp는 2가의 연결기이다. Ap는 상기 식 (B-1) 및 (B-2) 중 어느 하나로 표시되는 오늄염으로부터 1개의 수소 원자를 제거한 기이다.In the formula (D-1), R p is a hydrogen atom or an alkyl group. L p is a divalent linking group. A p is a group in which one hydrogen atom is removed from an onium salt represented by any one of the formulas (B-1) and (B-2).

Rp로 표시되는 알킬기의 탄소수로서는, 1 내지 20이 바람직하고, 1 내지 10이 보다 바람직하다.The number of carbon atoms of the alkyl group represented by R p is preferably from 1 to 20, more preferably from 1 to 10.

Lp로 표시되는 2가의 연결기로서는, 예를 들어 상기 LA의 2가의 연결기로서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 알킬렌기, 아릴렌기, -COO- 및 이들의 2종 이상을 조합한 기가 바람직하고, 알킬렌기가 보다 바람직하다.The bivalent linking group represented by L p includes, for example, groups similar to those exemplified as the bivalent linking group of L A above. Among them, an alkylene group, an arylene group, -COO-, and a combination of two or more of them are preferable, and an alkylene group is more preferable.

오늄염을 포함하는 구조 단위를 갖는 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대한 상기 식 (D-1)로 표시되는 구조 단위의 함유 비율의 하한으로서는, 30몰%가 바람직하고, 50몰%가 보다 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 100몰%가 바람직하고, 90몰%가 보다 바람직하다.The lower limit of the content ratio of the structural unit represented by the formula (D-1) to the total structural unit constituting the polymer having the onium salt-containing structural unit is preferably 30 mol%, more preferably 50 mol% Do. The upper limit of the content is preferably 100 mol%, more preferably 90 mol%.

상기 오늄염을 갖는 고분자의 Mw의 하한으로서는, 1,000이 바람직하고, 2,000이 보다 바람직하다. 상기 Mw의 상한으로서는 30,000이 바람직하고, 10,000이 보다 바람직하다.The lower limit of the Mw of the polymer having an onium salt is preferably 1,000, more preferably 2,000. The upper limit of the Mw is preferably 30,000, more preferably 10,000.

상기 식 (D-1)로 표시되는 구조 단위로서는, 하기 식 (D-2)로 표시되는 구조 단위가 바람직하다.As the structural unit represented by the above formula (D-1), a structural unit represented by the following formula (D-2) is preferable.

Figure pat00019
Figure pat00019

상기 식 (D-2) 중 RC는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. Rp, Lp 및 Y-은 상기 식 (D-1), (B-1) 및 (B-2)와 동의이다.In the formula (D-2), each R C independently represents a hydrogen atom or a monovalent organic group. R p , L p and Y - are as defined in the above formulas (D-1), (B-1) and (B-2).

상기 식 (D-2)로 표시되는 구조 단위로서는, 하기 식 (D-3) 내지 (D-5)로 표시되는 구조 단위가 바람직하다.As the structural unit represented by the above formula (D-2), structural units represented by the following formulas (D-3) to (D-5) are preferable.

Figure pat00020
Figure pat00020

상기 식 (D-3) 내지 (D-5) 중 RC, Rp 및 Y-은 상기 식 (D-2)와 동의이다.R C , R p and Y - in the formulas (D-3) to (D-5) are the same as those in formula (D-2).

상기 식 (D-4) 중 LB는 -O-, -NH- 또는 -NR-이다. LC는 알킬렌기이다.L B in the formula (D-4) is -O-, -NH- or -NR-. L C is an alkylene group.

(염기성 중합체) (Basic polymer)

염기성 중합체는 양성자 수용성기를 갖는 중합체이다. 염기성 중합체는 이 양성자 수용성기에 의해, 후술하는 [A] 중합체에 발생하는 극성기와, 수소 결합, 공유 결합, 배위 결합 및/또는 쌍극자 상호 작용을 형성할 수 있다. 양성자 수용성기는, 염기성 중합체의 주쇄 및 측쇄의 어디에 포함되어 있어도 된다.The basic polymer is a polymer having a proton-accepting group. The basic polymer can form a hydrogen bond, a covalent bond, a coordination bond and / or a dipole interaction with a polar group generated in the polymer [A] described later by the proton-accepting group. The proton-accepting group may be contained anywhere in the main chain and the side chain of the basic polymer.

염기성 중합체는, 통상적으로 양성자 수용성기를 포함하는 구조 단위를 갖는 중합체이지만, 양성자 수용성기를 포함하지 않는 구조 단위를 더 갖고 있을 수도 있다.The basic polymer is usually a polymer having a structural unit containing a proton-accepting group, but may further have a structural unit not containing a proton-accepting group.

양성자 수용성기로서는, 예를 들어 아미노기, 포스피노기 등을 들 수 있다. 「아미노기」란, 1급 아미노기, 2급 아미노기 및 3급 아미노기를 포함하는 개념이다. 또한, 2급 아미노기에는, 피롤리디노기, 피페리디노기, 피페라지노기, 헥사히드로트리아지노기 등의 환상 2급 아미노기도 포함된다. 「포스피노기」란, 1급 포스피노기, 2급 포스피노기 및 3급 포스피노기를 포함하는 개념이다. 양성자 수용성기로서는, 아미노기가 바람직하다.Examples of the proton accepting group include an amino group and a phosphino group. The "amino group" is a concept including a primary amino group, a secondary amino group and a tertiary amino group. The secondary amino group also includes cyclic secondary amino groups such as pyrrolidino group, piperidino group, piperazino group, and hexahydrotriazino group. The term "phosphino group" is a concept including a primary phosphino group, a secondary phosphino group and a tertiary phosphino group. As the proton accepting group, an amino group is preferable.

아미노기를 포함하는 측쇄로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 구조 등을 들 수 있다.Examples of the side chain containing an amino group include a structure represented by the following formula.

Figure pat00021
Figure pat00021

Figure pat00022
Figure pat00022

Figure pat00023
Figure pat00023

Figure pat00024
Figure pat00024

상기 식 중 ※은 염기성 중합체의 주쇄와 결합하는 부위를 나타낸다.In the above formula, * indicates a site bonding with the main chain of the basic polymer.

상기 아미노기를 갖는 염기성 중합체로서는, 예를 들어 폴리알릴아민, 폴리에틸렌이민, 폴리비닐피리딘, 폴리비닐이미다졸, 폴리피리미딘, 폴리트리아졸, 폴리퀴놀린, 폴리인돌, 폴리푸린, 폴리비닐피롤리돈, 폴리벤즈이미다졸 등을 들 수 있다.Examples of the basic polymer having an amino group include, for example, polyarylamine, polyethyleneimine, polyvinylpyridine, polyvinylimidazole, polypyrimidine, polytriazole, polyquinoline, polyindole, polypyrrole, polyvinylpyrrolidone , Polybenzimidazole, and the like.

양성자 수용성기를 포함하는 구조 단위로서는, 예를 들어 하기 식 (E)로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit containing a proton-accepting group include a structural unit represented by the following formula (E).

Figure pat00025
Figure pat00025

상기 식 (E) 중 Rq는 수소 원자 또는 알킬기이다. RD 및 RE는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. Lq는 2가의 연결기이다.In the formula (E), R q is a hydrogen atom or an alkyl group. R D and R E are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group. L q is a divalent linking group.

Rq로 표시되는 알킬기의 탄소수로서는, 1 내지 4가 바람직하고, 1 및 2가 보다 바람직하다.The number of carbon atoms of the alkyl group represented by R q is preferably 1 to 4, more preferably 1 and 2.

RD 및 RE로 표시되는 1가의 유기기로서는, 예를 들어 상기 RC의 유기기로서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group represented by R D and R E include groups similar to those exemplified as the organic group of R C.

Lq로 표시되는 2가의 연결기로서는, 예를 들어 상기 LA의 2가의 연결기로서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 알킬렌기, 아릴렌기, -COO- 및 이들의 2종 이상을 조합한 기가 바람직하고, 알킬렌기가 보다 바람직하다.Examples of the divalent linking group represented by L q include groups similar to those exemplified as the divalent linking group of L A above. Among them, an alkylene group, an arylene group, -COO-, and a combination of two or more of them are preferable, and an alkylene group is more preferable.

상기 식 (E)로 표시되는 구조 단위로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit represented by the formula (E) include a structural unit represented by the following formula.

Figure pat00026
Figure pat00026

Figure pat00027
Figure pat00027

양성자 수용성기를 포함하는 구조 단위를 갖는 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대한 상기 식 (E)로 표시되는 구조 단위의 함유 비율의 하한으로서는, 40몰%가 바람직하고, 70몰%가 보다 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 100몰%가 바람직하고, 90몰%가 보다 바람직하다.The lower limit of the content of the structural unit represented by the formula (E) to the total structural units constituting the polymer having the structural unit containing a proton-accepting group is preferably 40 mol%, more preferably 70 mol%. The upper limit of the content is preferably 100 mol%, more preferably 90 mol%.

염기성 중합체의 Mw의 하한으로서는 1,000이 바람직하고, 2,000이 보다 바람직하다. 상기 Mw의 상한으로서는 30,000이 바람직하고, 10,000이 보다 바람직하다.The lower limit of the Mw of the basic polymer is preferably 1,000, more preferably 2,000. The upper limit of the Mw is preferably 30,000, more preferably 10,000.

(인계 화합물)(Phosphorus compound)

인계 화합물은 1 이상의 3가의 인 원자를 포함하는 화합물이다. 인계 화합물의 분자량의 하한으로서는, 70이 바람직하고, 100이 보다 바람직하다. 상기 분자량의 상한으로서는, 500이 바람직하고, 300이 보다 바람직하다.A phosphorus compound is a compound containing at least one trivalent phosphorus atom. The lower limit of the molecular weight of the phosphorus compound is preferably 70, more preferably 100. The upper limit of the molecular weight is preferably 500, more preferably 300.

인계 화합물로서는, 하기 식 (F-1)로 표시되는 화합물 및 하기 식 (F-2)로 표시되는 화합물이 바람직하다.As the phosphorus compound, a compound represented by the following formula (F-1) and a compound represented by the following formula (F-2) are preferable.

Figure pat00028
Figure pat00028

상기 식 (F-1) 및 (F-2) 중 RW는 각각 독립적으로, 1가의 유기기이다. LW는 2가의 연결기이다.In the formulas (F-1) and (F-2), R W is, independently of each other, a monovalent organic group. L W is a divalent linking group.

RW로 표시되는 1가의 유기기로서는, 예를 들어 상기 RC의 유기기로서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.The monovalent organic group represented by R W includes, for example, groups similar to those exemplified as the organic group of R C.

LW로 표시되는 2가의 연결기로서는, 예를 들어 상기 LA의 2가의 연결기로서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2가의 탄화수소기가 바람직하다.Examples of the bivalent linking group represented by L W include the same groups as exemplified as the bivalent linking group of L A above. Of these, bivalent hydrocarbon groups are preferred.

인계 화합물로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.As the phosphorus compound, for example, a compound represented by the following formula can be given.

Figure pat00029
Figure pat00029

도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법을 설명했다. 본 실시 형태에서는, 노광광 (II)를 조사하여 패턴 잠상을 형성하기 전에, 노광광 (I)의 조사에 의해 레지스트막(12)에 [B] 성분으로부터 산을 생성하고 있다. 노광 공정 (2)에서 [B] 성분으로부터 발생하는 산의 양을 저감시킬 수 있기 때문에, 노광광 (II)의 조사 시간을 단축할 수 있거나, 또는 저렴하며 저출력의 광원을 노광광 (II)의 광원으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 노광광 (II)로서 EUV를 사용하여, EUV를 레지스트막(12)에 패턴상으로 조사하여 패턴 잠상을 형성하는 경우에서는, 본 실시 형태에 따르면, EUV의 조사 시간을 단축할 수 있기 때문에, 저출력의 광원을 사용해도 높은 처리량이 얻어진다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 트레이드-오프의 관계를 해결하여, 패턴 해상도를 유지하면서 레지스트막(12)의 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 노광 공정의 처리량의 향상이 실현되어, 노광 시스템의 대폭적인 저비용화가 달성된다. 또한, 저출력의 광원이 적용 가능하기 때문에, 광원 장치, 노광 장치 내의 소모 부품의 수명이 길어져, 보수 및 운전 비용도 대폭 저감할 수 있다.The resist pattern forming method of this embodiment has been described with reference to Figs. 1 and 2. Fig. In the present embodiment, before the pattern latent image is formed by irradiating the exposure light II, an acid is generated from the [B] component in the resist film 12 by irradiation of the exposure light I. The amount of the acid generated from the component [B] in the exposure step (2) can be reduced, so that the irradiation time of the exposure light (II) can be shortened, It can be used as a light source. For example, in the case where EUV is used as the exposure light (II) and EUV is irradiated in a pattern on the resist film 12 to form a pattern latent image, according to the present embodiment, the irradiation time of EUV can be shortened A high throughput can be obtained even by using a low-power light source. Thus, according to the present embodiment, the trade-off relationship can be solved, and the sensitivity of the resist film 12 can be improved while maintaining the pattern resolution. Further, the improvement in the throughput of the exposure process is realized, and the expense of the exposure system is drastically reduced. Further, since a light source with a low output power can be applied, the life span of consumable parts in the light source apparatus and the exposure apparatus becomes long, and the maintenance and operation cost can be greatly reduced.

또한, 본 실시 형태에서는, 노광 공정 (1)과 노광 공정 (2) 사이에, 레지스트막(12)에 있어서의 산 및/또는 증감체의 양의 감소를 억제하는 유지 공정을 실행할 수도 있다. 산 및/또는 증감체의 양의 감소를 억제하지 않는 경우에는 노광 공정 (1) 후에, 시간의 경과에 따라 레지스트막(12)에 있어서의 산 및/또는 증감체의 양이 감소한다. 이로 인해, 노광 공정 (2)에서는, 감소된 만큼의 산 및/또는 증감체를 생성하기 위한 에너지를 다시 레지스트막에 공급할 필요가 있다. 한편, 본 실시 형태에 있어서는, 레지스트막(12)에 있어서의 산 및/또는 증감체의 양의 감소를 억제하고 있기 때문에, 레지스트막(12)에 있어서의 산 및/또는 증감체의 양이 유지되고 있어, 노광 공정 (2)에서 레지스트막(12)에 공급하는 에너지양이 비교적 적어도 된다. 그 결과, 레지스트막(12)의 감도가 향상되고, 노광 시간을 단축하여, 노광 공정의 처리량을 더욱 향상시킬 수 있다.In the present embodiment, a holding step for suppressing reduction in the amount of the acid and / or the sensitizer in the resist film 12 may be executed between the exposure step (1) and the exposure step (2). When the reduction of the amount of the acid and / or the sensitizer is not suppressed, the amount of the acid and / or the sensitizer in the resist film 12 decreases over time after the exposure step (1). For this reason, in the exposure step (2), it is necessary to supply again the energy for generating a reduced amount of acid and / or a sensitizer to the resist film. On the other hand, in the present embodiment, since the reduction of the amount of the acid and / or the sensitizer in the resist film 12 is suppressed, the amount of the acid and / or the sensitizer in the resist film 12 is maintained And the amount of energy to be supplied to the resist film 12 in the exposure step (2) is relatively small. As a result, the sensitivity of the resist film 12 is improved, the exposure time is shortened, and the throughput of the exposure process can be further improved.

또한, 본 실시 형태에서는, 노광 공정 (1)에 있어서, 레지스트막(12) 내의 일면에 걸쳐 노광광 (I)을 조사하고, 노광 공정 (2)에 있어서, 레지스트막(12) 내에, 패턴상으로 노광광 (II)를 조사하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 노광광 (I)의 조사량 Ef와 노광광 (II)의 조사량 Ep의 총합이 필요 에너지양 Et를 초과하고 있으면, 노광 공정 (1)에 있어서, 레지스트막(12) 내에, 패턴상으로 노광광 (I)을 조사한 후, 노광 공정 (2)에 있어서, 레지스트막(12) 내의 일면에 걸쳐, 노광광 (II)를 조사할 수도 있다. 또한, 이 경우에는, 노광광 (I)은 형성되는 패턴의 해상도에 따라 선택될 수 있고, 예를 들어 UV, DUV, EUV, X선과 같은 전자파일 수도 있고, 전자선일 수도 있다. 노광광 (II)는, 예를 들어 가시광, UV, DUV, EUV와 같은 전자파일 수도 있고, 또한 전자선이나 이온빔일 수도 있다.In this embodiment, the resist film 12 is irradiated with the exposure light I on one side in the resist film 12 in the exposure step (1) (II), but the present invention is not limited to this. When the total amount of the irradiation amount Ef of the exposure light I and the irradiation amount Ep of the exposure light II exceeds the required amount of energy Et, exposure light (in the form of a pattern) is formed in the resist film 12 in the exposure step (1) I may be irradiated with exposure light (II) over one surface in the resist film 12 in the exposure step (2). In this case, the exposure light I may be selected according to the resolution of the pattern to be formed, and may be an electronic file such as UV, DUV, EUV, X-ray, or an electron beam. The exposure light (II) may be an electronic file such as visible light, UV, DUV, or EUV, or may be an electron beam or an ion beam.

도 4는 본 발명의 추가의 실시 형태에 관한 레지스트 패턴 형성 방법의 공정을 설명하는 도면이다. 이하, 도 4, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법을 설명한다. 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법은 레지스트막 형성 스텝 (S101), 노광 공정 (1)(S103), 노광 공정 (2)(S107) 및 현상 공정 (S110)을 포함한다. 노광 공정 (1)이 2개의 조사 스텝에 의해 실행되는 점과, 노광 공정 (2)가 1개의 조사 스텝에 의해 실행되는 점을 제외하고, 그 밖의 공정은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 실시 형태와 마찬가지로 실행되기 때문에, 설명에 필요한 부분만을 도시하여 설명을 행한다.4 is a view for explaining a step of a resist pattern forming method according to a further embodiment of the present invention. Hereinafter, the resist pattern forming method of the present embodiment will be described with reference to FIG. 4, FIG. 1, and FIG. The resist pattern forming method of the present embodiment includes a resist film forming step (S101), an exposure step (1) (S103), an exposure step (2) (S107), and a developing step (S110). Except for that the exposure step (1) is carried out by two irradiation steps and that the exposure step (2) is carried out by one irradiation step, the other steps are the same as the steps And therefore, only the parts required for explanation are shown and explained.

본 실시 형태에 있어서, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 노광 공정 (1)은 패턴 노광 공정 (i)(S103a)과 전체면 노광 공정 (i)(S103b)을 포함한다. 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 패턴 노광 공정 (i)에 있어서, 레지스트막(12) 내에 패턴상으로 노광광 (I)을 조사한다. 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 전체면 노광 공정 (i)에 있어서, 레지스트막(12) 내의 일면에 노광광 (I)을 조사한다. 패턴 노광 공정 (i)과 전체면 노광 공정 (i)에 있어서의 노광광 (I)의 합계의 조사량 Ef는 잠상 형성 에너지양 Ea를 초과하지 않는 조사량이다. 이와 같이, 노광 공정 (1)을 실행한 후, 레지스트막(12)은 노광광 (I)에 의해 1회만 조사된 노광 부위 (a)(123)와, 노광광 (I)에 의해 2회 조사된 노광 부위 (b)(124)를 갖는다.4 (a) and 4 (b), the exposure step (1) includes a pattern exposure step (i) (S103a) and an entire surface exposure step (i) ). As shown in Fig. 4 (a), in the pattern exposure step (i), the resist film 12 is irradiated with exposure light (I) in a pattern. As shown in Fig. 4 (b), in the entire surface exposure step (i), the exposure light I is irradiated to one surface of the resist film 12. The total irradiated amount Ef of the exposure light (I) in the pattern exposure step (i) and the entire surface exposure step (i) is an irradiation dose not exceeding the latent image forming energy amount Ea. As described above, after the exposure step (1) is performed, the resist film 12 is exposed to the exposure part (a) 123 irradiated only once by the exposure light I, (B) 124 of the exposed area.

노광 공정 (1)이 종료되어 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이 유지 공정 (S105)을 실행할 수도 있다. 계속하여 노광 공정 (2)를 실행한다. 도 4의 (d)에 도시한 바와 같이, 노광 공정 (2)는 패턴 노광 공정 (ii)(S107a)를 포함한다. 패턴 노광 공정 (ii)에 있어서, 레지스트막(12) 내에 패턴상으로 노광광 (II)를 조사한다. 구체적으로는, 레지스트막(12)의 노광 부위 (b)(124)에 대하여 노광광 (II)를 조사한다. 노광광 (II)의 조사량은, 조사 후에 노광 부위 (b)(124)에 있어서의 노광광 (I)의 조사량 Ef와 노광광 (II)의 조사량 Ep의 총합이 필요 에너지양 Et를 초과하는 양으로 한다.The holding step (S105) may be executed as shown in Fig. 4 (c) after the exposing step (1) is completed. Subsequently, the exposure step (2) is carried out. As shown in Fig. 4 (d), the exposure step (2) includes a pattern exposure step (ii) (S107a). In the pattern exposure step (ii), the exposure light (II) is irradiated as a pattern in the resist film (12). Specifically, the exposure region (b) 124 of the resist film 12 is irradiated with exposure light (II). The amount of exposure light (II) is such that the sum of the dose Ef of the exposure light (I) and the dose Ep of the exposure light (II) in the exposure part (b) .

본 실시 형태에 있어서, 레지스트막(12)의 노광 부위 (a)(123)가 받은 조사량 Ef는 잠상 형성 에너지양 Ea를 초과하고 있지 않기 때문에, 현상 공정에 있어서 노광 부위 (a)(123)는 불용화 또는 난용화되지 않는다. 한편, 레지스트막(12)의 노광 부위 (b)(124)가 받은 에너지양 Es는 필요 에너지양 Et를 초과하고 있기 때문에, 현상 공정에 있어서 노광 부위 (b)(124)는 불용화 또는 난용화된다. 이와 같이, 기판(11) 상에는 소정의 레지스트 패턴이 형성된다.In the present embodiment, since the irradiation amount Ef of the exposed portion (a) 123 of the resist film 12 does not exceed the latent image forming energy amount Ea, the exposed portion (a) 123 in the developing process is It is not insoluble or sparingly soluble. On the other hand, since the energy amount Es of the exposed portion (b) 124 of the resist film 12 exceeds the required energy amount Et, the exposed portion (b) 124 in the developing step is insolubilized do. As described above, a predetermined resist pattern is formed on the substrate 11.

또한, 도 4에 있어서, 노광 공정 (1)은 2개의 조사 스텝에 의해 실행되고, 노광 공정 (2)는 1개의 조사 스텝에 의해 실행되고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 노광 공정 (1)이 1개의 조사 스텝에 의해 실행되고, 노광 공정 (2)가 2개의 조사 스텝에 의해 실행될 수도 있고, 노광 공정 (1) 및 노광 공정 (2) 모두 2개 이상의 노광 공정에 의해 실행될 수도 있다. 예를 들어, 노광 공정 (1)이 전체면 노광 공정 (i)을 포함하고, 노광 공정 (2)가 전체면 노광 공정 (ii)와 패턴 노광 공정 (ii)를 포함할 수도 있다.In Fig. 4, the exposure step (1) is performed by two irradiation steps, and the exposure step (2) is executed by one irradiation step, but the present invention is not limited to this. The exposure step 1 may be executed by one irradiation step and the exposure step 2 may be executed by two irradiation steps and both the exposure step 1 and the exposure step 2 may be performed by two or more exposure steps . For example, the exposure step (1) may include the entire surface exposure step (i), and the exposure step (2) may include the entire surface exposure step (ii) and the pattern exposure step (ii).

또한, 노광 공정 (1) 및/또는 노광 공정 (2)가 2개의 조사 방법에 의해 실행되는 경우, 2개의 조사 방법은 마찬가지의 방법(전체면 노광과 패턴 노광의 어느 하나)일 수도 있고, 상이한 조사 방법일 수도 있다. 상이한 조사 방법에 의해 실행되는 경우에는 전체면 노광과 패턴 노광의 어느 한쪽이 선행되어 실행될 수도 있다.In the case where the exposure step (1) and / or the exposure step (2) are carried out by two irradiation methods, the two irradiation methods may be the same method (either full surface exposure or pattern exposure) It may be an investigation method. In the case of performing by the different irradiation method, either of the whole surface exposure and the pattern exposure may be performed in advance.

도 4에 있어서, 노광 공정 (1)과 노광 공정 (2) 모두 패턴 노광 공정을 더 포함하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 레지스트막(12)에 패턴 잠상을 형성할 수 있으면 되고, 노광 공정 (1)과 노광 공정 (2) 중 어느 한쪽이 패턴 노광 공정을 포함할 수도 있다.In Fig. 4, both the exposure step (1) and the exposure step (2) further include a pattern exposure step, but the present invention is not limited to this. The pattern latent image can be formed on the resist film 12. Either the exposure step (1) or the exposure step (2) may include a pattern exposure step.

또한, 도시하지 않았지만, 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법은 노광 공정에 있어서 일반적으로 실행되는 처리 공정을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어 노광 공정 (2) 후에 실행되는 열 처리(PEB, 예를 들어 펄스 열 처리) 공정이나, 레지스트막을 포지티브형과 네거티브형 사이에 반전시키는 반전 처리 공정을 더 포함할 수도 있다.Although not shown, the resist pattern forming method of the present invention may further include a process step that is generally executed in the exposure process. For example, it may further include a heat treatment (PEB, for example, pulse heat treatment) step performed after the exposure step (2) or an inversion processing step in which the resist film is reversed between the positive type and the negative type.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하면서, 구체예를 사용하여 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법의 구체예 1을 설명하는 도면이며, 도 6은 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법의 구체예 2를 설명하는 도면이다. 또한, 이하의 구체예에서는 레지스트막(12)을 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물 (I)에 의해 형성한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, a method of forming a resist pattern according to this embodiment will be described using specific examples. Fig. 5 is a view for explaining the first specific example of the resist pattern forming method of the present invention, and Fig. 6 is a view for explaining the second specific example of the resist pattern forming method of the present invention. In the following specific examples, the resist film 12 is formed by the chemically amplified radiation sensitive resin composition (I).

[구체예 1] [Example 1]

도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 노광 공정 (1)을 실행한다. 노광 공정 (1)에 있어서, 노광광 (I)을 패턴상으로 조사한다. 노광 공정 (1)을 실행하면, 노광광 (I)에 의해 패턴상으로 조사된 부분에는 [B] 성분으로부터 산이 발생하고, [C] 증감체 전구체로부터 증감체가 생성된다. 이때, 패턴상의 조사량이 낮기 때문에, 현상 공정을 실행해도 레지스트막(12)에 레지스트 패턴이 형성되지 않는다.As shown in Fig. 5 (a), the exposure step (1) is executed. In the exposure step (1), the exposure light (I) is irradiated as a pattern. When the exposure step (1) is carried out, an acid is generated from the [B] component in the portion irradiated with the pattern light by the exposure light (I), and a sensitizer is generated from the [C] sensitizer precursor. At this time, since the irradiation amount on the pattern is low, a resist pattern is not formed on the resist film 12 even when the developing process is performed.

이어서, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 유지 공정을 실행할 수도 있다. 유지 공정을 행하는 경우는 레지스트막(12)을 불활성 가스 분위기 또는 진공 분위기의 환경에 위치시킨다. 레지스트막(12) 내의 [B] 성분으로부터 발생된 산의 양 및 [C] 증감체 전구체로부터 생성된 증감체의 양의 감소가 억제된다.Then, as shown in Fig. 5 (b), the holding step may be executed. In the case of performing the holding process, the resist film 12 is placed in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere environment. The amount of acid generated from the [B] component in the resist film 12 and the amount of the sensitizer produced from the [C] sensitizer precursor are suppressed.

유지 공정 후, 또는 동시에, 노광 공정 (2)를 실행한다. 노광 공정 (2)에 있어서, 노광광 (II)를 일면에 조사한다. 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 노광광 (II)로서는, 미조사의 레지스트막(12)의 영역에서는 실질적으로 [B] 성분으로부터의 산 및 [C] 증감체 전구체로부터의 증감체가 생성되지 않으며, 또한 [C] 증감체 전구체로부터 생성된 증감체를 활성화하는 노광광 (II)를 적절하게 선택한다. 노광광 (II)의 조사에 의해 레지스트막(123)의 영역에서는 [C] 증감체 전구체로부터 증감체가 생성되는 및/또는 [B] 성분으로부터 산(혹은 이 산과는 구조가 상이한 산 혹은 산의 전구체)이 발생한다.After the holding step, or simultaneously, the exposure step (2) is carried out. In the exposure step (2), the exposure light (II) is irradiated on one surface. As shown in Fig. 5 (b), as the exposure light (II), in the region of the unexposed resist film 12, substantially the acid from the [B] component and the sensitizer from the [C] And the exposure light (II) which is not generated and which activates the sensitizer produced from the [C] sensitizer precursor is appropriately selected. A sensitizer is generated from the [C] sensitizer precursor in the region of the resist film 123 by irradiation of the exposure light (II) and / or the acid (or precursor of an acid or acid, which differs in structure from the [B] ).

이와 같이, 노광 공정 (II)에서는, 노광광 (II)를 일면에 조사해도 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 산이 생성되며, 또한 [C] 증감체 전구체로부터 발생된 증감체의 활성화는 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 일면 조사에 의해 일어난다. 이로 인해, 대량의 산이 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 생성되고, 염기인 퀀처와 산의 중화 후에도 산은 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 생성된다.Thus, in the exposure step (II), even when the exposure light (II) is irradiated on one surface, an acid is generated only in the first irradiated portion in the pattern image, and activation of the sensitizer generated from the [C] It is caused by one-sided survey only on the part of the survey. As a result, a large amount of acid is generated only in the portion irradiated initially on the pattern, and after the neutralization of the quencher and the acid, which is a base, the acid is generated only in the portion irradiated with the pattern on the initial stage.

그 후, 가열 공정 및 현상 공정을 실행하여, 도 5의 (c)에 도시하는 바와 같이 레지스트 패턴이 형성된다.Thereafter, a heating process and a developing process are carried out to form a resist pattern as shown in Fig. 5 (c).

[구체예 2] [Practical example 2]

도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 노광 공정 (1)을 실행한다. 노광 공정 (1)에 있어서, 노광광 (I)을 패턴상으로 조사한다. 노광 공정 (1)을 실행하면, 노광광 (I)에 의해 패턴상으로 조사된 부분에는, [B] 성분으로부터의 산의 발생과 [C] 증감체 전구체로부터의 증감체의 생성 양쪽이 일어난다. 이때, 패턴상 조사의 양이 낮기 때문에, 현상 공정을 실행해도 레지스트막(12)에 레지스트 패턴이 형성되지 않는다.As shown in Fig. 6 (a), the exposure step (1) is executed. In the exposure step (1), the exposure light (I) is irradiated as a pattern. When the exposure step (1) is carried out, both the generation of an acid from the component [B] and the formation of a sensitizer from the [C] sensitizer precursor occur in the part irradiated with the pattern light by the exposure light (I). At this time, since the amount of irradiation on the pattern is low, no resist pattern is formed on the resist film 12 even when the development step is performed.

이어서, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 유지 공정을 실행한다. 유지 공정에 있어서, 레지스트막(12)을 활성 가스 분위기 또는 활성 액체의 환경에 위치시켜, [C] 증감체 전구체로부터 생성된 증감체와 반응시킨다. 증감체는, 이 후의 노광 공정 (2)에 있어서 반응 효율이 높은 활성 물질 α/안정 물질 α1로 변환된다.Then, as shown in Fig. 6 (b), the holding step is executed. In the holding step, the resist film 12 is placed in an atmosphere of an active gas atmosphere or an active liquid, and reacted with a sensitizer produced from the [C] sensitizer precursor. The sensitizer is converted into an active substance alpha / stable substance alpha 1 having a high reaction efficiency in the subsequent exposure step (2).

이어서, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 활성 분위기 또는 활성 액체의 환경에서 노광 공정 (2)를 실행한다. 노광 공정 (2)에 있어서, 노광광 (II)를 일면에 조사한다. 노광광 (II)로서는, 미조사의 레지스트막(12)의 영역에서는 실질적으로 [B] 성분으로부터의 산 및 [C] 증감체 전구체로부터의 증감체가 생성되지 않으며, 또한 활성 물질 α/안정 물질 α1만을 활성화하는 노광광 (II)를 적절하게 선택한다. 노광광 (II)의 조사에 의해, 레지스트막(123)에서는 [C] 증감체 전구체로부터의 증감체의 생성 및/또는 [B] 성분으로부터의 산 혹은 산의 전구체 생성이 일어난다. 증감체는, 활성 분위기 또는 활성 액체와 반응하여 다시 활성 물질 α/안정 물질 α1로 변환된다.Subsequently, as shown in Fig. 6 (c), the exposure step (2) is carried out in an environment of an active atmosphere or an active liquid. In the exposure step (2), the exposure light (II) is irradiated on one surface. As the exposure light (II), in the region of the unexposed resist film 12, substantially no sensitizer was generated from the [B] component and the [C] sensitizer precursor, and the active substance α / (II) which selectively activates only the exposure light (II). Irradiation of the exposure light (II) causes generation of a sensitizer from the [C] sensitizer precursor and / or formation of an acid or an acid precursor from the [B] component in the resist film 123. The sensitizer reacts with the active atmosphere or the active liquid and is again converted into the active substance alpha / stable substance alpha 1.

이와 같이, 노광 공정 (2)에서는 노광광 (II)를 일면에 조사해도 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 산이 생성되며, 또한 활성 물질 α/안정 물질 α1은 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 일면 조사에 의해 재생된다. 이로 인해, 대량의 산이 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 생성되고, 퀀처와 산의 중화 후에도 산은 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 발생된다.Thus, in the exposure step (2), even when the exposure light (II) is irradiated on one surface, an acid is generated only in the first irradiated portion in the pattern image, and the active substance? . As a result, a large amount of acid is generated only in the initial pattern-irradiated portion, and after neutralization of the quencher and the acid, the acid is generated only in the portion irradiated initially on the pattern.

그 후, 가열 공정 및 현상 공정을 실행하여, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이 레지스트 패턴이 형성된다.Thereafter, a heating process and a developing process are carried out to form a resist pattern as shown in Fig. 6 (d).

구체예 1 및 구체예 2에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법에 의해, 통상보다 훨씬 저노광량의 패턴상의 조사로, 적절한 레지스트 설계, 적절한 노광 광원의 선택 등에 의해 고해상도의 레지스트 패턴을 형성할 수 있다.As described in Embodiments 1 and 2, the resist pattern forming method of the present invention enables formation of a high-resolution resist pattern by appropriately designing a resist, selecting an appropriate exposure light source, and the like by irradiating a pattern with a much lower exposure dose than usual can do.

또한, 상술한 구체예에서는 노광 공정 (2)에 있어서 노광광 (II)로서 노광광 (I)이 미조사의 영역의 레지스트막(12)과 반응하지 않는 방사선을 선택하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 노광 공정 (2)에 있어서, 노광광 (II)로서, 노광광 (I)이 미조사의 영역의 레지스트막(12)과 네거티브형의 반응이 일어나도록 노광광을 선택할 수도 있다.In the above-mentioned specific example, the exposure light (II) in the exposure step (2) is selected so that the exposure light (I) does not react with the resist film (12) in the unirradiated area. . The exposure light may be selected so that the reaction of the resist film 12 with the resist film 12 in the region where the exposure light I is not irradiated takes place as the exposure light II in the exposure step (2).

이하, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 레지스트 패턴 형성 방법을 설명한다. 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법은 레지스트막 형성 공정과 노광 공정 (1)과 노광 공정 (2)와 현상 공정을 구비한다. 레지스트막 형성 공정, 노광 공정 (1) 및 현상 공정에 대해서는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 실시 형태의 레지스트막 형성 공정 (S101), 노광 공정 (1)(S105) 및 현상 공정 (S110)과 마찬가지로 행해지기 때문에, 설명을 생략한다.Hereinafter, a resist pattern forming method according to another embodiment of the present invention will be described. The resist pattern forming method of the present embodiment includes a resist film forming step, an exposure step (1), an exposure step (2), and a developing step. The resist film forming step, the exposure step (1) and the developing step are the same as the resist film forming step (S101), the exposure step (1) (S105) and the developing step (S110 ), The description will be omitted.

노광 공정 (2)에서는, 노광광 (I)의 조사에 의해 산 및 증감체가 생성된 상태에서 레지스트막에 있어서 패턴 잠상을 형성한다. 구체적으로는, 레지스트막 내에 증감체가 존재하고 있는 상태에서, 레지스트막에 패턴 잠상을 형성한다. 노광 공정 (2)는 증감체가 많이 존재하고 있는 상태에서 행하여지는 것이 바람직하다. 레지스트막에 있어서 산 및 증감체가 생성된 상태에서 패턴 잠상을 형성하면, 노광광 (II)의 조사에 의해 증감체의 작용에 의해 [B] 성분으로부터 산을 생성시킬 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법은 레지스트막에 있어서 생성된 산 및 증감체의 양의 감소를 억제하는 유지 공정을 더 구비할 수도 있다. 유지 공정은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시 형태의 유지 공정 (S105)와 마찬가지로 행해지기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.In the exposure step (2), a pattern latent image is formed in the resist film in a state in which an acid and a sensitizer are generated by irradiation of the exposure light (I). Specifically, a pattern latent image is formed on the resist film in a state in which a sensitizer is present in the resist film. It is preferable that the exposure step (2) is performed in a state in which a lot of sensitizer is present. When a pattern latent image is formed in a state where an acid and a sensitizer are generated in the resist film, an acid can be generated from the [B] component by the action of the sensitizer by irradiation of the exposure light (II). Further, the resist pattern forming method of the present embodiment may further include a holding step of suppressing reduction of the amount of the acid and the sensitizer generated in the resist film. Since the holding process is performed in the same manner as the holding process (S105) of the embodiment described with reference to Figs. 1 to 6, the description is omitted here.

도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법에서는, 레지스트막(12)에 증감체를 생성함과 함께, 증감체의 작용에 의해 직접적으로 [B] 성분으로부터 산을 생성하거나, 또는 증감체를 활성 물질 α/안정 물질 α1로 변환한 후에 활성 물질 α/안정 물질 α1을 사용하여 [B] 성분으로부터 산을 생성하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 레지스트막에 안정 물질 B1을 생성함과 함께, 안정 물질 B1의 작용에 의해 직접적으로 [B] 성분으로부터 산을 생성하거나, 또는 안정 물질 B1을 활성 물질 α/안정 물질 α1로 변환한 후에 활성 물질 α/안정 물질 α1의 작용에 의해 [B] 성분으로부터 산을 생성할 수도 있다. 이하, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 레지스트 패턴 형성 방법을 설명한다.In the resist pattern forming method of the embodiment described with reference to Figs. 1 to 6, a sensitizer is generated in the resist film 12 and an acid is generated directly from the component [B] by the action of the sensitizer, Or the sensitizer is converted to the active substance? / Stable substance? 1, the active substance? / Stable substance? 1 is used to generate an acid from the [B] component, but the present invention is not limited thereto. A stable substance B1 is generated in the resist film and an acid is generated directly from the [B] component by the action of the stable substance B1, or after converting the stable substance B1 into the active substance? / Stable substance? 1, / An acid can be produced from the [B] component by the action of the stabilizing substance? 1. Hereinafter, a resist pattern forming method according to another embodiment of the present invention will be described.

본 실시 형태의 레지스트 패턴 형성 방법은 레지스트막 형성 공정과 안정 물질 생성 공정과 변환 공정과 노광 공정 (2)와 현상 공정을 함유한다. 레지스트막 형성 공정 및 현상 공정에 대해서는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 실시 형태의 레지스트막 형성 공정 (S101)과 현상 공정 (S110)과 마찬가지로 행해지기 때문에, 설명을 생략한다.The resist pattern forming method of the present embodiment includes a resist film forming step, a stable material generating step, a converting step, an exposure step (2), and a developing step. Since the resist film forming step and the developing step are performed in the same manner as the resist film forming step (S101) and the developing step (S110) of the embodiment described above with reference to Figs. 1 to 6, a description thereof will be omitted.

안정 물질 생성 공정에 있어서, 노광광 (I)의 조사에 의해 레지스트막에 안정 물질을 생성한다. 구체적으로는, 노광광 (I)의 조사에 의해 레지스트막(12)에는 [B] 성분으로부터의 산과 안정 물질 B1 양자가 생성된다. 또한, 안정 물질 B1은 예를 들어 방향족 요오드 화합물, 방향족 황 화합물이다.In the stable material generating step, a stable material is generated in the resist film by irradiation of the exposure light (I). Concretely, both the acid and the stable substance B1 from the [B] component are generated in the resist film 12 by the irradiation of the exposure light (I). The stabilizer B1 is, for example, an aromatic iodine compound or an aromatic sulfur compound.

변환 공정에 있어서, 레지스트막(12) 내의 노광광 (I)의 조사 영역에서 안정 물질 B1을 변환한다. 구체적으로는, 후술하는 노광 공정 (2)(S107)가 실행될 때까지, 환경의 제어에 의해 상기 안정 물질 B1을 활성 물질 α/안정 물질 α1로 변환한다. 변환의 방법으로서는, 전술한 실시 형태에 있어서 설명한 바와 같이, 활성 가스 분위기 또는 활성 액체를 사용할 수 있다.In the conversion step, the stabilizing material B1 is converted in the irradiation region of the exposure light (I) in the resist film 12. Specifically, the stable substance B1 is converted into the active substance alpha / stable substance alpha 1 by control of the environment until the exposure step (2) (S107) described later is executed. As the method of conversion, an active gas atmosphere or an active liquid can be used as described in the above embodiment.

노광 공정 (2)에 있어서, 노광광 (II)의 조사에 의해 안정 물질 B1이 생성된 레지스트막에 패턴 잠상을 형성한다. 구체적으로는, 노광광 (II)는 노광광 (I)의 조사 영역에서 안정 물질 B1 및 활성 물질 α/안정 물질 α1의 작용에 의해 [B] 성분으로부터 산을 발생시키는 방사선이다. 노광광 (II)에 의해 조사된 레지스트막(12)의 노광광 (I)의 조사 부위에서는, 안정 물질 B1 및 활성 물질 α/안정 물질 α1의 작용에 의해, 안정 물질 B1 및 [B] 성분으로부터 산(혹은 이 산과는 구조가 상이한 산 혹은 산의 전구체)이 생성된다.In the exposure step (2), the pattern latent image is formed on the resist film on which the stabilizing material B1 is generated by irradiation of the exposure light (II). Specifically, the exposure light (II) is a radiation which generates an acid from the [B] component by the action of the stabilizing substance B1 and the active substance? / Stabilizing substance? 1 in the irradiation region of the exposure light (I). At the irradiation site of the exposure light I of the resist film 12 irradiated by the exposure light (II), the stable substance B1 and the [B] component from the stable substance B1 and the active substance? / Stable substance? The acid (or a precursor of an acid or acid, which differs in structure from this acid) is produced.

또한, 상술한 바와 같이, 노광광 (I)을 패턴상으로 조사하고, 노광광 (II)를 일면에 조사할 수도 있다. 이하에, 노광광 (I)을 패턴상으로 조사하고, 노광광 (II)를 일면에 조사하는 경우에 적절하게 사용되는 감방사선성 수지 조성물 (I)을 설명한다.Further, as described above, the exposure light I may be irradiated in a pattern and the exposure light II may be irradiated on one side. The radiation sensitive resin composition (I) suitably used when the exposure light (I) is irradiated in a pattern and the exposure light (II) is irradiated onto one surface will be described below.

본 실시 형태의 감방사선성 수지 조성물 (I)은, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 [A] 성분, 파장 (I)의 방사선을 포함하는 노광광 (I)의 작용에 의해 산을 발생하는 [B] 성분 및 노광광 (I)의 작용에 의해 증감체로 변화되는 [C] 증감체 전구체를 함유한다. 본 실시 형태의 감방사선성 수지 조성물 (I)로부터 형성되는 레지스트막에서는, 노광광 (I)의 조사에 의해, [B] 성분으로부터 산이 발생하고, 또한 [C] 증감체 전구체로부터 증감체가 생성되지만, 이 증감체에 의한 레지스트 반응을 촉진시키는 노광광 (II)만을 조사해도 산도 증감체도 생성되지 않는다. 본 실시 형태의 감방사선성 수지 조성물 (I)([A] 성분 및 [C] 증감체 전구체)은 노광광 (II)에 대하여 투명한 것이 바람직하다. 이와 같이, [C] 증감체 전구체에 노광광 (I)이 조사되면, 상이한 파장에서 강한 흡수를 나타내는 증감체가 생성된다.The radiation-sensitive resin composition (I) of the present embodiment is a radiation-sensitive resin composition obtained by the action of an exposure light (I) containing radiation of a component (A) and a wavelength (I) And a [C] sensitizer precursor which is changed into a sensitizer by the action of the exposure light (I). In the resist film formed from the radiation sensitive resin composition (I) of the present embodiment, an acid is generated from the [B] component and a sensitizer is generated from the [C] sensitizer precursor by irradiation of the exposure light (I) , Even if only the exposure light (II) for accelerating the resist reaction by the sensitizer is irradiated, no acidity increase / decrease body is produced. The radiation sensitive resin composition (I) (the [A] component and the [C] sensitizer precursor) of the present embodiment is preferably transparent to the exposure light (II). Thus, when the exposure light (I) is irradiated to the [C] sensitizer precursor, a sensitizer showing strong absorption at different wavelengths is produced.

본 실시 형태의 감방사선성 수지 조성물 (I)에 있어서, 노광광 (I)의 조사에 의해 [C] 증감체 전구체로부터 생성된 증감체에 노광광 (II)이 조사되면, 노광광 (II)를 흡수하여 [B] 성분으로부터의 산의 발생이 촉진된다. 한편, 노광광 (I)의 조사되지 않은 레지스트막의 영역에서는 노광광 (II)가 조사되어도 산도 증감체도 생성되지 않는다.When the exposure light (II) is irradiated to the sensitizer produced from the [C] sensitizer precursor by irradiation of the exposure light (I) in the radiation sensitive resin composition (I) of the present embodiment, Thereby accelerating the generation of an acid from the component [B]. On the other hand, in the region of the unexposed resist film of the exposure light (I), even when the exposure light (II) is irradiated, no acidity increase or decrease is produced.

본 실시 형태의 감방사선성 수지 조성물 (I)에, 노광광 (I)을 패턴상으로 조사하면, 패턴상으로 증감체가 생성된다. 그 후, 노광광 (II)를 레지스트막의 소정의 영역에 조사하면, 증감체에 기인하여 레지스트 반응이 진행된다. 이로 인해, 소정의 레지스트 패턴을 간편하게 형성시킬 수 있다.When the radiation-sensitive resin composition (I) of the present embodiment is irradiated with the exposure light (I) in a pattern, a sensitizer is produced in a pattern. Thereafter, when the exposure light (II) is irradiated to a predetermined region of the resist film, the resist reaction proceeds due to the sensitizer. Thus, a predetermined resist pattern can be easily formed.

감방사선성 수지 조성물 (I)은 [A] 내지 [C] 성분 이외에도, [D] 퀀처, [E] 용매 및 [A] 성분보다도 불소 원자 및 규소 원자의 합계 질량 함유율이 큰 중합체(이하, 「[F] 중합체」라고도 함)를 함유하고 있을 수도 있고, 상기 성분 이외의 그 밖의 성분을 함유하고 있을 수도 있다. 이하, 각 성분에 대하여 설명한다.The radiation sensitive resin composition (I) may further contain, in addition to the components [A] to [C], a polymer having a higher content of fluorine atoms and silicon atoms in total than the [D] quencher, [E] [F] polymer "), and may contain other components than the above components. Hereinafter, each component will be described.

[[A] 성분] [Component [A]]

[A] 성분은 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 성분이다. [A] 성분은 상기 성질을 갖는 한 특별히 한정되지 않고 고분자 화합물뿐만 아니라, 저분자 화합물을 포함하는 것일 수도 있지만, 고분자 화합물이 바람직하다. 이 고분자 화합물로서는, 산의 작용에 의해 산 해리성기가 해리됨으로써 극성기를 발생시키는 기(이하, 「기 (a)」라고도 함)를 포함하는 제1 중합체(이하, 「[A] 중합체」라고도 함)가 바람직하다.The component [A] is a component whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid. The component [A] is not particularly limited as long as it has the above properties, and may include not only a polymer compound but also a low molecular compound, but a polymer compound is preferable. As the polymer compound, a first polymer (hereinafter also referred to as a "[A] polymer") containing a group capable of generating a polar group by dissociation of an acid-dissociable group by the action of an acid (hereinafter also referred to as " ).

([A] 중합체) ([A] polymer)

[A] 중합체는 기 (a)를 포함하는 중합체이다. [A] 중합체는, 통상적으로 기 (a)를 포함하는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (I)」이라고도 함)를 갖는다. [A] 중합체는, 구조 단위 (I) 이외에, 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조, 술톤 구조 또는 이들의 조합을 포함하는 구조 단위 (II)를 갖는 것이 바람직하고, 구조 단위 (I) 및 구조 단위 (II) 이외의 그 밖의 구조 단위를 갖고 있을 수도 있다. [A] 중합체는, 상기 구조 단위를 각각 1종 또는 2종 이상 갖고 있을 수도 있다. 이하, 각 구조 단위에 대하여 설명한다.[A] Polymer is a polymer containing group (a). The polymer [A] usually has a structural unit containing a group (a) (hereinafter also referred to as a &quot; structural unit (I) &quot;). The polymer [A] preferably has a structural unit (II) containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure or a combination thereof in addition to the structural unit (I) (II). &Lt; / RTI &gt; 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 기 (a)를 포함하는 구조 단위이다.The structural unit (I) is a structural unit containing the group (a).

(기 (a)) (Group (a))

기 (a)는 산의 작용에 의해 산 해리성기가 해리됨으로써 극성기를 발생시키는 기이다. 기 (a)로서는, 예를 들어 극성기가 갖는 수소 원자가 산 해리성기로 치환된 기 등을 들 수 있다. 극성기로서는, 예를 들어 알코올성 히드록시기, 페놀성 히드록시기 등의 히드록시기, 카르복시기, 술포기, 아미노기 등을 들 수 있다.The group (a) is a group which generates a polar group by dissociation of an acid dissociable group by action of an acid. Examples of the group (a) include groups in which a hydrogen atom of the polar group is substituted with an acid dissociable group. Examples of the polar group include a hydroxyl group such as an alcoholic hydroxyl group and a phenolic hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and an amino group.

기 (a)로서는, 예를 들어 하기 식 (1)로 표시되는 기 등을 들 수 있다.As the group (a), there can be mentioned, for example, a group represented by the following formula (1).

Figure pat00030
Figure pat00030

상기 식 (1) 중 Y는 1가의 극성기로부터 1개의 수소 원자를 제거한 2가의 기이다. R1은 탄소수 1 내지 20의 1가의 산 해리성기이다.In the formula (1), Y is a divalent group obtained by removing one hydrogen atom from a monovalent polar group. R 1 is a monovalent acid dissociable group having 1 to 20 carbon atoms.

R1로 표시되는 산 해리성기로서는, 예를 들어 3급 알킬기, 3급 시클로알킬기, 1-알콕시 치환 알킬기, 1-시클로알킬옥시 치환 알킬기 등을 들 수 있고, 예를 들어 t-부틸기, 1-메틸시클로펜탄-1-일기, 1-에틸시클로펜탄-1-일기, 1-i-프로필 시클로펜탄-1-일기, 2-에틸아다만탄-2-일기, 1-시클로헥실에톡시에틸기 등을 들 수 있다.Examples of the acid dissociable group represented by R 1 include a tertiary alkyl group, a tertiary cycloalkyl group, a 1-alkoxy substituted alkyl group, a 1-cycloalkyloxy substituted alkyl group and the like, 1-ethylcyclopentan-1-yl group, 1-i-propylcyclopentan-1-yl group, 2-ethyladamantan-2-yl group, 1-cyclohexylethoxyethyl group and the like .

구조 단위 (I)로서는, 예를 들어 하기 식 (2-1)로 표시되는 구조 단위(구조 단위 (I-1)이라고도 함), 하기 식 (2-2)로 표시되는 구조 단위(구조 단위 (I-2)라고도 함) 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (I) include structural units represented by the following formula (2-1) (also referred to as structural units (I-1)), structural units represented by the following formula (2-2) I-2)), and the like.

Figure pat00031
Figure pat00031

상기 식 (2-1) 중 R2는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. R3은 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이다. R4 및 R5는, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이거나, 또는 이들 기가 서로 합하여져 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낸다.In the formula (2-1), R 2 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 3 is a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms. R 4 and R 5 each independently represent a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or an alicyclic structure having 3 to 20 reduced numbers formed by combining these groups together with the carbon atoms to which they are bonded.

상기 식 (2-2) 중 R6은 수소 원자 또는 메틸기이다. L1은 단결합, -COO- 또는 -CONH-이다. R7은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이다. R8 및 R9는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시탄화수소기이다.In the formula (2-2), R 6 is a hydrogen atom or a methyl group. L 1 is a single bond, -COO- or -CONH-. R 7 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms. R 8 and R 9 are each independently a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms or a monovalent oxyhydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms.

구조 단위 (I-1)로서는 하기 식 (2-1-1) 내지 (2-1-4)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (I-1-1) 내지 (I-1-4)」라고도 함)가 바람직하다. 구조 단위 (I-2)로서는, 하기 식 (2-2-1)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (I-2-1)」이라고도 함)가 바람직하다.Examples of the structural unit (I-1) include structural units represented by the following formulas (2-1-1) to (2-1-4) ) &Quot;) is preferable. As the structural unit (I-2), a structural unit represented by the following formula (2-2-1) (hereinafter also referred to as "structural unit (I-2-1)") is preferable.

Figure pat00032
Figure pat00032

상기 식 (2-1-1) 내지 (2-1-4) 중 R2 내지 R5는 상기 식 (2-1)과 동의이다. np는 각각 독립적으로, 1 내지 4의 정수이다.R 2 to R 5 in the formulas (2-1-1) to (2-1-4) are synonymous with the formula (2-1). n p is independently an integer of 1 to 4;

상기 식 (2-2-1) 중 R6 내지 R9는 상기 식 (2-2)와 동의이다.In the formula (2-2-1), R 6 to R 9 are synonymous with the formula (2-2).

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

Figure pat00034
Figure pat00034

상기 식 중 R2는 상기 식 (2-1)과 동의이다.In the above formula, R 2 is synonymous with the formula (2-1).

구조 단위 (I-2)로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (I-2) include structural units represented by the following formulas.

Figure pat00035
Figure pat00035

상기 식 중 R6은 상기 식 (2-2)와 동의이다.Wherein R &lt; 6 &gt; is as defined in formula (2-2).

구조 단위 (I-1)로서는, 구조 단위 (I-1-1) 및 구조 단위 (I-1-2)가 바람직하고, 1-알킬시클로펜탄-1-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위 및 2-알킬아다만탄-2-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위가 보다 바람직하다.As the structural unit (I-1), structural unit (I-1-1) and structural unit (I-1-2) are preferable, and structure derived from 1-alkylcyclopentan-1-yl (meth) And a structural unit derived from 2-alkyladamantan-2-yl (meth) acrylate are more preferable.

구조 단위 (I-2)로서는, 구조 단위 (I-2-1)이 바람직하고, 1-시클로알킬옥시알칸-1-일옥시스티렌에서 유래하는 구조 단위가 보다 바람직하다.The structural unit (I-2) is preferably the structural unit (I-2-1), more preferably the structural unit derived from the 1-cycloalkyloxyalkane-1-yloxystyrene.

구조 단위 (I)의 함유 비율의 하한으로서는, [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여, 10몰%가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하고, 30몰%가 더욱 바람직하고, 40몰%가 특히 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 80몰%가 바람직하고, 70몰%가 보다 바람직하고, 60몰%가 더욱 바람직하고, 55몰%가 특히 바람직하다. 상기 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 감도, 나노 에지 러프니스 성능 및 해상성을 보다 향상시킬 수 있다.The lower limit of the content of the structural unit (I) is preferably 10 mol%, more preferably 20 mol%, further preferably 30 mol%, and preferably 40 mol%, based on the total structural units constituting the polymer [A] % Is particularly preferable. The upper limit of the content is preferably 80 mol%, more preferably 70 mol%, still more preferably 60 mol%, and particularly preferably 55 mol%. By setting the content ratio within the above range, the sensitivity, nano-edge roughness performance and resolution can be further improved.

[구조 단위 (II)] [Structural unit (II)]

구조 단위 (II)는 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조, 술톤 구조 또는 이들의 조합을 포함하는 구조 단위이다. [A] 중합체가 구조 단위 (II)를 가짐으로써, 감도, 나노 에지 러프니스 성능 및 해상성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 얻어지는 레지스트 패턴과 기판의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있다.The structural unit (II) is a structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof. By having the polymer [A] having the structural unit (II), the sensitivity, the nano-edge roughness performance and the resolution can be further improved. Further, the adhesion between the resulting resist pattern and the substrate can be further improved.

구조 단위 (II)로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (II) include structural units represented by the following formulas.

Figure pat00036
Figure pat00036

Figure pat00037
Figure pat00037

Figure pat00038
Figure pat00038

Figure pat00039
Figure pat00039

상기 식 중 RL1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다.Wherein R L1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

구조 단위 (II)로서는, 락톤 구조를 포함하는 구조 단위 및 환상 카르보네이트 구조를 포함하는 구조 단위가 바람직하고, 락톤 구조를 포함하는 기를 갖는 (메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위 및 환상 카르보네이트 구조를 포함하는 기를 갖는 (메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위가 보다 바람직하다.As the structural unit (II), structural units containing a lactone structure and structural units containing a cyclic carbonate structure are preferable, and structural units derived from (meth) acrylate having a group containing a lactone structure and cyclic carbon And a structural unit derived from (meth) acrylate having a group containing a nitrile structure is more preferable.

[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, 30몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 80몰%가 바람직하고, 70몰%가 보다 바람직하고, 60몰%가 더욱 바람직하다. 구조 단위 (II)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 감도, 나노 에지 러프니스 성능 및 해상성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 얻어지는 레지스트 패턴과 기판의 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다.When the polymer [A] has the structural unit (II), the lower limit of the content of the structural unit (II) is preferably 10% by mole, preferably 20% by mole based on the total structural units constituting the polymer [A] , And still more 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 of the structural unit (II) within the above range, the sensitivity, nano-edge roughness performance and resolution can be further improved. Further, the adhesion between the obtained resist pattern and the substrate can be further improved.

[그 밖의 구조 단위] [Other structural units]

[A] 중합체는, 상기 구조 단위 (I) 및 (II) 이외에도 그 밖의 구조 단위를 갖고 있을 수도 있다. 상기 그 밖의 구조 단위로서는, 예를 들어 페놀성 히드록시기를 포함하는 구조 단위, 알코올성 히드록시기를 포함하는 구조 단위, 케톤성 카르보닐기, 시아노기, 카르복시기, 니트로기, 아미노기 또는 이들의 조합을 포함하는 구조 단위, 비해리성의 1가의 지환식 탄화수소기를 포함하는 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위 등을 들 수 있다. 그 밖의 구조 단위의 함유 비율의 상한으로서는 [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여, 20몰%가 바람직하고, 10몰%가 보다 바람직하다.The polymer [A] may have other structural units in addition to the structural units (I) and (II). Examples of other structural units include structural units comprising a phenolic hydroxy group, a structural unit containing an alcoholic hydroxyl group, a structural unit comprising a ketonic carbonyl group, a cyano group, a carboxyl group, a nitro group, an amino group, or a combination thereof And structural units derived from a (meth) acrylic acid ester containing a monovalent alicyclic hydrocarbon group. The upper limit of the content ratio of the other structural units is preferably 20 mol%, more preferably 10 mol%, with respect to the total structural units constituting the polymer [A].

[A] 성분의 함유량의 하한으로서는, 감방사선성 수지 조성물 (I)의 전체 고형분에 대하여, 70질량%가 바람직하고, 80질량%가 보다 바람직하고, 85질량%가 더욱 바람직하다. 「전체 고형분」이란, 감방사선성 수지 조성물 (I) 중의 [E] 용매 이외의 성분의 총합을 의미한다.The lower limit of the content of the [A] component is preferably 70% by mass, more preferably 80% by mass, and even more preferably 85% by mass, based on the total solid content of the radiation sensitive resin composition (I). Means the total of the components other than the [E] solvent in the radiation sensitive resin composition (I).

[A] 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)의 하한으로서는 6,000이 바람직하고, 7,000이 보다 바람직하고, 8,000이 더욱 바람직하고, 10,000이 특히 바람직하다. 상기 Mw의 상한으로서는 100,000이 바람직하고, 30,000이 보다 바람직하고, 20,000이 더욱 바람직하고, 15,000이 특히 바람직하다. [A] 중합체의 Mw를 상기 범위로 함으로써, 막 감소를 억제할 수 있다.The lower limit of the polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) of the polymer [A] by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 6,000, more preferably 7,000, even more preferably 8,000, and particularly preferably 10,000. The upper limit of the Mw is preferably 100,000, more preferably 30,000, even more preferably 20,000, and particularly preferably 15,000. By setting the Mw of the polymer [A] within the above range, film reduction can be suppressed.

[A] 중합체의 폴리스티렌 환산 수 평균 분자량(Mw)의 하한으로서는, 3,000이 바람직하고, 3,500이 보다 바람직하고, 4,000이 더욱 바람직하고, 5,000이 특히 바람직하다. 상기 Mn의 상한으로서는 60,000이 바람직하고, 20,000이 보다 바람직하고, 15,000이 더욱 바람직하고, 10,000이 특히 바람직하다.The lower limit of the polystyrene reduced number average molecular weight (Mw) of the [A] polymer is preferably 3,000, more preferably 3,500, even more preferably 4,000, and particularly preferably 5,000. The upper limit of Mn is preferably 60,000, more preferably 20,000, even more preferably 15,000, and particularly preferably 10,000.

[A] 중합체의 GPC에 의한 폴리스티렌 환산 수 평균 분자량(Mn)에 대한 Mw의 비(Mw/Mn)의 하한으로서는, 통상적으로 1이며, 1.3이 바람직하다. 상기 비의 상한으로서는 5가 바람직하고, 3이 보다 바람직하고, 2가 더욱 바람직하고, 1.7이 특히 바람직하다.The lower limit of the ratio (Mw / Mn) of Mw to the polystyrene reduced number average molecular weight (Mn) of the polymer [A] is usually 1 and preferably 1.3. The upper limit of the ratio is preferably 5, more preferably 3, still more preferably 2, and particularly preferably 1.7.

본 명세서에 있어서의 중합체의 Mw 및 Mn은 이하의 조건에 의한 GPC를 사용하여 측정되는 값이다.Mw and Mn of the polymer in the present specification are values measured by GPC under the following conditions.

GPC 칼럼: 예를 들어 도소사의 「G2000HXL」 2개, 「G3000HXL」 1개 및 「G4000HXL」 1개 GPC Column: For example, two "G2000HXL", one "G3000HXL" and one "G4000HXL"

칼럼 온도: 40℃ Column temperature: 40 DEG C

용출 용매: 테트라히드로푸란 Elution solvent: tetrahydrofuran

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

[[B] 성분] [Component [B]]

[B] 성분은 노광광 (I)의 작용에 의해 산을 발생하는 성분이다. 감방사선성 수지 조성물 (I)에 있어서의 [B] 성분의 함유 형태로서는, [A] 성분과는 상이한 성분으로서 함유되어 있을 수도 있고, 상술한 [A] 중합체의 일부로서 편입되는, 즉, [A] 중합체에 포함되는 것일 수도 있고, 이들 양쪽의 함유 형태일 수도 있다. [B] 성분은, [A] 성분과는 상이한 성분으로서 함유되는 경우, 후술하는 바와 같은 저분자 화합물의 형태(이하, 「[B] 산 발생제」라고도 함)일 수도, 중합체의 형태일 수도, 이들 양쪽의 형태일 수도 있다.The component [B] is a component that generates an acid by the action of the exposure light (I). The content of the component [B] in the radiation-sensitive resin composition (I) may be contained as a component different from that of the component [A], and may be incorporated as part of the polymer [A] A] polymer, or both of them. The component [B], when contained as a component different from the component [A], may be in the form of a low molecular compound as described later (hereinafter also referred to as "[B] acid generator"), They may be in both forms.

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

오늄염 화합물로서는, 예를 들어 술포늄염, 테트라히드로티오페늄염, 요오도늄염, 포스포늄염, 디아조늄염, 피리디늄염 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.

[B] 산 발생제의 구체예로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2009-134088호 공보의 단락 [0080] 내지 [0113]에 기재되어 있는 화합물 등을 들 수 있다.Specific examples of the acid generator [B] include the compounds described in paragraphs [0080] to [0113] of JP-A No. 2009-134088, for example.

[B] 산 발생제로서는, 하기 식 (3)으로 표시되는 화합물이 바람직하다. [B] 산 발생제가 하기 구조를 가짐으로써, [A] 성분이 갖는 구조와의 상호 작용 등에 의해 발생하는 산의 레지스트막 중의 확산 길이가 보다 적절하게 짧아진다고 생각되어, 그 결과, 감방사선성 수지 조성물 (I)의 감도, 나노 에지 러프니스 성능 및 해상성을 보다 향상시킬 수 있다.As the acid generator [B], a compound represented by the following formula (3) is preferable. It is considered that the diffusion length in the resist film of the acid generated by the interaction of [B] acid generator with the structure of the component [A] is more appropriately shortened by having the following structure, The sensitivity of the composition (I), the nano-edge roughness performance and the resolution can be further improved.

Figure pat00040
Figure pat00040

상기 식 (3) 중 Rp1은 환원수(環員數) 6 이상의 환 구조를 포함하는 1가의 기이다. Rp2는 2가의 연결기이다. Rp3 및 Rp4는 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 불소화탄화수소기이다. Rp5 및 Rp6은 각각 독립적으로, 불소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 불소화탄화수소기이다. np1은 0 내지 10의 정수이다. np2는 0 내지 10의 정수이다. np3은 1 내지 10의 정수이다. np1이 2 이상인 경우, 복수의 Rp2는 동일할 수도 상이할 수도 있다. np2가 2 이상인 경우, 복수의 Rp3은 동일할 수도 상이할 수도 있고, 복수의 Rp4는 동일할 수도 상이할 수도 있다. np3이 2 이상인 경우, 복수의 Rp5는 동일할 수도 상이할 수도 있고, 복수의 Rp6은 동일할 수도 상이할 수도 있다. X+은 1가의 감방사선성 오늄 양이온이다.In the formula (3), R p1 is a monovalent group containing a ring structure having 6 or more ring members. R p2 is a divalent linking group. R p3 and R p4 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R p5 and R p6 are each independently a fluorine atom or a monovalent fluorinated hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms. n p1 is an integer of 0 to 10; n p2 is an integer of 0 to 10; and n p3 is an integer of 1 to 10. When n p1 is 2 or more, plural R p2 may be the same or different. When n p2 is 2 or more, plural R p3 may be the same or different, and plural R p4 may be the same or different. When n p3 is 2 or more, a plurality of R p5 may be the same or different, and a plurality of R p6 may be the same or different. X &lt; + & gt ; is a monovalent, radiosensitive onium cation.

X+로 표시되는 1가의 감방사선성 오늄 양이온은 노광광 (I)의 조사에 의해 분해되는 양이온이다. 노광부에서는 이 감방사선성 오늄 양이온의 분해에 의해 생성되는 양성자와, 술포네이트 음이온으로부터 술폰산을 발생한다. 상기 X+로 표시되는 1가의 감방사선성 오늄 양이온으로서는, 예를 들어 하기 식 (X-1)로 표시되는 양이온(이하, 「양이온 (X-1)」이라고도 함), 하기 식 (X-2)로 표시되는 양이온(이하, 「양이온 (X-2)」라고도 함), 하기 식 (X-3)으로 표시되는 양이온(이하, 「양이온 (X-3)」이라고도 함) 등을 들 수 있다.The monovalent radiation-sensitive onium cations represented by X &lt; + &gt; are cations decomposed by irradiation of the exposure light (I). In the exposed part, protons produced by the decomposition of these radiosensitive onium cations and sulfonic acids are generated from the sulfonate anions. Examples of the monovalent radiation sensitive onium cation represented by X + include a cation represented by the following formula (X-1) (hereinafter also referred to as a cation (X-1) (Hereinafter also referred to as &quot; cation (X-2) &quot;), and a cation represented by the following formula (X-3) .

Figure pat00041
Figure pat00041

상기 식 (X-1) 중 Ra1, Ra2 및 Ra3은 각각 독립적으로, 치환 혹은 비치환된 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 혹은 분지상의 알킬기, 치환 혹은 비치환된 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기, -OSO2-RP 혹은 -SO2-RQ이거나, 또는 이들 기 중 2개 이상이 서로 합쳐져 구성되는 환 구조를 나타낸다. RP 및 RQ는 각각 독립적으로, 치환 혹은 비치환된 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 혹은 분지상의 알킬기, 치환 혹은 비치환된 탄소수 5 내지 25의 지환식 탄화수소기 또는 치환 혹은 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 복수인 경우, 복수의 Ra1 내지 Ra3 및 RP 및 RQ는 각각 동일할 수도 상이할 수도 있다.R a1 , R a2 and R a3 in the formula (X-1) are each independently a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 12 carbon atoms A 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 are each independently 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. k1, k2 and k3 are each independently an integer of 0 to 5; When 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 식 (X-2) 중 Rb1은 치환 혹은 비치환된 탄소수 1 내지 8의 직쇄상 혹은 분지상의 알킬기 또는 치환 혹은 비치환된 탄소수 6 내지 8의 방향족 탄화수소기이다. k4는 0 내지 7의 정수이다. Rb1이 복수인 경우, 복수의 Rb1은 동일할 수도 상이할 수도 있고, 또한 복수의 Rb1은 서로 합쳐져 구성되는 환 구조를 나타낼 수도 있다.In the 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 there are a plurality of R b1 s , a plurality of R b1 s may be the same or different, and a plurality of R b1 s may represent a cyclic structure formed by being mutually bonded.

Rb2는 치환 혹은 비치환된 탄소수 1 내지 7의 직쇄상 혹은 분지상의 알킬기, 또는 치환 혹은 비치환된 탄소수 6 혹은 7의 방향족 탄화수소기이다. k5는 0 내지 6의 정수이다. Rb2가 복수인 경우, 복수의 Rb2는 동일할 수도 상이할 수도 있고, 또한 복수의 Rb2는 서로 합쳐져 구성되는 환 구조를 나타낼 수도 있다. r은 0 내지 3의 정수이다. Rb3은 단결합 또는 탄소수 1 내지 20의 2가의 유기기이다. t는 0 내지 2의 정수이다.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; When a plurality of R b2 s are present, a plurality of R b2 s may be the same or different and a plurality of R b2 s may represent a cyclic structure formed by mutually joining them. r is an integer of 0 to 3; R b3 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. and t is an integer of 0 to 2.

상기 식 (X-3) 중 Rc1 및 Rc2는 각각 독립적으로, 치환 혹은 비치환된 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 혹은 분지상의 알킬기, 치환 혹은 비치환된 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기, -OSO2-RR 혹은 -SO2-RS이거나, 또는 이들 기 중 2개 이상이 서로 합쳐져 구성되는 환 구조를 나타낸다. RR 및 RS는 각각 독립적으로, 치환 혹은 비치환된 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 혹은 분지상의 알킬기, 치환 혹은 비치환된 탄소수 5 내지 25의 지환식 탄화수소기 또는 치환 혹은 비치환된 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기이다. k6 및 k7은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이다. Rc1, Rc2, RR 및 RS가 각각 복수인 경우, 복수의 Rc1, Rc2, RR 및 RS는 각각 동일할 수도 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 a cyclic structure in which two or more of these groups are joined together. R R and R S are each a substituted or unsubstituted carbon atoms, has 1 to 12 linear or branched alkyl group, a substituted or beach alicyclic hydrocarbon group or substituted in the ring having 5 to 25 or unsubstituted C 6 independently 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 may be the same or different when a plurality of R c1 , R c2 , R R and R S are respectively plural.

X+로서는, 이들 중에서 양이온 (X-1) 및 양이온 (X-3)이 바람직하고, 트리페닐술포늄 양이온, 4-시클로헥실술포닐페닐디페닐술포늄 양이온 및 디페닐요오도늄 양이온이 보다 바람직하다.Examples of X +, a cation (X-1) and cation (X-3) is preferred among these, and triphenylsulfonium cation and 4-cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl phenyl diphenyl sulfonium cation and diphenyl iodonium cations than desirable.

상기 식 (3)으로 표시되는 산 발생제로서는 예를 들어 하기 식 (3-1) 내지 (3-15)로 표시되는 화합물(이하, 「화합물 (3-1) 내지 (3-15)」라고도 함) 등을 들 수 있다.Examples of the acid generator represented by the formula (3) include compounds represented by the following formulas (3-1) to (3-15) (hereinafter also referred to as the compounds (3-1) to (3-15) ), And the like.

Figure pat00042
Figure pat00042

상기 식 (3-1) 내지 (3-15) 중 X+은 1가의 감방사선성 오늄 양이온이다.In the formulas (3-1) to (3-15), X &lt; + & gt ; is a monovalent sensitizing radiation onium cation.

[B] 산 발생제로서는, 오늄염 화합물이 바람직하고, 화합물 (3-15) 및 노나플루오로-n-부탄-1-술포네이트의 오늄염 화합물이 보다 바람직하다.As the acid generator [B], onium salt compounds are preferable, and onium salt compounds of compound (3-15) and nonafluoro-n-butane-1-sulfonate are more preferable.

[B] 성분은, 예를 들어 [A] 중합체 중에 하기 식 (4)로 표시되는 구조 단위 등의 구조 단위로서 포함되어 있을 수도 있다.The [B] component may be contained in the polymer [A], for example, as a structural unit such as a structural unit represented by the following formula (4).

Figure pat00043
Figure pat00043

상기 식 (4) 중 Rp7은 수소 원자 또는 메틸기이다. L2는 단결합, -O- 또는 탄소수 1 내지 20의 2가의 유기기이다. Rp8은 탄소수 1 내지 10의 불소화 알칸디일기이다. X+은 1가의 감방사선성 오늄 양이온이다.In the formula (4), R p7 is a hydrogen atom or a methyl group. L 2 is a single bond, -O- or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R p8 is a fluorinated alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. X &lt; + & gt ; is a monovalent, radiosensitive onium cation.

Rp7로서는, 상기 식 (4)로 표시되는 구조 단위를 부여하는 단량체의 공중합성의 관점에서, 수소 원자 및 메틸기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.As R p7 , a hydrogen atom and a methyl group are preferable, and a methyl group is more preferable from the viewpoint of copolymerization of the monomer giving the structural unit represented by the formula (4).

L2로서는, -COO-가 바람직하다.As L 2 , -COO- is preferable.

Rp8로서는 탄소수 1 내지 4의 불소화 알칸디일기가 바람직하고, 탄소수 1 및 2의 불소화 알칸디일기가 보다 바람직하고, 1,2-디플루오로에탄-1,2-디일기가 더욱 바람직하다.As R p8, a fluorinated alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, a fluorinated alkanediyl group having 1 and 2 carbon atoms is more preferable, and a 1,2-difluoroethane-1,2-diyl group is more preferable.

[B] 성분으로부터 발생하는 산의 물/옥탄올 분배 계수의 상용 대수값(logP값)의 하한으로서는 1.5가 바람직하고, 2.0이 보다 바람직하고, 2.5가 더욱 바람직하다. 상기 logP값의 상한으로서는 12.0이 바람직하고, 11.0이 보다 바람직하고, 10.5가 더욱 바람직하다. logP값을 상기 범위로 함으로써, 유기 용매를 주성분으로 하는 현상액을 사용하는 레지스트 패턴 형성에 있어서, 라인 에지 러프니스가 보다 양호해지고, 선 폭의 면내 균일성 및 브리지 마진이 우수한 레지스트 패턴을 얻을 수 있다. 그 이유는 반드시 명확하지는 않지만, 예를 들어 logP값을 상기 범위로 함으로써, 유기 용매를 주성분으로 하는 현상액 (I)에 대하여, [B] 성분으로부터 발생하는 산 및 [B] 성분이 보다 균일하게 또한 보다 신속하게 용해될 수 있는 것 등을 들 수 있다. 즉, logP값을 상기 상한 이하로 함으로써, [B] 성분으로부터 발생하는 산 및 [B] 성분의 음이온의 소수성이 적당한 범위가 되어, 그 결과, 현상 공정에 있어서, 산 및 [B] 성분끼리의 소수적 상호 작용에 의한 응집이 억제됨으로써, 현상이 균일하게 진행되는 것 등이 생각된다. 한편, logP값을 상기 하한 이상으로 함으로써 [B] 성분으로부터 발생하는 산 및 [B] 성분이 현상액 (I)에 충분히 용해되어, 그 결과, 불용물의 석출 등이 억제되는 것 등이 생각된다. 또한, logP값을 상기 범위로 함으로써, 현상 균일성이 향상되고, 라인 패턴이 팽윤되기 어려워져, 그 결과, 패턴 사이에 있어서의 브리지 형성이 억제됨으로써, 브리지 마진이 향상된다고 생각된다.The lower limit of the logarithm value (logP value) of the water / octanol partition coefficient of the acid generated from the [B] component is preferably 1.5, more preferably 2.0, and still more preferably 2.5. The upper limit of the log P value is preferably 12.0, more preferably 11.0, and even more preferably 10.5. By setting the log P value within the above range, in forming a resist pattern using a developer containing an organic solvent as a main component, the line edge roughness becomes better, and a resist pattern having an excellent in-plane uniformity of line width and bridge margin can be obtained . Although the reason for this is not clear, for example, by setting the log P value within the above range, the acid (B) component and the [B] component generated from the component [B] And can dissolve more quickly. That is, by setting the log P value to be not more than the upper limit, the hydrophobicity of the anion generated from the [B] component and the anion of the [B] component is within a suitable range. As a result, It is considered that aggregation due to minority interaction is suppressed, so that development proceeds uniformly. On the other hand, when the log P value is made to be equal to or lower than the lower limit described above, the acid generated from the [B] component and the [B] component are sufficiently dissolved in the developer (I), and as a result, precipitation of insoluble matter is suppressed. Further, by setting the log P value within the above range, the uniformity of the development is improved and the line pattern is less likely to swell. As a result, the bridge formation between the patterns is suppressed, thereby improving the bridge margin.

여기서, logP값이란, 옥탄올/물의 분배 계수의 대수값이며, 분자의 친소수성을 나타내는 중요한 파라미터로서 알려져 있다. 화합물의 logP값을 구하는 방법으로서는, 크게 구별하면, 실험적으로 실측하여 구하는 방법과, 계산에 의해 구하는 방법이 알려져 있다.Here, the log P value is an algebraic value of the partition coefficient of octanol / water and is known as an important parameter indicating the affinity of the molecule. The method of obtaining the log P value of a compound is roughly divided into two methods: a method in which an experiment is actually measured and a method in which a value obtained by calculation is known.

이하, logP값의 산출 방법에 대하여 설명한다. logP값을 실측하는 경우, 하기 문헌에 기재된 방법에 의해, 실측하여 구할 수 있다. 또한, 계산에 의해 logP값을 산출하는 경우, 계산에 의해 산출한 logP값(이하, 「ClogP값」이라고도 함)은 다음의 문헌에 기재된 프래그먼트법, 또는 하기 시판되는 소프트웨어 패키지 1 및 2를 사용하여 계산에 의해 구할 수 있다. 본 명세서에 있어서의 logP값은 이 ClogP값을 가리키고, 명세서 중에 기재한 logP값의 수치는 하기 소프트웨어 패키지 2를 사용하여 계산한 「ClogP값」의 수치이다.Hereinafter, the method of calculating the logP value will be described. When the log P value is actually measured, it can be measured and measured by the method described in the following documents. In the case of calculating the logP value by calculation, the logP value (hereinafter also referred to as &quot; ClogP value &quot;) calculated by calculation can be calculated by the fragment method described in the following document or by using software packages 1 and 2 Can be obtained by calculation. The logP value in this specification indicates this ClogP value, and the numerical value of the logP value described in the specification is a numerical value of "ClogP value" calculated using the following software package 2.

문헌: C. Hansch 및 A. Leo, Substituent Constants for Correlation Analysis in Chemistry and Biology(John Wiley & Sons, New York, 1969)C. Hansch and A. Leo, Substituent Constants for Correlation Analysis in Chemistry and Biology (John Wiley & Sons, New York, 1969)

소프트웨어 패키지 1: MedChem Software(Release 3.54, 1991년 8월, Medicinal Chemistry Project, Pomona College, Claremont, CA)Software Package 1: MedChem Software (Release 3.54, August 1991, Medicinal Chemistry Project, Pomona College, Claremont, CA)

소프트웨어 패키지 2: Chem Draw Ultra ver. 8.0.(2003년 4월, Cambridge Soft Corporation, USA) Software Package 2: Chem Draw Ultra ver. 8.0 (April 2003, Cambridge Soft Corporation, USA)

logP값이 1.5 이상 12.0 이하인 산을 발생시키는 화합물(이하, 「화합물 (I)」이라고도 함)로서는, 음이온 중에 탄소수 2 이상의 불소 치환되어 있지 않은 탄화수소 골격을 포함하는 기를 갖는 화합물(이하, 「화합물 (I-1)」이라고도 함)이 바람직하다. [B] 산 발생제로서 화합물 (I-1)을 사용함으로써, 유기 용매를 주성분으로 하는 현상액을 사용한 레지스트 패턴 형성에 있어서, 라인 에지 러프니스가 보다 양호해지고, 선 폭의 면내 균일성 및 브리지 마진도 더욱 양호해진다. 불소 치환되어 있지 않은 탄화수소 골격을 포함하는 기의 탄소수로서는 3 이상이 바람직하고, 4 이상이 보다 바람직하다.(hereinafter also referred to as &quot; compound (I) &quot;) that generates an acid having a log P value of 1.5 to 12.0 I-1) &quot;) is preferable. By using the compound (I-1) as the acid generator [B], the line edge roughness becomes better in forming a resist pattern using a developer containing an organic solvent as a main component, and the uniformity of in- . The number of carbon atoms of the group containing a non-fluorine-substituted hydrocarbon skeleton is preferably 3 or more, more preferably 4 or more.

탄소수 2 이상의 불소 치환되어 있지 않은 탄화수소 골격은 화합물 (I-1)의 음이온 중의 어느 위치에 갖고 있어도 되지만, 음이온의 말단에 갖는 편이 바람직하다.The non-fluorine-substituted hydrocarbon skeleton having 2 or more carbon atoms may be present at any position in the anion of the compound (I-1), but it is preferably a side chain of the anion.

화합물 (I-1)이 발생하는 산으로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 산 등을 들 수 있다.As the acid from which the compound (I-1) is generated, for example, an acid represented by the following formula can be given.

Figure pat00044
Figure pat00044

화합물 (I)이 발생하는 산으로서는, 하기 식 (I) 또는 (I')로 표시되는 산 등도 들 수 있다.Examples of the acid from which the compound (I) is generated include an acid represented by the following formula (I) or (I ').

Figure pat00045
Figure pat00045

상기 식 (I) 및 (I') 중 A1은 메틸렌기, 탄소수 2 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 20의 불소화 알킬렌기, 이 알킬렌기 또는 불소화 알킬렌기의 탄소-탄소 사이에 산소 원자, 황 원자, -CO-, -COO- 등을 포함하는 기이다. A2 및 A3은 각각 독립적으로 단결합, 산소 원자 또는 -N(Rxb)-이다. Rxb는 수소 원자, 치환 혹은 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴기, 알킬기, 알콕시 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 또는 옥사시클로알킬기이다. A4는 단결합 또는 -CO-이다. Ra는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아르알킬기 또는 알케닐기이다. n은 2 또는 3이다. Rb는 탄소수 1 내지 20의 n가의 연결기이다. A3이 -N(Rxb)-인 경우, Ra와 Rxb 또는 Rb와 Rxb가 결합하여 단환 혹은 다환의 환원수 4 내지 10의 아자시클로알칸 구조, 또는 단환 혹은 다환의 환원수 4 내지 10의 아자옥사시클로알칸 구조를 형성하고 있을 수도 있다.In the above formulas (I) and (I '), A 1 represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, a fluorinated alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, an oxygen atom, Sulfur atom, -CO-, -COO- and the like. A 2 and A 3 are each independently a single bond, an oxygen atom or -N (Rxb) -. Rxb is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 14 carbon atoms, an alkyl group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or a cycloalkyl group or an oxacycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms. A 4 is a single bond or -CO-. Ra is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or an alkenyl group. n is 2 or 3; Rb is an n-valent linking group having 1 to 20 carbon atoms. When A 3 is -N (Rxb) -, Ra and Rxb or Rb and Rxb are bonded to form an azacyclocalkane structure having 4 to 10 monocyclic or polycyclic condensed rings, or a 4- to 10-membered monocyclic or polycyclic alkoxycycloalkane Structure may be formed.

상기 각 기가 가질 수도 있는 치환기로서는, 예를 들어 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 카르복시기, 시클로알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아실기, 아실옥시기 등을 들 수 있다.Examples of the substituent which each group may have include a halogen atom, a hydroxy group, a nitro group, a cyano group, a carboxy group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group and an acyloxy group.

식 (I) 및 (I')로 표시되는 술폰산으로서는, 하기 식 (IA) 내지 (IC) 및 (I'A) 내지 (I'C)로 표시되는 술폰산이 바람직하다.As the sulfonic acids represented by the formulas (I) and (I '), sulfonic acids represented by the following formulas (IA) to (IC) and (I'A) to (I'C) are preferable.

Figure pat00046
Figure pat00046

상기 식 (IA) 내지 (IC) 및 (I'A) 내지 (I'C) 중 Ra'은 상기 식 (I)에 있어서의 Ra와 동의이다. Rb 및 n은 상기 식 (I')에 있어서의 Rb 및 n과 동의이다. Ra"은 알킬기, 아릴기, 아르알킬기 또는 알케닐기이다. Rx'은 상기 식 (I) 및 (I')에 있어서의 Rxb와 동의이다. n1은 1 내지 10의 정수이다. n2는 0 내지 10의 정수이다. A5는 단결합, -O-, 알킬렌기, 시클로알킬렌기 또는 아릴렌기이다.Ra 'in the formulas (IA) to (IC) and (I'A) to (I'C) agrees with Ra in the formula (I). Rb and n are synonymous with Rb and n in the formula (I '). R 1 'is an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group, R x' is the same as R xb in the formulas (I) and (I '), n 1 is an integer of 1 to 10, A 5 is a single bond, -O-, an alkylene group, a cycloalkylene group or an arylene group.

A5로 표시되는 알킬렌기 및 시클로알킬렌기는 불소 치환되어 있지 않은 알킬렌기 및 불소 치환되어 있지 않은 시클로알킬렌기가 바람직하다. 상기 식 (IA)에 있어서 Ra'와 Rx'가 결합하여 환을 형성하고 있는 것이 바람직하다. 환 구조를 형성함으로써, 상기 식 (IA)로 표시되는 화합물의 안정성이 향상되고, 이것을 함유하는 감방사선성 수지 조성물 (I)의 보존 안정성이 향상된다. 형성되는 환의 탄소수로서는 4 내지 20이 바람직하다. Ra"로 표시되는 알킬기, 아릴기, 아르알킬기 및 알케닐기로서는, 예를 들어 Ra로서 예시한 마찬가지의 기 등을 들 수 있다. n1+n2로서는 2 내지 8이 바람직하고, 2 내지 6이 보다 바람직하다.The alkylene group and cycloalkylene group represented by A 5 are preferably an alkylene group which is not fluorine-substituted and a cycloalkylene group which is not fluorine-substituted. In the above formula (IA), it is preferable that Ra 'and Rx' are combined to form a ring. By forming a ring structure, the stability of the compound represented by the formula (IA) is improved and the storage stability of the radiation-sensitive resin composition (I) containing the same is improved. The number of carbon atoms of the formed ring is preferably 4 to 20. Examples of the alkyl group, aryl group, aralkyl group and alkenyl group represented by Ra "include the same groups exemplified as Ra. N1 + n2 is preferably 2 to 8, more preferably 2 to 6 Do.

상기 식 (I) 및 (I')로 표시되는 술폰산으로서는, 하기 식으로 표시되는 술폰산이 바람직하다.As the sulfonic acid represented by the formulas (I) and (I '), a sulfonic acid represented by the following formula is preferable.

Figure pat00047
Figure pat00047

Figure pat00048
Figure pat00048

이들 중에서도 탄소수 2 이상의 불소 치환되어 있지 않은 탄화수소 골격을 포함하는 술폰산이 바람직하다. 그러한 술폰산으로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.Of these, sulfonic acids containing a fluorine-substituted hydrocarbon skeleton having 2 or more carbon atoms are preferable. As such a sulfonic acid, for example, a compound represented by the following formula can be given.

Figure pat00049
Figure pat00049

화합물 (I)로서는, 하기 식 (II)로 표시되는 술폰산을 발생시키는 것도 바람직하다.As the compound (I), it is also preferable to generate a sulfonic acid represented by the following formula (II).

Figure pat00050
Figure pat00050

상기 식 (II) 중 Rf는 불소 원자 또는 불소 원자를 갖는 유기기이다. Ra1 및 Rb1은 각각 독립적으로, 알킬기, 아릴기, 시클로알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아르알킬기, 아르알킬옥시기, 시클로알콕시기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아실옥시기, 알킬티오기, 아릴티오기, 아실기, 아실아미노기, 알케닐기, 알케닐옥시기, 아릴카르보닐옥시기, 알킬카르보닐옥시기, 알킬아미노카르보닐기, 알킬카르보닐아미노기, 알킬실릴옥시기, 시아노기, 이들 기의 1개 또는 복수의 탄소-탄소 사이에 산소 원자, 황 원자, -COO- 등의 연결기를 갖는 기, 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 치환기로 치환된 탄소수 2 내지 30의 1가의 기이다. Ar은 탄소수 6 내지 20의 4가의 치환기를 갖고 있을 수도 있는 방향족기이다. X는 -SO-, -SO2-, -S- 또는 -O-이다. l'은 0 내지 6의 정수이다. m'은 0 내지 5의 정수이다. n'은 0 내지 5의 정수이다. l' 및 n'이 2 이상인 경우, 복수의 Ra1 및 Rb1은 동일할 수도 상이할 수도 있다. Rf는 불소 원자 또는 불소 원자를 갖는 유기기이다. m'이 2 이상인 경우, 복수의 Rf는 동일할 수도 상이할 수도 있다.In the formula (II), Rf is an organic group having a fluorine atom or a fluorine atom. R a1 and R b1 each independently represent an alkyl group, an aryl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an aralkyl group, an aralkyloxy group, a cycloalkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, An acyl group, an acyl group, an acyl group, an alkenyl group, an alkenyl group, an arylcarbonyloxy group, an alkylcarbonyloxy group, an alkylaminocarbonyl group, an alkylcarbonylamino group, an alkylsilyloxy group, a cyano group, A group having a linking group such as an oxygen atom, a sulfur atom or -COO- between one or a plurality of carbon-carbon atoms, and a monovalent group having 2 to 30 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent . Ar is an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms and may have a tetravalent substituent. X is -SO-, -SO 2 -, a -O- or -S-. l 'is an integer of 0 to 6; m 'is an integer of 0 to 5; n 'is an integer of 0 to 5. When l 'and n' are two or more, a plurality of R a1 and R b1 may be the same or different. Rf is an organic group having a fluorine atom or a fluorine atom. When m 'is 2 or more, a plurality of Rf may be the same or different.

Rf와 Ra1 및 Rb1의 탄소수의 합은 바람직하게는 탄소수 4 내지 34이며, 보다 바람직하게는 탄소수 6 내지 30이며, 더욱 보다 바람직하게는 탄소수 8 내지 24이다. Rf와 Ra1 및 Rb1의 탄소수를 조정함으로써 산의 확산성을 조정할 수 있고, 해상력이 향상된다.The sum of the carbon numbers of Rf and R a1 and R b1 is preferably 4 to 34 carbon atoms, more preferably 6 to 30 carbon atoms, still more preferably 8 to 24 carbon atoms. The diffusibility of the acid can be adjusted by adjusting the number of carbon atoms of Rf and R a1 and R b1 , and the resolution is improved.

상기 식 (II)로 표시되는 술폰산으로서는, 하기 식 (IIa)로 표시되는 술폰산이 바람직하고, 하기 식 (IIb)로 표시되는 술폰산이 보다 바람직하고, 하기 식 (IIc)로 표시되는 술폰산이 더욱 바람직하다.As the sulfonic acid represented by the formula (II), a sulfonic acid represented by the following formula (IIa) is preferable, a sulfonic acid represented by the following formula (IIb) is more preferable, and a sulfonic acid represented by the following formula (IIc) Do.

Figure pat00051
Figure pat00051

상기 식 (IIa), (IIb) 및 (IIc) 중 Ra1, Rf, X, l', m', n'은 상기 식 (II)에 있어서의 Ra1, Rf, X, l', m', n'과 동의이다. R은 1가의 유기기이다.The formula (IIa), (IIb) and (IIc) of R a1, Rf, X, l ', m', n ' is R a1, Rf, X, l in the formula (II)', m ' , n '. R is a monovalent organic group.

상기 식 (II)로 표시되는 술폰산으로서는, 하기 식으로 표시되는 술폰산이 바람직하다.As the sulfonic acid represented by the formula (II), a sulfonic acid represented by the following formula is preferable.

Figure pat00052
Figure pat00052

Figure pat00053
Figure pat00053

Figure pat00054
Figure pat00054

이들 중에서 탄소수 2 이상의 불소 치환되어 있지 않은 탄화수소 골격을 갖는 술폰산이 바람직하다.Of these, sulfonic acids having a fluorine-substituted hydrocarbon skeleton having 2 or more carbon atoms are preferable.

상기 식 (I), (I') 및 (II)로 표시되는 술폰산을 발생시키는 화합물로서는, 상기 식 (I), (I') 및 (II)로 표시되는 술폰산의 술포늄염 화합물 및 요오도늄염 화합물 및 (I), (I') 및 (II)로 표시되는 술폰산의 에스테르 화합물이 바람직하고, 하기 식 (B1) 내지 (B5)로 표시되는 화합물이 보다 바람직하다.Examples of the sulfonic acid generating compound represented by the above formulas (I), (I ') and (II) include sulfonium salt compounds and iodonium salts of sulfonic acids represented by the above formulas (I), (I' Compounds and ester compounds of sulfonic acids represented by the following formulas (I), (I ') and (II) are preferable, and compounds represented by the following formulas (B1) to (B5) are more preferable.

Figure pat00055
Figure pat00055

상기 식 (B1) 중 R201, R202 및 R203은 각각 독립적으로, 1가의 유기기이다. R201, R202 및 R203 중 2개가 결합하여 환 구조를 형성할 수도 있다.In the formula (B1), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents a monovalent organic group. Two of R 201 , R 202 and R 203 may be bonded to form a ring structure.

상기 식 (B2) 중 R204 및 R205는 각각 독립적으로, 치환 혹은 비치환된 아릴기, 알킬기 또는 시클로알킬기이다.In the formula (B2), R 204 and R 205 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group.

상기 식 (B3) 중 A는 치환 혹은 비치환된 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 아릴렌기이다.In the formula (B3), A is a substituted or unsubstituted alkylene, alkenylene or arylene group.

상기 식 (B4) 중 R208은 치환 혹은 비치환된 알킬기, 시클로알킬기 또는 아릴기이다. R209는 알킬기, 시아노기, 옥소알킬기 또는 알콕시카르보닐기이다.In the formula (B4), R &lt; 208 &gt; is a substituted or unsubstituted alkyl group, cycloalkyl group or aryl group. R 209 is an alkyl group, a cyano group, an oxoalkyl group or an alkoxycarbonyl group.

상기 식 (B5) 중 R210 및 R211은 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 시아노기, 니트로기 또는 알콕시카르보닐기이다. R212는 수소 원자, 알킬기, 시아노기 또는 알콕시카르보닐기이다.In the formula (B5), R 210 and R 211 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group, a nitro group or an alkoxycarbonyl group. R 212 is a hydrogen atom, an alkyl group, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.

상기 식 (B1) 내지 (B5) 중 X-은 상기 식 (I), (I') 또는 (II)로 표시되는 술폰산으로부터 양성자를 제거한 술폰산 음이온이다.X - in the formulas (B1) to (B5) is a sulfonic acid anion from which a proton is removed from the sulfonic acid represented by the formula (I), (I ') or (II).

R201, R202 및 R203의 유기기의 탄소수로서는, 통상적으로 1 내지 30이며, 바람직하게는 1 내지 20이다. R201 내지 R203 중 2개가 결합하여 형성하는 환 구조는, 환 내에 산소 원자, 황 원자, 에스테르 결합, 아미드 결합 또는 카르보닐기를 포함하고 있을 수도 있다.The number of carbon atoms of the organic group of R 201 , R 202 and R 203 is usually 1 to 30, preferably 1 to 20. The ring structure formed by bonding two of R 201 to R 203 may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond or a carbonyl group in the ring.

R201, R202 및 R203으로 표시되는 유기기로서는, 후술하는 식 (B1a), (B1b) 및 (B1c)로 표시되는 화합물에 있어서의 대응하는 기 등을 들 수 있다.Examples of the organic groups represented by R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compounds represented by the following formulas (B1a), (B1b) and (B1c).

화합물 (I)은 상기 식 (B1)로 표시되는 구조를 복수 갖는 화합물일 수도 있다. 예를 들어 상기 식 (B1)로 표시되는 화합물의 R201 내지 R203의 적어도 1개가, 상기 식 (B1)로 표시되는 또 하나의 화합물의 R201 내지 R203의 적어도 1개와 결합한 구조를 갖는 화합물일 수도 있다.The compound (I) may be a compound having a plurality of structures represented by the formula (B1). For example, a compound having the formula with at least one of the compound of R 201 to R 203 represented by (B1), to another compound of the structure at least bound and one of R 201 to R 203 is represented by the formula (B1) Lt; / RTI &gt;

상기 식 (B1)로 표시되는 화합물로서, 이하의 화합물 (B1a), (B1b) 및 (B1c)가 바람직하다.As the compound represented by the above formula (B1), the following compounds (B1a), (B1b) and (B1c) are preferable.

화합물 (B1a)는, 상기 화합물 (B1)의 R201 내지 R203의 적어도 1개가 아릴기인 아릴술포늄 화합물, 즉 아릴술포늄 양이온을 갖는 화합물이다. 아릴술포늄 화합물은 R201 내지 R203 모두가 아릴기일 수도 있고, R201 내지 R203의 일부가 아릴기이고, 나머지가 알킬기 또는 시클로알킬기일 수도 있다.The compound (B1a) is an arylsulfonium compound in which at least one of R 201 to R 203 in the compound (B1) is an aryl group, that is, a compound having an arylsulfonium cation. In the arylsulfonium compound, all of R 201 to R 203 may be an aryl group, and some of R 201 to R 203 may be an aryl group, and the remainder may be an alkyl group or a cycloalkyl group.

화합물 (B1b)는, 상기 식 (B1)에 있어서의 R201 내지 R203이 각각 독립적으로, 방향환을 갖지 않는 유기기이며, 알킬기, 시클로알킬기, 알릴기 및 비닐기로부터 선택되는 기인 화합물이다. 여기서 방향환이란, 헤테로 원자를 갖는 방향족 복소환도 포함하는 것이다. 방향환을 갖지 않는 유기기의 탄소수로서는, 통상적으로 1 내지 30, 바람직하게는 1 내지 20이다.The compound (B1b) is a compound in which each of R 201 to R 203 in the formula (B1) is independently an organic group having no aromatic ring and is a group selected from an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group and a vinyl group. Here, the aromatic ring also includes an aromatic heterocyclic ring having a hetero atom. The number of carbon atoms of the organic group having no aromatic ring is usually 1 to 30, preferably 1 to 20.

화합물 (B1c)란, 하기 식 (B1c)로 표시되는 화합물, 즉 아릴아실메틸술포늄염 화합물이다.The compound (B1c) is a compound represented by the following formula (B1c), that is, an aryl acyl methyl sulfonium salt compound.

Figure pat00056
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상기 식 (B1c) 중 R213은 치환 또는 비치환된 아릴기이다. R214 및 R215는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기 또는 시클로알킬기이다. Y201 및 Y202는 각각 독립적으로, 치환 혹은 비치환된 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 또는 비닐기이다. R213과 R214는 결합하여 환 구조를 형성할 수도 있다. R214와 R215는 결합하여 환 구조를 형성할 수도 있다. Y201과 Y202는 결합하여 환 구조를 형성할 수도 있다. X-은 상기 식 (I), (I') 및 (II)로 표시되는 술폰산으로부터 수소 원자를 제거한 술폰산 음이온이다.In the formula (B1c), R 213 is a substituted or unsubstituted aryl group. R 214 and R 215 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group. Y 201 and Y 202 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group, cycloalkyl group, aryl group or vinyl group. R 213 and R 214 may combine to form a ring structure. And R 214 and R 215 may combine to form a ring structure. Y 201 and Y 202 may combine to form a ring structure. X - is a sulfonic acid anion in which a hydrogen atom is removed from the sulfonic acid represented by the above formulas (I), (I ') and (II).

화합물 (I)로서는, 상기 식 (B1)로 표시되는 화합물이 바람직하고, 상기 화합물 (B1a) 내지 (B1c)가 보다 바람직하다.As the compound (I), the compound represented by the formula (B1) is preferable, and the compounds (B1a) to (B1c) are more preferable.

화합물 (I)은 트리페닐술포늄 구조를 갖는 것이 바람직하다.The compound (I) preferably has a triphenylsulfonium structure.

화합물 (I)로서는, 불소 치환되어 있지 않은 알킬기 혹은 시클로알킬기를 포함하는 양이온을 갖는 트리페닐술포늄염 화합물이 바람직하다.As the compound (I), a triphenylsulfonium salt compound having a fluorine-substituted alkyl group or a cation containing a cycloalkyl group is preferable.

화합물 (I)로서는, 하기 식 b1 내지 b84로 표시되는 화합물이 바람직하다.As the compound (I), the compounds represented by the following formulas b1 to b84 are preferable.

Figure pat00057
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Figure pat00058
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Figure pat00059
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Figure pat00060
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Figure pat00061
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[B] 성분이 [B] 산 발생제인 경우, [B] 산 발생제의 함유량의 하한으로서는, 감방사선성 수지 조성물 (I)의 전체 고형분에 대하여, 0.1질량%가 바람직하고, 1질량%가 보다 바람직하고, 5질량%가 더욱 바람직하고, 10질량%가 특히 바람직하고, 18질량%가 더욱 특히 바람직하고, 20질량%가 가장 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 50질량%가 바람직하고, 40질량%가 보다 바람직하고, 35질량%가 더욱 바람직하고, 30질량%가 특히 바람직하고, 27질량%가 더욱 특히 바람직하고, 25질량%가 가장 바람직하다.When the component [B] is the acid generator [B], the lower limit of the content of the acid generator [B] is preferably 0.1% by mass, preferably 1% by mass, based on the total solid content of the radiation sensitive resin composition (I) , More preferably 5 mass%, even more preferably 10 mass%, even more preferably 18 mass%, and most preferably 20 mass%. The upper limit of the content is preferably 50% by mass, more preferably 40% by mass, still more preferably 35% by mass, particularly preferably 30% by mass, particularly preferably 27% by mass and most preferably 25% desirable.

[B] 성분이 [B] 산 발생제인 경우, [B] 산 발생제의 함유량의 하한으로서는, [A] 성분 100질량부에 대하여, 0.1질량부가 바람직하고, 1질량부가 보다 바람직하고, 5질량부가 더욱 바람직하고, 10질량부가 특히 바람직하고, 15질량부가 더욱 특히 바람직하고, 20질량부가 가장 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 100질량부가 바람직하고, 70질량부가 보다 바람직하고, 50질량부가 더욱 바람직하고, 40질량부가 특히 바람직하고, 35질량부가 더욱 특히 바람직하고, 30질량부가 가장 바람직하다.When the component [B] is the acid generator [B], the lower limit of the content of the acid generator [B] is preferably 0.1 part by mass, more preferably 1 part by mass, and most preferably 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component [A] More preferably 10 parts by mass, particularly preferably 15 parts by mass, most preferably 20 parts by mass, most preferably 20 parts by mass. The upper limit of the content is preferably 100 parts by mass, more preferably 70 parts by mass, still more preferably 50 parts by mass, particularly preferably 40 parts by mass, most preferably 35 parts by mass, most preferably 30 parts by mass.

[B] 산 발생제의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 감도, 나노 에지 러프니스 성능 및 해상성을 보다 향상시킬 수 있다. [B] 성분은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.By setting the content of the acid generator [B] within the above range, the sensitivity, the nano-edge roughness performance and the resolution can be further improved. The [B] component may be used alone or in combination of two or more.

([C] 증감체 전구체) ([C] sensitizer precursor)

[C] 증감체 전구체는 노광광 (I)의 작용에 의해 증감체로 변화되는 화합물이다. 감방사선성 수지 조성물 (I)에 있어서의 [C] 증감체 전구체의 함유 형태로서는, [A] 성분과는 상이한 성분으로서 함유되어 있을 수도 있고, 상술한 [A] 중합체의 일부로서 편입되는, 즉 [A] 중합체에 포함되는 것일 수도 있고, 이들 양쪽의 함유 형태일 수도 있다. [C] 증감체 전구체는, [A] 성분과는 상이한 성분으로서 함유되는 경우, 저분자 화합물의 형태일 수도, 중합체의 형태일 수도, 이들 양쪽의 형태일 수도 있다.[C] The sensitizer precursor is a compound which is changed into a sensitizer by the action of the exposure light (I). The form of containing the [C] sensitizer precursor in the radiation-sensitive resin composition (I) may be contained as a component different from the component [A], and may be contained as a part of the polymer [A] May be contained in the polymer [A], or may be in a form containing both of them. When the [C] sensitizer precursor is contained as a component different from the [A] component, it may be in the form of a low molecular weight compound, in the form of a polymer, or in both of them.

[C] 증감체 전구체의 파장 (II)에 있어서의 흡광도(IPP)의 상기 증감체의 파장 (II)에 있어서의 흡광도(IP)에 대한 비((IPP)/(IP))의 값의 상한은 0.2이며, 0.15가 바람직하고, 0.1이 보다 바람직하다. 상기 비의 값의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.05이다. 파장 (II)에 있어서의 증감체에 대한 [C] 증감체 전구체의 흡광도의 비의 값을 상기 범위로 함으로써, 당해 패턴 형성 방법의 효율을 보다 높일 수 있어, 그 결과, 감도, 나노 에지 러프니스 및 해상성을 보다 향상시킬 수 있다.[C] Absorbance (I P) ratio ((I PP) / (I P)) for at a wavelength (II) of the sensitized body in absorbance (I PP) at a wavelength (II) of the sensitized body precursor Is preferably 0.2, more preferably 0.15, and even more preferably 0.1. The lower limit of the value of the ratio is not particularly limited, but is, for example, 0.05. By setting the value of the ratio of the absorbance of the [C] sensitizer precursor to the sensitizer at the wavelength (II) within the above range, the efficiency of the pattern forming method can be further increased. As a result, And the resolution can be further improved.

[C] 증감체 전구체로서는, 예를 들어 비스(4-메톡시페닐)메탄올(DOMeBzH), 디메톡시벤즈히드롤 유도체(DOBzMM), 트리메톡시벤즈히드롤(TriOMeBzH) 등을 들 수 있다.[C] As the sensitizer precursor, for example, bis (4-methoxyphenyl) methanol (DOMeBzH), dimethoxybenzhydrol derivative (DOBzMM), trimethoxybenzhydrol (TriOMeBzH) and the like can be given.

레지스트막에 노광광 (I)이 조사되면, [C] 증감체 전구체로부터 증감체가 생성된다. 예를 들어 노광광 (I)은 전자선 또는 EUV 광이다. 혹은, 노광광 (I)은 ArF 레이저광일 수도 있다.When the resist film is irradiated with the exposure light (I), a sensitizer is generated from the [C] sensitizer precursor. For example, the exposure light (I) is an electron beam or EUV light. Alternatively, the exposure light I may be ArF laser light.

증감체에 노광광 (II)를 조사하면, 레지스트막에 잠상이 형성된다. 상술한 바와 같이, 노광광 (II)의 조사는 대기 중에서 행하여질 수도 있거나, 혹은 진공 중에서 행하여질 수도 있다. 예를 들어, 노광광 (II)는 UV 광이다.When the exposure light is irradiated with the exposure light (II), a latent image is formed on the resist film. As described above, the irradiation of the exposure light (II) may be performed in the air or in a vacuum. For example, the exposure light (II) is UV light.

또한, 감방사선성 수지 조성물 (I)은 노광광 (II)를 흡수하지 않는다. 전형적으로는, 노광광 (II)로서 노광광 (I)보다도 장파장의 방사선이 사용된다. 노광광 (I)은 노광광 (II)가 포함하는 파장 (II)의 방사선을 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하다. 노광광 (I)이 파장 (II)의 방사선을 실질적으로 포함하지 않음으로써, 레지스트 패턴의 콘트라스트를 보다 양호하게 부여할 수 있어, 그 결과, 감도, 나노 에지 러프니스 성능 및 해상성을 보다 향상시킬 수 있다. 단, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 노광광 (II)로서 노광광 (I)보다도 단파장의 방사선이 사용될 수도 있다.Further, the radiation sensitive resin composition (I) does not absorb the exposure light (II). Typically, radiation having a longer wavelength than the exposure light I is used as the exposure light II. It is preferable that the exposure light (I) does not substantially contain the radiation of the wavelength (II) included in the exposure light (II). Since the exposure light (I) does not substantially contain the radiation of the wavelength (II), the contrast of the resist pattern can be better imparted, and as a result, the sensitivity, nano edge roughness performance and resolution can be further improved . However, the present invention is not limited to this, and radiation having a shorter wavelength than the exposure light (I) may be used as the exposure light (II).

([D] 퀀처) ([D] Quanta)

감방사선성 수지 조성물 (I)은 [D] 퀀처를 함유할 수도 있다. 예를 들어, [D] 퀀처는 산과 중화하는 것일 수도 있다. 또한, [D] 퀀처는 증감체의 전구체가 되는 반응 중간체를 실활시키는 것일 수도 있다.The radiation-sensitive resin composition (I) may contain [D] quencher. For example, [D] Quanta may be neutralizing with acid. The [D] quencher may also be to deactivate the reaction intermediate which is a precursor of the sensitizer.

[D] 퀀처로서는, 아민 화합물, 아미드기 함유 화합물, 우레아 화합물, 질소 함유 복소환 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the [D] quencher include an amine compound, an amide group-containing compound, a urea compound, and a nitrogen-containing heterocyclic compound.

아민 화합물로서는, 예를 들어 n-헥실아민 등의 모노알킬아민류; 디-n-부틸아민 등의 디알킬아민류; 트리에틸아민 등의 트리알킬아민류; 아닐린, 2,6-i-프로필아닐린 등의 방향족 아민류; 에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민 등의 디아민류; 폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민 등의 폴리아민 화합물; 디메틸아미노에틸아크릴아미드 등의 중합체 등을 들 수 있다.Examples of the amine compound include monoalkyl amines such as n-hexylamine; Dialkylamines such as di-n-butylamine; Trialkylamines such as triethylamine; Aromatic amines such as aniline and 2,6-i-propylaniline; Diamines such as ethylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine; Polyamine compounds such as polyethyleneimine and polyallylamine; 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 들어 피리딘, 2-메틸피리딘 등의 피리딘류; N-프로필모르폴린, N-(운데실카르보닐옥시에틸)모르폴린 등의 모르폴린류; 피라진, 피라졸 등을 들 수 있다.As the nitrogen-containing heterocyclic compound, for example, pyridine such as pyridine or 2-methylpyridine; Morpholines such as N-propylmorpholine and N- (undecylcarbonyloxyethyl) morpholine; Pyrazine, and pyrazole.

질소 함유 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 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, [D] 퀀처로서, 노광에 의해 감광하여 약산을 발생시키는 광 붕괴성 염기를 사용할 수도 있다. 광 붕괴성 염기로서는, 예를 들어 노광에 의해 분해되어 산 확산 제어성을 상실하는 오늄염 화합물 등을 들 수 있다. 오늄염 화합물로서는, 예를 들어 하기 식 (5-2-1)로 표시되는 술포늄염 화합물, 하기 식 (5-2-2)로 표시되는 요오도늄염 화합물 등을 들 수 있다.As the [D] quencher, a photodegradable base which is weakly sensitized by exposure to generate a weak acid may be used. Examples of the photodegradable base include an onium salt compound decomposed by exposure to lose acid diffusion controllability and the like. Examples of the onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the following formula (5-2-1) and an iodonium salt compound represented by the following formula (5-2-2).

Figure pat00062
Figure pat00062

상기 식 (5-2-1) 및 식 (5-2-2) 중 R13 내지 R17은 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자이다. E- 및 Q-는 각각 독립적으로, OH-, Rβ-COO-, Rβ-SO3 - 또는 하기 식 (5-2-a)로 표시되는 음이온이다. 단, Rβ는 알킬기 또는 아르알킬기이다.The formula (5-2-1) and (5-2-2) of the R 13 to R 17 are each independently a hydrogen atom, alkyl group, alkoxy group, hydroxyl group or halogen atom. E -, and Q - are each independently, OH - or an anion represented by the formula (5-2-a) -, R β -COO -, R β -SO 3. Provided that R ? Is an alkyl group or an aralkyl group.

Figure pat00063
Figure pat00063

상기 식 (5-2-a) 중 R18은 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 불소화 알킬기 또는 탄소수 1 내지 12의 알콕시기이다. u는 0 내지 2의 정수이다. u가 2인 경우, 2개의 R18은 동일할 수도 상이할 수도 있다.In the formula (5-2-a), R 18 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. u is an integer of 0 to 2; When u is 2, two R &lt; 18 &gt; may be the same or different.

상기 광 붕괴성 염기로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the photodegradable base include compounds represented by the following formulas.

Figure pat00064
Figure pat00064

상기 광 붕괴성 염기로서는, 이들 중에서 술포늄염이 바람직하고, 트리아릴 술포늄염이 보다 바람직하고, 트리페닐술포늄염 및 4-시클로헥실술포닐페닐디페닐술포늄염이 더욱 바람직하고, 살리실레이트 화합물, 10-캄파술포네이트 화합물, N-n-부틸트리플루오로메틸술폰아미드 화합물, 1,2-디(시클로헥실옥시카르보닐)에탄-1-술포네이트 화합물 및 1,2-디(노르보르난락톤-2-일옥시카르보닐)에탄-1-술포네이트 화합물이 특히 바람직하다.Among them, sulfonium salts are preferable, triarylsulfonium salts are more preferable, triphenylsulfonium salts and 4-cyclohexylsulfonylphenyldiphenylsulfonium salts are more preferable, and salicylate compounds, (Cyclohexyloxycarbonyl) ethane-1-sulfonate compound and 1,2-di (norbornanalactone-1-sulfonate) 2-yloxycarbonyl) ethane-1-sulfonate compound is particularly preferable.

감방사선성 수지 조성물 (I)이 [D] 퀀처를 함유하는 경우, [D] 퀀처의 함유량의 하한으로서는, [A] 성분 100질량부에 대하여, 0.1질량부가 바람직하고, 0.5질량부가 보다 바람직하고, 1질량부가 더욱 바람직하고, 3질량부가 특히 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 20질량부가 바람직하고, 15질량부가 보다 바람직하고, 10질량부가 더욱 바람직하다.When the radiation-sensitive resin composition (I) contains [D] quencher, the lower limit of the content of [D] quencher is preferably 0.1 part by mass, more preferably 0.5 part by mass, per 100 parts by mass of component [A] , More preferably 1 part by mass, and particularly preferably 3 parts by mass. The upper limit of the content is preferably 20 parts by mass, more preferably 15 parts by mass, further preferably 10 parts by mass.

([E] 용매) ([E] solvent)

감방사선성 수지 조성물 (I)은, 통상적으로 [E] 용매를 함유한다. [E] 용매는, 적어도 [A] 성분, [B] 성분, [C] 증감체 전구체 및 소망에 따라 함유되는 [D] 퀀처 등을 용해 또는 분산 가능한 용매이면 특별히 한정되지 않는다.The radiation sensitive resin composition (I) usually contains a [E] solvent. The solvent [E] is not particularly limited as far as it is a solvent capable of dissolving or dispersing at least the [A] component, the [B] component, the [C] sensitizer precursor and the [D]

[E] 용매로서는, 예를 들어 상술한 현상 공정에서 사용하는 현상액이 함유하는 유기 용매로서 예시 한 것 등을 들 수 있다.Examples of the [E] solvent include those exemplified as organic solvents contained in the developing solution used in the above-described developing step.

이들 중에서 에스테르계 용매 및 케톤계 용매가 바람직하고, 다가 알코올 부분 에테르아세테이트계 용매, 환상 케톤계 용매 및 락톤계 용매가 보다 바람직하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 시클로헥사논 및 γ-부티로락톤이 더욱 바람직하다. 감방사선성 수지 조성물 (I)은 [E] 용매를 1종 또는 2종 이상 함유하고 있을 수도 있다.Of these, ester solvents and ketone solvents are preferable, and polyhydric alcohol partial ether acetate solvents, cyclic ketone solvents and lactone solvents are more preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone and gamma -butyrolactone Is more preferable. The radiation-sensitive resin composition (I) may contain one or more [E] solvents.

([F] 중합체) ([F] polymer)

감방사선성 수지 조성물 (I)은 [F] 중합체를 함유하고 있을 수도 있다. [F] 중합체는, [A] 성분보다도 불소 원자 및 규소 원자의 합계 질량 함유율이 큰 중합체이다.The radiation sensitive resin composition (I) may contain a [F] polymer. The [F] polymer is a polymer having a higher content of fluorine atoms and silicon atoms in total than the component [A].

감방사선성 수지 조성물 (I)이 [F] 중합체를 함유함으로써, 레지스트막을 형성했을 때에, 레지스트막 중의 [F] 중합체의 발유성적 특징에 의해, 그 분포가 레지스트막 표면 근방에서 편재화되는 경향이 있고, 액침 노광 시에 있어서의 산의 발생제나 산 확산 제어제 등이 액침 매체에 용출되는 것을 억제하거나, 현상액에 대한 용해성을 높이는 기능을 부여함으로써 현상 결함을 억제하거나 할 수 있다.The distribution of the [F] polymer tends to be unevenly distributed in the vicinity of the surface of the resist film due to the oil property of the [F] polymer in the resist film when the resist film is formed by the radiation-sensitive resin composition (I) It is possible to inhibit development defects by suppressing elution of an acid generator, an acid diffusion control agent, and the like in the liquid immersion medium during liquid immersion exposure, or by improving the solubility in a developer.

[F] 중합체의 불소 원자 및 규소 원자의 합계 질량 함유율의 하한으로서는, 1질량%가 바람직하고, 2질량%가 보다 바람직하고, 4질량%가 더욱 바람직하고, 7질량%가 특히 바람직하다. 상기 합계 질량 함유율의 상한으로서는 60질량%가 바람직하고, 40질량%가 보다 바람직하고, 30질량%가 더욱 바람직하다. 상기 합계 질량 함유율을 상기 범위로 함으로써, 레지스트막 표면의 소수성을 보다 적당하게 조정할 수 있다. 중합체의 불소 원자 및 규소 원자의 합계 질량 함유율은 13C-NMR 스펙트럼 측정 등에 의해 중합체의 구조를 구하고, 그 구조로부터 산출할 수 있다.The lower limit of the total content by mass of the fluorine atom and silicon atom in the [F] polymer is preferably 1% by mass, more preferably 2% by mass, even more preferably 4% by mass, and particularly preferably 7% by mass. The upper limit of the total mass content is preferably 60 mass%, more preferably 40 mass%, and still more preferably 30 mass%. By setting the content of the total mass in the above range, the hydrophobicity of the surface of the resist film can be more appropriately adjusted. The content of the total mass of the fluorine atom and the silicon atom in the polymer can be calculated from the structure of the polymer obtained by 13 C-NMR spectrum measurement or the like.

[F] 중합체로서는, 예를 들어 불소 원자를 갖는 중합체, 규소 원자를 갖는 중합체 등을 들 수 있다.Examples of the [F] polymer include a polymer having a fluorine atom and a polymer having a silicon atom.

(불소 원자를 갖는 중합체) (A polymer having fluorine atoms)

[F] 중합체는, 하기 식 (6-1)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (Fa)」라고도 함) 및 하기 식 (6-2)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (Fb)」라고도 함)의 적어도 한쪽을 갖는 것이 바람직하다. [F] 중합체는, 구조 단위 (Fa) 및 구조 단위 (Fb)를 각각 1종 또는 2종 이상 갖고 있을 수도 있다.The polymer [F] is a polymer comprising a structural unit represented by the following formula (6-1) (hereinafter also referred to as a "structural unit (Fa)") and a structural unit represented by the following formula (6-2) (Fb) &quot;). [F] The polymer may have one or more structural units (Fa) and structural units (Fb), respectively.

(구조 단위 (Fa)) (Structural unit (Fa))

구조 단위 (Fa)는, 하기 식 (6-1)로 표시되는 구조 단위이다. [F] 중합체는 구조 단위 (Fa)를 가짐으로써 불소 원자 함유율을 조정할 수 있다.The structural unit (Fa) is a structural unit represented by the following formula (6-1). The [F] polymer can have a fluorine atom content by adjusting the structural unit (Fa).

Figure pat00065
Figure pat00065

상기 식 (6-1) 중 R19는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. L3은 단결합, 산소 원자, 황 원자, -CO-O-, -SO2-O-NH-, -CO-NH- 또는 -O-CO-NH-이다. R20은 탄소수 1 내지 6의 1가의 불소화 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 4 내지 20의 1가의 불소화 지환식 탄화수소기이다.In the formula (6-1), R 19 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. L 3 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -CO-O-, -SO 2 -O-NH-, -CO-NH- or -O-CO-NH-. R 20 is a monovalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a monovalent fluorinated alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms.

R19로서는, 구조 단위 (Fa)를 부여하는 단량체의 공중합성의 관점에서, 수소 원자 및 메틸기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.As R 19 , a hydrogen atom and a methyl group are preferable, and a methyl group is more preferable from the viewpoint of copolymerization of a monomer giving the structural unit (Fa).

R20으로 표시되는 탄소수 1 내지 6의 1가의 불소화 쇄상 탄화수소기로서는, 예를 들어 트리플루오로메틸기, 2,2,2-트리플루오로에틸기, 퍼플루오로에틸기, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필기, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로필기, 퍼플루오로n-프로필기, 퍼플루오로i-프로필기, 퍼플루오로n-부틸기, 퍼플루오로i-부틸기, 퍼플루오로t-부틸기, 2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로펜틸기, 퍼플루오로헥실기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 20 include a trifluoromethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, a perfluoroethyl group, a 2,2,3,3- Pentafluoropropyl group, a 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl group, a perfluoro n-propyl group, a perfluoro i-propyl group, a 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, and a perfluorohexyl group.

R20으로 표시되는 탄소수 4 내지 20의 1가의 불소화 지환식 탄화수소기로서는, 예를 들어 모노플루오로시클로펜틸기, 디플루오로시클로펜틸기, 퍼플루오로시클로펜틸기, 모노플루오로시클로헥실기, 디플루오로시클로펜틸기, 퍼플루오로시클로헥실메틸기, 플루오로노르보르닐기, 플루오로아다만틸기, 플루오로보르닐기, 플루오로이소보르닐기, 플루오로트리시클로데실기, 플루오로테트라시클로데실기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent fluorinated alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 20 include a monofluorocyclopentyl group, a difluorocyclopentyl group, a perfluorocyclopentyl group, a monofluorocyclohexyl group, A perfluorocyclohexylmethyl group, a fluoronorbornyl group, a fluoroamantyl group, a fluoroboronyl group, a fluoroisobornyl group, a fluoro-tricyclodecyl group, a fluorotetracyclodecyl group, .

구조 단위 (Fa)로서는, 2,2,2-트리플루오로에틸(메트)아크릴산에스테르가 바람직하다.As the structural unit (Fa), 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate is preferable.

[F] 중합체가 구조 단위 (Fa)를 갖는 경우, 구조 단위 (Fa)의 함유 비율의 하한으로서는, [F] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여, 5몰%가 바람직하고, 10몰%가 보다 바람직하고, 20몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 95몰%가 바람직하고, 75몰%가 보다 바람직하고, 50몰%가 더욱 바람직하다. 구조 단위 (Fa)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 불소 원자 함유율을 보다 적당하게 조정할 수 있다.When the [F] polymer has the structural unit (Fa), the lower limit of the content ratio of the structural unit (Fa) is preferably 5 mol%, and preferably 10 mol%, relative to the total structural units constituting the [F] , And still more preferably 20 mol%. The upper limit of the content is preferably 95 mol%, more preferably 75 mol%, still more preferably 50 mol%. By setting the content ratio of the structural unit (Fa) within the above range, the fluorine atom content can be adjusted more appropriately.

(구조 단위 (Fb)) (Structural unit (Fb))

구조 단위 (Fb)는 하기 식 (6-2)로 표시되는 구조 단위이다. [F] 중합체는 구조 단위 (Fb)를 가짐으로써 소수성이 올라가기 때문에, 감방사선성 수지 조성물 (I)로부터 형성된 레지스트막 표면의 동적 접촉각을 더욱 향상시킬 수 있다.The structural unit (Fb) is a structural unit represented by the following formula (6-2). Since the polymer [F] has a hydrophobic property by having the structural unit (Fb), the dynamic contact angle of the resist film surface formed from the radiation-sensitive resin composition (I) can be further improved.

Figure pat00066
Figure pat00066

상기 식 (6-2) 중 R21은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. R22는 탄소수 1 내지 20의 (s+1)가의 탄화수소기, 또는 이 탄화수소기의 R23측의 말단에 산소 원자, 황 원자, -NR'-, 카르보닐기, -CO-O- 혹은 -CO-NH-이 결합한 구조이다. R'은 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. R23은 단결합, 탄소수 1 내지 10의 2가의 쇄상 탄화수소기 또는 탄소수 4 내지 20의 2가의 지환식 탄화수소기이다. X1은 탄소수 1 내지 20의 2가의 불소화 쇄상 탄화수소기이다. A1은 산소 원자, -NR"-, -CO-O-* 또는 -SO2-O-*이다. R"은 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. *은 R24에 결합하는 결합 부위를 나타낸다. R24는 수소 원자 또는 1가의 산 해리성기, 알칼리 해리성기 또는 치환기를 갖고 있을 수도 있는 탄소수 1 내지 30의 탄화수소기이다. s는 1 내지 3의 정수이다. 단, s가 2 또는 3인 경우, 복수의 R23은 동일할 수도 상이할 수도 있고, 복수의 X1은 동일할 수도 상이할 수도 있고, 복수의 A1은 동일할 수도 상이할 수도 있고, 복수의 R24는 동일할 수도 상이할 수도 있다.In the formula (6-2), R 21 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 22 is 1 to 20 carbon atoms in the (s + 1) valent hydrocarbon group, or an oxygen atom at the terminal of R 23 side of the hydrocarbon group, a sulfur atom, -NR'-, carbonyl, -CO-O- or -CO- NH-. R 'is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 23 is a single bond, a divalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. X 1 is a divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. 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 which binds to R 24 . R 24 is a hydrogen atom or a monovalent acid dissociable group, an alkali dissociable group or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent. s is an integer of 1 to 3; Provided that when s is 2 or 3, plural R 23 s may be the same or different, plural X 1 s may be the same or different, plural A 1 s may be the same or different, plural the R 24 may be the same or different.

구조 단위 (Fb)로서는, 예를 들어 하기 식 (6-2-1) 내지 (6-2-3)으로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (Fb) include structural units represented by the following formulas (6-2-1) to (6-2-3).

Figure pat00067
Figure pat00067

상기 식 (6-2-1) 내지 (6-2-3) 중 R22'은 탄소수 1 내지 20의 2가의 탄화수소기이다. R21, R22, X1, R24 및 s는 상기 식 (6-2)와 동의이다. R23 '은 탄소수 1 내지 20의 2가의 탄화수소기의 X1측의 말단에 산소 원자, 황 원자, -NR'-, 카르보닐기, -CO-O- 혹은 -CO-NH-이 결합한 기이다. s가 2 또는 3인 경우, 복수의 X1은 동일할 수도 상이할 수도 있고, 복수의 R24는 동일할 수도 상이할 수도 있다.In the formulas (6-2-1) to (6-2-3), R 22 ' is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 21 , R 22 , X 1 , R 24 and s are as defined in the above formula (6-2). R 23 ' is a group in which an oxygen atom, a sulfur atom, -NR'-, a carbonyl group, -CO-O- or -CO-NH- is bonded to the terminal on the X 1 side of a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. When s is 2 or 3, plural X 1 s may be the same or different, and a plurality of R 24 s may be the same or different.

[F] 중합체가 구조 단위 (Fb)를 갖는 경우, 구조 단위 (Fb)의 함유 비율의 하한으로서는, [F] 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, 50몰%가 더욱 바람직하다. 구조 단위 (Fb)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 불소 원자 함유율을 보다 적당하게 조정할 수 있다.When the [F] polymer has the structural unit (Fb), the lower limit of the content ratio of the structural unit (Fb) is preferably 5 mol%, and preferably 10 mol%, relative to the total structural units constituting the [F] , Still more preferably 15 mol%. The upper limit of the content is preferably 90 mol%, more preferably 70 mol%, still more preferably 50 mol%. By setting the content ratio of the structural unit (Fb) within the above range, the fluorine atom content can be adjusted more appropriately.

(구조 단위 (Fc)) (Structural unit (Fc))

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

[F] 중합체가 구조 단위 (Fc)를 갖는 경우, 구조 단위 (Fc)의 함유 비율의 하한으로서는, [F] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여, 5몰%가 바람직하고, 25몰%가 보다 바람직하고, 60몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율의 상한으로서는 90몰%가 바람직하고, 80몰%가 보다 바람직하고, 75몰%가 더욱 바람직하다.When the [F] polymer has the structural unit (Fc), the lower limit of the content ratio of the structural unit (Fc) is preferably 5 mol%, and preferably 25 mol%, relative to the total structural units constituting the [F] , And still more preferably 60 mol%. The upper limit of the content is preferably 90 mol%, more preferably 80 mol%, still more preferably 75 mol%.

(그 밖의 구조 단위)(Other structural units)

또한, [F] 중합체는, 상기 구조 단위 (Fa) 내지 (Fc) 이외에도, 예를 들어 알칼리 가용성기를 포함하는 구조 단위, 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조, 술톤 구조 또는 이들의 조합을 포함하는 구조 단위, 비해리성의 1가의 지환식 탄화수소기를 포함하는 (메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위 등의 그 밖의 구조 단위를 갖고 있을 수도 있다. 상기 알칼리 가용성기로서는, 예를 들어 카르복시기, 술폰아미드기, 술포기 등을 들 수 있다. 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조, 술톤 구조 또는 이들의 조합을 포함하는 구조 단위로서는, 상술한 [A] 중합체에 있어서의 구조 단위 (II) 등을 들 수 있다.In addition to the above structural units (Fa) to (Fc), the [F] polymer may contain, for example, a structure containing an alkali-soluble group, a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, , And structural units derived from (meth) acrylate containing a monovalent alicyclic hydrocarbon group having a comparative solubility. Examples of the alkali-soluble group include a carboxy group, a sulfonamide group, and a sulfo group. Examples of the structural unit containing a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure or a combination thereof include the structural unit (II) in the above-mentioned [A] polymer.

그 밖의 구조 단위의 함유 비율의 상한으로서는 [F] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여, 30몰%가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하다.The upper limit of the content ratio of the other structural units is preferably 30 mol%, more preferably 20 mol%, based on the total structural units constituting the [F] polymer.

감방사선성 수지 조성물 (I)이 [F] 중합체를 함유하는 경우, [F] 중합체의 함유량의 하한으로서는, [A] 성분 100질량부에 대하여, 0.5질량부가 바람직하고, 1질량부가 보다 바람직하고, 2질량부가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 상한으로서는 20질량부가 바람직하고, 10질량부가 보다 바람직하고, 7질량부가 더욱 바람직하다.When the radiation-sensitive resin composition (I) contains the [F] polymer, the lower limit of the content of the [F] polymer is preferably 0.5 parts by mass, more preferably 1 part by mass, per 100 parts by mass of the component [A] , More preferably 2 parts by mass. The upper limit of the content is preferably 20 parts by mass, more preferably 10 parts by mass, further preferably 7 parts by mass.

(그 밖의 성분) (Other components)

감방사선성 수지 조성물 (I)은 그 밖의 성분을 함유하고 있을 수도 있다. 그 밖의 성분으로서는, 예를 들어 계면 활성제, 지환식 골격 함유 화합물 등을 들 수 있다. 감방사선성 수지 조성물 (I)은 그 밖의 성분을 각각 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있다.The radiation-sensitive resin composition (I) may contain other components. Examples of other components include surfactants, alicyclic skeleton-containing compounds, and the like. The radiation-sensitive resin composition (I) may contain one or more kinds of other components.

[감방사선성 수지 조성물 (I)의 제조 방법] [Method of producing the radiation-sensitive resin composition (I)] [

감방사선성 수지 조성물 (I)은, 예를 들어 [A] 성분, [B] 성분, [C] 증감체 전구체, 필요에 따라 함유되는 [D] 퀀처 등 및 [E] 용매를 소정의 비율로 혼합함으로써 제조할 수 있다. 감방사선성 수지 조성물 (I)은 혼합 후에, 예를 들어 구멍 직경 0.2㎛ 정도의 필터 등으로 여과하는 것이 바람직하다. 감방사선성 수지 조성물 (I)의 고형분 농도의 하한으로서는, 0.1질량%가 바람직하고, 0.5질량%가 보다 바람직하고, 1질량%가 더욱 바람직하다. 상기 고형분 농도의 상한으로서는 50질량%가 바람직하고, 30질량%가 보다 바람직하고, 10질량%가 더욱 바람직하다.The radiation-sensitive resin composition (I) can be obtained, for example, by mixing the [A] component, the [B] component, the [C] sensitizer precursor, the [D] And the like. After mixing, the radiation-sensitive resin composition (I) is preferably filtered, for example, with a filter having a pore diameter of about 0.2 탆. The lower limit of the solid content concentration of the radiation sensitive resin composition (I) is preferably 0.1% by mass, more preferably 0.5% by mass, and further preferably 1% by mass. The upper limit of the solid content concentration is preferably 50 mass%, more preferably 30 mass%, and even more preferably 10 mass%.

감방사선성 수지 조성물 (I)은 화학 증폭계이므로, 증감체는 노광광 (II)를 흡수하여 산 및 증감체를 발생시키고, 이에 의해 레지스트 반응이 진행된다. 예를 들어, 노광광 (II)의 조사에 의해 증감체의 여기 상태가 생성된다. 증감체의 여기 상태로부터의 전자 이동으로 [B] 성분은 해리형 전자 부가 반응을 일으켜 분해되어, 산과 여기 전의 증감체를 새롭게 생성한다. 산과 증감체는 증감체가 존재하는 영역에서 노광광 (II)를 계속하여 조사하면 [B] 성분이 거의 소실될 때까지 생성된다.Since the radiation sensitive resin composition (I) is a chemically amplified type, the sensitizer absorbs the exposure light (II) to generate an acid and a sensitizer, whereby the resist reaction proceeds. For example, the excitation state of the sensitizer is generated by irradiation of the exposure light (II). By the electron transfer from the excited state of the sensitizer, the component [B] dissociates by dissociative electron addition reaction to generate an acid and a sensitizer before excitation. When the exposure light (II) is continuously irradiated in the region where the sensitizer is present, the acid and the sensitizer are produced until the [B] component is almost lost.

이 감방사선성 수지 조성물 (I)에 의하면, 노광 공정 (I)에 있어서, 증감체를 감소시키는 퀀처에 의해 농도 분포가 좁아진 증감체를 광 플러드 노광(flood exposure)함으로써, 증감체의 여기 상태가 생성된다. 증감체의 여기 상태로부터의 전자 이동 반응에서 산 발생제를 분해하여, 산과 여기 전의 증감체를 새롭게 생성한다. 이 산은, 증감체가 존재하는 영역에서 산 발생제가 거의 소실될 때까지 생성된다. 또한, 산 발생제의 잔존량이 감소된 부분에서는 산 생성 반응은 느려지고, 포화된다. 산과 퀀처의 중화 후의 산의 농도 분포는, 노광광 (I)의 조사된 영역의 거의 중앙에서 일정하고, 끝에서는 매우 급준하게 하강한다. 산은, 끝에서의 기울기 변화가 급한 농도 분포를 갖도록 형성된다. 이상에 의해, 고감도화, 고해상도화, 저LER화, 포톤 샷 노이즈(photon shot noise)의 문제 해결을 동시에 달성할 수 있다.According to this radiation-sensitive resin composition (I), in the exposure step (I), a sensitized body having a narrowed concentration distribution due to a quencher that reduces a sensitizer is subjected to optical flood exposure, . The acid generator is decomposed in the electron transfer reaction from the excited state of the sensitizer to generate an acid and a sensitizer before excitation. This acid is generated until the acid generator almost disappears in the region where the sensitizer is present. Further, at the portion where the remaining amount of the acid generator is decreased, the acid generating reaction is slowed down and saturated. The concentration distribution of the acid after the neutralization of the acid and the quencher is constant at almost the center of the irradiated region of the exposure light I and falls very steeply at the end. The acid is formed so that the slope change at the end has a rapid concentration distribution. As described above, high sensitivity, high resolution, low LER, and photon shot noise can be solved at the same time.

이하, 본 실시 형태의 감방사선성 수지 조성물 (I)의 적합한 사용예를 설명한다.Hereinafter, a suitable use example of the radiation sensitive resin composition (I) of the present embodiment will be described.

[구체예 5] [Practical example 5]

감방사선성 수지 조성물 (I)을 준비한다. 감방사선성 수지 조성물 (I)은 [A] 성분, [B] 성분 및 [C] 증감체 전구체를 함유한다. 본 실시 형태에 있어서, 감방사선성 수지 조성물 (I)은, 노광광 (I)의 조사에 의해 증감체를 생성하고, 노광광 (I)을 조사하지 않고 이 증감체에 의한 레지스트 반응을 촉진시키는 노광광 (II)를 조사해도 증감체를 생성하지 않는다.Sensitive radiation-sensitive resin composition (I) is prepared. The radiation sensitive resin composition (I) contains the [A] component, the [B] component and the [C] sensitizer precursor. In the present embodiment, the radiation sensitive resin composition (I) is a composition which generates a sensitizer by irradiation of the exposure light (I) and accelerates the resist reaction by the sensitizer without irradiating the exposure light (I) Even when the exposure light (II) is irradiated, a sensitizer is not produced.

감방사선성 수지 조성물 (I)을 사용하여 레지스트막을 형성한다. 레지스트막은, 예를 들어 스핀 코팅법에 의해 기판 상에 형성된다.A resist film is formed using the radiation sensitive resin composition (I). The resist film is formed on the substrate by, for example, a spin coating method.

노광 공정 (1)을 실행한다. 노광 공정 (1)에 있어서, 노광광 (I)을 패턴상으로 조사한다. 노광광 (I)이 조사된 부분에는 증감체가 생성된다. 또한, 이때, 증감체와 함께 산이 생성된다. 이 노광 공정 (1)에 있어서, 패턴상 조사의 양이 낮기 때문에, 현상 공정을 실행해도 레지스트막에 레지스트 패턴은 형성되지 않는다. 또한, 구체예 5에서는, 레지스트막에 있어서의 산 및/또는 증감체의 양의 감소를 상술한 유지 공정에 의해 억제할 수도 있지만, 억제하지 않을 수도 있다.The exposure step (1) is carried out. In the exposure step (1), the exposure light (I) is irradiated as a pattern. A sensitizer is generated in the portion irradiated with the exposure light (I). At this time, an acid is generated together with the sensitizer. In this exposure step (1), since the amount of irradiation on the pattern is low, no resist pattern is formed on the resist film even when the development step is carried out. In Example 5, the decrease in the amount of the acid and / or the sensitizer in the resist film may be suppressed by the above-described holding step, but it may not be suppressed.

노광 공정 (1)과 동시에, 또는, 노광 공정 (1)을 실행한 후에, 노광 공정 (2)를 실행한다. 노광 공정 (2)에 있어서, 노광광 (II)를 일면에 조사한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 노광광 (II)로서, 노광광 (I)이 미조사의 영역의 레지스트막에서는 산 및 증감체의 생성이 일어나지 않으며, 또한 증감체를 활성화하는 노광광 (II)를 적절하게 선택한다. 노광광 (II)의 조사에 의해 증감체와 산 발생의 반응에 의해 산이 발생한다.The exposure step (2) is carried out simultaneously with the exposure step (1) or after the exposure step (1) is executed. In the exposure step (2), the exposure light (II) is irradiated on one surface. As shown in Fig. 5, as the exposure light (II), the exposure light (II) which does not generate an acid and a sensitizer in the resist film in the region where the exposure light (I) . An acid is generated by the reaction of the sensitizer and the acid generation by the irradiation of the exposure light (II).

이와 같이, 노광 공정 (2)에서는, 노광광 (II)를 일면에 조사해도, 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 증감체가 생성되며, 또한 증감체는 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 일면 조사에 의해 활성화된다. 이로 인해, 대량의 산이 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 생성되고, 퀀처와 산의 중화 후에도 산의 잠상이 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 생성된다. 그 후, 가열 공정 및 현상 공정을 실행하여, 레지스트 패턴이 형성된다.As described above, in the exposure step (2), even if the exposure light (II) is irradiated on one surface, a sensitizer is generated only in the portion irradiated with the pattern image for the first time. Activated. As a result, a large amount of acid is generated only at the initial pattern-irradiated portion, and after the neutralization of the quencher and the acid, the latent image of the acid is generated only at the initial pattern-irradiated portion. Thereafter, a heating process and a developing process are performed to form a resist pattern.

[구체예 6] [Example 6]

감방사선성 수지 조성물 (I)을 사용하여 레지스트막을 형성한다. 노광 공정 (1)을 실행한다. 노광 공정 (1)에 있어서, 노광광 (I)을 패턴상으로 조사한다. 노광광 (I)이 조사된 부분에는 산 및 증감체가 생성된다. 이때, 패턴상 조사의 양이 낮기 때문에, 현상 공정을 실행해도 레지스트막에 레지스트 패턴은 형성되지 않는다. 또한, 구체예 6에서는, 레지스트막에 있어서의 산 및/증감체의 양의 감소를 상술한 유지 공정에 의해 억제할 수도 있지만, 억제하지 않을 수도 있다.A resist film is formed using the radiation sensitive resin composition (I). The exposure step (1) is carried out. In the exposure step (1), the exposure light (I) is irradiated as a pattern. And an acid and a sensitizer are generated in the portion irradiated with the exposure light (I). At this time, since the amount of irradiation on the pattern is low, no resist pattern is formed on the resist film even when the development process is performed. In Example 6, the decrease in the amount of the acid and / or the sensitizer in the resist film may be suppressed by the above-described holding step, but it may not be suppressed.

노광 공정 (1)과 동시에, 또는 노광 공정 (1)을 실행한 후에, 노광 공정 (2)를 실행한다. 노광 공정 (2)에 있어서, 노광광 (II)를 일면에 조사한다. 노광광 (II)로서는, 노광광 (I)이 미조사의 레지스트막에서는 실질적으로 [B] 성분으로부터의 산 및 [C] 증감체 전구체로부터의 증감체가 생성되지 않으며, 또한 활성 상태 α/안정 물질 α1만을 활성화하는 노광광 (II)를 적절하게 선택한다. 노광광 (II)의 조사에 의해, [C] 증감체 전구체로부터의 증감체의 생성 및/또는 [B] 성분으로부터의 산(혹은 이 산과는 구조가 상이한 산 혹은 산의 전구체)의 생성이 일어난다. 증감체는, 활성 분위기 또는 활성 액체와 반응하여 다시 활성 물질 α/안정 물질 α1로 변환된다.The exposure step (2) is carried out simultaneously with the exposure step (1) or after the exposure step (1) is executed. In the exposure step (2), the exposure light (II) is irradiated on one surface. As the exposure light (II), in the resist film unexposed to the exposure light (I), substantially no sensitizer is produced from the [B] component and the [C] sensitizer precursor, the exposure light (II) for activating only? 1 is appropriately selected. The irradiation of the exposure light (II) causes the formation of a sensitizer from the [C] sensitizer precursor and / or the formation of an acid (or precursor of an acid or acid which differs in structure from the [B] component) from the [B] component . The sensitizer reacts with the active atmosphere or the active liquid and is again converted into the active substance alpha / stable substance alpha 1.

이와 같이, 노광 공정 (2)에서는, 노광광 (II)를 일면에 조사해도, 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 산이 생성되며, 또한 활성 상태 α/안정 물질 α1은 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 일면 조사에 의해 재생된다. 이로 인해, 대량의 산이 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 생성되고, 퀀처와 산의 중화 후에도 산의 잠상이 처음에 패턴상으로 조사한 부분에만 생성된다. 그 후, 가열 공정 및 현상 공정을 실행하여, 레지스트 패턴이 형성된다.As described above, in the exposure step (2), even when the exposure light (II) is irradiated on one surface, an acid is generated only in the first irradiated portion in the pattern image, and the active state? / Stable substance? It is reproduced by one-sided survey. As a result, a large amount of acid is generated only at the initial pattern-irradiated portion, and after the neutralization of the quencher and the acid, the latent image of the acid is generated only at the initial pattern-irradiated portion. Thereafter, a heating process and a developing process are performed to form a resist pattern.

[구체예 7] [Practical example 7]

이하에, 도 7 내지 도 9를 참조하여 구체예 7을 설명한다. 먼저, 감방사선성 수지 조성물 (I)을 제조한다. 감방사선성 수지 조성물 (I)은, [A] 성분인 중합체로서, γ-부티로락톤-α-메타크릴레이트, 2-(1-아다만틸)프로판-2-일메타크릴레이트, 3-히드록시아다만탄-1-일메타크릴레이트, 1-에틸시클로펜틸메타크릴레이트 공중합체를 포함하고, [C] 증감체 전구체로서 비스(4-메톡시페닐)메탄올(DOMeBzH)을 포함하고, [B] 산 발생제(PAG)로서 요오도늄염(R2IX)을 포함한다([A] 성분 100질량부에 대하여, [C] 증감체 전구체 4.6질량부(3질량부 이상 30질량부 이하, 바람직하게는 4질량부 이상 10질량부 이하), [B] 산 발생제 4.6질량부(3질량부 이상 30질량부 이하, 바람직하게는 4질량부 이상 10질량부 이하).Hereinafter, the seventh specific example will be described with reference to Figs. First, a radiation-sensitive resin composition (I) is prepared. The radiation sensitive resin composition (I) is a polymer which is a component of the component (A), such as? -Butyrolactone-? -Methacrylate, 2- (1-adamantyl) (4-methoxyphenyl) methanol (DOMeBzH) as a [C] sensitizer precursor, wherein the amount of the bis (4-methoxyphenyl) [B] iodo salt (R 2 IX) to contain and ([a] component with respect to 100 parts by weight, [C] or decrease body precursor 4.6 parts by weight (3 parts by mass or more to 30 parts by mass as an acid generator (PAG) Preferably 4 parts by mass or more and 10 parts by mass or less), and 4.6 parts by mass (3 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, preferably 4 parts by mass or more and 10 parts by mass or less) of the acid generator [B].

이어서, 감방사선성 수지 조성물 (I)을 실리콘 기판 상에 스핀 코팅하고, 프리베이킹 처리를 행한다. 감방사선성 수지 조성물 (I)의 고형분 농도 등에 따라 스핀 조건은 변경되지만, 여기에서는 스핀 코팅 조건은 1500rpm, 30초, 프리베이킹 100℃, 60초이다. 또한, 퀀처 첨가량은 [B] 산 발생제의 첨가량의 대략 1/10의 질량이 목표이지만, 예를 들어 감방사선성 수지 조성물 (I)의 전체 고형분 중 0.1질량% 이상 3.0질량% 이하이며, 바람직하게는 0.3질량% 이상 1.2질량% 이하이다.Next, the radiation-sensitive resin composition (I) is spin-coated on a silicon substrate and prebaked. The spin conditions are changed according to the solid content concentration of the radiation sensitive resin composition (I), but the spin coating conditions are 1500 rpm, 30 seconds, prebaking at 100 캜 and 60 seconds. The amount of addition of the quencher is intended to be a mass of about 1/10 of the amount of the acid generator (B) to be added, but is preferably 0.1% by mass or more and 3.0% by mass or less based on the total solid content of the radiation sensitive resin composition (I) Is not less than 0.3 mass% and not more than 1.2 mass%.

도 7에 본 실시 형태에 있어서 행하여지는 화학 반응식을 나타낸다. 레지스트막에 패턴상의 전자선을 조사한다. 패턴상의 전자선 노광은, 예를 들어 빔 드로우(도쿄 테크놀로지(Tokyo Technology)사)를 구비한 JSM-6500F 30keV의 EB 노광 시스템(JEOL, 빔류: 12.5 및 28pA, <1E-4Pa)을 사용하여 행하여진다.Fig. 7 shows a chemical reaction formula performed in this embodiment. The resist film is irradiated with an electron beam on the pattern. The electron beam exposure on the pattern was performed using an EB exposure system (JEOL, beam current: 12.5 and 28 pA, <1E -4 Pa) of JSM-6500F 30 keV equipped with beam draw (Tokyo Technology) Loses.

패턴상의 전자선을 조사했을 때의 레지스트막 내의 반응 메커니즘은 도 7의 식 (a-1) 내지 (a-5)에 따라 진행된다고 생각된다. 식 (a-1)에 나타낸 바와 같이, 패턴상의 전자선의 조사에 의해 레지스트막을 이온화하여, 주로 고분자 라디칼 양이온(RH+·)과 전자(e-)를 생성한다. 고분자 라디칼 양이온(RH+·)은 고분자(RH)와 반응하여, 라디칼 P·와 양이온(RH(H+))으로 분리된다.It is considered that the reaction mechanism in the resist film when the electron beam on the pattern is irradiated proceeds according to the formulas (a-1) to (a-5) in Fig. As shown in the formula (a-1), the resist film is ionized by irradiation of electron beams on the pattern to generate mainly polymer radical cations (RH + ) and electrons (e - ). The polymer radical cation (RH + ) reacts with the polymer (RH) and is separated into a radical P · and a cation (RH (H + )).

식 (a-2)에 나타낸 바와 같이, 전자(e-)는 [B] 산 발생제(R2I+X-)와 반응하여, 중성 분자(RI), 라디칼(R·) 및 음이온 (X-)을 생성한다.As shown in the formula (a-2), the electrons e - react with the [B] acid generator (R 2 I + X - ) to form a neutral molecule (RI), a radical - ).

식 (a-3)에 나타낸 바와 같이, 양이온(RH(H+))은 음이온(X-)과 반응하여, 고분자(RH) 및 산(HX)이 생성된다.As shown in the formula (a-3), the cation (RH (H + )) reacts with the anion (X - ) to produce the polymer (RH) and the acid (HX).

또한, 식 (a-4)에 나타낸 바와 같이, 라디칼(R·)은 DOMeBzH와 반응하면, 라디칼(DOMeBzH·)이 생성된다. 식 (a-5)에 나타낸 바와 같이 이 라디칼은 [B] 산 발생제(R2I+X-)와 반응하여, 전자가 이동하여, 양이온(DOMeBzH+)이 생성된다. 또한, 식 (a-6)에 나타낸 바와 같이, 이 양이온(DOMeBzH+)으로부터 음이온으로의 양자의 이동에 의해 증감체(DOMeBzO) 및 산(HX)이 생성된다.Further, as shown in the formula (a-4), when the radical (R) reacts with DOMeBzH, a radical (DOMeBzH) is produced. As shown in the formula (a-5), this radical reacts with the [B] acid generator (R 2 I + X - ) and electrons move to generate a cation (DOMeBzH + ). Further, as shown in the formula (a-6), the sensitizer (DOMeBzO) and the acid (HX) are produced by the movement of the both from the cation (DOMeBzH + ) to the anion.

이어서, 패턴상의 전자선을 조사한 후, 플러드 UV(320 및 365㎚)를 실온에서 조사한다. 플러드 UV를 조사했을 때의 레지스트막 내의 반응 메커니즘은 도 7의 식 (b-1)에 따라 진행된다고 생각된다. 플러드 UV를 조사하면, 증감체(DOMeBzO)가 여기된다. 여기 상태의 증감체(DOMeBzO)로부터 [B] 산 발생제(PAG)로의 전자의 이동에 의해 증감체의 라디칼 양이온(DOMeBzO·+), 중성 분자(RI), 라디칼(R·) 및 음이온 (X-)이 생성된다. 또한, 플러드 UV를 조사하면, 패턴상의 전자선을 조사했을 때의 반응과 마찬가지의 반응이 진행되어, 연쇄 반응에 의해, 산이 효율적으로 생성된다.Subsequently, after irradiating the electron beam on the pattern, Flood UV (320 and 365 nm) is irradiated at room temperature. It is considered that the reaction mechanism in the resist film when the flood UV is irradiated proceeds according to the formula (b-1) in Fig. When Flood UV is irradiated, the sensitizer (DOMeBzO) is excited. (DOMeBzO +), a neutral molecule (RI), a radical (R) and an anion (X) by the movement of electrons from the sensitizer (DOMeBzO) in the excited state to the acid generator (PAG) - ) is generated. In addition, when flood UV is irradiated, a reaction similar to the reaction when the electron beam is irradiated on the pattern proceeds, and the acid is efficiently produced by the chain reaction.

실시예Example

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

[중량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)][Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn)] [

중합체의 Mw 및 Mn은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 도소사의 GPC 칼럼(「G2000HXL」 2개, 「G3000HXL」 1개 및 「G4000HXL」1개)을 사용하여, 이하의 조건에 의해 측정했다.The Mw and Mn of the polymer were measured by gel permeation chromatography (GPC) using a GPC column (two "G2000HXL", one "G3000HXL" and one "G4000HXL") manufactured by Tosoh Corporation under the following conditions.

용리액: 테트라히드로푸란(와코 쥰야쿠 고교사) Eluent: tetrahydrofuran (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

유량: 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 성분 함유량] [Content of low molecular weight component]

[A] 성분의 중합체 중의 저분자량 성분(분자량 1,000 이하의 성분)의 함유량(질량%)은 고속 액체 크로마토그래피(HPLC)에 의해, 지엘 사이언스사의 「Inertsil ODS-25㎛ 칼럼」(4.6㎜φ×250㎜)을 사용하여, 이하의 조건에 의해 측정했다.The content (mass%) of the low molecular weight component (component having a molecular weight of 1,000 or less) in the polymer of component [A] was determined by high performance liquid chromatography (HPLC) using "Inertsil ODS- 250 mm) was used, and measurement was made under the following conditions.

용리액: 아크릴로니트릴/0.1질량% 인산 수용액Eluent: Acrylonitrile / 0.1% by mass aqueous solution of phosphoric acid

유량: 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

[13C-NMR 분석]: [ 13 C-NMR analysis]:

핵자기 공명 장치(니혼덴시사의 「JNM-EX400」)를 사용하고, 측정 용매로서 DMSO-d6을 사용하여 분석을 행했다.(JNM-EX400, manufactured by Nihon Denshi Co., Ltd.) and DMSO-d 6 as a measurement solvent.

<[A] 성분의 합성>&Lt; Synthesis of Component [A] >

[A] 성분의 중합체 (A-1) 내지 (A-10) 및 [F] 성분의 중합체 (F-1)은 하기 식 (M-1) 내지 (M-9)로 표시되는 화합물(이하, 「화합물 (M-1) 내지 (M-9)」라고도 함)을 사용하여 합성했다.The polymer (F-1) of the polymer (A-1) to the polymer (A-10) and the polymer (F-1) Compounds (M-1) to (M-9) ").

Figure pat00068
Figure pat00068

[[A] 중합체의 합성] [Synthesis of [A] Polymer]

[합성예 1] [Synthesis Example 1]

상기 화합물 (M-1) 43.08g(50몰%) 및 상기 화합물 (M-7) 56.92g(50몰%)을 200g의 2-부타논에 용해하고, AIBN 4.21g(단량체의 총량에 대하여 5몰%)을 첨가하여 단량체 용액을 제조했다. 100g의 2-부타논을 넣은 1,000mL의 삼구 플라스크를 30분 질소 퍼지한 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 반응액을 수냉하여 30℃ 이하로 냉각했다. 2,000g의 메탄올 중에 냉각한 중합 반응액을 투입하여, 석출된 백색 분말을 여과 분별했다. 여과 분별된 백색 분말을 400g의 메탄올로 2회 세정한 후, 여과 분별하고, 50℃에서 17시간 건조시켜 백색 분말상의 중합체 (A-1)을 얻었다(73g, 수율 73%). 중합체 (A-1)의 Mw는 7,730, Mw/Mn은 1.51, 저분자량 성분 함유량은 0.05질량%이었다. 또한, 13C-NMR 분석의 결과, (M-1) 및 (M-7)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 47.3몰% 및 52.7몰%이었다.43.88 g (50 mol%) of the compound (M-1) and 56.92 g (50 mol%) of the compound (M-7) were dissolved in 200 g of 2-butanone and 4.21 g of AIBN Mol%) was added to prepare a monomer solution. A 1000 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 reaction solution was water-cooled and cooled to 30 캜 or lower. The cooling polymerization reaction solution was poured into 2,000 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The obtained white powder was washed twice with 400 g of methanol, followed by filtration and drying at 50 캜 for 17 hours to obtain a polymer (A-1) in the form of a white powder (73 g, yield 73%). The polymer (A-1) had an Mw of 7,730, a Mw / Mn of 1.51, and a low molecular weight component content of 0.05% by mass. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of the structural units derived from (M-1) and (M-7) was 47.3 mol% and 52.7 mol%.

[합성예 2 내지 10] [Synthesis Examples 2 to 10]

합성예 1에 있어서, 단량체의 종류 및 사용량 및 라디칼 중합 개시제로서의 AIBN의 투입량(단량체의 총량에 대한 몰%)을 하기 표 1에 기재된 바와 같이 한 것 이외에는, 합성예 1과 마찬가지로 조작하여 중합체 (A-2) 내지 (A-10)을 합성했다. 얻어진 중합체의 수율(%), 각 구조 단위의 함유 비율(몰%), Mw, Mw/Mn 및 저분자량 성분 함유량(질량%)을 표 1에 함께 나타낸다.The procedure of Synthesis Example 1 was repeated, except that the kind and amount of the monomer and the amount of AIBN as a radical polymerization initiator (mole% based on the total amount of the monomers) were changed as shown in Table 1, -2) to (A-10) were synthesized. The yield (%) of the obtained polymer, the content ratio (mol%) of each structural unit, Mw, Mw / Mn and the content of the low molecular weight component (mass%) are shown together in Table 1.

Figure pat00069
Figure pat00069

[[F] 중합체의 합성] [Synthesis of [F] polymer]

[합성예 11] [Synthesis Example 11]

상기 화합물 (M-2) 71.67g(70몰%) 및 상기 화합물 (M-9) 28.33g(30몰%)을 100g의 2-부타논에 용해하고, 라디칼 중합 개시제로서의 디메틸 2,2'-아조비스이소부티레이트 10.35g을 첨가하여 단량체 용액을 제조했다. 100g의 2-부타논을 넣은 1,000mL의 삼구 플라스크를 30분 질소 퍼지한 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 반응액을 수냉하여 30℃ 이하로 냉각했다. 얻어진 중합 반응액을 4L 분액 깔대기로 이액한 후, 300g의 n-헥산으로 그 중합 반응액을 균일하게 희석하고, 1,200g의 메탄올을 투입하여 혼합했다. 계속해서, 60g의 증류수를 투입하고, 재차 교반하여 30분 정치했다. 계속해서, 하층을 회수한 후, 용매 치환을 행하여 중합체 (F-1)의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 용액을 얻었다(수율60%). 중합체 (F-1)의 Mw는 7,200, Mw/Mn은 2.00이며, 저분자량 성분 함유량은 0.07질량%이었다. 또한, 13C-NMR 분석의 결과, (M-2) 및 (M-9)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 71.1몰% 및 28.9몰%이었다.71.07 g (70 mol%) of the compound (M-2) and 28.33 g (30 mol%) of the compound (M-9) were dissolved in 100 g of 2-butanone, 10.35 g of azobisisobutyrate was added to prepare a monomer solution. A 1000 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 reaction solution was water-cooled and cooled to 30 캜 or lower. The resulting polymerization reaction solution was transferred to a 4 L separatory funnel, and then the polymerization reaction solution was homogeneously diluted with 300 g of n-hexane and 1,200 g of methanol was added thereto. Subsequently, 60 g of distilled water was added, stirred again, and allowed to stand for 30 minutes. Subsequently, the lower layer was recovered and solvent substitution was carried out to obtain a propylene glycol monomethyl ether acetate solution of the polymer (F-1) (yield: 60%). The polymer (F-1) had an Mw of 7,200, an Mw / Mn of 2.00, and a low molecular weight component content of 0.07% by mass. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of the structural units derived from (M-2) and (M-9) was 71.1 mol% and 28.9 mol%, respectively.

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

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

[[B] 성분] [Component [B]]

구조식을 하기에 표시한다.The structural formula is shown below.

B-1: 디페닐요오도늄노나플루오로-n-부탄술포네이트B-1: diphenyl iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate

B-2: 4-시클로헥실술포닐페닐디페닐술포늄4-[2-(노르보르난락톤-2-일옥시카르보닐)시클로헥산-1-일카르보닐옥시]-1,1,2-트리플루오로부탄-1-술포네이트B-2: 4-cyclohexylsulfonylphenyldiphenylsulfonium 4- [2- (norbornanactone-2-yloxycarbonyl) cyclohexan-1-ylcarbonyloxy] -1,1,2- Trifluorobutane-1-sulfonate

Figure pat00070
Figure pat00070

[[C] 증감체 전구체] [[C] sensitizer precursor]

C-1: 비스(4-메톡시페닐)메탄올 C-1: Bis (4-methoxyphenyl) methanol

이 증감제 전구체 (C-1)은 산의 작용에 의해 증감체인 4,4'-디메톡시벤조페논(이하, 「증감체 (C-1')」이라고도 함)으로 변환된다.This sensitizer precursor (C-1) is converted into 4,4'-dimethoxybenzophenone (hereinafter also referred to as "sensitizer (C-1 ')") which is sensitized by the action of an acid.

또한, 증감체 전구체 (C-1) 및 증감체 (C-1')에 대하여, 각각 0.0001질량%의 시클로헥산 용액을 제조하고, 이들 측정 용액의 흡광도를, 시클로헥산을 참조 용매로 하여, 분광 광도계(니혼분코사의 「V-670」)를 사용하여 측정했다. 파장 320㎚에 있어서, 측정 용액의 흡광도로부터 참조 용매의 흡광도를 차감하여, 증감체 전구체 (C-1) 및 증감체 (C-1')에 기인하는 흡광도를 각각 구했다. 그 결과, 증감체 (C-1')의 흡광도는 증감체 전구체 (C-1)의 흡광도의 5배 이상인 것을 확인했다. 또한, 흡광도의 측정에 사용한 시클로헥산 용매의 투과율은 파장 320㎚에 있어서 95% 이상인 것을 확인했다.Further, a cyclohexane solution of 0.0001% by mass was prepared for each of the sensitizer precursor (C-1) and the sensitizer (C-1 ') and the absorbance of these measurement solutions was measured by using spectrophotometer (V-670, manufactured by Nihon Bunko Co., Ltd.). At the wavelength of 320 nm, the absorbance of the reference solvent was subtracted from the absorbance of the measurement solution, and the absorbance due to the sensitizer precursor (C-1) and the sensitizer (C-1 ') was obtained. As a result, it was confirmed that the absorbance of the sensitizer (C-1 ') was 5 times or more the absorbance of the sensitizer precursor (C-1). It was also confirmed that the transmittance of the cyclohexane solvent used for measuring the absorbance was 95% or more at a wavelength of 320 nm.

[[D] 퀀처] [[D] Quanta]

구조식을 하기에 표시한다.The structural formula is shown below.

D-1: 4-히드록시-N-t-아밀옥시카르보닐피페리딘D-1: 4-Hydroxy-N-t-amyloxycarbonylpiperidine

D-2: 트리페닐술포늄살리실레이트D-2: Triphenylsulfonium salicylate

D-3: 트리페닐술포늄10-캄파술포네이트D-3: Triphenylsulfonium 10-camsulfonate

D-4: 트리페닐술포늄N-n-부틸트리플루오로메틸술폰아미드D-4: Triphenylsulfonium N-n-butyltrifluoromethylsulfonamide

D-5: 4-시클로헥실술포닐페닐디페닐술포늄1,2-디(시클로헥실옥시카르보닐)에탄-1-술포네이트D-5: 4-Cyclohexylsulfonylphenyldiphenylsulfonium 1,2-di (cyclohexyloxycarbonyl) ethane-1-sulfonate

D-6: 4-시클로헥실술포닐페닐디페닐술포늄1,2-디(노르보르난락톤-2-일옥시카르보닐)에탄-1-술포네이트D-6: 4-Cyclohexylsulfonylphenyldiphenylsulfonium 1,2-di (norbornanactone-2-yloxycarbonyl) ethane-1-sulfonate

Figure pat00071
Figure pat00071

[[E] 용매] [[E] Solvent]

E-1: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 E-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate

E-2: 시클로헥사논 E-2: Cyclohexanone

E-3: γ-부티로락톤 E-3:? -Butyrolactone

[실시예 1] [Example 1]

[A] 성분으로서의 중합체 (A-1) 100질량부, [B] 성분으로서의 (B-1) 11질량부, [C] 증감체 전구체로서의 (C-1) 5질량부, [D] 퀀처로서의 (D-2) 4.5질량부, [E] 용매로서의 (E-1) 3,240질량부, (E-2) 1,400질량부 및 (E-3) 30질량부 및 [F] 중합체로서의 (F-1) 3질량부를 혼합하고, 얻어진 혼합 용액을 구멍 직경 0.20㎛의 필터로 여과하여 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물 (J-1)을 제조했다., 100 parts by mass of the polymer (A-1) as the component [A], 11 parts by mass of the component (B-1) as the component [B], 5 parts by mass of the component (C- (F-1) as the [F] polymer, 4.5 parts by mass of the polymer (D-2), 3,240 parts by mass of the (E-1) ), And the resulting mixed solution was filtered through a filter having a pore diameter of 0.20 mu m to prepare a chemically amplified radiation-sensitive resin composition (J-1).

[실시예 2 내지 16 및 비교예 1 내지 16] [Examples 2 to 16 and Comparative Examples 1 to 16]

하기 표 2에 기재한 종류 및 함유량의 각 성분을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물 (J-2) 내지 (J-16) 및 (CJ-1) 내지 (CJ-16)을 제조했다.(J-2) to (J-16) and (CJ-1) to (CJ-1) were prepared in the same manner as in Example 1, except that each component of the type and content described in Table 2 below was used. (CJ-16).

Figure pat00072
Figure pat00072

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

[실시예 1] [Example 1]

도쿄 일렉트론사의 「클린 트랙 ACT-8」 내에서, 실리콘 웨이퍼 상에 상기 실시예 1에서 제조한 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물 (J-1)을 스핀 코팅한 후, 100℃, 60초의 조건에서 PB를 행하여, 평균 막 두께 50㎚의 레지스트막을 형성했다. 계속해서, 간이형의 전자선 묘화 장치(히타치 세이사쿠쇼사의 「HL800D」, 출력; 50KeV, 전류 밀도; 5.0암페어/㎠)를 사용하여 전자선을 조사하여, 패터닝을 행했다. 전자선의 조사 후, 이하 (a) 또는 (b)의 조작을 행했다.The chemically amplified radiation-sensitive resin composition (J-1) prepared in Example 1 was spin-coated on a silicon wafer in "Clean Track ACT-8" manufactured by Tokyo Electron Co., PB was carried out to form a resist film having an average film thickness of 50 nm. Subsequently, an electron beam was irradiated using a simple electron beam drawing apparatus (&quot; HL800D &quot;, output: 50 KeV, current density: 5.0 amperes / cm 2) manufactured by Hitachi Seisakusho Co., Ltd., and patterning was performed. After irradiation of the electron beam, the following operations (a) and (b) were carried out.

(a) 상기 전자선의 조사 후, 즉시 상기 클린 트랙 ACT-8 내에서, 110℃, 60초의 조건에서 PEB를 행했다. 계속해서, 아세트산부틸을 사용하여 23℃에서 1분간 퍼들법에 의해 현상하고, 건조하여, 네거티브형 레지스트 패턴을 형성했다.(a) Immediately after irradiation of the electron beam, PEB was carried out in the clean track ACT-8 under the conditions of 110 DEG C and 60 seconds. Subsequently, the resist film was developed by a puddle method at 23 DEG C for 1 minute using butyl acetate, and dried to form a negative resist pattern.

(b) 도시바제의 블랙 라이트(320㎚)를 사용하고, 대기 중에서 1mW/h의 광원을 사용하여 10분의 자외선을 전체면 노광했다. 이 후, 즉시 상기 클린 트랙 ACT-8 내에서, 110℃, 60초의 조건에서 PEB를 행한 후, 상기 클린 트랙 ACT-8 내에서, 아세트산부틸을 사용하여, 23℃에서 1분간, 퍼들법에 의해 현상한 후, 건조하여, 네거티브형 레지스트 패턴을 형성했다.(b) Black light (320 nm) manufactured by Toshiba was used and the entire surface was exposed to ultraviolet light for 10 minutes by using a light source of 1 mW / h in the air. Thereafter, PEB was immediately carried out in the clean track ACT-8 under the conditions of 110 DEG C for 60 seconds. Then, in the clean track ACT-8, using butyl acetate at 23 DEG C for 1 minute, After development, the resist film was dried to form a negative resist pattern.

[실시예 2 내지 15 및 비교예 1 내지 16] [Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 to 16]

표 3에 기재한 감방사선성 수지 조성물 및 현상액을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 조작하여, 각 레지스트 패턴을 형성했다. 이와 같이 하여 형성된 네거티브형 레지스트 패턴에 대하여, 하기에 나타내는 감도, 나노 에지 러프니스 및 막 감소량에 관한 각 평가를 행했다. 그 평가 결과를 표 3에 나타낸다.Resist patterns were formed by the same procedure as in Example 1 except that the radiation sensitive resin composition and developer described in Table 3 were used. Each of the negative resist patterns thus formed was evaluated for sensitivity, nano edge roughness, and film reduction amount shown below. The evaluation results are shown in Table 3.

[비교예 1'] [Comparative Example 1 ']

감방사선성 수지 조성물 (J-1)을 사용하고, 현상액으로서, 수산화테트라메틸암모늄의 2.38질량% 수용액을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 조작하여, 포지티브형 레지스트 패턴을 형성했다. 비교예 1'의 레지스트 패턴에 대해서는, 감도 및 나노 에지 러프니스에 관한 각 평가를 행했다. 그 평가 결과를 표 3에 함께 나타낸다. 단, 비교예 1'에 대해서는, 포지티브 현상이기 때문에, 막 감소량의 평가는 행하지 않았다.A positive resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the radiation sensitive resin composition (J-1) was used and a 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was used as the developing solution. The resist pattern of Comparative Example 1 'was evaluated for sensitivity and nano-edge roughness. The evaluation results are shown in Table 3 together. In Comparative Example 1 ', however, evaluation of film reduction amount was not performed because it was a positive phenomenon.

[감도(μC/㎠)] [Sensitivity (μC / ㎠)]

선 폭 150㎚의 라인부와, 인접하는 라인부에 의해 형성되는 간격이 150㎚인 스페이스부를 포함하는 라인·앤드·스페이스 패턴(1L1S)을 1대1의 선 폭으로 형성하는 노광량을 최적 노광량으로 하고, 이 최적 9노광량을 감도(μC/㎠)로 했다. 감도가 30(μC/㎠) 미만인 경우는 「AA(매우 양호)」라고, 감도가 30(μC/㎠) 이상 50(μC/㎠) 이하인 경우는 「A(양호)」라고, 그것을 초과하는 경우는 「B(불량)」이라고 판단했다.An exposure amount for forming a line-and-space pattern 1L1S including a line portion having a line width of 150 nm and a space portion having an interval of 150 nm formed by adjacent line portions with a line width of 1: , And the optimum 9 exposure amounts were set as sensitivity (占 폚 / cm2). A (good) "when the sensitivity is less than 30 (μC / cm 2)," AA (very good) "when the sensitivity is less than 30 Was judged to be "B (bad)".

[나노 에지 러프니스(㎚)] [Nano edge roughness (nm)]

상기 라인·앤드·스페이스 패턴(1L1S)의 라인 패턴을, 고분해능 FEB 측장 장치(히타치 세이사쿠쇼사의 「S-9220」)를 사용하여 관찰했다. 기판 내의 임의의 20점을 관찰하고, 관찰된 형상에 대하여, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(1) 상에 형성한 레지스트막의 라인부(2)의 횡측면(2a)을 따라 발생한 요철의 가장 현저한 개소에 있어서의 선 폭과, 설계선 폭 150㎚의 차 「ΔCD」를 측정하고, 이 ΔCD의 평균값을 나노 에지 러프니스(㎚)로 했다. 나노 에지 러프니스(㎚)가 15.0(㎚) 이하인 경우는 「AA(매우 양호)」라고, 15.0(㎚)을 초과하고 16.5(㎚) 이하인 경우는 「A(양호)」라고, 16.5(㎚)를 초과하는 경우는 「B(불량)」이라고 판단했다. 또한, 도 10 및 도 11에서 도시하는 요철은 실제보다 과장하여 기재하고 있다.The line pattern of the line-and-space pattern 1L1S was observed using a high-resolution FEB measuring apparatus ("S-9220" manufactured by Hitachi, Ltd.). Arbitrary 20 points in the substrate were observed and the side surface 2a of the line portion 2 of the resist film formed on the silicon wafer 1 was observed with respect to the observed shape as shown in Figs. The line width at the most prominent part of the unevenness and the difference &Dgr; CD of the designed line width of 150 nm were measured, and the average value of the ΔCD was defined as nano edge roughness (nm). A (good) "and 16.5 (nm) when the nano edge roughness (nm) is 15.0 (nm) or less is" AA (very good) , It is determined that &quot; B (bad) &quot; The irregularities shown in Figs. 10 and 11 are exaggerated in actuality.

[막 감소량] [Film reduction amount]

도쿄 일렉트론사의 「클린 트랙 ACT-8」 내에서, 실리콘 웨이퍼 상에 상기 제조예 1에서 제조한 포토레지스트 조성물 (J-1)을 스핀 코팅한 후, 100℃, 60초의 조건에서 PB를 행하여, 평균 두께 50㎚의 레지스트막을 형성했다. 이어서, 간이형의 전자선 묘화 장치(히타치 세이사쿠쇼사의 「HL800D」, 출력; 50KeV, 전류 밀도; 5.0암페어/㎠)를 사용하여 전자선을 조사하여, 상기한 150㎚의 라인·앤드·스페이스 패턴을 형성하는 최적 노광량으로 웨이퍼 중심의 2㎝×2㎝를 노광했다. 노광 후, PEB를 110℃에서 60초간 행했다. 그 후, 하기 표 3에 나타내는 현상액에 의해 23℃에서 30초간 현상한 후, 건조를 행했다. 일련의 프로세스 완료 후의 잔존 피막의 막 두께를 측정하고, 초기 막 두께로부터 잔존 막 두께를 뺀 값을 막 감소량(단위: ㎚)으로 했다. 또한, 막 두께 측정에는 광 간섭식 막 두께 측정 장치(다이니폰 스크린 세조사의 「람다에이스」)를 사용했다. 얻어진 막 감소량의 값을 표 3에 함께 나타낸다. 측정된 막 감소량이 20㎚ 미만인 경우를 「A(양호)」, 20㎚ 이상인 경우를 「B(불량)」라고 평가했다.The photoresist composition (J-1) prepared in Production Example 1 was spin-coated on a silicon wafer in "Clean Track ACT-8" manufactured by Tokyo Electron Co., A resist film having a thickness of 50 nm was formed. Subsequently, an electron beam was irradiated using a simple electron beam drawing apparatus (&quot; HL800D &quot;, output: 50 KeV, current density: 5.0 amperes / cm 2, manufactured by Hitachi Seisakusho Co., Ltd.), and the 150 nm line- 2 cm x 2 cm at the center of the wafer was exposed at the optimal exposure amount to be formed. After exposure, PEB was performed at 110 DEG C for 60 seconds. Thereafter, development was carried out at 23 DEG C for 30 seconds by the developer shown in Table 3, followed by drying. The film thickness of the remaining film after completing a series of processes was measured, and the value obtained by subtracting the remaining film thickness from the initial film thickness was regarded as a film reduction amount (unit: nm). For measuring the film thickness, a light interference film thickness measuring device ("Lambda ACE" of Dainippon Screen Co., Ltd.) was used. The values of the obtained film reduction amounts are shown in Table 3 together. A (good) "when the measured film reduction amount was less than 20 nm was evaluated as" B (poor) "when the measured film reduction amount was 20 nm or more.

Figure pat00073
Figure pat00073

표 3의 결과로부터, 실시예의 감방사선성 수지 조성물에 의하면, 높은 감도이고, 나노 에지 러프니스가 작고, 고해상도의 레지스트 패턴을 형성할 수 있는 것이 나타났다. 또한, 감방사선성 수지 조성물에 있어서의 [A] 중합체의 Mw가 소정 범위인 경우, 막 감소량을 작게 할 수 있는 것도 나타났다.From the results shown in Table 3, it was revealed that the radiation sensitive resin composition of the examples can form a resist pattern with high sensitivity, small nano-edge roughness, and high resolution. Further, when the Mw of the polymer [A] in the radiation sensitive resin composition is in a predetermined range, it has also become possible to reduce the film reduction amount.

본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법 및 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물은 기판 상에 레지스트 패턴을 형성하는 노광 공정에 적절하게 사용된다. 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법 및 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물에 의하면, 레지스트의 감도를 향상시킬 수 있다.The resist pattern forming method and the chemically amplified radiation sensitive resin composition of the present invention are suitably used in an exposure process for forming a resist pattern on a substrate. According to the resist pattern forming method and the chemically amplified radiation sensitive resin composition of the present invention, the sensitivity of the resist can be improved.

1: 기재
2: 레지스트 패턴
2a: 레지스트 패턴의 횡측면
11: 기판
12: 레지스트막
121: 노광 부위 (A)
122: 노광 부위 (B)
21: 노광 광원
22: 노광 광원
1: substrate
2: Resist pattern
2a: lateral side of the resist pattern
11: substrate
12: resist film
121: exposed part (A)
122: exposed part (B)
21: Exposure light source
22: Exposure light source

Claims (14)

산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 제1 성분, 제1 파장의 방사선을 포함하는 제1 노광광의 작용에 의해 산을 발생하는 제2 성분, 및 상기 제1 노광광의 작용에 의해 증감체로 변화하는 증감체 전구체를 함유하는 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물을 사용하여, 기판에 레지스트막을 형성하는 공정과,
상기 제1 노광광으로 상기 레지스트막을 노광하는 제1 노광 공정과,
상기 제1 파장보다 긴 제2 파장의 방사선을 포함하는 제2 노광광으로, 상기 제1 노광광으로 노광된 레지스트막을 노광하는 제2 노광 공정과,
유기 용매를 주성분으로 하는 현상액으로, 상기 제2 노광광으로 노광된 레지스트막을 현상하는 공정
을 구비하고,
상기 증감체 전구체의 상기 제2 파장에 있어서의 흡광도를 (IPP), 상기 증감체의 상기 제2 파장에 있어서의 흡광도를 (IP)로 했을 때의 (IPP)/(IP)의 값이 0.2 이하인 레지스트 패턴 형성 방법.
A second component which generates an acid by the action of a first exposure light including radiation of a first wavelength and a second component which generates an acid by the action of the first exposure light, A step of forming a resist film on a substrate by using a chemically amplified radiation sensitive resin composition containing a varying sensitizer precursor,
A first exposure step of exposing the resist film with the first exposure light;
A second exposure step of exposing the resist film exposed with the first exposure light to a second exposure light including radiation having a second wavelength longer than the first wavelength,
A step of developing the resist film exposed with the second exposure light with a developer mainly composed of an organic solvent
And,
Of (I PP) / (I P ) when in the absorbance (I P) in the second wavelength of the sensitized body and the absorbance at the second wavelength of the precursor (I PP), the sensitized body Value is 0.2 or less.
제1항에 있어서, 상기 제1 노광광이 실질적으로 제2 파장의 방사선을 포함하지 않는 것인 레지스트 패턴 형성 방법.The method according to claim 1, wherein the first exposure light does not substantially contain a second wavelength of radiation. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 노광 공정이 상기 레지스트막을 일면에 노광하는 공정이며, 상기 제2 노광 공정이 상기 제1 노광광으로 노광된 레지스트막을 패턴상으로 노광하는 공정인 레지스트 패턴 형성 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the first exposure step is a step of exposing the resist film to one surface, and the second exposure step is a step of exposing a resist film exposed as the first exposure light to a pattern- Pattern formation method. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 노광 공정이 상기 레지스트막을 패턴상으로 노광하는 공정이며, 상기 제2 노광 공정이 상기 제1 노광광으로 노광된 레지스트막을 일면에 노광하는 공정인 레지스트 패턴 형성 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the first exposure step is a step of exposing the resist film to a pattern, and the second exposure step is a step of exposing a resist film exposed on the first exposure light to one surface, Pattern formation method. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분이 산의 작용에 의해 산 해리성기가 해리됨으로써 극성기를 발생시키는 기를 포함하는 제1 중합체인 레지스트 패턴 형성 방법.The method for forming a resist pattern according to any one of claims 1 to 4, wherein the first component comprises a group which generates a polar group by dissociation of an acid-dissociable group by the action of an acid. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 성분 및 상기 증감체 전구체가 상기 제1 성분과는 상이한 성분인 레지스트 패턴 형성 방법.The method for forming a resist pattern according to any one of claims 1 to 5, wherein the second component and the sensitizer precursor are components different from the first component. 제6항에 있어서, 상기 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물의 전체 고형분에 대한 상기 제2 성분의 함유량이 10질량% 이상 30질량% 이하인 레지스트 패턴 형성 방법.The resist pattern forming method according to claim 6, wherein the content of the second component relative to the total solid content of the chemically amplified radiation sensitive resin composition is 10% by mass or more and 30% by mass or less. 제5항에 있어서, 상기 제1 중합체가 상기 제2 성분 및 상기 증감체 전구체의 적어도 한쪽을 포함하는 것인 레지스트 패턴 형성 방법.The method for forming a resist pattern according to claim 5, wherein the first polymer comprises at least one of the second component and the sensitizer precursor. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 현상 공정에서 사용되는 현상액이, 상기 제1 중합체에 있어서 발생한 극성기와 이온 결합, 수소 결합, 공유 결합, 배위 결합, 쌍극자 상호 작용 또는 이들의 조합을 형성하는 제1 화합물을 더 함유하는 것인 레지스트 패턴 형성 방법.9. The method according to any one of claims 5 to 8, wherein the developing solution used in the developing step is an ionic compound, a hydrogen bond, a covalent bond, a coordination bond, a dipole interaction, Wherein the first compound further comprises a first compound which forms a combination. 제9항에 있어서, 상기 제1 화합물이 질소 함유 화합물, 오늄염, 오늄염을 갖는 고분자, 염기성 중합체, 인계 화합물 또는 이들의 조합인 레지스트 패턴 형성 방법.The method for forming a resist pattern according to claim 9, wherein the first compound is a polymer having a nitrogen-containing compound, an onium salt, an onium salt, a basic polymer, a phosphorus compound or a combination thereof. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 노광광이 극단 자외선 또는 전자선인 레지스트 패턴 형성 방법.11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the first exposure light is extreme ultraviolet light or electron beams. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레지스트막 형성 공정 전에,
상기 기판의 상기 레지스트막을 형성하는 면측에 유기 하층막을 형성하는 공정을 더 구비하는 레지스트 패턴 형성 방법.
The method according to any one of claims 1 to 11, wherein before the resist film forming step,
Further comprising the step of forming an organic underlying film on the side of the substrate on which the resist film is to be formed.
제12항에 있어서, 상기 유기 하층막 형성 공정과 상기 레지스트막 형성 공정 사이에,
상기 유기 하층막의 상기 레지스트막을 형성하는 면측에 실리콘 함유막을 형성하는 공정을 더 구비하는 레지스트 패턴 형성 방법.
13. The method according to claim 12, further comprising, between the organic underlying film forming step and the resist film forming step,
And forming a silicon-containing film on a surface of the organic underlying film that forms the resist film.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 레지스트 패턴 형성 방법에 사용되는 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물이며,
산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 제1 성분, 제1 파장의 방사선을 포함하는 제1 노광광의 작용에 의해 산을 발생하는 제2 성분, 및 상기 제1 노광광의 작용에 의해 증감체로 변화하는 증감체 전구체를 함유하는 것을 특징으로 하는 화학 증폭형 감방사선성 수지 조성물.
A chemically amplified radiation-sensitive resin composition for use in the method for forming a resist pattern according to any one of claims 1 to 13,
A second component which generates an acid by the action of a first exposure light including radiation of a first wavelength and a second component which generates an acid by the action of the first exposure light, Wherein the radiation sensitive resin composition contains a varying sensitizer precursor.
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