KR20170054298A - Chemically amplified resist material and process for forming resist pattern - Google Patents

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다케히코 나루오카
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제이에스알 가부시끼가이샤
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Abstract

Provided are a chemically amplified resist material and a resist pattern forming method, capable of making compatible sensitivity and lithography performance when using a radiation such as EUV, of which the wavelength is not more than 250nm, as light for pattern exposure. The chemically amplified resist material includes: a polymer component (1) becoming available or unavailable for a developer depending on the action of acid; and a component (2) generating a radiation sensitive variation body and acid through light exposure. The component (2) contains components (a)(b), components (b)(c), or components (a)(c), and the component (b) includes a compound indicated in a formula (B). RB3 and RB4 of the formula (B) indicate an organic group or ring structure. But at least one among RB3 and RB4 includes a nitro group and a sulfonyl group, or the ring structure is a spirocyclic structure, a condensation ring structure, or exchangeable structure. (a) radiation sensitive acid-variation body generator (b) radiation sensitive variation body generator (c) radiation sensitive acid generator.

Description

화학 증폭형 레지스트 재료 및 레지스트 패턴 형성 방법{CHEMICALLY AMPLIFIED RESIST MATERIAL AND PROCESS FOR FORMING RESIST PATTERN}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a chemically amplified resist material,

본 발명은 화학 증폭형 레지스트 재료 및 레지스트 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chemically amplified resist material and a resist pattern forming method.

차세대의 반도체 디바이스를 제조하기 위한 요소 기술의 하나로서, EUV(극단 자외선)를 이용하는 리소그래피(이하, 「EUV 리소그래피」라고 함)가 주목받고 있다. EUV 리소그래피는 노광 광으로서 파장 13.5㎚의 EUV를 이용하는 패턴 형성 기술이다. EUV 리소그래피에 의하면, 반도체 디바이스 제조 프로세스의 노광 공정에 있어서, 매우 미세한 패턴(예를 들어 선 폭 20㎚ 이하)을 형성할 수 있는 것이 실증되어 있다.Lithography (hereinafter referred to as " EUV lithography ") using EUV (Extreme Ultraviolet) has been attracting attention as one of the element technologies for manufacturing next-generation semiconductor devices. EUV lithography is a pattern formation technique using EUV having a wavelength of 13.5 nm as exposure light. According to the EUV lithography, it is demonstrated that a very fine pattern (for example, a line width of 20 nm or less) can be formed in the exposure process of the semiconductor device manufacturing process.

그러나, 현시점에서 개발되어 있는 EUV원은 출력이 낮기 때문에, 노광 처리에 장시간을 필요로 하는 경향이 있다. 그로 인해, EUV 리소그래피는 실용성이 부족하다는 문제가 있다. 이 문제에 대하여, 감광성 수지인 레지스트 재료의 감도를 향상시키는 기술이 개발되어 있다(일본 특허 공개 제2002-174894호 공보 참조).However, since the EUV source developed at present has a low output, a long time is required for the exposure processing. As a result, there is a problem that EUV lithography is not practical. To solve this problem, a technique for improving the sensitivity of a resist material as a photosensitive resin has been developed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-174894).

그러나, 상기 기술에 있어서의 레지스트 재료라도 EUV에 대한 감도는 불충분하고, 또한 EUV에 대한 감도를 향상시키면, 나노에지 러프니스 등의 리소그래피 성능이 저하되기 쉽다는 문제가 있다. 이 문제는, 조사광으로서 전자선 등을 사용하는 경우에도 마찬가지로 존재한다.However, the sensitivity to EUV is insufficient even for a resist material in the above-mentioned techniques, and further, when the sensitivity to EUV is improved, there is a problem that lithography performance such as nano-edge roughness tends to deteriorate. This problem also exists when the electron beam or the like is used as the irradiation light.

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

본 발명은 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것이며, 그 목적은 EUV, 전자선, 이온빔 등의 전리 방사선, 또는 KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저 등의 250㎚ 이하의 파장을 갖는 비전리 방사선을 패턴 노광 광으로서 사용한 경우에 있어서의 감도 및 리소그래피 성능을 모두 높은 레벨에서 양립 가능한 화학 증폭형 레지스트 재료 및 이 화학 증폭형 레지스트 재료를 사용한 레지스트 패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다.The present invention has been accomplished on the basis of the above-described circumstances, and its object is to provide a method of irradiating non-ionizing radiation having a wavelength of 250 nm or less, such as ionizing radiation such as EUV, electron beam, ion beam, or KrF excimer laser, ArF excimer laser, And a method of forming a resist pattern using the chemically amplified resist material, which is capable of achieving both high sensitivity and lithography performance when used as a resist pattern.

상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 발명은, (1) 산의 작용에 의해 현상액에 가용 또는 불용이 되는 중합체 성분과, (2) 노광에 의해 감방사선성 증감체 및 산을 발생시키는 성분을 포함하고, 상기 (2) 성분이 하기 (a) 및 (b) 성분, 하기 (b) 및 (c) 성분, 또는 하기 (a) 내지 (c) 성분 모두를 함유하고, 하기 (b) 성분이 하기 식 (B)로 표시되는 화합물(이하, 「(B) 화합물」이라고도 함)을 포함하는 화학 증폭형 레지스트 재료이다.The present invention for solving the above problems is characterized in that (1) a polymer component which becomes soluble or insoluble in a developer by the action of an acid, (2) a component which generates a radiation- Wherein the component (2) contains both of the following components (a) and (b), the following components (b) and (c), or both of the following components (a) (Hereinafter also referred to as " compound (B) ").

(a) 250㎚ 이하의 파장을 갖는 제1 방사선을 조사하고, 250㎚를 초과하는 파장을 갖는 제2 방사선을 조사하지 않는 경우에, 산과, 상기 제2 방사선만을 흡수하는 감방사선성 증감체를 발생시키며, 또한 제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 산 및 감방사선성 증감체를 실질적으로 발생시키지 않는 감방사선성 산-증감체 발생제(a) irradiating a first radiation having a wavelength of not more than 250 nm and not irradiating a second radiation having a wavelength of more than 250 nm, the radiation and the radiation-sensitive composition for absorbing only the second radiation Sensitizer generator that does not substantially generate the acid and the radiation-sensitive sensitizer when irradiated with only the second radiation without irradiating the first radiation,

(b) 상기 제1 방사선을 조사하고, 상기 제2 방사선을 조사하지 않는 경우에, 상기 제2 방사선을 흡수하는 감방사선성 증감체를 발생시키며, 또한 제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 감방사선성 증감체를 실질적으로 발생시키지 않는 감방사선성 증감체 발생제(b) generating a radiation-sensitive sensitizer for absorbing the second radiation when the first radiation is not irradiated and the second radiation is not irradiated, and only the second radiation A radiation-sensitive sensitizer generator which does not substantially generate the radiation-sensitive sensitizer

(c) 상기 제1 방사선을 조사하고, 상기 제2 방사선을 방사하지 않는 경우에, 산을 발생시키며, 또한 제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 산을 실질적으로 발생시키지 않는 감방사선성 산 발생제(c) irradiating the first radiation and generating the acid when it does not emit the second radiation, and substantially not generating the acid when only the second radiation is irradiated without irradiating the first radiation A radiation-sensitive acid generator

Figure pat00001
Figure pat00001

(상기 식 (B) 중 RB1 및 RB2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 아미노기 혹은 RB3O 및 RB4O가 결합하는 탄소 원자에 탄소 원자로 결합하는 1가의 유기기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 30의 환 구조를 나타낸다. RB3 및 RB4는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이거나, 또는 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 O-C-O와 함께 구성되는 환원수 4 내지 30의 환 구조를 나타낸다. 단, RB3 및 RB4 중 적어도 한쪽이 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 포르밀기, 카르보닐기, 카르복시기, 술포기, 술포닐기 혹은 이들의 조합을 포함하거나, 또는 상기 환원수 4 내지 30의 환 구조가 스피로환 구조, 축합환 구조 혹은 유교환(有橋環) 구조이다)(In the formula (B), R B1 and R B2 each independently represent a monovalent organic group bonded through a carbon atom to a hydrogen atom, a halogen atom, an amino group, or a carbon atom to which R B3 O and R B4 O are bonded, groups are combined to each other, it represents a ring structure of the reduced water from 3 to 30 that is configured with the carbon atoms to which they are attached. R B3 and R B4 each independently, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or combined with each other, they are attached are At least one of R B3 and R B4 is a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a formyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a sulfo group, a sulfonyl group or a , Or the ring structure of the reduced water 4 to 30 is a spiro ring structure, a condensed ring structure, or a branched (bridged) structure)

상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 발명은, 기판의 적어도 한쪽의 면에 상기 화학 증폭형 레지스트 재료를 도공하는 도공 공정과, 상기 도공에 의해 얻어진 레지스트막에 250㎚ 이하의 파장을 갖는 방사선(이하, 「제1 방사선」이라고도 함)을 조사하는 패턴 노광 공정과, 상기 패턴 노광 공정 후의 상기 레지스트막에 250㎚를 초과하는 파장을 갖는 방사선(이하, 「제2 방사선」이라고도 함)을 조사하는 일괄 노광 공정과, 상기 일괄 노광 공정 후의 상기 레지스트막을 가열하는 베이크 공정과, 상기 베이크 공정 후의 상기 레지스트막을 현상액에 접촉시키는 현상 공정을 구비하는 레지스트 패턴 형성 방법이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a lithographic projection apparatus comprising a coating step of coating a chemically amplified resist material on at least one surface of a substrate, and a step of irradiating the resist film obtained by the coating with radiation having a wavelength of 250 nm or less (Hereinafter also referred to as " first radiation ") to the resist film after the pattern exposure process (hereinafter also referred to as " second radiation " A baking step of heating the resist film after the batch exposure step; and a developing step of bringing the resist film after the baking step into contact with a developing solution.

여기서, 「제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 산 및 감방사선성 증감체를 실질적으로 발생시키지 않는다」, 「제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 감방사선성 증감체를 실질적으로 발생시키지 않는다」 및 「제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 산을 실질적으로 발생시키지 않는다」란, 제2 방사선의 조사에 의해 산이나 감방사선성 증감체가 발생하지 않거나, 또는 제2 방사선의 조사에 의해 산이나 감방사선성 증감체가 발생한 경우라도, 패턴 노광에 있어서의 노광부와 비노광부 사이에 있어서의 산이나 감방사선성 증감체의 농도의 차를 패턴 형성 가능한 정도의 크기로 유지할 수 있을 정도로 제2 방사선에 의한 상기 패턴 비노광부의 산이나 감방사선성 증감체의 발생량이 적어, 그 결과, 현상 후에 상기 패턴 노광부 또는 패턴 비노광부의 어느 하나만을 현상액에 용해시킬 수 있을 정도로 산이나 감방사선성 증감체의 발생량이 적은 것을 의미한다. 「유기기」란, 적어도 1개의 탄소 원자를 포함하는 기를 의미한다. 「환원수」란, 환 구조의 환을 구성하는 원자수를 의미하고, 다환의 경우는, 이 다환을 구성하는 원자수를 의미한다. 「중합체」란, 올리고머를 포함하는 개념이다.Here, " the acid and the radiation-sensitive sensitizer are not substantially generated when only the second radiation is irradiated without irradiating the first radiation ", " when the second radiation alone is irradiated without irradiating the first radiation, Does not substantially generate a radiation-sensitive sensitizer "and" does not substantially generate the acid when irradiated with only the second radiation without irradiating the first radiation "means that the radiation is irradiated with the acid or the radiation- Even when a sensitizer does not occur or when an acid or a radiation-sensitive sensitizer is generated by the irradiation of the second radiation, the difference in the concentration of the acid or the sensitizing radiation sensitizer between the exposed portion and the non- Of the pattern unexposed portion by the second radiation to such an extent that the radiation can be maintained at a size enough to form a pattern, Less amount and, as a result, the development and the pattern after the exposed portion or unexposed pattern means the extent that only any one portion of it can dissolve in the developing solution that less amount of acid or sense radiation-sensitized material. The term "organic group" means a group containing at least one carbon atom. "Reduced water" means the number of atoms constituting a ring of a cyclic structure, and in the case of a polycyclic ring, it means the number of atoms constituting the polycyclic ring. The term " polymer " is a concept including an oligomer.

본 발명의 화학 증폭형 레지스트 재료 및 레지스트 패턴 형성 방법에 의하면, EUV, 전자선, KrF 엑시머 레이저광, ArF 엑시머 레이저광 등의 250㎚ 이하의 파장을 갖는 방사선을 패턴 노광 광으로서 사용한 경우에 있어서의 감도 및 리소그래피 성능을 모두 높은 레벨에서 양립 가능하다.According to the chemically amplified resist material and the resist pattern forming method of the present invention, the sensitivity in the case of using radiation having a wavelength of 250 nm or less such as EUV, electron beam, KrF excimer laser beam, ArF excimer laser beam, And lithography performance at both high levels.

도 1은 패턴의 나노에지 러프니스를 도시하는 모식적인 평면도이다.
도 2는 패턴의 나노에지 러프니스를 도시하는 모식적 단면도이다.
1 is a schematic plan view showing a nano-edge roughness of a pattern.
2 is a schematic cross-sectional view showing the nano-edge roughness of the pattern.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments.

<화학 증폭형 레지스트 재료>&Lt; Chemical amplification type resist material &

당해 화학 증폭형 레지스트 재료는 (1) 산의 작용에 의해 현상액에 가용 또는 불용이 되는 중합체 성분과, (2) 노광에 의해 감방사선성 증감체 및 산을 발생시키는 성분을 포함하고, (2) 성분이 하기 (a) 및 (b) 성분, 하기 (b) 및 (c) 성분, 또는 하기 (a) 내지 (c) 성분 모두를 함유한다.The chemical amplification type resist material comprises (1) a polymer component that becomes soluble or insoluble in a developer by the action of an acid, (2) a component that generates a radiation-sensitive sensitizer and an acid upon exposure, and (2) (A) and (b), the following components (b) and (c), or both of the following components (a) to (c).

(a) 250㎚ 이하의 파장을 갖는 제1 방사선을 조사하고, 250㎚를 초과하는 파장을 갖는 제2 방사선을 조사하지 않는 경우에, 산과, 상기 제2 방사선만을 흡수하는 감방사선성 증감체를 발생시키며, 또한 제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 산 및 감방사선성 증감체를 실질적으로 발생시키지 않는 감방사선성 산-증감체 발생제(a) irradiating a first radiation having a wavelength of not more than 250 nm and not irradiating a second radiation having a wavelength of more than 250 nm, the radiation and the radiation-sensitive composition for absorbing only the second radiation Sensitizer generator that does not substantially generate the acid and the radiation-sensitive sensitizer when irradiated with only the second radiation without irradiating the first radiation,

(b) 상기 제1 방사선을 조사하고, 상기 제2 방사선을 조사하지 않는 경우에, 상기 제2 방사선을 흡수하는 감방사선성 증감체를 발생시키며, 또한 제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 감방사선성 증감체를 실질적으로 발생시키지 않는 감방사선성 증감체 발생제(b) generating a radiation-sensitive sensitizer for absorbing the second radiation when the first radiation is not irradiated and the second radiation is not irradiated, and only the second radiation A radiation-sensitive sensitizer generator which does not substantially generate the radiation-sensitive sensitizer

(c) 상기 제1 방사선을 조사하고, 상기 제2 방사선을 방사하지 않는 경우에, 산을 발생시키며, 또한 제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 산을 실질적으로 발생시키지 않는 감방사선성 산 발생제(c) irradiating the first radiation and generating the acid when it does not emit the second radiation, and substantially not generating the acid when only the second radiation is irradiated without irradiating the first radiation A radiation-sensitive acid generator

또한, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료는 (1) 중합체 성분 및 (2) 성분 이외에, 통상 용매를 포함하고, 산 확산 제어제, 라디칼 포착제, 가교제, 그 밖의 첨가제 등을 더 포함할 수도 있다.The chemical amplification type resist material may further include a solvent in addition to (1) the polymer component and the component (2), and may further include an acid diffusion controlling agent, a radical scavenger, a crosslinking agent, and other additives.

여기서, (2) 성분은, (1) 중합체 성분을 구성하는 중합체 또는 저분자 화합물의 일부에 조립되어 있을 수도 있고, (1) 중합체 성분과는 상이한 성분일 수도 있다. 이 경우, (2) 성분의 일부가 (1) 중합체 성분과 상이한 성분일 수도, (2) 성분의 전부가 (1) 중합체 성분과 상이한 성분일 수도 있다.Here, the component (2) may be (1) a polymer or a part of a low-molecular compound constituting the polymer component, or may be a component different from (1) the polymer component. In this case, a part of the component (2) may be a component different from (1) the polymer component, and all of the component (2) may be a component different from (1) the polymer component.

[(1) 중합체 성분][(1) Polymer component]

(1) 중합체 성분은 산의 작용에 의해 현상액에 가용 또는 불용이 되는 성분이다. (1) 중합체 성분은, 예를 들어 산의 작용에 의해 산 해리성기가 해리됨으로써 극성기를 발생시키는 기(이하, 「산 해리성기로 보호된 극성기」라고도 함)를 포함하는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (I)」이라고도 함)를 갖는 제1 중합체(이하, 「[A] 중합체」라고도 함)나, 구조 단위 (I)을 갖는 칼릭스아렌(이하, 「[C] 중합체」라고도 함) 등을 포함한다. 또한, (1) 중합체 성분은, [A] 중합체 또는 [C] 중합체를 포함하는 한, 상기 산의 작용에 의해 현상액에 가용 또는 불용이 되는 성분 이외의 성분을 포함할 수도 있다. 구체예에는, (1) 중합체 성분은, 구조 단위 (I)을 포함하지 않는 제2 중합체(이하, 「[B] 중합체」라고도 함)를 더 포함할 수도 있다. 여기서 「칼릭스아렌」이란, 히드록시기가 결합하는 방향환 또는 히드록시기가 결합하는 헤테로 방향환이 탄화수소기를 통하여 복수개 환상으로 결합한 환상 올리고머를 의미한다.(1) The polymer component is a component that becomes soluble or insoluble in the developer due to the action of an acid. (1) The polymer component is a structural unit (hereinafter, referred to as &quot; polymer unit &quot;) including a group generating a polar group by dissociation of an acid-dissociable group by the action of an acid (hereinafter also referred to as &quot; polar group protected by an acid- (Hereinafter also referred to as a "[C] polymer") having a structural unit (I) (hereinafter also referred to as a "structural unit (I)") And the like. Further, (1) the polymer component may contain components other than the components that are soluble or insoluble in the developer by the action of the acid, as long as the polymer [A] or the polymer [C] is included. In an embodiment, the (1) polymer component may further include a second polymer not containing the structural unit (I) (hereinafter also referred to as "[B] polymer"). The term &quot; calixarene &quot; means a cyclic oligomer in which a plurality of aromatic rings through which a heteroaromatic ring to which an aromatic ring or a hydroxy group to which a hydroxy group is bonded is bonded through a hydrocarbon group.

[A] 중합체 및 [B] 중합체는, 불소 원자를 포함하는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (Ⅱ)」라고도 함) 및 페놀성 수산기를 포함하는 구조 단위 (Ⅲ) 및 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조, 술톤 구조 또는 이들의 조합을 포함하는 구조 단위 (Ⅳ)를 더 가질 수도 있고, 구조 단위 (I) 내지 구조 단위 (Ⅳ) 이외의 그 밖의 구조 단위를 더 가질 수도 있다.(A) a polymer and a [B] polymer are a copolymer of a structural unit containing a fluorine atom (hereinafter also referred to as "structural unit (II)"), a structural unit (III) containing a phenolic hydroxyl group and a lactone structure, (IV) containing a carboxyl group, a carboxyl group, a carboxyl group, a carboxyl group, a carboxyl group, a carboxyl group, a carboxyl group, a carboxyl group, a nitrate structure, a sultone structure or a combination thereof.

[[A] 중합체 및 [B] 중합체][[A] Polymer and [B] Polymer]

[A] 중합체는 구조 단위 (I)을 갖는 중합체이다. 또한, [A] 중합체는 구조 단위 (Ⅱ) 내지 구조 단위 (Ⅳ)나, 그 밖의 구조 단위를 더 가질 수도 있다. [B] 중합체는 [A] 중합체와 상이한 중합체이다. [B] 중합체는 구조 단위 (Ⅱ)를 가지면 좋고, 구조 단위 (Ⅲ) 및 구조 단위 (Ⅳ)나, 그 밖의 구조 단위를 가질 수도 있다.[A] Polymer is a polymer having a structural unit (I). The polymer [A] may further have the structural unit (II) to the structural unit (IV) or other structural units. The [B] polymer is a polymer different from the [A] polymer. The polymer [B] may have a structural unit (II), and it may have a structural unit (III), a structural unit (IV), or other structural units.

(구조 단위 (I))(Structural unit (I))

구조 단위 (I)은, 산 해리성기로 보호된 극성기를 포함하는 구조 단위이다. [A] 중합체가 구조 단위 (I)을 가짐으로써, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 감도 및 리소그래피 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 구조 단위 (I)로서는, 예를 들어 하기 식 (a-1)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (I-1)」이라고도 함), 하기 식 (a-2)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (I-2)」라고도 함) 등을 들 수 있다. 하기 식 (a-1) 및 (a-2) 중 -CRA2RA3RA4 및 -CRA6RA7RA8로 표시되는 기는 산 해리성기이다.The structural unit (I) is a structural unit containing a polar group protected by an acid dissociable group. By having the polymer [A] having the structural unit (I), the sensitivity and the lithographic performance of the chemically amplified resist material can be further improved. As the structural unit (I), for example, a structural unit represented by the following formula (a-1) (hereinafter also referred to as a "structural unit (I-1)"), a structural unit represented by the following formula (Hereinafter also referred to as &quot; structural unit (I-2) &quot;). The formula (a-1) and (a-2) a group of the acid-dissociable group represented by -CR A2 R A3 R A4 and R A6 -CR A7 R A8.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 식 (a-1) 중 RA1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. RA2는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이다. RA3 및 RA4는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 1가의 쇄상 탄화수소기 혹은 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낸다.In the formula (a-1), R A1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R A2 is a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms. R A3 and R A4 are each independently a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms or a combination of these groups to form a reduced number of carbon atoms 3 to 20 alicyclic structures.

상기 식 (a-2) 중 RA5는 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. RA6은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시탄화수소기이다. RA7 및 RA8은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시탄화수소기이다. LA는 단결합, -O-, -COO- 또는 -CONH-이다.In the formula (a-2), R A5 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R A6 is a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R A7 and R A8 each independently represent a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms or a monovalent oxyhydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms. L A is a single bond, -O-, -COO- or -CONH-.

상기 RA2, RA6, RA7 및 RA8로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 탄소수 1 내지 30의 쇄상 탄화수소기, 탄소수 3 내지 30의 지환식 탄화수소기, 탄소수 6 내지 30의 방향족 탄화수소기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R A2 , R A6 , R A7 and R A8 include a linear hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, And an aromatic hydrocarbon group of 1 to 30 carbon atoms.

상기 탄소수 1 내지 30의 1가의 쇄상 탄화수소기로서는, 예를 들어As the monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, for example,

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

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

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

상기 탄소수 3 내지 30의 1가의 지환식 탄화수소기로서는, 예를 들어As the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, for example,

시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로펜틸기, 시클로옥틸기, 시클로데실기, 시클로도데실기 등의 포화 단환 탄화수소기;Saturated monocyclic hydrocarbon groups such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclopentyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group and cyclododecyl group;

시클로프로페닐기, 시클로부테닐기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로옥테닐기, 시클로데세닐기 등의 불포화 단환 탄화수소기;An unsaturated monocyclic hydrocarbon group such as a cyclopropenyl group, a cyclobutenyl group, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a cyclooctenyl group, and a cyclodecenyl group;

비시클로[2.2.1]헵타닐기, 비시클로[2.2.2]옥타닐기, 트리시클로[3.3.1.13, 7]데카닐기 등의 포화 다환 탄화수소기;Bicyclo [2.2.1] hepta group, a bicyclo [2.2.2] octa group, a tricyclo [3.3.1.1 3, 7] a saturated polycyclic hydrocarbon group such as decamethylene group;

비시클로[2.2.1]헵테닐기, 비시클로[2.2.2]옥테닐기 등의 불포화 다환 탄화수소기 등을 들 수 있다.And an unsaturated polycyclic hydrocarbon group such as a bicyclo [2.2.1] heptenyl group and a bicyclo [2.2.2] octenyl group.

상기 탄소수 6 내지 30의 1가의 방향족 탄화수소기로서는, 예를 들어As the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, for example,

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

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

상기 RA2로서는 쇄상 탄화수소기 및 시클로알킬기가 바람직하고, 알킬기 및 시클로알킬기가 보다 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로옥틸기 및 아다만틸기가 더욱 바람직하다.R A2 is preferably a chain hydrocarbon group or a cycloalkyl group, more preferably an alkyl group or a cycloalkyl group, and further preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group and an adamantyl group.

상기 RA3 및 RA4로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 쇄상 탄화수소기 및 탄소수 3 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기로서는, 예를 들어 상기 RA2, RA6, RA7 및 RA8에서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms represented by R A3 and R A4 include groups represented by R A2 , R A6 , R A7 and R A8 , And the like.

상기 RA3 및 RA4의 기가 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 20의 지환 구조로서는, 예를 들어Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 reduced groups formed by combining the groups R A3 and R A4 together with the carbon atoms to which they are bonded include,

시클로프로판 구조, 시클로부탄 구조, 시클로펜탄 구조, 시클로펜텐 구조, 시클로펜타디엔 구조, 시클로헥산 구조, 시클로옥탄 구조, 시클로데칸 구조 등의 단환의 시클로알칸 구조;Monocyclic cycloalkane structures such as a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclopentene structure, a cyclopentadiene structure, a cyclohexane structure, a cyclooctane structure, and a cyclodecane structure;

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

상기 RA3 및 RA4로서는, 알킬기, 이들 기가 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 단환의 시클로알칸 구조, 노르보르난 구조 및 아다만탄 구조가 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 시클로펜탄 구조, 시클로헥산 구조 및 아다만탄 구조가 보다 바람직하다.As R A3 and R A4 , an alkyl group, a monocyclic cycloalkane structure, a norbornane structure and an adamantane structure formed by combining these groups together with a carbon atom to which they are bonded are preferable, and a methyl group, an ethyl group, a cyclopentane structure , A cyclohexane structure and an adamantane structure are more preferable.

상기 RA6, RA7 및 RA8로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시탄화수소기로서는, 예를 들어 상기 RA2, RA6, RA7 및 RA8에서 예시한 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기의 탄소-탄소 사이에 산소 원자를 포함하는 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R A6 , R A7 and R A8 include monovalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms as exemplified above for R A2 , R A6 , R A7 and R A8 A group containing an oxygen atom between the carbon-carbon of the group, and the like.

상기 RA6, RA7 및 RA8로서는, 쇄상 탄화수소기와, 산소 원자를 포함하는 지환식 탄화수소기가 바람직하다.As R A6 , R A7 and R A8 , a chain hydrocarbon group and an alicyclic hydrocarbon group containing an oxygen atom are preferable.

상기 LA로서는 단결합 및 -COO-이 바람직하고, 단결합이 보다 바람직하다.As L A, a single bond and -COO- are preferable, and a single bond is more preferable.

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

상기 RA5로서는 구조 단위 (I)을 부여하는 단량체의 공중합성의 관점에서, 수소 원자 및 메틸기가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.As R A5 , a hydrogen atom and a methyl group are preferable, and a hydrogen atom is more preferable from the viewpoint of copolymerization of a monomer giving the structural unit (I).

구조 단위 (I-1)로서는, 예를 들어 하기 식 (a-1-a) 내지 (a-1-d)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (I-1-a) 내지 (I-1-d)」라고도 함) 등을 들 수 있다. 구조 단위 (I-2)로서는 하기 식 (a-2-a)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (I-2-a)」라고도 함) 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (I-1) include structural units represented by the following formulas (a-1-a) to (a- -1-d) &quot;), and the like. Examples of the structural unit (I-2) include a structural unit represented by the following formula (a-2-a) (hereinafter also referred to as "structural unit (I-2-a)").

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 식 (a-1-a) 내지 (a-1-d) 중 RA1 내지 RA4는 상기 식 (a-1)과 동의이다. na는 1 내지 4의 정수이다. 상기 식 (a-2-a) 중 RA5 내지 RA8은 상기 식 (a-2)와 동의이다.R A1 to R A4 in the above formulas (a-1-a) to (a-1-d) are synonymous with the above formula (a-1). n a is an integer of 1 to 4; R A5 to R A8 in the formula (a-2-a) are the same as those in the formula (a-2).

na로서는 1, 2 및 4가 바람직하고, 1이 보다 바람직하다.As n a, 1, 2 and 4 are preferable, and 1 is more preferable.

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

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 식 중 RA1은 상기 식 (a-1)과 동의이다. Wherein R A1 is as defined in the above formula (a-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 pat00006
Figure pat00006

상기 식 중 RA5는 상기 식 (a-2)와 동의이다. Wherein R A5 is as defined in the above formula (a-2).

구조 단위 (I)로서는, 구조 단위 (I-1-a) 내지 (a-2-a)가 바람직하고, 2-메틸-2-아다만틸(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 2-i-프로필-2-아다만틸(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 1-메틸-1-시클로펜틸(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 1-에틸-1-시클로헥실(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 1-i-프로필-1-시클로펜틸(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 2-시클로헥실프로판-2-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위 및 2-(아다만탄-1-일)프로판-2-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위가 보다 바람직하다.As the structural unit (I), structural units (I-1-a) to (a-2-a) are preferable, structural units derived from 2-methyl-2-adamantyl (meth) (meth) acrylate, a structural unit derived from 1-methyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate, a structural unit derived from 1-ethyl-1-cyclohexyl (Meth) acrylate, a structural unit derived from 1-i-propyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate, a structural unit derived from 2-cyclohexylpropan- - (adamantan-1-yl) propan-2-yl (meth) acrylate is more preferable.

[A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대한 구조 단위 (I)의 함유 비율의 하한으로서는, 10몰%가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하고, 30몰%가 더욱 바람직하고, 45몰%가 특히 바람직하다. 한편, 상기 함유 비율의 상한으로서는 80몰%가 바람직하고, 70몰%가 보다 바람직하고, 65몰%가 더욱 바람직하고, 60몰%가 특히 바람직하다.The lower limit of the content ratio of the structural unit (I) to the total structural units constituting the polymer [A] is preferably 10 mol%, more preferably 20 mol%, still more preferably 30 mol% Is particularly preferable. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 80 mol%, more preferably 70 mol%, still more preferably 65 mol%, and particularly preferably 60 mol%.

상기 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료로 형성되는 레지스트막의 패턴 노광부와 비노광부의 현상액에 대한 용해 콘트라스트를 충분히 확보할 수 있어, 그 결과, 해상성 등이 향상된다.By setting the content ratio within the above range, it is possible to sufficiently secure the dissolution contrast to the developing solution of the pattern exposure portion and the non-visible portion of the resist film formed from the chemically amplified resist material, and as a result, the resolution and the like are improved.

(구조 단위 (Ⅱ))(Structural unit (II))

구조 단위 (Ⅱ)는 불소 원자를 포함하는 구조 단위이다(단, 구조 단위 (I)에 해당하는 것을 제외함). 구조 단위 (Ⅱ)는 통상 염 구조를 포함하지 않는다. 이 구조 단위 (Ⅱ)로서는, 예를 들어 하기 식 (f-1) 내지 (f-4)로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.The structural unit (II) is a structural unit containing a fluorine atom (except for the structural unit (I)). The structural unit (II) does not usually contain a salt structure. Examples of the structural unit (II) include structural units represented by the following formulas (f-1) to (f-4).

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 식 (f-1) 중 RF1은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. LF1은 단결합, 산소 원자, 황 원자, -CO-O-, -SO2-O-NH-, -CO-NH- 또는 -O-CO-NH-이다. RF2는 탄소수 1 내지 20의 1가의 불소화탄화수소기이다.In the formula (f-1), R F1 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. L F1 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -CO-O-, -SO 2 -O-NH-, -CO-NH- or -O-CO-NH-. R F2 is a monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

상기 식 (f-2) 중 RF3은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. LF2는 단결합, 산소 원자, 황 원자, -CO-O-, -SO2-O-NH-, -CO-NH- 또는 -O-CO-NH-이다. RF4는 단결합, 탄소수 1 내지 20의 (u+1)가의 탄화수소기, 또는 이 탄화수소기의 RF5측의 말단에 산소 원자, 황 원자, -NRFF1-, 카르보닐기, -CO-O- 혹은 -CO-NH-가 결합한 구조이다. RFF1은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 탄화수소기이다. RF5는 단결합 또는 탄소수 1 내지 20의 2가의 유기기이다. LF3은 단결합 또는 탄소수 1 내지 20의 2가의 불소화 쇄상 탄화수소기이다. A1은 산소 원자, -NRFF2-, -CO-O-* 또는 -SO2-O-*이다. RFF2는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 1가의 탄화수소기이다. *은 RF6에 결합하는 부위를 나타낸다. RF6은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 30의 1가의 유기기이다. u는 1 내지 3의 정수이다. 단, u가 1인 경우, RF4는 단결합일 수도 있다. u가 2 또는 3인 경우, 복수의 RF5는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수의 LF3은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수의 A1은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수의 RF6은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.In the formula (f-2), R F3 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. L F2 is a single bond, oxygen, sulfur, -CO-O-, -SO 2 -O -NH-, -CO-NH- or -O-CO-NH-. R F4 is a single bond, C 1 -C 20 (u + 1) valent hydrocarbon group, or an oxygen atom at the terminal of R F5 side of the hydrocarbon group, a sulfur atom, -NR FF1 -, carbonyl, -CO-O- or -CO-NH-. R FF1 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group of 1 to 10 carbon atoms. R F5 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. L F3 is a single bond or a divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. A 1 is an oxygen atom, -NR FF2 -, it is -CO-O- or * -SO 2 -O- *. R FF2 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group of 1 to 10 carbon atoms. * Represents a site bonding to R F6 . R F6 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. u is an integer of 1 to 3; However, when u is 1, R F4 may be a single bond. When u is 2 or 3, plural R F5 may be the same or different, plural L F3 may be the same or different, plural A 1 may be the same or different, The plurality of R F6 may be the same or different.

상기 식 (f-3) 중 RF7은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기, 트리플루오로메틸기 또는 탄소수 2 내지 20의 1가의 카르보닐옥시탄화수소기이다. LF4는 단결합, 산소 원자, 황 원자, -CO-O-, -SO2-O-NH-, -CO-NH- 또는 -O-CO-NH-이다. RF8은 단결합 또는 탄소수 1 내지 20의 2가의 유기기이다. RF9 및 RF10은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 불소화알킬기이다. 단, RF9 및 RF10 중 어느 하나는 불소화알킬기이다. v는 1 내지 3의 정수이다. v가 2 또는 3인 경우, 복수의 RF9는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수의 RF10은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.In the formula (f-3), R F7 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a monovalent carbonyloxy hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. L F4 is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, -CO-O-, -SO 2 -O-NH-, -CO-NH- or -O-CO-NH-. R F8 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R F9 and R F10 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Provided that any one of R F9 and R F10 is a fluorinated alkyl group. v is an integer of 1 to 3; When v is 2 or 3, plural R F9 may be the same or different, and plural R F10 may be the same or different.

상기 식 (f-4) 중 RF11은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. RF12 및 RF13은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이다. w는 1 내지 4의 정수이다. w가 2 이상인 경우, 복수의 RF12는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수의 RF13은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 1개 또는 복수의 RF12 및 1개 또는 복수의 RF13 중 2개 이상은 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 탄소 원자 또는 탄소쇄와 함께 구성되는 환원수 3 내지 20의 환 구조를 형성하고 있을 수도 있다. RF14 및 RF15는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이다. 단, RF14 및 RF15 중 적어도 한쪽은, 적어도 1개의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이다. RF14와 RF15는 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 20의 환 구조를 형성하고 있을 수도 있다.In formula (f-4), R F11 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R F12 and R F13 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. w is an integer of 1 to 4; When w is 2 or more, a plurality of R F12 may be the same or different, and a plurality of R F13 may be the same or different. Two or more of one or more R F12 and one or more R F13 may combine with each other to form a ring structure of 3 to 20 reduced numbers constituted together with a carbon atom or a carbon chain to which they are bonded. R F14 and R F15 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Provided that at least one of R F14 and R F15 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. R F14 and R F15 may combine with each other to form a ring structure having 3 to 20 reduced numbers formed together with the carbon atoms to which they are bonded.

상기 RF1, RF3 및 RF11로서는 수소 원자 및 메틸기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다. 상기 RF7로서는 수소 원자, 메틸기 및 1가의 카르보닐옥시탄화수소기가 바람직하고, 메틸기 및 알콕시카르보닐기가 보다 바람직하고, 메틸기 및 에톡시카르보닐기가 더욱 바람직하다.As R F1 , R F3 and R F11, a hydrogen atom and a methyl group are preferable, and a methyl group is more preferable. As R F7 , a hydrogen atom, a methyl group and a monovalent carbonyloxy hydrocarbon group are preferable, and a methyl group and an alkoxycarbonyl group are more preferable, and a methyl group and an ethoxycarbonyl group are more preferable.

상기 LF1, LF2 및 LF4로서는 단결합, 산소 원자 및 -CO-O-가 바람직하고, -CO-O-가 보다 바람직하다.As L F1 , L F2 and L F4 , a single bond, an oxygen atom and -CO-O- are preferable, and -CO-O- is more preferable.

상기 RF2로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 불소화탄화수소기로서는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부를 불소 원자로 치환한 것을 들 수 있다. 상기 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 상기 RA2, RA6, RA7 및 RA8에서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R F2 include those obtained by substituting a part or all of hydrogen atoms contained in a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms with a fluorine atom. Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include the same groups as exemplified above for R A2 , R A6 , R A7 and R A8 .

상기 RF2로서는 불소화 쇄상 탄화수소기가 바람직하고, 불소화알킬기가 보다 바람직하고, 불소화메틸기 및 불소화에틸기가 더욱 바람직하다.The R F2 is preferably a fluorinated chain hydrocarbon group, more preferably a fluorinated alkyl group, more preferably a fluorinated methyl group and a fluorinated ethyl group.

상기 RF4로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 (u+1)가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 상기 RA2, RA6, RA7 및 RA8에서 예시한 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로부터, 추가로 u개의 수소 원자를 제외한 것 등을 들 수 있다.Examples of the (u + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R F4 include monovalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms as exemplified above for R A2 , R A6 , R A7 and R A8 , And additionally u hydrogen atoms are excluded.

상기 RFF1로서는 수소 원자 및 탄소수 1 내지 10의 알킬기가 바람직하고, 수소 원자, 메틸기 및 에틸기가 보다 바람직하다.The R FF1 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a methyl group and an ethyl group.

상기 RF4로서는 단결합, 탄소수 1 내지 20의 (u+1)가의 쇄상 탄화수소기 및 탄소수 6 내지 20의 (u+1)가의 방향족 탄화수소기가 바람직하고, 단결합, 탄소수 1 내지 10의 (u+1)가의 쇄상 탄화수소기 및 탄소수 6 내지 10의 (u+1)가의 쇄상 탄화수소기가 더욱 바람직하다.The R F4 is preferably a single bond, a (u + 1) th chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms and having a single bond, a (u + 1) -order chain hydrocarbon group and (u + 1) -order chain hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms are more preferable.

상기 RF5 및 RF8로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 2가의 유기기로서는, 예를 들어 2가의 탄화수소기, 이 탄화수소기의 탄소-탄소 사이 또는 결합손측의 말단에 2가의 헤테로 원자 함유기를 포함하는 기, 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 치환기로 치환한 기 등을 들 수 있다.Examples of the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R F5 and R F8 include divalent hydrocarbon groups, divalent hydrocarbon groups, carbon-carbon bonds in the hydrocarbon groups, or divalent heteroatom-containing groups A group in which a part or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent, and the like.

상기 탄소수 1 내지 20의 2가의 탄화수소기로서는, 예를 들어Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include, for example,

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

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

에틴디일기, 프로핀디일기, 부틴디일기 등의 알킨디일기 등의 쇄상 탄화수소기;Chain hydrocarbon groups such as an alkynediyl group such as an ethynyl group, an ethynyl group, an ethynyl group, an ethynyl group, an ethynyl group, an ethynyl group, a propynyl group,

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

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

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

노르보르넨디일기, 트리시클로데센디일기 등의 다환의 시클로알켄디일기 등의 지환식 탄화수소기;Alicyclic hydrocarbon groups such as a norbornenediyl group and a polycyclic cycloalkenediyl group such as a tricyclodecenediyl group;

벤젠디일기, 톨루엔디일기, 크실렌디일기, 나프탈렌디일기 등의 아렌디일기;An alkylenediyl group such as a benzenediyl group, a benzenediyl group, a benzenediyl group, a toluenediaryl group, a benzenediyl group, a benzenediyl group, a benzenediyl group, a benzenediyl group, a benzenediyl group, a benzenediyl group,

벤젠디일메탄디일기, 나프탈렌디일시클로헥산디일기 등의 아렌디일(시클로)알칸디일기 등의 방향족 탄화수소기 등을 들 수 있다.(Cyclo) alkanediyl groups such as benzenediylmethanediyl, naphthalenediylcyclohexanediyl and the like, and the like.

상기 헤테로 원자 함유기란, 구조 중에 2가 이상의 헤테로 원자를 갖는 기를 의미한다. 상기 헤테로 원자 함유기는 헤테로 원자를 1개 가질 수도 있고, 2개 이상 가질 수도 있다. 여기서 「헤테로 원자」란, 수소 원자 및 탄소 원자 이외의 원자를 의미한다. 또한, 상기 헤테로 원자 함유기는 헤테로 원자만을 갖고 있을 수도 있다.The hetero atom-containing group means a group having two or more hetero atoms in the structure. The hetero atom-containing group may have one hetero atom or two or more hetero atoms. Here, the "hetero atom" means an atom other than a hydrogen atom and a carbon atom. In addition, the hetero atom-containing group may have only a hetero atom.

상기 헤테로 원자 함유기가 갖는 2가 이상의 헤테로 원자로서는, 2가 이상의 원자가를 갖는 헤테로 원자라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 인 원자, 붕소 원자 등을 들 수 있다.The heteroatom having two or more valencies of the heteroatom-containing group is not particularly limited as long as it is a heteroatom having a valence of 2 or more, and examples thereof include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a phosphorus atom, .

상기 헤테로 원자 함유기로서는, 예를 들어 -O-, -S-, -NRHE-, -PRHE-, -SO-, -SO2-, -SO2O-, -OPO(ORHE)O-, -PO2-, -PO2O-, -CO-, -COO-, -COS-, -CONRHE-, -OCOO-, -OCOS-, -OCONRHE-, -SCONRHE-, -SCSNRHE-, -SCSS-기 등을 들 수 있다. 여기서 RHE는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이다.As the group containing the hetero atom, such as -O-, -S-, -NR HE -, -PR HE -, -SO-, -SO 2 -, -SO 2 O-, -OPO (OR HE) O -, -PO 2 -, -PO 2 O-, -CO-, -COO-, -COS-, -CONR HE- , -OCOO-, -OCOS-, -OCONR HE- , -SCONR HE- , -SCSNR HE- , -SCSS- group, and the like. Wherein R HE is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms.

상기 치환기로서는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자, 히드록시기, 카르복시기, 니트로기, 시아노기 등을 들 수 있다.Examples of the substituent include a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, a nitro group, and a cyano group.

상기 RF5 및 RF8로서는 단결합, 탄소수 1 내지 20의 2가의 탄화수소기 및 2가의 탄화수소기의 탄소-탄소 사이에 산소 원자를 포함하는 기가 바람직하고, 단결합, 탄소수 1 내지 20의 2가의 쇄상 탄화수소기, 2가의 쇄상 탄화수소기의 탄소-탄소 사이에 산소 원자를 포함하는 기 및 탄소수 1 내지 20의 2가의 방향족 탄화수소기가 보다 바람직하고, 단결합, 알칸디일기, 알칸디일옥시알칸디일기 및 아렌디일기가 더욱 바람직하다.As R F5 and R F8 , a group containing an oxygen atom between a carbon atom and a carbon atom of a monovalent bond, a divalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms, and a divalent hydrocarbon group is preferable, and a bond, a divalent straight chain More preferably a hydrocarbon group, a group containing an oxygen atom between the carbon-carbon atoms of the divalent chain hydrocarbon group and a divalent aromatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a single bond, an alkanediyl group, an alkanedioxyalkanediyl group, Di-yl group is more preferable.

상기 LF3으로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 2가의 불소화 쇄상 탄화수소기로서는, 예를 들어 상기 RF5 및 RF8에서 예시한 2가의 쇄상 탄화수소기가 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부를 불소 원자로 치환한 기 등을 들 수 있다.Examples of the divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by L F3 include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the divalent chain hydrocarbon groups exemplified above for R F5 and R F8 are substituted with fluorine atoms .

상기 LF3으로서는 단결합 및 탄소수 1 내지 10의 2가의 불소화 쇄상 탄화수소기가 바람직하고, 단결합 및 탄소수 1 내지 10의 불소화알칸디일기가 보다 바람직하다.The L F3 is preferably a single bond and a divalent fluorinated chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a single bond and a fluorinated alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms.

상기 A1로서는 산소 원자 및 -CO-O-가 바람직하다.The A 1 is preferably an oxygen atom and -CO-O-.

상기 RFF2로서는, 수소 원자 및 탄소수 1 내지 10의 알킬기가 바람직하고, 수소 원자, 메틸기 및 에틸기가 보다 바람직하다.The R FF2 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a methyl group and an ethyl group.

상기 RF6, RF12, RF13, RF14 및 RF15로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기로서는, 예를 들어 1가의 탄화수소기, 이 탄화수소기의 탄소-탄소 사이 또는 결합손측의 말단에 2가의 헤테로 원자 함유기를 포함하는 기, 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 치환기로 치환한 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R F6 , R F12 , R F13 , R F14 and R F15 include monovalent hydrocarbon groups, carbon-carbon bonds between the hydrocarbon groups, A group containing a divalent heteroatom-containing group, a group in which a part or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent, and the like.

상기 1가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 상기 RA2, RA6, RA7 및 RA8에서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다. 상기 헤테로 원자 함유기 및 치환기로서는, 예를 들어 상기 RF5 및 RF8에 있어서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent hydrocarbon group include groups similar to those exemplified above for R A2 , R A6 , R A7 and R A8 . Examples of the heteroatom-containing group and the substituent include the same groups as those exemplified above for R F5 and R F8 .

상기 RF6으로서는 수소 원자 및 탄소수 1 내지 30의 1가의 쇄상 탄화수소기가 바람직하고, 수소 원자 및 탄소수 1 내지 30의 알킬기가 보다 바람직하고, 수소 원자 및 탄소수 1 내지 10의 알킬기가 더욱 바람직하다. 단, 상기 LF3이 단결합인 경우, 상기 RF6은 불소 원자를 갖는 것이 바람직하다.The R F6 is preferably a hydrogen atom or a monovalent straight chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, further preferably a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. However, when L F3 is a single bond, R F6 preferably has a fluorine atom.

상기 RF12 및 RF13으로서는 수소 원자 및 탄소수 1 내지 12의 1가의 탄화수소기가 바람직하고, 탄소수 1 내지 12의 1가의 탄화수소기가 보다 바람직하고, 페닐기, 시클로알킬기 및 히드록시기로 치환된 불소 원자 함유 알킬기가 더욱 바람직하다.As R F12 and R F13 , a hydrogen atom and a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms are preferable, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms is more preferable, and a fluorine atom-containing alkyl group substituted with a phenyl group, a cycloalkyl group and a hydroxy group desirable.

상기 RF14 및 RF15로서는 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 1가의 탄화수소기 및 탄소수 3 내지 12의 1가의 히드록시 치환 불소화탄화수소기가 바람직하고, 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기 및 탄소수 3 내지 12의 히드록시불소화알킬기가 보다 바람직하고, 수소 원자, 메틸기, 에틸기 및 히드록시디(트리플루오로메틸)에틸기가 더욱 바람직하다.As R F14 and R F15 , a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a monovalent hydroxy-substituted fluorinated hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms are preferable, and a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, , More preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, and a hydroxydi (trifluoromethyl) ethyl group.

상기 RF9 및 RF10으로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 불소화메틸기, 불소화에틸기 및 불소화프로필기가 바람직하고, 불소화메틸기 및 불소화에틸기가 보다 바람직하고, 불소화메틸기가 더욱 바람직하고, 트리플루오로메틸기가 특히 바람직하다.The R F9 and R F10 are preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a methyl fluoride group, an ethyl fluoride group and a fluorinated propyl group, more preferably a fluorinated methyl group and a fluorinated ethyl group, more preferably a fluorinated methyl group, and particularly preferably a trifluoromethyl group Do.

상기 u로서는 1 및 2가 바람직하고, 1이 보다 바람직하다. 상기 v로서는 1 및 2가 바람직하고, 1이 보다 바람직하다. 상기 w로서는 1 및 2가 바람직하고, 1이 보다 바람직하다.As u, 1 and 2 are preferable, and 1 is more preferable. The above v is preferably 1 and 2, more preferably 1. As w, 1 and 2 are preferable, and 1 is more preferable.

구조 단위 (Ⅱ)로서는 하기 식으로 표시되는 구조 단위가 바람직하다.As the structural unit (II), a structural unit represented by the following formula is preferable.

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 식 중 RF1은 상기 식 (f-1)과 동의이다. RF7은 상기 식 (f-3)과 동의이다. Wherein R F1 is synonymous with the formula (f-1). R F7 is synonymous with the formula (f-3).

[A] 중합체가 구조 단위 (Ⅱ)를 갖는 경우, [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대한 구조 단위 (Ⅱ)의 함유 비율의 하한으로서는 3몰%가 바람직하고, 5몰%가 보다 바람직하고, 10몰%가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 함유 비율의 상한으로서는 40몰%가 바람직하고, 35몰%가 보다 바람직하고, 30몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, EUV 등을 패턴 노광 광으로 한 경우에 있어서의 감도를 보다 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 함유 비율이 상기 상한을 초과하면, 레지스트 패턴의 단면 형상에 있어서의 직사각형성이 저하될 우려가 있다.When the polymer [A] has the structural unit (II), the lower limit of the content of the structural unit (II) relative to the total structural units constituting the polymer [A] is preferably 3 mol%, more preferably 5 mol% , And more preferably 10 mol%. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 40 mol%, more preferably 35 mol%, still more preferably 30 mol%. By setting the content ratio within the above range, the sensitivity in the case of using EUV or the like as the pattern exposure light can be further improved. On the other hand, if the content ratio exceeds the upper limit, the rectangularity of the cross-sectional shape of the resist pattern may be deteriorated.

(1) 중합체 성분이 [B] 중합체를 포함하고, [B] 중합체가 구조 단위 (Ⅱ)를 갖는 경우, [B] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대한 구조 단위 (Ⅱ)의 하한으로서는 3몰%가 바람직하고, 5몰%가 보다 바람직하고, 10몰%가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 함유 비율의 상한으로서는 40몰%가 바람직하고, 35몰%가 보다 바람직하고, 30몰%가 더욱 바람직하다. 상기 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, EUV 등을 패턴 노광 광으로 한 경우에 있어서의 감도를 보다 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 함유 비율이 상기 상한을 초과하면, 레지스트 패턴의 단면 형상에 있어서의 직사각형성이 저하될 우려가 있다.When the polymer component comprises the [B] polymer and the polymer [B] has the structural unit (II), the lower limit of the structural unit (II) relative to the total structural units constituting the [B] %, More preferably 5 mol%, and still more preferably 10 mol%. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 40 mol%, more preferably 35 mol%, still more preferably 30 mol%. By setting the content ratio within the above range, the sensitivity in the case of using EUV or the like as the pattern exposure light can be further improved. On the other hand, if the content ratio exceeds the upper limit, the rectangularity of the cross-sectional shape of the resist pattern may be deteriorated.

(구조 단위 (Ⅲ))(Structural unit (III))

구조 단위 (Ⅲ)은 페놀성 수산기를 포함하는 구조 단위이다(단, 구조 단위 (I) 및 구조 단위 (Ⅱ)에 해당하는 것을 제외함). [A] 중합체 또는 [B] 중합체가 구조 단위 (Ⅲ)을 가짐으로써, 후술하는 패턴 노광 공정에 있어서 KrF 엑시머 레이저광, EUV(극단 자외선), 전자선 등을 조사하는 경우에 있어서의 감도를 보다 향상시킬 수 있다.The structural unit (III) is a structural unit containing a phenolic hydroxyl group (except for the structural unit (I) and structural unit (II)). When the polymer [A] or the polymer [B] has the structural unit (III), the sensitivity in the case of irradiating KrF excimer laser light, EUV (extreme ultraviolet) .

상기 페놀성 수산기가 결합하는 방향환이 갖는 수소 원자의 일부 또는 전부는 치환기에 의해 치환되어 있을 수도 있다. 이 치환기로서는, 예를 들어 상기 RF5 및 RF8에 있어서 예시한 기와 마찬가지의 것 등을 들 수 있다.Some or all of the hydrogen atoms contained in the aromatic ring to which the phenolic hydroxyl group is bonded may be substituted by a substituent. Examples of the substituent include the same groups as those exemplified for R F5 and R F8 .

구조 단위 (Ⅲ)으로서는, 하기 식 (h-1) 내지 (h-5)로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (Ⅲ-1) 내지 (Ⅲ-5)」라고도 함) 등을 들 수 있다.Examples of the structural unit (III) include structural units (hereinafter also referred to as "structural units (III-1) to (III-5)") represented by the following formulas (h-1) to have.

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 식 (h-1) 내지 (h-5) 중 RAF1은 수소 원자 또는 메틸기이다.In the formulas (h-1) to (h-5), R AF1 is a hydrogen atom or a methyl group.

상기 RAF1로서는 수소 원자가 바람직하다.As R AF1, a hydrogen atom is preferable.

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

[A] 중합체가 구조 단위 (Ⅲ)을 갖는 경우, [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대한 구조 단위 (Ⅲ)의 함유 비율의 하한으로서는, 1몰%가 바람직하고, 20몰%가 보다 바람직하고, 40몰%가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 함유 비율의 상한으로서는 90몰%가 바람직하고, 70몰%가 보다 바람직하고, 60몰%가 더욱 바람직하다. 구조 단위 (Ⅲ)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 감도를 보다 향상시킬 수 있다.When the polymer [A] has the structural unit (III), the lower limit of the content of the structural unit (III) relative to the total structural units constituting the polymer [A] is preferably 1 mol%, more preferably 20 mol% , More preferably 40 mol%. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 90 mol%, more preferably 70 mol%, still more preferably 60 mol%. By setting the content ratio of the structural unit (III) within the above range, the sensitivity of the chemically amplified resist material can be further improved.

(1) 중합체 성분이 [B] 중합체를 포함하고, [B] 중합체가 구조 단위 (Ⅲ)을 갖는 경우, [B] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대한 구조 단위 (Ⅲ)의 함유 비율의 하한으로서는, 1몰%가 바람직하고, 30몰%가 보다 바람직하고, 50몰%가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 함유 비율의 상한으로서는 90몰%가 바람직하고, 80몰%가 보다 바람직하고, 75몰%가 더욱 바람직하다. 구조 단위 (Ⅲ)의 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 감도를 보다 향상시킬 수 있다.When the polymer component comprises the [B] polymer and the [B] polymer has the structural unit (III), the lower limit of the content ratio of the structural unit (III) to the total structural unit constituting [B] Is preferably 1 mol%, more preferably 30 mol%, still more preferably 50 mol%. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 90 mol%, more preferably 80 mol%, and still more preferably 75 mol%. By setting the content ratio of the structural unit (III) within the above range, the sensitivity of the chemically amplified resist material can be further improved.

또한, 구조 단위 (Ⅲ)은 히드록시스티렌의 -OH기의 수소 원자를 아세틸기 등으로 치환한 단량체를 중합한 후, 얻어진 중합체를 아민 존재 하에서 가수분해 반응하는 방법 등에 의해 형성할 수 있다.The structural unit (III) can be formed by, for example, a method of polymerizing a monomer in which a hydrogen atom of -OH group of hydroxystyrene is substituted with an acetyl group, and then subjecting the obtained polymer to a hydrolysis reaction in the presence of an amine.

(구조 단위 (Ⅳ))(Structural unit (IV))

구조 단위 (Ⅳ)는 락톤 구조, 환상 카르보네이트 구조, 술톤 구조 또는 이들의 조합을 포함하는 구조 단위이다(단, 구조 단위 (I) 내지 구조 단위 (Ⅲ)에 해당하는 것을 제외함). [A] 중합체 및 [B] 중합체는 구조 단위 (Ⅳ)를 더 가짐으로써, 현상액에 대한 용해성을 보다 적당한 것으로 조정할 수 있어, 그 결과, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 리소그래피 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료로 형성되는 레지스트막과 기판의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 락톤 구조란, -O-C(O)-로 표시되는 기를 포함하는 1개의 환(락톤환)을 갖는 구조를 의미한다. 또한, 환상 카르보네이트 구조란, -O-C(O)-O-로 표시되는 기를 포함하는 1개의 환(환상 카르보네이트환)을 갖는 구조를 의미한다. 술톤 구조란, -O-S(O)2-로 표시되는 기를 포함하는 1개의 환(술톤환)을 갖는 구조를 의미한다. 구조 단위 (Ⅳ)로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.The structural unit (IV) is a structural unit comprising a lactone structure, a cyclic carbonate structure, a sultone structure, or a combination thereof (except for the structural units (I) to (III)). By further having the structural unit (IV) in the polymer [A] and the polymer [B], the solubility in the developer can be adjusted to a more appropriate value, and as a result, the lithographic performance of the chemically amplified resist material can be further improved . Further, the adhesion between the resist film formed from the chemically amplified resist material and the substrate can be improved. Here, the lactone structure means a structure having one ring (lactone ring) including a group represented by -OC (O) -. Further, the cyclic carbonate structure means a structure having one ring (cyclic carbonate ring) containing a group represented by -OC (O) -O-. The sultone structure means a structure having one ring (sultain ring) including a group represented by -OS (O) 2 -. Examples of the structural unit (IV) include structural units represented by the following formulas.

Figure pat00010
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Figure pat00011
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Figure pat00012
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Figure pat00013
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상기 식 중 RAL은 수소 원자, 불소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다.Wherein R AL is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

상기 RAL로서는 구조 단위 (Ⅳ)를 부여하는 단량체의 공중합성의 관점에서, 수소 원자 및 메틸기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.As the R AL , 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 (IV).

구조 단위 (Ⅳ)로서는 이들 중에서 노르보르난락톤 구조를 포함하는 구조 단위, 옥사노르보르난락톤 구조를 포함하는 구조 단위, γ-부티로락톤 구조를 포함하는 구조 단위, 에틸렌카르보네이트 구조를 포함하는 구조 단위 및 노르보르난술톤 구조를 포함하는 구조 단위가 바람직하고, 노르보르난락톤-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 옥사노르보르난락톤-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 시아노 치환 노르보르난락톤-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 노르보르난락톤-일옥시카르보닐메틸(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 부티로락톤-3-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 부티로락톤-4-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 3,5-디메틸부티로락톤-3-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 4,5-디메틸부티로락톤-4-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 1-(부티로락톤-3-일)시클로헥산-1-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 에틸렌카르보네이트-일메틸(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 시클로헥센카르보네이트-일메틸(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위, 노르보르난술톤-일(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위 및 노르보르난술톤-일옥시카르보닐메틸(메트)아크릴레이트에서 유래하는 구조 단위가 보다 바람직하다.Examples of the structural unit (IV) include a structural unit containing a norbornane lactone structure, a structural unit containing an oxanorbornane lactone structure, a structural unit containing a? -Butyrolactone structure, and an ethylene carbonate structure (Meth) acrylate, and a structural unit derived from norbornane lactone-yl (meth) acrylate are preferable, and structural units derived from norbornane lactone-yl (Meth) acrylate, a structural unit derived from norbornane lactone-yloxycarbonylmethyl (meth) acrylate, a structural unit derived from cyanogen-substituted norbornanactone- (Meth) acrylate, a structural unit derived from butyrolactone-4-yl (meth) acrylate, a structural unit derived from 3,5-dimethylbutyrolactone- (Meth) acrylate, a structural unit derived from 4,5-dimethylbutyrolactone-4-yl (meth) acrylate, a structural unit derived from 4- , Structural units derived from ethylene carbonate-methyl (meth) acrylate, structural units derived from cyclohexene carbonate-methyl (meth) acrylate, structural units derived from cyclohexanecarbonylmethyl (Meth) acrylate and a structural unit derived from norbornane sultone-yloxycarbonylmethyl (meth) acrylate are more preferable.

[A] 중합체가 구조 단위 (Ⅳ)를 갖는 경우, [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대한 구조 단위 (Ⅳ)의 함유 비율의 하한으로서는, 1몰%가 바람직하고, 10몰%가 보다 바람직하고, 20몰%가 더욱 바람직하고, 25몰%가 특히 바람직하다. 한편, 상기 함유 비율의 상한으로서는 70몰%가 바람직하고, 65몰%가 보다 바람직하고, 60몰%가 더욱 바람직하고, 55몰%가 특히 바람직하다. 상기 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료로 형성되는 레지스트막과 기판의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있다.When the polymer [A] has the structural unit (IV), the lower limit of the content ratio of the structural unit (IV) to the total structural units constituting the polymer [A] is preferably 1 mol% , More preferably 20 mol%, and particularly preferably 25 mol%. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 70 mol%, more preferably 65 mol%, still more preferably 60 mol%, and particularly preferably 55 mol%. By setting the content ratio within the above range, the adhesion between the resist film formed from the chemically amplified resist material and the substrate can be further improved.

(1) 중합체 성분이 [B] 중합체를 포함하고, [B] 중합체가 구조 단위 (Ⅳ)를 갖는 경우, [B] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대한 구조 단위 (Ⅳ)의 함유 비율의 하한으로서는, 1몰%가 바람직하고, 10몰%가 보다 바람직하고, 30몰%가 더욱 바람직하고, 40몰%가 특히 바람직하다. 한편, 상기 함유 비율의 상한으로서는 70몰%가 바람직하고, 65몰%가 보다 바람직하고, 60몰%가 더욱 바람직하고, 55몰%가 특히 바람직하다. 상기 함유 비율을 상기 범위로 함으로써, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료로 형성되는 레지스트막과 기판의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있다.(B) the content of the structural unit (IV) relative to the total structural units constituting the polymer [B] when the polymer component comprises the [B] polymer and the polymer has the structural unit (IV) Is preferably 1 mol%, more preferably 10 mol%, still more preferably 30 mol%, and particularly preferably 40 mol%. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 70 mol%, more preferably 65 mol%, still more preferably 60 mol%, and particularly preferably 55 mol%. By setting the content ratio within the above range, the adhesion between the resist film formed from the chemically amplified resist material and the substrate can be further improved.

[그 밖의 구조 단위][Other structural units]

[A] 중합체 및 [B] 중합체는 구조 단위 (I) 내지 (Ⅳ) 이외에 그 밖의 구조 단위를 가질 수도 있다. 그 밖의 구조 단위로서는, 예를 들어 극성기를 포함하는 구조 단위, 비해리성의 탄화수소기를 포함하는 구조 단위 등을 들 수 있다. 상기 극성기로서는, 예를 들어 알코올성 수산기, 카르복시기, 시아노기, 니트로기, 술폰아미드기 등을 들 수 있다. 상기 비해리성의 탄화수소기로서는, 예를 들어 직쇄상의 알킬기 등을 들 수 있다. [A] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대한 상기 그 밖의 구조 단위의 함유 비율의 상한으로서는 20몰%가 바람직하고, 10몰%가 보다 바람직하다. [B] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대한 상기 그 밖의 구조 단위의 함유 비율의 상한으로서는 20몰%가 바람직하고, 10몰%가 보다 바람직하다.The polymer [A] and the polymer [B] may have other structural units in addition to the structural units (I) to (IV). Examples of the other structural unit include a structural unit including a polar group and a structural unit containing a non-reactive hydrocarbon group. Examples of the polar group include an alcoholic hydroxyl group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, and a sulfonamide group. Examples of the non-reactive hydrocarbon group include linear alkyl groups and the like. The upper limit of the content ratio of the other structural units to the total structural units constituting the polymer [A] is preferably 20 mol%, more preferably 10 mol%. The upper limit of the content ratio of the other structural units to the total structural units constituting the [B] polymer is preferably 20 mol%, more preferably 10 mol%.

[A] 중합체 및 [B] 중합체의 합계 함유량의 하한으로서는, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 전체 고형분 중 50질량%가 바람직하고, 60질량%가 보다 바람직하고, 70질량%가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 합계 함유량의 상한으로서는 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 전체 고형분 중 99질량%가 바람직하고, 90질량%가 보다 바람직하고, 80질량%가 더욱 바람직하다.The lower limit of the total content of the polymer [A] and the polymer [B] is preferably 50% by mass, more preferably 60% by mass, and most preferably 70% by mass, based on the total solid content of the chemically amplified resist material. On the other hand, the upper limit of the total content is preferably 99% by mass, more preferably 90% by mass, and most preferably 80% by mass, based on the total solid content of the chemically amplified resist material.

[A] 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)은 특별히 한정되지 않지만, 그의 하한으로서는 1,000이 바람직하고, 2,000이 보다 바람직하고, 3,000이 더욱 바람직하고, 5,000이 특히 바람직하다. 한편, [A] 중합체의 Mw의 상한으로서는 50,000이 바람직하고, 30,000이 보다 바람직하고, 20,000이 더욱 바람직하고, 15,000이 특히 바람직하다.The weight average molecular weight (Mw) of the polymer [A] in terms of polystyrene calculated by gel permeation chromatography (GPC) is not particularly limited, but the lower limit thereof is preferably 1,000, more preferably 2,000, still more preferably 3,000, Particularly preferred. On the other hand, the upper limit of the Mw of the [A] polymer is preferably 50,000, more preferably 30,000, even more preferably 20,000, and particularly preferably 15,000.

[A] 중합체의 Mw를 상기 범위로 함으로써, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 도포성 및 현상 결함 억제성이 향상된다. [A] 중합체의 Mw가 상기 하한보다 작은 경우, 충분한 내열성을 갖는 레지스트막을 얻지 못할 우려가 있다. 반대로, [A] 중합체의 Mw가 상기 상한을 초과하는 경우, 레지스트막의 현상성이 저하될 우려가 있다.By setting the Mw of the polymer [A] within the above range, the coating property and the development defect inhibiting property of the chemically amplified resist material are improved. When the Mw of the polymer [A] is smaller than the above lower limit, there is a fear that a resist film having sufficient heat resistance may not be obtained. On the other hand, when the Mw of the polymer [A] exceeds the upper limit, the developability of the resist film may be lowered.

[A] 중합체의 GPC에 의한 폴리스티렌 환산 수 평균 분자량(Mn)에 대한 Mw의 비(Mw/Mn)의 하한으로서는, 통상 1이며, 1.3이 바람직하다. 한편, 상기 비의 상한으로서는 통상 5이며, 3이 바람직하고, 2가 더욱 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 is preferably 1.3. On the other hand, the upper limit of the ratio is usually 5, preferably 3, and more preferably 2.

[B] 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)은 특별히 한정되지 않지만, 그의 하한으로서는, 1,000이 바람직하고, 2,000이 보다 바람직하고, 2,500이 더욱 바람직하고, 3,000이 특히 바람직하다. 한편, [B] 중합체의 Mw의 상한으로서는 50,000이 바람직하고, 30,000이 보다 바람직하고, 20,000이 더욱 바람직하고, 15,000이 특히 바람직하다.The polystyrene reduced weight average molecular weight (Mw) of the polymer [B] by polystyrene conversion is not particularly limited, but the lower limit thereof is preferably 1,000, more preferably 2,000, still more preferably 2,500, Is particularly preferable. On the other hand, the upper limit of the Mw of the [B] polymer is preferably 50,000, more preferably 30,000, even more preferably 20,000, and particularly preferably 15,000.

[B] 중합체의 Mw를 상기 범위로 함으로써, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 도포성 및 현상 결함 억제성이 향상된다. [B] 중합체의 Mw가 상기 하한보다 작은 경우, 충분한 내열성을 갖는 레지스트막을 얻지 못할 우려가 있다. 반대로, [B] 중합체의 Mw가 상기 상한을 초과하는 경우, 레지스트막의 현상성이 저하될 우려가 있다.By setting the Mw of the [B] polymer within the above range, the coating property and the development defect inhibiting property of the chemically amplified resist material are improved. When the Mw of the [B] polymer is smaller than the above lower limit, there is a fear that a resist film having sufficient heat resistance may not be obtained. On the other hand, when the Mw of the [B] polymer exceeds the upper limit, there is a fear that the developability of the resist film is lowered.

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

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

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

칼럼 온도: 40℃Column temperature: 40 DEG C

용출 용매: 테트라히드로푸란Elution solvent: tetrahydrofuran

유속: 1.0mL/분Flow rate: 1.0 mL / min

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

시료 주입량: 100μLSample injection amount: 100 μL

검출기: 시차 굴절계Detector: differential refractometer

표준 물질: 단분산 폴리스티렌Standard material: monodisperse polystyrene

[A] 중합체 및 [B] 중합체는 분자량 1,000 이하의 저분자량 성분을 포함할 수도 있다. [A] 중합체에 있어서의 저분자량 성분의 함유량의 상한으로서는 1.0질량%가 바람직하고, 0.5질량%가 보다 바람직하고, 0.3질량%가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 하한으로서는, 예를 들어 0.01질량%이다. [B] 중합체에 있어서의 저분자량 성분의 함유량의 상한으로서는 1.0질량%가 바람직하고, 0.5질량%가 보다 바람직하고, 0.3질량%가 더욱 바람직하다. 상기 함유량의 하한으로서는, 예를 들어 0.01질량%이다. [A] 중합체 및 [B] 중합체의 저분자량 성분의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 리소그래피 성능을 보다 향상시킬 수 있다.The [A] polymer and the [B] polymer may contain a low molecular weight component having a molecular weight of 1,000 or less. The upper limit of the content of the low molecular weight component in the polymer [A] is preferably 1.0% by mass, more preferably 0.5% by mass, and still more preferably 0.3% by mass. The lower limit of the content is, for example, 0.01% by mass. The upper limit of the content of the low molecular weight component in the [B] polymer is preferably 1.0% by mass, more preferably 0.5% by mass, still more preferably 0.3% by mass. The lower limit of the content is, for example, 0.01% by mass. By setting the content of the low molecular weight component of the polymer [A] and the polymer [B] within the above range, the lithographic performance of the chemically amplified resist material can be further improved.

또한, 본 명세서에 있어서의 중합체의 저분자량 성분의 함유량은 이하의 조건에 의한 고속 액체 크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 측정되는 값이다.The content of the low molecular weight component of the polymer in the present specification is a value measured using high performance liquid chromatography (HPLC) under the following conditions.

칼럼: 지엘 사이언스사의 「Inertsil ODA-25㎛ 칼럼」(4.6㎜φ×250㎜)Column: &quot; Inertsil ODA-25 占 퐉 column &quot; (4.6 mm? X 250 mm)

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

유량: 1.0mL/분Flow rate: 1.0 mL / min

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

시료 주입량: 100μLSample injection amount: 100 μL

검출기: 시차 굴절계Detector: differential refractometer

[A] 중합체 및 [B] 중합체에 있어서의 불소 원자 함유율의 하한으로서는 1질량%가 바람직하고, 2질량%가 보다 바람직하고, 4질량%가 더욱 바람직하고, 7질량%가 특히 바람직하다. 한편, 상기 함유율의 상한으로서는 60질량%가 바람직하고, 40질량%가 보다 바람직하고, 30질량%가 더욱 바람직하다. 여기서 중합체의 불소 원자 함유율(질량%)은 13C-NMR 스펙트럼 측정에 의해 구해지는 중합체의 구조로부터 산출할 수 있다.The lower limit of the fluorine atom content in the polymer [A] and the polymer [B] is preferably 1% by mass, more preferably 2% by mass, even more preferably 4% by mass, and particularly preferably 7% by mass. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 60% by mass, more preferably 40% by mass, still more preferably 30% by mass. Here, the fluorine atom content (% by mass) of the polymer can be calculated from the structure of the polymer obtained by 13 C-NMR spectrum measurement.

(1) 중합체 성분은, 불소 원자 함유율이 상이한 2 이상의 중합체를 가지면 좋다. 이러한 (1) 중합체 성분으로서는, 예를 들어 [A] 중합체 및 [B] 중합체를 포함하며, 또한 [A] 중합체보다 [B] 중합체의 불소 원자 함유율이 높은 것, [A] 중합체 및 [B] 중합체를 포함하며, 또한 [B] 중합체보다 [A] 중합체의 불소 원자 함유율이 높은 것, 불소 원자 함유율이 상이한 2 이상의 [A] 중합체를 포함하는 것, 불소 원자 함유율이 상이한 2 이상의 [B] 중합체를 포함하는 것 등을 들 수 있다. 이와 같이, (1) 중합체 성분이 불소 원자 함유율이 상이한 2 이상의 중합체를 가짐으로써, 불소 원자 함유율이 높은 중합체를 레지스트막 표층에 편재화시켜, 발수성 중합체 첨가제로서 기능시킬 수 있다. 그 결과, 레지스트막으로부터의 (2) 성분 등의 용출을 억제할 수 있음과 함께, 레지스트막 표면의 동적 접촉각을 향상시켜, 우수한 물 빠짐 특성을 발휘시킬 수 있다. 이에 의해, 후술하는 액침 노광을 행하는 경우에 고속 스캔 노광이 가능해진다.(1) The polymer component may have two or more polymers having different fluorine atom content. Examples of the polymer component (1) include polymers [A] and polymers [B], and the polymer [B] has a higher fluorine atom content than the polymer [A] [A] polymer contains two or more [A] polymers having different fluorine content ratios, two or more [B] polymers having different fluorine atom ratios, and [B] And the like. As described above, (1) the polymer component has two or more polymers having different fluorine atom content ratios, whereby the polymer having a high fluorine atom content can be caused to shrink in the surface layer of the resist film to function as a water repellent polymer additive. As a result, elution of the component (2) and the like from the resist film can be suppressed, and the dynamic contact angle of the surface of the resist film can be improved to exhibit excellent water dropout characteristics. Thus, high-speed scanning exposure can be performed when liquid immersion exposure described later is performed.

([A] 중합체 및 [B] 중합체의 합성 방법)(Method for synthesizing [A] polymer and [B] polymer)

[A] 중합체 및 [B] 중합체는, 예를 들어 소정의 각 구조 단위에 대응하는 단량체를 라디칼 중합 개시제 등의 중합 개시제를 사용하여, 적당한 중합 반응 용매 중에서 중합함으로써 제조할 수 있다. 구체적인 합성 방법으로서는, 예를 들어 단량체 및 라디칼 중합 개시제를 함유하는 용액을 중합 반응 용매 또는 단량체를 함유하는 용액에 적하하여 중합 반응시키는 방법, 단량체를 함유하는 용액과, 라디칼 중합 개시제를 함유하는 용액을 각각 별도로 중합 반응 용매 또는 단량체를 함유하는 용액에 적하하여 중합 반응시키는 방법, 각각의 단량체를 함유하는 복수종의 용액과, 라디칼 중합 개시제를 함유하는 용액을 각각 별도로 중합 반응 용매 또는 단량체를 함유하는 용액에 적하하여 중합 반응시키는 방법 등을 들 수 있다.The [A] polymer and the [B] polymer can be produced by, for example, polymerizing a monomer corresponding to a given structural unit by using a polymerization initiator such as a radical polymerization initiator in a suitable polymerization reaction solvent. Specific synthetic methods include, for example, a method in which a solution containing a monomer and a radical polymerization initiator is dropped into a polymerization reaction solvent or a solution containing a monomer to effect polymerization reaction, a method in which a solution containing a monomer and a solution containing a radical polymerization initiator A method comprising dropping them in a solution containing a polymerization reaction solvent or a monomer separately to carry out a polymerization reaction, a method comprising a step of separately adding a solution containing a monomer or a solution containing a monomer and a solution containing a radical polymerization initiator separately to a solution containing a polymerization reaction solvent or a monomer And a polymerization reaction is carried out.

상기 라디칼 중합 개시제로서는 아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2-시클로프로필프로피오니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 디메틸2,2'-아조비스이소부티레이트 등의 아조계 라디칼 개시제; 벤조일퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드 등의 과산화물계 라디칼 개시제 등을 들 수 있다. 상기 라디칼 중합 개시제로서는 이들 중에서 AIBN 및 디메틸2,2'-아조비스이소부티레이트가 바람직하고, AIBN이 보다 바람직하다. 이들 라디칼 개시제는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.As the radical polymerization initiator, azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis Azo type radical initiators such as 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate; Peroxide radical initiators such as benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, and the like. As the radical polymerization initiator, AIBN and dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate are preferable, and AIBN is more preferable. These radical initiators may be used alone or in combination of two or more.

상기 중합에 사용되는 용매로서는, 예를 들어 후술하는 당해 화학 증폭형 레지스트 재료가 함유할 수도 있는 용매와 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.As the solvent used in the polymerization, for example, the same solvent as that which the chemically amplified resist material to be described later may contain may be used.

상기 중합에 있어서의 반응 온도의 하한으로서는, 40℃가 바람직하고, 50℃가 보다 바람직하다. 한편, 상기 반응 온도의 상한으로서는 150℃가 바람직하고, 120℃가 보다 바람직하다.The lower limit of the reaction temperature in the polymerization is preferably 40 占 폚, and more preferably 50 占 폚. On the other hand, the upper limit of the reaction temperature is preferably 150 ° C, and more preferably 120 ° C.

상기 중합에 있어서의 반응 시간의 하한으로서는, 1시간이 바람직하다. 한편, 상기 반응 시간의 상한으로서는 48시간이 바람직하고, 24시간이 보다 바람직하다.The lower limit of the reaction time in the polymerization is preferably 1 hour. On the other hand, the upper limit of the reaction time is preferably 48 hours, more preferably 24 hours.

[A] 중합체 및 [B] 중합체는 재침전법에 의해 회수하는 것이 바람직하다. 즉, 반응 종료 후, 반응액을 재침 용매에 투입함으로써, 목적의 중합체를 분체로서 회수한다. 재침 용매로서는, 알코올류나 알칸류 등을 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 재침전법 이외에, 분액 조작이나 칼럼 조작, 한외 여과 조작 등에 의해, 단량체, 올리고머 등의 저분자 성분을 제거하여 중합체를 회수할 수도 있다.The polymer [A] and the polymer [B] are preferably recovered by the reprecipitation method. That is, after completion of the reaction, the reaction liquid is put in a re-precipitation solvent to recover the desired polymer as a powder. As the re-precipitation solvent, alcohols, alkanes, etc. may be used singly or in a mixture of two or more kinds. In addition to the reprecipitation method, the polymer may be recovered by removing low-molecular components such as monomers and oligomers by a liquid separation operation, a column operation, an ultrafiltration operation or the like.

[[C] 중합체][[C] polymer]

[C] 중합체는 구조 단위 (I)을 갖는 칼릭스아렌이다. 당해 화학 증폭형 레지스트 재료는, (1) 중합체 성분이 [C] 중합체를 포함함으로써, 나노에지 러프니스 성능을 보다 향상시킬 수 있다. [C] 중합체가 갖는 구조 단위 (I)로서는, 예를 들어 하기 식 (2-3)으로 표시되는 구조 단위(이하, 「구조 단위 (I-3)」이라고도 함) 등을 들 수 있다. [C] 중합체는, 구조 단위 (I)이 쇄상 탄화수소기로 연결된 구조를 갖는다.The [C] polymer is a calixarene having a structural unit (I). The chemically amplified resist material of the present invention can further improve the nano-edge roughness performance by (1) the polymer component includes the [C] polymer. Examples of the structural unit (I) of the [C] polymer include a structural unit represented by the following formula (2-3) (hereinafter also referred to as "structural unit (I-3)"). The [C] polymer has a structure in which the structural unit (I) is linked with a chain hydrocarbon group.

Figure pat00014
Figure pat00014

상기 식 (2-3) 중 R10은 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기 또는 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시탄화수소기이다. R11은 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 2가의 탄화수소기이다. R12는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이다. R13 및 R14는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 20의 지환 구조를 나타낸다. a는 0 내지 6의 정수이다. b는 0 내지 6의 정수이다. 단, a+b는 5 이하이다. k는 0 또는 1이다. a가 2 이상인 경우, 복수의 R10은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.In the formula (2-3), R 10 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 11 is a single bond or a divalent hydrocarbon group of 1 to 10 carbon atoms. R 12 is a monovalent hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms. R 13 and R 14 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. a is an integer of 0 to 6; and b is an integer of 0 to 6. However, a + b is 5 or less. k is 0 or 1; When a is 2 or more, plural R &lt; 10 &gt; may be the same or different.

상기 R10으로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 상기 RA2, RA6, RA7 및 RA8에서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다. 상기 R10으로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 옥시탄화수소기로서는, 예를 들어 상기 1가의 탄화수소기의 탄소-탄소 사이 또는 결합손측의 말단에 산소 원자를 포함하는 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 10 include the same groups as those exemplified above for R A2 , R A6 , R A7 and R A8 . Examples of the monovalent oxyhydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 10 include a carbon-carbon pair of the monovalent hydrocarbon group or an oxygen atom-containing group at the terminal of the univalent hydrocarbon group.

상기 R10으로서는, 옥시탄화수소기가 바람직하고, 알콕시기가 보다 바람직하고, 메톡시기가 더욱 바람직하다.As R 10 , an oxyhydrocarbon group is preferable, an alkoxy group is more preferable, and a methoxy group is more preferable.

상기 R11로 표시되는 탄소수 1 내지 10의 2가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 상기 RA2, RA6, RA7 및 RA8에서 예시한 1가의 탄화수소기로부터 1개의 수소 원자를 제외한 기 중 탄소수 1 내지 10의 것 등을 들 수 있다.As the divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 11 , for example, a monovalent hydrocarbon group exemplified above for R A2 , R A6 , R A7 and R A8 , To 10, and the like.

상기 R11로서는, 단결합 및 알칸디일기가 바람직하고, 메탄디일기가 보다 바람직하다.As R 11 , a single bond and an alkanediyl group are preferable, and a methanediyl group is more preferable.

상기 R12, R13 및 R14로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서는, 예를 들어 상기 RA2, RA6, RA7 및 RA8에서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 12 , R 13 and R 14 include groups similar to those exemplified above for R A2 , R A6 , R A7 and R A8 .

상기 R13 및 R14의 기가 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 20의 지환 구조로서는, 예를 들어 상기 RA3 및 RA4에서 예시한 것과 마찬가지의 구조 등을 들 수 있다.Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms in which the groups R 13 and R 14 are joined together with the carbon atoms to which they are bonded include structures similar to those exemplified above for R A3 and R A4 .

a로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 1이 보다 바람직하다. b로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 1이 보다 바람직하다.As a, an integer of 0 to 2 is preferable, and 1 is more preferable. b is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 1.

[C] 중합체는 구조 단위 (I-3) 이외에도, 다른 구조 단위를 갖고 있을 수도 있다. 다른 구조 단위로서는, 예를 들어 페놀성 수산기를 포함하는 구조 단위 등을 들 수 있다.The [C] polymer may have other structural units besides the structural unit (I-3). Examples of other structural units include structural units containing a phenolic hydroxyl group.

[C] 중합체의 분자량의 하한으로서는, 500이 바람직하고, 1,000이 보다 바람직하다. 상기 분자량의 상한으로서는 3,000이 바람직하고, 2,500이 보다 바람직하다. [C] 중합체의 분자량을 상기 범위로 함으로써, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 감도 및 나노에지 러프니스 성능을 보다 향상시킬 수 있다.The lower limit of the molecular weight of the [C] polymer is preferably 500, more preferably 1,000. The upper limit of the molecular weight is preferably 3,000, more preferably 2,500. By setting the molecular weight of the [C] polymer within the above range, the sensitivity of the chemically amplified resist material and the nano-edge roughness performance can be further improved.

[C] 중합체는, 예를 들어 이하의 방법에 의해 합성할 수 있다. 먼저, 하기 식 (a)로 표시되는 페놀성 수산기를 갖는 화합물과, 하기 식 (b)로 표시되는 알데히드를, 트리플루오로아세트산 등의 산의 존재 하에서, 클로로포름 등의 용매 중에서 반응시킨다. 이어서, 얻어진 화합물을 탄산칼륨 등의 염기 존재 하에서, N-메틸피롤리돈 등의 용매 중에서, 2-브로모아세틸옥시-2-메틸아다만탄 등의 산 해리성기를 부여하는 화합물과 반응시킴으로써, [C] 중합체를 합성할 수 있다.The [C] polymer can be synthesized, for example, by the following method. First, a compound having a phenolic hydroxyl group represented by the following formula (a) and an aldehyde represented by the following formula (b) are allowed to react in the presence of an acid such as trifluoroacetic acid in a solvent such as chloroform. Subsequently, the obtained compound is reacted with a compound giving an acid-dissociable group such as 2-bromoacetyloxy-2-methyladamantane in a solvent such as N-methylpyrrolidone in the presence of a base such as potassium carbonate, [C] polymer can be synthesized.

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 식 (a) 중 R10'은 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이다. a'은 0 내지 7의 정수이다. b'은 1 내지 7의 정수이다. 단, a'+b'은 8 이하이다. k는 0 또는 1이다. a'이 2 이상인 경우, 복수의 R10'은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.In the above formula (a), R 10 ' is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. a 'is an integer of 0 to 7; b 'is an integer of 1 to 7; However, a '+ b' is 8 or less. k is 0 or 1; When a 'is 2 or more, a plurality of R 10' may be the same or different.

상기 식 (b) 중 Y는 치환 혹은 비치환된 탄소수 1 내지 30의 j가의 탄화수소기 또는 수소 원자이다. j는 1 또는 2이다.In the above formula (b), Y is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group of 1 to 30 carbon atoms or a hydrogen atom. j is 1 or 2;

j로서는, 2가 바람직하다. Y로서는, 비치환된 2가의 탄화수소기가 바람직하고, 알칸디일기가 보다 바람직하고, 프로판디일기가 더욱 바람직하다.As j, 2 is preferable. As Y, an unsubstituted divalent hydrocarbon group is preferable, an alkanediyl group is more preferable, and a propanediyl group is more preferable.

[(2) 노광에 의해 감방사선성 증감체와 산을 발생시키는 성분][(2) Components generating radiation-sensitive sensitizer and acid by exposure]

(2) 성분은 노광(방사선 조사)에 의해 감방사선성 증감체 및 산을 발생시키는 성분이다. (2) 성분은 (a) 감방사선성 산-증감체 발생제, (b) 감방사선성 증감체 발생제 및 (c) 감방사선성 산 발생제의 3개의 성분 중 (a) 및 (b) 성분, (b) 및 (c) 성분, 또는 (a) 내지 (c) 성분 모두를 함유한다.Component (2) is a component which generates sensitizing radiation sensitizer and acid by exposure (irradiation with radiation). (A) and (b) of the three components of (a) a radiation-sensitive acid-sensitizer generator, (b) a radiation-sensitive sensitizer generator, and (c) a radiation- (B) and (c), or both (a) to (c).

((a) 감방사선성 산-증감체 발생제)((a) a radiation-sensitive acid-sensitizer generator)

(a) 감방사선성 산-증감체 발생제는 제1 방사선의 조사에 의해, 산과, 제2 방사선을 흡수하는 감방사선성 증감체를 발생시키며, 또한 제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 산 및 감방사선성 증감체가 실질적으로 발생하지 않는다.(a) a radiation-sensitive acid-sensitizer generator generates a radiation-sensitive sensitizer for absorbing an acid and a second radiation by irradiation of the first radiation, and generates only a second radiation The acid and the radiation-sensitive sensitizer do not substantially occur.

(a) 감방사선성 산-증감체 발생제로서는, 예를 들어 오늄염 화합물, 디아조메탄 화합물, 술폰이미드 화합물 등을 들 수 있다. 상기 오늄염 화합물로서는, 예를 들어 술포늄염 화합물, 테트라히드로티오페늄염 화합물, 요오도늄염 화합물 등을 들 수 있다. (a) 감방사선성 산-증감체 발생제로서는, 환원 전위가 높은 점에서, 술포늄염 화합물 및 요오도늄염 화합물이 바람직하고, 요오도늄염 화합물이 보다 바람직하다.Examples of (a) radiation-sensitive acid-sensitizer generators include onium salt compounds, diazomethane compounds, and sulfonimide compounds. Examples of the onium salt compound include a sulfonium salt compound, a tetrahydrothiophenium salt compound, and an iodonium salt compound. As the (a) radiation-sensitive acid-sensitizer generating agent, a sulfonium salt compound and an iodonium salt compound are preferable from the viewpoint of a high reduction potential, and an iodonium salt compound is more preferable.

술포늄염 화합물이란, 술포늄 양이온 및 산의 음이온을 포함하는 화합물이다. 술포늄염 화합물로서는, 하기 식 (I) 내지 (Ⅲ)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.The sulfonium salt compound is a compound containing a sulfonium cation and an anion of an acid. As the sulfonium salt compound, compounds represented by the following formulas (I) to (III) are preferable.

Figure pat00016
Figure pat00016

상기 식 (I) 내지 (Ⅲ) 중 R1, R2, R1', R2', R1", R2", R3 및 R4는 각각 독립적으로, 수소 원자; 페닐기; 나프틸기; 안트라세닐기; 페녹시기; 나프톡시기; 안트라센옥시기; 아미노기; 아미드기; 할로겐 원자; 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기); 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 히드록시기, 아미노기, 아미드기, 혹은 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 페녹시기; 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기), 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 아미노기, 아미드기, 혹은 히드록시기로 치환된 페닐기; 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 아미노기, 아미드기, 혹은 히드록시기로 치환된 나프톡시기; 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 아미노기, 아미드기, 혹은 히드록시기로 치환된 안트라센옥시기; 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 페녹시기, 나프톡시기, 안트라센옥시기, 아미노기, 아미드기, 혹은 히드록시기로 치환된, 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기); 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기가 결합한 카르보닐기를 나타낸다. 상기 식 (I) 내지 (Ⅲ) 중 히드록시기의 수소 원자는 페닐기; 할로겐 원자; 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기); 또는 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기), 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 혹은 히드록시기로 치환된 페닐기로 치환되어 있을 수도 있다. 히드록시기의 수소 원자가 치환되어 있을 때 술포늄염 화합물은 케탈 화합물기 또는 아세탈 화합물기를 포함하게 된다. 식 (I) 중 R1, R2, R3 및 R4 중 임의의 2개 이상의 기는 단결합 혹은 이중 결합에 의해, 또는 -CH2-, -O-, -S-, -SO2-, -SO2NH-, -C(=O)-, -C(=O)O-, -NHCO-, -NHC(=O)NH-, -CHRe-, -CRe 2-, -NH- 혹은 -NRe-를 포함하는 결합을 통하여, 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있을 수도 있다. 식 (Ⅱ) 중 R1, R2, R1', R2' 및 R4 중 임의의 2개 이상의 기는 단결합 혹은 이중 결합에 의해, 또는 -CH2-, -O-, -S-, -SO2-, -SO2NH-, -C(=O)-, -C(=O)O-, -NHCO-, -NHC(=O)NH-, -CHRe-, -CRe 2-, -NH- 혹은 -NRe-를 포함하는 결합을 통하여, 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있을 수도 있다. 식 (Ⅲ) 중 R1, R2, R1', R2', R1" 및 R2" 중 임의의 2개 이상의 기는 단결합 혹은 이중 결합에 의해, 또는 -CH2-, -O-, -S-, -SO2-, -SO2NH-, -C(=O)-, -C(=O)O-, -NHCO-, -NHC(=O)NH-, -CHRe-, -CRe 2-, -NH- 혹은 -NRe-를 포함하는 결합을 통하여, 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있을 수도 있다. Re는 페닐기; 페녹시기; 할로겐 원자; 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기); 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 히드록시기, 혹은 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 페녹시기; 또는 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기), 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 혹은 히드록시기로 치환된 페닐기를 나타낸다. R1, R2, R1', R2', R1", R2", R3 및 R4는 각각 독립적으로, 바람직하게는 페닐기; 페녹시기; 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 페녹시기; 또는 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 혹은 히드록시기로 치환된 페닐기를 나타낸다. 식 (I) 내지 (Ⅲ) 중 X-은 산, 바람직하게는 강산, 보다 바람직하게는 초강산의 음이온을 나타낸다.R 1 , R 2 , R 1 ' , R 2' , R 1 " , R 2" , R 3 and R 4 in the formulas (I) to (III) are each independently a hydrogen atom; A phenyl group; Naphthyl group; Anthracenyl group; Phenoxy group; Naphthoxy group; Anthracene oxy group; An amino group; Amide group; A halogen atom; A linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms); A phenoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group, an amino group, an amide group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; Branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxy group A substituted phenyl group; An alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a naphthoxy group substituted with a hydroxy group; An anthraceneoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxy group; Branched, or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenoxy group, a naphthoxy group, an anthracenoxy group, an amino group, an amide group, or a hydroxy group A cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group); Or a carbonyl group to which an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is bonded. In the above formulas (I) to (III), the hydrogen atom of the hydroxyl group is preferably a phenyl group; A halogen atom; A linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms); Branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group substituted with a hydroxy group Or may be substituted. When the hydrogen atom of the hydroxy group is substituted, the sulfonium salt compound includes a ketal compound group or an acetal compound group. In the formula (I), any two or more of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be bonded to each other through a single bond or a double bond, or -CH 2 -, -O-, -S-, -SO 2 - -SO 2 NH-, -C (= O ) -, -C (= O) O-, -NHCO-, -NHC (= O) NH-, -CHR e -, -CR e 2 -, -NH- Or may combine with each other to form a ring structure through a bond including -NR e -. Any two or more groups of R 1 , R 2 , R 1 ' , R 2' and R 4 in the formula (II) may be bonded to each other by a single bond or a double bond, or -CH 2 -, -O-, -SO 2 -, -SO 2 NH-, -C (= O) -, -C (= O) O-, -NHCO-, -NHC (= O) NH-, -CHR e -, -CR e 2 -, -NH-, or -NR e -, to form a ring structure. Any two or more groups of R 1 , R 2 , R 1 ' , R 2' , R 1 " and R 2" in the formula (III) may be bonded to each other by a single bond or a double bond, or -CH 2 - , -S-, -SO 2 -, -SO 2 NH-, -C (= O) -, -C (= O) O-, -NHCO-, -NHC (= O) NH-, -CHR e - , -CR e 2 -, -NH-, or -NR e - via a coupling comprising a may be bonded to each other to form a ring structure. R e is a phenyl group; Phenoxy group; A halogen atom; A linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms); A phenoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; Branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group substituted with a hydroxy group, . R 1 , R 2 , R 1 ' , R 2' , R 1 " , R 2" , R 3 and R 4 are each independently preferably a phenyl group; Phenoxy group; A phenoxy group substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; Or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group substituted with a hydroxy group. Formula (I) to (Ⅲ) of the X - represents an acid, preferably a strong acid, more preferably an anion of a superacid.

상기 식 (I) 내지 (Ⅲ)에 있어서, -C(-OH)R1R2, -C(-OH)R1'R2 ' 및 -C(-OH)R1"R2 " 등으로 표시되는 기로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 기를 들 수 있다. 또한, 식 중의 *은 상기 식 (I) 내지 (Ⅲ) 중의 황 이온과의 결합 부분을 나타낸다. -C(-OH)R1R2, -C(-OH)R1'R2 ' 및 -C(-OH)R1"R2 "로 표시되는 기에 있어서, 히드록시기와 이 히드록시기가 결합하는 탄소 원자는 패턴 노광에 의해 카르보닐기가 된다. 이와 같이 하여, 상기 식 (I) 내지 (Ⅲ)으로 표시되는 화합물에서는 -C(-OH)R1R2, -C(-OH)R1'R2 ' 및 -C(-OH)R1"R2 "로 표시되는 기가 패턴 노광 후에 분리되어 감방사선성 증감체를 발생한다.In the formula (I) to (Ⅲ), a -C (-OH) R 1 R 2 , -C (-OH) R 1 'R 2' , and -C (-OH) R 1 "R 2" , etc. As the group to be displayed, for example, a group represented by the following formula can be mentioned. In the formulas, * represents a bonding site with sulfur ions in the formulas (I) to (III). In the group represented by -C (-OH) R 1 R 2 , -C (-OH) R 1 ' R 2 ' and -C (-OH) R 1 " R 2 " , the carbon to which the hydroxy group and the The atom becomes a carbonyl group by pattern exposure. In this way, the formula (I) The compound represented by to (Ⅲ) -C (-OH) R 1 R 2, -C (-OH) R 1 'R 2' , and -C (-OH) R 1 The group represented by " R 2 " is separated after pattern exposure to generate a radiation-sensitive sensitizer.

Figure pat00017
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Figure pat00018
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상기 요오도늄염 화합물은 요오도늄 양이온과 산의 음이온을 포함하는 화합물이다. 요오도늄염 화합물로서는, 하기 식 (Ⅳ) 내지 (V)로 표시되는 화합물이 바람직하다.The iodonium salt compound is a compound containing an iodonium cation and an anion of an acid. As the iodonium salt compound, compounds represented by the following formulas (IV) to (V) are preferable.

Figure pat00027
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상기 식 (Ⅳ) 내지 (V) 중 R5, R6, R5', R6' 및 R7은 각각 독립적으로, 수소 원자; 페닐기; 나프틸기; 안트라세닐기; 페녹시기; 나프톡시기; 안트라센옥시기; 아미노기; 아미드기; 할로겐 원자; 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기); 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 히드록시기, 아미노기, 아미드기, 혹은 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 페녹시기; 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기), 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 아미노기, 아미드기, 혹은 히드록시기로 치환된 페닐기; 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 아미노기, 아미드기, 혹은 히드록시기로 치환된 나프톡시기; 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 아미노기, 아미드기, 혹은 히드록시기로 치환된 안트라센옥시기; 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 페녹시기, 나프톡시기, 안트라센옥시기, 아미노기, 아미드기, 혹은 히드록시기로 치환된, 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기); 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기가 결합한 카르보닐기를 나타낸다. 상기 식 (Ⅳ) 내지 (V) 중 히드록시기의 수소 원자는 페닐기; 할로겐 원자; 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기); 또는 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기), 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 혹은 히드록시기로 치환된 페닐기로 치환되어 있을 수도 있다. 히드록시기의 수소 원자가 치환되어 있을 때 요오도늄염 화합물은 케탈 화합물기 또는 아세탈 화합물기를 포함하게 된다. 식 (Ⅳ) 중 R5, R6 및 R7 중 임의의 2개 이상의 기는 단결합 혹은 이중 결합에 의해, 또는 -CH2-, -O-, -S-, -SO2NH-, -C(=O)-, -C(=O)O-, -NHCO-, -NHC(=O)NH-, -CHRf-, -CRf 2-, -NH- 혹은 -NRf-를 포함하는 결합을 통하여 환 구조를 형성하고 있을 수도 있다. 식 (V) 중 R5, R6, R5' 및 R6' 중 임의의 2개 이상의 기는 단결합 혹은 이중 결합에 의해, 또는 -CH2-, -O-, -S-, -SO2NH-, -C(=O)-, -C(=O)O-, -NHCO-, -NHC(=O)NH-, -CHRf-, -CRf 2-, -NH- 혹은 -NRf-를 포함하는 결합을 통하여 환 구조를 형성하고 있을 수도 있다. Rf는 페닐기; 페녹시기; 할로겐 원자; 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기); 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 히드록시기, 혹은 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 페녹시기; 또는 탄소수 1 내지 30(바람직하게는 탄소수 1 내지 5)의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기(바람직하게는 알킬기), 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 혹은 히드록시기로 치환된 페닐기를 나타낸다. R5, R6, R5', R6' 및 R7은 각각 독립적으로, 바람직하게는 페닐기; 페녹시기; 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 히드록시기, 혹은 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 페녹시기; 또는 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 혹은 히드록시기로 치환된 페닐기를 나타낸다. 식 (Ⅳ) 내지 (V) 중 Y-은 산, 바람직하게는 강산, 보다 바람직하게는 초강산의 음이온을 나타낸다.In the formulas (IV) to (V), R 5 , R 6 , R 5 ' , R 6' and R 7 are each independently a hydrogen atom; A phenyl group; Naphthyl group; Anthracenyl group; Phenoxy group; Naphthoxy group; Anthracene oxy group; An amino group; Amide group; A halogen atom; A linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms); A phenoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group, an amino group, an amide group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; Branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxy group A substituted phenyl group; An alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a naphthoxy group substituted with a hydroxy group; An anthraceneoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an amino group, an amide group, or a hydroxy group; Branched, or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a phenoxy group, a naphthoxy group, an anthracenoxy group, an amino group, an amide group, or a hydroxy group A cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group); Or a carbonyl group to which an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is bonded. In the formulas (IV) to (V), the hydrogen atom of the hydroxy group is preferably a phenyl group; A halogen atom; A linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms); Branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group substituted with a hydroxy group Or may be substituted. When the hydrogen atom of the hydroxy group is substituted, the iodonium salt compound includes a ketal compound group or an acetal compound group. Any two or more groups of R 5 , R 6 and R 7 in the formula (IV) may be bonded to each other by a single bond or a double bond, or -CH 2 -, -O-, -S-, -SO 2 NH-, -C (═O) -, -C (═O) O-, -NHCO-, -NHC (═O) NH-, -CHR f -, -CR f 2 -, -NH- or -NR f - And may form a ring structure through bonding. Formula (V) of the R 5, R 6, R 5 ' and R 6', -CH 2 or by any of a single bond or a double bond, two or more groups of the -, -O-, -S-, -SO 2 NH-, -C (= O) -, -C (= O) O-, -NHCO-, -NHC (= O) NH-, -CHR f -, -CR f 2 -, -NH- or -NR and may form a cyclic structure through a bond including f -. R f is a phenyl group; Phenoxy group; A halogen atom; A linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms); A phenoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; Branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group (preferably an alkyl group) having 1 to 30 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms), an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group substituted with a hydroxy group, . R 5 , R 6 , R 5 ' , R 6' and R 7 are each independently preferably a phenyl group; Phenoxy group; A phenoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; Or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group substituted with a hydroxy group. Y - in the formulas (IV) to (V) represents an acid, preferably a strong acid, more preferably an anion of super strong acid.

상기 식 (Ⅳ) 내지 (V)에 있어서, -C(-OH)R5R6 및 -C(-OH)R5'R6 '로 표시되는 기로서는, 예를 들어 상기 식 (I) 내지 (Ⅲ)에 있어서 예시한 -C(-OH)R1R2, -C(-OH)R1'R2', -C(-OH)R1"R2 " 등으로 표시되는 기와 마찬가지의 기를 들 수 있다.Examples of the group represented by -C (-OH) R 5 R 6 and -C (-OH) R 5 ' R 6 ' in the formulas (IV) to (V) (-OH) R 1 R 2 , -C (-OH) R 1 ' R 2' , -C (-OH) R 1 " R 2 " and the like exemplified in .

상기 술포늄염 화합물 및 요오도늄염 화합물의 산 음이온으로서는, 예를 들어 술폰산 음이온, 카르복실산 음이온, 비스(알킬술포닐)아미드 음이온, 트리스(알킬술포닐)메티드 음이온 등을 들 수 있고, 하기 일반식 (XX), (XXI) 및 (XXⅡ)로 표시되는 산의 음이온이 바람직하고, 하기 일반식 (XX)으로 표시되는 산의 음이온이 보다 바람직하다.Examples of the acid anion of the sulfonium salt compound and the iodonium salt compound include a sulfonic acid anion, a carboxylic acid anion, a bis (alkylsulfonyl) amide anion, and a tris (alkylsulfonyl) methide anion. The anion of the acid represented by the general formula (XX), (XXI) and (XXII) is preferable, and the anion of the acid represented by the following general formula (XX) is more preferable.

Figure pat00028
Figure pat00028

상기 일반식 (XX), (XXI) 및 (XXⅡ)에 있어서, R18 내지 R21은 각각 독립적으로 유기기를 나타낸다. 상기 유기기로서는, 예를 들어 알킬기, 아릴기, 이들 복수가 연결된 기 등을 들 수 있다. 유기기는 1위치가 불소 원자 혹은 플루오로알킬기로 치환된 알킬기, 및 불소 원자 혹은 플루오로알킬기로 치환된 페닐기가 바람직하다. 유기기가 불소 원자 또는 플루오로알킬기를 가짐으로써, 노광에 의해 발생하는 산의 산성도가 올라가고, 감도가 향상되는 경향이 있다. 단, 유기기는 말단에 치환기로서 불소 원자를 함유하지 않는 것이 바람직하다.In the general formulas (XX), (XXI) and (XXII), R 18 to R 21 each independently represent an organic group. Examples of the organic group include an alkyl group, an aryl group, and a group in which a plurality of these groups are connected to each other. The organic group is preferably an alkyl group whose 1-position is substituted by a fluorine atom or a fluoroalkyl group, and a phenyl group substituted by a fluorine atom or a fluoroalkyl group. When the organic group has a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by exposure tends to increase and the sensitivity tends to be improved. It is preferable that the organic group does not contain a fluorine atom as a substituent at the terminal.

산의 음이온으로서는, 술폰산 음이온, 카르복실산 음이온, 술포닐이미드 음이온, 비스(알킬술포닐)이미드 음이온 및 트리스(알킬술포닐)메티드 음이온으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 음이온기를 갖는 것이 바람직하다. 산의 음이온으로서는, 예를 들어 일반식 「R22-SO3-」(R22는 치환기를 가질 수도 있는 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 알킬기, 할로겐화알킬기, 아릴기, 또는 알케닐기를 나타냄)로 표시되는 음이온을 들 수 있다. 상기 R22로서의 직쇄상 혹은 분지쇄상의 알킬기의 탄소수로서는 1 이상 10 이하가 바람직하다. 예를 들어 R22가 치환기를 가질 수도 있는 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 알킬기인 경우, 산의 음이온으로서는, 예를 들어 메탄술포네이트, n-프로판술포네이트, n-부탄술포네이트, n-옥탄술포네이트 등의 알킬술포네이트나, 1-아다만탄술포네이트, 2-노르보르난술포네이트, d-캄포-10-술포네이트 등을 들 수 있다. 상기 R22로서의 할로겐화알킬기는 알킬기 중의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환된 것이며, 이 알킬기의 탄소수로서는, 1 이상 10 이하가 바람직하고, 그 중에서도 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기가 보다 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, tert-부틸기, tert-펜틸기 및 이소펜틸기가 더욱 바람직하다. 그리고, 수소 원자가 치환되는 할로겐 원자로서는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 요오드 원자, 브롬 원자 등을 들 수 있다. 할로겐화알킬기에 있어서, 알킬기(할로겐화 전의 알킬기)의 수소 원자의 전체 개수의 50% 이상 100% 이하가 할로겐 원자로 치환되어 있는 것이 바람직하고, 수소 원자 모두가 할로겐 원자로 치환되어 있는 것이 보다 바람직하다. 여기서, 이 할로겐화알킬기로서는, 불소화알킬기가 바람직하다. 불소화알킬기에 있어서의 탄소수로서는, 1 이상 10 이하가 바람직하고, 1 이상 8 이하가 보다 바람직하고, 1 이상 4 이하가 가장 바람직하다. 또한, 이 불소화알킬기의 불소화율로서는, 10% 이상 100% 이하가 바람직하고, 50% 이상 100% 이하가 보다 바람직하고, 특히 수소 원자를 모두 불소 원자로 치환한 것이, 산의 강도가 강해지기 때문에 바람직하다. 이러한 바람직한 불소화알킬기로서는, 예를 들어 트리플루오로메틸기, 헵타플루오로-n-프로필기, 노나플루오로-n-부틸기 등을 들 수 있다.Examples of the anion of the acid include at least one anion group selected from the group consisting of a sulfonic acid anion, a carboxylic acid anion, a sulfonylimide anion, a bis (alkylsulfonyl) imide anion and a tris (alkylsulfonyl) methide anion . Examples of the anion of the acid include a group represented by the general formula "R 22 -SO 3 -" (wherein R 22 represents a linear, branched or cyclic alkyl group, halogenated alkyl group, aryl group or alkenyl group which may have a substituent) And anions to be displayed. The number of carbon atoms of the straight-chain or branched-chain alkyl group as R 22 is preferably 1 or more and 10 or less. For example, when R 22 is a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, examples of the anion of the acid include methanesulfonate, n-propanesulfonate, n-butanesulfonate, Sulfonates such as sulfonate, and 1-adamantanesulfonate, 2-norbornanesulfonate, d-camphor-10-sulfonate and the like. The halogenated alkyl group as R 22 is a group in which a part or all of the hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with halogen atoms. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably a linear or branched alkyl group, More preferred are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, tert-butyl, tert-pentyl and isopentyl. Examples of the halogen atom substituted by a hydrogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom and a bromine atom. In the halogenated alkyl group, it is preferable that 50% or more and 100% or less of the total number of hydrogen atoms of the alkyl group (alkyl group before halogenation) is substituted with a halogen atom, and more preferably all hydrogen atoms are substituted with a halogen atom. Here, as the halogenated alkyl group, a fluorinated alkyl group is preferable. The number of carbon atoms in the fluorinated alkyl group is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably 1 or more and 8 or less, and most preferably 1 or more and 4 or less. The fluorinated alkyl group preferably has a fluorine atom content of preferably 10% or more and 100% or less, more preferably 50% or more and 100% or less, particularly preferably all hydrogen atoms substituted with a fluorine atom, Do. Examples of such a preferable fluorinated alkyl group include a trifluoromethyl group, a heptafluoro-n-propyl group, and a nonafluoro-n-butyl group.

상기 R22는 치환기를 가질 수도 있다. 상기 치환기는 산소 원자를 포함하는 2가의 연결기를 포함한다. 상기 연결기로서는, 예를 들어 산소 원자(에테르 결합: -O-), 에스테르 결합(-C(=O)-O-), 아미드 결합(-C(=O)-NH-), 카르보닐기(-C(=O)-), 술포닐기(-SO2-), 카르보네이트 결합(-O-C(=O)-O-) 등의 비탄화수소계의 산소 원자 함유 연결기를 들 수 있다.The R 22 may have a substituent. The substituent includes a divalent linking group containing an oxygen atom. Examples of the linking group include an oxygen atom (ether bond: -O-), an ester bond (-C (= O) -O-), an amide bond (-C (= O) -NH-), a carbonyl group (O) -), a sulfonyl group (-SO 2 -), and a carbonate bond (-OC (= O) -O-).

산의 음이온으로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 음이온을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.The anion of an acid includes, for example, an anion represented by the following formula, but is not limited thereto.

Figure pat00029
Figure pat00029

Figure pat00030
Figure pat00030

(a) 감방사선성 산-증감체 발생제는 (1) 중합체 성분을 구성하는 중합체의 일부일 수도 있다. 이 경우, (a) 감방사선성 산-증감체 발생제는 상기 화합물로부터 수소 원자 1개를 제외한 기가 중합체에 결합하는 형태로 존재한다.(a) The radiation-sensitive acid-sensitizer generator may be part of (1) the polymer constituting the polymer component. In this case, (a) the radiation-sensitive acid-sensitizer generator is present in such a form that a group excluding one hydrogen atom from the compound binds to the polymer.

(a) 감방사선성 산-증감체 발생제가 (1) 중합체 성분과는 상이한 성분인 경우, (1) 중합체 성분 100질량부에 대한 (a) 감방사선성 산-증감체 발생제의 함유량의 하한으로서는, 0.005질량부가 바람직하고, 0.1질량부가 보다 바람직하다. 한편, 상기 함유량의 상한으로서는 50질량부가 바람직하고, 30질량부가 보다 바람직하다.(a) when the radiation-sensitive acid-sensitizer generating agent is a component different from (1) the polymer component, (1) the lower limit of the content of the radiation-sensitive acid-sensitizer generating agent relative to 100 parts by mass of the polymer component Is preferably 0.005 part by mass, more preferably 0.1 part by mass. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 50 parts by mass, more preferably 30 parts by mass.

(a) 감방사선성 산-증감체 발생제가 (1) 중합체 성분을 구성하는 중합체의 일부인 경우, (1) 중합체 성분의 1몰에 대한 (a) 감방사선성 산-증감체 발생제의 함유 비율의 하한으로서는, 0.001몰이 바람직하고, 0.002몰이 보다 바람직하고, 0.01몰이 더욱 바람직하다. 한편, 상기 함유 비율의 상한으로서는 0.5몰이 바람직하고, 0.3몰이 보다 바람직하다.(a) when the radiation-sensitive acid-sensitizer generator is part of the polymer constituting (1) the polymer component, (1) the content ratio of the (a) radiation-sensitive acid- Is preferably 0.001 mol, more preferably 0.002 mol, and still more preferably 0.01 mol. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 0.5 mol, more preferably 0.3 mol.

상기 함유량 또는 함유 비율이 상기 하한보다 작은 경우, 감도가 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 함유량 또는 함유 비율이 상기 상한을 초과하는 경우, 레지스트막을 형성하기 어려워질 우려나, 레지스트 패턴의 단면 형상에 있어서의 직사각형성이 저하될 우려가 있다.If the content or the content is smaller than the above lower limit, the sensitivity may be lowered. On the contrary, when the content or the content exceeds the upper limit, the resist film tends to be difficult to form, and the rectangularity of the cross-sectional shape of the resist pattern may deteriorate.

((b) 감방사선성 증감체 발생제)((b) a radiation-sensitive sensitizer generating agent)

(b) 감방사선성 증감체 발생제는 상기 제1 방사선의 조사에 의해, 상기 제2 방사선을 흡수하는 감방사선성 증감체를 발생시키며, 또한 제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 감방사선성 증감체를 실질적으로 발생시키지 않는 성분이며, 상기 (a) 감방사선성 산-증감체 발생제와는 상이한 것이다.(b) a radiation-sensitive sensitizer generator generates a radiation-sensitive sensitizer for absorbing the second radiation by irradiation with the first radiation, and when the second radiation alone is irradiated without irradiating the first radiation Sensitive sensitizer, and is different from the (a) radiation-sensitive acid-sensitizer generator.

((B) 화합물)((B) compound)

(b) 감방사선성 증감체 발생제는 하기 식 (B)로 표시되는 (B) 화합물을 포함한다.(b) the radiation-sensitive sensitizer generating agent includes the compound (B) represented by the following formula (B).

Figure pat00031
Figure pat00031

상기 식 (B) 중 RB1 및 RB2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 아미노기 혹은 RB3O 및 RB4O가 결합하는 탄소 원자에 탄소 원자로 결합하는 1가의 유기기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 30의 환 구조를 나타낸다. RB3 및 RB4는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이거나, 또는 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 O-C-O와 함께 구성되는 환원수 4 내지 30의 환 구조를 나타낸다. 단, RB3 및 RB4 중 적어도 한쪽이 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 포르밀기, 카르보닐기, 카르복시기, 술포기, 술포닐기 혹은 이들의 조합을 포함하거나, 또는 상기 환원수 4 내지 30의 환 구조가 스피로환 구조, 축합환 구조 혹은 유교환 구조이다.In the formula (B), R B1 and R B2 each independently represent a monovalent organic group which is bonded to a carbon atom to which a hydrogen atom, a halogen atom, an amino group, or R B3 O and R B4 O bond by a carbon atom, Together with a carbon atom to which they are bonded, form a cyclic structure of 3 to 30 carbon atoms. R B3 and R B4 are each independently a monovalent organic group of 1 to 20 carbon atoms or represent a ring structure of a reduced number of 4 to 30 constituted together with OCO to which they are bonded to form a ring. Provided that at least one of R B3 and R B4 contains a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a formyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a sulfo group, a sulfonyl group or a combination thereof, A spirocyclic structure, a condensed ring structure, or a oil-exchange structure.

당해 화학 증폭형 레지스트 재료에서는, 제1 방사선의 조사에 의해 (b) 감방사선성 증감체 발생제의 화학 구조가 직접적 또는 간접적인 반응에 의해 변환되어, 제2 방사선 조사 시에 산 발생을 보조하는 감방사선성 증감체를 생성한다. 이 감방사선성 증감체는 (b) 감방사선성 증감체 발생제와 비교하여 제2 방사선을 흡수하기 쉽기 때문에, 제1 방사선에 의해 패턴 노광을 행한 경우에, 감방사선성 증감체가 발생하는 노광부와 감방사선성 증감체가 발생하지 않는 패턴 비노광부 사이에 있어서의 제2 방사선의 흡수량이 크게 상이하여, 흡수량의 콘트라스트가 얻어지기 쉬워진다.In the chemically amplified resist material of the present invention, the chemical structure of the radiation-sensitive sensitizer generating agent (b) is converted by direct or indirect reaction by irradiation of the first radiation to assist in the generation of acid Thereby generating a sensitizing radiation sensitizer. Since this radiation-sensitive sensitizer is easier to absorb the second radiation than (b) the radiation-sensitive sensitizer generator, it is preferable that, when the pattern exposure is performed by the first radiation, The amount of absorption of the second radiation between the pattern unexposed portion that does not generate the radiation sensitive property and the pattern unexposed portion greatly differs, and the contrast of the absorption amount tends to be obtained.

당해 화학 증폭형 레지스트 재료는, (b) 감방사선성 증감체 발생제가 (B) 화합물을 포함함으로써, EUV, 전자선, KrF 엑시머 레이저광, ArF 엑시머 레이저광 등의 250㎚ 이하의 파장을 갖는 방사선을 패턴 노광 광으로서 사용한 경우에 있어서의 감도 및 리소그래피 성능을 모두 높은 레벨에서 양립 가능하다. 당해 화학 증폭형 레지스트 재료가 상기 구성을 구비함으로써 상기 효과를 발휘하는 이유에 대해서는 명확하지 않지만, 예를 들어 이하와 같이 추정할 수 있다. 즉, (B) 화합물은, 상기 식 (B)에 있어서의 상기 RB3 및 RB4가 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 포르밀기, 카르보닐기, 카르복시기, 술포기, 술포닐기 혹은 이들의 조합의 특정한 전자 구인기를 포함하거나, 또는 이들이 스피로환 구조, 축합환 구조 혹은 유교환 구조를 형성함으로써, 그의 아세탈 구조의 개열에 필요로 하는 활성화 에너지가 적절하게 높다. 그로 인해, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료는, 패턴 노광부에서 (a) 감방사선성 산-증감체 발생제나 (c) 감방사선성 산 발생제로부터 발생한 산이 패턴 비노광부로 이행하여, 패턴 비노광부에 소량의 산이 존재하고 있어도, 패턴 비노광부에 있어서의 감방사선성 증감체의 생성을 억제할 수 있다. 또한, 상기 식 (B)에 있어서의 상기 RB3 및 RB4가 포함할 수도 있는 할로겐 원자 등의 특정한 전자 구인기는 에스테르기 등과는 달리, 산에 의해 가수분해되기 어려운 전자 구인기이다. 그로 인해, 상기 RB3 및 RB4가 상기 특정한 전자 구인기를 포함하는 경우에 있어서도, 이 특정한 전자 구인기의 가수분해가 상기 아세탈 구조의 개열과 경쟁하는 것을 억제할 수 있다. The chemically amplified type resist material comprises (b) a radiation-sensitive sensitizer generating agent (B), and the radiation having a wavelength of 250 nm or less, such as EUV, electron beam, KrF excimer laser beam, or ArF excimer laser beam, Both the sensitivity and the lithographic performance in the case of using as the pattern exposure light can be compatible at a high level. The reason why the chemically amplified resist material has the above-mentioned structure and exhibits the above effect is not clear, but can be estimated as follows, for example. That is, the compound (B) is a compound wherein R B3 and R B4 in the formula (B) are a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a formyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a sulfo group, a sulfonyl group, An electron withdrawing group, or they form a spirocyclic structure, condensed ring structure, or oil-exchange structure, the activation energy necessary for cleavage of the acetal structure thereof is suitably high. Therefore, in the chemical amplification type resist material, the acid generated from the (a) radiation-sensitive acid-sensitizer generator and (c) the radiation-sensitive acid generator is transferred to the pattern non-exposure portion in the pattern exposure portion, Even when a small amount of acid is present, generation of the radiation-sensitive sensitizer in the pattern unexposed area can be suppressed. Specific electron-withdrawing groups such as a halogen atom which may be included in the R B3 and R B4 in the formula (B) are electron-withdrawing groups which are difficult to be hydrolyzed by an acid, unlike ester groups and the like. Therefore, even when R B3 and R B4 include the specific electron withdrawing group, the specific hydrolysis of the electron withdrawing group can be prevented from competing with the cleavage of the acetal structure.

이들의 결과, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료는 감도 및 리소그래피 성능이 우수하다고 생각된다.As a result, it is considered that the chemically amplified resist material is excellent in sensitivity and lithography performance.

상기 RB1 및 RB2로 표시되는 할로겐 원자로서는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있다.Examples of the halogen atom represented by R B1 and R B2 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.

상기 RB1 및 RB2로 표시되는 1가의 유기기로서는, 예를 들어 상기 RF6, RF12, RF13, RF14 및 RF15에 있어서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group represented by R B1 and R B2 include groups similar to those exemplified above for R F6 , R F12 , R F13 , R F14 and R F15 .

상기 RB1 및 RB2로 표시되는 기가 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 30의 환 구조로서는, 예를 들어 환원수 3 내지 20의 지환 구조, 환원수 3 내지 20의 지방족 복소환 구조, 환원수 6 내지 20의 방향환 구조, 환원수 5 내지 20의 방향족 복소환 구조 등을 들 수 있다. 이들 환 구조는 스피로환 구조, 축합환 구조 또는 유교환 구조일 수도 있다.Examples of the ring structure having 3 to 30 carbon atoms which are combined with the carbon atoms to which the groups represented by R B1 and R B2 are bonded include an alicyclic structure having 3 to 20 carbon atoms and an aliphatic heterocyclic ring having 3 to 20 carbon atoms An aromatic ring structure having 6 to 20 reduced rings, and an aromatic heterocyclic ring structure having 5 to 20 reduced rings. These ring structures may be spiro ring structures, condensed ring structures or oil-exchange structures.

상기 환원수 3 내지 20의 지환 구조로서는, 예를 들어 상기 RA3 및 RA4에 있어서 예시한 것과 마찬가지의 구조 등을 들 수 있다.Examples of the alicyclic structures of the reduced numbers 3 to 20 include structures similar to those exemplified for R A3 and R A4 .

상기 환원수 3 내지 20의 지방족 복소환 구조로서는, 예를 들어As the aliphatic heterocyclic structures of the reduced numbers 3 to 20, for example,

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

헥사노술톤 구조, 노르보르난술톤 구조 등의 술톤 구조;A sultone structure such as a hexanosultone structure and a norbornanesultone structure;

옥사시클로헵탄 구조, 옥사노르보르난 구조 등의 산소 원자 함유 복소환 구조;An oxocycloheptane structure, and an oxanorbornane structure;

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

티아시클로헥산 구조, 티아노르보르난 구조 등의 황 원자 함유 복소환 구조 등을 들 수 있다.A thiocyclohexane structure, and a thianorbornane structure, and the like.

상기 환원수 6 내지 20의 방향환 구조로서는, 예를 들어 벤젠 구조, 나프탈렌 구조, 페난트렌 구조, 안트라센 구조 등을 들 수 있다.Examples of the aromatic ring structures of the reduced numbers 6 to 20 include a benzene structure, a naphthalene structure, a phenanthrene structure, and an anthracene structure.

상기 환원수 5 내지 20의 방향족 복소환 구조로서는, 예를 들어 푸란 구조, 피란 구조, 벤조피란 구조 등의 산소 원자 함유 복소환 구조, 피리딘 구조, 피리미딘 구조, 인돌 구조 등의 질소 원자 함유 복소환 구조 등을 들 수 있다.Examples of the aromatic heterocyclic structure of the reduced water 5 to 20 include an oxygen atom-containing heterocyclic structure such as a furan structure, a pyran structure, and a benzopyran structure, a nitrogen atom-containing heterocyclic structure such as a pyridine structure, a pyrimidine structure, And the like.

상기 RB1 및 RB2로서는, 수소 원자, 할로겐 원자, 아미노기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 탄소수 1 내지 5의 알킬티오기, 페녹시기, 나프톡시기, 안트라센옥시기, 아미드기, 탄소수 1 내지 30의 불포화 탄화수소기, 혹은 탄소수 1 내지 12의 알킬기가 결합한 카르보닐기이거나, 상기 페닐기, 상기 나프틸기, 상기 안트라세닐기, 상기 알콕시기, 상기 알킬티오기, 상기 페녹시기, 상기 나프톡시기, 상기 안트라센옥시기 혹은 상기 불포화 탄화수소기가 갖는 수소 원자의 적어도 일부가 치환된 기이거나, 또는 이들 기가 -CH2-, -O-, -S-, -SO2-, -SO2NH-, -C(=O)-, -C(=O)O-, -NHCO-, -NHC(=O)NH-, -CHRg-, -CRg 2-, -NH- 및 -NRg- 중 어느 하나(Rg는 페닐기; 페녹시기; 할로겐 원자; 탄소수 1 내지 30의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기; 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 히드록시기 혹은 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 페녹시기; 또는 탄소수 1 내지 30의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기 혹은 히드록시기로 치환된 페닐기이다)를 포함하는 결합, 단결합 혹은 이중 결합을 통하여, RB1 및 RB2가 결합하는 탄소 원자와 함께 환 구조를 형성하고 있는 것이 바람직하다. 상기 치환기로서는, 예를 들어 상기 RF5 및 RF8에서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.Examples of R B1 and R B2 include a hydrogen atom, a halogen atom, an amino group, a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 5 carbon atoms, a phenoxy group, a naphthoxy group, An amide group, an unsaturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or a carbonyl group bonded with an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or the phenyl group, the naphthyl group, the anthracenyl group, the alkoxy group, the alkylthio group, Or a group in which at least a part of the hydrogen atoms of the naphthoxy group, the anthracenoxy group or the unsaturated hydrocarbon group is substituted, or a group in which these groups are -CH 2 -, -O-, -S-, -SO 2 -, - SO 2 NH-, -C (= O ) -, -C (= O) O-, -NHCO-, -NHC (= O) NH-, -CHR g -, -CR g 2 -, -NH- , and -NR g - (Wherein R g represents a phenyl group, a phenoxy group, a halogen atom, a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group of 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group of 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group or an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms A linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or a phenyl group substituted with an alkoxy group or a hydroxy group having 1 to 5 carbon atoms), a single bond or a double bond It is preferable that R &lt; B1 &gt; and R &lt; B2 &gt; form a ring structure together with the carbon atom to which they are bonded. Examples of the substituent include the same groups as those exemplified above for R F5 and R F8 .

상기 RB1 및 RB2로서는, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 페닐기가 보다 바람직하고, 탄소수 1 내지 3의 알콕시기로 치환된 페닐기가 더욱 바람직하고, 메톡시기로 치환된 페닐기가 특히 바람직하다. 또한, 상기 RB1 및 RB2는 동일한 것이 바람직하다.As R B1 and R B2 , a phenyl group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable, and a phenyl group substituted with an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms is more preferable, Is particularly preferred. It is preferable that R B1 and R B2 are the same.

상기 RB3 및 RB4로 표시되는 1가의 유기기로서는, 예를 들어 상기 RF6, RF12, RF13, RF14 및 RF15에 있어서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent organic group represented by R B3 and R B4 include groups similar to those exemplified above for R F6 , R F12 , R F13 , R F14 and R F15 .

상기 RB3 및 RB4가 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 O-C-O와 함께 구성되는 환원수 4 내지 30의 환 구조로서는, 예를 들어 1,3-디옥솔란 구조, 1,3-디옥산 구조, 1,3-디옥세판 구조 등의 단환 구조나, 이 단환 구조와 다른 환 구조에 의해 구성되는 스피로환 구조, 축합환 구조, 유교환 구조 등의 다환 구조 등을 들 수 있다.Examples of the ring structure of the reduced number of 4 to 30 formed by combining R B3 and R B4 together with OCO to which they are bonded include 1,3-dioxolane structure, 1,3-dioxane structure, 1,3- Dioxepane structure and the like, and a polycyclic structure such as a spirocyclic structure, a condensed ring structure, and an oil-exchange structure which are composed of a ring structure different from the monocyclic structure.

상기 단환 구조의 환원수로서는, 5 및 6이 바람직하고, 5가 보다 바람직하다. 상기 환 구조로서는, 1,3-디옥솔란 구조 및 1,3-디옥산 구조가 바람직하고, 1,3-디옥솔란 구조가 보다 바람직하다.The reduced water of the monocyclic structure is preferably 5 and 6, more preferably 5. As the ring structure, a 1,3-dioxolane structure and a 1,3-dioxane structure are preferable, and a 1,3-dioxolane structure is more preferable.

(B) 화합물은, 상기 식 (B)에 있어서의 RB1-C-RB2에 의해 구성되고, 하기 식 (XXVⅡ) 내지 (XXX)로 표시되는 부분 구조를 갖는 것이 바람직하다.(B) is preferably composed of R B1 -CR B2 in the formula (B) and has a partial structure represented by the following formulas (XXVII) to (XXX).

Figure pat00032
Figure pat00032

상기 식 (XXVⅡ) 내지 (XXX) 중 *은 상기 식 (B)의 ORB3 또는 ORB4와 결합하는 부위를 나타낸다. 상기 식 (XXVⅡ) 내지 (XXX) 중 방향환의 수소 원자는 탄소수 1 내지 5의 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환되어 있을 수도 있고, 방향환은 다른 방향환과 결합하여 나프탈렌환 또는 안트라센환을 형성하고 있을 수도 있다. R25는 탄소수 1 내지 5의 알킬기를 나타낸다.* In the formulas (XXVII) to (XXX) represents a moiety bonded to OR B3 or OR B4 in the formula (B). The hydrogen atoms of the aromatic rings in the formulas (XXVII) to (XXX) may be substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and the aromatic ring may be bonded to another aromatic ring to form a naphthalene ring or an anthracene ring It may be. And R 25 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

(B) 화합물이 상기 식 (XXVⅡ) 내지 (XXX)로 표시되는 부분 구조를 가짐으로써, (b) 감방사선성 증감체 발생제와 이 (b) 감방사선성 증감체 발생제로부터 발생하는 감방사선성 증감체 사이에 있어서의 방사선의 흡수 파장의 시프트를 보다 크게 할 수 있어, 그 결과, 패턴 노광부에서 보다 선택적으로 증감 반응을 일으킬 수 있다.(B) a compound having the partial structure represented by the above formulas (XXVII) to (XXX), (b) a radiation sensitive sensitizer generator and (b) a radiation sensitizer The shift of the absorption wavelength of the radiation between the color sensitizing bodies can be further increased, and as a result, the increase / decrease reaction can be caused more selectively in the pattern exposure section.

상기 부분 구조로서는, 상기 식 (XXVⅡ)로 표시되는 부분 구조가 바람직하고, 하기 식으로 표시되는 부분 구조가 보다 바람직하다.As the partial structure, a partial structure represented by the formula (XXVII) is preferable, and a partial structure represented by the following formula is more preferable.

Figure pat00033
Figure pat00033

(B) 화합물로서는, 상기 식 (B)에 있어서의 상기 RB3 및 RB4 중 적어도 한쪽이 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 포르밀기, 카르보닐기, 카르복시기, 술포기, 술포닐기 또는 이들의 조합을 포함하는 화합물(이하, 「(B1) 화합물」이라고도 함) 등을 들 수 있다. (B1) 화합물은 아세탈 구조를 구성하는 산소 원자의 적어도 한쪽에 할로겐 원자 등의 전자 구인기를 포함하는 유기기가 결합함으로써, 개열에 필요로 하는 활성화 에너지가 적절하게 높아진다고 생각된다.At least one of R B3 and R B4 in the formula (B) is a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a formyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a sulfo group, a sulfonyl group, (Hereinafter also referred to as &quot; compound (B1) &quot;). (B1) compound is believed to have an appropriately high activation energy required for cleavage by binding an organic group containing an electron-withdrawing group such as a halogen atom to at least one of the oxygen atoms constituting the acetal structure.

(B1) 화합물의 상기 RB3 및 RB4가 서로 합쳐져 환 구조를 형성하는 경우, 상기 환 구조로서는, 단환 구조가 바람직하다.When R B3 and R B4 of the compound (B1) are combined with each other to form a ring structure, the ring structure is preferably a monocyclic structure.

상기 RB3 및 RB4가 포함하는 기로서는, 니트로기 및 술포닐기가 바람직하다. 또한, 상기 RB3 및 RB4는 동일한 것이 바람직하다.As the group included in R B3 and R B4 , a nitro group and a sulfonyl group are preferable. Also, R B3 and R B4 are preferably the same.

(B1) 화합물로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.As the compound (B1), for example, a compound represented by the following formula can be given.

Figure pat00034
Figure pat00034

Figure pat00035
Figure pat00035

상기 식 중 RB1 및 RB2는 상기 식 (B)와 동의이다. Wherein R B1 and R B2 are as defined in the above formula (B).

(B1) 화합물로서는, 하기 식으로 표시되는 화합물이 바람직하다.As the compound (B1), a compound represented by the following formula is preferable.

Figure pat00036
Figure pat00036

(B) 화합물로서는, 하기 식 (B-I) 또는 식 (B-Ⅱ)로 표시되는 화합물(이하, 「(B2) 화합물」이라고도 함) 등도 들 수 있다. (B2) 화합물은 상기 식 (B)에 있어서의 상기 RB3 및 RB4가 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 O-C-O와 함께 구성되는 환원수 4 내지 30의 환 구조를 나타내고, 이 환원수 4 내지 30의 환 구조가 스피로환 구조, 축합환 구조 또는 유교환 구조인 화합물에 상당한다. (B2) 화합물은 아세탈 구조의 O-C-O가 상기 RB3 및 RB4와 함께 스피로환 구조, 축합환 구조 또는 유교환 구조를 구성함으로써, 개열에 필요로 하는 활성화 에너지가 적절하게 높아진다고 생각된다.As the compound (B), a compound represented by the following formula (BI) or the formula (B-II) (hereinafter also referred to as a "(B2) (B2) represents a ring structure of a reduced number of 4 to 30 formed by combining R B3 and R B4 in the formula (B) together with OCO to which they are bonded, and the ring structure of the reduced number of 4 to 30 is Spirocyclic structure, condensed ring structure, or oil-exchange structure. (B2) compound, the OCO of the acetal structure together with R B3 and R B4 constitute a spirocyclic structure, condensed ring structure or oil-exchange structure, so that the activation energy required for cleavage is appropriately increased.

Figure pat00037
Figure pat00037

상기 식 (B-I) 및 식 (B-Ⅱ) 중 RB1 및 RB2는 상기 식 (B)와 동의이다.R B1 and R B2 in the formula (BI) and the formula (B-II) are the same as those in the formula (B).

상기 식 (B-I) 중 RX1은 환원수 4 내지 20의 단환 구조를 갖는 기이다. RX2는 환원수 3 내지 20의 환 구조를 갖는 기이다.In the formula (BI), R X1 is a group having a monocyclic structure having 4 to 20 reduced numbers. R X2 is a group having a ring structure of 3 to 20 in reduced number.

상기 식 (B-Ⅱ) 중 RY1은 환원수 5 내지 20의 단환 구조를 갖는 기이다. RY2는 환원수 3 내지 20의 환 구조를 갖는 기이다. n은 0 내지 3의 정수이다.In the formula (B-II), R Y1 is a group having a monocyclic structure having a reduced number of 5 to 20. R Y2 is a group having a ring structure of 3 to 20 in reduced number. n is an integer of 0 to 3;

상기 RX1, RX2, RY1 및 RY2는 1개 또는 복수의 치환기를 가질 수도 있다. 상기 치환기로서는, 전자 구인기일 수도, 전자 공여기일 수도 있고, 예를 들어 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기, 탄소수 1 내지 10의 옥시탄화수소기, 히드록시기, 아미노기, 카르복시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기 등을 들 수 있다.R X1 , R X2 , R Y1 and R Y2 may have one or more substituents. The substituent may be an electron withdrawing group or an electron donating group, and examples thereof include a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an oxyhydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxy group, an amino group, a carboxyl group, a nitro group, a cyano group, .

상기 RX1이 갖는 환원수 4 내지 20의 단환 구조로서는, 환원수 4 내지 20의 단환의 지방족 복소환 구조 등을 들 수 있다. 상기 환원수 4 내지 20의 단환의 지방족 복소환 구조로서는, 예를 들어 상기 RB1 및 RB2에 있어서 예시한 지방족 복소환 구조 중 단환 구조의 것 등을 들 수 있다. 상기 단환 구조의 환원수로서는, 5 및 6이 바람직하고, 5가 보다 바람직하다. 상기 단환 구조로서는, 1,3-디옥솔란 구조 및 1,3-디옥산 구조가 바람직하고, 1,3-디옥솔란 구조가 보다 바람직하다.Examples of the monocyclic structure having 4 to 20 carbon atoms in the above R X1 include monocyclic aliphatic heterocyclic structures of 4 to 20 carbon atoms. Examples of the monocyclic aliphatic heterocyclic structure of the reduced water 4 to 20 include monocyclic structures of the aliphatic heterocyclic structures exemplified above for R B1 and R B2 . The reduced water of the monocyclic structure is preferably 5 and 6, more preferably 5. As the monocyclic structure, a 1,3-dioxolane structure and a 1,3-dioxane structure are preferable, and a 1,3-dioxolane structure is more preferable.

상기 RX2가 갖는 환원수 3 내지 20의 환 구조는 단환일 수도, 다환일 수도 있다. 상기 RX2가 갖는 환원수 3 내지 20의 환 구조로서는, 예를 들어 환원수 3 내지 20의 지환 구조, 환원수 3 내지 20의 지방족 복소환 구조 등을 들 수 있다. 상기 환원수 3 내지 20의 지환 구조로서는, 예를 들어 상기 RA3 및 RA4에 있어서 예시한 것과 마찬가지의 구조 등을 들 수 있다. 상기 환원수 3 내지 20의 지방족 복소환 구조로서는, 예를 들어 상기 RB1 및 RB2에 있어서 예시한 것과 마찬가지의 구조 등을 들 수 있다. 상기 RX2가 갖는 환 구조의 환원수로서는, 5 및 6이 바람직하다. 상기 RX2가 갖는 환 구조로서는, 지환 구조가 바람직하고, 시클로펜탄 구조 및 시클로헥산 구조가 보다 바람직하고, 시클로펜탄 구조가 더욱 바람직하다.The ring structure having 3 to 20 reduced numbers of R X2 may be monocyclic or polycyclic. Examples of the ring structure of the R x2 having a reduced number of 3 to 20 include an alicyclic structure having a reduced number of 3 to 20 and an aliphatic heterocyclic structure having a reduced number of 3 to 20. Examples of the alicyclic structures of the reduced numbers 3 to 20 include structures similar to those exemplified for R A3 and R A4 . Examples of the aliphatic heterocyclic structures of the above-mentioned reduced numbers 3 to 20 include structures similar to those exemplified above for R B1 and R B2 . As the ring-structure reduced water of R X2 , 5 and 6 are preferable. The cyclic structure of R X2 is preferably an alicyclic structure, more preferably a cyclopentane structure and a cyclohexane structure, and more preferably a cyclopentane structure.

상기 RY1이 갖는 환원수 5 내지 20의 단환 구조로서는, 예를 들어 환원수 5 내지 20의 단환의 지방족 복소환 구조 등을 들 수 있다. 상기 환원수 5 내지 20의 단환의 지방족 복소환 구조로서는, 예를 들어 상기 RB1 및 RB2에 있어서 예시한 지방족 복소환 구조 중 단환 구조의 것 등을 들 수 있다. 상기 RY1이 갖는 단환 구조의 환원수로서는, 5 및 6이 바람직하고, 5가 보다 바람직하다. 상기 RY1이 갖는 단환 구조의 환원수로서는, 1,3-디옥솔란 구조 및 1,3-디옥산 구조가 바람직하고, 1,3-디옥솔란 구조가 보다 바람직하다.Examples of the monocyclic structure having 5 to 20 reduced numbers of R Y1 include monocyclic aliphatic heterocyclic structures having 5 to 20 reduced numbers. Examples of the monocyclic aliphatic heterocyclic structure of the above-mentioned reduced water 5 to 20 include monocyclic structures of the aliphatic heterocyclic structures exemplified above for R B1 and R B2 . The reduced water of the monocyclic structure of R Y1 is preferably 5 and 6, more preferably 5. The reduced water of the monocyclic structure of R Y1 is preferably a 1,3-dioxolane structure and a 1,3-dioxane structure, and more preferably a 1,3-dioxolane structure.

상기 RY2가 갖는 환원수 3 내지 20의 환 구조는 단환일 수도, 다환일 수도 있다. 상기 RY2가 갖는 환원수 3 내지 20의 환 구조로서는, 예를 들어 환원수 3 내지 20의 지환 구조, 환원수 3 내지 20의 지방족 복소환 구조, 환원수 6 내지 20의 방향환 구조, 환원수 5 내지 20의 방향족 복소환 구조 등을 들 수 있다. 상기 환원수 3 내지 20의 지환 구조로서는, 예를 들어 상기 RA3 및 RA4에 있어서 예시한 것과 마찬가지의 구조 등을 들 수 있다. 상기 환원수 3 내지 20의 지방족 복소환 구조, 환원수 6 내지 20의 방향환 구조 및 환원수 5 내지 20의 방향족 복소환 구조로서는, 예를 들어 상기 RB1 및 RB2에 있어서 예시한 것과 마찬가지의 구조 등을 들 수 있다. 상기 RY2가 갖는 환 구조의 환원수로서는, 5 및 6이 바람직하다. 상기 RY2가 갖는 환 구조로서는, 지환 구조가 바람직하고, 시클로헥산 구조 및 노르보르난 구조가 보다 바람직하다.The ring structure of the reducing number 3 to 20 contained in R Y2 may be monocyclic or polycyclic. Examples of the ring structure of the reduced number 3 to 20 contained in the R Y2 include an alicyclic structure having a reduced number of 3 to 20, an aliphatic heterocyclic structure having a reduced number of 3 to 20, an aromatic ring structure having a reduced number of 6 to 20, And a heterocyclic structure. Examples of the alicyclic structures of the reduced numbers 3 to 20 include structures similar to those exemplified for R A3 and R A4 . Examples of the aliphatic heterocyclic structure of the reduced water 3 to 20, the aromatic ring structure of the reduced water 6 to 20, and the aromatic heterocyclic ring structure of the reduced water 5 to 20 include structures and the like as exemplified above for R B1 and R B2 . As the ring-structure reduced water of R Y2 , 5 and 6 are preferable. The ring structure of R Y2 is preferably an alicyclic structure, more preferably a cyclohexane structure and a norbornane structure.

상기 n으로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 바람직하다.As n, an integer of 0 to 2 is preferable, and 0 and 1 are preferable.

화합물 (B2) 중 상기 식 (B-I)로 표시되는 것으로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.Among the compounds (B2), those represented by the above formula (B-I) include, for example, compounds represented by the following formulas.

Figure pat00038
Figure pat00038

상기 식 중 RB1 및 RB2는 상기 식 (B)와 동의이다. Wherein R B1 and R B2 are as defined in the above formula (B).

화합물 (B2) 중 상기 식 (B-Ⅱ)로 표시되는 것으로서는, 예를 들어 하기 식으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the compound represented by the formula (B-II) in the compound (B2) include compounds represented by the following formulas.

Figure pat00039
Figure pat00039

상기 식 중 RB1 및 RB2는 상기 식 (B)와 동의이다. Wherein R B1 and R B2 are as defined in the above formula (B).

(B-2) 화합물로서는, 하기 식으로 표시되는 화합물이 바람직하다.As the compound (B-2), a compound represented by the following formula is preferable.

Figure pat00040
Figure pat00040

(b) 감방사선성 증감체 발생제는 (B) 화합물 외에, 공지의 감방사선성 증감체 발생제를 더 가질 수도 있다. 이 경우, (b) 감방사선성 증감체 발생제에 있어서의 (B) 화합물의 함유 비율의 하한으로서는, 60몰%가 바람직하고, 70몰%가 보다 바람직하다. 상기 함유 비율이 상기 하한보다 작으면, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 감도가 충분히 향상되지 않는 경우가 있다. 또한, 상기 함유 비율은 100몰%일 수도 있다.(b) The radiation-sensitive sensitizer generator may further comprise a known radiation-sensitive sensitizer generator in addition to the compound (B). In this case, the lower limit of the content of the (B) compound in the (b) radiation-sensitive sensitizer generator is preferably 60 mol%, more preferably 70 mol%. When the content ratio is smaller than the lower limit, the sensitivity of the chemically amplified resist material may not be sufficiently improved. The content may be 100 mol%.

또한, (b) 감방사선성 증감체 발생제는 (1) 중합체 성분을 구성하는 중합체의 일부일 수도 있다. 이 경우, (b) 감방사선성 증감체 발생제는 (B) 화합물 등으로부터 수소 원자 1개를 제외한 기가 중합체에 결합하는 형태로 존재한다.Further, the (b) radiation-sensitive sensitizer generator may be a part of (1) the polymer constituting the polymer component. In this case, the (b) radiation-sensitive sensitizer generator is present in such a form that a group other than a hydrogen atom from the (B) compound or the like bonds to the polymer.

(b) 감방사선성 증감체 발생제가 (1) 중합체 성분과는 상이한 성분인 경우, (1) 중합체 성분 100질량부에 대한 (b) 감방사선성 증감체 발생제의 함유량의 하한으로서는, 0.1질량부가 바람직하고, 1질량부가 보다 바람직하고, 4질량부가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 함유량의 상한으로서는 50질량부가 바람직하고, 30질량부가 보다 바람직하고, 15질량부가 더욱 바람직하다.(b) when the radiation-sensitive sensitizer generator (b) is a component different from (1) the polymer component, the lower limit of the content of the radiation-sensitive sensitizer generator (b) relative to 100 parts by mass of the polymer component is 0.1 mass More preferably 1 part by mass, still more preferably 4 parts by mass. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 50 parts by mass, more preferably 30 parts by mass, still more preferably 15 parts by mass.

(b) 감방사선성 증감체 발생제가 (1) 중합체 성분을 구성하는 중합체의 일부인 경우, (1) 중합체 성분의 1몰에 대한 (b) 감방사선성 증감체 발생제의 함유 비율의 하한으로서는, 0.001몰이 바람직하고, 0.002몰이 보다 바람직하고, 0.01몰이 더욱 바람직하다. 한편, 상기 함유 비율의 상한으로서는 0.95몰이 바람직하고, 0.3몰이 보다 바람직하다.(b) when the radiation-sensitive sensitizer generating agent (b) is a part of the polymer constituting (1) the polymer component, the lower limit of the content ratio of the radiation- 0.001 mol, more preferably 0.002 mol, and still more preferably 0.01 mol. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 0.95 mol, more preferably 0.3 mol.

상기 함유량 또는 함유 비율이 상기 하한보다 작으면, 감도가 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 함유량 또는 함유 비율이 상기 상한을 초과하면, 레지스트막을 형성하기 어려워질 우려나, 레지스트 패턴의 단면 형상에 있어서의 직사각형성이 저하될 우려가 있다.If the content or the content is less than the above lower limit, the sensitivity may be lowered. Conversely, if the content or the content exceeds the upper limit, the resist film tends to be difficult to form, and the rectangularity of the cross-sectional shape of the resist pattern may deteriorate.

(감방사선성 증감체)(Sensitizing radiation sensitizer)

감방사선성 증감체는 제1 방사선의 조사에 의해 (a) 감방사선성 산-증감체 발생제 및 (b) 감방사선성 증감체 발생제로부터 발생하는 것이며, 제2 방사선을 흡수하고, (c) 감방사선성 산 발생제(예를 들어 광산 발생제: PAG)를 분해할 수 있는 것이다.The sensitizing radiation sensitizer is generated from (a) a radiation-sensitive acid-sensitizer generator and (b) a radiation-sensitive sensitizer generator by irradiation of a first radiation, and absorbs the second radiation and (c ) Photoacid generator (for example, photoacid generator: PAG).

상기 감방사선성 증감체로서는, 예를 들어 칼콘 및 그의 유도체, 1,2-디케톤 및 그의 유도체, 벤조인 및 그의 유도체, 벤조페논 및 그의 유도체, 플루오렌 및 그의 유도체, 나프토퀴논 및 그의 유도체, 안트라퀴논 및 그의 유도체, 크산텐 및 그의 유도체, 티옥산텐 및 그의 유도체, 크산톤 및 그의 유도체, 티옥산톤 및 그의 유도체, 시아닌 및 그의 유도체, 메로시아닌 및 그의 유도체, 나프탈로시아닌 및 그의 유도체, 서브프탈로시아닌 및 그의 유도체, 피릴륨 및 그의 유도체, 티오피릴륨 및 그의 유도체, 테트라피린 및 그의 유도체, 아눌렌 및 그의 유도체, 스피로피란 및 그의 유도체, 스피로옥사진 및 그의 유도체, 티오스피로피란 및 그의 유도체, 옥솔 및 그의 유도체, 아진 및 그의 유도체, 티아진 및 그의 유도체, 옥사진 및 그의 유도체, 인돌린 및 그의 유도체, 아줄렌 및 그의 유도체, 아줄레늄 및 그의 유도체, 스쿠아릴륨 및 그의 유도체, 포르피린 및 그의 유도체, 포르피라진 및 그의 유도체, 트리아릴메탄 및 그의 유도체, 프탈로시아닌 및 그의 유도체, 아크리돈 및 그의 유도체, 쿠마린 및 그의 유도체, 케토쿠마린 및 그의 유도체, 퀴놀리논 및 그의 유도체, 벤조옥사졸 및 그의 유도체, 아크리딘 및 그의 유도체, 티아진 및 그의 유도체, 벤조티아졸 및 그의 유도체, 페노티아진 및 그의 유도체, 벤조트리아졸 및 그의 유도체, 페릴렌 및 그의 유도체, 나프탈렌 및 그의 유도체, 안트라센 및 그의 유도체, 페난트렌 및 그의 유도체, 피렌 및 그의 유도체, 나프타센 및 그의 유도체, 펜타센 및 그의 유도체, 코로넨 및 그의 유도체 등을 들 수 있다.Examples of the radiation sensitive sensitizer include chalcone and its derivatives, 1,2-diketone and its derivatives, benzoin and its derivatives, benzophenone and its derivatives, fluorene and its derivatives, naphthoquinone and its derivatives , Anthraquinone and its derivatives, xanthine and its derivatives, thioxanthene and its derivatives, xanthone and its derivatives, thioxanthone and its derivatives, cyanine and its derivatives, merocyanine and its derivatives, naphthalocyanine and its derivatives , Thiopyrilium and derivatives thereof, tetrapyrin and derivatives thereof, annulene and derivatives thereof, spiropyran and derivatives thereof, spirooxazine and derivatives thereof, thiosporopyran and its derivatives, thiopyrimidine and derivatives thereof, Oxazine and derivatives thereof, azine and derivatives thereof, thiazine and derivatives thereof, oxazine and derivatives thereof, indolin and its derivatives, Derivatives, azulene and derivatives thereof, azulenium and derivatives thereof, squarylium and derivatives thereof, porphyrin and derivatives thereof, porphyrazine and derivatives thereof, triarylmethane and derivatives thereof, phthalocyanine and derivatives thereof, acridones and derivatives thereof , Coumarin and its derivatives, ketocoumarin and its derivatives, quinolinone and its derivatives, benzooxazole and its derivatives, acridine and its derivatives, thiazine and its derivatives, benzothiazole and its derivatives, phenothiazine And derivatives thereof, benzotriazole and derivatives thereof, perylene and derivatives thereof, naphthalene and derivatives thereof, anthracene and derivatives thereof, phenanthrene and derivatives thereof, pyrene and derivatives thereof, naphthacene and derivatives thereof, Coronene and derivatives thereof, and the like.

또한, 상기 감방사선성 증감체는 카르보닐 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 이 카르보닐 화합물은 케톤, 알데히드, 카르복실산, 에스테르, 아미드, 에논, 카르복실산염화물, 또는 카르복실산 무수물을 카르보닐기로서 포함하는 것이 바람직하다. 상기 카르보닐 화합물로서는, 예를 들어 벤조페논 유도체, 크산톤 유도체, 티오크산톤 유도체, 쿠마린 유도체, 아크리돈 유도체 등을 들 수 있다. 또한, 상기 카르보닐 화합물은 나프탈렌 유도체 또는 안트라센 유도체일 수도 있고, 아크리돈 유도체일 수도 있다.It is also preferable that the radiation sensitive sensitizer includes a carbonyl compound. The carbonyl compound preferably includes a ketone, an aldehyde, a carboxylic acid, an ester, an amide, an enone, a carboxylic acid chloride, or a carboxylic acid anhydride as a carbonyl group. Examples of the carbonyl compound include benzophenone derivatives, xanthone derivatives, thioxanthone derivatives, coumarin derivatives, acridone derivatives, and the like. In addition, the carbonyl compound may be a naphthalene derivative, an anthracene derivative, or an acridone derivative.

또한, 상기 감방사선성 증감체가 갖는 방향환의 수소 원자 중 적어도 1개가 전자 공여기로 치환되어 있는 것이 바람직하다. 상기 수소 원자가 전자 공여기로 치환되어 있음으로써, 후술하는 일괄 노광 공정에 있어서의 증감 반응에 의한 전자 이동 효율이 향상되고, 화학 증폭형 레지스트 재료의 감도가 향상되는 경향이 있다. 또한, (a) 감방사선성 산-증감체 발생제 및 (b) 감방사선성 증감체 발생제가 흡수할 수 있는 방사선의 흡수 파장과 감방사선성 증감체가 흡수할 수 있는 방사선의 흡수 파장의 차를 크게 할 수 있어, 일괄 노광 공정에 있어서, 보다 선택적으로 감방사선성 증감체를 여기할 수 있다. 이들 결과, 화학 증폭형 레지스트 재료 중의 산의 잠상의 콘트라스트가 보다 향상된다. 상기 전자 공여기로서는, 예를 들어 수산기, 메톡시기, 알콕시기, 아미노기, 알킬아미노기, 알킬기 등을 들 수 있다.Further, it is preferable that at least one hydrogen atom in the aromatic ring of the radiation sensitive sensitizer is substituted by an electron hole. Since the hydrogen atoms are substituted by electron holes, the electron transfer efficiency by the sensitization reaction in the later-described batch exposure step is improved, and the sensitivity of the chemically amplified resist material tends to be improved. The difference between the absorption wavelength of the radiation absorbable by (a) the radiation-sensitive acid-sensitizer generator and (b) the radiation-sensitive sensitizer generator and the absorption wavelength of the radiation absorbable by the radiation- So that the radiation-sensitive sensitizer can be excited more selectively in the batch exposure process. As a result, the contrast of the latent image of the acid in the chemically amplified resist material is further improved. Examples of the electron donor include a hydroxyl group, a methoxy group, an alkoxy group, an amino group, an alkylamino group, and an alkyl group.

상기 감방사선성 증감체로서는, 예를 들어 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 디에톡시아세토페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 1,2-히드로옥시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, α-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로파논, 2-히드록시-2-메틸-1-(4-이소프로필페닐)프로파논, 2-히드록시-2-메틸-1-(4-도데실페닐)프로파논, 2-히드록시-2-메틸-1-[(2-히드록시에톡시)페닐]프로파논, 벤조페논, 2-메틸벤조페논, 3-메틸벤조페논, 4-메틸벤조페논, 4-메톡시벤조페논, 2-클로로벤조페논, 4-클로로벤조페논, 4-브로모벤조페논, 2-카르복시벤조페논, 2-에톡시카르보닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 벤조페논테트라카르복실산 또는 그의 테트라메틸에스테르, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디시클로헥실아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디히드록시에틸아미노)벤조페논, 4-메톡시-4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디메톡시벤조페논, 4-디메틸아미노벤조페논, 4-디메틸아미노아세토페논, 벤질, 안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-메틸안트라퀴논, 페난트라퀴논, 플루오레논, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논, 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-1-프로파논, 2-히드록시-2-메틸-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판올올리고머, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인프로필에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조인페닐에테르, 벤질디메틸케탈, 아크리돈, 클로로아크리돈, N-메틸아크리돈, N-부틸아크리돈, N-부틸-클로로아크리돈, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,6-디메톡시벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,6-디클로로벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일메톡시페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일에톡시페닐포스핀옥사이드, 2,3,5,6-테트라메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 비스-(2,6-디클로로벤조일)페닐포스핀옥사이드, 비스-(2,6-디클로로벤조일)-2,5-디메틸페닐포스핀옥사이드, 비스-(2,6-디클로로벤조일)-4-프로필페닐포스핀옥사이드, 비스-(2,6-디클로로벤조일)-1-나프틸포스핀옥사이드, 비스-(2,6-디메톡시벤조일)페닐포스핀옥사이드, 비스-(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드, 비스-(2,6-디메톡시벤조일)-2,5-디메틸페닐포스핀옥사이드, 비스-(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드, (2,5,6-트리메틸벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드, 2-이소프로필티오크산톤, 4-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤, 벤조일디-(2,6-디메틸페닐)포스포네이트, 1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온-2-(O-벤조일옥심), 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에타논-1-(O-아세틸옥심), 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-3-시클로펜틸프로파논-1-(O-아세틸옥심), 1-[4-(페닐티오)페닐]-3-시클로펜틸프로판-1,2-디온-2-(O-벤조일옥심), 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]페닐}-2-메틸-프로판-1-온, 페닐글리옥시릭애시드메틸에스테르, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1,1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온2-(O-벤조일옥심), 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에타논1-(O-아세틸옥심) 등을 들 수 있다.Examples of the radiation sensitive sensitizer include acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, diethoxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 1,2- Methyl-1-phenylpropan-1-one, -hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2- 2-methyl-1 - [(2-hydroxyethoxy) phenyl] propanone, 2-hydroxy- Benzophenone, 4-chlorobenzophenone, 4-bromobenzophenone, 2-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 4-methoxybenzophenone, Benzoyl-4'-methyldiphenylsulfide, benzophenonetetracarboxylic acid or its tetramethyl ester, 4,4'-bis (dimethylamino) benzoate, Phenone, 4,4'-bis (dicyclohexylamino) benzophenone, 4,4'- (Diethylamino) benzophenone, 4,4'-bis (dihydroxyethylamino) benzophenone, 4-methoxy-4'-dimethylaminobenzophenone, 4,4'-dimethoxybenzophenone, 4- Benzyl anthraquinone, 2-t-butyl anthraquinone, 2-methylanthraquinone, phenanthraquinone, fluorenone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- ( (4-morpholinophenyl) -1-butanone, 2- (dimethylamino) -2 - [ Methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-1-propanone, 2-hydroxy- , Benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin phenyl ether, benzyl dimethyl ketal, acridone, chloroacridone, N Methyl acridone, N-butyl acridone, N-butyl-chloroacridone, 2,4,6- Dimethoxybenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-dichlorobenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoylmethoxyphenylphosphine oxide, 2 &lt; RTI ID = 0.0 &gt; Tetramethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis- (2,6-dichlorobenzoyl) phenylphosphine oxide, bis- (2, 3-dichlorobenzoyl) phenylphosphine oxide, 4,6-trimethylbenzoylethoxyphenylphosphine oxide, Bis (2,6-dichlorobenzoyl) -4-propylphenylphosphine oxide, bis- (2,6-dichlorobenzoyl) -1-naphtho Bis (2,6-dimethoxybenzoyl) phenylphosphine oxide, bis- (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, bis- Dimethoxybenzoyl) -2,5-dimethylphenylphosphine oxide, bis- (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, (2,5,6-trimethylbenzoyl) -2,4,4 - trimethylpentylphosphinoxa 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 1-chloro-4- propanedioxanthone, benzoyl 2- (O-benzoyloxime), 1- [9-ethyl-6 (phenylthio) phenyl] -9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] (O-acetyloxime), 1- [4- (phenylthio) phenyl] -3-cyclopentylpropane- Benzoyloxime), 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy- 2-methyl-propan-1-one, phenyl (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropane-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino- )-part (O-benzoyloxime), 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbaldehyde 3-yl] ethanone 1- (O-acetyloxime) and the like.

((c) 감방사선성 산 발생제)((c) a radiation-sensitive acid generator)

(c) 감방사선성 산 발생제는 제1 방사선의 조사에 의해 산을 발생시키며, 또한 제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 산이 실질적으로 발생하지 않는 성분이며, (a) 감방사선성 산-증감체 발생제와는 상이한 것이다.(c) a radiation-sensitive acid generator is a component which generates an acid upon irradiation of a first radiation and which does not substantially generate the acid when only the second radiation is irradiated without irradiating the first radiation, (a) Sensitive radiation-sensitive acid-sensitizer generators.

(c) 감방사선성 산 발생제로서는, 예를 들어 오늄염 화합물, N-술포닐옥시이미드 화합물, 술폰이미드 화합물, 할로겐 함유 화합물, 디아조케톤 화합물 등을 들 수 있다.(c) Examples of the radiation-sensitive 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.

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

(c) 감방사선성 산 발생제로서는, 하기 식 (c)로 표시되는 산 발생제가 바람직하다. (c) 감방사선성 산 발생제가 하기 구조를 가짐으로써, [A] 중합체의 구조 단위 (I) 또는 구조 단위 (Ⅳ)와의 상호 작용 등에 의해, 후술하는 패턴 노광 공정에 있어서 발생하는 산의 레지스트막 중의 확산 길이가 보다 적절하게 짧아진다고 생각되며, 그 결과, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 초점 심도 등의 성능이 향상된다.As the (c) radiation-sensitive acid generator, an acid generator represented by the following formula (c) is preferable. (c) The radiation-sensitive acid generator has the following structure, whereby the acid resist film (hereinafter referred to as &quot; resist film &quot; It is considered that the diffusion length in the chemically amplified resist material is more appropriately shortened. As a result, the performance such as the depth of focus of the chemically amplified resist material is improved.

Figure pat00041
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상기 식 (c) 중 Rp1은 환원수 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 있고 상이할 수도 있다. np2가 2 이상인 경우, 복수의 Rp3은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수의 Rp4는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. np3이 2 이상인 경우, 복수의 Rp5는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 복수의 Rp6은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. X+은 1가의 감방사선성 오늄 양이온이다.In the formula (c), R p1 is a monovalent group containing a ring structure having a reducing number of 6 or more. 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, a plurality of R p3 may be the same or different, and a plurality of R p4 may be the same or different. When n p3 is 2 or more, a plurality of R p5 may be the same or different, and a plurality of R p6 may be the same or different. X &lt; + & gt ; is a monovalent, radiosensitive onium cation.

상기 Rp1로 표시되는 환원수 6 이상의 환 구조를 포함하는 1가의 기로서는, 예를 들어 환원수 6 이상의 지환 구조를 포함하는 1가의 기, 환원수 6 이상의 지방족 복소환 구조를 포함하는 1가의 기, 환원수 6 이상의 방향환 구조를 포함하는 1가의 기, 환원수 6 이상의 방향족 복소환 구조를 포함하는 1가의 기 등을 들 수 있다.Examples of the monovalent group containing a ring structure of 6 or more represented by R p1 include a monovalent group containing an alicyclic structure having a reducing number of 6 or more, a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure of a reducing number of 6 or more, A monovalent group containing an aromatic ring structure of 6 or more in number and a monovalent group containing an aromatic heterocyclic structure of 6 or more in reduced number.

상기 환원수 6 이상의 지환 구조로서는, 예를 들어As the alicyclic structure of the reduced water 6 or more, for example,

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

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

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

노르보르넨 구조, 트리시클로데센 구조 등의 다환의 시클로알켄 구조 등을 들 수 있다.A cycloalkene structure of a polycyclic structure such as a norbornene structure and a tricyclodecene structure, and the like.

상기 환원수 6 이상의 지방족 복소환 구조로서는, 예를 들어As the aliphatic heterocyclic structure of the reduced water 6 or more, for example,

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

헥사노술톤 구조, 노르보르난술톤 구조 등의 술톤 구조;A sultone structure such as a hexanosultone structure and a norbornanesultone structure;

옥사시클로헵탄 구조, 옥사노르보르난 구조 등의 산소 원자 함유 복소환 구조;An oxocycloheptane structure, and an oxanorbornane structure;

아자시클로헥산 구조, 디아자비시클로옥탄 구조 등의 질소 원자 함유 복소환 구조; 티아시클로헥산 구조, 티아노르보르난 구조의 황 원자 함유 복소환 구조 등을 들 수 있다.A nitrogen atom-containing heterocyclic structure such as an azacyclohexane structure and a diazabicyclooctane structure; A thiocyclohexane structure, and a thionorbornane structure, and the like.

상기 환원수 6 이상의 방향환 구조로서는, 예를 들어 벤젠 구조, 나프탈렌 구조, 페난트렌 구조, 안트라센 구조 등을 들 수 있다.Examples of the aromatic ring structure of the reduced water 6 or more include a benzene structure, a naphthalene structure, a phenanthrene structure, and an anthracene structure.

상기 환원수 6 이상의 방향족 복소환 구조로서는, 예를 들어 피란 구조, 벤조피란 구조 등의 산소 원자 함유 복소환 구조, 피리딘 구조, 피리미딘 구조, 인돌 구조 등의 질소 원자 함유 복소환 구조 등을 들 수 있다.Examples of the aromatic heterocyclic structure of the above-mentioned reduced water 6 include an oxygen atom-containing heterocyclic structure such as a pyran structure and a benzopyran structure, a nitrogen atom-containing heterocyclic structure such as a pyridine structure, a pyrimidine structure, and an indole structure .

상기 Rp1의 환 구조의 환원수의 하한으로서는, 7이 바람직하고, 8이 보다 바람직하고, 9가 더욱 바람직하고, 10이 특히 바람직하다. 한편, 상기 환원수의 상한으로서는 15가 바람직하고, 14가 보다 바람직하고, 13이 더욱 바람직하고, 12가 특히 바람직하다. 상기 환원수를 상기 범위로 함으로써, 상술한 산의 확산 길이를 더욱 적절하게 짧게 할 수 있어, 그 결과, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 각종 성능을 보다 향상시킬 수 있다.The lower limit of the reduced water of the cyclic structure of R p1 is preferably 7, more preferably 8, further preferably 9, and particularly preferably 10. On the other hand, the upper limit of the reduced water is preferably 15, more preferably 14, even more preferably 13, and particularly preferably 12. By setting the reduced water to the above range, the above-described acid diffusion length can be appropriately shortened, and as a result, various performances of the chemically amplified resist material can be further improved.

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

상기 Rp1로서는 이들 중에서 환원수 6 이상의 지환 구조를 포함하는 1가의 기 및 환원수 6 이상의 지방족 복소환 구조를 포함하는 1가의 기가 바람직하고, 환원수 9 이상의 지환 구조를 포함하는 1가의 기 및 환원수 9 이상의 지방족 복소환 구조를 포함하는 1가의 기가 보다 바람직하고, 아다만틸기, 히드록시아다만틸기, 노르보르난락톤-일기, 노르보르난술톤-일기 및 5-옥소-4-옥사트리시클로[4.3.1.13, 8]운데칸-일기가 더욱 바람직하고, 아다만틸기가 특히 바람직하다.The R p1 is preferably a monovalent group containing an alicyclic structure having 6 or more alicyclic structures and a monovalent group containing an aliphatic heterocyclic structure having 6 or more alicyclic groups, A monovalent group containing a heterocyclic structure is more preferable, and an adamantyl group, a hydroxyadamantyl group, a norbornanactone-yl group, a norbornane sultone-yl group and 5-oxo-4-oxatricyclo [4.3.1.1 3, 8] undecane-group and the more preferred, and adamantyl group is particularly preferred.

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

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

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

상기 np1로서는 0 내지 5의 정수가 바람직하고, 0 내지 3의 정수가 보다 바람직하고, 0 내지 2의 정수가 더욱 바람직하고, 0 및 1이 특히 바람직하다.The n p1 is preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 0 to 3, still more preferably an integer of 0 to 2, and particularly preferably 0 and 1.

상기 np2로서는 0 내지 5의 정수가 바람직하고, 0 내지 2의 정수가 보다 바람직하고, 0 및 1이 더욱 바람직하고, 0이 특히 바람직하다.The n p2 is preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 and 1, and particularly preferably 0.

상기 np3으로서는, 1 내지 5의 정수가 바람직하고, 1 내지 4의 정수가 보다 바람직하고, 1 내지 3의 정수가 더욱 바람직하고, 1 및 2가 특히 바람직하다.As n p3 , an integer of 1 to 5 is preferable, an integer of 1 to 4 is more preferable, an integer of 1 to 3 is more preferable, and 1 and 2 are particularly preferable.

상기 X+로 표시되는 1가의 감방사선성 오늄 양이온은 노광 광의 조사에 의해 분해되는 양이온이다. 노광부에서는, 이 광 분해성 오늄 양이온의 분해에 의해 생성되는 프로톤과, 술포네이트 음이온으로부터 술폰산을 발생시킨다. 상기 X+로 표시되는 1가의 감방사선성 오늄 양이온으로서는, 예를 들어 하기 식 (c-a)로 표시되는 양이온(이하, 「양이온 (c-a)」라고도 함), 하기 식 (c-b)로 표시되는 양이온(이하, 「양이온 (c-b)」라고도 함), 하기 식 (c-c)로 표시되는 양이온(이하, 「양이온 (c-c)」라고도 함) 등을 들 수 있다.The monovalent radiation-sensitive onium cation represented by X &lt; + &gt; is a cation which is decomposed by irradiation with exposure light. In the exposure part, a proton produced by the decomposition of the photodegradable onium cation and a sulfonic acid are generated from the sulfonate anion. Examples of the monovalent radiation sensitive onium cation represented by X &lt; + &gt; include a cation represented by the following formula (ca) (hereinafter also referred to as a &quot; cation (ca) (Hereinafter also referred to as &quot; cation (cb) &quot;), and a cation represented by the following formula (cc)

Figure pat00042
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상기 식 (c-a) 중 RC3, RC4 및 RC5는 각각 독립적으로, 치환 혹은 비치환된 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 혹은 분지상의 알킬기, 치환 혹은 비치환된 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기, -OSO2-RCC1 혹은 -SO2-RCC2이거나, 또는 이들 기 중 2개 이상이 서로 합쳐져 구성되는 환 구조를 나타낸다. RCC1 및 RCC2는 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. c1, c2 및 c3은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이다. RC3 내지 RC5 및 RCC1 및 RCC2가 각각 복수인 경우, 복수의 RC3 내지 RC5 및 RCC1 및 RCC2는 각각 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.In the formula (ca), R C3 , R C4 and R C5 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 CC1, or -SO 2 -R CC2 , or a ring structure formed by combining two or more of these groups. R CC1 and R CC2 each independently represent a substituted or unsubstituted straight 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 group having 6 or more carbon atoms To 12 aromatic hydrocarbon groups. c1, c2 and c3 are each independently an integer of 0 to 5; When a plurality of R C3 to R C5 and R CC1 and R CC2 are respectively plural, plural R C3 to R C5 and R CC1 and R CC2 may be the same or different.

상기 식 (c-b) 중 RC6은 치환 혹은 비치환된 탄소수 1 내지 8의 직쇄상 혹은 분지상의 알킬기 또는 치환 혹은 비치환된 탄소수 6 내지 8의 방향족 탄화수소기이다. c4는 0 내지 7의 정수이다. RC6이 복수인 경우, 복수의 RC6은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 또한, 복수의 RC6은 서로 합쳐져 구성되는 환 구조를 나타낼 수도 있다. RC7은 치환 혹은 비치환된 탄소수 1 내지 7의 직쇄상 혹은 분지상의 알킬기 또는 치환 혹은 비치환된 탄소수 6 혹은 7의 방향족 탄화수소기이다. c5는 0 내지 6의 정수이다. RC7이 복수인 경우, 복수의 RC7은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있고, 또한, 복수의 RC7은 서로 합쳐져 구성되는 환 구조를 나타낼 수도 있다. nc2는 0 내지 3의 정수이다. RC8은 단결합 또는 탄소수 1 내지 20의 2가의 유기기이다. nc1은 0 내지 2의 정수이다.In the formula (cb), R C6 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. and c4 is an integer of 0 to 7. When there are a plurality of R C6 , a plurality of R C6 may be the same or different, and a plurality of R C6 may represent a cyclic structure formed by being joined together. R C7 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. c5 is an integer of 0 to 6; When R C7 is plural, plural R C7 may be the same or different, and plural R C7 may represent a ring structure constituted by mutually joining together. n c2 is an integer of 0 to 3; R C8 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. n c1 is an integer of 0 to 2;

상기 식 (c-c) 중 RC9 및 RC10은 각각 독립적으로, 치환 혹은 비치환된 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 혹은 분지상의 알킬기, 치환 혹은 비치환된 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기, -OSO2-RCC3 혹은 -SO2-RCC4이거나, 또는 이들 기 중 2개 이상이 서로 합쳐져 구성되는 환 구조를 나타낸다. RCC3 및 RCC4는 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. c6 및 c7은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이다. RC9, RC10, RCC3 및 RCC4가 각각 복수인 경우, 복수의 RC9, RC10, RCC3 및 RCC4는 각각 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.In the formula (cc), R C9 and R C10 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 CC3 or -SO 2 -R CC4 , or a cyclic structure in which two or more of these groups are joined together. R CC3 and R CC4 each independently represent a substituted or unsubstituted, linear or branched alkyl group of 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group of 5 to 25 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted carbon group of 6 To 12 aromatic hydrocarbon groups. c6 and c7 are each independently an integer of 0 to 5; R C9 , R C10 , R CC3 and R CC4 may be the same or different when a plurality of R C9 , R C10 , R CC3 and R CC4 are respectively plural.

상기 RC3, RC4, RC5, RC6, RC7, RC9 및 RC10으로 표시되는 비치환된 직쇄상 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기 등을 들 수 있다.Examples of the unsubstituted straight-chain alkyl group represented by R C3 , R C4 , R C5 , R C6 , R C7 , R C9 and R C10 include methyl, ethyl, n-propyl, .

상기 RC3, RC4, RC5, RC6, RC7, RC9 및 RC10으로 표시되는 비치환된 분지상 알킬기로서는, 예를 들어 i-프로필기, i-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기 등을 들 수 있다.Examples of the unsubstituted branched alkyl group represented by R C3 , R C4 , R C5 , R C6 , R C7 , R C9 and R C10 include i-propyl group, i-butyl group, sec- butyl group and the like.

상기 RC3, RC4, RC5, RC9 및 RC10으로 표시되는 비치환된 방향족 탄화수소기로서는, 예를 들어As the unsubstituted aromatic hydrocarbon group represented by R C3 , R C4 , R C5 , R C9 and R C10 , for example,

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

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

상기 RC6 및 RC7로 표시되는 비치환된 방향족 탄화수소기로서는, 예를 들어 페닐기, 톨릴기, 벤질기 등을 들 수 있다.Examples of the unsubstituted aromatic hydrocarbon group represented by R C6 and R C7 include a phenyl group, a tolyl group and a benzyl group.

상기 RC8로 표시되는 2가의 유기기로서는, 예를 들어 상기 식 (f-2) 중의 RF5 및 RF8로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 2가의 유기기로서 예시한 것과 마찬가지의 기 등을 들 수 있다.Examples of the divalent organic group represented by R C8 include groups similar to those exemplified as a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R F5 and R F8 in the formula (f-2) .

상기 알킬기 및 방향족 탄화수소기가 갖는 수소 원자를 치환할 수도 있는 치환기로서는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등의 할로겐 원자, 히드록시기, 카르복시기, 시아노기, 니트로기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기, 알콕시카르보닐옥시기, 아실기, 아실옥시기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 할로겐 원자가 바람직하고, 불소 원자가 보다 바람직하다.Examples of the substituent which may replace the hydrogen atom of the alkyl group and the aromatic hydrocarbon group include a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, A carbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, an acyloxy group and the like. Of these, a halogen atom is preferable, and a fluorine atom is more preferable.

상기 RC3, RC4, RC5, RC6, RC7, RC9 및 RC10으로서는, 비치환된 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 불소화알킬기, 비치환된 1가의 방향족 탄화수소기, -OSO2-RBB5 및 -SO2-RBB5가 바람직하고, 불소화알킬기 및 비치환된 1가의 방향족 탄화수소기가 보다 바람직하고, 불소화알킬기가 더욱 바람직하다. RBB5는 비치환된 1가의 지환식 탄화수소기 또는 비치환된 1가의 방향족 탄화수소기이다.Wherein R C3, R C4, R C5 , R C6, R C7, R C9 and R C10 as, unsubstituted linear or branched alkyl group, a fluorinated alkyl group, an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon ring group, -OSO 2 - R BB5 and -SO 2 -R BB5 are preferable, a fluorinated alkyl group and an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group are more preferable, and a fluorinated alkyl group is more preferable. R BB5 is an unsubstituted monovalent alicyclic hydrocarbon group or an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group.

상기 식 (c-a)에 있어서의 c1, c2 및 c3으로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다. 상기 식 (c-b)에 있어서의 c4로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 1이 더욱 바람직하다. c5로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다. 상기 nc2로서는 2 및 3이 바람직하고, 2가 보다 바람직하다. 상기 nc1로서는 0 및 1이 바람직하고, 0이 보다 바람직하다. 상기 식 (c-c)에 있어서의 c6 및 c7로서는, 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 0 및 1이 보다 바람직하고, 0이 더욱 바람직하다.As c1, c2 and c3 in the formula (ca), an integer of 0 to 2 is preferable, and 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable. The c4 in the formula (cb) is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 and 1, and even more preferably 1. As c5, an integer of 0 to 2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable. As n c2, 2 and 3 are preferable, and d is more preferable. As n c1, 0 and 1 are preferable, and 0 is more preferable. As c6 and c7 in the formula (cc), an integer of 0 to 2 is preferable, 0 and 1 are more preferable, and 0 is more preferable.

상기 X+로서는, 이들 중에서 양이온 (c-a) 및 양이온 (c-b)가 바람직하고, 디페닐요오도늄 양이온, 트리페닐술포늄 양이온, 1-[2-(4-시클로헥실페닐카르보닐)프로판-2-일]테트라히드로티오페늄 양이온 및 4-시클로헥실술포닐페닐디페닐술포늄 양이온이 보다 바람직하다.Examples of the X +, in these cations (ca) and cationic (cb) is preferable, and diphenyl iodonium cation, a triphenylsulfonium cation, a 1- [2- (4-cyclohexyl-phenyl-carbonyl) -2 propane -Tetrahydrothiophenium cation and 4-cyclohexylsulfonylphenyldiphenylsulfonium cation are more preferable.

상기 식 (c)로 표시되는 산 발생제로서는, 예를 들어 하기 식 (c1) 내지 (c17)로 표시되는 화합물(이하, 「화합물 (c1) 내지 (c17)」이라고도 함) 등을 들 수 있다.Examples of the acid generator represented by the above formula (c) include compounds represented by the following formulas (c1) to (c17) (hereinafter also referred to as "compounds (c1) to (c17)") .

Figure pat00043
Figure pat00043

Figure pat00044
Figure pat00044

상기 식 (c1) 내지 (c17) 중 X+은 1가의 감방사선성 오늄 양이온이다.In the formulas (c1) to (c17), X &lt; + & gt ; is a monovalent radiation sensitive onium cation.

(c) 감방사선성 산 발생제로서는, 오늄염 화합물이 바람직하고, 술포늄염 화합물 및 요오도늄염이 보다 바람직하고, 화합물 (c5), (c14), (c15), (c16) 및 (c17)이 더욱 바람직하다.(c5), (c14), (c15), (c16) and (c17) are preferably used as the acid- Is more preferable.

또한, (c) 감방사선성 산 발생제는 (1) 중합체 성분을 구성하는 중합체의 일부일 수도 있다. 이 경우, (c) 감방사선성 산 발생제는 상기 화합물로부터 수소 원자 1개를 제외한 기가 중합체에 결합하는 형태로 존재한다.Further, (c) the radiation-sensitive acid generator may be a part of (1) the polymer constituting the polymer component. In this case, (c) the radiation-sensitive acid generator is present in such a form that a group excluding one hydrogen atom from the compound bonds to the polymer.

(c) 감방사선성 산 발생제가 (1) 중합체 성분과는 상이한 성분인 경우, (1) 중합체 성분 100질량부에 대한 (c) 감방사선성 산 발생제의 함유량의 하한으로서는, 0.1질량부가 바람직하고, 1질량부가 보다 바람직하고, 5질량부가 더욱 바람직하고, 15질량부가 특히 바람직하다. 한편, 상기 함유량의 상한으로서는 50질량부가 바람직하고, 30질량부가 보다 바람직하다.(c) When the radiation-sensitive acid generator is a component different from (1) the polymer component, the lower limit of the content of (c) the radiation-sensitive acid generator relative to 100 parts by mass of the polymer component is preferably 0.1 part by mass By mass, more preferably 1 part by mass, still more preferably 5 parts by mass, and particularly preferably 15 parts by mass. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 50 parts by mass, more preferably 30 parts by mass.

(c) 감방사선성 산 발생제가 (1) 중합체 성분을 구성하는 중합체의 일부인 경우, (1) 중합체 성분의 1몰에 대한 (c) 감방사선성 산 발생제의 함유 비율의 하한으로서는, 0.001몰이 바람직하고, 0.002몰이 보다 바람직하고, 0.01몰이 더욱 바람직하다. 한편, 상기 함유 비율의 상한으로서는 0.5몰이 바람직하고, 0.3몰이 보다 바람직하다.(c) when the radiation-sensitive acid generator is part of the polymer constituting the polymer component, (1) the lower limit of the content ratio of the (c) radiation-sensitive acid generator to one mole of the polymer component is 0.001 More preferably 0.002 mol, and still more preferably 0.01 mol. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 0.5 mol, more preferably 0.3 mol.

상기 함유량 또는 함유 비율이 상기 하한보다 작은 경우, 감도가 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 함유량 또는 함유 비율이 상기 상한을 초과하는 경우, 레지스트막을 형성하기 어려워질 우려나, 레지스트 패턴의 단면 형상에 있어서의 직사각형성이 저하될 우려가 있다.If the content or the content is smaller than the above lower limit, the sensitivity may be lowered. On the contrary, when the content or the content exceeds the upper limit, the resist film tends to be difficult to form, and the rectangularity of the cross-sectional shape of the resist pattern may deteriorate.

(2) 성분이 (1) 중합체 성분과는 상이한 성분인 경우, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 고형분에 대한 (2) 성분의 함유량의 하한으로서는, 5질량%가 바람직하고, 10질량%가 보다 바람직하고, 15질량%가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 함유량의 상한으로서는 40질량%가 바람직하고, 30질량%가 보다 바람직하다. (2) 성분의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 감도 및 리소그래피 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 여기서 「고형분」이란, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 용매 이외의 성분을 의미한다. 또한, 「(2) 성분의 함유량」이란, (2) 성분 중 (1) 중합체 성분과 상이한 성분의 합계 함유량을 의미한다.When the component (2) is a component different from (1) the polymer component, the lower limit of the content of the component (2) relative to the solid content of the chemically amplified resist material is preferably 5% by mass, more preferably 10% By mass, more preferably 15% by mass. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 40% by mass, more preferably 30% by mass. By setting the content of the component (2) within the above range, the sensitivity and lithography performance of the chemically amplified resist material can be further improved. Here, "solid content" means a component other than the solvent of the chemically amplified resist material. The "content of component (2)" means the total content of components different from (1) the polymer component in component (2).

[산 확산 제어제][Acid diffusion control agent]

당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 임의 성분인 산 확산 제어제는 산 및 양이온을 포착하고, 퀀처로서 기능하는 화합물이다. 당해 화학 증폭형 레지스트 재료가 상기 산 확산 제어제를 포함함으로써, 레지스트막 중에서 발생한 잉여의 산을 중화하여, 패턴 노광부와 패턴 비노광부 사이에 있어서의 산의 잠상의 화학 콘트라스트를 올릴 수 있다.An acid diffusion control agent, which is an optional component of the chemically amplified resist material, is a compound that captures acid and cation and functions as a quencher. The chemically amplified resist material contains the acid diffusion control agent, so that the excess acid generated in the resist film is neutralized, and the chemical contrast of the latent image of the acid between the pattern exposure portion and the pattern unexposed portion can be increased.

상기 산 확산 제어제는 방사선 반응성을 갖는 화합물과 방사선 반응성을 갖지 않는 화합물로 나뉜다.The acid diffusion control agent is divided into a compound having radiation reactivity and a compound having no radiation reactivity.

상기 방사선 반응성을 갖지 않는 화합물로서는, 염기성 화합물이 바람직하다. 이 염기성 화합물로서는, 예를 들어 히드록시드 화합물, 카르복실레이트 화합물, 아민 화합물, 이민 화합물, 아미드 화합물 등을 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 제1급 내지 제3급 지방족 아민, 방향족 아민, 복소환 아민, 카르복시기를 갖는 질소 함유 화합물, 술포닐기를 갖는 질소 함유 화합물, 히드록시기를 갖는 질소 함유 화합물, 히드록시페닐기를 갖는 질소 함유 화합물, 알코올성 질소 함유 화합물, 카르바메이트기를 갖는 질소 함유 화합물, 아미드 화합물, 이미드 화합물 등을 들 수 있고, 이들 중에서 카르바메이트기를 갖는 질소 함유 화합물이 바람직하다.As the compound having no radiation reactivity, a basic compound is preferable. Examples of the basic compound include a hydroxide compound, a carboxylate compound, an amine compound, an imine compound, and an amide compound, and more specifically, a primary, secondary or tertiary aliphatic amine, an aromatic amine, A nitrogen-containing compound having a carboxyl group, a nitrogen-containing compound having a sulfonyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxy group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, an alcoholic nitrogen- Compounds, and imide compounds. Of these, nitrogen-containing compounds having a carbamate group are preferable.

또한, 상기 염기성 화합물은 트뢰거(Troger's) 염기; 디아자비시클로운데센(DBU), 디아자비시클로노넨(DBM) 등의 힌더드 아민; 테트라부틸암모늄히드록시드(TBAH), 테트라부틸암모늄락테이트 등의 이온성 퀀처일 수도 있다.In addition, the basic compound may be selected from the group consisting of Troger's base; Hindered amines such as diazabicyclo undecene (DBU) and diazabicyclononene (DBM); Tetrabutylammonium hydroxide (TBAH), tetrabutylammonium lactate, and the like.

상기 제1급 지방족 아민으로서는, 예를 들어 암모니아, 메틸아민, 에틸아민, n-프로필아민, 이소프로필아민, n-부틸아민, 이소부틸아민, sec-부틸아민, tert-부틸아민, 펜틸아민, tert-아밀아민, 시클로펜틸아민, 헥실아민, 시클로헥실아민, 헵틸아민, 옥틸아민, 노닐아민, 데실아민, 도데실아민, 세틸아민, 메틸렌디아민, 에틸렌디아민, 테트라에틸렌펜타민 등을 들 수 있다.Examples of the primary aliphatic amine include aliphatic amines such as ammonia, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, there may be mentioned tertiary amines such as tert-amylamine, cyclopentylamine, hexylamine, cyclohexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dodecylamine, cetylamine, methylenediamine, ethylenediamine and tetraethylenepentamine .

상기 제2급 지방족 아민으로서는, 예를 들어 디메틸아민, 디에틸아민, 디-n-프로필아민, 디이소프로필아민, 디-n-부틸아민, 디이소부틸아민, 디-sec-부틸아민, 디펜틸아민, 디시클로펜틸아민, 디헥실아민, 디시클로헥실아민, 디헵틸아민, 디옥틸아민, 디노닐아민, 디데실아민, 디도데실아민, 디세틸아민, N,N-디메틸메틸렌디아민, N,N-디메틸에틸렌디아민, N,N-디메틸테트라에틸렌펜타민 등을 들 수 있다.Examples of the secondary aliphatic amine include dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, diisopropylamine, di-n-butylamine, diisobutylamine, di- N, N-dimethylmethylenediamine, N, N-dimethylmethylenediamine, N, N-dimethylmethylenediamine, N, N-dimethylmethylenediamine, N, N-dimethylmethylenediamine, N, , N-dimethylethylenediamine, N, N-dimethyltetraethylenepentamine, and the like.

상기 제3급 지방족 아민으로서는, 예를 들어 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-프로필아민, 트리이소프로필아민, 트리-n-부틸아민, 트리이소부틸아민, 트리-sec-부틸아민, 트리펜틸아민, 트리시클로펜틸아민, 트리헥실아민, 트리시클로헥실아민, 트리헵틸아민, 트리옥틸아민, 트리노닐아민, 트리데실아민, 트리도데실아민, 트리세틸아민, N,N,N',N'-테트라메틸메틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸테트라에틸렌펜타민 등을 들 수 있다.Examples of the tertiary aliphatic amine include trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, triisobutylamine, tri- N, N ', N', N'-tetramethylethylenediamine, triethylamine, tricyclohexylamine, trihexylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N', N'-tetramethyltetraethylenepentamine, and the like.

상기 방향족 아민 및 복소환 아민으로서는, 예를 들어 아닐린, N-메틸아닐린, N-에틸아닐린, N-프로필아닐린, N,N-디메틸아닐린, 2-메틸아닐린, 3-메틸아닐린, 4-메틸아닐린, 에틸아닐린, 프로필아닐린, 트리메틸아닐린, 2-니트로아닐린, 3-니트로아닐린, 4-니트로아닐린, 2,4-디니트로아닐린, 2,6-디니트로아닐린, 3,5-디니트로아닐린, N,N-디메틸톨루이딘 등의 아닐린 유도체; 디페닐(p-톨릴)아민; 메틸디페닐아민; 트리페닐아민; 페닐렌디아민; 나프틸아민; 디아미노나프탈렌; 피롤, 2H-피롤, 1-메틸피롤, 2,4-디메틸피롤, 2,5-디메틸피롤, N-메틸피롤 등의 피롤 유도체; 옥사졸, 이소옥사졸 등의 옥사졸 유도체; 티아졸, 이소티아졸 등의 티아졸 유도체; 이미다졸, 4-메틸이미다졸, 4-메틸-2-페닐이미다졸 등의 이미다졸 유도체; 피라졸 유도체; 푸라잔 유도체; 피로인, 2-메틸-1-피로인 등의 피로인 유도체; 피롤리딘, N-메틸피롤리딘, 피롤리디논, N-메틸피롤리돈 등의 피롤리딘 유도체; 이미다졸린 유도체; 이미다졸리딘 유도체; 피리딘, 메틸피리딘, 에틸피리딘, 프로필피리딘, 부틸피리딘, 4-(1-부틸펜틸)피리딘, 디메틸피리딘, 트리메틸피리딘, 트리에틸피리딘, 페닐피리딘, 3-메틸-2-페닐피리딘, 4-tert-부틸피리딘, 디페닐피리딘, 벤질피리딘, 메톡시피리딘, 부톡시피리딘, 디메톡시피리딘, 4-피롤리디노피리딘, 2-(1-에틸프로필)피리딘, 아미노피리딘, 디메틸아미노피리딘 등의 피리딘 유도체; 피리다진 유도체; 피리미딘 유도체; 피라진 유도체; 피라졸린 유도체; 피라졸리딘 유도체; 피페리딘 유도체; 피페라진 유도체; 모르폴린 유도체; 인돌 유도체; 이소인돌 유도체; 1H-인다졸 유도체; 인돌린 유도체; 퀴놀린, 3-퀴놀린카르보니트릴 등의 퀴놀린 유도체; 이소퀴놀린 유도체; 신놀린 유도체; 퀴나졸린 유도체; 퀴녹살린 유도체; 프탈라진 유도체; 퓨린 유도체; 프테리딘 유도체; 카르바졸 유도체; 페난트리딘 유도체; 아크리딘 유도체; 페나진 유도체; 1,10-페난트롤린 유도체; 아데닌 유도체; 아데노신 유도체; 구아닌 유도체; 구아노신 유도체; 우라실 유도체; 우리딘 유도체 등을 들 수 있다.Examples of the aromatic amine and heterocyclic amine include aniline, N-methylaniline, N-ethyl aniline, N-propylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-nitroaniline, 4-nitroaniline, 2,4-dinitroaniline, 2,6-dinitroaniline, 3,5-dinitroaniline, N , Aniline derivatives such as N-dimethyltoluidine; Diphenyl (p-tolyl) amine; Methyl diphenylamine; Triphenylamine; Phenylenediamine; Naphthylamine; Diaminonaphthalene; Pyrrole derivatives such as pyrrole, 2H-pyrrole, 1-methylpyrrole, 2,4-dimethylpyrrole, 2,5-dimethylpyrrole and N-methylpyrrole; Oxazole derivatives such as oxazole and isoxazole; Thiazole derivatives such as thiazole and isothiazole; Imidazole derivatives such as imidazole, 4-methylimidazole and 4-methyl-2-phenylimidazole; Pyrazole derivatives; Furazan derivatives; Pyrrole derivatives such as pyrrole, 2-methyl-1-pyrene and the like; Pyrrolidine derivatives such as pyrrolidine, N-methylpyrrolidine, pyrrolidinone, and N-methylpyrrolidone; Imidazoline derivatives; Imidazolidine derivatives; (1-butylphenyl) pyridine, dimethylpyridine, trimethylpyridine, triethylpyridine, phenylpyridine, 3-methyl-2-phenylpyridine, 4-tert-butylpyridine, Pyridine derivatives such as butylpyridine, diphenylpyridine, benzylpyridine, methoxypyridine, butoxypyridine, dimethoxypyridine, 4-pyrrolidinopyridine, 2- (1-ethylpropyl) pyridine, aminopyridine, dimethylaminopyridine; Pyridazine derivatives; Pyrimidine derivatives; Pyrazine derivatives; Pyrazoline derivatives; Pyrazolidine derivatives; Piperidine derivatives; Piperazine derivatives; Morpholine derivatives; Indole derivatives; Isoindole derivatives; 1H-indazole derivatives; Indolin derivatives; Quinoline derivatives such as quinoline and 3-quinolinecarbonitrile; Isoquinoline derivatives; Cinnoline derivative; Quinazoline derivatives; Quinoxaline derivatives; Phthalazine derivatives; Purine derivatives; Pyridine derivatives; Carbazole derivatives; Phenanthridine derivatives; Acridine derivatives; Phenazine derivatives; 1,10-phenanthroline derivatives; Adenine derivatives; Adenosine derivatives; Guanine derivatives; Guanosine derivatives; Uracil derivatives; Pyridine derivatives and the like.

상기 카르복시기를 갖는 질소 함유 화합물로서는, 예를 들어 아미노벤조산; 인돌카르복실산; 니코틴산, 알라닌, 아르기닌, 아스파라긴산, 글루탐산, 글리신, 히스티딘, 이소류신, 글리실류신, 류신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트레오닌, 리신, 3-아미노피라진-2-카르복실산, 메톡시알라닌 등의 아미노산 유도체 등을 들 수 있다.Examples of the nitrogen-containing compound having a carboxyl group include aminobenzoic acid; Indolecarboxylic acid; Amino acid derivatives such as nicotinic acid, alanine, arginine, aspartic acid, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, glycyrrhizin, leucine, methionine, phenylalanine, threonine, lysine, 3-aminopyrazine-2-carboxylic acid and methoxyalanine .

상기 술포닐기를 갖는 질소 함유 화합물로서는, 예를 들어 3-피리딘술폰산, p-톨루엔술폰산피리디늄 등을 들 수 있다.Examples of the nitrogen-containing compound having a sulfonyl group include 3-pyridinesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonate, and the like.

상기 히드록실기를 갖는 질소 함유 화합물, 히드록시페닐기를 갖는 질소 함유 화합물 및 알코올성 질소 함유 화합물로서는, 예를 들어 2-히드록시피리딘, 아미노크레졸, 2,4-퀴놀린디올, 3-인돌메탄올히드레이트, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, N-에틸디에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 2,2'-이미노디에탄올, 2-아미노에탄올, 3-아미노-1-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 4-(2-히드록시에틸)모르폴린, 2-(2-히드록시에틸)피리딘, 1-(2-히드록시에틸)피페라진, 1-[2-(2-히드록시에톡시)에틸]피페라진, 피페리딘에탄올, 1-(2-히드록시에틸)피롤리딘, 1-(2-히드록시에틸)-2-피롤리디논, 3-피페리디노-1,2-프로판디올, 3-피롤리디노-1,2-프로판디올, 8-히드록시유돌리딘, 3-퀴누클리디놀, 3-트로파놀, 1-메틸-2-피롤리딘에탄올, 1-아지리딘에탄올, N-(2-히드록시에틸)프탈이미드, N-(2-히드록시에틸)이소니코틴아미드 등을 들 수 있다.Examples of the nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, the nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group and the alcoholic nitrogen-containing compound include 2-hydroxypyridine, aminocresol, 2,4-quinolinediol, , Monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N, N-diethylethanolamine, triisopropanolamine, 2,2'-iminodiethanol, 1-butanol, 4- (2-hydroxyethyl) morpholine, 2- (2-hydroxyethyl) pyridine, 1- (2-hydroxyethoxy) ethyl] piperazine, piperidine ethanol, 1- (2-hydroxyethyl) pyrrolidine, 1- 2-propanediol, 3-pyrrolidino-1,2-propanediol, 8-hydroxydilolidine, 3-quinuclidinol, 3- Pyrrolidine ethanol, 1-aziridine Ethanol, N- (2-hydroxyethyl) phthalimide, N- (2-hydroxyethyl) isonicotinamide and the like.

상기 카르바메이트기를 갖는 질소 함유 화합물로서는, 예를 들어 N-(tert-부톡시카르보닐)-L-알라닌, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-알라닌메틸에스테르, (S)-(-)-2-(tert-부톡시카르보닐아미노)-3-시클로헥실-1-프로판올, (R)-(+)-2-(tert-부톡시카르보닐아미노)-3-메틸-1-부탄올, (R)-(+)-2-(tert-부톡시카르보닐아미노)-3-페닐프로판올, (S)-(-)-2-(tert-부톡시카르보닐아미노)-3-페닐프로판올, (R)-(+)-2-(tert-부톡시카르보닐아미노)-3-페닐-1-프로판올, (S)-(-)-2-(tert-부톡시카르보닐아미노)-3-페닐-1-프로판올, (R)-(+)-2-(tert-부톡시카르보닐아미노)-1-프로판올, (S)-(-)-2-(tert-부톡시카르보닐아미노)-1-프로판올, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-아스파라긴산4-벤질에스테르, N-(tert-부톡시카르보닐)-O-벤질-L-트레오닌, (R)-(+)-1-(tert-부톡시카르보닐)-2-tert-부틸-3-메틸-4-이미다졸리디논, (S)-(-)-1-(tert-부톡시카르보닐)-2-tert-부틸-3-메틸-4-이미다졸리디논, N-(tert-부톡시카르보닐)-3-시클로헥실-L-알라닌메틸에스테르, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-시스테인 메틸에스테르, N-(tert-부톡시카르보닐)에탄올아민, N-(tert-부톡시카르보닐에틸렌디아민, N-(tert-부톡시카르보닐)-D-글루코오스아민, Nα-(tert-부톡시카르보닐)-L-글루타민, 1-(tert-부톡시카르보닐)이미다졸, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-이소류신, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-이소류신메틸에스테르, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-류시놀, Nα-(tert-부톡시카르보닐)-L-리신, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-메티오닌, N-(tert-부톡시카르보닐)-3-(2-나프틸)-L-알라닌, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-페닐알라닌, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-페닐알라닌메틸에스테르, N-(tert-부톡시카르보닐)-D-프롤리날, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-프롤린, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-프롤린-N'-메톡시-N'-메틸아미드, N-(tert-부톡시카르보닐)-1H-피라졸-1-카르복시아미진, (S)-(-)-1-(tert-부톡시카르보닐)-2-피롤리딘메탄올, (R)-(+)-1-(tert-부톡시카르보닐)-2-피롤리딘메탄올, 1-(tert-부톡시카르보닐) 3-[4-(1-피롤릴)페닐]-L-알라닌, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-세린, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-세린메틸에스테르, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-트레오닌, N-(tert-부톡시카르보닐)-p-톨루엔술폰아미드, N-(tert-부톡시카르보닐)-S-트리틸-L-시스테인, Nα-(tert-부톡시카르보닐)-L-트립토판, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-티로신, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-티로신메틸에스테르, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-발린, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-발린메틸에스테르, N-(tert-부톡시카르보닐)-L-발리놀, tert-부틸N-(3-히드록시프로필)카르바메이트, tert-부틸N-(6-아미노헥실)카르바메이트, tert-부틸카르바메이트, tert-부틸카르바제이트, tert-부틸-N-(벤질옥시)카르바메이트, tert-부틸-4-벤질-1-피페라진카르복실레이트, tert-부틸(1S,4S)-(-)-2,5-디아자비시클로[2.2.1]헵탄-2-카르복실레이트, tert-부틸-N-(2,3-디히드록시프로필)카르바메이트, tert-부틸(S)-(-)-4-포르밀-2,2-디메틸-3-옥사졸리딘카르복실레이트, tert-부틸[R-(R*,S*)]-N-[2-히드록시-2-(3-히드록시페닐)-1-메틸에틸]카르바메이트, tert-부틸-4-옥소-1-피페리딘카르복실레이트, tert-부틸-1-피롤카르복실레이트, tert-부틸-1-피롤리딘카르복실레이트, tert-부틸(테트라히드로-2-옥소-3-프라닐)카르바메이트 등을 들 수 있다.Examples of the nitrogen-containing compound having a carbamate group include N- (tert-butoxycarbonyl) -L-alanine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-alanine methyl ester, (S) (R) - (+) - 2- (tert-butoxycarbonylamino) -3-methyl-1-propanol Butanol, (R) - (+) - 2- (tert-butoxycarbonylamino) -3-phenylpropanol, (S) Phenylpropanol, (S) - (-) - 2- (tert-butoxycarbonylamino) -3-phenyl- Propanol, (R) - (+) - 2- (tert-butoxycarbonylamino) (Tert-butoxycarbonyl) -L-aspartic acid 4-benzyl ester, N- (tert-butoxycarbonyl) -O-benzyl-L- threonine, (S) - (-) - l- (tert-butoxycarbonyl) -2-tert- butyl-3-methyl-4-imidazolidinone, Methyl-4-imidazolidinone, N- (tert-butoxycarbonyl) -3-cyclohexyl-L-alanine methyl ester, N- (tert- Carbonyl) -L-cysteine methyl ester, N- (tert-butoxycarbonyl) ethanolamine, N- (tert-butoxycarbonylethylenediamine) N- (tert- butoxycarbonyl) -D-glucosamine , N- (tert-butoxycarbonyl) -L-glutamine, 1- (tert-butoxycarbonyl) imidazole, N- Isoxycarbonyl) -L-isoleucine methyl ester, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-leucinol, N? - (tert-butoxycarbonyl) (Tert-butoxycarbonyl) -L-alanine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-phenylalanine, N- (tert (Tert-butoxycarbonyl) -L-proline, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-phenylalanine methyl ester, N- Butoxycarbonyl) -L (S) - (-) - 1- (tert-butoxycarbonyl) -1H-pyrazole-1-carboxamidine, N- (R) - (+) - 1- (tert-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, 1- (tert-butoxycarbonyl) -L-serine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-serine methyl ester, N (tert-butoxycarbonyl) (tert-butoxycarbonyl) -L-threonine, N- (tert-butoxycarbonyl) -p-toluenesulfonamide, N- , N- (tert-butoxycarbonyl) -L-tryptophan, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-tyrosine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-valine, N- (tert-butoxycarbonyl) -L-valine methyl ester, N- - (3-hydroxypropyl) carbamate, tert-butyl N- (6-aminohexyl) carbamate, tert- Butyl-4-benzyl-1-piperazinecarboxylate, tert-butyl (1S, 4S) - (tert-butylcarbamate) (S) -2-thiabicyclo [2.2.1] heptane-2-carboxylate, tert-butyl N- (2,3- dihydroxypropyl) carbamate, - (-) - 4-formyl-2,2-dimethyl-3-oxazolidinecarboxylate, tert- butyl [R- (R * (3-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] carbamate, tert-butyl-4-oxo-1-piperidinecarboxylate, tert- Pyrrolidine carboxylate, and tert-butyl (tetrahydro-2-oxo-3-pranyl) carbamate.

상기 아미드 화합물로서는, 예를 들어 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 프로피온아미드, 벤즈아미드, 1-시클로헥실피롤리돈 등을 들 수 있다.Examples of the amide compound include amides such as formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, Cyclohexylpyrrolidone, and the like.

상기 이미드 화합물로서는, 예를 들어 프탈이미드, 숙신이미드, 말레이미드 등을 들 수 있다.Examples of the imide compound include phthalimide, succinimide and maleimide.

또한, 상기 방사선 반응성을 갖는 화합물은 방사선에 의해 분해되어 산 확산 제어능을 상실하는 화합물(방사선 분해형 화합물) 및 방사선에 의해 생성되어 산 확산 제어능을 얻는 화합물(방사선 생성형 화합물)로 나뉜다.In addition, the above-mentioned radiation-reactive compound is divided into a compound (radiation decomposition type compound) which is decomposed by radiation and loses acid diffusion control ability and a compound which is produced by radiation and obtains an acid diffusion control ability (radiation generation type compound).

상기 방사선 분해형 화합물은 후술하는 패턴 노광 공정에 있어서 패턴 노광부에서만 분해됨으로써, 패턴 노광부에서는 산 및 양이온을 포착하는 작용이 저하되고, 패턴 비노광부에서는 산 및 양이온을 포착하는 작용이 유지된다. 이로 인해, 노광부와 비노광부의 사이에 있어서의 산의 잠상의 화학 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.The radiation-decomposable compound is decomposed only in the pattern exposure portion in the pattern exposure process described later, so that the action of capturing the acid and the cation is deteriorated in the pattern exposure portion, and the action of capturing the acid and the cation is retained in the pattern non-exposure portion. As a result, the chemical contrast of the latent image of the acid between the exposed portion and the non-exposed portion can be improved.

상기 방사선 분해형 화합물로서는, 방사선 분해성 양이온의 술폰산염 및 카르복실산염이 바람직하다. 상기 술폰산염에 있어서의 술폰산으로서는, 약한 산이 바람직하고, 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기를 가지며, 또한 상기 탄화수소기가 불소를 포함하지 않는 것이 보다 바람직하다. 이러한 술폰산으로서는, 예를 들어 알킬술폰산, 벤젠술폰산, 10-캄포술폰산 등의 술폰산을 들 수 있다. 상기 카르복실산염에 있어서의 카르복실산으로서는 약산이 바람직하고, 탄소수 1 내지 20의 카르복실산이 보다 바람직하다. 이러한 카르복실산으로서는, 예를 들어 포름산, 아세트산, 프로피온산, 타르타르산, 숙신산, 시클로헥실카르복실산, 벤조산, 살리실산 등의 카르복실산을 들 수 있다. 방사선 분해성 양이온의 카르복실산염에 있어서의 방사선 분해성 양이온으로서는 오늄 양이온이 바람직하고, 이 오늄 양이온으로서는, 예를 들어 요오도늄 양이온, 술포늄 양이온 등을 들 수 있다.The radiation-decomposable compound is preferably a sulfonate or a carboxylate of a radiation-decomposable cation. The sulfonic acid in the sulfonic acid salt is preferably a weak acid, more preferably a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the hydrocarbon group does not contain fluorine. Examples of such sulfonic acids include sulfonic acids such as alkylsulfonic acid, benzenesulfonic acid, and 10-camphorsulfonic acid. The carboxylic acid in the carboxylic acid salt is preferably a weak acid, and more preferably a carboxylic acid having 1 to 20 carbon atoms. Examples of such carboxylic acids include carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, tartaric acid, succinic acid, cyclohexylcarboxylic acid, benzoic acid and salicylic acid. The radiation-decomposable cation in the carboxylate of the radiation-decomposable cation is preferably an onium cation, and examples of the onium cation include an iodonium cation and a sulfonium cation.

상기 방사선 생성형 화합물이 패턴 노광 공정에 있어서 패턴 노광부에서만 생성됨으로써, 패턴 노광부에서는 산 및 양이온을 포착하는 작용이 발생하고, 패턴 비노광부에서 발생하지 않는다.The radiation-generating compound is generated only in the pattern exposure portion in the pattern exposure process, so that the action of capturing the acid and the cation occurs in the pattern exposure portion and does not occur in the pattern non-exposure portion.

또한, 상기 방사선 생성형 화합물은 패턴 노광 공정에 있어서 생성되지 않고, 후술하는 일괄 노광 공정에 있어서 생성되는 것일 수도 있다. 이 경우, 패턴 노광 공정의 노광부에 있어서는 감방사선성 증감체를 효율적으로 발생시킬 수 있음과 함께, 일괄 노광 공정의 비노광부에 있어서의 불필요한 산 및 양이온을 포착할 수 있다.The radiation-generating compound may not be generated in the pattern exposure process, but may be generated in a later-described batch exposure process. In this case, in the exposure unit of the pattern exposure process, the radiation-sensitive sensitizer can be efficiently generated, and unnecessary acids and cations in the unexposed area of the batch exposure process can be captured.

상기 방사선 생성형 화합물로서는, 노광에 의해 염기를 발생시키는 화합물(감방사선성 염기 발생제)이 바람직하고, 아미노기를 발생시키는 질소 함유 유기 화합물이 보다 바람직하다.As the above radiation-generating compound, a compound which generates a base by exposure (radiation-sensitive base generator) is preferable, and a nitrogen-containing organic compound which generates an amino group is more preferable.

상기 감방사선성 염기 발생제로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 (평)4-151156호, 동 4-162040호, 동 5-197148호, 동 5-5995호, 동 6-194834호, 동 8-146608호, 동 10-83079호 및 유럽 특허 622682호에 기재된 화합물을 들 수 있다.Examples of the radiation-sensitive base generator include those disclosed in JP-A Nos. 4-151156, 4-162040, 5-197148, 5-5995, 6-194834, 8- 146608, 10-83079 and European Patent 622682, all of which are incorporated herein by reference.

또한, 상기 감방사선성 염기 발생제로서는 카르바메이트기(우레탄 결합)를 함유하는 화합물, 아실옥시이미노기를 함유하는 화합물, 이온계 화합물(음이온-양이온 복합체), 카르바모일옥시이미노기를 함유하는 화합물 등을 들 수 있고, 카르바메이트기(우레탄 결합)를 함유하는 화합물, 아실옥시이미노기를 함유하는 화합물 및 이온계 화합물(음이온-양이온 복합체)이 바람직하다.Examples of the radiation-sensitive base generator include a compound containing a carbamate group (urethane bond), a compound containing an acyloxyimino group, an ionic compound (anion-cation complex), a carbamoyloxyimino group , And a compound containing a carbamate group (urethane bond), a compound containing an acyloxyimino group, and an ionic compound (anion-cation complex) are preferable.

또한, 상기 감방사선성 염기 발생제로서는 분자 내에 환 구조를 갖는 화합물이 바람직하다. 이 환 구조로서는, 예를 들어 벤젠 구조, 나프탈렌 구조, 안트라센 구조, 크산톤 구조, 티오크산톤 구조, 안트라퀴논 구조, 플루오렌 구조 등을 들 수 있다.The above-described radiation-sensitive base generator is preferably a compound having a ring structure in the molecule. Examples of the ring structure include a benzene structure, a naphthalene structure, an anthracene structure, a xanthone structure, a thioxanthone structure, an anthraquinone structure, and a fluorene structure.

상기 감방사선성 염기 발생제로서는, 예를 들어 2-니트로벤질카르바메이트, 2,5-디니트로벤질시클로헥실카르바메이트, N-시클로헥실-4-메틸페닐술폰아미드, 1,1-디메틸-2-페닐에틸-N-이소프로필카르바메이트 등을 들 수 있다.Examples of the radiation-sensitive base generator include 2-nitrobenzylcarbamate, 2,5-dinitrobenzylcyclohexylcarbamate, N-cyclohexyl-4-methylphenylsulfonamide, 1,1- 2-phenylethyl-N-isopropylcarbamate, and the like.

또한, 산 확산 제어제는 열 반응에 의해 생성되어 산 확산 제어능을 얻는 화합물(열 생성형 화합물)일 수도 있다. 이 경우, 후술하는 일괄 노광 공정 후의 베이크 공정에 있어서 생성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 베이크 공정에 있어서 상기 산 확산 제어제가 산 확산 제어능을 얻는 관점에서, 베이크 공정에서의 가열 온도는 다른 공정에서의 가열 온도보다도 높은 것이 바람직하다.The acid diffusion control agent may be a compound (heat generation type compound) which is produced by a thermal reaction and obtains acid diffusion control ability. In this case, it is preferable to be generated in the baking step after the batch exposure step described later. Thus, from the viewpoint of obtaining the acid diffusion control ability of the acid diffusion control agent in the baking step, it is preferable that the heating temperature in the baking step is higher than the heating temperature in the other steps.

당해 화학 증폭형 레지스트 재료가 상기 산 확산 제어제를 함유하는 경우, (1) 중합체 성분 100질량부에 대한 산 확산 제어제의 함유량의 하한으로서는, 0.1질량부가 바람직하고, 1질량부가 보다 바람직하고, 4질량부가 보다 바람직하다. 한편, 상기 함유량의 상한으로서는 20질량부가 바람직하고, 10질량부가 보다 바람직하다. 상기 함유량이 상기 하한보다 작은 경우, 상기 산 확산 제어제가 충분히 산 및 양이온을 포착하지 못할 우려가 있다. 반대로, 상기 함유량이 상기 상한을 초과하는 경우, 감도가 과도하게 저하될 우려가 있다.When the chemical amplification type resist material contains the acid diffusion control agent, the lower limit of the content of the acid diffusion controller in (1) the 100 parts by mass of the polymer component is preferably 0.1 part by mass, more preferably 1 part by mass, 4 parts by mass is more preferable. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 20 parts by mass, more preferably 10 parts by mass. When the content is smaller than the lower limit, there is a fear that the acid diffusion control agent can not sufficiently capture acid and cation. Conversely, when the content exceeds the upper limit, the sensitivity may be excessively lowered.

[라디칼 포착제][Radical Picking Agent]

상기 라디칼 포착제는 유리 라디칼을 포착하는 것이다. 당해 화학 증폭형 레지스트 재료가 상기 라디칼 포착제를 포함함으로써, 패턴 비노광부에 있어서 라디칼에 의한 반응을 경유한 감방사선성 증감체의 발생이 저감되어, 후술하는 일괄 노광 공정 후의 패턴 노광부와 비노광부의 산 농도의 콘트라스트를 보다 향상시킬 수 있다. 이 라디칼 포착제로서는, 예를 들어 페놀계 화합물, 퀴논계 화합물, 아민계 화합물 등의 화합물이나, 고무 등의 천연 유래의 산화 방지제 등을 들 수 있다.The radical scavenger is to capture free radicals. Since the chemically amplified resist material contains the radical scavenger, generation of the radiation-sensitive sensitizer through the radical-induced reaction in the pattern unexposed area is reduced, and the pattern exposure unit and the non- The contrast of the acid concentration can be further improved. Examples of the radical scavenger include compounds such as phenol compounds, quinone compounds, and amine compounds, and antioxidants derived from natural materials such as rubber.

[가교제][Crosslinking agent]

상기 가교제는 2개 이상의 관능기를 갖는 화합물이며, 후술하는 일괄 노광 공정 후의 베이크 공정에 있어서, 산 촉매 반응에 의해 (1) 중합체 성분에 있어서 가교 반응을 야기하여, (1) 중합체 성분의 분자량을 증가시킴으로써, 패턴 노광부의 현상액에 대한 용해도를 저하시키는 것이다. 상기 관능기로서는, 예를 들어 (메트)아크릴로일기, 히드록시메틸기, 알콕시메틸기, 에폭시기, 비닐에테르기 등을 들 수 있다.The cross-linking agent is a compound having two or more functional groups. In the baking step after the batch exposure step described later, the acid catalyst reaction causes (1) a cross-linking reaction in the polymer component to (1) increase the molecular weight of the polymer component , And the solubility of the pattern exposure unit in a developing solution is lowered. Examples of the functional group include a (meth) acryloyl group, a hydroxymethyl group, an alkoxymethyl group, an epoxy group, and a vinyl ether group.

[그 밖의 첨가제][Other additives]

상기 그 밖의 첨가제로서는, 예를 들어 계면 활성제, 산화 방지제, 용해 억제제, 가소제, 안정제, 착색제, 할레이션 방지제, 염료 등을 들 수 있다. 이들 첨가제로서는, 공지의 것을 사용할 수 있다.Examples of the other additives include surfactants, antioxidants, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antireflection agents, and dyes. As these additives, known ones can be used.

[용매][menstruum]

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

상기 알코올계 용매로서는, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, iso-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, n-펜탄올, iso-펜탄올, 2-메틸부탄올, sec-펜탄올, tert-펜탄올, 3-메톡시부탄올, n-헥산올, 2-메틸펜탄올, sec-헥산올, 2-에틸부탄올, sec-헵탄올, 3-헵탄올, n-옥탄올, 2-에틸헥산올, sec-옥탄올, n-노닐알코올, 2,6-디메틸-4-헵탄올, n-데칸올, sec-운데실알코올, 트리메틸노닐알코올, sec-테트라데실알코올, sec-헵타데실알코올, 푸르푸릴알코올, 페놀, 시클로헥산올, 메틸시클로헥산올, 3,3,5-트리메틸시클로헥산올, 벤질알코올, 디아세톤알코올 등의 모노알코올계 용매;Examples of the alcohol solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, Butanol, sec-pentanol, tert-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, Octanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl Monoalcohol solvents such as alcohol, sec-heptadecyl alcohol, furfuryl 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.

상기 에테르계 용매로서는, 예를 들어 디에틸에테르, 디프로필에테르, 디부틸에테르 등의 디알킬에테르계 용매;Examples of the ether solvent include 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.

상기 케톤계 용매로서는, 예를 들어 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸-n-프로필 케톤, 메틸-n-부틸케톤, 디에틸케톤, 메틸-iso-부틸케톤, 2-헵타논, 에틸-n-부틸케톤, 메틸-n-헥실케톤, 디-iso-부틸케톤, 트리메틸노나논 등의 쇄상 케톤계 용매;Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl n-propyl ketone, methyl n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl iso butyl ketone, Chain ketone solvents such as ketone, methyl-n-hexyl ketone, di-iso-butyl ketone, and trimethyl nonanone;

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

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

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

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

상기 에스테르계 용매로서는, 예를 들어 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산n-프로필, 아세트산iso-프로필, 아세트산n-부틸, 아세트산iso-부틸, 아세트산sec-부틸, 아세트산n-펜틸, 아세트산i-펜틸, 아세트산sec-펜틸, 아세트산3-메틸부틸, 아세트산3-메톡시부틸, 아세트산메틸펜틸, 아세트산2-에틸부틸, 아세트산2-에틸헥실, 아세트산벤질, 아세트산시클로헥실, 아세트산메틸시클로헥실, 아세트산n-노닐 등의 아세트산에스테르계 용매;Examples of the ester solvents include methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl propyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, Propyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methylbutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methylcyclohexyl acetate, Acetic acid ester solvents such as acetone and the like;

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, 발레로락톤 등의 락톤계 용매;lactone type solvents such as? -butyrolactone and valerolactone;

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

디아세트산글리콜, 아세트산메톡시트리글리콜, 프로피온산에틸, 프로피온산n-부틸, 프로피온산iso-아밀, 옥살산디에틸, 옥살산디-n-부틸, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸, 락트산메틸, 락트산에틸, 락트산n-부틸, 락트산n-아밀, 말론산디에틸, 프탈산디메틸, 프탈산디에틸 등을 들 수 있다.Butyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-butyl acetate, n-butyl acetate, isoamyl propionate, diethyl oxalate, -Butyl, n-amyl lactate, diethyl malonate, dimethyl phthalate, and diethyl phthalate.

상기 탄화수소계 용매로서는, 예를 들어 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;Examples of the hydrocarbon solvent include hydrocarbon solvents such as n-pentane, iso-pentane, n-hexane, isohexane, n-heptane, iso-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, Aliphatic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and methylcyclohexane;

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.

상기 용매로서는, 이들 중에서 에스테르계 용매 및 케톤계 용매가 바람직하고, 다가 알코올 부분 에테르아세테이트계 용매, 락톤계 용매, 환상 케톤계 용매, 락트산에틸 및 다가 알코올 부분 에테르아세테이트계 용매가 보다 바람직하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 시클로헥사논, 락트산에틸 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트가 더욱 바람직하다. 당해 화학 증폭형 레지스트 재료는 상기 용매를 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합으로 포함할 수도 있다.Among them, ester solvents and ketone solvents are preferable, and polyhydric alcohol partial ether acetate solvents, lactone solvents, cyclic ketone solvents, ethyl lactate and partial polyether alcohol ether acetates solvents are more preferable, and propylene Glycol monomethyl ether acetate,? -Butyrolactone, cyclohexanone, ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate are more preferable. The chemical amplification type resist material may contain the above solvents in a single kind or in a mixture of two or more kinds.

[화학 증폭형 레지스트 재료의 제조 방법][Method of producing chemically amplified resist material]

당해 화학 증폭형 레지스트 재료는, 예를 들어 (1) 중합체 성분, (2) 성분, 및 필요에 따라 그 밖의 임의 성분을 소정의 비율로 혼합함으로써 제조할 수 있다. 당해 화학 증폭형 레지스트 재료는, 혼합 후에 예를 들어 구멍 직경 0.2㎛ 정도의 필터 등으로 여과하는 것이 바람직하다. 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 고형분 농도의 하한으로서는, 통상 0.1질량%이며, 0.5질량%가 바람직하고, 1질량%가 보다 바람직하다. 한편, 상기 고형분 농도의 상한으로서는 통상 50질량%이며, 20질량%가 바람직하고, 5질량%가 보다 바람직하다.Such a chemically amplified resist material can be produced, for example, by mixing (1) a polymer component, (2) component and optionally other optional components in a predetermined ratio. After mixing, the chemically amplified resist material is preferably filtered, for example, with a filter having a pore diameter of about 0.2 탆. The lower limit of the solid concentration of the chemically amplified resist material is usually 0.1% by mass, preferably 0.5% by mass, and more preferably 1% by mass. On the other hand, the upper limit of the solid content concentration is usually 50 mass%, preferably 20 mass%, more preferably 5 mass%.

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

당해 레지스트 패턴 형성 방법은 기판의 적어도 한쪽의 면에 당해 화학 증폭형 레지스트 재료를 도공하는 도공 공정과, 상기 도공에 의해 얻어진 레지스트막에 제1 방사선을 조사하는 패턴 노광 공정과, 상기 패턴 노광 공정 후의 상기 레지스트막에 제2 방사선을 조사하는 일괄 노광 공정과, 상기 일괄 노광 공정 후의 상기 레지스트막을 가열하는 베이크 공정과, 상기 베이크 공정 후의 상기 레지스트막을 현상액에 접촉시키는 현상 공정을 구비한다.The resist pattern forming method includes: a coating step of coating the chemically amplified resist material on at least one surface of a substrate; a pattern exposure step of irradiating the resist film obtained by the coating with the first radiation; A baking step of heating the resist film after the batch exposure step; and a developing step of bringing the resist film after the baking step into contact with a developing solution.

또한, 당해 레지스트 패턴 형성 방법은 상기 도공 공정 전에, 상기 기판의 당해 화학 증폭형 레지스트 재료를 도공하는 면측에 유기 하층막을 형성하는 공정을 더 구비할 수도 있고, 상기 유기 하층막 형성 공정과 상기 도공 공정 사이에, 상기 유기 하층막의 당해 화학 증폭형 레지스트 재료를 도공하는 면측에 실리콘 함유막을 형성하는 공정을 더 구비할 수도 있다.The resist pattern forming method may further include a step of forming an organic underlayer film on a surface side of coating the chemically amplified resist material on the substrate before the coating step. The organic underlayer film forming step and the coating step A step of forming a silicon-containing film on the side of coating the chemically amplified resist material of the organic underlayer film.

또한, 당해 레지스트 패턴 형성 방법은 상기 패턴 노광 공정 후, 일괄 노광 공정 전에 레지스트막을 베이크하는 공정(이하, 「일괄 노광 전 베이크 공정」이라고도 함)을 더 구비할 수도 있다.The resist pattern forming method may further include a step of baking the resist film after the pattern exposure step (hereinafter also referred to as "pre-exposure baking step") before the batch exposure step.

또한, 통상은 상기 현상 공정 후에, 당해 레지스트 패턴 형성 방법에 의해 형성된 레지스트 패턴을 마스크로 하여 기판에 패턴을 형성하는 공정이 행하여진다.Usually, a step of forming a pattern on the substrate is performed using the resist pattern formed by the resist pattern forming method as a mask after the above-described development step.

[유기 하층막 형성 공정][Organic underlayer film forming process]

유기 하층막 형성 공정에서는, 기판에 유기 하층막을 형성한다. 여기서 「유기 하층막」이란, 유기물을 주성분으로 하는 막을 의미한다.In the organic lower layer film formation step, an organic underlayer film is formed on the substrate. Here, the &quot; organic undercoat film &quot; means a film containing an organic substance as a main component.

상기 기판으로서는, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 이산화실리콘, 알루미늄으로 피복된 웨이퍼, 유리 기판, ITO 기판 등의 종래 공지의 것을 들 수 있다.Examples of the substrate include silicon wafers, silicon dioxide, wafers coated with aluminum, glass substrates, and ITO substrates.

상기 유기물로서는, 예를 들어 페놀 수지, 아세나프틸렌 수지 등을 들 수 있다. 여기서 「아세나프틸렌 수지」란, 아세나프틸렌 골격을 포함하는 화합물에서 유래하는 구조 단위를 갖는 수지를 의미한다.Examples of the organic material include phenol resin, acenaphthylene resin, and the like. Herein, the term "acenaphthylene resin" means a resin having a structural unit derived from a compound containing an acenaphthylene skeleton.

상기 유기 하층막으로서는, 예를 들어 레지스트막과 기판의 밀착성을 향상시키는 막, 레지스트 패턴의 형상을 개선시키는 막, 방사선의 기판에 의한 반사를 저감시키는 반사 방지막 등을 들 수 있다. 상기 반사 방지막에 의하면, 패턴 노광 공정에 있어서 방사선이 기판 등에서 반사하는 것에 의한 정재파의 발생을 억제할 수 있다. 상기 반사 방지막으로서는, 공지의 반사 방지막을 사용할 수 있다.Examples of the organic underlying film include a film for improving the adhesion between the resist film and the substrate, a film for improving the shape of the resist pattern, and an antireflection film for reducing the reflection of the radiation by the substrate. According to the anti-reflection film, it is possible to suppress the generation of standing waves due to the reflection of the radiation on the substrate or the like in the pattern exposure process. As the antireflection film, a known antireflection film can be used.

또한, 상기 유기 하층막은 일괄 노광 공정에 있어서의 제2 방사선을 흡수하지 않는 것이 바람직하다. 유기 하층막이 일괄 노광 공정에 있어서의 제2 방사선을 흡수하는 경우, 유기 하층막으로부터의 에너지 이동 또는 전자 이동에 의해 레지스트막 내에서 방사선 증감 반응이 발생하고, 패턴 비노광부에서 산이 발생할 우려가 있다. 그로 인해, 레지스트막과 유기 하층막 사이에 방사선 증감 반응을 전반하지 않는 버퍼층을 형성하여, 방사선을 흡수한 하층막으로부터의 증감을 방지하는 것이 바람직하다. 상기 버퍼층으로서는, 예를 들어 상기 제2 방사선을 흡수하지 않는 투명막을 들 수 있다.Further, it is preferable that the organic underlying film does not absorb the second radiation in the batch exposure process. In the case where the organic underlayer film absorbs the second radiation in the batch exposure process, there is a fear that a radiation increase / decrease reaction occurs in the resist film due to energy transfer or electron transfer from the organic underlayer film, and acid is generated in the pattern unexposed area. Therefore, it is preferable to form a buffer layer between the resist film and the organic under layer film so as not to carry out the radiation sensitization reaction, thereby preventing the increase or decrease of the radiation absorbing underlayer film. The buffer layer may be, for example, a transparent film that does not absorb the second radiation.

[실리콘 함유막 형성 공정][Silicon-containing film forming process]

실리콘 함유막 형성 공정은 상기 유기 하층막과 레지스트막 사이에 규소 함유막을 더 형성한다. 이 규소 함유막으로서는, 다층 레지스트 프로세스에 사용되는 SOG(Spin on glass)막 등을 들 수 있다. 이 SOG막 형성용 조성물로서는, 공지의 것을 사용할 수 있다. 또한, SOG막 형성 시의 조건 등도, 공지의 것을 적합하게 적용할 수 있다.The silicon-containing film forming process further forms a silicon-containing film between the organic underlayer film and the resist film. Examples of the silicon-containing film include SOG (spin on glass) films used in a multilayer resist process. As the composition for forming the SOG film, known ones can be used. In addition, well known ones can be suitably applied to the conditions for forming the SOG film.

[도공 공정][Coating process]

도공 공정에서는, 기판의 적어도 한쪽의 면에 당해 화학 증폭형 레지스트 재료를 도공하여, 레지스트막을 형성한다. 이 레지스트막은 상기 유기 하층막 형성 공정 및 실리콘 함유막 형성 공정을 행하지 않는 경우는 기판의 표면에 직접 형성되고, 상기 유기 하층막 형성 공정 및 실리콘 함유막 형성 공정을 행하는 경우는 실리콘 함유막의 표면에 형성된다.In the coating step, the chemically amplified resist material is coated on at least one surface of the substrate to form a resist film. This resist film is directly formed on the surface of the substrate in the case where the organic under layer film forming step and the silicon containing film forming step are not performed and is formed on the surface of the silicon containing film in the case of performing the organic under layer film forming step and the silicon containing film forming step do.

당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 도공 방법으로서는, 예를 들어 회전 도포(스핀 코팅), 유연 도포, 롤 도포 등을 들 수 있다.Examples of the coating method of the chemically amplified resist material include spin coating (spin coating), flex coating, roll coating and the like.

또한, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료를 기판에 도공한 후에, 필요에 따라, 도막 중의 용매를 휘발시키기 위한 프리베이크(PB)를 행할 수도 있다. PB 온도의 하한으로서는, 통상 60℃이고, 80℃가 바람직하다. 한편, PB 온도의 상한으로서는 통상 140℃이고, 120℃가 바람직하다. 또한, PB 시간의 하한으로서는, 통상 5초이며, 10초가 바람직하다. 한편, PB 시간의 상한으로서는 통상 600초이며, 300초가 바람직하다.After the chemical amplification type resist material is coated on the substrate, it may be subjected to prebaking (PB) for volatilizing the solvent in the coating film, if necessary. The lower limit of the PB temperature is usually 60 占 폚, preferably 80 占 폚. On the other hand, the upper limit of the PB temperature is usually 140 占 폚, preferably 120 占 폚. The lower limit of the PB time is usually 5 seconds, preferably 10 seconds. On the other hand, the upper limit of the PB time is usually 600 seconds, preferably 300 seconds.

형성되는 레지스트막의 평균 두께의 하한으로서는, 10㎚가 바람직하다. 한편, 상기 평균 두께의 상한으로서는 1,000㎚가 바람직하고, 500㎚가 보다 바람직하다.The lower limit of the average thickness of the formed resist film is preferably 10 nm. On the other hand, the upper limit of the average thickness is preferably 1,000 nm, more preferably 500 nm.

또한, 상기 레지스트막 위에 보호막을 더 형성할 수도 있다. 보호막을 형성함으로써 패턴 노광 공정에서 생성하는 감방사선성 증감체, 산 및 이들 반응 중간체의 실활을 억제하여, 프로세스 안정성을 향상시킬 수 있다.Further, a protective film may be further formed on the resist film. By forming a protective film, it is possible to suppress the deactivation of the radiation-sensitive sensitizer, the acid, and the reaction intermediate produced in the pattern exposure process, thereby improving the process stability.

또한, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료가 불소 원자 함유율이 높은 중합체 등의 발수성 중합체 첨가제를 함유하지 않으며, 또한 후술하는 패턴 노광 공정에서 액침 노광을 행하는 경우, 액침액과 상기 레지스트막의 직접 접촉을 피하기 위하여, 액침액에 불용성의 액침용 보호막을 상기 레지스트막 위에 형성할 수도 있다. 이 액침용 보호막으로서는, 예를 들어 용매에 의해 박리되는 용매 박리형 보호막(예를 들어 일본 특허 공개 제2006-227632호 공보 참조), 현상 공정의 현상과 동시에 박리되는 현상액 박리형 보호막(예를 들어 WO2005-069076호 공보, WO2006-035790호 공보 참조) 등을 들 수 있고, 스루풋의 관점에서는, 현상액 박리형 액침용 보호막이 바람직하다.When the chemically amplified resist material does not contain a water repellent polymer additive such as a polymer having a high content of fluorine atoms and is subjected to liquid immersion lithography in a pattern exposure process to be described later in order to avoid direct contact between the immersion liquid and the resist film, A protective film for immersion immersion insoluble in the immersion liquid may be formed on the resist film. Examples of the protective film for immersion include a solvent peelable protective film (see, for example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2006-227632) which is peeled off by a solvent, a developer peelable protective film WO2005-069076 and WO2006-035790). From the viewpoint of throughput, a protective film for liquid immersion immersion is preferable.

[패턴 노광 공정][Pattern exposure process]

패턴 노광 공정에서는, 도공에 의해 얻어진 레지스트막의 적어도 일부에 제1 방사선을 조사한다. 구체적으로는, 상기 도공 공정에 의해 얻어진 레지스트막 위에 소정의 패턴의 차광 마스크를 배치한다. 그 후, 투영 렌즈, 전자 광학계 미러, 또는 반사 미러를 갖는 노광 장치(방사선 조사 모듈)를 사용하여, 상기 마스크를 개재하여 제1 방사선을 상기 레지스트막에 조사한다. 이에 의해, 패턴 노광부에 있어서 (a) 내지 (c) 성분으로부터 감방사선성 증감체 및 산이 발생한다.In the pattern exposure step, at least a part of the resist film obtained by coating is irradiated with the first radiation. Specifically, a light shielding mask of a predetermined pattern is disposed on the resist film obtained by the coating process. Thereafter, the resist film is irradiated with the first radiation through the mask using a projection lens, an electro-optical system mirror, or an exposure apparatus (radiation irradiation module) having a reflection mirror. As a result, a radiation-sensitive sensitizer and an acid are generated from the components (a) to (c) in the pattern exposure portion.

본 공정에서 조사하는 제1 방사선은 250㎚ 이하의 파장을 갖는 방사선이다. 이러한 방사선으로서는, 예를 들어 감마선, 엑스선, 알파선, 중입자선, 양자선, 베타선, 이온빔, 전자선, EUV(극자외선), ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚), KrF 엑시머 레이저광(파장 248㎚) 등을 들 수 있다. 이들 중에서 전자선, EUV, ArF 엑시머 레이저 및 KrF 엑시머 레이저가 바람직하고, 전자선 및 EUV가 보다 바람직하다.The first radiation to be irradiated in this process is radiation having a wavelength of 250 nm or less. Examples of such radiation include a gamma ray, an X-ray, an alpha ray, an intraviolet ray, a quantum ray, a beta ray, an ion beam, an electron beam, an EUV (extreme ultraviolet ray), an ArF excimer laser light (wavelength: 193 nm), a KrF excimer laser light And the like. Of these, electron beam, EUV, ArF excimer laser and KrF excimer laser are preferable, and electron beam and EUV are more preferable.

패턴 노광 공정 및/또는 후술하는 일괄 노광 공정은 액침 노광에 의해 행할 수도 있고, 드라이 리소그래피에 의해 행할 수도 있다. 패턴 노광 공정 및/또는 일괄 노광 공정을 액침 노광에 의해 행하는 경우, 사용하는 액침액으로서는, 예를 들어 물, 불소계 불활성 액체 등을 들 수 있다. 액침액은 노광 파장에 대하여 투명하며, 또한 막 위에 투영되는 광학상의 왜곡을 최소한으로 그치도록 굴절률의 온도 계수가 가능한 한 작은 액체가 바람직하지만, 특히 노광 광원이 ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚)인 경우, 상술한 관점 외에, 입수의 용이함, 취급의 용이함과 같은 점에서 물을 사용하는 것이 바람직하다. 물을 사용하는 경우, 물의 표면 장력을 감소시킴과 함께, 계면 활성력을 증대시키는 첨가제를 얼마 안되는 비율로 첨가할 수도 있다. 이 첨가제는, 웨이퍼 위의 레지스트막을 용해시키지 않으며, 또한 렌즈의 하면의 광학 코팅에 대한 영향을 무시할 수 있는 것이 바람직하다. 상기 물로서는, 증류수가 바람직하다.The pattern exposure process and / or the batch exposure process to be described later may be performed by liquid immersion lithography or dry lithography. In the case of performing the pattern exposure process and / or the batch exposure process by immersion exposure, examples of the immersion liquid to be used include water, fluorine-based inactive liquid, and the like. The liquid immersion liquid is transparent to the exposure wavelength and is preferably a liquid as small as possible of the temperature coefficient of refraction so as to minimize the distortion of the optical image projected onto the film. In particular, the exposure light source is ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) In addition to the above-mentioned points, it is preferable to use water in terms of ease of acquisition and ease of handling. In the case of using water, it is possible to add additives for increasing the surface activity, in addition to decreasing the surface tension of water, in a small proportion. The additive preferably does not dissolve the resist film on the wafer and can neglect the influence of the lower surface of the lens on the optical coating. As the water, distilled water is preferable.

한편, 패턴 노광 공정 및/또는 일괄 노광 공정을 드라이 리소그래피에 의해 행하는 경우, 실시 분위기는 대기 중, 감압 분위기 및 불활성 분위기의 어느 것이든 좋지만, 감압 분위기, 질소를 포함하는 불활성 분위기 및 아르곤을 포함하는 불활성 분위기가 바람직하다. 또한, 상기 분위기에 있어서 불가피하게 혼입되는 염기성 화합물의 농도의 상한으로서는 20ppb가 바람직하고, 5ppb가 보다 바람직하고, 1ppb가 더욱 바람직하다.On the other hand, in the case of performing the pattern exposure process and / or the batch exposure process by dry lithography, the operation atmosphere may be any of an atmospheric pressure, a reduced pressure atmosphere, and an inert atmosphere, but may be a reduced pressure atmosphere, an inert atmosphere containing nitrogen, An inert atmosphere is preferred. The upper limit of the concentration of the basic compound inevitably incorporated in the atmosphere is preferably 20 ppb, more preferably 5 ppb, and further preferably 1 ppb.

또한, 패턴 노광 공정 후의 레지스트막 위에 (a) 또는 (c) 성분 중의 감방사선성 산 발생제가 직접 흡수 가능한 파장의 방사선의 적어도 일부를 흡수하는 흡수막을 형성할 수도 있다. 이러한 흡수막을 형성함으로써, 일괄 노광 공정 시에 제2 방사선의 조사에 기인하는 패턴 비노광부에 있어서의 상기 감방사선성 산 발생제로부터의 직접적인 산 발생을 보다 억제할 수 있다.Further, an absorbing film may be formed on the resist film after the pattern exposure process so as to absorb at least a part of the radiation of the wavelength capable of directly absorbing the radiation-sensitive acid generator in the component (a) or the component (c). By forming such an absorbing film, it is possible to further suppress the direct acid generation from the radiation-sensitive acid generator in the pattern unexposed area caused by the irradiation of the second radiation in the batch exposure step.

또한, (b) 감방사선성 증감체 발생제가, 수소 원자가 치환되어 있지 않은 알코올성 수산기를 갖는 경우, 패턴 노광 공정 후부터 일괄 노광 공정까지 동안, 상기 레지스트막을 감압 분위기 하에서, 질소를 포함하는 불활성 분위기 하 및 아르곤을 포함하는 불활성 분위기 하 중 어느 하나에서 보관하는 것이 바람직하다. 상기 레지스트막을 상기 분위기 하에 둠으로써, 상기 레지스트막의 산소에 대한 폭로 및 이 산소에 의한 라디칼 반응의 정지를 억제할 수 있음과 함께, 미량의 염기성 화합물에 의한 산의 퀀칭을 억제할 수 있다. 이들 결과, 프로세스를 보다 안정화할 수 있는 경향이 있다. 상기 보관 시간의 상한으로서는 30분이 바람직하고, 10분이 보다 바람직하다. 보관 시간을 상기 상한 이하로 함으로써, 감도의 저하를 보다 억제할 수 있는 경향이 있다.When the (b) radiation-sensitive sensitizer generator has an alcoholic hydroxyl group that is not substituted with a hydrogen atom, the resist film is exposed under a reduced pressure atmosphere in an inert atmosphere containing nitrogen during the period from the pattern exposure process to the batch exposure process It is preferable to store the solution in any one of an inert atmosphere containing argon. By placing the resist film under the atmosphere, exposure of oxygen to the resist film and stop of the radical reaction by the oxygen can be suppressed, and quenching of the acid by the trace amount of the basic compound can be suppressed. As a result, the process tends to be more stabilized. The upper limit of the storage time is preferably 30 minutes, more preferably 10 minutes. By reducing the storage time to the upper limit or lower, there is a tendency that the lowering of the sensitivity can be further suppressed.

한편, (b) 감방사선성 증감체 발생제가, 수소 원자가 치환된 알코올성 수산기를 갖는 경우, 패턴 노광 공정 후부터 일괄 노광 공정까지 동안, 상기 레지스트막을 아민 제거 필터로 청정화한 대기 중에 보관하는 것이 바람직하다. 상기 레지스트막을 상기 분위기 하에 둠으로써, 미량의 염기성 화합물에 의한 산의 퀀칭을 억제할 수 있기 때문에, 프로세스를 보다 안정화할 수 있는 경향이 있다. 상기 보관 시간의 상한으로서는 30분이 바람직하고, 10분이 보다 바람직하다. 보관 시간을 상기 상한 이하로 함으로써, 감도의 저하를 보다 억제할 수 있는 경향이 있다.On the other hand, when the (b) radiation-sensitive sensitizer generator has an alcoholic hydroxyl group substituted with a hydrogen atom, it is preferable that the resist film is stored in an air cleaned with an amine removal filter after the pattern exposure process to the batch exposure process. By placing the resist film under the above atmosphere, quenching of the acid by the trace amount of the basic compound can be suppressed, so that the process tends to be more stabilized. The upper limit of the storage time is preferably 30 minutes, more preferably 10 minutes. By reducing the storage time to the upper limit or lower, there is a tendency that the lowering of the sensitivity can be further suppressed.

[일괄 노광 전 베이크 공정][Bake process before collective exposure]

일괄 노광 전 베이크 공정에서는, 패턴 노광 공정 후, 일괄 노광 공정 전에 상기 레지스트막을 가열한다. 이에 의해, 상기 레지스트막 중의 (b) 감방사선성 증감체 발생제 등의 가수분해 반응에 의한 감방사선성 증감체의 발생을 촉진할 수 있다.In the pre-exposure bake step, the resist film is heated after the pattern exposure step and before the batch exposure step. Thus, the generation of the radiation-sensitive sensitizer by the hydrolysis reaction of the (b) radiation-sensitive sensitizer generator and the like in the resist film can be promoted.

상기 가열 온도의 하한으로서는, 30℃가 바람직하고, 50℃가 더욱 바람직하고, 60℃가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 가열 온도의 상한으로서는 150℃가 바람직하고, 120℃가 더욱 바람직하고, 100℃가 더욱 바람직하다. 상기 가열 시간의 하한으로서는, 5초가 바람직하고, 10초가 보다 바람직하다. 한편, 상기 가열 시간의 상한으로서는 3분이 바람직하고, 60초가 보다 바람직하다. 또한, 상기 가열은 습도를 제어한 환경 하에서 행하는 것이 바람직하다. 이러한 환경 하에서 가열을 행함으로써, (b) 감방사선성 증감체 발생제 등으로부터 감방사선성 증감체를 생성하는 탈보호 반응으로서 가수분해 반응을 사용한 경우에 있어서의 대기 중의 수분의 상기 가수분해 반응에 대한 영향을 저감시킬 수 있다.The lower limit of the heating temperature is preferably 30 占 폚, more preferably 50 占 폚, and further preferably 60 占 폚. On the other hand, the upper limit of the heating temperature is preferably 150 占 폚, more preferably 120 占 폚, and further preferably 100 占 폚. The lower limit of the heating time is preferably 5 seconds, more preferably 10 seconds. On the other hand, the upper limit of the heating time is preferably 3 minutes, more preferably 60 seconds. It is preferable that the heating is performed under an environment in which humidity is controlled. By heating under such an environment, (b) the hydrolysis reaction of moisture in the air when a hydrolysis reaction is used as a deprotection reaction for generating a radiation-sensitive sensitizer from a radiation-sensitive sensitizer generator, etc. Can be reduced.

[일괄 노광 공정][Bulk exposure process]

일괄 노광 공정에서는, 패턴 노광 공정 후의 레지스트막 전체면(패턴 노광부와 패턴 비노광부를 합한 전체면)에 제2 방사선을 조사한다. 이 제2 방사선은 웨이퍼 전체면에 한번에 조사할 수도 있고, 국소적인 복수회의 조사를 조합하거나 또는 중첩할 수도 있다.In the batch exposure step, a second radiation is applied to the entire surface of the resist film (the entire surface including the pattern exposure portion and the pattern unexposed portion) after the pattern exposure process. The second radiation may be irradiated onto the entire surface of the wafer at one time, or may be combined or overlapped with a plurality of localized irradiation.

본 공정에서는, 상기 레지스트막 중의 패턴 노광부에서 제1 방사선에 의해 발생한 감방사선성 증감체만이 제2 방사선을 흡수하기 때문에, 패턴 노광부에 있어서 선택적으로 제2 방사선의 흡수가 일어난다. 따라서, 패턴 노광부에 있어서만 산을 계속적으로 발생시킬 수 있어, 감도를 크게 향상시키는 것이 가능해진다. 한편, 패턴 비노광부에는 산이 실질적으로 발생하지 않는 점에서, 상기 레지스트막 중의 화학 콘트라스트를 유지하면서 감도를 향상시킬 수 있다.In this step, only the radiation-sensitive sensitizer generated by the first radiation in the pattern exposure section in the resist film absorbs the second radiation, so that the second radiation is selectively absorbed in the pattern exposure section. Therefore, the acid can be continuously generated only in the pattern exposure section, and the sensitivity can be greatly improved. On the other hand, since the acid is not substantially generated in the pattern unexposed portion, the sensitivity can be improved while maintaining the chemical contrast in the resist film.

본 공정에 있어서의 제2 방사선의 광원으로서는, 일반적인 광원을 사용할 수 있다. 이 제2 방사선으로서는, 예를 들어 밴드 패스 필터나 컷오프 필터에 의해 원하는 파장으로 한 수은 램프나 크세논 램프 등에 의한 자외선, LED 광원, 레이저 다이오드, 레이저광원 등에 의한 대역이 좁은 자외선 등을 들 수 있다.As the light source of the second radiation in this step, a general light source can be used. Examples of the second radiation include ultraviolet rays such as a mercury lamp or a xenon lamp having a desired wavelength by a band-pass filter or a cutoff filter, ultraviolet rays having a narrow band by an LED light source, a laser diode, or a laser light source.

제2 방사선의 파장은 250㎚ 초과이다. 제2 방사선의 파장의 하한으로서는, 280㎚가 바람직하고, 300㎚가 보다 바람직하다. 한편, 상기 파장의 상한으로서는 450㎚가 바람직하고, 400㎚가 보다 바람직하다. 상기 파장이 상기 하한보다 작은 경우, 제2 방사선에 의한 패턴 비노광부에 있어서의 산이나 감방사선성 증감체의 발생량이 많아질 우려가 있다. 반대로, 상기 파장이 상기 상한을 초과하는 경우, 제2 방사선에 의한 증감 반응의 효율이 저하될 우려가 있다.The wavelength of the second radiation is more than 250 nm. The lower limit of the wavelength of the second radiation is preferably 280 nm, more preferably 300 nm. On the other hand, the upper limit of the wavelength is preferably 450 nm, and more preferably 400 nm. When the wavelength is smaller than the lower limit, there is a possibility that the amount of the acid or the radiation-sensitive sensitizer in the pattern unexposed portion due to the second radiation is increased. Conversely, when the wavelength exceeds the upper limit, the efficiency of the sensitization reaction by the second radiation may be lowered.

[베이크 공정][Bake process]

베이크 공정에서는, 일괄 노광 공정 후의 레지스트막을 가열(포스트 익스포저 베이크(PEB))한다. 이에 의해, 패턴 노광부에서 (c) 감방사선성 산 발생제 등으로부터 발생한 산에 의해 [A] 중합체 등이 갖는 산 해리성기의 해리가 촉진된다. 또한, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료가 가교제 등을 함유하는 경우, 패턴 노광부에서 가교 반응 등이 발생한다. 이들 결과, 노광부와 비노광부에서 현상액에 대한 용해성에 차가 발생한다. 또한, 상기 레지스트막 내에 있어서의 방사선의 정재파의 영향에 의해 레지스트 측벽에 파상(波狀) 주름이 생기는 경우가 있지만, 상기 PEB에 의해 레지스트막 중의 반응물의 확산을 촉진할 수 있어, 그 결과, 상기 파상 주름을 저감시킬 수 있다.In the baking step, the resist film after the batch exposure step is heated (post exposure bake (PEB)). As a result, dissociation of the acid-dissociable group of the [A] polymer or the like is accelerated by the acid generated from (c) a radiation-sensitive acid generator in the pattern exposure section. Further, when the chemically amplified resist material contains a cross-linking agent or the like, a cross-linking reaction occurs in the pattern exposure portion. As a result, a difference occurs in the solubility of the developer in the exposed portion and the non-exposed portion. In addition, there is a case where wave wrinkles occur on the sidewall of the resist due to the influence of the standing wave of the radiation in the resist film. However, the diffusion of the reactant in the resist film can be promoted by the PEB, It is possible to reduce wrinkles in the wrinkles.

상기 PEB 분위기로서는, 예를 들어 대기 중, 질소를 포함하는 불활성 분위기, 아르곤을 포함하는 불활성 분위기 등을 들 수 있다. 상기 PEB 온도의 하한으로서는, 통상 50℃이고, 80℃가 바람직하다. 한편, 상기 PEB 시간의 상한으로서는 통상 180℃이고, 130℃가 바람직하다. 또한, 상기 PEB 시간의 하한으로서는, 통상 5초이며, 10초가 바람직하다.The PEB atmosphere includes, for example, an inert atmosphere containing nitrogen, an inert atmosphere containing argon, and the like. The lower limit of the PEB temperature is usually 50 占 폚 and preferably 80 占 폚. On the other hand, the upper limit of the PEB time is usually 180 ° C and preferably 130 ° C. The lower limit of the PEB time is usually 5 seconds, preferably 10 seconds.

한편, 상기 PEB 시간의 상한으로서는 통상 600초이며, 300초가 바람직하다.On the other hand, the upper limit of the PEB time is usually 600 seconds, preferably 300 seconds.

[현상 공정][Development process]

현상 공정에서는, 베이크 공정 후의 레지스트막을 현상액에 접촉시킨다. 이에 의해, 패턴 노광부 또는 비노광부가 현상액에 의해 제거되어, 소정의 레지스트 패턴이 형성된다. 알칼리 현상의 경우, 현상 공정에서 패턴 노광부가 제거되어 포지티브형의 레지스트 패턴이 형성된다. 한편, 유기 용매 현상의 경우, 현상 공정에서 패턴 비노광부가 현상되어, 네거티브형의 레지스트 패턴이 형성된다. 이 현상 후의 네거티브형의 레지스트 패턴은 물, 알코올 등의 린스액으로 세정하고, 건조시키는 것이 일반적이다.In the developing step, the resist film after the baking step is brought into contact with the developing solution. Thereby, the pattern exposure portion or the non-exposure portion is removed by the developer, and a predetermined resist pattern is formed. In the case of the alkali development, the pattern exposure portion is removed in the developing step, and a positive resist pattern is formed. On the other hand, in the case of organic solvent development, the pattern unexposed portion is developed in the developing process, and a negative resist pattern is formed. The negative resist pattern after development is generally washed with a rinsing liquid such as water or alcohol, and dried.

알칼리 현상의 경우, 상기 현상에 사용하는 현상액으로서는, 예를 들어 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 메타규산나트륨, 암모니아수, 에틸아민, n-프로필아민, 디에틸아민, 디-n-프로필아민, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민, 에틸디메틸아민, 트리에탄올아민, 테트라메틸암모늄히드록시드(TMAH), 피롤, 피페리딘, 콜린, 1,8-디아자비시클로-[5.4.0]-7-운데센, 1,5-디아자비시클로-[4.3.0]-5-노넨 등의 알칼리성 화합물의 적어도 1종을 용해한 알칼리 수용액 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, TMAH 수용액이 바람직하고, 2질량% 내지 3질량% TMAH 수용액이 보다 바람직하고, 2.38질량% TMAH 수용액이 더욱 바람직하다.In the case of an alkali development, examples of the developing solution used in the above-mentioned development include, but are not limited to, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia water, ethylamine, Diazabicyclo- [5.4.0] - (2,2,2-trifluoroethyl) amine, triethylamine, methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), pyrrole, piperidine, Undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3.0] -5-nonene, and the like can be given as an aqueous solution of an alkali in which at least one kind of alkaline compound is dissolved. Among them, a TMAH aqueous solution is preferable, a 2% by mass to 3% by mass aqueous solution of TMAH is more preferable, and a 2.38% by mass aqueous solution of TMAH is more preferable.

유기 용매 현상의 경우, 상기 현상에 사용하는 현상액으로서는, 예를 들어 탄화수소계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 알코올계 용매 등의 유기 용매, 또는 유기 용매를 함유하는 용매를 들 수 있다. 상기 유기 용매로서는, 예를 들어 당해 화학 증폭형 레지스트 재료의 용매로서 열거한 용매 등을 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 에스테르계 용매 및 케톤계 용매가 바람직하다. 상기 에스테르계 용매로서는, 아세트산에스테르계 용매가 바람직하고, 아세트산n-부틸이 보다 바람직하다. 상기 케톤계 용매로서는, 쇄상 케톤이 바람직하고, 2-헵타논이 보다 바람직하다. 현상액 중의 유기 용매의 함유량의 하한으로서는, 80질량%가 바람직하고, 90질량%가 보다 바람직하고, 95질량%가 더욱 바람직하고, 99질량%가 특히 바람직하다. 현상액 중의 유기 용매 이외의 성분으로서는, 예를 들어 물, 실리콘 오일 등을 들 수 있다.In the case of organic solvent development, the developing solution used in the above-mentioned development may be, for example, an organic solvent such as a hydrocarbon solvent, an ether solvent, an ester solvent, a ketone solvent or an alcohol solvent or a solvent containing an organic solvent . As the organic solvent, for example, solvents listed in the chemical amplification type resist material may be used singly or in combination of two or more kinds. Of these, ester-based solvents and ketone-based solvents are preferred. As the ester-based solvent, acetic ester-based solvents are preferable, and n-butyl acetate is more preferable. As the ketone solvent, a chain ketone is preferable, and 2-heptanone is more preferable. The lower limit of the content of the organic solvent in the developing solution is preferably 80% by mass, more preferably 90% by mass, still more preferably 95% by mass, and particularly preferably 99% by mass. Examples of components other than the organic solvent in the developer include water and silicone oil.

[기판 패턴 형성 공정][Substrate Pattern Forming Step]

기판 패턴 형성 공정에서는, 현상 공정에 의해 형성된 레지스트 패턴을 마스크로 하고, 기판을 에칭 등 함으로써 기판에 패턴을 형성한다. 이 에칭은 플라즈마 여기 등의 분위기 하에서의 건식 에칭일 수도 있고, 약액 중에 기판을 침지하는 습식 에칭일 수도 있다. 기판에 패턴을 형성한 후, 레지스트 패턴을 제거하는 것이 일반적이다.In the substrate pattern forming step, a pattern is formed on the substrate by using the resist pattern formed by the developing step as a mask and etching the substrate. This etching may be a dry etching in an atmosphere of a plasma excitation or the like, or a wet etching in which a substrate is immersed in a chemical liquid. After the pattern is formed on the substrate, the resist pattern is generally removed.

<실시예><Examples>

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에 있어서의 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. A method of measuring the physical property values in this embodiment is described 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 측정했다. 측정은 GPC 칼럼(G2000HXL 2개, G3000HXL 1개 및 G4000HXL 1개, 이상 도소사)를 사용하고, 유량 1.0mL/분, 용출 용매 테트라히드로푸란, 시료 농도 1.0질량%, 시료 주입량 100μL, 칼럼 온도 40℃의 분석 조건에서, 검출기로서 시차 굴절계를 사용하고, 단분산 폴리스티렌을 표준 물질로 하여 행했다.The Mw and Mn of the polymer were measured by gel permeation chromatography (GPC). The measurement was carried out using a GPC column (two G2000HXL, one G3000HXL and one G4000HXL, one or more, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) at a flow rate of 1.0 mL / min, a dissolution solvent tetrahydrofuran, a sample concentration of 1.0 mass%, a sample injection amount of 100 μL, ° C, a differential refractometer was used as a detector, and monodisperse polystyrene was used as a standard material.

[13C-NMR 분석][ 13 C-NMR analysis]

중합체의 구조 단위의 함유 비율을 구하기 위한 13C-NMR 분석은 핵자기 공명 장치(니혼덴시사의 「JNM-ECX400」)를 사용하고, 측정 용매로서 CDCl3을 사용하고, 테트라메틸실란(TMS)을 내부 표준으로 하여 행했다. 13 C-NMR analysis for determining the content of the structural unit of the polymer is a nuclear magnetic resonance apparatus (Nippon Den "JNM-ECX400" topical) use, and, using CDCl 3 as a measuring solvent with tetramethylsilane (TMS) an As an internal standard.

<(1) 중합체 성분의 합성>&Lt; (1) Synthesis of polymer component >

(1) 중합체 성분의 합성에 사용한 단량체를 하기에 나타낸다.(1) Monomers used in the synthesis of the polymer component are shown below.

Figure pat00045
Figure pat00045

[합성예 1](중합체 (S-1)의 합성)[Synthesis Example 1] (Synthesis of polymer (S-1)

상기 화합물 (M-1) 45g(50몰%), 상기 화합물 (M-2) 55g(50몰%) 및 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 3g(단량체의 총량에 대하여 3몰%)을 메틸에틸케톤 300g에 용해한 후, 질소 분위기 하에서, 반응 온도를 78℃로 유지하고, 6시간 중합시켰다. 중합 후, 반응 용액을 2,000g의 메탄올 중에 적하하고, 중합체를 응고시켰다. 계속해서, 이 중합체를 300g의 메탄올로 2회 세정하고, 얻어진 백색 분말을 여과하고, 감압 하 50℃에서 밤새 건조시켜, (1) 중합체 성분으로서의 중합체 (S-1)을 얻었다. 이 중합체 (S-1)은 Mw가 7,000, Mw/Mn이 2.10이었다. 또한, 13C-NMR 분석의 결과, 상기 화합물 (M-1) 및 상기 화합물 (M-2)에서 유래하는 각 구조 단위의 함유 비율은 각각 52몰% 및 48몰%이었다.45 g (50 mol%) of the compound (M-1), 55 g (50 mol%) of the compound (M-2) and 3 g (3 mol% based on the total amount of the monomers) of azobisisobutyronitrile After dissolving in 300 g of ethyl ketone, the reaction temperature was maintained at 78 캜 under a nitrogen atmosphere and polymerization was carried out for 6 hours. After the polymerization, the reaction solution was added dropwise to 2,000 g of methanol, and the polymer was solidified. Subsequently, this polymer was washed twice with 300 g of methanol, and the resulting white powder was filtered and dried overnight at 50 캜 under reduced pressure to obtain a polymer (S-1) as a polymer component. The polymer (S-1) had Mw of 7,000 and Mw / Mn of 2.10. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of the respective structural units derived from the compound (M-1) and the compound (M-2) was 52 mol% and 48 mol%, respectively.

[합성예 2](중합체 (S-2)의 합성)[Synthesis Example 2] (Synthesis of polymer (S-2)

상기 화합물 (M-3) 55g(58몰%), 상기 화합물 (M-1) 45g(42몰%), AIBN 3g(단량체의 총량에 대하여 4몰%) 및 t-도데실머캅탄 1g(단량체의 총량에 대하여 1몰%)을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 150g에 용해한 후, 질소 분위기 하에서, 반응 온도를 70℃로 유지하고, 16시간 중합시켰다. 중합 후, 반응 용액을 1,000g의 n-헥산 중에 적하하고, 중합체를 응고 정제했다. 계속해서, 이 중합체에, 다시프로필렌글리콜모노메틸에테르 150g을 첨가한 후, 또한 메탄올 150g, 트리에틸아민37g 및 물 7g을 추가하고, 비점에서 환류시키면서 8시간 가수분해 반응을 행하여, 상기 화합물 (M-3)에서 유래하는 구조 단위를 탈아세틸화했다. 반응 후, 용매 및 트리에틸아민을 감압 증류 제거하고, 얻어진 중합체를 아세톤 150g에 용해한 후, 2,000g의 수중에 적하하여 응고시켰다. 이에 의해 생성된 백색 분말을 여과하고, 감압 하 50℃에서 밤새 건조시킴으로써 (1) 중합체 성분으로서의 중합체 (S-2)를 얻었다. 이 중합체 (S-2)는 Mw가 6,000, Mw/Mn이 1.90이었다. 또한, 13C-NMR 분석의 결과, p-히드록시스티렌에서 유래하는 구조 단위 및 상기 화합물 (M-1)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 각각 50몰% 및 50몰%이었다.(4 mol% based on the total amount of the monomers) and 1 g of t-dodecylmercaptan (the amount of the monomer (M-1)), 55 g (58 mol%) of the compound 1 mol% based on the total amount) was dissolved in 150 g of propylene glycol monomethyl ether, and polymerization was carried out for 16 hours while maintaining the reaction temperature at 70 캜 in a nitrogen atmosphere. After the polymerization, the reaction solution was added dropwise to 1,000 g of n-hexane, and the polymer was coagulated and purified. Subsequently, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was further added to the polymer, and then 150 g of methanol, 37 g of triethylamine and 7 g of water were added, and hydrolysis was carried out for 8 hours while refluxing at the boiling point to obtain the compound (M -3) was deacetylated. After the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the resulting polymer was dissolved in 150 g of acetone and then added dropwise to 2,000 g of water and solidified. The resulting white powder was filtered and dried overnight at 50 캜 under reduced pressure to obtain (1) a polymer (S-2) as a polymer component. This polymer (S-2) had Mw of 6,000 and Mw / Mn of 1.90. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of the structural unit derived from p-hydroxystyrene and the structural unit derived from the compound (M-1) was 50 mol% and 50 mol%, respectively.

[합성예 3 및 4](중합체 (S-3) 및 (S-4)의 합성)[Synthesis Examples 3 and 4] (Synthesis of Polymers (S-3) and (S-4)

표 1에 나타내는 종류 및 양의 단량체를 사용한 것 이외는 합성예 2와 마찬가지로 조작하여, (1) 중합체 성분으로서의 중합체 (S-3) 및 (S-4)를 합성했다. 표 1에, 얻어진 각 중합체의 Mw, Mw/Mn 및 13C-NMR 분석에 의해 구한 각 구조 단위의 함유 비율에 대하여 함께 나타낸다.Polymers (S-3) and (S-4) as polymer components (1) were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2 except that monomers of the kind and amount shown in Table 1 were used. In Table 1, Mw, Mw / Mn and the content ratio of each structural unit determined by 13 C-NMR analysis are shown together.

Figure pat00046
Figure pat00046

*표 중의 M-3의 구조 단위 함유 비율은 M-3에서 유래하는 구조 단위를 탈아세틸화함으로써 얻어진 p-히드록시스티렌 구조 단위로서의 함유 비율을 나타낸다.* The structural unit content ratio of M-3 in the table indicates the content ratio as a p-hydroxystyrene structural unit obtained by deacetylating a structural unit derived from M-3.

[합성예 5](화합물 (S-5)의 합성)[Synthesis Example 5] (Synthesis of compound (S-5)

글루타르알데히드(50질량% 수용액) 10g, 3-메톡시페놀 24.8g 및 트리플루오로아세트산 37.5g을 클로로포름 50mL 중에 용해하고, 48시간 환류시켰다. 이 용액을 메탄올에 추가하고, 석출된 침전을 진공 건조시킴으로써, 메톡시기로 보호된 하기 식으로 표시되는 단분자의 화합물 (M-8)을 11.3g 얻었다. 이어서, 이 화합물 (M-8) 8.0g과 탄산칼륨 8.2g과 테트라부틸암모늄브로마이드 0.064g을 N-메틸피롤리돈(NMP) 95mL에 용해하고, 60℃에서 3시간 교반시켰다. 이 반응액에 2-브로모아세틸옥시-2-메틸아다만탄 4.3g 및 NMP 5mL의 혼합 용액을 첨가하고, 재차 60℃에서 48시간 교반시켰다. 이 반응액을 클로로포름에 주입하고, 0.1M의 옥살산 수용액으로 세정한 후, 황산마그네슘으로 건조 후 셀라이트 여과하고, 여과액을 감압 농축했다. 농축 후의 용액을 메탄올에 가함으로써 고체를 석출시키고, 이것을 감압 건조시킴으로써, 화합물 (M-8)의 18%의 수산기가 2-아세틸옥시-2-메틸아다만탄기로 보호된 화합물 (S-5)를 5.9g 얻었다. 이 화합물 (S-5)는 (1) 중합체 성분에 해당한다.10 g of glutaraldehyde (50 mass% aqueous solution), 24.8 g of 3-methoxyphenol and 37.5 g of trifluoroacetic acid were dissolved in 50 mL of chloroform and refluxed for 48 hours. This solution was added to methanol, and the precipitated precipitate was dried in vacuo to obtain 11.3 g of a monomolecular compound (M-8) represented by the following formula protected with a methoxy group. Then, 8.0 g of this compound (M-8), 8.2 g of potassium carbonate and 0.064 g of tetrabutylammonium bromide were dissolved in 95 mL of N-methylpyrrolidone (NMP) and stirred at 60 DEG C for 3 hours. To this reaction solution, a mixed solution of 4.3 g of 2-bromoacetyloxy-2-methyladamantane and 5 mL of NMP was added and stirred again at 60 DEG C for 48 hours. The reaction solution was poured into chloroform, washed with 0.1 M oxalic acid solution, dried over magnesium sulfate, filtered through celite, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. (S-5) in which 18% of the hydroxyl groups of the compound (M-8) are protected with 2-acetyloxy-2-methyladamantane groups can be obtained by precipitating a solid by adding the concentrated solution to methanol, . This compound (S-5) corresponds to (1) a polymer component.

Figure pat00047
Figure pat00047

<(2) 성분>&Lt; Component (2) >

[(b) 감방사선성 증감체 발생제의 합성][(b) Synthesis of radiation-sensitive sensitizer generator]

[합성예 6](화합물 (B-1)의 합성)[Synthesis Example 6] (Synthesis of compound (B-1)

100ml의 톨루엔 중에 4,4'-디메톡시벤조페논 2.4g과, cis-1,2-시클로헥산디올 11.6g을 용해시켜, 여기에 p-톨루엔술폰산을 0.1g 첨가하고, 반응 용액을 130℃로 환류시켜, 딘-스타르크(Dean-Stark)법으로 부생하는 물을 제거하면서 48시간 반응시켰다. 계속하여 반응액을 감압 농축하여 톨루엔을 제거 후, 알루미나겔을 사용한 칼럼 크로마토그래피에 의해 하기 식으로 표시되는 화합물 (B-1)을 수율 50%로 얻었다.2.4 g of 4,4'-dimethoxybenzophenone and 11.6 g of cis-1,2-cyclohexanediol were dissolved in 100 ml of toluene, 0.1 g of p-toluenesulfonic acid was added thereto, and the reaction solution was heated to 130 ° C The mixture was refluxed and reacted for 48 hours while removing by-product water by the Dean-Stark method. Subsequently, the reaction solution was concentrated under reduced pressure to remove toluene, and then, the compound (B-1) represented by the following formula was obtained in a yield of 50% by column chromatography using alumina gel.

Figure pat00048
Figure pat00048

[합성예 7 내지 11](화합물 (B-2) 내지 (B-7)의 합성)[Synthesis Examples 7 to 11] (Synthesis of compounds (B-2) to (B-7)

cis-1,2-시클로헥산디올을 표 2에 나타내는 알코올 화합물로 변경한 것 이외는, 합성예 6과 마찬가지의 조작을 행하여, 화합물 (B-2) 내지 (B-7)을 합성했다.(B-2) to (B-7) were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 6 except that cis-1,2-cyclohexanediol was changed to the alcohol compound shown in Table 2.

Figure pat00049
Figure pat00049

[합성예 13](화합물 B-8의 합성)[Synthesis Example 13] (Synthesis of Compound B-8)

100ml의 니트로메탄 중에, 4,4'-디메톡시벤조페논 2.4g과, 오르토포름산트리메틸 20g을 용해시켜, 여기에 p-톨루엔술폰산을 0.1g 첨가하고, 반응 용액을 100℃에서 12시간 반응시켰다. 계속하여 반응액을 감압 농축하여 니트로메탄을 제거 후, 알루미나겔을 사용한 칼럼 크로마토그래피에 의해 하기 식으로 표시되는 화합물 (B-8)을 수율 72%로 얻었다.2.4 g of 4,4'-dimethoxybenzophenone and 20 g of trimethyl orthoformate were dissolved in 100 ml of nitromethane, 0.1 g of p-toluenesulfonic acid was added thereto, and the reaction solution was reacted at 100 ° C for 12 hours. Subsequently, the reaction solution was concentrated under reduced pressure to remove the nitromethane, and then, by column chromatography using alumina gel, the compound (B-8) represented by the following formula was obtained in a yield of 72%.

Figure pat00050
Figure pat00050

[(b) 감방사선성 증감체 발생제의 흡광도 측정][(b) Measurement of absorbance of the radiation-sensitive sensitizer generator]

(b) 감방사선성 증감체 발생제 및 이 (b) 감방사선성 증감체 발생제에서 유래하는 증감제인 4,4'-디메톡시벤조페논을 각각 0.0001질량%의 시클로헥산 용액이 되도록 제조했다. 이 제조 용액에 대하여, 시클로헥산을 참조 용매로 하여 분광 광도계(니혼분코사의 「V-670」)를 사용하여 흡광도를 측정했다.(b) 4,4'-dimethoxybenzophenone, which is a sensitizer derived from the sensitizing radiation sensitizer generator and (b) the radiation sensitive sensitizer generator, were each prepared to be a cyclohexane solution of 0.0001% by mass. The absorbance of this production solution was measured using a spectrophotometer ("V-670" manufactured by Nihon Bunko Co., Ltd.) using cyclohexane as a reference solvent.

또한, 상기 흡광도는, 파장 250㎚ 이상 600㎚ 이하의 각 파장에 있어서, 측정 용액의 흡광도로부터 참조 용매의 흡광도를 차감함으로써 구했다. 흡광도의 측정 결과는, 파장 250㎚ 이상 450㎚ 이하의 전체 파장 영역에서 흡광도의 측정값이 0.01 미만인 경우는 「투명」으로 평가하고, 상기 전체 파장 영역 중 흡광도가 0.01 이상이 되는 파장이 조금이라도 있는 경우를 「흡수 있음」으로 평가했다. 평가 결과를 하기 표 3에 나타낸다. 또한, 흡광 분석의 측정에 사용한 용매인 시클로헥산의 투과율은 파장 250㎚ 이상 600㎚ 이하의 각 파장 영역 모두에 있어서 95% 이상인 것을 확인했다.The absorbance was obtained by subtracting the absorbance of the reference solvent from the absorbance of the measurement solution at each wavelength of 250 nm to 600 nm. The measurement result of the absorbance is evaluated as &quot; transparent &quot; when the measured value of the absorbance is less than 0.01 in the whole wavelength range of the wavelength of 250 nm or more and 450 nm or less, and even if the wavelength at which the absorbance is 0.01 or more The case was evaluated as &quot; having absorbed &quot;. The evaluation results are shown in Table 3 below. Also, it was confirmed that the transmittance of cyclohexane, which is a solvent used for the measurement of the absorption analysis, was 95% or more in all wavelength regions of 250 nm to 600 nm.

Figure pat00051
Figure pat00051

((c) 감방사선성 산 발생제)((c) a radiation-sensitive acid generator)

(c) 감방사선성 산 발생제로서는, 하기 식 (C-1)로 표시되는 화합물을 사용했다.As the (c) radiation-sensitive acid generator, a compound represented by the following formula (C-1) was used.

Figure pat00052
Figure pat00052

<화학 증폭형 레지스트 재료의 제조>&Lt; Preparation of chemically amplified resist material >

화학 증폭형 레지스트 재료의 제조에 사용한 (1) 중합체 성분 및 (2) 성분 이외의 각 성분을 이하에 기재한다.The components other than the polymer component (1) and the component (2) used in the production of the chemically amplified resist material are described below.

(산 확산 제어제)(Acid diffusion control agent)

E-1: 트리페닐술포늄살리실레이트(하기 식 (E-1)로 표시되는 화합물)E-1: Triphenylsulfonium salicylate (compound represented by the following formula (E-1)):

E-2: 2,4,5-트리페닐이미다졸(하기 식 (E-2)로 표시되는 화합물)E-2: 2,4,5-triphenylimidazole (compound represented by the following formula (E-2)

Figure pat00053
Figure pat00053

(용제)(solvent)

G-1: 아세트산프로필렌글리콜모노메틸에테르G-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate

G-2: 락트산에틸G-2: Ethyl lactate

G-3: 시클로헥사논G-3: Cyclohexanone

[실시예 1](화학 증폭형 레지스트 재료 (R-1)의 제조)[Example 1] (Production of chemically amplified resist material (R-1)) [

(1) 중합체 성분으로서의 (S-1) 100질량부, (b) 감방사선성 증감체 발생제로서의 (B-1) 5질량부, (c) 감방사선성 산 발생제로서의 (C-1) 20질량부, 산 확산 제어제로서의 (E-1) 2.5질량부 및 용제로서의 (G-1) 4,300질량부 및 (G-2) 1,900질량부를 혼합했다. 얻어진 혼합액을 구멍 직경 0.20㎛의 멤브레인 필터로 여과하여, 화학 증폭형 레지스트 재료 (R-1)을 제조했다.(C-1) as a radiation-sensitive acid generator, (b) 100 parts by mass of (S-1) as a polymer component, , 2.5 parts by mass of (E-1) as an acid diffusion control agent, 4,300 parts by mass of (G-1) as a solvent and 1,900 parts by mass of (G-2) were mixed. The obtained mixed solution was filtered with a membrane filter having a pore diameter of 0.20 占 퐉 to prepare a chemically amplified resist material (R-1).

[실시예 2 내지 5 및 비교예 1 내지 8](화학 증폭형 레지스트 재료 (R-2) 내지 (R-13)의 제조)[Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 8] (Production of chemically amplified resist materials (R-2) to (R-13)

표 4에 나타내는 종류 및 함유량의 각 성분을 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 조작하여 각 화학 증폭형 레지스트 재료를 제조했다. 또한, 표 4의 「-」은 그 성분을 첨가하지 않은 것을 나타낸다.Each of the chemically amplified resist materials was produced in the same manner as in Example 1 except that each component of the kind and content shown in Table 4 was used. In addition, "-" in Table 4 indicates that the component is not added.

Figure pat00054
Figure pat00054

<평가><Evaluation>

상기 실시예 및 비교예의 화학 증폭형 레지스트 재료에 대하여, 하기에 기재하는 수순에 의해 레지스트 패턴을 형성하고, 감도 및 나노에지 러프니스에 관한 평가를 행했다.Resist patterns were formed on the chemically amplified resist materials of the Examples and Comparative Examples according to the procedures described below, and sensitivity and nano-edge roughness were evaluated.

[레지스트 패턴의 형성][Formation of resist pattern]

도쿄 일렉트론사의 「클린 트랙 ACT-8」 내에서, 실리콘 웨이퍼 위에 실시예 1의 화학 증폭형 레지스트 재료 (R-1)을 스핀 코팅한 후, 110℃, 60초의 조건에서 PB를 행하여, 평균 두께 50㎚의 레지스트막을 형성했다. 계속해서, 간이형의 전자선 묘화 장치(히타치 세이사쿠쇼사의 「HL800D」, 출력 50KeV, 전류 밀도 5.0암페어/㎠)를 사용하여 레지스트 재료막에 전자선을 조사하여, 패터닝을 행했다. 이 패터닝에서는, 마스크를 사용하여, 선 폭 150㎚의 라인부와, 인접하는 라인부에 의해 형성되는 간격이 150㎚인 스페이스부를 포함하는 라인·앤드·스페이스 패턴(1L1S)을 형성했다. 전자선의 조사 후, 계속하여 하기 (a) 또는 (b)의 조작을 행했다.The chemically amplified resist material (R-1) of Example 1 was spin-coated on a silicon wafer in "Clean Track ACT-8" manufactured by Tokyo Electron Co., Nm resist film was formed. Subsequently, the resist material film was irradiated with an electron beam 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. In this patterning, 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 was formed by using a mask. After the irradiation of the electron beam, the following operations (a) and (b) were carried out.

(조작 (a): 일괄 노광 없음)(Operation (a): No batch exposure)

전자선의 조사 후, 상기 클린 트랙 ACT-8 내에서, 110℃, 60초의 조건에서 PEB를 행했다. 계속해서, 상기 클린 트랙 ACT-8 내에서, 2.38질량% 테트라메틸암모늄히드록시드(TMAH) 수용액을 사용하여, 23℃에서 1분간, 퍼들법에 의해 현상했다. 현상 후, 순수에 의한 수세 및 건조에 의해, 포지티브형 레지스트 패턴을 형성했다.After the irradiation of the electron beam, PEB was performed in the clean track ACT-8 under conditions of 110 DEG C and 60 seconds. Subsequently, the resist film was developed by a puddle method at 23 占 폚 for 1 minute using a 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) in the clean track ACT-8. After development, a positive resist pattern was formed by washing with pure water and drying.

(조작 (b): 일괄 노광 있음)(Operation (b): with a batch exposure)

전자선의 조사 후, 블랙 라이트(도시바사, 파장 320㎚)를 사용하여, 레지스트막의 전체면을 30분간 일괄 노광했다. 계속해서, 상기 클린 트랙 ACT-8 내에서, 110℃, 60초의 조건에서 PEB를 행했다. 그 후, 상기 조작 (a)와 마찬가지로 하여 현상, 수세 및 건조를 행하여, 포지티브형 레지스트 패턴을 형성했다.After the irradiation of the electron beam, the whole surface of the resist film was subjected to batch exposure for 30 minutes by using black light (Urban bar, wavelength: 320 nm). Subsequently, PEB was performed in the clean track ACT-8 under conditions of 110 DEG C and 60 seconds. Thereafter, development, washing with water and drying were carried out in the same manner as in the above operation (a) to form a positive resist pattern.

[감도][Sensitivity]

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 노광량을 감도의 지표로 했다. 최적 노광량이 35μC/㎠ 이하인 경우는 「A(양호)」로, 35μC/㎠ 초과인 경우는 「B(불량)」로 판단했다. 최적 노광량의 측정값 및 감도의 평가 결과를 표 5에 나타낸다.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 exposure amount was used as an index of sensitivity. A (good) "when the optimum exposure amount was 35 μC / cm 2 or less, and" B (poor) "when the optimum exposure amount was 35 μC / Table 5 shows the measured values of the optimum exposure amount and the evaluation results of the sensitivity.

[나노에지 러프니스][Nano Edge Roughness]

상기 라인·앤드·스페이스 패턴(1L1S)의 라인 패턴을 고분해능 FEB 측장 장치(히타치 세이사쿠쇼사의 「S-9220」)를 사용하여 관찰했다. 라인 패턴의 임의의 20점에 있어서 형상을 관찰하고, 각각의 점에 대하여 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 기재(실리콘 웨이퍼)(1) 위에 형성한 패턴에 있어서의 라인부(2)의 횡측면(2a)을 따라 발생한 요철이 가장 현저한 개소에 있어서의 선 폭과, 설계선 폭 150㎚의 차 「ΔCD」를 측정했다. 20점의 ΔCD의 평균값을 나노에지 러프니스의 지표로 했다. ΔCD의 평균값(㎚)이 12.0㎚ 이하인 경우에는 「AA(매우 양호)」로, 12.0㎚ 초과 14.0㎚ 이하의 경우에는 「A(양호)」로, 14.0㎚ 초과인 경우는 「B(불량)」로 판단했다. 또한, 도 1 및 도 2에서 도시한 요철은 실제보다 과장하여 기재하고 있다. ΔCD의 평균값 및 나노에지 러프니스의 평가 결과를 표 5에 나타낸다.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.). The shape is observed at arbitrary 20 points of the line pattern, and the line portion 2 in the pattern formed on the base material (silicon wafer) 1, as shown in Figs. 1 and 2, Quot; CD &quot; between the line width at a portion where the concavities and convexities are most conspicuous along the lateral side 2a of the printed wiring board and the designed line width of 150 nm. The average value of ΔCD of 20 points was used as an index of nano edge roughness. A (good) "when the average value of ΔCD is 12.0 nm or less," AA (very good) ", 12.0 nm or more and 14.0 nm or less and" B (bad) "when the average value . The irregularities shown in Figs. 1 and 2 are exaggerated in actuality. The average value of? CD and the evaluation results of nano edge roughness are shown in Table 5.

Figure pat00055
Figure pat00055

표 5에 나타낸 바와 같이, 실시예의 화학 증폭형 레지스트 재료는, 패턴 노광만을 행하는 종래의 패턴 형성 방법인 조작 (a) 및 일괄 노광을 더 행하는 패턴 형성 방법인 조작 (b)의 양쪽에 있어서, 나노에지 러프니스가 우수했다. 또한, 실시예의 화학 증폭형 레지스트 재료는, 조작 (b)에 있어서의 감도가 조작 (a)에 있어서의 감도보다도 크게 향상되어 있고, 패턴 노광과 일괄 노광을 행하는 패턴 형성 방법에 적합하게 사용할 수 있는 것이 명확했다.As shown in Table 5, in the chemically amplified resist materials of Examples, both of the operation (a) as the conventional pattern formation method for performing only the pattern exposure and the operation (b) as the pattern formation method for further performing the batch exposure, The edge roughness was excellent. In the chemically amplified resist material of the embodiment, the sensitivity in the operation (b) is improved to a greater extent than the sensitivity in the operation (a), and the resist pattern can be suitably used for a pattern forming method for pattern exposure and batch exposure It was clear.

한편, 비교예의 화학 증폭형 레지스트 재료 중 (b) 감방사선성 증감체 발생제를 포함하지 않는 것은 나노에지 러프니스 및 조작 (a)에 있어서의 감도는 실시예의 것과 동등한 값을 나타내고 있었지만, 조작 (b)에 있어서의 감도는 조작 (a)에 있어서의 감도와 동등하여, 조작 (b)에 의한 감도의 비약적 향상은 확인되지 않았다. 또한, 비교예의 화학 증폭형 레지스트 재료 중 (b) 감방사선성 증감체 발생제를 포함하고 있어도 그 아세탈 보호기가 본 발명의 구성을 만족하지 않는 것은 조작 (b)에 있어서의 양호한 증감 작용 자체는 확인되기는 하지만, 나노에지 러프니스가 악화되거나, 또는 조작 (b)에 있어서의 증감 효과가 한정적인 것이 밝혀졌다.On the other hand, in the case of the chemically amplified resist materials of the comparative examples, (b) the sensitivity of the nano-edge roughness and the operation (a) were equivalent to those of the examples, the sensitivity in operation (b) was equivalent to the sensitivity in operation (a), and a significant improvement in sensitivity in operation (b) was not confirmed. The fact that the acetal protecting group does not satisfy the constitution of the present invention even when the chemical amplification type resist material of the comparative example contains (b) the radiation-sensitive sensitizer generating agent, indicates that the good sensitizing action itself in the operation (b) However, it has been found that the nano edge roughness deteriorates, or the effect of the increase and decrease in the operation (b) is limited.

이상 설명한 바와 같이, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료 및 당해 레지스트 패턴 형성 방법에 의하면, EUV, 전자선, 이온빔, KrF 엑시머 레이저광, ArF 엑시머 레이저광 등의 250㎚ 이하의 파장을 갖는 방사선을 패턴 노광 광으로서 사용한 경우에 있어서의 감도 및 리소그래피 성능을 모두 높은 레벨에서 양립 가능하다. 그로 인해, 당해 화학 증폭형 레지스트 재료 및 레지스트 패턴 형성 방법은 금후 더욱 미세화가 진행되는 포토레지스트 프로세스에 적합하게 사용할 수 있다.As described above, according to the chemically amplified resist material and the resist pattern forming method of the present invention, radiation having a wavelength of 250 nm or less, such as EUV, electron beam, ion beam, KrF excimer laser beam, or ArF excimer laser beam, Both sensitivity and lithography performance in the case of using can be compatible at a high level. As a result, the chemically amplified resist material and the resist pattern forming method can be suitably used in a photoresist process in which the micropatterning is further advanced.

1: 기재
2: 레지스트 패턴
2a: 레지스트 패턴의 횡측면
1: substrate
2: Resist pattern
2a: lateral side of the resist pattern

Claims (8)

(1) 산의 작용에 의해 현상액에 가용 또는 불용이 되는 중합체 성분과,
(2) 노광에 의해 감방사선성 증감체 및 산을 발생시키는 성분
을 포함하고,
상기 (2) 성분이 하기 (a) 및 (b) 성분, 하기 (b) 및 (c) 성분, 또는 하기 (a) 내지 (c) 성분 모두를 함유하고,
하기 (b) 성분이 하기 식 (B)로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 화학 증폭형 레지스트 재료.
(a) 250㎚ 이하의 파장을 갖는 제1 방사선을 조사하고, 250㎚를 초과하는 파장을 갖는 제2 방사선을 조사하지 않는 경우에, 산과, 상기 제2 방사선만을 흡수하는 감방사선성 증감체를 발생시키며, 또한 제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 산 및 감방사선성 증감체를 실질적으로 발생시키지 않는 감방사선성 산-증감체 발생제
(b) 상기 제1 방사선을 조사하고, 상기 제2 방사선을 조사하지 않는 경우에, 상기 제2 방사선을 흡수하는 감방사선성 증감체를 발생시키며, 또한 제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 감방사선성 증감체를 실질적으로 발생시키지 않는 감방사선성 증감체 발생제
(c) 상기 제1 방사선을 조사하고, 상기 제2 방사선을 방사하지 않는 경우에, 산을 발생시키며, 또한 제1 방사선을 조사하지 않고 제2 방사선만을 조사한 경우에 상기 산을 실질적으로 발생시키지 않는 감방사선성 산 발생제
Figure pat00056

(상기 식 (B) 중 RB1 및 RB2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 아미노기 혹은 RB3O 및 RB4O가 결합하는 탄소 원자에 탄소 원자로 결합하는 1가의 유기기이거나, 또는 이들 기가 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 구성되는 환원수 3 내지 30의 환 구조를 나타낸다. RB3 및 RB4는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 1가의 유기기이거나, 또는 서로 합쳐져, 이들이 결합하는 O-C-O와 함께 구성되는 환원수 4 내지 30의 환 구조를 나타낸다. 단, RB3 및 RB4 중 적어도 한쪽이 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 포르밀기, 카르보닐기, 카르복시기, 술포기, 술포닐기 혹은 이들의 조합을 포함하거나, 또는 상기 환원수 4 내지 30의 환 구조가 스피로환 구조, 축합환 구조 혹은 유교환(有橋環) 구조이다)
(1) a polymer component which becomes soluble or insoluble in a developer by the action of an acid,
(2) a component that generates a sensitizing radiation sensitizer and an acid by exposure
/ RTI &gt;
Wherein the component (2) contains both of the following components (a) and (b), (b) and (c)
Wherein the component (b) comprises a compound represented by the following formula (B).
(a) irradiating a first radiation having a wavelength of not more than 250 nm and not irradiating a second radiation having a wavelength of more than 250 nm, the radiation and the radiation-sensitive composition for absorbing only the second radiation Sensitizer generator that does not substantially generate the acid and the radiation-sensitive sensitizer when irradiated with only the second radiation without irradiating the first radiation,
(b) generating a radiation-sensitive sensitizer for absorbing the second radiation when the first radiation is not irradiated and the second radiation is not irradiated, and only the second radiation A radiation-sensitive sensitizer generator which does not substantially generate the radiation-sensitive sensitizer
(c) irradiating the first radiation and generating the acid when it does not emit the second radiation, and substantially not generating the acid when only the second radiation is irradiated without irradiating the first radiation A radiation-sensitive acid generator
Figure pat00056

(In the formula (B), R B1 and R B2 each independently represent a monovalent organic group bonded through a carbon atom to a hydrogen atom, a halogen atom, an amino group, or a carbon atom to which R B3 O and R B4 O are bonded, groups are combined to each other, it represents a ring structure of the reduced water from 3 to 30 that is configured with the carbon atoms to which they are attached. R B3 and R B4 each independently, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or combined with each other, they are attached are At least one of R B3 and R B4 is a halogen atom, a nitro group, a cyano group, a formyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a sulfo group, a sulfonyl group or a , Or the ring structure of the reduced water 4 to 30 is a spiro ring structure, a condensed ring structure, or a branched (bridged) structure)
제1항에 있어서, 상기 식 (B)에 있어서의 RB1 및 RB2가 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 아미노기, 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 탄소수 1 내지 5의 알킬티오기, 페녹시기, 나프톡시기, 안트라센옥시기, 아미드기, 탄소수 1 내지 30의 불포화 탄화수소기, 혹은 탄소수 1 내지 12의 알킬기가 결합한 카르보닐기이거나, 상기 페닐기, 상기 나프틸기, 상기 안트라세닐기, 상기 알콕시기, 상기 알킬티오기, 상기 페녹시기, 상기 나프톡시기, 상기 안트라센옥시기 혹은 상기 불포화 탄화수소기가 갖는 수소 원자의 적어도 일부가 치환된 기이거나, 또는 이들 기가 -CH2-, -O-, -S-, -SO2-, -SO2NH-, -C(=O)-, -C(=O)O-, -NHCO-, -NHC(=O)NH-, -CHRg-, -CRg 2-, -NH- 및 -NRg- 중 어느 하나(Rg는 페닐기; 페녹시기; 할로겐 원자; 탄소수 1 내지 30의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기; 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 히드록시기 혹은 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 페녹시기; 또는 탄소수 1 내지 30의 직쇄상, 분지쇄상 혹은 환상의 포화 혹은 불포화 탄화수소기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기 혹은 히드록시기로 치환된 페닐기이다)를 포함하는 결합, 단결합 혹은 이중 결합을 통하여, RB1 및 RB2가 결합하는 탄소 원자와 함께 환 구조를 형성하고 있는 것인 화학 증폭형 레지스트 재료.The compound according to claim 1, wherein R in the formula (B)B1 And RB2Each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an amino group, a phenyl group, a naphthyl group, an anthracenyl group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 5 carbon atoms, a phenoxy group, a naphthoxy group, An amide group, an unsaturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or a carbonyl group bonded with an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or the phenyl group, the naphthyl group, the anthracenyl group, the alkoxy group, the alkylthio group, A naphthoxy group, an anthracene oxy group, or a group in which at least a part of the hydrogen atoms of the unsaturated hydrocarbon group is substituted,2-, -O-, -S-, -SO2-, -SO2NH-, -C (= O) -, -C (= O) O-, -NHCO-, -NHCg-, -CRg 2-, -NH- and -NRg- &Lt; / RTI &gt;gIs a phenyl group; Phenoxy group; A halogen atom; A linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group of 1 to 30 carbon atoms; A phenoxy group substituted with an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; Or a straight, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group of 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group of 1 to 5 carbon atoms or a phenyl group substituted by a hydroxy group), RB1 And RB2Form a cyclic structure together with the carbon atoms to which the carbon atom is bonded. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 식 (B)로 표시되는 화합물이 하기 식 (B-I) 또는 식 (B-Ⅱ)로 표시되는 것인 화학 증폭형 레지스트 재료.
Figure pat00057

(상기 식 (B-I) 및 식 (B-Ⅱ) 중 RB1 및 RB2는 상기 식 (B)와 동의이다.
상기 식 (B-I) 중 RX1은 환원수 4 내지 20의 단환 구조를 갖는 기이다. RX2는 환원수 3 내지 20의 환 구조를 갖는 기이다.
상기 식 (B-Ⅱ) 중 RY1은 환원수 5 내지 20의 단환 구조를 갖는 기이다. RY2는 환원수 3 내지 20의 환 구조를 갖는 기이다. n은 0 내지 3의 정수이다)
The chemically amplified resist composition according to claim 1 or 2, wherein the compound represented by the formula (B) is represented by the following formula (BI) or (B-II).
Figure pat00057

(R B1 and R B2 in the formula (BI) and the formula (B-II) are the same as those in the formula (B).
In the formula (BI), R X1 is a group having a monocyclic structure having 4 to 20 reduced numbers. R X2 is a group having a ring structure of 3 to 20 in reduced number.
In the formula (B-II), R Y1 is a group having a monocyclic structure having a reduced number of 5 to 20. R Y2 is a group having a ring structure of 3 to 20 in reduced number. and n is an integer of 0 to 3)
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (1) 중합체 성분이, 산의 작용에 의해 산 해리성기가 해리됨으로써 극성기를 발생시키는 기를 포함하는 구조 단위를 갖는 제1 중합체를 포함하는 것인 화학 증폭형 레지스트 재료.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the (1) polymer component comprises a first polymer having a structural unit comprising a group which generates a polar group by dissociation of an acid-dissociable group by the action of an acid Wherein the resist pattern is a resist pattern. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 중합체가 불소 원자를 포함하는 구조 단위를 갖거나, 또는 상기 (1) 중합체 성분이 상기 제1 중합체와는 상이한 제2 중합체를 포함하고, 이 제2 중합체가 불소 원자를 포함하는 구조 단위를 갖는 것인 화학 증폭형 레지스트 재료.The method of any one of claims 1 to 4, wherein the first polymer has a structural unit comprising a fluorine atom, or (1) the polymer component comprises a second polymer different from the first polymer And the second polymer has a structural unit containing a fluorine atom. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (2) 성분이 상기 (1) 중합체 성분과는 상이한 성분인 화학 증폭형 레지스트 재료.The chemically amplified resist material according to any one of claims 1 to 5, wherein the component (2) is a component different from the polymer component (1). 제6항에 있어서, 전체 고형분에 대한 상기 (2) 성분의 함유량이 5질량% 이상 40질량% 이하인 화학 증폭형 레지스트 재료.The chemically amplified resist composition according to claim 6, wherein the content of the component (2) relative to the total solid content is 5% by mass or more and 40% by mass or less. 기판의 적어도 한쪽의 면에 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 화학 증폭형 레지스트 재료를 도공하는 도공 공정과,
상기 도공에 의해 얻어진 레지스트막에 250㎚ 이하의 파장을 갖는 방사선을 조사하는 패턴 노광 공정과,
상기 패턴 노광 공정 후의 상기 레지스트막에 250㎚를 초과하는 파장을 갖는 방사선을 조사하는 일괄 노광 공정과,
상기 일괄 노광 공정 후의 상기 레지스트막을 가열하는 베이크 공정과,
상기 베이크 공정 후의 상기 레지스트막을 현상액에 접촉시키는 현상 공정
을 구비하는 레지스트 패턴 형성 방법.
A coating step of coating the chemically amplified resist material according to any one of claims 1 to 7 on at least one side of the substrate,
A pattern exposure step of irradiating the resist film obtained by the coating with the radiation having a wavelength of 250 nm or less,
A batch exposure step of irradiating the resist film after the pattern exposure step with radiation having a wavelength exceeding 250 nm;
A baking step of heating the resist film after the batch exposure step,
A developing step of bringing the resist film after the baking step into contact with a developing solution
To form a resist pattern.
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