WO2010061875A1 - 感放射線性樹脂組成物 - Google Patents

感放射線性樹脂組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2010061875A1
WO2010061875A1 PCT/JP2009/069925 JP2009069925W WO2010061875A1 WO 2010061875 A1 WO2010061875 A1 WO 2010061875A1 JP 2009069925 W JP2009069925 W JP 2009069925W WO 2010061875 A1 WO2010061875 A1 WO 2010061875A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
carbon atoms
repeating unit
formula
hydrogen atom
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/069925
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸生 西村
恭彦 松田
香織 酒井
誠 杉浦
Original Assignee
Jsr株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2008300971A external-priority patent/JP2010126581A/ja
Priority claimed from JP2008305613A external-priority patent/JP5176909B2/ja
Priority claimed from JP2008305622A external-priority patent/JP5176910B2/ja
Priority claimed from JP2008305615A external-priority patent/JP5304204B2/ja
Priority claimed from JP2008312581A external-priority patent/JP5347465B2/ja
Application filed by Jsr株式会社 filed Critical Jsr株式会社
Publication of WO2010061875A1 publication Critical patent/WO2010061875A1/ja
Priority to US13/115,990 priority Critical patent/US20110262865A1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • G03F7/0397Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition the macromolecular compound having an alicyclic moiety in a side chain
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F20/28Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1806C6-(meth)acrylate, e.g. (cyclo)hexyl (meth)acrylate or phenyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/28Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/283Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing one or more carboxylic moiety in the chain, e.g. acetoacetoxyethyl(meth)acrylate
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2041Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1807C7-(meth)acrylate, e.g. heptyl (meth)acrylate or benzyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1811C10or C11-(Meth)acrylate, e.g. isodecyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate or 2-naphthyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1812C12-(meth)acrylate, e.g. lauryl (meth)acrylate

Definitions

  • the present invention relates to a radiation-sensitive resin composition used in a semiconductor manufacturing process such as IC, a circuit board such as a liquid crystal or a thermal head, and other photolithography processes, and used as a resin component in this radiation-sensitive resin composition. It is related with the polymer which can be performed. More specifically, the present invention relates to a radiation-sensitive resin composition suitable for a photolithography process using an exposure light source such as far ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or less, for example, an ArF excimer laser or an electron beam as a light source.
  • an exposure light source such as far ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or less, for example, an ArF excimer laser or an electron beam as a light source.
  • the chemically amplified radiation-sensitive resin composition generates an acid in an exposed area by irradiation of far ultraviolet light or the like typified by a KrF excimer laser or an ArF excimer laser, and the action of this acid causes an exposed area and an unexposed area.
  • the dissolution rate of the resist film in the developer is changed to form a resist pattern on the substrate.
  • a KrF excimer laser When a KrF excimer laser is used as a light source, high sensitivity and high sensitivity can be obtained by using a chemically amplified radiation-sensitive resin composition mainly composed of a resin mainly composed of polyhydroxystyrene, which has a small absorption in the 248 nm region. Resolution and good pattern formation can be realized.
  • an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) is used as a light source having a shorter wavelength.
  • a monomer such as polyhydroxystyrene having an aromatic group described above exhibits a large absorption in the 193 nm region corresponding to the wavelength of ArF excimer laser, and is therefore preferably used as a resist when an ArF excimer laser is used as a light source.
  • a radiation sensitive resin composition containing a resin having an alicyclic hydrocarbon skeleton that does not have a large absorption in the 193 nm region is used as a lithography material using an ArF excimer laser.
  • Patent Documents 1 to 14 describe radiation-sensitive resin compositions using a resin containing a repeating unit having a mevalonic lactone skeleton or a ⁇ -butyrolactone skeleton
  • Patent Documents 3 to 14 include A radiation-sensitive resin composition using a resin containing a repeating unit having an alicyclic lactone skeleton is described.
  • the present resist is not suitable for the radiation-sensitive resin composition simply improved in resolution performance as shown in the above-mentioned patent document. It has become difficult to satisfy various required performances in In the future, as further miniaturization progresses, it is suitably used not only in the resolution performance but also in the immersion exposure process that is currently being put into practical use.
  • LWR line width roughness
  • PEB low defect, low post-exposure bake
  • defectivity indicates the ease with which defects are generated in a photolithography process.
  • Examples of the defect in the photolithography process include a watermark defect, a blob defect, a bubble defect, and the like. If a large number of these defects occur in device manufacturing, the device yield will be greatly affected.
  • the watermark defect is a defect in which a droplet trace of immersion liquid remains on the resist pattern
  • the blob defect is a resin once dissolved in the developer deposited by a shock of rinsing, and the substrate. It is a defect reattached to the surface.
  • the bubble defect is a defect in which a desired pattern cannot be obtained due to a change in optical path caused by the immersion liquid biting bubbles during immersion exposure.
  • JP-A-9-73173 US Pat. No. 6,388,101 JP 2000-159758 A JP 2001-109154 A JP 2004-101642 A JP 2003-113174 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-147023 JP 2002-308866 A JP 2002-371114 A JP 2003-64134 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-270787 JP 2000-26446 A JP 2000-122294 A Japanese Patent No. 3952946
  • an object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition useful as a chemically amplified resist having excellent defects and a polymer that can be used as a resin component in the radiation-sensitive resin composition.
  • the radiation sensitive resin composition of the present invention is a radiation sensitive resin composition containing a resin (A) and a radiation sensitive acid generator (B), and the resin (A) is represented by the following formula: It includes a polymer having the repeating unit (A1) represented by (1) and a repeating unit having an acid dissociable group.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms or an alicyclic alkylene group
  • m represents an integer of 1 to 3.
  • the repeating unit having an acid dissociable group includes a repeating unit (A2) represented by the following formula (2).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • n represents an integer of 1 to 5.
  • the polymer of the present invention is a polymer used in the radiation-sensitive resin composition, and includes a polymer having the repeating unit (A1) and a repeating unit having an acid dissociable group, and has a weight average molecular weight. 1,000 to 100,000.
  • the radiation-sensitive resin composition of the present invention uses a polymer containing a repeating unit (A1) represented by the formula (1) and a repeating unit having an acid dissociable group as a resin component.
  • a polymer containing at least two types of repeating units having a specific chemical structure is used as the resin component.
  • the radiation-sensitive resin composition of the present invention not only has excellent resolution performance, but also has low LWR, good PEB temperature dependency, excellent pattern collapse resistance, and low defectivity, that is, defect It can be suitably used as a chemically amplified resist having excellent properties.
  • the radiation-sensitive resin composition of the present invention is used in a lithography process using an ArF excimer laser as a light source, and is used in the formation of a fine pattern having a line width of 90 nm or less, and also in a liquid immersion exposure process. Excellent performance as.
  • the radiation-sensitive resin composition of the present invention is not limited to the following embodiment, and can be applied to the following embodiment based on ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. However, it should be understood that modifications, improvements, and the like as appropriate belong to the scope of the present invention.
  • the radiation-sensitive resin composition of the present invention comprises a polymer containing a repeating unit (A1) represented by the above formula (1) and a repeating unit having an acid-dissociable group as a resin (A) and generation of a radiation-sensitive acid. And an agent (B).
  • nitrogen-containing compound (C) nitrogen-containing compound (C)”
  • additive (D) various additives
  • solvent (E) solvent
  • Etc. may further be contained.
  • each component will be described.
  • the resin (A) is a polymer containing the repeating unit (A1) represented by the above formula (1) and a repeating unit having an acid dissociable group.
  • the alkylene group having 1 to 12 carbon atoms represented by R 2 in the formula (1) is preferably a linear alkylene group or a branched alkylene group, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and isopropylene. Group, n-butylene group, isobutylene group and the like.
  • the alicyclic alkylene group may be monocyclic or bridged cyclic, such as 1,4-cyclohexylene group, 1,3-cyclohexylene group, 1,2-cyclohexylene group, 2,3-bicyclo [2.2.1] heptylene group, 2.5-bicyclo [2.2.1] heptylene group, 2,6-bicyclo [2.2.1] heptylene group, 1,3-adaman Examples include a tylene group. Among these, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and an isopropylene group are preferable.
  • each repeating unit can be obtained by polymerizing a monomer having a polymerizable unsaturated bond.
  • Preferable monomers that generate the repeating unit (A1) include monomers represented by the following formulas (1-1) to (1-5).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group independently of each other as in the above formula (1).
  • the monomers represented by the above (1-1) to (1-5) can be used alone or as a mixture.
  • the repeating unit having an acid dissociable group contained in the resin (A) is preferably at least one repeating unit selected from the above repeating unit (A2) and the following repeating unit (A3). Among them, the repeating unit (A2) is particularly preferable because of excellent LWR.
  • the repeating unit (A2) is represented by the above formula (2).
  • the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 3 in the formula (2) is preferably a linear alkyl group or a branched alkyl group, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group. , Isobutyl group, t-butyl group and the like.
  • n is preferably 1 to 5, for example, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 1 -Ethyl-1-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 1-isopropyl-1-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid 1-ethyl-1-cyclohexyl ester, (Meth) acrylic acid 1-isopropyl-1-cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid 1-methyl-1-cycloheptyl ester, (meth) acrylic acid 1-ethyl-1-cycloheptyl ester, (meth) acrylic acid 1 -Isopropyl-1-cycloheptyl ester, 1-methyl (meth) acrylate 1-cyclooctyl ester, and (meth) acrylic acid 1-ethyl
  • the repeating unit (A3) is represented by at least one formula selected from the following formula (3-1) and the following formula (3-2).
  • R 4 each independently represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
  • the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 5 in the above formula (3-1) is preferably a linear alkyl group or a branched alkyl group, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group Isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group and the like.
  • R 6 in formula (3-2) independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the alkyl group is preferably a linear alkyl group or a branched alkyl group, for example, methyl Group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group and the like.
  • Preferable monomers that generate the repeating unit (A3) include, for example, (meth) acrylic acid 2-methyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-ethyladamantyl-2-yl ester, ( (Meth) acrylic acid 2-n-propyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-isopropyladamantyl-2-yl ester, (meth) acrylic acid 1- (adamantan-1-yl) -1-methylethyl Esters, (meth) acrylic acid 1- (adamantan-1-yl) -1-ethylethyl ester, (meth) acrylic acid 1- (adamantan-1-yl) -1-methylpropyl ester, (meth) acrylic acid 1 And-(adamantan-1-yl) -1-ethylpropyl ester.
  • the above monomers can be used alone or in a mixture.
  • Resin (A) can contain a repeating unit (A4) with a repeating unit (A1).
  • the repeating unit (A4) is represented by the following formula (4).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 7 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an acyl group. Examples of the acyl group for R 7 include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, valeryl group, isovaleryl group, pivaloyl group, hexanoyl group and the like.
  • p is an integer of 1 to 18, preferably an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 5.
  • Examples of the monomer that generates the repeating unit (A4) include monomers represented by the following formulas (4-1) and (4-2).
  • R 1 independently represents a hydrogen atom or a methyl group, as in the above formula (1).
  • Preferred monomers that give this repeating unit (A4) include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, (meth) Examples include i-butyl acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and 3-hydroxypropyl (meth) acrylate.
  • Resin (A) can contain a repeating unit (A5) with a repeating unit (A1).
  • the repeating unit (A5) is represented by the following formula (5-1) or the following formula (5-2).
  • R 8 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.
  • R 9 in the above formula (5-1) is a divalent chain or cyclic hydrocarbon group as described above, and may be, for example, an alkylene glycol group or an alkylene ester group.
  • Preferred R 9 is a methylene group, an ethylene group, a propylene group such as a 1,3-propylene group or a 1,2-propylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, a heptamethylene group, an octamethylene group, Nonamethylene group, Decamemethylene group, Undecamethylene group, Dodecamethylene group, Tridecamethylene group, Tetradecamethylene group, Pentadecamethylene group, Hexadecamethylene group, Heptadecamethylene group, Octadecamethylene group, Nonadecamethylene group, Insalene group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1-methyl-1,4-butylene group, 2-methyl- 1,4-butylene group, methylidene group, ethylidene group, propylidene group, or 2-propylidene group
  • R 10 in the above formula (5-2) is, for example, a trifluoromethyl group, a 2,2,2-trifluoroethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoro n-propyl group, a perfluoro i-propyl group, Perfluoro n-butyl group, perfluoro i-butyl group, perfluoro t-butyl group, perfluorocyclohexyl group, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl group, 2,2 , 3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl group, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluorohexyl group, perfluorocyclohexylmethyl group, 2,2,3 , 3,3-pentafluoropropyl group, 2,2,3,3,4,4,4-heptafluoropentyl group, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7
  • Preferred examples of the monomer that generates the repeating unit represented by the above formula (5-2) include trifluoromethyl (meth) acrylate and 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate.
  • Resin (A) can contain a repeating unit (A6) with a repeating unit (A1).
  • the repeating unit (A6) is represented by the following formula (6).
  • R 4 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
  • R 11 in the above formula (6) is preferably, for example, a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, or a divalent cyclic hydrocarbon group. Among these, a chain or cyclic hydrocarbon group, an alkylene glycol group, and an alkylene ester group are preferable.
  • R 11 examples include methylene group, ethylene group, 1,2-propylene group, 1,3-propylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene group.
  • the monocyclic hydrocarbon ring group include a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms.
  • Specific examples of the cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms include cyclooctylene groups such as 1,5-cyclooctylene group.
  • Specific examples of the norbornylene group include a 1,4-norbornylene group and a 2,5-norbornylene group.
  • specific examples of the bridged cyclic hydrocarbon ring group include a hydrocarbon ring group having 2 to 4 cyclic carbon atoms and 4 to 30 carbon atoms.
  • Specific examples of the 2- to 4-cyclic hydrocarbon ring group having 4 to 30 carbon atoms include adamantylene groups such as a 1,5-adamantylene group and a 2,6-adamantylene group.
  • R 12 in the above formula (6) is preferably a trifluoromethyl group.
  • the monomer that generates the repeating unit (A6) include (((trifluoromethyl) sulfonyl) amino) ethyl-1-methacrylate, 2-(((trifluoromethyl) sulfonyl) amino) ethyl. And monomers represented by the following formulas (6-1) to (6-6).
  • the polymer may further have one or more types of repeating units other than the repeating units (A1) to (A6) described above.
  • Other repeating units include repeating units represented by the following formulas (7-1) to (7-6) (hereinafter sometimes referred to as “repeating units (A7)”), and the following formula (8):
  • a repeating unit represented by the formula hereinafter sometimes referred to as “repeating unit (A8)” can be given.
  • the repeating unit (A7) is represented by the following formulas (7-1) to (7-6).
  • R 4 independently represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group
  • R 13 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • A represents a single bond or a methylene group
  • B represents an oxygen atom or a methylene group.
  • l is an integer of 1 to 3, and q is 0 or 1.
  • (meth) acrylic acid-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nona-2 is preferable.
  • -Yl ester (meth) acrylic acid-9-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] non-2-yl ester, (meth) acrylic acid-5 -Oxo-4-oxa-tricyclo [5.2.1.0 3,8 ] dec-2-yl ester, (meth) acrylic acid-10-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [5.
  • the repeating unit (A8) is represented by the following formula (8).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • Y 1 represents a single bond or a divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms
  • Y 2 independently of each other represents a single bond or carbon It represents a divalent organic group having 1 ⁇ 3
  • R 15 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group or a -COOR 16 group,.
  • R 16 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
  • at least one of the three R 15 is not a hydrogen atom and Y 1 is a single bond
  • at least one of the three Y 2 is 2 having 1 to 3 carbon atoms.
  • a valent organic group is preferred.
  • Y 1 represents a single bond or a divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms
  • Y 2 independently of each other represents a single bond or 1 to 3 carbon atoms
  • 3 represents a divalent organic group
  • examples of the divalent organic group having 1 to 3 carbon atoms represented by Y 1 and Y 2 include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group.
  • R 16 of the —COOR 16 group in R 15 of formula (8) is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alicyclic alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
  • the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms includes a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, 2 -Methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group can be mentioned.
  • examples of the alicyclic alkyl group having 3 to 20 carbon atoms of R 16 include a cycloalkyl group represented by —C n H 2n-1 (n is an integer of 3 to 20), a polycyclic alicyclic group.
  • An alkyl group etc. can be mentioned.
  • examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group.
  • Examples of the polycyclic alicyclic alkyl group include a bicyclo [2.2.1] heptyl group, a tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, and a tetracyclo [6.2.1 3]. , 6 . 0 2,7 ] dodecanyl group, adamantyl group and the like.
  • a linear, branched or cyclic alkyl group may be substituted as one or more types as a substituent, and there may be a plurality of such substituents. May be.
  • the present invention makes full use of the characteristics of the repeating units (A1) and (A2) by having at least one repeating unit selected from the group consisting of the repeating units (A4) to (A8). Can do. In particular, by having at least one repeating unit selected from the group consisting of repeating units (A4) to (A6), in the formation of a fine pattern having a line width of 90 nm or less, and also in the immersion exposure step, Excellent performance as a chemically amplified resist.
  • the polymer used as the resin (A) contained in the radiation-sensitive resin composition of the present invention may further have other repeating units other than the repeating units (A4) to (A8). Good.
  • Such other repeating units include (meth) acrylic acid dicyclopentenyl, (meth) acrylic acid-bicyclo [2.2.1] heptyl ester, (meth) acrylic acid-cyclohexyl ester, (meth) Acrylic acid-bicyclo [4.4.0] decanyl ester, (meth) acrylic acid-bicyclo [2.2.2] octyl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] Decanyl ester, (meth) acrylic acid-tetracyclo [6.2.1.1 3,6 .
  • Cymethacrylic acid esters unsaturated nitrile compounds such as (meth) acrylonitrile, ⁇ -chloroacrylonitrile, crotonnitrile, maleinonitrile, fumaronitrile, mesaconnitrile, citraconnitrile, itaconnitrile; (meth) acrylamide, N, N— Unsaturated amide compounds such as dimethyl (meth) acrylamide, crotonamide, maleamide, fumaramide, mesaconamide, citraconamide, itaconamide; N- (meth) acryloylmorpholine, N-vinyl- ⁇ -caprolactam, N-vinylpyrrolidone, vinyl Other nitrogen-containing vinyl compounds such as pyridine and vinylimidazole; (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, itaconic anhydride, citraconic acid,
  • Examples thereof include a unit in which a polymerizable unsaturated bond of a polyfunctional monomer such as a polyfunctional monomer having no bridged hydrocarbon skeleton is cleaved.
  • the content of the repeating unit (A1) is preferably from 10 to 85 mol%, more preferably from 20 to 80 mol%, more preferably from 30 to 70, based on all repeating units. It is particularly preferred that it is mol%.
  • the developability as a resist which uses this polymer as a resin component, defect property, LWR, PEB temperature dependency, etc. can be improved.
  • the content of the repeating unit (A1) is less than 10 mol%, the developability and defectability as a resist may be deteriorated, and if it exceeds 85 mol%, the resolution as a resist, LWR, PEB temperature Dependency may be degraded.
  • the content of the repeating unit (A2) is preferably 10 to 85 mol%, more preferably 20 to 80 mol%, and more preferably 30 to 70 mol% with respect to all repeating units. Is particularly preferred.
  • the developability as a resist, defect property, LWR, PEB temperature dependency, etc. can be improved.
  • the content of the repeating unit (A2) is less than 10 mol%, the resolution as a resist, LWR, and PEB temperature dependency may be deteriorated.
  • the content exceeds 85 mol% the developability as a resist. , Defect may be deteriorated.
  • the content of the repeating unit (A3) is preferably 5 to 70 mol%, more preferably 5 to 60 mol%, and more preferably 10 to 50 mol%, based on all repeating units. Is particularly preferred.
  • resistance to pattern collapse as a resist By configuring in this way, resistance to pattern collapse as a resist, resolution, LWR, PEB temperature dependency, and the like can be improved.
  • the content of the repeating unit (A3) is less than 5 mol%, the resistance to pattern collapse as a resist may be deteriorated.
  • it exceeds 70 mol% the resolution as a resist depends on LWR and PEB temperatures. May deteriorate.
  • the repeating unit (A4) to repeating unit (A6) are preferably contained.
  • the repeating unit (A7) and the repeating unit (A8) are optional components.
  • the content of the repeating unit (A4) is preferably 60 mol% or less, more preferably 5 to 60 mol%, still more preferably 5 to 50 mol%, based on all repeating units. It is particularly preferably 10 to 40 mol%. By comprising in this way, the developability as a resist, a defect property, LWR, PEB temperature dependence, etc. can be improved.
  • the content of the repeating unit (A5) is preferably 30 mol% or less, more preferably 5 to 20 mol%, particularly preferably 10 to 15 mol%, based on all repeating units. .
  • the content of other repeating units (A5) exceeds 30 mol%, the top loss of the resist pattern may occur and the pattern shape may be deteriorated.
  • the content rate of a repeating unit (A6) is 60 mol% or less with respect to all the repeating units, More preferably, it is 50 mol% or less, Most preferably, it is 40 mol% or less.
  • the content of the repeating unit (A7) is preferably 30 mol% or less, more preferably 25 mol% or less, based on all repeating units. For example, if the content of other repeating units (A7) exceeds 30 mol%, the resist defect may be deteriorated.
  • the content of the repeating unit (A8) is preferably 30 mol% or less, and more preferably 25 mol% or less, based on all repeating units. For example, when the content of the repeating unit (A8) exceeds 30 mol%, the resist film may be easily swollen by an alkali developer, or the developability as a resist may be reduced.
  • the content of repeating units other than the above repeating units (A4) to (A8) is preferably 50 mol% or less, more preferably 40 mol% or less, based on all repeating units. .
  • the resin (A) used in the present invention can be a mixed resin of the first resin (AI) and the second resin (AII). In that case, it is a mixed resin containing 0.1 to 20 parts by mass of the resin (AII) with respect to 100 parts by mass of the resin (AI).
  • Resin (AI) is a polymer that becomes alkali-soluble by the action of an acid and does not contain a fluorine atom.
  • Resin (AII) is a polymer containing the above-mentioned repeating unit (A1) and a fluorine atom-containing repeating unit (A5). It is preferably a coalescence.
  • the resin composition of the present invention containing the mixed resin is not only excellent in resist basic performance such as resolution and LWR, but also in a liquid immersion exposure process, as well as watermark defects and bubble defects that are defects derived from liquid immersion exposure. Can be satisfactorily suppressed.
  • the first resin (AI) is a polymer that becomes alkali-soluble by the action of an acid and does not contain a fluorine atom.
  • “does not contain a fluorine atom” means that a fluorine atom is not intentionally included during the preparation of the resin (AI).
  • a monomer containing a fluorine atom is not used when polymerizing a polymer.
  • the resin (AI) becomes alkali-soluble by the action of acid. That is, it is a polymer containing a repeating unit having a structure that exhibits alkali solubility by the action of an acid.
  • Such a repeating unit is not particularly limited, but may include the repeating unit contained in the polymer constituting the conventionally known radiation-sensitive resin composition, preferably the repeating unit (A2) and the repeating unit described above. And a unit (A3).
  • the above-mentioned repeating unit (A1) is preferably used for the resin (AI), and among the repeating units (A4), (A6), (A7), (A8) and further other repeating units, It may further contain at least one kind.
  • resin (AI) can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the total proportion of the repeating units (A2) and (A3) is preferably 10 to 90 mol% with respect to all repeating units constituting the polymer of the resin (AI), and 20 to It is more preferably 80 mol%, particularly preferably 30 to 70 mol%.
  • the developability as a resist, defect property, LWR, PEB temperature dependency, etc. can be improved.
  • the content ratio of the total amount of the repeating units (A2) and (A3) is less than 10 mol%, the developability as a resist, LWR, and PEB temperature dependency may be deteriorated, and if it exceeds 90 mol%, There is a possibility that developability and defect property as a resist deteriorate.
  • the other repeating unit in the resin (AI) is an arbitrary constituent component.
  • the content ratio of the repeating unit (A7) is based on all repeating units constituting the polymer of the resin (AI).
  • the amount is preferably 10 to 70 mol%, more preferably 15 to 65 mol%, and particularly preferably 20 to 60 mol%.
  • the second resin (AII) is a polymer including the above-described repeating unit (A1) and the repeating unit (A5).
  • a 2nd polymer can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the content of the repeating unit (A1) is preferably 5 to 60 mol%, preferably 5 to 50 mol%, based on all repeating units constituting the polymer of the resin (AII). More preferably, it is 10 to 40 mol%. With this configuration, it is possible to improve the defect performance and the scanability during exposure. For example, if the content ratio of the repeating unit (A1) is less than 10 mol%, the developability and defect performance may be deteriorated, and if it exceeds 60 mol%, the scanability during exposure may be deteriorated.
  • the content of the repeating unit (A5) is preferably 10 to 80 mol%, more preferably 20 to 80 mol%, based on all repeating units constituting the polymer of the resin (AII). It is preferably 20 to 70 mol%, particularly preferably. With this configuration, it is possible to improve the defect performance and the scanability during exposure. For example, if the content ratio of the repeating unit (A5) is less than 10 mol%, the defect performance and the scanability during exposure may be deteriorated, and if it exceeds 80 mol%, the defect characteristics may be deteriorated.
  • the other repeating units other than the above repeating units (A1) and (A5) are optional constituents, for example, 30 mol% or less with respect to all the repeating units constituting the polymer of the resin (AII). Preferably there is.
  • resin (AII) is preferable in conversion of solid content with respect to 100 mass parts of 1st resin (AI). Is contained in an amount of 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 15 parts by mass, and particularly preferably 0.5 to 15 parts by mass.
  • resin (AII) containing a fluorine atom can be expressed favorably.
  • the resist film surface exhibits water repellency, a watermark defect does not occur even in immersion exposure by high-speed scanning, and a resist pattern having an excellent pattern shape can be obtained. .
  • the polymer can be synthesized according to a conventional method such as radical polymerization.
  • a preferable polymerization method for example, there are the following methods. (1) A reaction solution containing each monomer and a radical initiator is dropped into a reaction solution containing a reaction solvent or monomer to cause a polymerization reaction. (2) A reaction solution containing each monomer and a reaction solution containing a radical initiator are separately dropped into a reaction solution containing a reaction solvent or a monomer, and a polymerization reaction is performed. (3) A reaction solution in which each monomer is prepared separately and a reaction solution containing a radical initiator are dropped into a reaction solution containing a reaction solvent or a monomer, respectively, to cause a polymerization reaction.
  • the reaction temperature in each of the above reactions can be appropriately set depending on the type of initiator used, but for example, generally 30 ° C. to 180 ° C.
  • the reaction temperature in each of the above reactions is preferably 40 ° C. to 160 ° C., more preferably 50 ° C. to 140 ° C.
  • the time required for dropping can be variously set depending on the reaction temperature, the type of initiator, and the monomer to be reacted, but it is preferably 30 minutes to 8 hours, more preferably 45 minutes to 6 hours. A time of 5 to 5 hours is particularly preferable.
  • the total reaction time including the dropping time can be variously set as described above, but is preferably 30 minutes to 8 hours, more preferably 45 minutes to 7 hours, and 1 hour to 6 hours. It is particularly preferred.
  • the content ratio of the monomer in the dripped solution is preferably 30 mol% or more, more preferably 50 mol% or more based on the total amount of monomers used for the polymerization. More preferably, it is particularly preferably 70 mol% or more.
  • radical initiators used for the polymerization include 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-cyclopropylpropionitrile), 2,2 '-Azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1'-azobis (cyclohexane-1 -Carbonitrile), 2,2′-azobis (2-methyl-N-phenylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2′-azobis (2-methyl-N-2-propenylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2 '-Azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis ⁇ 2-methyl-N- [1,1-bis (Hydroxymethyl) 2-hydroxyethyl] propionamide ⁇ , dimethyl-2
  • any solvent can be used as long as it does not dissolve the monomer used and inhibit the polymerization.
  • the solvent that inhibits polymerization include solvents that prohibit polymerization, such as nitrobenzenes, and solvents that cause chain transfer, such as mercapto compounds.
  • the solvent that can be suitably used for the polymerization include alcohols, ethers, ketones, amides, esters and lactones, nitriles, and a mixture of these solvents.
  • Examples of alcohols include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and 1-methoxy-2-propanol.
  • Examples of ethers include propyl ether, isopropyl ether, butyl methyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, and 1,3-dioxane.
  • Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isopropyl ketone, and methyl isobutyl ketone.
  • amides include N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide.
  • esters and lactones include ethyl acetate, methyl acetate, isobutyl acetate, and ⁇ -butyrolactone.
  • nitriles include acetonitrile, propionitrile, and butyronitrile. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.
  • the polymer obtained after the polymerization reaction is preferably recovered by a reprecipitation method. That is, after the polymerization is completed, the reaction solution is put into a reprecipitation solvent, and the target resin is recovered as a powder.
  • the reprecipitation solvent include water, alcohols, ethers, ketones, amides, esters and lactones, nitriles, and a mixture of these solvents.
  • alcohols include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, and 1-methoxy-2-propanol.
  • ethers include propyl ether, isopropyl ether, butyl methyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, and 1,3-dioxane.
  • ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isopropyl ketone, and methyl isobutyl ketone.
  • amides include N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide.
  • esters and lactones include ethyl acetate, methyl acetate, isobutyl acetate, and ⁇ -butyrolactone.
  • nitriles include acetonitrile, propionitrile, and butyronitrile.
  • the low molecular weight component derived from the monomer demonstrated so far is contained in a polymer
  • the content rate is 0.1 mass% or less with respect to the total amount (100 mass%) of a polymer. Preferably, it is 0.07% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or less.
  • the content ratio of the low molecular weight component is 0.1% by mass or less
  • a resist film is prepared using this polymer as the resin (A), and the resist film is contacted when performing immersion exposure. The amount of eluate in the water can be reduced. Furthermore, no foreign matter is generated in the resist during storage of the resist, and coating unevenness does not occur during resist application, and the occurrence of defects during resist pattern formation can be sufficiently suppressed.
  • the low molecular weight component derived from the monomer includes a monomer, a dimer, a trimer, and an oligomer.
  • the weight average molecular weight in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) (hereinafter referred to as “Mw”). Is a component of 500 or less.
  • the components having an Mw of 500 or less can be removed by, for example, chemical purification methods such as washing with water and liquid-liquid extraction, or a combination of these chemical purification methods and physical purification methods such as ultrafiltration and centrifugation. it can.
  • the low molecular weight component can be analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) of the polymer.
  • the polymer used as the resin (A) is preferably as little as possible as impurities such as halogens and metals. Thereby, the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape, and the like of the resist can be further improved.
  • the weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of this polymer is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 100,000, and preferably 1,000 to 30,000. Is more preferable, and 1,000 to 20,000 is particularly preferable. In this case, if the Mw of the polymer is less than 1,000, the heat resistance when used as a resist tends to decrease, while if it exceeds 100,000, the developability when used as a resist tends to decrease.
  • the ratio (Mw / Mn) of the polymer Mw to the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter sometimes referred to as “Mn”) by gel permeation chromatography (GPC) is 1.0 to 5.0. It is preferably 1.0 to 3.0, more preferably 1.0 to 2.0.
  • a polymer when producing a radiation sensitive resin composition using a polymer, a polymer can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • Radiation sensitive acid generator (B) The radiation-sensitive acid generator (B) (hereinafter sometimes simply referred to as “acid generator (B)”) contained in the radiation-sensitive resin composition of the present invention generates an acid upon exposure. Functions as a photoacid generator. This acid generator dissociates the acid-dissociable group present in the resin (A) contained in the radiation-sensitive resin composition by the acid generated by exposure, that is, the protective group is eliminated, and the resin ( A) is alkali-soluble. As a result, the exposed portion of the resist film becomes readily soluble in an alkali developer, thereby forming a positive resist pattern.
  • the acid generator (B1) containing the compound represented by following formula (9) is preferable.
  • R 17 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, or Represents a linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms.
  • R 18 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear, branched or cyclic alkanesulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms; r is an integer of 0 to 10, preferably an integer of 0 to 2.
  • R 19 represents each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted phenyl group or an optionally substituted naphthyl group, or two R 19 are bonded to each other to form a divalent group having 2 to 10 carbon atoms, the divalent group may be substituted, and k is an integer of 0 to 2.
  • X ⁇ represents an anion represented by the following formula (10-1), formula (10-2), formula (10-3) or formula (10-4).
  • R 20 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and y is 1 to 10 Is an integer.
  • R 21 each independently represents an alkyl group containing a linear or branched fluorine atom having 1 to 10 carbon atoms, or Two R 21 are bonded to each other to form a group containing a divalent fluorine atom having 2 to 10 carbon atoms, and the divalent group represents an optionally substituted group.
  • examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms of R 17 , R 18 and R 19 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an i-propyl group.
  • a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, and the like are preferable.
  • Examples of the linear or branched alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms of R 17 and R 18 include, for example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, -Methylpropoxy group, 1-methylpropoxy group, t-butoxy group, n-pentyloxy group, neopentyloxy group, n-hexyloxy group, n-heptyloxy group, n-octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group N-nonyloxy group, n-decyloxy group and the like.
  • these alkoxyl groups a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group and the like are preferable.
  • Examples of the linear or branched alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms of R 17 include, for example, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, an i-propoxycarbonyl group, and an n-butoxycarbonyl group.
  • Examples of the linear, branched or cyclic alkanesulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms of R 18 include a methanesulfonyl group, an ethanesulfonyl group, an n-propanesulfonyl group, an n-butanesulfonyl group, a tert- Butanesulfonyl, n-pentanesulfonyl, neopentanesulfonyl, n-hexanesulfonyl, n-heptanesulfonyl, n-octanesulfonyl, 2-ethylhexanesulfonyl, n-nonanesulfonyl, n-decanesulfonyl , Cyclopentanesulfonyl group, cyclohexanesulfonyl group and the like.
  • alkanesulfonyl groups a methanesulfonyl group, an ethanesulfonyl group, an n-propanesulfonyl group, an n-butanesulfonyl group, a cyclopentanesulfonyl group, a cyclohexanesulfonyl group, and the like are preferable.
  • examples of the optionally substituted phenyl group represented by R 19 include a phenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 2,3-dimethylphenyl group, 2, 4-dimethylphenyl group, 2,5-dimethylphenyl group, 2,6-dimethylphenyl group, 3,4-dimethylphenyl group, 3,5-dimethylphenyl group, 2,4,6-trimethylphenyl group, 4- Phenyl substituted with a phenyl group such as ethylphenyl group, 4-t-butylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-fluorophenyl group, or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms Group; these phenyl group or alkyl-substituted phenyl group can be substituted with hydroxyl group, carboxyl group, cyano group,
  • the alkoxyl group includes, for example, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an i-propoxy group, an n-butoxy group, a 2-methylpropoxy group, 1- Examples thereof include straight-chain, branched or cyclic alkoxyl groups having 1 to 20 carbon atoms such as methylpropoxy group, t-butoxy group, cyclopentyloxy group and cyclohexyloxy group.
  • alkoxyalkyl group examples include 2 to 21 carbon atoms such as a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a 1-methoxyethyl group, a 2-methoxyethyl group, a 1-ethoxyethyl group, and a 2-ethoxyethyl group. And linear, branched or cyclic alkoxyalkyl groups.
  • alkoxycarbonyl group examples include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propoxycarbonyl group, an i-propoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, a 2-methylpropoxycarbonyl group, and a 1-methylpropoxycarbonyl group.
  • a straight, branched or cyclic alkoxycarbonyl group having 2 to 21 carbon atoms such as t-butoxycarbonyl group, cyclopentyloxycarbonyl group, cyclohexyloxycarbonyl and the like.
  • alkoxycarbonyloxy group examples include methoxycarbonyloxy group, ethoxycarbonyloxy group, n-propoxycarbonyloxy group, i-propoxycarbonyloxy group, n-butoxycarbonyloxy group, t-butoxycarbonyloxy group, Examples thereof include linear, branched or cyclic alkoxycarbonyloxy groups having 2 to 21 carbon atoms such as cyclopentyloxycarbonyl group and cyclohexyloxycarbonyl.
  • Examples of the optionally substituted phenyl group represented by R 19 in the formula (9) include a phenyl group, a 4-cyclohexylphenyl group, a 4-t-butylphenyl group, a 4-methoxyphenyl group, and a 4-t-butoxyphenyl group. Is preferred.
  • Examples of the optionally substituted naphthyl group for R 19 include 1-naphthyl group, 2-methyl-1-naphthyl group, 3-methyl-1-naphthyl group, 4-methyl-1-naphthyl group, 4-methyl-1-naphthyl group, 5-methyl-1-naphthyl group, 6-methyl-1-naphthyl group, 7-methyl-1-naphthyl group, 8-methyl-1-naphthyl group, 2,3-dimethyl -1-naphthyl group, 2,4-dimethyl-1-naphthyl group, 2,5-dimethyl-1-naphthyl group, 2,6-dimethyl-1-naphthyl group, 2,7-dimethyl-1-naphthyl group, 2,8-dimethyl-1-naphthyl group, 3,4-dimethyl-1-naphthyl group, 3,5
  • alkoxyl group, alkoxyalkyl group, alkoxycarbonyl group, and alkoxycarbonyloxy group that are the substituents include the groups exemplified for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group.
  • Examples of the optionally substituted naphthyl group for R 19 in the above formula (9) include 1-naphthyl group, 1- (4-methoxynaphthyl) group, 1- (4-ethoxynaphthyl) group, 1- (4- n-propoxynaphthyl) group, 1- (4-n-butoxynaphthyl) group, 2- (7-methoxynaphthyl) group, 2- (7-ethoxynaphthyl) group, 2- (7-n-propoxynaphthyl) group 2- (7-n-butoxynaphthyl) group and the like are preferable.
  • the divalent group having 2 to 10 carbon atoms formed by bonding two R 19 to each other includes a 5-membered or 6-membered ring together with the sulfur atom in the above formula (9), particularly preferably a 5-membered ring.
  • the group which forms the ring namely, tetrahydrothiophene ring
  • the substituent for the divalent group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an alkoxyl group, an alkoxyalkyl group, an alkoxy group exemplified as the substituent for the phenyl group and the alkyl-substituted phenyl group.
  • Examples thereof include a carbonyl group and an alkoxycarbonyloxy group.
  • R 19 in the formula (9) a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a 4-methoxyphenyl group, a 1-naphthyl group, and two R 19 are bonded to each other to form a tetrahydrothiophene ring structure together with a sulfur atom.
  • a divalent group or the like is preferable.
  • Preferred cation sites of the above formula (9) include triphenylsulfonium cation, tri-1-naphthylsulfonium cation, tri-tert-butylphenylsulfonium cation, 4-fluorophenyl-diphenylsulfonium cation, di-4-fluorophenyl- Phenylsulfonium cation, tri-4-fluorophenylsulfonium cation, 4-cyclohexylphenyl-diphenylsulfonium cation, 4-methanesulfonylphenyl-diphenylsulfonium cation, 4-cyclohexanesulfonyl-diphenylsulfonium cation, 1-naphthyldimethylsulfonium cation, 1- Naphthyl diethylsulfonium cation, 1- (4-hydroxynaphthalen-1-
  • X ⁇ in the above formula (9) represents an anion represented by the above formula (10-1), formula (10-2), formula (10-3) or formula (10-4).
  • the C n F 2n group is a perfluoroalkylene group having n carbon atoms, but this group can be linear or branched.
  • n is preferably 1, 2, 4 or 8.
  • the optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms for R 20 is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group, or a bridged alicyclic hydrocarbon group.
  • the alkyl group containing a linear or branched fluorine atom having 1 to 10 carbon atoms independently of each other in R 21 is trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, heptafluoropropyl group, nonafluorobutyl group, dodeca A fluoropentyl group, a perfluorooctyl group, etc. can be mentioned.
  • Examples of the group containing two R 21 bonded to each other and containing a divalent fluorine atom having 2 to 10 carbon atoms include tetrafluoroethylene group, hexafluoropropylene group, octafluorobutylene group, decafluoropentylene group, A decafluorohexylene group etc. can be mentioned.
  • Preferred anion sites of the above formula (9) include trifluoromethanesulfonate anion, perfluoro-n-butanesulfonate anion, perfluoro-n-octanesulfonate anion, 2- (bicyclo [2.2.1] hepta-2- Yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate anion, 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -1,1-difluoroethanesulfonate anion, 1-adamantylsulfonate anion and Examples thereof include anions represented by formulas (11-1) to (11-7).
  • the acid generator (B1) is given by the combination of cation and anion exemplified above, but the combination is not particularly limited.
  • the acid generator (B1) may be used alone or in combination of two kinds. Even if the above is mixed, it can be used.
  • a radiation sensitive acid generator other than the said acid generator (B1) which can be used as a radiation sensitive acid generator in this invention, for example.
  • onium salt compounds examples include iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like.
  • Specific examples of the onium salt compound include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, and diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hepta-2.
  • halogen-containing compound examples include haloalkyl group-containing hydrocarbon compounds and haloalkyl group-containing heterocyclic compounds.
  • halogen-containing compounds include (trichloromethyl) such as phenylbis (trichloromethyl) -s-triazine, 4-methoxyphenylbis (trichloromethyl) -s-triazine, 1-naphthylbis (trichloromethyl) -s-triazine. ) -S-triazine derivatives and 1,1-bis (4-chlorophenyl) -2,2,2-trichloroethane.
  • diazo ketone compounds examples include 1,3-diketo-2-diazo compounds, diazobenzoquinone compounds, diazonaphthoquinone compounds, and the like.
  • Specific examples of the diazo ketone include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride, and 1,2-naphthoquinonediazide of 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone.
  • sulfone compounds include ⁇ -ketosulfone, ⁇ -sulfonylsulfone, and ⁇ -diazo compounds of these compounds.
  • Specific examples of the sulfone compound include 4-trisphenacylsulfone, mesitylphenacylsulfone, bis (phenylsulfonyl) methane, and the like.
  • sulfonic acid compounds include alkyl sulfonic acid esters, alkyl sulfonic acid imides, haloalkyl sulfonic acid esters, aryl sulfonic acid esters, and imino sulfonates.
  • sulfonic acid compound examples include benzoin tosylate, pyrogallol tris (trifluoromethanesulfonate), nitrobenzyl-9,10-diethoxyanthracene-2-sulfonate, trifluoromethanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept- 5-ene-2,3-dicarbodiimide, nonafluoro-n-butanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, perfluoro-n-octanesulfonylbicyclo [2.2 .1] Hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonylbicyclo [2.2.
  • the total amount of the acid generator (B1) and the other acid generator used is 100 parts by mass of the resin (A) from the viewpoint of ensuring the sensitivity and developability as a resist.
  • the amount is preferably 0.1 to 20 parts by mass, and more preferably 0.5 to 10 parts by mass. In this case, if the total amount used is less than 0.1 parts by mass, the sensitivity and developability tend to decrease. On the other hand, if it exceeds 20 parts by mass, the transparency to radiation decreases and a rectangular resist pattern is obtained. It tends to be difficult.
  • the usage-amount of another acid generator is 80 mass% or less with respect to the sum total of an acid generator (B1) and another acid generator, and it is further 60 mass% or less. preferable.
  • the radiation-sensitive resin composition of the present invention may further contain a nitrogen-containing compound (C) in addition to the resin (A) and the radiation-sensitive acid generator (B) described so far.
  • This nitrogen-containing compound (C) controls the diffusion phenomenon in the resist film of the acid generated from the acid generator upon exposure, and suppresses an undesirable chemical reaction in the non-exposed region. That is, this nitrogen-containing compound (C) functions as an acid diffusion controller.
  • the storage stability of the resulting radiation-sensitive resin composition is improved, the resolution as a resist is further improved, and from exposure to heat treatment after exposure.
  • the change in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) of the resist can be suppressed, and a composition having extremely excellent process stability can be obtained.
  • nitrogen-containing compound (C) for example, a nitrogen-containing compound (c1) represented by the following formula (12) can be suitably used.
  • R 22 and R 23 are each independently a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group or an aralkyl group, Alternatively, R 22 or R 23 may be bonded to each other to form a divalent saturated or unsaturated hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms or a derivative thereof together with the carbon atom to which each is bonded.
  • Examples of the nitrogen-containing compound (c1) represented by the above formula (12) include Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxy.
  • the nitrogen-containing compound (C) in addition to the nitrogen-containing compound (c1) represented by the above formula (12), for example, a tertiary amine compound, a quaternary ammonium hydroxide compound, a photodegradable base compound And other nitrogen-containing heterocyclic compounds.
  • tertiary amine compounds include triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octyl.
  • Tri (cyclo) alkylamines such as amine, cyclohexyldimethylamine, dicyclohexylmethylamine, tricyclohexylamine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methyl Aromatic amines such as aniline, 4-nitroaniline, 2,6-dimethylaniline, 2,6-diisopropylaniline; alkanolamines such as triethanolamine, N, N-di (hydroxyethyl) aniline; N, N , N ', N'-Tetramethylethylenedi N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzenetetramethylenediamine, bis (2- Examples thereof include dimethylaminoethyl) ether and bis (2-diethylamino
  • the photodegradable base compound is an onium salt compound that decomposes by exposure and loses basicity as acid diffusion controllability.
  • an onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the following formula (13-1) and an iodonium salt compound represented by the following formula (13-2).
  • R 24 to R 28 in the above formulas (13-1) and (13-2) each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom.
  • Z ⁇ represents OH ⁇ , R—COO ⁇ , R—SO 3 ⁇ (wherein R represents an alkyl group, an aryl group, or an alkanol group), or an anion represented by the following formula (14) .
  • sulfonium salt compound and the iodonium salt compound include triphenylsulfonium hydroxide, triphenylsulfonium acetate, triphenylsulfonium salicylate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium hydroxide, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium acetate.
  • Diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium salicylate bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hydroxide, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hydroxide, Bis (4-t-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium salicylate, 4-t Butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium hydroxide, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium acetate, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) Examples thereof include iodonium 10-camphor sulfonate, diphenyl iodonium 10-camphor sulfonate, triphenyl sulfonium 10-
  • nitrogen-containing heterocyclic compound examples include pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine.
  • Pyridines such as nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxyquinoline, acridine; piperazines such as piperazine, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, pyrazine, pyrazole, Pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, 3-piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4-methylmorpholine, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, imidazole 4-methylimidazole, 1 Benzyl-2-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, and 2-phenylbenzimidazole, and the like.
  • nitrogen-containing compounds (C) can be used alone or in admixture of two or more.
  • the content ratio of the nitrogen-containing compound (C) is less than 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (A) from the viewpoint of ensuring high sensitivity as a resist. Preferably, it is less than 5 parts by mass. In this case, when the content ratio of the nitrogen-containing compound (C) exceeds 10 parts by mass, the sensitivity as a resist tends to be remarkably lowered. In addition, if the content rate of a nitrogen-containing compound (C) is less than 0.001 mass part, there exists a possibility that the pattern shape and dimension fidelity as a resist may fall depending on process conditions.
  • Additive (D) In the radiation-sensitive resin composition of the present invention, a fluorine-containing resin additive (d1), an alicyclic skeleton-containing additive (d2), a surfactant (d3), and a sensitizer (d4) are optionally included. Etc. Various additives (D), such as, can be mix
  • the fluorine-containing resin additive (d1) exhibits an effect of developing water repellency on the resist film surface particularly in immersion exposure, suppresses the elution of components from the resist film to the immersion liquid, and immersion exposure by high-speed scanning. This is a component that has the effect of suppressing immersion-derived defects such as watermark defects without leaving droplets even if the above is performed.
  • the structure of the fluorine-containing resin additive (d1) is not particularly limited except that it contains one or more fluorine atoms.
  • a fluorine-containing resin additive (d1-2) which is itself soluble in a developer and increases alkali solubility by the action of an acid.
  • a fluorine-containing resin additive (d1-3) which is insoluble in the developer itself and becomes alkali-soluble by the action of alkali.
  • a fluorine-containing resin additive (d1-4) which is itself soluble in a developer and whose alkali solubility is increased by the action of alkali.
  • the above-mentioned fluorine-containing resin additive (d1) preferably contains at least one repeating unit selected from the group consisting of the other repeating units (A5) and the following fluorine-containing repeating units. Further containing at least one repeating unit selected from the group consisting of the repeating units (A1) to (A3), the other repeating units (A4), (A7), (A8), and the other repeating units. More preferably.
  • fluorine-containing repeating unit examples include trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, perfluoroethyl (meth) acrylate, perfluoro n-propyl (meth) acrylate, Perfluoro i-propyl (meth) acrylate, perfluoro n-butyl (meth) acrylate, perfluoro i-butyl (meth) acrylate, perfluoro t-butyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexyl (meth) acrylate, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) pentyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) hex (Meth) acrylate
  • Preferred examples of the fluorine-containing resin additive (d1) include polymers having repeating units represented by the following formulas (15-1) to (15-6).
  • R 29 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
  • the alicyclic skeleton-containing additive (d2) as the additive (D) is a component having an action of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to the substrate, and the like.
  • Examples of such alicyclic skeleton-containing additive (d2) include 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, 1-adamantanecarboxylate t-butyl, 1-adamantanecarboxylate t-butoxycarbonylmethyl, 1 -Adamantanecarboxylic acid ⁇ -butyrolactone ester, 1,3-adamantane dicarboxylate di-t-butyl, 1-adamantane acetate t-butyl, 1-adamantane acetate t-butoxycarbonylmethyl, 1,3-adamantane diacetate di-t -Adamantane derivatives such as butyl, 2,5-dimethyl-2,5-di (adamantylcarbony
  • dodecane 2-hydroxy-9-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane, and the like.
  • These alicyclic skeleton-containing additives (d2) can be used alone or in admixture of two or more.
  • the surfactant (d3) as the additive (D) is a component that exhibits an effect of improving coatability, striation, developability and the like.
  • surfactant (d3) examples include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, In addition to nonionic surfactants such as polyethylene glycol dilaurate and polyethylene glycol distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no.
  • the sensitizer (d4) as the additive (D) absorbs radiation energy and transmits the energy to the acid generator (B), thereby increasing the amount of acid generated. It has the effect of improving the apparent sensitivity of the radiation sensitive resin composition.
  • Examples of such a sensitizer (d4) include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines and the like. These sensitizers (d3) can be used alone or in admixture of two or more.
  • the additive (D) at least one selected from the group consisting of dyes, pigments, and adhesion assistants can also be used.
  • a dye or pigment as the additive (D)
  • the latent image in the exposed area can be visualized, and the influence of halation during exposure can be reduced.
  • substrate can be improved by using an adhesion assistant as an additive (D).
  • additives other than the above include alkali-soluble resins, low-molecular alkali solubility control agents having an acid-dissociable protecting group, antihalation agents, storage stabilizers, antifoaming agents, and the like.
  • each additive demonstrated so far may be used independently as needed, and may be used in combination of 2 or more types.
  • the solvent (E) is not particularly limited as long as the solvent can dissolve the resin (A) and the radiation sensitive acid generator (B).
  • a radiation sensitive resin composition further contains a nitrogen containing compound (C) and an additive (D)
  • the solvent (E) include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-i-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether acetate.
  • Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol mono-i-butyl ether acetate, propylene glycol mono-sec-butyl ether acetate, propylene glycol mono-t-butyl ether acetate; cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, isophorone, etc.
  • Cyclic ketones 2-butanone, 2-pentanone, 3-methyl-2-butanone, 2-hexanone, 4-methyl-2-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 3,3-dimethyl-2-butanone Linear or branched ketones such as 2-heptanone and 2-octanone; methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, n-propyl 2-hydroxypropionate, i-hydroxy-2-hydroxypropionate Alkyl 2-hydroxypropionates such as propyl, n-butyl 2-hydroxypropionate, i-butyl 2-hydroxypropionate, sec-butyl 2-hydroxypropionate, t-butyl 2-hydroxypropionate; 3-methoxy Methyl propionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropyl Methyl acid, ethyl 3-ethoxypropionate and the like of 3-alkoxy propionic acid alkyl ethers other
  • n-propyl alcohol i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether , Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monoethyl Ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, toluene, xylene, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl eth
  • propylene glycol monoalkyl ether acetates particularly propylene glycol monomethyl ether acetate.
  • cyclic ketones linear or branched ketones, alkyl 2-hydroxypropionate, alkyl 3-alkoxypropionate, ⁇ -butyrolactone and the like are preferable. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.
  • Photoresist pattern formation method The radiation sensitive resin composition of the present invention is useful as a chemically amplified resist.
  • the resin component mainly the acid dissociable group in the resin (A)
  • the resist is dissociated by the action of the acid generated from the acid generator by exposure to generate a carboxyl group.
  • the resist The solubility of the exposed portion in the alkaline developer is increased, and the exposed portion is dissolved and removed by the alkaline developer to obtain a positive photoresist pattern.
  • step (1) a step of forming a photoresist film on a substrate using the radiation-sensitive resin composition of the present invention (hereinafter referred to as “photoresist pattern”) (Sometimes referred to as “step (1)”), and (2) a step of exposing the formed photoresist film to radiation through a mask having a predetermined pattern, possibly via an immersion medium, and exposing. (Hereinafter sometimes referred to as “step (2)”) and (3) a step of developing the exposed photoresist film to form a photoresist pattern (hereinafter also referred to as “step (3)”). And.
  • an immersion-insoluble immersion protective film is formed before the step (2) in order to protect the direct contact between the immersion liquid and the resist film as necessary. It can be provided on the membrane.
  • a solvent peeling type immersion protective film disclosed in, for example, JP-A-2006-227632 or the like, which is peeled off by a solvent before the above step (3), or a process is used.
  • a developer peeling type immersion protective film which peels off at the same time as the development of (3), for example, disclosed in WO2005-069096 and WO2006-035790, but is not particularly limited. However, considering the throughput and the like, it is generally preferable to use the latter developer-peeling type immersion protective film.
  • the resin composition solution obtained by dissolving the radiation-sensitive resin composition of the present invention in a solvent is applied by appropriate application means such as spin coating, cast coating, roll coating, etc.
  • a photoresist film is formed by applying on a substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with silicon dioxide.
  • the solvent in the coating film is volatilized by pre-baking (PB) to form a resist film. Is done.
  • the thickness of the resist film is not particularly limited, but is preferably 50 to 3,000 nm, and more preferably 50 to 1,000 nm.
  • the prebaking heating conditions vary depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but are preferably about 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C.
  • an organic or inorganic antireflection film can be formed on a substrate to be used.
  • a protective film can be provided on the photoresist film as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-188598. Further, the above-described immersion protective film can be provided on the photoresist film.
  • the photoresist film formed in the step (1) is irradiated with radiation through an immersion medium such as water depending on the case to expose the photoresist film.
  • radiation is irradiated through a mask having a predetermined pattern.
  • the radiation visible light, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, charged particle beams, and the like are appropriately selected and used depending on the type of acid generator used.
  • Far ultraviolet rays represented by a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) are preferable, and an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) is particularly preferable.
  • exposure conditions are suitably selected according to the compounding composition of a radiation sensitive resin composition, the kind of additive, etc.
  • PEB post-exposure bake
  • the heating conditions for PEB vary depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but are preferably 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 170 ° C.
  • a predetermined photoresist pattern is formed by developing the exposed photoresist film.
  • the developer used for this development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, and di-n-propyl.
  • alkaline aqueous solution in which at least one alkaline compound such as [4.3.0] -5-nonene is dissolved is preferable.
  • concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 10% by mass or less. For example, if the concentration of the alkaline aqueous solution exceeds 10% by mass, the unexposed area may be dissolved in the developer, which is not preferable.
  • an organic solvent may be added to the developer using the alkaline aqueous solution described above.
  • the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl Alcohols such as alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol and 1,4-hexanedimethylol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane And esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and i-amyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and
  • organic solvents can be used alone or in admixture of two or more.
  • the amount of the organic solvent used is preferably 100 parts by volume or less with respect to 100 parts by volume of the alkaline aqueous solution. In this case, when the proportion of the organic solvent exceeds 100 parts by volume, the developability is lowered, and there is a possibility that the development residue in the exposed part increases.
  • An appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer composed of the alkaline aqueous solution.
  • After developing with the developing solution which consists of alkaline aqueous solution generally it wash
  • the 13 C-NMR analysis of each polymer was measured using a trade name “JNM-EX270” manufactured by JEOL Ltd.
  • [Remaining ratio of low molecular weight components] Using the trade name “Intersil ODS-25 ⁇ m column” (4.6 mm ⁇ ⁇ 250 mm) manufactured by GL Sciences Inc., under the analysis conditions of flow rate: 1.0 ml / min, elution solvent: acrylonitrile / 0.1% phosphoric acid aqueous solution , Measured by high performance liquid chromatography (HPLC).
  • the low molecular weight component is a component mainly composed of a monomer, more specifically a component having a molecular weight of less than 1,000, preferably a component having a molecular weight equal to or less than that of the trimer.
  • the resist film was exposed through the mask pattern using an ArF excimer laser exposure apparatus (trade name “NSR S306C”, manufactured by Nikon, illumination condition: NA 0.78 sigma 0.93 / 0.69). Then, after baking (PEB) under the conditions shown in Table 3, it was developed with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C. for 30 seconds, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. Formed. In the obtained resist film, the exposure amount (mJ / cm 2 ) when a resist pattern having a line width of 90 nm and a distance between the lines of 90 nm (line and space is 1: 1) is formed. ) was the optimum exposure.
  • sensitivity (1) (mJ / cm 2 )
  • Table 4 The optimum exposure amount was evaluated as sensitivity (shown as “sensitivity (1) (mJ / cm 2 )” in Table 4).
  • a scanning electron microscope (trade name “S-9380”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for the measurement of the line width and the distance between the lines.
  • PEB temperature dependence Observation of a 90 nm line-and-space pattern resolved at the optimum exposure for evaluation of sensitivity (1) above, using a scanning electron microscope (trade name “S-9380”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) Regarding the line width when observed from above, the difference between the line width when PEB is performed under the conditions shown in Table 3 and the line width at the optimum exposure amount when the PEB temperature is changed by ⁇ 2 ° C.
  • the amount of change when measured and divided by the temperature difference was defined as PEB temperature dependency (nm / ° C.). The case where the PEB temperature dependency was less than 3 nm / ° C. was determined as “good”, and the case where it was 3 nm / ° C.
  • the line width at the maximum exposure amount at which the resist pattern is not confirmed to be collapsed is defined as the dimension (nm) before the minimum collapse, and is used as an index of pattern collapse resistance. The smaller the line width, the better.
  • the measurement before the minimum collapse (nm) was performed using a scanning electron microscope (trade name “S-9380”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). [Blob defect]: First, using a trade name “CLEAN TRACK ACT8” (manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.), an 8-inch silicon wafer subjected to HMDS (hexamethyldisilazane) treatment at 100 ° C. for 60 seconds was prepared.
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • the radiation-sensitive resin composition prepared in each example and comparative example was spin-coated, and baked (PB) under the conditions shown in Table 3 to form a resist film having a thickness of 120 nm. . Thereafter, the above sensitivity is applied to the resist film through a rubbing glass on which no mask pattern is formed, using an ArF excimer laser exposure apparatus (trade name “NSR S306C”, manufactured by Nikon, illumination condition: NA 0.78 sigma 0.85). The exposure was performed at the optimum exposure amount in (1). Next, after performing PEB under the conditions shown in Table 3, development with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C.
  • blob defects A substrate was made.
  • the blob defect evaluation substrate was measured under the trade name “KLA2351” (manufactured by KLA Tencor) to measure blob defects.
  • KLA2351 manufactured by KLA Tencor
  • the evaluation of the blob defect was “good” when the number of detected blob defects was 200 or less, and “bad” when the number of blob defects exceeded 200.
  • a trade name “NFC TCX041” (trade name “CLEAN TRACK ACT12”) is formed on this resist film.
  • JSR Co. was spin-coated and baked at 90 ° C./60 seconds to form a 90 nm immersion protective film.
  • Example 1 Resin (AI-1) 30.46 g (50 mol%) of the monomer (M-1) and 19.54 g (50 mol%) of the monomer (M-2) are dissolved in 100 g of 2-butanone, and further, azo is used as an initiator. A monomer solution charged with 1.91 g (5 mol%) of bisisobutyronitrile was prepared. Next, 50 g of 2-butanone was charged into a 500 ml three-necked flask equipped with a thermometer and a dropping funnel, and the inside of the three-necked flask was purged with nitrogen for 30 minutes. After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C.
  • This copolymer had an Mw of 6,930 and an Mw / Mn of 1.61, and as a result of 13 C-NMR analysis, the monomer (M-1) and the monomer (M-2) The content rate of each derived repeating unit was 50.9: 49.1 (mol%). Moreover, the residual ratio of the low molecular weight component in this copolymer was 0.04% by mass. The measurement results are shown in Table 2.
  • Resins (AI-2) to (AI-8) were synthesized in the same manner as in Example 1 except that the formulation shown in Table 1 was used.
  • AIBN represents azobisisobutyronitrile
  • MAIB represents dimethyl-2,2′-azoisobutyrate.
  • the ratio (mol%) of each repeating unit by 13 C-NMR analysis, yield (%), Mw, dispersity Table 2 shows the measurement results of (Mw / Mn) and the residual ratio (mass%) of the low molecular weight component.
  • Table 3 shows the compositions of the radiation-sensitive resin compositions prepared in each Example and Comparative Example, and pre-exposure and post-exposure heating conditions (PB and PEB). Further, each component (radiation sensitive acid generator (B) constituting the radiation sensitive resin composition other than the resins (AI-1) to (AI-8) synthesized in the above examples and comparative examples. ), Nitrogen-containing compound (C), additive (D) and solvent (E)) are shown below.
  • D-1) Lithocholic acid t-butoxycarbonylmethyl
  • D-2 Copolymer of methacrylic acid 2,2,2-trifluoroethyl ester and methacrylic acid 1-ethylcyclohexyl ester (methacrylic acid 2,2 , 2-trifluoroethyl ester and methacrylic acid 1-ethylcyclohexyl ester are charged at a molar ratio of 30:70, final composition ratio is 29.5: 70.5, Mw is 7,300, and Mw / Mn is 1.60)
  • D-3) 4- [2-hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ethyl] tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ]
  • Example 8 8. 100 parts by mass of the resin (AI-1) obtained in Example 1, 4-cyclohexylphenyl / diphenylsulfonium / nonafluoro-n-butanesulfonate (B-1) as a radiation sensitive acid generator (B) 6 parts by mass, 1.05 parts by mass of Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine (C-1) as a nitrogen-containing compound (C) were mixed, and propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent (E) was mixed with this mixture (E-1) 1400 parts by mass and cyclohexanone (E-2) 600 parts by mass are added, and the mixture is dissolved to obtain a mixed solution. The obtained mixed solution is filtered through a filter having a pore size of 200 nm to detect radiation. A functional resin composition was prepared. Table 3 shows the formulation of the radiation sensitive resin composition.
  • Examples 9 to 16 and Comparative Example 2 Radiation-sensitive resin compositions (Examples 9 to 16 and Comparative Example 2) were obtained in the same manner as in Example 8, except that each component for preparing the radiation-sensitive resin composition was changed as shown in Table 3. It was. With respect to the obtained radiation sensitive resin compositions of Examples 9 to 16 and Comparative Example 2, the sensitivity (1), resolution (1), pattern cross-sectional shape (1), PEB temperature dependency, LWR (line) Roughness characteristics), minimum pre-collapse dimensions, and blob defects were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Example 17 Resin (A-II-1) 49.95 g (40 mol%) of the monomer (M-1), 32.03 g (40 mol%) of the monomer (M-3), and 6.20 g of the monomer (M-4). (10 mol%) was dissolved in 200 g of 2-butanone, and a monomer solution was prepared by adding 3.91 g of azobisisobutyronitrile as an initiator. Next, 11.82 g (10 mol%) of the monomer (M-2) and 100 g of 2-butanone were charged into a 500 ml three-necked flask equipped with a dropping funnel. Purge with nitrogen for 30 minutes. After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C.
  • This copolymer has Mw of 6,620 and Mw / Mn of 1.51, and as a result of 13 C-NMR analysis, the repeating unit derived from the monomer (M-1), the monomer ( The content of the repeating unit derived from M-4), the repeating unit derived from the monomer (M-2), and the repeating unit derived from the monomer (M-3) was 40.2: 10.1. : 9.7: 40.0 (mol%). Moreover, the residual ratio of the low molecular weight component in this copolymer was 0.04% by mass. Table 7 shows the measurement results.
  • Example 18 and Comparative Examples 3 and 4 Resin (A-II-2) and Resin (A-II-3), (A-II-4) Resins (A-II-2) to (A-II-4) were synthesized in the same manner as in Example 17 except that the formulation shown in Table 6 was used. Further, with respect to the obtained resins (A-II-1) to (A-II-4), the ratio (mol%) of each repeating unit by 13 C-NMR analysis, yield (%), Mw, dispersity Table 7 shows the measurement results of (Mw / Mn) and the content (mass%) of the low molecular weight component.
  • Example 19 100 parts by mass of the resin (A-II-1) obtained in Example 17, 7.0 parts by mass of triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (B-2) as the radiation-sensitive acid generator (B), 2.0 parts by mass of 1- (4-n-butoxynaphthyl) tetrahydrothiophenium / nonafluoro-n-butanesulfonate (B-3), Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine as nitrogen-containing compound (C) (C-1) 1.53 parts by mass is mixed, and 1540 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate (E-1), 660 parts by mass of cyclohexanone (E-2), and ⁇ - 30 parts by weight of butyrolactone (E-3) was added to dissolve the above mixture to obtain a mixed solution, and the resulting mixed solution having a pore size of 200 nm
  • a radiation sensitive resin composition was prepared by filtration through a filter
  • Table 8 shows the formulation of the radiation sensitive resin composition.
  • the obtained radiation sensitive resin composition of Example 19 was evaluated for the sensitivity, resolution, pattern cross-sectional shape, LWR (line roughness characteristics), minimum dimension before collapse, and blob defect described above.
  • Table 9 shows the evaluation results.
  • Example 20 Comparative Example 5 and Comparative Example 6 Except having changed each component which prepares a radiation sensitive resin composition as shown in Table 8, it is the same as that of Example 19, and the radiation sensitive resin composition (Example 20, the comparative example 5, and comparison) Example 6) was obtained.
  • the radiation-sensitive resin compositions of Example 20, Comparative Example 5 and Comparative Example 6 the sensitivity, resolution, cross-sectional shape of the pattern, LWR (line roughness characteristics), minimum dimension before collapse, and blob defect were evaluated. I did it. Table 9 shows the evaluation results.
  • Example 21 Resin (A-III-1) 40.66 g (40 mol%) of the monomer (M-1), 24.72 g (15 mol%) of the monomer (M-11), and 34.62 g of the monomer (M-6) (45 mol%) was dissolved in 200 g of 2-butanone, and a monomer solution was prepared by adding 5.27 g of dimethylazobisisobutyrate as an initiator. Next, 100 g of 2-butanone was charged into a 500 ml three-necked flask equipped with a dropping funnel, and the inside of this three-necked flask was purged with nitrogen for 30 minutes. After purging with nitrogen, the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C.
  • This copolymer had Mw of 7,310 and Mw / Mn of 1.69, and as a result of 13 C-NMR analysis, the repeating unit derived from the monomer (M-1) and the monomer ( The content of the repeating unit derived from M-11) and the repeating unit derived from the monomer (M-6) was 40.3: 15.1: 44.6 (mol%). Moreover, the residual ratio of the low molecular weight component in this copolymer was 0.04% by mass. Table 11 shows the measurement results.
  • Example 22 and Comparative Examples 7 and 8 Resin (A-III-2), (A-III-3), (A-III-4) Resins (A-III-2), (A-III-3) and (A-III-4) were synthesized in the same manner as in Example 21 except that the formulation shown in Table 10 was used. In addition, the ratio of each repeating unit (mol%), yield (%), Mw, dispersity (Mw / Mn), and content of low molecular weight components (mass by mass) of the obtained resin by 13 C-NMR analysis %) Are shown in Table 11.
  • Example 23 10 parts by mass of the resin (A-III-1) obtained in Example 21, 90 parts by mass of the resin (A-III-2) obtained in Example 22, and 1-as the radiation-sensitive acid generator (B) 4.0 parts by mass of (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium / nonafluoro-n-butanesulfonate (B-3), triphenylsulfonium / nonafluoro-n-butanesulfonate (B-2) 1 1.0 part by mass, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium, 1,1,2,2-tetrafluoro-2- (norbornan-2-yl) ethanesulfonate (B-4 2.0 parts by mass, 0.72 parts by mass of Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole (C-1) as the nitrogen-containing compound (C), and 4- [2-hydride as the additive (D) Car
  • Comparative Example 9 A radiation-sensitive resin composition (Comparative Example 9) was obtained in the same manner as in Example 23 except that each component for preparing the radiation-sensitive resin composition was changed as shown in Table 12. The obtained radiation-sensitive resin composition of Comparative Example 9 was evaluated for sensitivity, resolution, pattern cross-sectional shape, LWR (line roughness characteristic), minimum dimension before collapse, and blob defect. The evaluation results are shown in Table 13.
  • Example 24 Resin (A-IV-1) Monomer (M-1) 42.04 g (40 mol%), monomer (M-6) 42.26 g (45 mol%), and monomer (M-12) 15.70 g (15 mol) %) was dissolved in 200 g of 2-butanone, and 4.61 g of dimethylazobisisobutyrate was added, and the resulting monomer solution was placed in a dropping funnel. A 500 mL three-necked flask containing 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes. After purging with nitrogen, 2-butanone was heated to 80 ° C.
  • the monomer solution was dropped from the dropping funnel at a rate of 1.9 ml / min, and the reaction was allowed to proceed for 6 hours from the start of dropping.
  • the reaction solution cooled to 30 ° C. or less by water cooling was put into 1500 g of n-heptane to precipitate a white powder.
  • the precipitated white powder was collected by filtration, slurried with 300 g of n-heptane and washed twice. After filtration, it was dried under vacuum at 60 ° C. for 17 hours to obtain 76 g of a white powdery resin (A-IV-1). The yield was 76%.
  • Mw of the obtained resin (A-IV-1) was 7,250, and Mw / Mn was 1.69. Further, as a result of 13 C-NMR analysis, the repeating unit derived from the monomer (M-1), the repeating unit derived from the monomer (M-6), and the monomer (M-12) The content ratio of the repeating units was 40.2 / 45.0 / 14.8 (molar ratio). Furthermore, the content rate of the low molecular weight component derived from a monomer was 0.04 mass%.
  • Example 25 Comparative Examples 10 and 11: Resin (A-IV-2), Resin (A-IV-3), Resin (A-IV-4) Resins (A-IV-2), resins (A-IV-3) and (A-IV-4) were synthesized in the same manner as in Example 24 except that the formulation shown in Table 14 was used.
  • the yields of the obtained resin (A-IV-2), resin (A-IV-3) and (A-IV-4) are shown in Table 14, and the ratio of each repeating unit by 13 C-NMR analysis is shown in Table 14.
  • Table 15 shows the measurement results of (mol%), Mw, dispersity (Mw / Mn), and content (mass%) of the low molecular weight component.
  • Example 26 50 parts by mass of the polymer (A-IV-1) obtained in Example 24, 50 parts by mass of the polymer (A-IV-2) obtained in Example 25, a radiation-sensitive acid generator (B) 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (B-1) 2.0 parts by mass, triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluoro-2- (norbornan-2-yl) ethane 2.0 parts by mass of sulfonate (B-7) and 0.23 parts by mass of Nt-butoxycarbonylpyrrolidine (C-3) as a nitrogen-containing compound (C) were mixed, and propylene as a solvent (E) was mixed with this mixture.
  • B radiation-sensitive acid generator
  • Comparative Example 12 A radiation-sensitive resin composition (Comparative Example 12) was obtained in the same manner as in Example 26 except that each component for preparing the radiation-sensitive resin composition was changed as shown in Table 16. The obtained radiation-sensitive resin composition of Comparative Example 12 was evaluated for sensitivity, resolution, pattern cross-sectional shape, LWR (line roughness characteristic), minimum dimension before collapse, and blob defect. The evaluation results are shown in Table 17.
  • Example 27 Resin (A1-1) 27.51 g (50 mol%) of the monomer (M-1), 5.29 g (15 mol%) of the monomer (M-3), 17.20 g (35 of the monomer (M-6))
  • the monomer solution was prepared by dissolving 1.72 g (5 mol%) of azobisisobutyronitrile (indicated as “AIBN” in Table 18) as an initiator. did.
  • 50 g of 2-butanone was charged into a 500 ml three-necked flask equipped with a thermometer and a dropping funnel, and the inside of the three-necked flask was purged with nitrogen for 30 minutes.
  • the inside of the three-necked flask was heated to 80 ° C. while stirring with a magnetic stirrer, and the monomer solution prepared in advance was maintained for 3 hours using a dropping funnel while maintaining the temperature. It was dripped over.
  • the polymerization reaction was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time.
  • the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or less by water cooling. After cooling, it was poured into 1000 g of methanol, and the precipitated white powder was filtered off. The filtered white powder was washed twice with 200 g of methanol as a slurry, filtered, and dried at 50 ° C.
  • This copolymer is referred to as “resin (A1-1)”.
  • This resin (A1-1) has an Mw of 6,350 and an Mw / Mn of 1.64, and as a result of 13 C-NMR analysis, a repeating unit derived from the monomer (M-1), a monomer
  • the content ratio of the repeating unit derived from (M-3) and the repeating unit derived from the monomer (M-6) was 50.5: 14.6: 34.9 (mol%).
  • the residual ratio of the low molecular weight component in this copolymer was 0.03% by mass. The measurement results are shown in Table 19.
  • Examples 28 to 30 and Comparative Examples 13 and 14 Resin (A1-2) and Resins (A2-1) to (A2-4) Resin (A1-2) and resins (A2-1) to (A2-4) were synthesized in the same manner as in Example 27 except that the formulation shown in Table 18 was used.
  • dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate (indicated as “MAIB” in Table 18) was used as an initiator.
  • MAIB dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate
  • Table 19 shows the measurement results.
  • Example 31 100 parts by mass of the resin (A1-1) obtained in Example 27, 5.0 parts by mass of the resin (A2-1) obtained in Example 29, and triphenylsulfonium. 7.0 parts by weight of nonafluoro-n-butanesulfonate (B-1) and 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate (B-2) 2.0 1.12 parts by mass of Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine (C-1) as a nitrogen-containing compound (C) was mixed, and this mixture was mixed with propylene glycol monomethyl ether acetate (S) as a solvent (E).
  • B-1 nonafluoro-n-butanesulfonate
  • B-2 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate
  • C-1 Nt
  • E-1) 1400 parts by mass, 600 parts by mass of cyclohexanone (E-2) and 30 parts by mass of ⁇ -butyrolactone (E-3) were added to dissolve the above mixture. Is allowed to obtain a mixed solution, the resulting mixture was filtered through a filter having a pore diameter of 200nm was prepared radiation-sensitive resin composition.
  • Table 20 shows the formulation of the radiation sensitive resin composition. About the obtained radiation sensitive resin composition of Example 31, the sensitivity (1), the resolution (1), the LWR (1), the sensitivity (2), the resolution (2), the LWR (2), the immersion described above. The exposure defect was evaluated. The evaluation results are shown in Table 21.
  • Examples 32-34 and Comparative Examples 15-18 A radiation-sensitive resin composition was obtained in the same manner as in Example 31 except that each component for preparing the radiation-sensitive resin composition was changed as shown in Table 20. With respect to the obtained radiation sensitive resin compositions of Examples 32 to 34 and Comparative Examples 15 to 18, the sensitivity (1), resolution (1), LWR (1), sensitivity (2), resolution (2) described above were used. ), LWR (2), and immersion exposure defects were evaluated. The evaluation results are shown in Table 21.
  • the radiation-sensitive resin composition of the present invention was excellent in sensitivity and resolution. It was also found that dry etching resistance (minimum collapse size), LWR characteristics, PEB temperature dependency, and the like were improved. Good results were also obtained for the cross-sectional shape of the pattern and blob defects.
  • the radiation-sensitive resin composition of the present invention is used in a lithography process, particularly a lithography process using an ArF excimer laser as a light source, and has a resolution performance in forming a fine pattern of 90 nm or less and also in an immersion exposure process. In addition to being excellent, it can be used as a chemically amplified resist having a small LWR, good PEB temperature dependency, excellent pattern collapse resistance, and excellent defectability.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

 解像性能に優れるだけでなく、LWRが小さく、PEB温度依存性が良好で、パターン倒れ耐性に優れ、且つ、低欠陥性、即ち欠陥性にも優れる感放射線性樹脂組成物を提供する。感放射線性樹脂組成物は、樹脂(A)と、感放射線性酸発生剤(B)とを含有し、樹脂(A)が式(1)で表される繰り返し単位(A1)と、酸解離性基を有する繰り返し単位とを有する重合体を含む。 式(1)において、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は炭素数1~12のアルキレン基または脂環式アルキレン基を表し、mは1~3の整数を表す。

Description

感放射線性樹脂組成物
 本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、その他のフォトリソグラフィー工程に使用される感放射線性樹脂組成物およびこの感放射線性樹脂組成物に樹脂成分として使用できる重合体に関する。更に詳しくは、波長220nm以下の遠紫外線などの露光光源、例えば、ArFエキシマレーザーや電子線などを光源とするフォトリソグラフィー工程に好適な感放射線性樹脂組成物に関する。
 化学増幅型感放射線性樹脂組成物は、KrFエキシマレーザーやArFエキシマレーザーに代表される遠紫外光等の放射線照射により露光部に酸を生成させ、この酸の作用により、露光部と未露光部におけるレジスト膜の現像液に対する溶解速度を変化させ、基板上にレジストパターンを形成させる樹脂組成物である。
 KrFエキシマレーザーを光源として用いる場合、248nm領域での吸収が小さい、ポリヒドロキシスチレンを基本骨格とする樹脂を主成分とした化学増幅型感放射線性樹脂組成物を使用することにより、高感度、高解像度、且つ良好なパターン形成の実現が可能となっている。
 一方、更なる微細加工へ向け、更に短波長の光源として、例えば、ArFエキシマレーザー(波長193nm)が用いられている。上記した芳香族基を有するポリヒドロキシスチレンのような単量体は、ArFエキシマレーザーの波長にあたる193nm領域に大きな吸収を示すため、光源としてArFエキシマレーザーを用いた場合にはレジストとして好適に使用することができないという問題があった。このため、193nm領域に大きな吸収を有さない脂環式炭化水素骨格を有する樹脂を含有する感放射線性樹脂組成物が、ArFエキシマレーザーを用いたリソグラフィー材料として用いられている。
 更に、上記脂環式炭化水素骨格を有する樹脂に、例えば、ラクトン骨格を有する繰り返し単位を含有することで、レジストとしての性能、具体的には、解像性能が飛躍的に向上することが見出されている(例えば、特許文献1~14参照)。
 例えば、特許文献1および2には、メバロニックラクトン骨格やγブチロラクトン骨格を有する繰り返し単位を含有する樹脂を用いた感放射線性樹脂組成物が記載され、また、特許文献3~14には、脂環式ラクトン骨格を有する繰り返し単位を含有する樹脂を用いた感放射線性樹脂組成物が記載されている。
 しかしながら、線幅90nm以下の更なる微細化に対応するためには、上記特許文献で示されているような単純に解像性能を向上させただけの感放射線性樹脂組成物では、現在のレジストにおける多様な要求性能を満足させることが困難となってきている。今後、更なる微細化が進むことで、解像性能だけでなく、現在実用化が進められている液浸露光工程においても好適に用いられ、例えば、低ラインウィデュスラフネス(Line Width Roughness、以下、「LWR」ということがある)、低欠陥性、低ポスト・エクスポージャー・ベーク(以下、「PEB」ということがある)温度依存性、パターン倒れ耐性等の多様な要求性能を満たす材料の開発が求められている。
 なお、欠陥性とは、フォトリソグラフィー工程における欠陥の生じ易さを示すものである。フォトリソグラフィー工程における欠陥とは、例えば、ウォーターマーク欠陥、ブロッブ欠陥、バブル欠陥等を挙げることができる。デバイス製造において、これらの欠陥が大量に発生した場合には、デイバスの歩留まりに大きな影響を与えることとなる。
 上記ウォーターマーク欠陥とは、レジストパターン上に液浸液の液滴痕が残る欠陥のことであり、また、上記ブロッブ欠陥とは、現像液に一度溶けた樹脂がリンスのショックで析出し、基板に再付着した欠陥のことである。更に、上記バブル欠陥とは、液浸露光時、液浸液が泡をかむことで光路が変化し、所望のパターンが得られない欠陥のことである。
特開平9-73173号公報 米国特許第6388101号明細書 特開2000-159758号公報 特開2001-109154号公報 特開2004-101642号公報 特開2003-113174号公報 特開2003-147023号公報 特開2002-308866号公報 特開2002-371114号公報 特開2003-64134号公報 特開2003-270787号公報 特開2000-26446号公報 特開2000-122294号公報 特許第3952946号公報
 本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、解像性能に優れるだけでなく、LWRが小さく、PEB温度依存性が良好で、パターン倒れ耐性に優れ、且つ、低欠陥性、即ち欠陥性にも優れた化学増幅型レジストとして有用な感放射線性樹脂組成物およびこの感放射線性樹脂組成物に樹脂成分として使用できる重合体の提供を目的とする。
 本発明者らは鋭意検討した結果、少なくとも特定の化学構造を有する2種類の繰り返し単位を含む重合体を樹脂成分として感放射線性樹脂組成物に用いることによって、上記課題を解決することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明の感放射線性樹脂組成物は、樹脂(A)と、感放射線性酸発生剤(B)とを含有する感放射線性樹脂組成物であって、樹脂(A)は、下記式(1)で表される繰り返し単位(A1)と、酸解離性基を有する繰り返し単位とを有する重合体を含むことを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式(1)において、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は炭素数1~12のアルキレン基または脂環式アルキレン基を表し、mは1~3の整数を表す。
 特に、酸解離性基を有する繰り返し単位が下記式(2)で表される繰り返し単位(A2)を含むことを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 式(2)において、R1は水素原子またはメチル基を表し、R3は炭素数1~4のアルキル基を表し、nは1~5の整数を表す。
 本発明の重合体は、上記感放射線性樹脂組成物に使用される重合体であって、上記繰り返し単位(A1)および酸解離性基を有する繰り返し単位を有する重合体を含み、重量平均分子量が1,000~100,000であることを特徴とする。
 本発明の感放射線性樹脂組成物は、式(1)で表される繰り返し単位(A1)および酸解離性基を有する繰り返し単位を含む重合体を樹脂成分として用いる。特に少なくとも特定の化学構造を有する2種類の繰り返し単位を含む重合体を樹脂成分として用いる。このため、本発明の感放射線性樹脂組成物は、解像性能に優れるだけでなく、LWRが小さく、PEB温度依存性が良好で、パターン倒れ耐性に優れ、且つ、低欠陥性、即ち、欠陥性にも優れた化学増幅型レジストとして好適に用いることができる。特に、本発明の感放射線性樹脂組成物は、ArFエキシマレーザーを光源とするリソグラフィー工程に用いられ、線幅90nm以下の微細パターンの形成において、また、液浸露光工程においても、化学増幅型レジストとしての優れた諸性能を示す。
典型的なウォーターマーク欠陥を示す図である。 典型的なバブル欠陥を示す図である。
 本発明の感放射線性樹脂組成物は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に属することが理解されるべきである。
 本発明の感放射線性樹脂組成物は、上記式(1)で表される繰り返し単位(A1)および酸解離性基を有する繰り返し単位を含む重合体を樹脂(A)と、感放射線性酸発生剤(B)とを含有する。また、窒素含有化合物(以下、「窒素含有化合物(C)」ともいう)、各種添加剤(以下、「添加剤(D)ともいう」)、溶剤(以下、「溶剤(E)」ともいう)等を更に含有したものであってもよい。以下、各成分について説明する。
樹脂(A):
 樹脂(A)は上記式(1)で表される繰り返し単位(A1)および酸解離性基を有する繰り返し単位を含む重合体である。
 式(1)におけるR2で表される炭素数1~12のアルキレン基は、直鎖状アルキレン基または分岐状アルキレン基であることが好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、n-ブチレン基、イソブチレン基等を挙げることができる。
 また、脂環式アルキレン基としては、単環式または架橋環式のいずれでもよく、例えば、1,4-シクロへキシレン基、1,3-シクロへキシレン基、1,2-シクロヘキシレン基、2,3-ビシクロ[2.2.1]ヘプチレン基、2.5-ビシクロ[2.2.1]ヘプチレン基、2,6-ビシクロ[2.2.1]ヘプチレン基、1,3-アダマンチレン基等を挙げることができる。
 これらの中で、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基が好ましい。
 本発明において各繰り返し単位は重合性不飽和結合を有する単量体を重合することで得られる。繰り返し単位(A1)を生成する単量体の好ましいものとしては、下記式(1-1)~(1-5)で表される単量体を挙げることができる。なお、下記式(1-1)~(1-5)中、R1は、上記式(1)と同様に、互いに独立して、水素原子またはメチル基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 上記(1-1)~(1-5)で表される単量体は、単独でも混合物でも使用できる。
 樹脂(A)に含まれる酸解離性基を有する繰り返し単位としては、上記繰り返し単位(A2)および下記繰り返し単位(A3)から選ばれた少なくとも1つの繰り返し単位が好ましい。中でも繰り返し単位(A2)を有すると、LWRに優れるため特に好ましい。
 繰り返し単位(A2)は上記式(2)で表される。
 式(2)におけるR3で表される炭素数1~4のアルキル基は、直鎖状アルキル基または分岐状アルキル基であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、t-ブチル基等を挙げることができる。
 繰り返し単位(A2)を生成する単量体の好ましいものとしては、nが1~5であることが好ましく、例えば、(メタ)アクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1-エチル-1-シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1-イソプロピル-1-シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸1-メチル-1-シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸1-エチル-1-シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸1-イソプロピル-1-シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸1-メチル-1-シクロヘプチルエステル、(メタ)アクリル酸1-エチル-1-シクロヘプチルエステル、(メタ)アクリル酸1-イソプロピル-1-シクロヘプチルエステル、(メタ)アクリル酸1-メチル-1-シクロオクチルエステル、(メタ)アクリル酸1-エチル-1-シクロオクチルエステル、(メタ)アクリル酸1-イソプロピル-1-シクロオクチルエステル等を挙げることができる。
 上記単量体は、単独でも混合物でも使用できる。
 繰り返し単位(A3)は、下記式(3-1)および下記式(3-2)から選ばれた少なくとも1つの式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 上記式(3-1)および式(3-2)において、R4は互い独立して、水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表す。
 上記式(3-1)におけるR5で表される炭素数1~4のアルキル基は、直鎖状アルキル基または分岐状アルキル基であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、t-ブチル基等を挙げることができる。
 式(3-2)におけるR6は、相互に独立に炭素数1~4のアルキル基を表し、そのアルキル基は、直鎖状アルキル基または分岐状アルキル基であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、t-ブチル基等を挙げることができる。
 繰り返し単位(A3)を生成する単量体の好ましいものとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2-メチルアダマンチル-2-イルエステル、(メタ)アクリル酸2-エチルアダマンチル-2-イルエステル、(メタ)アクリル酸2-n-プロピルアダマンチル-2-イルエステル、(メタ)アクリル酸2-イソプロピルアダマンチル-2-イルエステル、(メタ)アクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-エチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-メチルプロピルエステル、(メタ)アクリル酸1-(アダマンタン-1-イル)-1-エチルプロピルエステル等を挙げることができる。
 上記単量体は、単独でも混合物でも使用できる。
 樹脂(A)は、繰り返し単位(A1)と共に、繰り返し単位(A4)を含むことができる。繰り返し単位(A4)は下記式(4)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 上記式(4)において、R1は水素原子またはメチル基を表す。
 上記式(4)において、R7は水素原子、ヒドロキシル基またはアシル基を表す。R7のアシル基としては、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基等を挙げることができる。
 また、式(4)におけるpは1~18の整数であるが、1~10の整数であることが好ましく、1~5の整数であることが更に好ましい。
 繰り返し単位(A4)を生成する単量体としては、例えば、下記式(4-1)、および式(4-2)で表される単量体を挙げることができる。なお、下記式(4-1)および(4-2)中、R1は、上記式(1)と同様に、互いに独立して、水素原子、メチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 この繰り返し単位(A4)を与える単量体の好ましいものとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸i-ブチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル等を挙げることができる。
 樹脂(A)は、繰り返し単位(A1)と共に、繰り返し単位(A5)を含むことができる。繰り返し単位(A5)は下記式(5-1)または下記式(5-2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 上記式(5-1)および(5-2)において、R8は水素原子、炭素数1~4のアルキル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基を表す。
 上記式(5-1)におけるR9は、上記したように2価の鎖状または環状の炭化水素基であり、例えば、アルキレングリコール基、アルキレンエステル基であってもよい。好ましいR9としては、メチレン基、エチレン基、1,3-プロピレン基もしくは1,2-プロピレン基などのプロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、インサレン基、1-メチル-1,3-プロピレン基、2-メチル1,3-プロピレン基、2-メチル-1,2-プロピレン基、1-メチル-1,4-ブチレン基、2-メチル-1,4-ブチレン基、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、または、2-プロピリデン基等の飽和鎖状炭化水素基;1,3-シクロブチレン基などのシクロブチレン基、1,3-シクロペンチレン基などのシクロペンチレン基、1,4-シクロヘキシレン基などのシクロヘキシレン基、1,5-シクロオクチレン基などのシクロオクチレン基等の炭素数3~10のシクロアルキレン基などの単環式炭化水素環基;1,4-ノルボルニレン基もしくは2,5-ノルボルニレン基などのノルボルニレン基、1,5-アダマンチレン基、2,6-アダマンチレン基などのアダマンチレン基等の2~4環式炭素数4~30の炭化水素環基などの架橋環式炭化水素環基;等を挙げることができる。
 上記式(5-1)で表される繰り返し単位を生成する単量体の中で好ましいものとしては、(メタ)アクリル酸(1,1,1-トリフルオロ-2-トリフルオロメチル-2-ヒドロキシ-3-プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1-トリフルオロ-2-トリフルオロメチル-2-ヒドロキシ-4-ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1-トリフルオロ-2-トリフルオロメチル-2-ヒドロキシ-5-ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1-トリフルオロ-2-トリフルオロメチル-2-ヒドロキシ-4-ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2-{[5-(1',1',1'-トリフルオロ-2'-トリフルオロメチル-2'-ヒドロキシ)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル}エステル、(メタ)アクリル酸3-{[8-(1’,1’,1’-トリフルオロ-2’-トリフルオロメチル-2’-ヒドロキシ)プロピル]テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル}エステル、(メタ)アクリル酸4-{[9-(1',1',1'-トリフルオロ-2'-トリフルオロメチル-2'-ヒドロキシ)プロピル]テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル}エステル等を挙げることができる。
 上記式(5-2)におけるR10としては、例えば、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロn-プロピル基、パーフルオロi-プロピル基、パーフルオロn-ブチル基、パーフルオロi-ブチル基、パーフルオロt-ブチル基、パーフルオロシクロヘキシル基、2-(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ)プロピル基、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチル基、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロヘキシル基、パーフルオロシクロヘキシルメチル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロペンチル基、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-ヘプタデカフルオロデシル基、5-トリフルオロメチル-3,3,4,4,5,6,6,6-オクタフルオロヘキシル基等を挙げることができる。
 上記式(5-2)で表される繰り返し単位を生成する単量体の中で好ましいものとしては、例えば、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロn-プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロi-プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロn-ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロi-ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロt-ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1-(2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ)ペンチル(メタ)アクリレート、1-(2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、1-(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1-(2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロ)ペンタ(メタ)アクリレート、1-(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-ヘプタデカフルオロ)デシル(メタ)アクリレート、1-(5-トリフルオロメチル-3,3,4,4,5,6,6,6-オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
 樹脂(A)は、繰り返し単位(A1)と共に、繰り返し単位(A6)を含むことができる。繰り返し単位(A6)は下記式(6)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 上記式(6)において、R4は水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表す。
 上記式(6)におけるR11としては、例えば、メチレン基、炭素数2~20の直鎖状または分岐状のアルキレン基、2価の環状炭化水素基が好ましい。また、これらのなかでも、鎖状または環状の炭化水素基、アルキレングリコール基、アルキレンエステル基が好ましい。
 R11の好適例としては、メチレン基、エチレン基、1,2-プロピレン基、1,3-プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、1-メチル-1,3-プロピレン基、2-メチル1,3-プロピレン基、2-メチル-1,2-プロピレン基、1-メチル-1,4-ブチレン基、2-メチル-1,4-ブチレン基、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、2-プロピリデン基等の飽和鎖状炭化水素基;1,3-シクロブチレン基等のシクロブチレン基;1,3-シクロペンチレン基等のシクロペンチレン基;1,4-シクロヘキシレン基等のシクロヘキシレン基;単環式炭化水素基由来の2価の基、ノルボルニレン基;架橋環式炭化水素基由来の2価の基等を挙げることができる。
 単環式炭化水素環基の具体例としては、炭素数3~10のシクロアルキレン基を挙げることができる。なお、炭素数3~10のシクロアルキレン基の具体例としては、1,5-シクロオクチレン基等のシクロオクチレン基を挙げることができる。ノルボルニレン基の具体例としては、1,4-ノルボルニレン基、2,5-ノルボルニレン基を挙げることができる。また、架橋環式炭化水素環基の具体例としては、2~4環式炭素数4~30の炭化水素環基を挙げることができる。なお、2~4環式炭素数4~30の炭化水素環基の具体例としては、1,5-アダマンチレン基、2,6-アダマンチレン基等のアダマンチレン基を挙げることができる。
 上記式(6)におけるR12としては、トリフルオロメチル基が好ましい。
 繰り返し単位(A6)を生成する単量体の好適な具体例としては、(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル-1-メタクリレート、2-(((トリフルオロメチル)スルホニル)アミノ)エチル-1-アクリレート、および下記式(6-1)~(6-6)で表される単量体を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 重合体は、これまでに説明した繰り返し単位(A1)~繰り返し単位(A6)以外の他の繰り返し単位を更に1種以上有していてもよい。
 この他の繰り返し単位は、下記式(7-1)~式(7-6)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(A7)」ということがある)、および、下記式(8)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(A8)」ということがある)を好適例として挙げることができる。
 繰り返し単位(A7)は、下記式(7-1)~(7-6)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 上記式(7-1)~(7-6)の各式において、R4は互いに独立して、水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表し、R13は水素原子、または置換基を有してもよい炭素数1~4のアルキル基を表し、R14は水素原子、またはメトキシ基を表す。また、Aは単結合またはメチレン基を表し、Bは酸素原子またはメチレン基を表す。lは1~3の整数であり、qは0または1である。
 他の繰り返し単位(A7)を与える単量体の中で好ましいものとしては、(メタ)アクリル酸-5-オキソ-4-オキサ-トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナ-2-イルエステル、(メタ)アクリル酸-9-メトキシカルボニル-5-オキソ-4-オキサ-トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナ-2-イルエステル、(メタ)アクリル酸-5-オキソ-4-オキサ-トリシクロ[5.2.1.03,8]デカ-2-イルエステル、(メタ)アクリル酸-10-メトキシカルボニル-5-オキソ-4-オキサ-トリシクロ[5.2.1.03,8]ノナ-2-イルエステル、(メタ)アクリル酸-6-オキソ-7-オキサ-ビシクロ[3.2.1]オクタ-2-イルエステル、(メタ)アクリル酸-4-メトキシカルボニル-6-オキソ-7-オキサ-ビシクロ[3.2.1]オクタ-2-イルエステル、(メタ)アクリル酸-7-オキソ-8-オキサ-ビシクロ[3.3.1]オクタ-2-イルエステル、(メタ)アクリル酸-4-メトキシカルボニル-7-オキソ-8-オキサ-ビシクロ[3.3.1]オクタ-2-イルエステル、(メタ)アクリル酸-2-オキソテトラヒドロピラン-4-イルエステル、(メタ)アクリル酸-4-メチル-2-オキソテトラヒドロピラン-4-イルエステル、(メタ)アクリル酸-4-エチル-2-オキソテトラヒドロピラン-4-イルエステル、(メタ)アクリル酸-4-プロピル-2-オキソテトラヒドロピラン-4-イルエステル、(メタ)アクリル酸-2-オキソテトラヒドロフラン-4-イルエステル、(メタ)アクリル酸-5,5-ジメチル-2-オキソテトラヒドロフラン-4-イルエステル、(メタ)アクリル酸-3,3-ジメチル-2-オキソテトラヒドロフラン-4-イルエステル、(メタ)アクリル酸-2-オキソテトラヒドロフラン-3-イルエステル、(メタ)アクリル酸-4,4-ジメチル-2-オキソテトラヒドロフラン-3-イルエステル、(メタ)アクリル酸-5,5-ジメチル-2-オキソテトラヒドロフラン-3-イルエステル、(メタ)アクリル酸-5-オキソテトラヒドロフラン-2-イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸-3,3-ジメチル-5-オキソテトラヒドロフラン-2-イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸-4,4-ジメチル-5-オキソテトラヒドロフラン-2-イルメチルエステルを挙げることができる。
 繰り返し単位(A8)は、下記式(8)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 上記式(8)において、R1は水素原子またはメチル基を表し、Y1は単結合または炭素数1~3の2価の有機基を表し、Y2は互いに独立して、単結合または炭素数1~3の2価の有機基を表し、R15は互いに独立して、水素原子、水酸基、シアノ基、または-COOR16基を表す。但し、R16は水素原子、炭素数1~4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数3~20の脂環式のアルキル基を表す。上記式(8)においては、3つのR15のうち少なくとも1つは水素原子でなく、且つY1が単結合のときは、3つのY2のうち少なくとも1つは炭素数1~3の2価の有機基であることが好ましい。
 式(8)で表される繰り返し単位(A8)において、Y1は単結合または炭素数1~3の2価の有機基を示し、Y2は互いに独立して、単結合または炭素数1~3の2価の有機基を示すが、Y1およびY2で表される炭素数1~3の2価の有機基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基を挙げることができる。
 式(8)のR15における-COOR16基のR16は、水素原子、炭素数1~4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数3~20の脂環式のアルキル基を表しており、このR16における、上記炭素数1~4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、2-メチルプロピル基、1-メチルプロピル基、t-ブチル基を挙げることができる。
 また、R16の炭素数3~20の脂環式のアルキル基としては、-Cn2n-1(nは3~20の整数)で表されるシクロアルキル基、多環型脂環式アルキル基等を挙げることができる。上記シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。また、多環型脂環式アルキル基としては、例えば、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、テトラシクロ[6.2.13,6.02,7]ドデカニル基、アダマンチル基等を挙げることができる。また、上記シクロアルキル基、および上記多環型脂環式アルキル基は、直鎖状、分岐状または環状のアルキル基が置換基として1種以上置換してもよく、この置換基は複数であってもよい。
 他の繰り返し単位(A8)を生成する単量体の中で好ましいものとしては、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシアダマンタン-1-イルエステル、(メタ)アクリル酸3,5-ジヒドロキシアダマンタン-1-イルエステル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシアダマンタン-1-イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3,5-ジヒドロキシアダマンタン-1-イルメチルエステル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシ-5-メチルアダマンタン-1-イルエステル、(メタ)アクリル酸3,5-ジヒドロキシ-7-メチルアダマンタン-1-イルエステル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシ-5,7-ジメチルアダマンタン-1-イルエステル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシ-5,7-ジメチルアダマンタン-1-イルメチルエステル等を挙げることができる。
 本発明は、上記繰り返し単位(A4)~繰り返し単位(A8)からなる群から選択される少なくとも1種の繰り返し単位を有することによって、繰返し単位(A1)および(A2)の特性を十分に活かすことができる。特に繰り返し単位(A4)~繰り返し単位(A6)からなる群から選択される少なくとも1種の繰り返し単位を有することによって、線幅90nm以下の微細パターンの形成において、また、液浸露光工程においても、化学増幅型レジストとしての優れた諸性能を示す。
 本発明の感放射線性樹脂組成物に含有される樹脂(A)として使用される重合体は、上記繰り返し単位(A4)~繰り返し単位(A8)以外の他の繰り返し単位を更に有していてもよい。
 このような他の繰り返し単位としては、例えば、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸-ビシクロ[2.2.1]ヘプチルエステル、(メタ)アクリル酸-シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸-ビシクロ[4.4.0]デカニルエステル、(メタ)アクリル酸-ビシクロ[2.2.2]オクチルエステル、(メタ)アクリル酸-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニルエステル、(メタ)アクリル酸-テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニルエステル、(メタ)アクリル酸-トリシクロ[3.3.1.13,7]デカニルエステル、(メタ)アクリル酸アダマンチルメチル等の有橋式炭化水素骨格を有する(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸カルボキシノルボルニル、(メタ)アクリル酸カルボキシトリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸カルボキシテトラシクロウンデカニル等の不飽和カルボン酸の有橋式炭化水素骨格を有するカルボキシル基含有エステル類;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸2-メチルプロピル、(メタ)アクリル酸1-メチルプロピル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸シクロプロピル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4-メトキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2-シクロペンチルオキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2-シクロヘキシルオキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2-(4-メトキシシクロヘキシル)オキシカルボニルエチル等の有橋式炭化水素骨格をもたない(メタ)アクリル酸エステル類;α-ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、α-ヒドロキシメチルアクリル酸エチル、α-ヒドロキシメチルアクリル酸n-プロピル、α-ヒドロキシメチルアクリル酸n-ブチル等のα-ヒドロキシメチルアクリル酸エステル類;(メタ)アクリロニトリル、α-クロロアクリロニトリル、クロトンニトリル、マレインニトリル、フマロニトリル、メサコンニトリル、シトラコンニトリル、イタコンニトリル等の不飽和ニトリル化合物;(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、クロトンアミド、マレインアミド、フマルアミド、メサコンアミド、シトラコンアミド、イタコンアミド等の不飽和アミド化合物;N-(メタ)アクリロイルモルホリン、N-ビニル-ε-カプロラクタム、N-ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の他の含窒素ビニル化合物;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和カルボン酸(無水物)類;(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸2-カルボキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-カルボキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-カルボキシブチル、(メタ)アクリル酸4-カルボキシシクロヘキシル等の不飽和カルボン酸の有橋式炭化水素骨格をもたないカルボキシル基含有エステル類;1,2-アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3-アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニルジメチロールジ(メタ)アクリレート等の有橋式炭化水素骨格を有する多官能性単量体;メチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,8-オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ビス(2-ヒドロキシプロピル)ベンゼンジ(メタ)アクリレート、1,3-ビス(2-ヒドロキシプロピル)ベンゼンジ(メタ)アクリレート等の有橋式炭化水素骨格をもたない多官能性単量体等の多官能性単量体の重合性不飽和結合が開裂した単位を挙げることができる。
 本発明の重合体において、繰り返し単位(A1)の含有率は、全繰り返し単位に対して、10~85モル%であることが好ましく、20~80モル%であることが更に好ましく、30~70モル%であることが特に好ましい。このように構成することによって、この重合体を樹脂成分として用いるレジストとしての現像性、欠陥性、LWR、PEB温度依存性等を向上させることができる。例えば、繰り返し単位(A1)の含有率が10モル%未満では、レジストとしての現像性、欠陥性が劣化するおそれがあり、85モル%をこえると、レジストとしての解像性、LWR、PEB温度依存性が劣化するおそれがある。
 また、繰り返し単位(A2)の含有率は、全繰り返し単位に対して、10~85モル%であることが好ましく、20~80モル%であることが更に好ましく、30~70モル%であることが特に好ましい。このように構成することによって、レジストとしての現像性、欠陥性、LWR、PEB温度依存性等を向上させることができる。例えば、繰り返し単位(A2)の含有率が10モル%未満では、レジストとしての解像性、LWR、PEB温度依存性が劣化するおそれがあり、一方85モル%をこえると、レジストとしての現像性、欠陥性が劣化するおそれがある。
 また、繰り返し単位(A3)の含有率は、全繰り返し単位に対して、5~70モル%であることが好ましく、5~60モル%であることが更に好ましく、10~50モル%であることが特に好ましい。このように構成することによって、レジストとしてのパターン倒れ耐性、解像性、LWR、PEB温度依存性等を向上させることができる。例えば、繰り返し単位(A3)の含有率が5モル%未満では、レジストとしてのパターン倒れ耐性が劣化するおそれがあり、一方70モル%をこえると、レジストとしての解像性、LWR、PEB温度依存性が劣化するおそれがある。
 また、上記繰り返し単位(A4)~繰り返し単位(A6)は含有することが好ましい。繰り返し単位(A7)および繰り返し単位(A8)は、任意の構成成分である。
 繰り返し単位(A4)の含有率は、全繰り返し単位に対して、60モル%以下であることが好ましく、5~60モル%であることがより好ましく、5~50モル%であることが更に好ましく、10~40モル%であることが特に好ましい。このように構成することによって、レジストとしての現像性、欠陥性、LWR、PEB温度依存性等を向上させることができる。
 繰り返し単位(A5)の含有率は、全繰り返し単位に対して、30モル%以下であることが好ましく、5~20モル%であることが更に好ましく、10~15モル%であることが特に好ましい。このように構成することによって、パターン倒れ耐性をよくすることができる。例えば、他の繰り返し単位(A5)の含有率が30モル%をこえると、レジストパターンのトップロスが生じパターン形状が悪化するおそれがある。
 繰り返し単位(A6)の含有率は、全繰り返し単位に対して、60モル%以下であることが好ましく、更に好ましくは50モル%以下、特に好ましくは40モル%以下である。
 繰り返し単位(A7)の含有率は、全繰り返し単位に対して、30モル%以下であることが好ましく、25モル%以下であることが更に好ましい。例えば、他の繰り返し単位(A7)の含有率が30モル%をこえると、レジストとしての欠陥性が悪化するおそれがある。
 繰り返し単位(A8)の含有率は、全繰り返し単位に対して、30モル%以下であることが好ましく、25モル%以下であることが更に好ましい。例えば、繰り返し単位(A8)の含有率が30モル%をこえると、レジスト被膜がアルカリ現像液により膨潤しやすくなったり、レジストとしての現像性が低下したりするおそれがある。
 上記繰り返し単位(A4)~繰り返し単位(A8)以外の他の繰り返し単位の含有率は、全繰り返し単位に対して、50モル%以下であることが好ましく、40モル%以下であることが更に好ましい。
 本発明に用いる樹脂(A)は、第1の樹脂(AI)および第2の樹脂(AII)の混合樹脂とすることができる。
 その場合、樹脂(AI)100質量部に対して、樹脂(AII)を0.1~20質量部含有する混合樹脂である。樹脂(AI)は酸の作用によりアルカリ可溶性となり、且つフッ素原子を含まない重合体であり、樹脂(AII)は上述した繰り返し単位(A1)と、フッ素原子含有繰り返し単位(A5)とを含む重合体であることが好ましい。当該混合樹脂を含む本発明の樹脂組成物は、特に、液浸露光工程においても、解像度、LWR等のレジスト基本性能に優れるだけでなく、液浸露光由来の欠陥であるウォーターマーク欠陥やバブル欠陥の発生を良好に抑制することができる。
 第1の樹脂(AI)は、酸の作用によりアルカリ可溶性となり、且つフッ素原子を含まない重合体である。なお、「フッ素原子を含まない」とは、樹脂(AI)の調製時において、意図してフッ素原子を含めていないということを意味する。例えば、重合体を重合するときにフッ素原子を含む単量体を使用しない。
 また、樹脂(AI)は、酸の作用によりアルカリ可溶性となる。即ち、酸の作用によりアルカリ可溶性を発現する構造を有する繰り返し単位を含む重合体である。このような繰り返し単位については、特に制限はないが、従来公知の感放射線性樹脂組成物を構成する重合体に含まれる繰り返し単位を挙げることができ、好ましくは上述した繰り返し単位(A2)および繰り返し単位(A3)が挙げられる。
 樹脂(AI)には、他に、上述した繰り返し単位(A1)が好ましく用いられ、さらに、繰り返し単位(A4)、(A6)、(A7)、(A8)および更に他の繰り返し単位のうちの少なくとも1種を更に含有していてもよい。
 また、本発明の樹脂組成物においては、樹脂(AI)を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 樹脂(AI)において、繰り返し単位(A2)および(A3)の合計割合は、樹脂(AI)の重合体を構成する全繰り返し単位に対して、10~90モル%であることが好ましく、20~80モル%であることが更に好ましく、30~70モル%であることが特に好ましい。このように構成することによって、レジストとしての現像性、欠陥性、LWR、PEB温度依存性等を向上させることができる。例えば、繰り返し単位(A2)および(A3)の合計量の含有割合が10モル%未満では、レジストとしての現像性、LWR、PEB温度依存性が劣化するおそれがあり、90モル%をこえると、レジストとしての現像性、欠陥性が劣化するおそれがある。
 また、樹脂(AI)における他の繰り返し単位は、任意の構成成分であるが、例えば、上記繰り返し単位(A7)の含有割合は、樹脂(AI)の重合体を構成する全繰り返し単位に対して、10~70モル%であることが好ましく、15~65モル%であることが更に好ましく、20~60モル%であることが特に好ましい。このように構成することによって、レジストとしての現像性を向上させることができる。
 第2の樹脂(AII)は、上述した繰り返し単位(A1)と、繰り返し単位(A5)とを含む重合体である。
 樹脂(AII)においては、上述した繰り返し単位(A2)、繰り返し単位(A3)、繰り返し単位(A4)、繰り返し単位(A6)、繰り返し単位(A7)、繰り返し単位(A8)および更に他の繰り返し単位のうちの少なくとも1種を更に含有していてもよい。
 また、本発明の樹脂組成物においては、第2の重合体を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 樹脂(AII)において、繰り返し単位(A1)の含有割合は、樹脂(AII)の重合体を構成する全繰り返し単位に対して、5~60モル%であることが好ましく、5~50モル%であることが更に好ましく、10~40モル%であることが特に好ましい。このように構成することによって、欠陥性能および露光時のスキャン性を向上させることができる。例えば、繰り返し単位(A1)の含有割合が10モル%未満では、現像性や欠陥性能が劣化するおそれがあり、60モル%をこえると、露光時のスキャン性が劣化するおそれがある。
 また、繰り返し単位(A5)の含有割合は、樹脂(AII)の重合体を構成する全繰り返し単位に対して、10~80モル%であることが好ましく、20~80モル%であることが更に好ましく、20~70モル%であることが特に好ましい。このように構成することによって、欠陥性能および露光時のスキャン性を向上させることができる。例えば、繰り返し単位(A5)の含有割合が10モル%未満では、欠陥性能および露光時のスキャン性が劣化するおそれがあり、80モル%をこえると、欠陥性が劣化するおそれがある。
 上記繰り返し単位(A1)および(A5)以外の他の繰り返し単位は、任意の構成成分であるが、例えば、樹脂(AII)の重合体を構成する全繰り返し単位に対して、30モル%以下であることが好ましい。
 本発明の感放射線性樹脂組成物が樹脂(AI)と樹脂(AII)を含有する場合、樹脂(AII)を、第1の樹脂(AI)100質量部に対して、固形分換算で、好ましくは0.1~20質量部、更に好ましくは0.1~15質量部、特に好ましくは0.5~15質量部含有する。このように割合で組成物を構成することによって、フッ素原子を含有する樹脂(AII)による効果を良好に発現させることができる。なお、当該組成物を液浸露光に用いた場合、レジスト膜表面に撥水性が発現し、高速スキャンによる液浸露光においてもウォーターマーク欠陥が発生せず、パターン形状に優れたレジストパターンが得られる。
 次に、これまでに説明した各重合体の製造方法について説明する。
 重合体は、ラジカル重合等の常法に従って合成することができる。好ましい重合方法としては、例えば、以下に示す方法がある。(1)各単量体とラジカル開始剤とを含有する反応溶液を、反応溶媒もしくは単量体を含有する反応溶液に滴下して重合反応させる。(2)各単量体を含有する反応溶液とラジカル開始剤を含有する反応溶液とを、各々別々に反応溶媒もしくは単量体を含有する反応溶液に滴下して重合反応させる。(3)各単量体が各々別々に調製された反応溶液とラジカル開始剤を含有する反応溶液とを、各々別々に反応溶媒もしくは単量体を含有する反応溶液に滴下して重合反応させる。
 上記各反応における反応温度は、使用する開始剤の種類によって適宜設定できるが、例えば、30℃~180℃が一般的である。なお、上記各反応における反応温度は、40℃~160℃であることが好ましく、50℃~140℃であることが更に好ましい。滴下に要する時間は、反応温度、開始剤の種類、反応させる単量体によって様々に設定できるが、30分~8時間であることが好ましく、45分~6時間であることが更に好ましく、1時間~5時間であることが特に好ましい。また、滴下時間を含む全反応時間は、上記同様に様々に設定できるが、30分~8時間であることが好ましく、45分~7時間であることが更に好ましく、1時間~6時間であることが特に好ましい。単量体を含有する溶液に滴下する場合、滴下する溶液中のモノマーの含有割合は、重合に用いられる全単量体量に対して30モル%以上が好ましく、50モル%以上であることが更に好ましく、70モル%以上であることが特に好ましい。
 重合に使用されるラジカル開始剤としては、2,2'-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2-シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1'-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2'-アゾビス(2-メチル-N-フェニルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2'-アゾビス(2-メチル-N-2-プロペニルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2'-アゾビス[2-(5-メチル-2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2'-アゾビス{2-メチル-N-[1,1―ビス(ヒドロキシメチル)2-ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、ジメチル-2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、4,4'-アゾビス(4-シアノバレリックアシッド)、2,2'-アゾビス(2-(ヒドロキシメチル)プロピオニトリル)等を挙げることができる。これら開始剤は単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 重合に使用する溶媒としては、使用する単量体を溶解し、重合を阻害するような溶媒でなければ使用可能である。なお、重合を阻害する溶媒としては、重合を禁止する溶媒、例えば、ニトロベンゼン類や、連鎖移動を起こさせる溶媒、例えば、メルカプト化合物を挙げることができる。
 重合に好適に使用することができる溶媒としては、例えば、アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類、エステルおよびラクトン類、ニトリル類、並びにこれらの溶媒の混合液を挙げることができる。アルコール類としてはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、1-メトキシ-2-プロパノールを挙げることができる。エーテル類としてはプロピルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン、1,3-ジオキサンを挙げることができる。ケトン類としてはアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトンを挙げることができる。アミド類としてはN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドを挙げることができる。エステルおよびラクトン類としては酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソブチル、γ-ブチロラクトンを挙げることができる。ニトリル類としてはアセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルを挙げることができる。これらの溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 上記のように重合反応の後、得られた重合体は、再沈殿法により回収することが好ましい。すなわち、重合終了後、反応液は再沈溶媒に投入され、目的の樹脂を粉体として回収する。再沈溶媒としては水、アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類、エステルおよびラクトン類、ニトリル類、並びにこれらの溶媒の混合液を挙げることができる。アルコール類としてはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1-メトキシ-2-プロパノールを挙げることができる。エーテル類としてはプロピルエーテル、イソプロピルエーテル、ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン、1,3-ジオキサンを挙げることができる。ケトン類としてはアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトンを挙げることができる。アミド類としてはN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドを挙げることができる。エステルおよびラクトン類としては酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソブチル、γ-ブチロラクトンを挙げることができる。ニトリル類としてはアセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリルを挙げることができる。
 なお、重合体には、これまでに説明した単量体由来の低分子量成分が含まれるが、その含有割合は、重合体の総量(100質量%)に対して、0.1質量%以下であることが好ましく、0.07質量%以下であることが更に好ましく、0.05質量%以下であることが特に好ましい。
 この低分子量成分の含有割合が0.1質量%以下である場合には、この重合体を樹脂(A)として使用してレジスト膜を作製し、液浸露光を行なうときに、レジスト膜に接触した水への溶出物の量を少なくすることができる。更に、レジスト保管時にレジスト中に異物が発生することがなく、レジスト塗布時においても塗布ムラが発生することなく、レジストパターン形成時における欠陥の発生を十分に抑制することができる。
 なお、本発明において、上記単量体由来の低分子量成分は、モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマーが挙げられ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」ということがある)が500以下の成分のこととする。このMw500以下の成分は、例えば、水洗、液々抽出等の化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離等の物理的精製法との組合せ等により除去することができる。
 また、この低分子量成分は、重合体の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により分析することができる。なお、樹脂(A)となる重合体は、ハロゲン、金属等の不純物が少ないほど好ましく、それにより、レジストとしたときの感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等を更に改善することができる。
 この重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、1,000~100,000であることが好ましく、1,000~30,000であることが更に好ましく、1,000~20,000であることが特に好ましい。この場合、重合体のMwが1,000未満では、レジストとしたときの耐熱性が低下する傾向があり、一方100,000をこえると、レジストとしたときの現像性が低下する傾向がある。また、重合体のMwとゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」ということがある)との比(Mw/Mn)は、1.0~5.0であることが好ましく、1.0~3.0であることが更に好ましく、1.0~2.0であることが特に好ましい。
 本発明において、重合体を用いて感放射線性樹脂組成物を作製するときは、重合体を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
感放射線性酸発生剤(B):
 本発明の感放射線性樹脂組成物に含有される感放射線性酸発生剤(B)(以下、単に「酸発生剤(B)」ということがある)は、露光により酸を発生するものであり、光酸発生剤として機能する。この酸発生剤は、露光により発生した酸によって、感放射線性樹脂組成物に含まれる樹脂(A)中に存在する酸解離性基を解離させて、すなわち保護基を脱離させて、樹脂(A)をアルカリ可溶性とする。そして、その結果、レジスト被膜の露光部がアルカリ現像液に易溶性となり、これによりポジ型のレジストパターンが形成される。
 上記酸発生剤(B)としては、下記式(9)で表される化合物を含む酸発生剤(B1)が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 式(9)において、R17は水素原子、フッ素原子、水酸基、炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基、または、炭素数2~11の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシカルボニル基を表す。
 R18は炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1~10アルコキシル基、または炭素数1~10の直鎖状、分岐状、もしくは環状のアルカンスルホニル基を表し、rは0~10の整数であり、0~2の整数が好ましい。
 R19は相互に独立に炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、置換されていてもよいフェニル基または置換基されていてもよいナフチル基を表すか、あるいは、2個のR19が互いに結合して炭素数2~10の2価の基を形成しており、該2価の基は置換されていてもよく、kは0~2の整数である。
 式(9)において、Xは、下記式(10-1)、式(10-2)、式(10-3)または式(10-4)で表されるアニオンを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 式(10-1)および式(10-2)において、R20は水素原子、フッ素原子、または、置換基されていてもよい炭素数1~12の炭化水素基を表し、yは1~10の整数である。
 式(10-3)およびに式(10-4)おいて、R21は相互に独立に炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のフッ素原子を含有するアルキル基を表すか、あるいは、2個のR21が互いに結合して炭素数2~10の2価のフッ素原子を含有する基を形成しており、該2価の基は置換されていてもよい基を表す。
 式(9)において、R17、R18およびR19の炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、2-メチルプロピル基、1-メチルプロピル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基等を挙げることができる。これらのアルキル基のうち、メチル基、エチル基、n-ブチル基、t-ブチル基等が好ましい。
 また、R17およびR18の炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、2-メチルプロポキシ基、1-メチルプロポキシ基、t-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、n-ノニルオキシ基、n-デシルオキシ基等を挙げることができる。これらのアルコキシル基のうち、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、n-ブトキシ基等が好ましい。
 また、R17の炭素数2~11の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基、i-プロポキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基、2-メチルプロポキシカルボニル基、1-メチルプロポキシカルボニル基、t-ブトキシカルボニル基、n-ペンチルオキシカルボニル基、ネオペンチルオキシカルボニル基、n-ヘキシルオキシカルボニル基、n-ヘプチルオキシカルボニル基、n-オクチルオキシカルボニル基、2-エチルヘキシルオキシカルボニル基、n-ノニルオキシカルボニル基、n-デシルオキシカルボニル基等を挙げることができる。これらのアルコキシカルボニル基のうち、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基等が好ましい。
 また、R18の炭素数1~10の直鎖状、分岐状、環状のアルカンスルホニル基としては、例えば、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n-プロパンスルホニル基、n-ブタンスルホニル基、tert-ブタンスルホニル基、n-ペンタンスルホニル基、ネオペンタンスルホニル基、n-ヘキサンスルホニル基、n-ヘプタンスルホニル基、n-オクタンスルホニル基、2-エチルヘキサンスルホニル基n-ノナンスルホニル基、n-デカンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基、シクロヘキサンスルホニル基等を挙げることができる。これらのアルカンスルホニル基のうちメタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n-プロパンスルホニル基、n-ブタンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基、シクロヘキサンスルホニル基等が好ましい。
 式(9)において、R19の置換されていてもよいフェニル基としては、例えば、フェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、2,3-ジメチルフェニル基、2,4-ジメチルフェニル基、2,5-ジメチルフェニル基、2,6-ジメチルフェニル基、3,4-ジメチルフェニル基、3,5-ジメチルフェニル基、2,4,6-トリメチルフェニル基、4-エチルフェニル基、4-t-ブチルフェニル基、4-シクロヘキシルフェニル基、4-フルオロフェニル基等のフェニル基または炭素数1~10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基で置換されたフェニル基;これらのフェニル基またはアルキル置換フェニル基を、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシル基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等の中の少なくとも1種の基で置換した基等を挙げることができる。
 フェニル基およびアルキル置換フェニル基に対する置換基のうち、上記アルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、2-メチルプロポキシ基、1-メチルプロポキシ基、t-ブトキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等の炭素数1~20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシル基等を挙げることができる。
 また、上記アルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1-メトキシエチル基、2-メトキシエチル基、1-エトキシエチル基、2-エトキシエチル基等の炭素原子数2~21の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシアルキル基等を挙げることができる。また、上記アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロポキシカルボニル基、i-プロポキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基、2-メチルプロポキシカルボニル基、1-メチルプロポキシカルボニル基、t-ブトキシカルボニル基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル等の炭素数2~21の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシカルボニル基等を挙げることができる。
 また、上記アルコキシカルボニルオキシ基としては、例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n-プロポキシカルボニルオキシ基、i-プロポキシカルボニルオキシ基、n-ブトキシカルボニルオキシ基、t-ブトキシカルボニルオキシ基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキシルオキシカルボニル等の炭素数2~21の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。
 式(9)におけるR19の置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、4-シクロヘキシルフェニル基、4-t-ブチルフェニル基、4-メトキシフェニル基、4-t-ブトキシフェニル基等が好ましい。
 また、R19の置換されていてもよいナフチル基としては、例えば、1-ナフチル基、2-メチル-1-ナフチル基、3-メチル-1-ナフチル基、4-メチル-1-ナフチル基、4-メチル-1-ナフチル基、5-メチル-1-ナフチル基、6-メチル-1-ナフチル基、7-メチル-1-ナフチル基、8-メチル-1-ナフチル基、2,3-ジメチル-1-ナフチル基、2,4-ジメチル-1-ナフチル基、2,5-ジメチル-1-ナフチル基、2,6-ジメチル-1-ナフチル基、2,7-ジメチル-1-ナフチル基、2,8-ジメチル-1-ナフチル基、3,4-ジメチル-1-ナフチル基、3,5-ジメチル-1-ナフチル基、3,6-ジメチル-1-ナフチル基、3,7-ジメチル-1-ナフチル基、3,8-ジメチル-1-ナフチル基、4,5-ジメチル-1-ナフチル基、5,8-ジメチル-1-ナフチル基、4-エチル-1-ナフチル基2-ナフチル基、1-メチル-2-ナフチル基、3-メチル-2-ナフチル基、4-メチル-2-ナフチル基等のナフチル基または炭素数1~10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基で置換されたナフチル基;これらのナフチル基またはアルキル置換ナフチル基を、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシル基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等の中の少なくとも1種の基で置換した基等を挙げることができる。
 上記置換基であるアルコキシル基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基およびアルコキシカルボニルオキシ基としては、例えば、上記フェニル基およびアルキル置換フェニル基について例示した基を挙げることができる。
 上記式(9)におけるR19の置換されていてもよいナフチル基としては、1-ナフチル基、1-(4-メトキシナフチル)基、1-(4-エトキシナフチル)基、1-(4-n-プロポキシナフチル)基、1-(4-n-ブトキシナフチル)基、2-(7-メトキシナフチル)基、2-(7-エトキシナフチル)基、2-(7-n-プロポキシナフチル)基、2-(7-n-ブトキシナフチル)基等が好ましい。
 また、2個のR19が互いに結合して形成した炭素数2~10の2価の基としては、上記式(9)中の硫黄原子とともに5員または6員の環、特に好ましくは5員の環(即ち、テトラヒドロチオフェン環)を形成する基が好ましい。また、上記2価の基に対する置換基としては、例えば、上記フェニル基およびアルキル置換フェニル基に対する置換基として例示したヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシル基、アルコキアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基等を挙げることができる。
 式(9)におけるR19としては、メチル基、エチル基、フェニル基、4-メトキシフェニル基、1-ナフチル基、2個のR19が互いに結合して硫黄原子とともにテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基等が好ましい。
 上記式(9)の好ましいカチオン部位としては、トリフェニルスルホニウムカチオン、トリ-1-ナフチルスルホニウムカチオン、トリ-tert-ブチルフェニルスルホニウムカチオン、4-フルオロフェニル-ジフェニルスルホニウムカチオン、ジ-4-フルオロフェニル-フェニルスルホニウムカチオン、トリ-4-フルオロフェニルスルホニウムカチオン、4-シクロヘキシルフェニル-ジフェニルスルホニウムカチオン、4-メタンスルホニルフェニル-ジフェニルスルホニウムカチオン、4-シクロヘキサンスルホニル-ジフェニルスルホニウムカチオン、1-ナフチルジメチルスルホニウムカチオン、1-ナフチルジエチルスルホニウムカチオン、1-(4-ヒドロキシナフタレン-1-イル)ジメチルスルホニウムカチオン、1-(4-メチルナフタレン-1-イル)ジメチルスルホニウムカチオン、1-(4-メチルナフタレン-1-イル)ジエチルスルホニウムカチオン、1-(4-シアノナフタレン-1-イル)ジメチルスルホニウムカチオン、1-(4-シアノナフタレン-1-イル)ジエチルスルホニウムカチオン、1-(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、1-(4-メトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、1-(4-エトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、1-(4-n-プロポキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、1-(4-n-ブトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、2-(7-メトキシナフタレン-2-イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、2-(7-エトキシナフタレン-2-イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、2-(7-n-プロポキシナフタレン-2-イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン、2-(7-n-ブトキシナフタレン-2-イル)テトラヒドロチオフェニウムカチオン等を挙げることができる。
 上記式(9)のXは、上記式(10-1)、式(10-2)、式(10-3)または式(10-4)で表されるアニオンを表す。
 上記アニオンにおいて、Cn2n基は、炭素数nのパーフルオロアルキレン基であるが、この基は直鎖状もしくは分岐状であることができる。ここで、nは1、2、4または8であることが好ましい。
 R20における置換基されていてもよい炭素数1~12の炭化水素基としては、炭素数1~12のアルキル基、シクロアルキル基、有橋脂環式炭化水素基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、2-メチルプロピル基、1-メチルプロピル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基、ノルボルニル基、ノルボニルメチル基、ヒドロキシノルボルニル基、アダマンチル基等を挙げることができる。
 R21における相互に独立に炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のフッ素原子を含有するアルキル基は、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基、ドデカフルオロペンチル基、パーフルオロオクチル基等を挙げることができる。
 2個のR21が互いに結合して炭素数2~10の2価のフッ素原子を含有する基としては、テトラフルオロエチレン基、ヘキサフルオロプロピレン基、オクタフルオロブチレン基、デカフルオロペンチレン基、ウンデカフルオロヘキシレン基等を挙げることができる。
 上記式(9)の好ましいアニオン部位としては、トリフルオロメタンスルホネートアニオン、パーフルオロ-n-ブタンスルホネートアニオン、パーフルオロ-n-オクタンスルホネートアニオン、2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-イル)-1,1,2,2-テトラフルオロエタンスルホネートアニオン、2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-イル)-1,1-ジフルオロエタンスルホネートアニオン、1-アダマンチルスルホネートアニオンおよび下記式(11-1)~(11-7)で挙げられるアニオン等を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 酸発生剤(B1)は上記に例示されたカチオンおよびアニオンの組合せにより与えられるが、その組合せは特に限定されるものでなく、本発明において、酸発生剤(B1)は、単独でもまたは2種以上を混合しても使用することができる。
 また、本発明における感放射線性酸発生剤として使用することのできる、上記酸発生剤(B1)以外の感放射線性酸発生剤(以下、「他の酸発生剤」という。)としては、例えば、オニウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、スルホン化合物、スルホン酸化合物等を挙げることができる。これらの他の酸発生剤としては、例えば、下記のものを挙げることができる。
 オニウム塩化合物としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等を挙げることができる。オニウム塩化合物の具体例としては、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ-n-オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-イル-1,1,2,2-テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ-n-オクタンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウム2-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-イル-1,1,2,2-テトラフルオロエタンスルホネート、シクロヘキシル・2-オキソシクロヘキシル・メチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシル・2-オキソシクロヘキシルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、2-オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート等を挙げることができる。
 ハロゲン含有化合物としては、例えば、ハロアルキル基含有炭化水素化合物、ハロアルキル基含有複素環式化合物等を挙げることができる。ハロゲン含有化合物の具体例としては、フェニルビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、4-メトキシフェニルビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、1-ナフチルビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン等の(トリクロロメチル)-s-トリアジン誘導体や、1,1-ビス(4-クロロフェニル)-2,2,2-トリクロロエタン等を挙げることができる。
 ジアゾケトン化合物としては、例えば、1,3-ジケト-2-ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物等を挙げることができる。ジアゾケトンの具体例としては、1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホニルクロリド、1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホニルクロリド、2,3,4,4'-テトラヒドロキシベンゾフェノンの1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステルまたは1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル、1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタンの1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステルまたは1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸エステル等を挙げることができる。
 スルホン化合物としては、例えば、β-ケトスルホン、β-スルホニルスルホンや、これらの化合物のα-ジアゾ化合物等を挙げることができる。スルホン化合物の具体例としては、4-トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン等を挙げることができる。
 スルホン酸化合物として、例えば、アルキルスルホン酸エステル、アルキルスルホン酸イミド、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホネート等を挙げることができる。スルホン酸化合物の具体例としては、ベンゾイントシレート、ピロガロールのトリス(トリフルオロメタンスルホネート)、ニトロベンジル-9,10-ジエトキシアントラセン-2-スルホネート、トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボジイミド、ノナフルオロ-n-ブタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボジイミド、パーフルオロ-n-オクタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボジイミド、2-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-イル-1,1,2,2-テトラフルオロエタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボジイミド、N-(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(ノナフルオロ-n-ブタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(パーフルオロ-n-オクタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(2-ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-イル-1,1,2,2-テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、1,8-ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネート、1,8-ナフタレンジカルボン酸イミドノナフルオロ-n-ブタンスルホネート、1,8-ナフタレンジカルボン酸イミドパーフルオロ-n-オクタンスルホネート等を挙げることができる。
 このような上記酸発生剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 本発明の感放射線性樹脂組成物において、酸発生剤(B1)と他の酸発生剤の合計使用量は、レジストとしての感度および現像性を確保する観点から、樹脂(A)100質量部に対して、0.1~20質量部であることが好ましく、0.5~10質量部であることが更に好ましい。この場合、合計使用量が0.1質量部未満では、感度および現像性が低下する傾向があり、一方20質量部をこえると、放射線に対する透明性が低下して、矩形のレジストパターンが得られ難くなる傾向がある。また、他の酸発生剤の使用割合は、酸発生剤(B1)と他の酸発生剤との合計に対して、80質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることが更に好ましい。
窒素含有化合物(C):
 本発明の感放射線性樹脂組成物は、これまでに説明した樹脂(A)および感放射線性酸発生剤(B)に加えて、窒素含有化合物(C)を更に含有していてもよい。この窒素含有化合物(C)は、露光により酸発生剤から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制するものである。即ち、この窒素含有化合物(C)は、酸拡散制御剤として機能する。このような窒素含有化合物(C)を配合することにより、得られる感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性が向上し、またレジストとしての解像度が更に向上するとともに、露光から露光後の加熱処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物とすることができる。
 この窒素含有化合物(C)としては、例えば、下記式(12)で表される窒素含有化合物(c1)を好適に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 式(11)中においてR22およびR23は、相互に独立に水素原子、直鎖状、分岐状もしくは環状の置換されていてもよい炭素数1~20のアルキル基、アリール基またはアラルキル基、あるいはR22同士あるいはR23同士が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子とともに炭素数4~20の2価の飽和あるいは不飽和炭化水素基もしくはその誘導体を形成してもよい。
 上記式(12)で表される窒素含有化合物(c1)としては、例えば、N-t-ブトキシカルボニルジ-n-オクチルアミン、N-t-ブトキシカルボニルジ-n-ノニルアミン、N-t-ブトキシカルボニルジ-n-デシルアミン、N-t-ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N-t-ブトキシカルボニル-1-アダマンチルアミン、N-t-ブトキシカルボニル-2-アダマンチルアミン、N-t-ブトキシカルボニル-N-メチル-1-アダマンチルアミン、(S)-(-)-1-(t-ブトキシカルボニル)-2-ピロリジンメタノール、(R)-(+)-1-(t-ブトキシカルボニル)-2-ピロリジンメタノール、R-(+)-(tert-ブトキシカルボニル)-2-ピペリジンメタノール、N-t-ブトキシカルボニル-4-ヒドロキシピペリジン、N-t-ブトキシカルボニルピロリジン、N,N'-ジ-t-ブトキシカルボニルピペラジン、N,N-ジ-t-ブトキシカルボニル-1-アダマンチルアミン、N,N-ジ-t-ブトキシカルボニル-N-メチル-1-アダマンチルアミン、N-t-ブトキシカルボニル-4,4'-ジアミノジフェニルメタン、N,N'-ジ-t-ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N',N'-テトラ-t-ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N'-ジ-t-ブトキシカルボニル-1,7-ジアミノヘプタン、N,N'-ジ-t-ブトキシカルボニル-1,8-ジアミノオクタン、N,N'-ジ-t-ブトキシカルボニル-1,9-ジアミノノナン、N,N'-ジ-t-ブトキシカルボニル-1,10-ジアミノデカン、N,N'-ジ-t-ブトキシカルボニル-1,12-ジアミノドデカン、N,N'-ジ-t-ブトキシカルボニル-4,4'-ジアミノジフェニルメタン、N-t-ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N-t-ブトキシカルボニル-2-メチルベンズイミダゾール、N-t-ブトキシカルボニル-2-フェニルベンズイミダゾール等のN-t-ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物等を挙げることができる。
 また、窒素含有化合物(C)としては、上記した式(12)で表される窒素含有化合物(c1)以外にも、例えば、3級アミン化合物、4級アンモニウムヒドロキシド化合物、光崩壊性塩基化合物、その他含窒素複素環化合物等を挙げることができる。
 3級アミン化合物としては、例えば、トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリ-n-ペンチルアミン、トリ-n-ヘキシルアミン、トリ-n-ヘプチルアミン、トリ-n-オクチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;アニリン、N-メチルアニリン、N,N-ジメチルアニリン、2-メチルアニリン、3-メチルアニリン、4-メチルアニリン、4-ニトロアニリン、2,6-ジメチルアニリン、2,6-ジイソプロピルアニリン等の芳香族アミン類;トリエタノールアミン、N,N-ジ(ヒドロキシエチル)アニリンなどのアルカノールアミン類;N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N'-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、1,3-ビス[1-(4-アミノフェニル)-1-メチルエチル]ベンゼンテトラメチレンジアミン、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2-ジエチルアミノエチル)エーテル等を挙げることができる。
 4級アンモニウムヒドロキシド化合物としては、例えば、テトラ-n-プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラ-n-ブチルアンモニウムヒドロキシド等を挙げることができる。
 光崩壊性塩基化合物としては、露光により分解して酸拡散制御性としての塩基性を失うオニウム塩化合物である。
 このようなオニウム塩化合物の具体例としては、下記式(13-1)で表されるスルホニウム塩化合物、および下記式(13-2)で表されるヨードニウム塩化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 上記式(13-1)および(13-2)におけるR24~R28は、相互に独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、ヒドロキシル基、またはハロゲン原子を表す。
 また、Z-は、OH-、R-COO-、R-SO3 -(但し、Rはアルキル基、アリール基、またはアルカノール基を表す)、または下記式(14)で表されるアニオンを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 上記スルホニウム塩化合物およびヨードニウム塩化合物の具体例としては、トリフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、トリフェニルスルホニウムアセテート、トリフェニルスルホニウムサリチレート、ジフェニル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、ジフェニル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムアセテート、ジフェニル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムサリチレート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムサリチレート、4-t-ブチルフェニル-4-ヒドロキシフェニルヨードニウムハイドロオキサイド、4-t-ブチルフェニル-4-ヒドロキシフェニルヨードニウムアセテート、4-t-ブチルフェニル-4-ヒドロキシフェニルヨードニウムサリチレート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウム10-カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウム10-カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウム10-カンファースルホネート、4-t-ブトキシフェニル・ジフェニルスルホニウム10-カンファースルホネート等を挙げることができる。
 含窒素複素環化合物としては、例えば、ピリジン、2-メチルピリジン、4-メチルピリジン、2-エチルピリジン、4-エチルピリジン、2-フェニルピリジン、4-フェニルピリジン、2-メチル-4-フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、4-ヒドロキシキノリン、8-オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類;ピペラジン、1-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、3-ピペリジノ-1,2-プロパンジオール、モルホリン、4-メチルモルホリン、1,4-ジメチルピペラジン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、イミダゾール、4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、4-メチル-2-フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2-フェニルベンズイミダゾール等を挙げることができる。
 このような窒素含有化合物(C)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 本発明の感放射線性樹脂組成物において、この窒素含有化合物(C)の含有割合は、レジストとしての高い感度を確保する観点から、樹脂(A)100質量部に対して、10質量部未満が好ましく、5質量部未満が更に好ましい。この場合、窒素含有化合物(C)の含有割合が10質量部をこえると、レジストとしての感度が著しく低下する傾向にある。なお、窒素含有化合物(C)の含有割合が0.001質量部未満では、プロセス条件によってはレジストとしてのパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれがある。
添加剤(D):
 本発明の感放射線性樹脂組成物には、必要に応じて、フッ素含有樹脂添加剤(d1)、脂環式骨格含有添加剤(d2)、界面活性剤(d3)、増感剤(d4)等の各種の添加剤(D)を配合することができる。各添加剤の含有割合は、その目的に応じて適宜決定することができる。
 フッ素含有樹脂添加剤(d1)は、特に液浸露光においてレジスト膜表面に撥水性を発現させる作用を示し、レジスト膜から液浸液への成分の溶出を抑制したり、高速スキャンにより液浸露光を行なったとしても液滴を残すことなく、結果としてウォーターマーク欠陥等の液浸由来欠陥を抑制する効果がある成分である。このフッ素含有樹脂添加剤(d1)の構造はフッ素原子を1つ以上含有すること以外は特に限定されるものでなく、以下の(1)~(4)に示すようなフッ素含有樹脂添加剤(d1-1)~(d1-4)を挙げることができる。
 (1)それ自身は現像液に不溶で酸の作用によりアルカリ可溶性となるフッ素含有樹脂添加剤(d1-1)。
 (2)それ自身が現像液に可溶であり酸の作用によりアルカリ可溶性が増大するフッ素含有樹脂添加剤(d1-2)。
 (3)それ自身は現像液に不溶でアルカリの作用によりアルカリ可溶性となるフッ素含有樹脂添加剤(d1-3)。
 (4)それ自身が現像液に可溶でありアルカリの作用によりアルカリ可溶性が増大するフッ素含有樹脂添加剤(d1-4)。
 上記したフッ素含有樹脂添加剤(d1)としては、上記他の繰り返し単位(A5)および下記フッ素含有繰り返し単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の繰り返し単位を含有するものであることが好ましく、更に、上記繰り返し単位(A1)~(A3)、上記他の繰り返し単位(A4)、(A7)、(A8)、および上記更に他の繰り返し単位からなる群より選ばれる少なくとも一種の繰り返し単位を更に含有するものであることがより好ましい。
 上記フッ素含有繰り返し単位としては、例えば、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロn-プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロi-プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロn-ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロi-ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロt-ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-(1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1-(2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ)ペンチル(メタ)アクリレート、1-(2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、1-(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1-(2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロ)ペンタ(メタ)アクリレート、1-(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-ヘプタデカフルオロ)デシル(メタ)アクリレート、1-(5-トリフルオロメチル-3,3,4,4,5,6,6,6-オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
 フッ素含有樹脂添加剤(d1)としては、例えば、下記式(15-1)~(15-6)で表される繰り返し単位を有する重合体を好適例として挙げることができる。下記式(15-1)~(15-6)中、R29は、水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 添加剤(D)としての脂環式骨格含有添加剤(d2)は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を更に改善する作用を示す成分である。
 このような脂環式骨格含有添加剤(d2)としては、例えば、1-アダマンタンカルボン酸、2-アダマンタノン、1-アダマンタンカルボン酸t-ブチル、1-アダマンタンカルボン酸t-ブトキシカルボニルメチル、1-アダマンタンカルボン酸α-ブチロラクトンエステル、1,3-アダマンタンジカルボン酸ジ-t-ブチル、1-アダマンタン酢酸t-ブチル、1-アダマンタン酢酸t-ブトキシカルボニルメチル、1,3-アダマンタンジ酢酸ジ-t-ブチル、2,5-ジメチル-2,5-ジ(アダマンチルカルボニルオキシ)ヘキサン等のアダマンタン誘導体類;
 デオキシコール酸t-ブチル、デオキシコール酸t-ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2-エトキシエチル、デオキシコール酸2-シクロヘキシルオキシエチル、デオキシコール酸3-オキソシクロヘキシル、デオキシコール酸テトラヒドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラクトンエステル等のデオキシコール酸エステル類;リトコール酸t-ブチル、リトコール酸t-ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2-エトキシエチル、リトコール酸2-シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸3-オキソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロピラニル、リトコール酸メバロノラクトンエステル等のリトコール酸エステル類;アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジn-ブチル、アジピン酸ジt-ブチル等のアルキルカルボン酸エステル類;
 3-〔2-ヒドロキシ-2,2-ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、2-ヒドロキシ-9-メトキシカルボニル-5-オキソ-4-オキサ-トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン等を挙げることができる。これらの脂環式骨格含有添加剤(d2)は単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 添加剤(D)としての界面活性剤(d3)は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。
 このような界面活性剤(d3)としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn-オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn-ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤のほか、以下商品名で、KP341(信越化学工業社製)、ポリフローNo.75、同No.95(共栄社化学社製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(トーケムプロダクツ社製)、メガファックスF171、同F173(大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC430、同FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS-382、同SC-101、同SC-102、同SC-103、同SC-104、同SC-105、同SC-106(旭硝子社製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 添加剤(D)としての増感剤(d4)は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生剤(B)に伝達し、それにより酸の生成量を増加する作用を示すもので、感放射線性樹脂組成物のみかけの感度を向上させる効果を有する。
 このような増感剤(d4)としては、カルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等を挙げることができる。これらの増感剤(d3)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 更に、添加剤(D)として、染料、顔料、および接着助剤からなる群より選択される少なくとも一種を用いることもできる。例えば、染料或いは顔料を添加剤(D)として用いることによって、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和できる。また、接着助剤を添加剤(D)として用いることによって、基板との接着性を改善することができる。更に、上記以外の添加剤としては、アルカリ可溶性樹脂、酸解離性の保護基を有する低分子のアルカリ溶解性制御剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、消泡剤等を挙げることができる。
 なお、添加剤(D)は、必要に応じてこれまでに説明したそれぞれの添加剤を単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
溶剤(E):
 溶剤(E)としては、樹脂(A)、および感放射線性酸発生剤(B)が溶解する溶剤であれば、特に限定されるものではない。なお、感放射線性樹脂組成物が窒素含有化合物(C)、および添加剤(D)を更に含有する場合には、これらの成分も溶解する溶剤であることが好ましい。
 溶剤(E)としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ-i-プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ-i-ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ-sec-ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ-t-ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;シクロペンタノン、3-メチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-メチルシクロヘキサノン、2,6-ジメチルシクロヘキサノン、イソホロン等の環状のケトン類;2-ブタノン、2-ペンタノン、3-メチル-2-ブタノン、2-ヘキサノン、4-メチル-2-ペンタノン、3-メチル-2-ペンタノン、3,3-ジメチル-2-ブタノン、2-ヘプタノン、2-オクタノン等の直鎖状もしくは分岐状のケトン類;2-ヒドロキシプロピオン酸メチル、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシプロピオン酸n-プロピル、2-ヒドロキシプロピオン酸i-プロピル、2-ヒドロキシプロピオン酸n-ブチル、2-ヒドロキシプロピオン酸i-ブチル、2-ヒドロキシプロピオン酸sec-ブチル、2-ヒドロキシプロピオン酸t-ブチル等の2-ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等の3-アルコキシプロピオン酸アルキル類のほか、
 n-プロピルアルコール、i-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、t-ブチルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、トルエン、キシレン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチル酪酸メチル、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルプロピオネート、3-メチル-3-メトキシブチルブチレート、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸n-ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ベンジルエチルエーテル、ジ-n-ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、カプロン酸、カプリル酸、1-オクタノール、1-ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ-ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等を挙げることができる。
 これらの中でも、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、特に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有することが好ましい。更に、環状のケトン類、直鎖状もしくは分岐状のケトン類、2-ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3-アルコキシプロピオン酸アルキル類、γ-ブチロラクトン等が好ましい。これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
フォトレジストパターンの形成方法:
 本発明の感放射線性樹脂組成物は、化学増幅型レジストとして有用である。化学増幅型レジストにおいては、露光により酸発生剤から発生した酸の作用によって、樹脂成分、主に、樹脂(A)中の酸解離性基が解離して、カルボキシル基を生じ、その結果、レジストの露光部のアルカリ現像液に対する溶解性が高くなり、この露光部がアルカリ現像液によって溶解、除去され、ポジ型のフォトレジストパターンが得られる。
 本発明の感放射線性樹脂組成物を用いてフォトレジストパターンを形成する方法としては、(1)本発明の感放射線性樹脂組成物を用いて、基板上にフォトレジスト膜を形成する工程(以下、「工程(1)」ということがある)と、(2)形成されたフォトレジスト膜に、場合によっては液浸媒体を介して、所定のパターンを有するマスクを通して放射線を照射し、露光する工程(以下、「工程(2)」ということがある)と、(3)露光されたフォトレジスト膜を現像し、フォトレジストパターンを形成する工程(以下、「工程(3)」ということがある)と、を備えたものである。
 また、液浸露光を行なう場合は、必要に応じて液浸液とレジスト膜との直接の接触を保護するために、液浸液不溶性の液浸用保護膜を工程(2)の前にレジスト膜上に設けることができる。このとき用いられる液浸用保護膜としては、上記工程(3)前に溶剤により剥離する、例えば、特開2006-227632号公報等に開示されている溶剤剥離型液浸用保護膜、或いは工程(3)の現像と同時に剥離する、例えば、WO2005-069076号公報やWO2006-035790号公報等に開示されている現像液剥離型液浸用保護膜があるが、特に限定されるものではない。しかしながら、スループット等を考慮した場合、一般的に後者の現像液剥離型液浸用保護膜を用いることが好ましい。
 上記工程(1)では、本発明の感放射線性樹脂組成物を溶剤に溶解させて得られた樹脂組成物溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、例えば、シリコンウェハ、二酸化シリコンで被覆されたウェハ等の基板上に塗布することにより、フォトレジスト膜が形成される。具体的には、得られるレジスト膜が所定の膜厚となるように感放射線性樹脂組成物溶液を塗布したのち、プレベーク(PB)することにより塗膜中の溶剤を揮発させ、レジスト膜が形成される。
 レジスト膜の厚みは特に限定されないが、50~3,000nmであることが好ましく、50~1,000nmであることが更に好ましい。
 また、プレベークの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって変わるが、30~200℃程度であることが好ましく、50~150℃であることが更に好ましい。
 なお、本発明の感放射線性樹脂組成物を用いたフォトレジストパターン形成方法においては、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば、特公平6-12452号公報(特開昭59-93448号公報)等に開示されているように、使用される基板上に有機系或いは無機系の反射防止膜を形成しておくこともできる。また、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば、特開平5-188598号公報等に開示されているように、フォトレジスト膜上に保護膜を設けることもできる。更に、上記した液浸用保護膜をフォトレジスト膜上に設けることもできる。なお、これらの技術は併用することができる。
 上記工程(2)では、工程(1)で形成されたフォトレジスト膜に、場合によっては水等の液浸媒体を介して、放射線を照射し、フォトレジスト膜を露光する。なお、この際には、所定のパターンを有するマスクを通して放射線を照射する。
 上記放射線としては、使用される酸発生剤の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等を適宜選定して使用されるが、ArFエキシマレーザー(波長193nm)或いはKrFエキシマレーザー(波長248nm)で代表される遠紫外線が好ましく、特にArFエキシマレーザー(波長193nm)が好ましい。
 また、露光量等の露光条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選定される。本発明の感放射線性樹脂組成物を用いたフォトレジストパターンの形成方法においては、露光後に加熱処理(ポスト・エクスポージャー・ベーク:PEB)を行なうことが好ましい。PEBにより、樹脂成分中の酸解離性基の解離反応が円滑に進行する。このPEBの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって変わるが、30~200℃であることが好ましく、50~170℃であることが更に好ましい。
 上記工程(3)では、露光されたフォトレジスト膜を現像することにより、所定のフォトレジストパターンを形成する。この現像に使用される現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n-プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8-ジアザビシクロ-[5.4.0]-7-ウンデセン、1,5-ジアザビシクロ-[4.3.0]-5-ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも一種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。上記アルカリ性水溶液の濃度は、10質量%以下であることが好ましい。例えば、このアルカリ性水溶液の濃度が10質量%をこえると、非露光部も現像液に溶解するおそれがあり好ましくない。
 また、上記したアルカリ性水溶液を用いた現像液には、例えば、有機溶媒を添加したものであってもよい。上記有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルi-ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3-メチルシクロペンタノン、2,6-ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、i-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、t-ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n-ブチル、酢酸i-アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
 この有機溶媒の使用量は、アルカリ性水溶液100体積部に対して、100体積部以下とすることが好ましい。この場合、有機溶媒の割合が100体積部をこえると、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなるおそれがある。
 また、上記アルカリ性水溶液からなる現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、アルカリ性水溶液からなる現像液で現像したのちは、一般に、水で洗浄して乾燥する。
 以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法、および諸特性の評価方法を以下に示す。
[Mw、Mn、およびMw/Mn]:
 東ソー社製のGPCカラム(商品名「G2000HXL」2本、商品名「G3000HXL」1本、商品名「G4000HXL」1本)を使用し、流量:1.0ミリリットル/分、溶出溶媒:テトラヒドロフラン、カラム温度:40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した。また、分散度「Mw/Mn」は、MwおよびMnの測定結果より算出した。
13C-NMR分析]:
 それぞれの重合体の13C-NMR分析は、日本電子社製の商品名「JNM-EX270」を使用し、測定した。
[低分子量成分の残存割合]:
 ジーエルサイエンス社製の商品名「Intersil ODS-25μmカラム」(4.6mmφ×250mm)を使用し、流量:1.0ミリリットル/分、溶出溶媒:アクリロニトリル/0.1%リン酸水溶液の分析条件で、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により測定した。なお、低分子量成分はモノマーを主成分とする成分であり、より具体的には分子量1,000未満の成分、好ましくはトリマーの分子量以下の成分である。
[感度(1)]:
 まず、商品名「CLEAN TRACK ACT8」(東京エレクトロン社製)を用いて、8インチシリコンウエハの表面に膜厚77nmの下層反射防止膜(商品名「ARC29A」、ブルワー・サイエンス社製)を形成して基板とした。
 その後、各実施例および比較例にて調整された感放射線性樹脂組成物を上記基板上に、商品名「CLEAN TRACK ACT8」にて、スピンコートし、表3に示す条件でベーク(PB)を行なうことにより、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。次に、ArFエキシマレーザー露光装置(商品名「NSR S306C」、ニコン製、照明条件;NA0.78シグマ0.93/0.69)を用い、マスクパターンを介してレジスト膜を露光した。その後、表3示す条件でベーク(PEB)を行なった後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液によって、23℃、30秒間現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。
 得られたレジスト膜において、線幅が90nmであるライン、ラインとラインとの距離が90nm(ライン・アンド・スペースが1対1)であるレジストパターンを形成する際の露光量(mJ/cm2)を最適露光量とした。そして、この最適露光量を感度として評価した(表4中、「感度(1)(mJ/cm2)」と示す)。線幅およびラインとラインとの距離の測定は、走査型電子顕微鏡(商品名「S-9380」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。
[解像度(1)]:
 上記感度(1)の評価で形成したライン・アンド・スペースのレジストパターンの線幅のうち、ラインの最小線幅(nm)を解像度の評価値とした(表4中、「解像度(1)(nm)」と示す)。解像度は、数値が小さいほど良好であることを示す。
[パターンの断面形状(1)]:
 上記感度(1)の評価で得たレジスト膜の90nmライン・アンド・スペースパターンの断面形状を、日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡(商品名「S-4800」)で観察し、レジストパターンの中間での線幅Lbと、膜の上部での線幅Laを測定した。測定した結果、La/Lbで算出される値が、0.9≦(La/Lb)≦1.1の範囲内である場合を「良好」とし、範囲外である場合を「不良」とした。
[PEB温度依存性]:
 上記感度(1)の評価の最適露光量にて解像した90nmのライン・アンド・スペースパターンの観測で、走査型電子顕微鏡(商品名「S-9380」、日立ハイテクノロジーズ社製)にてパターン上部から観察した際の線幅において、表3に示す条件でPEBを行なった場合の線幅と、PEBの温度を±2℃それぞれ変化させたときの上記最適露光量での線幅の差をそれぞれ測定し、温度差で割ったときの変化量をPEB温度依存性(nm/℃)とした。PEB温度依存性が、3nm/℃未満である場合を「良好」とし、3nm/℃以上である場合を「不良」とした。
[LWR(ラインラフネス特性)]:
 上記感度(1)の評価の最適露光量にて解像した90nmのライン・アンド・スペースパターンの観測において、走査型電子顕微鏡(商品名「S-9380」、日立ハイテクノロジーズ社製)にてパターン上部から観察した際に、線幅を任意のポイントで観測し、その測定ばらつきを3σ(nm)で評価した。
[最小倒壊前寸法]:
 上記感度(1)の評価の最適露光量にて解像した90nmのライン・アンド・スペースパターンの観測において、この最適露光量よりも大きな露光量にて露光を行なった場合、得られるパターンの線幅が細くなるため、最終的にレジストパターンの倒壊が見られる。このレジストパターンの倒壊が確認されない最大の露光量における線幅を最小倒壊前寸法(nm)と定義し、パターン倒れ耐性の指標とし、その線幅が小さい程良好である。なお、最小倒壊前寸法(nm)の測定は、走査型電子顕微鏡(商品名「S-9380」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。
[ブロッブ欠陥]:
 まず、商品名「CLEAN TRACK ACT8」(東京エレクトロン社製)を用いて、処理条件100℃、60秒でHMDS(ヘキサメチルジシラザン)処理を行なった8インチシリコンウエハを用意した。この8インチシリコンウエハ上に、各実施例および比較例にて調整した感放射線性樹脂組成物をスピンコートし、表3の条件でベーク(PB)を行ない、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。
 その後、このレジスト膜に、ArFエキシマレーザー露光装置(商品名「NSR S306C」、ニコン製、照明条件;NA0.78シグマ0.85)により、マスクパターンが形成されていない擦りガラスを介して上記感度(1)における最適露光量にて露光を行なった。次に、表3示す条件でPEBを行なった後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、23℃で30秒間現像し、水洗し、乾燥して、ブロッブ欠陥(Blob欠陥)評価用基板を作成した。
 上記ブロッブ欠陥評価用基板を、商品名「KLA2351」(KLAテンコール社製)で測定して、ブロッブ欠陥の測定とした。ブロッブ欠陥の評価は、検出されたブロッブ欠陥が200個以下の場合は「良好」、200個をこえた場合は「不良」とした。
[感度(2)]:
 まず、商品名「CLEAN TRACK ACT12」(東京エレクトロン社製)を用いて、8インチシリコンウエハの表面に膜厚77nmの下層反射防止膜(商品名「ARC29A」、ブルワー・サイエンス社製)を形成して基板とした。
 その後、感放射線性樹脂組成物を上記基板上に、商品名「CLEAN TRACK ACT12」にて、スピンコートし、表3に示す条件でベーク(PB)を行なうことにより、膜厚100nmのレジスト膜を形成した。更に、特定の感放射線性樹脂組成物(実施例6および7の感放射線性樹脂組成物)に関しては、このレジスト膜上に、商品名「CLEAN TRACK ACT12」にて、商品名「NFC TCX041」(JSR社製)をスピンコートし、90℃/60秒の条件でベークし、90nmの液浸保護膜を形成した。次に、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(商品名「Nikon S610C」、Nikon製)をNA=1.30、σ0/σ1=0.795、CrossPoleにより、マスクパターンを介してレジスト膜を露光した。この際、レジスト上面と液浸露光機レンズの間には液浸溶媒として純水を用いた。その後、表3に示す条件でベーク(PEB)を行なった後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により、23℃で60秒間現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。
 得られたレジスト膜において、線幅が48nmであるライン、ラインとラインとの距離が48nm(ライン・アンド・スペースが1対1)であるレジストパターンを形成する際の露光量(mJ/cm2)を最適露光量とした。そして、この最適露光量を感度として評価した(表5中、「感度(2)(mJ/cm2)」と示す)。線幅およびラインとラインとの距離の測定は、走査型電子顕微鏡(商品名「CG-4000」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。
[解像度(2)]:
 上記感度(2)の評価で形成したライン・アンド・スペースのレジストパターンの線幅のうち、ラインの最小線幅(nm)を解像度の評価値とした(表5中、「解像度(2)(nm)」と示す)。解像度は、数値が小さいほど良好であることを示す。
[LWR(2)]:
 上記感度(2)の評価の最適露光量にて解像した48nmのライン・アンド・スペースパターンの観測において、走査型電子顕微鏡(商品名「CG-4000」、日立ハイテクノロジーズ社製)にてパターン上部から観察した際に、線幅を任意のポイントで観測し、その測定ばらつきを3σ(nm)で評価した。
[液浸露光欠陥]
 上記感度(2)の手法と同様の方法を用いて、感度(2)の露光量で全面に48nmのライン・アンド・スペースパターンを形成し、液浸露光欠陥評価用基板を作製した。上記評価用基板を、商品名「KLA2810」(KLAテンコール社製)で測定した。更に「KLA2810」にて測定された欠陥を、SEM Vision G3(アプライドマテリアルズ社製)にて観察し、ArFエキシマレーザー液浸露光由来と予想されるウォーターマーク欠陥(Water-Mark欠陥)とバブル欠陥を測定し、両者を併せて液浸露光欠陥として評価した。なお、評価用基板上に形成された典型的なウォーターマーク欠陥1を図1に、典型的なバブル欠陥2を図2に示す。
 また、液浸露光欠陥の評価は、検出された液浸露光欠陥が200個以下の場合は「良好」、200個をこえた場合は「不良」とした。
 なお、下記における感度、解像度およびLWRは、特に記載が無い場合は、上記「感度(1)」、「解像度(1)」および「LWR(1)」の評価方法により評価した。
 各実施例および各比較例において、重合体の合成用いた単量体(M-1)~(M-14)を、以下の式(M-1)~(M-14)に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
実施例1:樹脂(A-I-1)
 上記単量体(M-1)30.46g(50モル%)、上記単量体(M-2)19.54g(50モル%)を2-ブタノン100gに溶解し、更に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル1.91g(5モル%)を投入した単量体溶液を準備した。
 次に、温度計および滴下漏斗を備えた500mlの三つ口フラスコに50gの2-ブタノンを投入し、この三つ口フラスコ内を30分窒素パージした。窒素パージの後、三つ口フラスコ内をマグネティックスターラーで攪拌しながら80℃になるように加熱し、温度を保持したまま、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間として6時間重合反応を実施した。重合終了後、重合溶液は水冷により30℃以下に冷却した。冷却後、1,000gのメタノールに投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別された白色粉末を、2度200gのメタノールにてスラリー状で洗浄し、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末の共重合体を得た(36g、収率72%)。この共重合体を樹脂(A-I-1)とする。
 この共重合体は、Mwが6,930であり、Mw/Mnが1.61であり、13C-NMR分析の結果、単量体(M-1)および単量体(M-2)に由来する各繰り返し単位の含有率は、50.9:49.1(モル%)であった。また、この共重合体における低分子量成分の残存割合は、0.04質量%であった。測定結果を表2に示す。
実施例2~7および比較例1:樹脂(A-I-2)~(A-I-8)
 表1に示す配合処方とした以外は、実施例1と同様にして樹脂(A-I-2)~(A-I-8)を合成した。なお、表1において、AIBNはアゾビスイソブチロニトリルを、MAIBはジメチル-2,2’-アゾイソブチレートをそれぞれ表す。
 また、得られた樹脂(A-I-1)~(A-I-8)についての、13C-NMR分析による各繰り返し単位の割合(モル%)、収率(%)、Mw、分散度(Mw/Mn)、および低分子量成分の残存割合(質量%)の測定結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
感放射線性樹脂組成物の調製:
 表3に、各実施例および比較例にて調製された感放射線性樹脂組成物の組成と、露光前および露光後加熱条件(PBおよびPEB)とを示す。また、上記実施例および比較例にて合成した樹脂(A-I-1)~(A-I-8)以外の感放射線性樹脂組成物を構成する各成分(感放射線性酸発生剤(B)、窒素含有化合物(C)、添加剤(D)および溶剤(E))について以下に示す。
感放射線性酸発生剤(B):
(B-1):4-シクロヘキシルフェニル・ジフェニルスルホニウム・ノナフルオロ-n-ブタンスルホネート
(B-2):トリフェニルスルホニウム・ノナフルオロ-n-ブタンスルホネート
(B-3):1-(4-n-ブトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウム・ノナフルオロ-n-ブタンスルホネート
(B-4):1-(4-n-ブトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウム・2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-イル)-1,1,2,2-テトラフルオロエタンスルホネート
(B-5):トリフェニルスルホニウム・2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-イル)-1,1,2,2-テトラフルオロエタンスルホネート
(B-6):トリフェニルスルホニウム・2-(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ-2-イル)-1,1-ジフルオロエタンスルホネート
(B-7):トリフェニルスルホニウム・1,1,2,2-テトラフルオロ-2-(ノルボルナン-2-イル)エタンスルホネート
窒素含有化合物(C):
(C-1):N-t-ブトキシカルボニル-4-ヒドロキシピペリジン
(C-2):R-(+)-(tert-ブトキシカルボニル)-2-ピペリジンメタノール
(C-3):N-t-ブトキシカルボニルピロリジン
(C-4):N-t-ブトキシカルボニル-2-フェニルベンズイミダゾール
添加剤(D):
(D-1):リトコール酸t-ブトキシカルボニルメチル
(D-2):メタクリル酸2,2,2-トリフルオロエチルエステルとメタクリル酸1-エチルシクロヘキシルエステルとの共重合体(メタクリル酸2,2,2-トリフルオロエチルエステルとメタクリル酸1-エチルシクロヘキシルエステルの仕込みモル比が30:70、最終組成比が29.5:70.5、Mwが7,300、Mw/Mnが1.60)
(D-3):4-〔2-ヒドロキシ-2,2-ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン
溶剤(E):
(E-1):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(E-2):シクロヘキサノン
(E-3):γ-ブチロラクトン
(E-4):乳酸エチル
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
実施例8
 実施例1で得られた樹脂(A-I-1)100質量部、感放射線性酸発生剤(B)として4-シクロヘキシルフェニル・ジフェニルスルホニウム・ノナフルオロ-n-ブタンスルホネート(B-1)9.6質量部、窒素含有化合物(C)としてN-t-ブトキシカルボニル-4-ヒドロキシピペリジン(C-1)1.05質量部を混合し、この混合物に、溶剤(E)としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(E-1)1400質量部とシクロヘキサノン(E-2)600質量部とを添加し、上記混合物を溶解させて混合溶液を得、得られた混合溶液を孔径200nmのフィルターでろ過して感放射線性樹脂組成物を調製した。表3に感放射線性樹脂組成物の配合処方を示す。
 得られた実施例8の感放射線性樹脂組成物について、上述した、感度(1)、解像度(1)、パターンの断面形状(1)、PEB温度依存性、LWR(ラインラフネス特性)、最小倒壊前寸法、およびブロッブ欠陥について評価を行なった。評価結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
実施例9~16および比較例2
 感放射線性樹脂組成物を調製する各成分を表3に示すように変えた以外は、実施例8と同様にして、感放射線性樹脂組成物(実施例9~16および比較例2)を得た。得られた実施例9~16および比較例2の感放射線性樹脂組成物について、上述した、感度(1)、解像度(1)、パターンの断面形状(1)、PEB温度依存性、LWR(ラインラフネス特性)、最小倒壊前寸法、およびブロッブ欠陥について評価を行なった。評価結果を表4に示す。
 また、実施例13~16の感放射線性樹脂組成物については、液浸露光を用いた感度(2)、解像度(2)、LWR(2)について評価を行なった。評価結果を表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
実施例17:樹脂(A-II-1)
 上記単量体(M-1)49.95g(40モル%)と、上記単量体(M-3)32.03g(40モル%)と、上記単量体(M-4)6.20g(10モル%)とを2-ブタノン200gに溶解し、更に開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル3.91gを投入した単量体溶液を準備した。
 次に、滴下漏斗を備えた500mlの三つ口フラスコに、上記単量体(M-2)11.82g(10モル%)と100gの2-ブタノンを投入し、この三つ口フラスコ内を30分窒素パージした。窒素パージの後、三つ口フラスコ内をマグネティックスターラーで攪拌しながら80℃になるように加熱し、事前に準備した上記単量体溶液を、3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間として6時間重合反応を実施した。
 重合終了後、重合溶液は水冷により30℃以下に冷却した。次いで、メタノール2000gの中へ投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別された白色粉末を、メタノール800gによりスラリー状で洗浄を2回繰り返し、ろ別し、60℃で17時間乾燥させて白色粉末の共重合体を得た(68g、収率68%)。この共重合体を樹脂(A-II-1)とする。
 この共重合体は、Mwが6,620であり、Mw/Mnが1.51であり、13C-NMR分析の結果、単量体(M-1)に由来する繰り返し単位、単量体(M-4)に由来する繰り返し単位、単量体(M-2)に由来する繰り返し単位、および単量体(M-3)に由来する繰り返し単位の含有率は、40.2:10.1:9.7:40.0(モル%)であった。また、この共重合体における低分子量成分の残存割合は、0.04質量%であった。測定結果を表7に示す。
実施例18および比較例3、4:樹脂(A-II-2)および樹脂(A-II-3)、(A-II-4)
 表6に示す配合処方とした以外は、実施例17と同様にして樹脂(A-II-2)~(A-II-4)を合成した。
 また、得られた樹脂(A-II-1)~(A-II-4)についての、13C-NMR分析による各繰り返し単位の割合(モル%)、収率(%)、Mw、分散度(Mw/Mn)、および低分子量成分の含有量(質量%)の測定結果を表7に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000042
実施例19
 実施例17で得られた樹脂(A-II-1)100質量部、感放射線性酸発生剤(B)としてトリフェニルスルホニウム・ノナフルオロ-n-ブタンスルホネート(B-2)7.0質量部、1-(4-n-ブトキシナフチル)テトラヒドロチオフェニウム・ノナフルオロ-n-ブタンスルホネート(B-3)2.0質量部、窒素含有化合物(C)としてN-t-ブトキシカルボニル-4-ヒドロキシピペリジン(C-1)1.53質量部を混合し、この混合物に、溶剤(E)としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(E-1)1540質量部、シクロヘキサノン(E-2)660質量部、およびγ-ブチロラクトン(E-3)30質量部を添加し、上記混合物を溶解させて混合溶液を得、得られた混合溶液を孔径200nmのフィルターでろ過して感放射線性樹脂組成物を調製した。表8に感放射線性樹脂組成物の配合処方を示す。
 得られた実施例19の感放射線性樹脂組成物について、上述した、感度、解像度、パターンの断面形状、LWR(ラインラフネス特性)、最小倒壊前寸法、およびブロッブ欠陥について評価を行なった。評価結果を表9に示す。
実施例20、比較例5および比較例6
 感放射線性樹脂組成物を調製する各成分を表8に示すように変更したことを除いては、実施例19と同様にして、感放射線性樹脂組成物(実施例20、比較例5および比較例6)を得た。得られた実施例20、比較例5および比較例6の感放射線性樹脂組成物について、感度、解像度、パターンの断面形状、LWR(ラインラフネス特性)、最小倒壊前寸法、およびブロッブ欠陥について評価を行なった。評価結果を表9に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000044
実施例21:樹脂(A-III-1)
 上記単量体(M-1)40.66g(40モル%)と、上記単量体(M-11)24.72g(15モル%)と、上記単量体(M-6)34.62g(45モル%)とを2-ブタノン200gに溶解し、更に開始剤としてジメチルアゾビスイソブチレート5.27gを投入した単量体溶液を準備した。
 次に、滴下漏斗を備えた500mlの三つ口フラスコに100gの2-ブタノンを投入し、この三つ口フラスコ内を30分窒素パージした。窒素パージの後、三つ口フラスコ内をマグネティックスターラーで攪拌しながら80℃になるように加熱し、事前に準備した上記単量体溶液を、毎分1.9mlの速度で滴下した。滴下開始を重合開始時間として6時間重合反応を実施した。
 重合終了後、重合溶液は水冷により30℃以下に冷却した。次いで、n-ヘプタン1500gの中へ投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別された白色粉末を、2度300gのn-ヘプタンにて洗浄し、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末の共重合体を得た(77g、収率77%)。この共重合体を樹脂(A-III-1)とする。
 この共重合体は、Mwが7,310であり、Mw/Mnが1.69であり、13C-NMR分析の結果、単量体(M-1)に由来する繰り返し単位および単量体(M-11)に由来する繰り返し単位および単量体(M-6)に由来する繰り返し単位の含有率は、40.3:15.1:44.6(モル%)であった。また、この共重合体における低分子量成分の残存割合は、0.04質量%であった。測定結果を表11に示す。
実施例22および比較例7、8:樹脂(A-III-2)、(A-III-3)、(A-III-4)
 表10に示す配合処方とした以外は、実施例21と同様にして樹脂(A-III-2)、(A-III-3)および(A-III-4)を合成した。
 また、得られた樹脂についての、13C-NMR分析による各繰り返し単位の割合(モル%)、収率(%)、Mw、分散度(Mw/Mn)、および低分子量成分の含有量(質量%)の測定結果を表11に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000046
実施例23
 実施例21で得られた樹脂(A-III-1)10質量部、実施例22で得られた樹脂(A-III-2)90質量部、感放射線性酸発生剤(B)として1-(4-n-ブトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウム・ノナフルオロ-n-ブタンスルホネート(B-3)4.0質量部、トリフェニルスルホニウム・ノナフルオロ-n-ブタンスルホネート(B-2)1.0質量部、1-(4-n-ブトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウム・1,1,2,2-テトラフルオロ-2-(ノルボルナン-2-イル)エタンスルホネート(B-4)2.0質量部、窒素含有化合物(C)としてN-t-ブトキシカルボニル-2-フェニルベンズイミダゾール(C-1)0.72質量部、添加剤(D)として4-〔2-ヒドロキシ-2,2-ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン(D-3)0.02質量部を混合し、この混合物に、溶剤(E)としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(E-1)1090質量部を添加し、上記混合物を溶解させて混合溶液を得、得られた混合溶液を孔径200nmのフィルターでろ過して感放射線性樹脂組成物を調製した。表12に感放射線性樹脂組成物の配合処方を示す。
 得られた実施例23の感放射線性樹脂組成物について、上述した、感度、解像度、パターンの断面形状、LWR(ラインラフネス特性)、最小倒壊前寸法、およびブロッブ欠陥について評価を行なった。評価結果を表13に示す。
比較例9
 感放射線性樹脂組成物を調製する各成分を表12に示すように変更したことを除いては、実施例23と同様にして、感放射線性樹脂組成物(比較例9)を得た。得られた比較例9の感放射線性樹脂組成物について、感度、解像度、パターンの断面形状、LWR(ラインラフネス特性)、最小倒壊前寸法、およびブロッブ欠陥について評価を行なった。評価結果を表13に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000048
実施例24:樹脂(A-IV-1)
 上記単量体(M-1)42.04g(40モル%)、単量体(M-6)42.26g(45モル%)、および単量体(M-12)15.70g(15モル%)を2-ブタノン200gに溶解させ、ジメチルアゾビスイソブチレート4.61gを加えて得られた単量体溶液を滴下漏斗に入れた。2-ブタノン100gを入れた500mLの三口フラスコを、30分間窒素パージした。窒素パージ後、2-ブタノンを撹拌しながら80℃に加熱し、滴下漏斗から単量体溶液を、1.9ml/分の速度で滴下し、滴下開始から6時間反応させた。反応終了後、水冷により30℃以下に冷却した反応溶液を、n-ヘプタン1500g中に投入し、白色粉末を析出させた。析出した白色粉末を濾取し、n-ヘプタン300gでスラリー状にして2回洗浄を行なった。濾過後、真空下、60℃で17時間乾燥し、白色粉末状の樹脂(A-IV-1)76gを得た。収率は76%であった。
 得られた樹脂(A-IV-1)のMwは7,250、Mw/Mnは1.69であった。また、13C-NMR分析の結果、単量体(M-1)に由来する繰り返し単位、単量体(M-6)に由来する繰り返し単位、および単量体(M-12)に由来する繰り返し単位の含有比は、40.2/45.0/14.8(モル比)であった。更に、単量体に由来する低分子量成分の含有割合は、0.04質量%であった。
実施例25、比較例10、11:樹脂(A-IV-2)、樹脂(A-IV-3)、樹脂(A-IV-4)
 表14に示す配合処方とした以外は、実施例24と同様にして樹脂(A-IV-2)、樹脂(A-IV-3)、(A-IV-4)を合成した。
 また、得られた樹脂(A-IV-2)、樹脂(A-IV-3)、(A-IV-4)についての収率を表14に、13C-NMR分析による各繰り返し単位の割合(モル%)、Mw、分散度(Mw/Mn)、および低分子量成分の含有量(質量%)の測定結果を表15に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000050
実施例26
 実施例24で得られた重合体(A-IV-1)50質量部、および実施例25で得られた重合体(A-IV-2)50質量部、感放射線性酸発生剤(B)として4-シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム・ノナフルオロ-n-ブタンスルホネート(B-1)2.0質量部、トリフェニルスルホニウム・1,1,2,2-テトラフルオロ-2-(ノルボルナン-2-イル)エタンスルホネート(B-7)2.0質量部、窒素含有化合物(C)としてN-t-ブトキシカルボニルピロリジン(C-3)0.23質量部を混合し、この混合物に、溶剤(E)としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(E-1)1400質量部および乳酸エチル(E-4)600質量部を添加し、上記混合物を溶解させて混合溶液を得、得られた混合溶液を孔径200nmのフィルターでろ過して感放射線性樹脂組成物を調製した。表16に感放射線性樹脂組成物の配合処方を示す。
 得られた実施例26の感放射線性樹脂組成物について、上述した、感度、解像度、パターンの断面形状、LWR(ラインラフネス特性)、最小倒壊前寸法、およびブロッブ欠陥について評価を行なった。評価結果を表17に示す。
比較例12
 感放射線性樹脂組成物を調製する各成分を表16に示すように変更したことを除いては、実施例26と同様にして、感放射線性樹脂組成物(比較例12)を得た。得られた比較例12の感放射線性樹脂組成物について、感度、解像度、パターンの断面形状、LWR(ラインラフネス特性)、最小倒壊前寸法、およびブロッブ欠陥について評価を行なった。評価結果を表17に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000051
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000052
実施例27:樹脂(A1-1)
 上記単量体(M-1)27.51g(50モル%)、上記単量体(M-3)5.29g(15モル%)、上記単量体(M-6)17.20g(35モル%)を2-ブタノン100gに溶解し、更に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(表18中「AIBN」と記す)1.72g(5モル%)を投入した単量体溶液を準備した。
 次に、温度計および滴下漏斗を備えた500mlの三つ口フラスコに50gの2-ブタノンを投入し、この三つ口フラスコ内を30分窒素パージした。窒素パージの後、三つ口フラスコ内をマグネティックスターラーで攪拌しながら80℃になるように加熱し、温度を保持したまま、事前に準備した上記単量体溶液を、滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間として6時間重合反応を実施した。重合終了後、重合溶液を水冷により30℃以下に冷却した。冷却後、1000gのメタノールに投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別された白色粉末を、2度200gのメタノールにてスラリー状で洗浄し、ろ別し、50℃にて17時間乾燥し、白色粉末の共重合体を得た(36g、収率72%)。この共重合体を樹脂(A1-1)とする。
 この樹脂(A1-1)は、Mwが6,350、Mw/Mnが1.64であり、13C-NMR分析の結果、単量体(M-1)に由来する繰り返し単位、単量体(M-3)に由来する繰り返し単位および単量体(M-6)に由来する繰り返し単位の含有割合は、50.5:14.6:34.9(モル%)であった。また、この共重合体における低分子量成分の残存割合は、0.03質量%であった。測定結果を表19に示す。
実施例28~30および比較例13、14:樹脂(A1-2)、および樹脂(A2-1)~(A2-4)
 表18に示す配合処方とした以外は、実施例27と同様にして樹脂(A1-2)、および樹脂(A2-1)~(A2-4)を合成した。なお、実施例29、30、比較例13、14においては、開始剤として、ジメチル-2,2'-アゾビスイソブチレート(表18中「MAIB」と記す)を用いた。
 また、得られた各樹脂についての、13C-NMR分析による各繰り返し単位の割合(モル%)、収率(%)、Mw、分散度(Mw/Mn)、および低分子量成分の含有量(質量%)の測定結果を表19に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000054
実施例31
 実施例27で得られた樹脂(A1-1)100質量部、実施例29で得られた樹脂(A2-1)5.0質量部、感放射線性酸発生剤(B)としてトリフェニルスルホニウム・ノナフルオロ-n-ブタンスルホネート(B-1)7.0質量部と1-(4-n-ブトキシナフタレン-1-イル)テトラヒドロチオフェニウム・ノナフルオロ-n-ブタンスルホネート(B-2)2.0質量部、窒素含有化合物(C)としてN-t-ブトキシカルボニル-4-ヒドロキシピペリジン(C-1)1.12質量部を混合し、この混合物に、溶剤(E)としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(E-1)1400質量部とシクロヘキサノン(E-2)600質量部とγ-ブチロラクトン(E-3)30質量部を添加し、上記混合物を溶解させて混合溶液を得、得られた混合溶液を孔径200nmのフィルターでろ過して感放射線性樹脂組成物を調製した。表20に感放射線性樹脂組成物の配合処方を示す。
 得られた実施例31の感放射線性樹脂組成物について、上述した、感度(1)、解像度(1)、LWR(1)、感度(2)、解像度(2)、LWR(2)、液浸露光欠陥について評価を行なった。評価結果を表21に示す。
実施例32~34、および比較例15~18
 感放射線性樹脂組成物を調製する各成分を表20に示すように変えた以外は、実施例31と同様にして、感放射線性樹脂組成物を得た。得られた実施例32~34、および比較例15~18の感放射線性樹脂組成物について、上述した、感度(1)、解像度(1)、LWR(1)、感度(2)、解像度(2)、LWR(2)、液浸露光欠陥について評価を行なった。評価結果を表21に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000056
 上記結果から明らかなように、本発明の感放射線性樹脂組成物は、感度、および解像度が優れていた。また、ドライエッチング耐性(最小倒壊前寸法)、LWR特性およびPEB温度依存性等も向上することが分かった。また、パターンの断面形状、ブロッブ欠陥についても良好な結果を得ることができた。
 本発明の感放射線性樹脂組成物は、リソグラフィー工程、特にArFエキシマレーザーを光源とするリソグラフィー工程に用いられ、90nm以下の微細パターンの形成において、また、液浸露光工程においても、解像性能に優れるだけでなく、LWRが小さく、PEB温度依存性が良好で、パターン倒れ耐性に優れ、且つ、欠陥性にも優れた化学増幅型レジストとして利用することができる。
 1 ウォーターマーク欠陥
 2 バブル欠陥

Claims (14)

  1.  樹脂(A)と、感放射線性酸発生剤(B)とを含有する感放射線性樹脂組成物であって、
     前記樹脂(A)は、下記式(1)で表される繰り返し単位(A1)と、酸解離性基を有する繰り返し単位とを有する重合体を含むことを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式(1)において、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は炭素数1~12のアルキレン基または脂環式アルキレン基を表し、mは1~3の整数を表す。)
  2.  前記酸解離性基を有する繰り返し単位が下記式(2)で表される繰り返し単位(A2)を含むことを特徴とする請求項1記載の感放射線性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(2)において、R1は水素原子またはメチル基を表し、R3は炭素数1~4のアルキル基を表し、nは1~5の整数を表す。)
  3.  前記酸解離性基を有する繰り返し単位が下記式(3-1)で表される繰り返し単位および下記式(3-2)で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも1つの繰り返し単位(A3)を含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の感放射線性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式(3-1)および式(3-2)において、R4は互い独立して、水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表し、R5は炭素数1~4のアルキル基を表し、R6は相互に独立に炭素数1~4のアルキル基を表す。)
  4.  前記重合体が下記式(4)で表される繰り返し単位(A4)を含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の感放射線性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式(4)において、R1は水素原子またはメチル基を表し、R7は水素原子、ヒドロキシル基またはアシル基を表し、pは1~18の整数を表す。)
  5.  前記重合体が下記式(5-1)または下記式(5-2)で表されるフッ素原子含有繰り返し単位(A5)を含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の感放射線性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (式(5-1)および(5-2)において、R8は水素原子、炭素数1~4のアルキル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基を表し、R9は、2価の鎖状または環状の炭化水素基を表し、R10は少なくとも1つの水素がフッ素原子に置換されている炭素数1~12の直鎖状、分岐状または環状フッ素化アルキル基を表す。)
  6.  前記重合体が下記式(6)で表される繰り返し単位(A6)を含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の感放射線性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (式(6)において、R4は水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表し、R11は単結合、メチレン基、炭素数2~20の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または2価の環状炭化水素基を表し、R12は少なくとも1つのフッ素原子を含む、炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数3~10の脂環式アルキル基を表す。)
  7.  前記樹脂(A)が、第1の樹脂(AI)100質量部に対して、第2の樹脂(AII)を0.1~20質量部含有する混合樹脂であり、
     前記第1の樹脂(AI)が酸の作用によりアルカリ可溶性となり、且つフッ素原子を含まない重合体であり、
     前記第2の樹脂(AII)が前記繰り返し単位(A1)と、下記式(5-1)または下記式(5-2)で表されるフッ素原子含有繰り返し単位(A5)とを含む重合体であることを特徴とする請求項1記載の感放射線性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    (式(5-1)および(5-2)において、R8は水素原子、炭素数1~4のアルキル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基を表し、R9は、2価の鎖状または環状の炭化水素基を表し、R10は少なくとも1つの水素がフッ素原子に置換されている炭素数1~12の直鎖状、分岐状または環状フッ素化アルキル基を表す。)
  8.  前記感放射線性酸発生剤(B)が、下記式(9)で表される化合物を含む感放射線性酸発生剤(B1)を含有することを特徴とする請求項1記載の感放射線性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    (式(9)において、R17は水素原子、フッ素原子、水酸基、炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基、または、炭素数2~11の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシカルボニル基を表し、
     R18は炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1~10アルコキシル基、または炭素数1~10の直鎖状、分岐状、もしくは環状のアルカンスルホニル基を表し、rは0~10の整数であり、
     R19は相互に独立に炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、置換されていてもよいフェニル基または置換基されていてもよいナフチル基を表すか、あるいは、2個のR19が互いに結合して炭素数2~10の2価の基を形成しており、該2価の基は置換されていてもよく、kは0~2の整数であり、
     Xは、下記式(10-1)、式(10-2)、式(10-3)または式(10-4)で表されるアニオンを表し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
     式(10-1)および式(10-2)において、R20は水素原子、フッ素原子、または、置換基されていてもよい炭素数1~12の炭化水素基を表し、yは1~10の整数であり、
     式(10-3)およびに式(10-4)おいて、R21は相互に独立に炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のフッ素原子を含有するアルキル基を表すか、あるいは、2個のR21が互いに結合して炭素数2~10の2価のフッ素原子を含有する基を形成しており、該2価の基は置換されていてもよい基を表す。)
  9.  下記式(1)で表される繰り返し単位(A1)および酸解離性基を有する繰り返し単位を含み、重量平均分子量が1,000~100,000であることを特徴とする重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    (式(1)において、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2は炭素数1~12のアルキレン基または脂環式アルキレン基を表し、mは1~3の整数を表す。)
  10.  前記酸解離性基を含有する繰り返し単位が、下記式(2)で表される繰り返し単位(A2)であることを特徴とする請求項9記載の重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
    (式(2)において、R1は水素原子またはメチル基を表し、R3は炭素数1~4のアルキル基を表し、nは1~5の整数を表す。)
  11.  前記酸解離性基を含有する繰り返し単位が、下記式(3-1)で表される繰り返し単位および下記式(3-2)で表される繰り返し単位から選ばれた少なくとも1つの繰り返し単位(A3)を含むことを特徴とする請求項9記載の重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
    (式(3-1)および式(3-2)において、R4は互い独立して、水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表し、R5は炭素数1~4のアルキル基を表し、R6は相互に独立に炭素数1~4のアルキル基を表す。)
  12.  前記重合体は、下記式(4)で表される繰り返し単位(A4)を含むことを特徴とする請求項9記載の重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    (式(4)において、R1は水素原子またはメチル基を表し、R7は水素原子、ヒドロキシル基またはアシル基を表し、pは1~18の整数を表す。)
  13.  前記重合体は、下記式(5-1)または下記式(5-2)で表されるフッ素原子含有繰り返し単位(A5)を含むことを特徴とする請求項9記載の重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
    (式(5-1)および(5-2)において、R8は水素原子、炭素数1~4のアルキル基、トリフルオロメチル基、またはヒドロキシメチル基を表し、R9は、2価の鎖状または環状の炭化水素基を表し、R10は少なくとも1つの水素がフッ素原子に置換されている炭素数1~12の直鎖状、分岐状または環状フッ素化アルキル基を表す。)
  14.  前記重合体は、下記式(6)で表される繰り返し単位(A6)を含むことを特徴とする請求項9記載の重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
    (式(6)において、R4は水素原子、メチル基、またはトリフルオロメチル基を表し、R11は単結合、メチレン基、炭素数2~20の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または2価の環状炭化水素基を表し、R12は少なくとも1つのフッ素原子を含む、炭素数1~10の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または炭素数3~10の脂環式アルキル基を表す。)
PCT/JP2009/069925 2008-11-26 2009-11-26 感放射線性樹脂組成物 WO2010061875A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/115,990 US20110262865A1 (en) 2008-11-26 2011-05-26 Radiation-sensitive resin composition and polymer

Applications Claiming Priority (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-300971 2008-11-26
JP2008300971A JP2010126581A (ja) 2008-11-26 2008-11-26 重合体および感放射線性樹脂組成物
JP2008305555 2008-11-28
JP2008305613A JP5176909B2 (ja) 2008-11-28 2008-11-28 重合体および感放射線性樹脂組成物
JP2008305622A JP5176910B2 (ja) 2008-11-28 2008-11-28 感放射線性樹脂組成物
JP2008-305555 2008-11-28
JP2008-305622 2008-11-28
JP2008-305613 2008-11-28
JP2008305615A JP5304204B2 (ja) 2008-11-28 2008-11-28 重合体および感放射線性樹脂組成物
JP2008-305615 2008-11-28
JP2008-312581 2008-12-08
JP2008312581A JP5347465B2 (ja) 2008-12-08 2008-12-08 感放射線性樹脂組成物

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/115,990 Continuation US20110262865A1 (en) 2008-11-26 2011-05-26 Radiation-sensitive resin composition and polymer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010061875A1 true WO2010061875A1 (ja) 2010-06-03

Family

ID=42225745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/069925 WO2010061875A1 (ja) 2008-11-26 2009-11-26 感放射線性樹脂組成物

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110262865A1 (ja)
KR (1) KR20110094085A (ja)
TW (1) TW201030464A (ja)
WO (1) WO2010061875A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012043684A1 (ja) * 2010-09-29 2012-04-05 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物及びパターン形成方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5542412B2 (ja) * 2009-10-28 2014-07-09 東京応化工業株式会社 ポジ型レジスト組成物、レジストパターン形成方法、高分子化合物
KR101945055B1 (ko) * 2011-09-26 2019-02-01 제이에스알 가부시끼가이샤 감방사선성 수지 조성물, 레지스트 패턴 형성 방법, 산 발생제 및 화합물
JP5852851B2 (ja) * 2011-11-09 2016-02-03 富士フイルム株式会社 パターン形成方法、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、及び、電子デバイスの製造方法
US11112698B2 (en) * 2016-11-29 2021-09-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Photoresist with gradient composition for improved uniformity
JP7269093B2 (ja) * 2018-05-29 2023-05-08 住友化学株式会社 塩、酸発生剤、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004210917A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Jsr Corp (メタ)アクリル系重合体および感放射線性樹脂組成物
JP2004220009A (ja) * 2002-12-28 2004-08-05 Jsr Corp 感放射線性樹脂組成物
JP2005248153A (ja) * 2004-02-04 2005-09-15 Daicel Chem Ind Ltd 不飽和カルボン酸ヘミアセタールエステル、高分子化合物及びフォトレジスト用樹脂組成物
WO2008081768A1 (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 脂環構造含有クロロメチルエーテル類、フォトレジスト用重合性モノマーおよびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004061525A1 (ja) * 2002-12-28 2004-07-22 Jsr Corporation 感放射線性樹脂組成物
JP4714488B2 (ja) * 2004-08-26 2011-06-29 富士フイルム株式会社 ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
US20060160247A1 (en) * 2005-01-17 2006-07-20 Hiroshi Koyama Unsaturated carboxylic acid hemicacetal ester, polymeric compound and photoresist resin composition
US7803521B2 (en) * 2007-11-19 2010-09-28 International Business Machines Corporation Photoresist compositions and process for multiple exposures with multiple layer photoresist systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004210917A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Jsr Corp (メタ)アクリル系重合体および感放射線性樹脂組成物
JP2004220009A (ja) * 2002-12-28 2004-08-05 Jsr Corp 感放射線性樹脂組成物
JP2005248153A (ja) * 2004-02-04 2005-09-15 Daicel Chem Ind Ltd 不飽和カルボン酸ヘミアセタールエステル、高分子化合物及びフォトレジスト用樹脂組成物
WO2008081768A1 (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 脂環構造含有クロロメチルエーテル類、フォトレジスト用重合性モノマーおよびその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012043684A1 (ja) * 2010-09-29 2012-04-05 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物及びパターン形成方法
US9158196B2 (en) 2010-09-29 2015-10-13 Jsr Corporation Radiation-sensitive resin composition and pattern-forming method
JP5812006B2 (ja) * 2010-09-29 2015-11-11 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物及びパターン形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20110262865A1 (en) 2011-10-27
KR20110094085A (ko) 2011-08-19
TW201030464A (en) 2010-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5360065B2 (ja) 感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法
JP5141459B2 (ja) 感放射線性樹脂組成物
JP2009134088A (ja) 感放射線性樹脂組成物
WO2010029965A1 (ja) 感放射線性樹脂組成物
JP5077355B2 (ja) 感放射線性組成物
WO2009142181A1 (ja) 液浸露光用感放射線性樹脂組成物、重合体及びレジストパターン形成方法
JP2010282189A (ja) 感放射線性樹脂組成物
JP5621275B2 (ja) イオンプランテーション用フォトレジストパターン形成方法。
JP5716397B2 (ja) 感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法及びフォトレジスト膜
WO2010061875A1 (ja) 感放射線性樹脂組成物
JP5304204B2 (ja) 重合体および感放射線性樹脂組成物
JP5176910B2 (ja) 感放射線性樹脂組成物
JP2010276624A (ja) 感放射線性樹脂組成物
JP5333227B2 (ja) 感放射線性組成物、及びフォトレジストパターンの形成方法
JP5343535B2 (ja) 感放射線性樹脂組成物、それを用いたレジスト成膜方法及びレジストパターン形成方法
JP2010126581A (ja) 重合体および感放射線性樹脂組成物
JP5568963B2 (ja) 重合体および感放射線性樹脂組成物
JP5176909B2 (ja) 重合体および感放射線性樹脂組成物
JP5347465B2 (ja) 感放射線性樹脂組成物
JP5077353B2 (ja) 感放射線性組成物
JP5077354B2 (ja) 感放射線性組成物
JP5157932B2 (ja) 感放射線性樹脂組成物
JP5077352B2 (ja) 感放射線性組成物
JP5387141B2 (ja) 感放射線性樹脂組成物およびそれに用いる重合体
JP2010126582A (ja) 重合体および感放射線性樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09829120

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117014592

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09829120

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1