WO2018043255A1 - 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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創 古谷
金子　明弘
英明 椿
修史 平野
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Definitions

  • the present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, a pattern forming method, and an electronic device manufacturing method.
  • the present invention relates to an actinic ray sensitive or radiation sensitive used in semiconductor manufacturing processes such as ICs, circuit boards such as liquid crystals and thermal heads, and other photofabrication lithography processes.
  • the present invention relates to a resin composition, a pattern forming method, and a method for manufacturing an electronic device including the pattern forming method.
  • the present invention is an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition capable of forming a pattern having excellent resolution, roughness characteristics, exposure latitude, and outgas performance at a high level, and To provide a pattern forming method. Furthermore, an object of this invention is to provide the manufacturing method of an electronic device containing the said pattern formation method.
  • the inventors of the present invention have, as a base resin of an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, a specific repeating unit (a) having two or more phenolic hydroxyl groups and a specific structure. It has been found that the above problem can be solved by using a resin containing a repeating unit (b) having an acid-decomposable group protected by a protecting group (hereinafter referred to as resin (A)).
  • resin (A) a resin containing a repeating unit (b) having an acid-decomposable group protected by a protecting group.
  • the present invention is as follows.
  • a resin comprising a repeating unit (a) represented by the following general formula (I-1) and a repeating unit (b) having a group that generates a polar group by elimination of a protective group containing a single ring by the action of an acid;
  • An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a compound that generates an acid upon irradiation with an actinic ray or radiation.
  • R 11 and R 12 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R 13 represents a hydrogen atom or an alkyl group, or is a single bond or an alkylene group, and is bonded to L or Ar in the formula to form a ring.
  • L represents a single bond or a divalent linking group.
  • Ar represents an aromatic ring.
  • n represents an integer of 2 or more.
  • R 21 , R 22 and R 23 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • A represents a single bond or a divalent linking group.
  • Rp 1 represents a group represented by the general formula (pI).
  • R 24 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group or a tert-butyl group.
  • Z represents an atomic group necessary for forming a monocyclic cycloalkyl group together with the carbon atom in the formula. * Represents a connecting part with the remainder of the repeating unit represented by the general formula (pA).
  • an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition and a pattern forming method capable of forming a pattern having excellent resolution, roughness characteristics, exposure latitude, and outgas performance at high dimensions. can do.
  • the manufacturing method of an electronic device containing the said pattern formation method can be provided.
  • an “alkyl group” that does not explicitly indicate substitution or unsubstituted includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group). I will do it.
  • active light or “radiation” means, for example, an emission line spectrum of a mercury lamp, a deep ultraviolet ray represented by an excimer laser, an extreme ultraviolet ray (EUV light), an X-ray, an electron beam, an ion beam or other particle beam. Means.
  • light means actinic rays or radiation.
  • exposure in the present specification is not limited to exposure to far ultraviolet rays, X-rays, extreme ultraviolet rays (EUV light) and the like represented by mercury lamps and excimer lasers. It is also assumed that drawing by particle beams such as.
  • (meth) acrylate means “at least one of acrylate and methacrylate”.
  • (Meth) acrylic acid means “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”.
  • a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • the weight average molecular weight of the resin is a polystyrene equivalent value measured by a GPC (gel permeation chromatography) method.
  • GPC uses HLC-8120 (manufactured by Tosoh Corporation), TSK gel Multipore HXL-M (manufactured by Tosoh Corporation, 7.8 mm ID ⁇ 30.0 cm) as the column, and THF (tetrahydrofuran) as the eluent. You can follow the same method.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is typically a resist composition, preferably a chemically amplified resist composition.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition for organic solvent development using a developer containing an organic solvent and / or for alkali development using an alkali developer.
  • the term “for organic solvent development” means an application that is used in a step of developing using a developer containing at least an organic solvent.
  • for alkali development means at least a use provided for a step of developing using an alkali developer.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition may be a positive resist composition or a negative resist composition.
  • the actinic ray or radiation applied to the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is not particularly limited.
  • KrF excimer laser, ArF excimer laser, extreme ultraviolet (EUV), extreme ultra violet, electron beam ( EB, Electron Beam) or the like can be used, but it is preferably for electron beam or extreme ultraviolet exposure.
  • EUV extreme ultraviolet
  • EB Electron Beam
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the embodiment of the present invention is a repeating unit having two or more phenolic hydroxyl groups represented by the following general formula (I-1) as a base resin ( a) and a repeating unit (b) having a group (hereinafter referred to as an “acid-decomposable group”) that generates a polar group by elimination of a protecting group containing a single ring by the action of an acid.
  • the deprotection reactivity of the acid-decomposable group and diffusion with respect to an acid generated from the compound (B) described later (hereinafter referred to as “generated acid”). It is possible to achieve both suppression performance at a high level, and as a result, it is possible to achieve both the resolution characteristics and roughness characteristics such as EL and LWR at a very high level, and further to provide excellent outgas performance.
  • the reactivity is improved by hydrophilization of the film and the glass transition temperature is increased by increasing the hydrogen bonding force (hereinafter referred to as “high Tg”).
  • high Tg hydrogen bonding force
  • repeating unit (b) having an acid-decomposable group, it is possible to maximize the advantages of the repeating unit (a), thereby achieving high resolution, EL, roughness characteristics and outgassing. It is presumed that it is possible to form a pattern with excellent performance.
  • the repeating unit (a) is a repeating unit having two or more phenolic hydroxyl groups represented by the following general formula (I-1).
  • R 11 and R 12 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R 13 represents a hydrogen atom or an alkyl group, or is a single bond or an alkylene group, and is bonded to L or Ar in the formula to form a ring.
  • L represents a single bond or a divalent linking group.
  • Ar represents an aromatic ring.
  • n represents an integer of 2 or more.
  • Examples of the alkyl group represented by R 11 , R 12 and R 13 in the general formula (I-1) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, and a hexyl group. And an alkyl group having 20 or less carbon atoms such as a group, 2-ethylhexyl group, octyl group and dodecyl group.
  • the alkyl group represented by R 11 , R 12 and R 13 is preferably an alkyl group having 8 or less carbon atoms, more preferably an alkyl group having 3 or less carbon atoms.
  • the alkyl group represented by R 11 , R 12 and R 13 may have a substituent.
  • Preferred substituents include, for example, cycloalkyl group, aryl group, amino group, amide group, ureido group, urethane group, hydroxyl group, carboxyl group, halogen atom, alkoxy group, thioether group, acyl group, acyloxy group, alkoxycarbonyl.
  • Group, cyano group, nitro group and the like, and the substituent preferably has 8 or less carbon atoms.
  • the divalent linking group represented by L is selected from, for example, an ester bond, —CONR 64 (R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group) —, an alkylene group, or any one of these. A combination of two or more is mentioned.
  • R 64 represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • the alkyl group for R 64 in, preferably the substituent methyl group which may have a ethyl group, a propyl group, an isopropyl radical, n Examples thereof include alkyl groups having 20 or less carbon atoms such as -butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group and dodecyl group, more preferably alkyl groups having 8 or less carbon atoms.
  • —CONR 64 — is preferably —CONH—.
  • Examples of the alkylene group represented by L include those having 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, and an octylene group.
  • the alkylene group may have a substituent.
  • L is preferably a single bond, an ester bond- or -CONH-, more preferably a single bond or an ester bond, and particularly preferably a single bond.
  • Examples of the aromatic ring group represented by Ar include an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 18 carbon atoms such as a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a fluorene ring, a phenanthrene ring, or a thiophene ring or a furan ring.
  • a benzene ring and a naphthalene ring are preferable from the viewpoint of resolution, and a benzene ring is most preferable.
  • aromatic rings may have a substituent.
  • substituents include, for example, specific examples of the alkyl group represented by R 11 , R 12 and R 13 described above; alkoxy such as methoxy group, ethoxy group, hydroxyethoxy group, propoxy group, hydroxypropoxy group, butoxy group Groups; aryl groups such as phenyl groups; and the like.
  • N represents an integer of 2 or more, preferably an integer of 2 or more and 5 or less, more preferably 2 or 3.
  • Resin (A) may contain 2 or more types of repeating units (a).
  • repeating units (a) may contain 2 or more types of repeating units (a).
  • R represents a hydrogen atom or a methyl group
  • a represents 2 or 3.
  • the content of the repeating unit (a) (the total content when two or more types are contained) is the total content of the resin (A) from the viewpoint of the compatibility of the reactivity of the resin (A) and the ability to suppress the diffusion of the generated acid.
  • the amount is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 10 to 50 mol%, still more preferably 20 to 40 mol%, based on the repeating unit.
  • the repeating unit (b) is a repeating unit having an acid-decomposable group that generates a polar group by elimination of a protective group containing a single ring by the action of an acid.
  • Protecting groups containing a single ring have both high deprotection reactivity in acid-decomposable groups and low diffusibility of the generated acid compared to protecting groups containing a polycyclic structure or protecting groups containing a chain type group. Is possible.
  • Protecting groups having a polycyclic structure are likely to be flooded due to an increase in the number of carbon atoms and cause a problem of low sensitivity.
  • a protecting group containing a chain group promotes the diffusibility of the generated acid by lowering the Tg.
  • the problem which causes is easy to occur.
  • a protective group containing a single ring when used in combination with the above-mentioned repeating unit (a) having two or more phenolic hydroxyl groups, the superiority of the repeating unit (a) can be maximized.
  • the monocycle contained in the protecting group of the repeating unit (b) is an aliphatic ring and may contain an unsaturated bond.
  • the monocycle is preferably a monocyclic hydrocarbon group composed of only carbon atoms and hydrogen atoms.
  • the number of carbon atoms constituting a single ring is small.
  • the number of carbon atoms constituting a single ring is, for example, preferably 5 to 10, more preferably 5 to 8, and still more preferably 5 to 7.
  • the monocycle may have a substituent, and the substituent may contain an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom.
  • substituents examples include an alkyl group (1 to 4 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group (1 to 4 carbon atoms), a carboxyl group, and an alkoxycarbonyl group (2 to 6 carbon atoms).
  • a cyano group, an amino group, a sulfonamide group, an alkylamide group, etc. are mentioned.
  • examples of the polar group generated by the removal of the protective group containing a monocyclic hydrocarbon group by the action of an acid include a carboxyl group, a benzenecarboxylic acid group, a phenolic hydroxyl group, and a hydroxyl group. It is done.
  • the polar group is preferably a carboxyl group.
  • the polar group is a carboxyl group from the viewpoint of achieving both high reactivity in the resin (A) and ability to suppress diffusion of the generated acid.
  • the polar group is a carboxyl group
  • the Tg after exposure is particularly high and the diffusion of the acid is excellent compared to the case where the polar group is a phenolic hydroxyl group or a hydroxyl group.
  • the acid strength of the polar group is higher, so that the deprotection reactivity is excellent.
  • the repeating unit (b) is preferably a repeating unit represented by the following general formula (pA), for example.
  • R 21 , R 22 and R 23 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • A represents a single bond or a divalent linking group.
  • Rp 1 represents a group represented by the general formula (pI).
  • R 24 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group or a tert-butyl group.
  • R 24 is preferably a methyl group.
  • Z represents an atomic group necessary for forming a monocyclic cycloalkyl group together with the carbon atom in the formula. * Represents a connecting part with the remainder of the repeating unit represented by the general formula (pA).
  • Examples of the alkyl group represented by R 21 , R 22 and R 23 in the general formula (pA) are the alkyl groups represented by R 11 , R 12 and R 13 in the general formula (I-1) described above. Specific examples similar to the specific examples described above can be given, and preferred specific examples are also the same.
  • the alkyl group represented by R 21 , R 22 and R 23 may have a substituent.
  • Preferred examples of the substituent include specific examples similar to the specific examples illustrated for the substituent that the alkyl group represented by R 11 , R 12 and R 13 in the general formula (I-1) may have. Can be mentioned.
  • Examples of the divalent linking group represented by A include an arylene group and a —COO—Rt— group.
  • Rt represents an alkylene group or a cycloalkylene group.
  • A is preferably a single bond.
  • Z represents an atomic group necessary for forming a cycloalkyl group together with the carbon atom in the formula, as described above.
  • the number of carbon atoms of the cycloalkyl group formed by Z together with the carbon atom in the formula is preferably 5 to 10, more preferably 5 to 8, and 5 to 7 More preferably.
  • the repeating unit (b) may be a repeating unit represented by the following general formula (pB).
  • R 31 , R 32 and R 33 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • a 2 represents a single bond or a divalent linking group.
  • R 41 , R 42 and R 43 each independently represents a linear or branched alkyl group, or a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group. However, at least one of R 41 , R 42 and R 43 represents a monocyclic cycloalkyl group.
  • Examples of the alkyl group represented by R 31 , R 32 and R 33 in the general formula (pB) are the alkyl groups represented by R 11 , R 12 and R 13 in the general formula (I-1) described above. Specific examples similar to the specific examples described above can be given, and preferred specific examples are also the same.
  • the alkyl group represented by R 31 , R 32 and R 33 may have a substituent.
  • Preferred examples of the substituent include specific examples similar to the specific examples illustrated for the substituent that the alkyl group represented by R 11 , R 12 and R 13 in the general formula (I-1) may have. Can be mentioned.
  • Examples of the divalent linking group represented by A 2 include specific examples illustrated in the divalent linking group represented by A in general formula (pA).
  • a 2 is preferably a single bond.
  • Examples of the linear or branched alkyl group represented by R 41 , R 42 and R 43 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a t-butyl group. And those having 1 to 4 carbon atoms are preferred.
  • the monocyclic cycloalkyl group represented by R 41 , R 42 and R 43 is preferably a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, more preferably 5 to 8 carbon atoms, still more preferably Is 5-7.
  • polycyclic cycloalkyl group represented by R 41 , R 42 and R 43 for example, a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group or an adamantyl group is preferable. .
  • Resin (A) may contain 2 or more types of repeating units (b).
  • R represents a hydrogen atom or a methyl group
  • Rx each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the content of the repeating unit (b) (the total content when two or more types are contained) is preferably 20 to 90 mol%, more preferably 25 to 80 mol%, based on all repeating units in the resin (A). 30 to 70 mol% is more preferable.
  • the resin (A) is a repeating unit having an acid-decomposable group that decomposes by the action of an acid to generate a carboxyl group, and may further contain a repeating unit different from the above-described repeating unit (b).
  • the repeating unit having a group that decomposes by the action of an acid to generate a carboxyl group is a repeating unit having a group in which a hydrogen atom of the carboxyl group is substituted with a group that decomposes and leaves by the action of an acid.
  • Examples of the group leaving with an acid include —C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), —C (R 36 ) (R 37 ) (OR 39 ), —C (R 01 ) (R 02 ). ) (OR 39 ) and the like.
  • R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a polycyclic cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.
  • R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
  • R 01 and R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a polycyclic cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.
  • a repeating unit having a group that decomposes by the action of an acid to generate a carboxyl group a repeating unit represented by the following general formula (AI) is preferable.
  • Xa 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent.
  • T represents a single bond or a divalent linking group.
  • Rx 1 to Rx 3 each independently represents an alkyl group (straight or branched) or a polycyclic cycloalkyl group. However, when all of Rx 1 to Rx 3 are alkyl groups (linear or branched), at least two of Rx 1 to Rx 3 are preferably methyl groups. Two of Rx 1 to Rx 3 may combine to form a polycyclic cycloalkyl group.
  • Examples of the optionally substituted alkyl group represented by Xa 1 include a methyl group or a group represented by —CH 2 —R 11 .
  • R 11 represents a halogen atom (such as a fluorine atom), a hydroxyl group or a monovalent organic group, and examples thereof include an alkyl group having 5 or less carbon atoms and an acyl group having 5 or less carbon atoms, preferably 3 or less carbon atoms. And more preferably a methyl group.
  • Xa 1 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, a hydroxymethyl group, or the like.
  • Examples of the divalent linking group of T include an alkylene group, an arylene group, a —COO—Rt— group, a —O—Rt— group, and the like.
  • Rt represents an alkylene group or a cycloalkylene group.
  • T is preferably a single bond, an arylene group or a —COO—Rt— group, more preferably a single bond or an arylene group.
  • arylene group an arylene group having 6 to 10 carbon atoms is preferable, and a phenylene group is more preferable.
  • Rt is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a —CH 2 — group, — (CH 2 ) 2 — group, or — (CH 2 ) 3 — group.
  • the alkyl group of Rx 1 to Rx 3 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a t-butyl group.
  • the polycyclic cycloalkyl group represented by Rx 1 to Rx 3 is preferably a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group or an adamantyl group.
  • the polycyclic cycloalkyl group formed by combining two of Rx 1 to Rx 3 is preferably a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, or an adamantyl group.
  • a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, or an adamantyl group.
  • one of the methylene groups constituting the ring is a hetero atom such as an oxygen atom or a hetero atom such as a carbonyl group. It may be replaced by a group that it has.
  • Each of the above groups may have a substituent.
  • substituents include an alkyl group (1 to 4 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group (1 to 4 carbon atoms), a carboxyl group, an alkoxy group.
  • substituents include carbonyl groups (having 2 to 6 carbon atoms), and those having 8 or less carbon atoms are preferred.
  • the repeating unit represented by formula (AI) is preferably an acid-decomposable (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester-based repeating unit (Xa 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and T is a single bond. Is a repeating unit). More preferably, Rx 1 to Rx 3 are each independently a repeating unit representing a linear or branched alkyl group, and more preferably, Rx 1 to Rx 3 are each independently a repeating unit representing a linear alkyl group. Unit.
  • repeating unit having a group capable of decomposing by the action of an acid to generate a carboxyl group and different from the repeating unit (b) are shown below, but the present invention is not limited thereto. Absent.
  • Rx and Xa 1 represent a hydrogen atom, CH 3 , CF 3 , or CH 2 OH.
  • Rxa and Rxb each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Z represents a substituent containing a polar group, and when there are a plurality of them, each is independent.
  • p represents 0 or a positive integer.
  • the substituent containing a polar group represented by Z include a linear or branched alkyl group having a hydroxyl group, a cyano group, an amino group, an alkylamide group, or a sulfonamide group, and a cycloalkyl group. Is an alkyl group having a hydroxyl group.
  • the branched alkyl group an isopropyl group is particularly preferable.
  • repeating unit having a group that decomposes by the action of an acid to generate a carboxyl group the specific examples described in [0227] to [0233] of JP-A-2014-232309 can be used, It is incorporated herein.
  • the content of the repeating unit is The amount is preferably 20 to 90 mol%, more preferably 25 to 80 mol%, still more preferably 30 to 70 mol%, based on all repeating units in (A).
  • the resin (A) preferably further contains a repeating unit having a lactone structure.
  • the lactone group any group can be used as long as it contains a lactone structure, but a group containing a 5- to 7-membered ring lactone structure is preferred, and a bicyclo structure is added to the 5- to 7-membered ring lactone structure, Those in which other ring structures are condensed to form a spiro structure are preferred. It is more preferable to have a repeating unit having a group having a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-17). Further, a group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain.
  • Preferred lactone structures are groups represented by general formulas (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), and (LC1-14).
  • the lactone structure portion may or may not have a substituent (Rb 2 ).
  • Preferred substituents (Rb 2 ) include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a carboxyl group. , Halogen atom, hydroxyl group, cyano group, acid-decomposable group and the like.
  • n2 represents an integer of 0 to 4. When n2 is 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different, and a plurality of Rb 2 may be bonded to form a ring.
  • Examples of the repeating unit having a group having a lactone structure represented by any of the general formulas (LC1-1) to (LC1-17) include a repeating unit represented by the following general formula (AII). Can do.
  • Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • substituents that the alkyl group of Rb 0 may have include a hydroxyl group and a halogen atom.
  • the halogen atom for Rb 0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • Rb 0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • Ab represents a single bond, an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxyl group, or a divalent group obtained by combining these. To express. Preferably, it is a single bond or a linking group represented by —Ab 1 —CO 2 —.
  • Ab 1 is a linear, branched alkylene group, monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group or a norbornylene group.
  • V represents a group represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-17).
  • the repeating unit having a group having a lactone structure usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used.
  • One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used.
  • the optical purity (ee) thereof is preferably 90 or more, more preferably 95 or more.
  • Specific examples of the repeating unit having a group having a lactone structure are given below, but the present invention is not limited thereto.
  • the content of the repeating unit having a lactone group is preferably from 1 to 50 mol%, more preferably from 5 to 45 mol%, still more preferably from 5 to 40 mol%, based on all repeating units in the resin (A). .
  • Resin (A) may further have a repeating unit containing an organic group having a polar group, particularly a repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group.
  • the alicyclic hydrocarbon structure of the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group is preferably an adamantyl group, a diamantyl group, or a norbornane group.
  • the polar group is preferably a hydroxyl group or a cyano group. Specific examples of the repeating unit having a polar group are listed below, but the present invention is not limited thereto.
  • the content thereof is preferably 1 to 30 mol%, more preferably 5%, based on all repeating units in the resin (A). It is ⁇ 25 mol%, more preferably 5 to 20 mol%.
  • a repeating unit having a group capable of generating an acid (photoacid generating group) upon irradiation with actinic rays or radiation can also be included.
  • the repeating unit having this photoacid-generating group corresponds to the compound (B) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation described later.
  • Examples of such a repeating unit include a repeating unit represented by the following general formula (4).
  • R 41 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • L 41 represents a single bond or a divalent linking group.
  • L 42 represents a divalent linking group.
  • R 40 represents a structural site that decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid in the side chain.
  • examples of the repeating unit represented by the general formula (4) include repeating units described in paragraphs [0094] to [0105] of JP-A No. 2014-041327.
  • the content of the repeating unit having a photoacid-generating group is preferably 1 to 40 mol% with respect to all the repeating units in the resin (A). More preferably, it is 1 to 35 mol%, and still more preferably 1 to 30 mol%.
  • Resin (A) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization).
  • a conventional method for example, radical polymerization
  • a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours.
  • the dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable.
  • reaction solvent examples include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and diisopropyl ether; ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; ester solvents such as ethyl acetate; amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide; And a solvent for dissolving the resist composition of the present invention, such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone. More preferably, the polymerization is performed using the same solvent as that used in the resist composition of the present invention. Thereby, generation
  • the polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
  • a polymerization initiator a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.) is used to initiate the polymerization.
  • azo initiator an azo initiator is preferable, and an azo initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable.
  • Preferred initiators include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate) and the like.
  • an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery.
  • the concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass.
  • the reaction temperature is usually 10 ° C. to 150 ° C., preferably 30 ° C. to 120 ° C., more preferably 60 to 100 ° C.
  • Purification can be accomplished by using a liquid-liquid extraction method that removes residual monomers and oligomer components by washing with water or an appropriate solvent, and a purification method in a solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only those having a specific molecular weight or less.
  • a solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only those having a specific molecular weight or less.
  • a solid state such as reprecipitation method by removing the residual monomer by coagulating the resin in the poor solvent by dropping the resin solution into the poor solvent, or washing the filtered resin slurry with the poor solvent
  • Ordinary methods such as the purification method can be applied.
  • the weight average molecular weight of the resin (A) is preferably from 1,000 to 200,000, more preferably from 3,000 to 20,000, most preferably from 5,000 to 15, as a polystyrene converted value by the GPC method. 000.
  • the weight average molecular weight is preferably from 1,000 to 200,000, more preferably from 3,000 to 20,000, most preferably from 5,000 to 15, as a polystyrene converted value by the GPC method. 000.
  • Another particularly preferable form of the weight average molecular weight of the resin (A) is 3,000 to 9,500 in terms of polystyrene by GPC method.
  • resist residues hereinafter also referred to as “scum”
  • the degree of dispersion (molecular weight distribution) is usually 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1.2 to 3.0, and particularly preferably 1.2 to 2.0. .
  • the content of the resin (A) is preferably 50 to 99.9% by mass, more preferably 60 to 99.% by mass in the total solid content. 0% by mass.
  • the resin (A) may be used alone or in combination of two or more.
  • An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition includes a compound that generates an acid upon irradiation with an actinic ray or radiation (hereinafter referred to as “photoacid generator ⁇ PAG: Photo Acid Generator”), or (Also referred to as “compound (B)”).
  • the photoacid generator may be in the form of a low molecular compound or may be incorporated in a part of the polymer. Further, the form of the low molecular compound and the form incorporated in a part of the polymer may be used in combination.
  • the molecular weight is preferably 3000 or less, more preferably 2000 or less, and even more preferably 1000 or less.
  • the photoacid generator When the photoacid generator is incorporated in a part of the polymer, it may be incorporated in a part of the resin (A) or in a resin different from the resin (A).
  • the number of fluorine atoms contained in the acid generator is appropriately adjusted.
  • the fluorine atoms it is possible to control the surface uneven distribution of the acid generator in the resist film.
  • the photoacid generator is preferably in the form of a low molecular compound.
  • the photoacid generator is not particularly limited as long as it is a known one, but upon irradiation with actinic rays or radiation, preferably electron beams or extreme ultraviolet rays, an organic acid such as sulfonic acid, bis (alkylsulfonyl) imide, or Compounds that generate at least one of tris (alkylsulfonyl) methides are preferred. More preferred examples include compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII).
  • R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group.
  • the organic group as R 201 , R 202 and R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
  • Two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group.
  • Examples of the group formed by combining two members out of R 201 to R 203 include an alkylene group (eg, butylene group, pentylene group).
  • Z ⁇ represents a non-nucleophilic anion (an anion having an extremely low ability to cause a nucleophilic reaction).
  • Non-nucleophilic anions include, for example, sulfonate anions (aliphatic sulfonate anions, aromatic sulfonate anions, camphor sulfonate anions, etc.), carboxylate anions (aliphatic carboxylate anions, aromatic carboxylate anions, aralkyls). Carboxylate anion, etc.), sulfonylimide anion, bis (alkylsulfonyl) imide anion, tris (alkylsulfonyl) methide anion and the like.
  • the aliphatic moiety in the aliphatic sulfonate anion and aliphatic carboxylate anion may be an alkyl group or a cycloalkyl group, preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and a carbon number. Examples include 3 to 30 cycloalkyl groups.
  • the aromatic group in the aromatic sulfonate anion and aromatic carboxylate anion is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, such as a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.
  • the alkyl group, cycloalkyl group and aryl group mentioned above may have a substituent. Specific examples thereof include nitro groups, halogen atoms such as fluorine atoms, carboxyl groups, hydroxyl groups, amino groups, cyano groups, alkoxy groups (preferably having 1 to 15 carbon atoms), cycloalkyl groups (preferably having 3 to 15 carbon atoms). ), An aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably 2 to 7 carbon atoms), an acyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms), an alkoxycarbonyloxy group (preferably 2 to 2 carbon atoms).
  • an alkylthio group preferably having 1 to 15 carbon atoms
  • an alkylsulfonyl group preferably having 1 to 15 carbon atoms
  • an alkyliminosulfonyl group preferably having 1 to 15 carbon atoms
  • an aryloxysulfonyl group preferably having carbon atoms Number 6 to 20
  • alkylaryloxysulfonyl group preferably having 7 to 20 carbon atoms
  • cycloalkylary Examples thereof include an oxysulfonyl group (preferably having 10 to 20 carbon atoms), an alkyloxyalkyloxy group (preferably having 5 to 20 carbon atoms), a cycloalkylalkyloxyalkyloxy group (preferably having 8 to 20 carbon atoms), and the like.
  • examples of the substituent further include an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 15).
  • aralkyl group in the aralkyl carboxylate anion preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms such as benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group, naphthylethyl group, naphthylbutyl group and the like can be mentioned.
  • Examples of the sulfonylimide anion include saccharin anion.
  • the alkyl group in the bis (alkylsulfonyl) imide anion and tris (alkylsulfonyl) methide anion is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • substituents for these alkyl groups include halogen atoms, alkyl groups substituted with halogen atoms, alkoxy groups, alkylthio groups, alkyloxysulfonyl groups, aryloxysulfonyl groups, cycloalkylaryloxysulfonyl groups, and the like.
  • a fluorine atom or an alkyl group substituted with a fluorine atom is preferred.
  • alkyl groups in the bis (alkylsulfonyl) imide anion may be bonded to each other to form a ring structure. This increases the acid strength.
  • non-nucleophilic anions examples include fluorinated phosphorus (eg, PF 6 ⁇ ), fluorinated boron (eg, BF 4 ⁇ ), fluorinated antimony (eg, SbF 6 ⁇ ), and the like. .
  • non-nucleophilic anion examples include an aliphatic sulfonate anion in which at least ⁇ -position of the sulfonic acid is substituted with a fluorine atom, an aromatic sulfonate anion substituted with a fluorine atom or a group having a fluorine atom, and an alkyl group having a fluorine atom And a tris (alkylsulfonyl) methide anion in which the alkyl group is substituted with a fluorine atom.
  • the non-nucleophilic anion is more preferably a perfluoroaliphatic sulfonate anion (more preferably 4 to 8 carbon atoms), a benzenesulfonate anion having a fluorine atom, still more preferably a nonafluorobutanesulfonate anion, or perfluorooctane.
  • the pKa of the generated acid is preferably ⁇ 1 or less in order to improve sensitivity.
  • an anion represented by the following general formula (AN1) can be mentioned as a preferred embodiment.
  • Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group substituted with at least one fluorine atom.
  • R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group, and when there are a plurality of R 1 and R 2 , they may be the same or different.
  • L represents a divalent linking group, and when there are a plurality of L, L may be the same or different.
  • A represents a cyclic organic group.
  • x represents an integer of 1 to 20
  • y represents an integer of 0 to 10
  • z represents an integer of 0 to 10.
  • the alkyl group in the alkyl group substituted with the fluorine atom of Xf preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group substituted with a fluorine atom of Xf is preferably a perfluoroalkyl group.
  • Xf is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Specific examples of Xf include fluorine atom, CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 4 F 9 , CH 2 CF 3 , CH 2 CH 2 CF 3 , CH 2 C 2 F 5 , CH 2 CH 2 C 2 F 5 , CH 2 C 3 F 7 , CH 2 CH 2 C 3 F 7 , CH 2 C 4 F 9 , CH 2 CH 2 C 4 F 9 may be mentioned, among which a fluorine atom and CF 3 are preferable.
  • both Xf are fluorine atoms.
  • the alkyl group of R 1 and R 2 may have a substituent (preferably a fluorine atom), and preferably has 1 to 4 carbon atoms. More preferred is a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples of the alkyl group having a substituent for R 1 and R 2 include CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 4 F 9 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , and C 7 F 15.
  • R 1 and R 2 are preferably a fluorine atom or CF 3 .
  • x is preferably from 1 to 10, and more preferably from 1 to 5.
  • y is preferably 0 to 4, more preferably 0.
  • z is preferably 0 to 5, and more preferably 0 to 3.
  • the divalent linking group of L is not particularly limited, and is —COO—, —OCO—, —CO—, —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, an alkylene group, a cycloalkylene group, An alkenylene group or a linking group in which a plurality of these groups are linked can be exemplified, and a linking group having 12 or less carbon atoms is preferred.
  • —COO—, —OCO—, —CO—, and —O— are preferable, and —COO— and —OCO— are more preferable.
  • the cyclic organic group of A is not particularly limited as long as it has a cyclic structure, and is not limited to alicyclic groups, aryl groups, and heterocyclic groups (not only those having aromaticity but also aromaticity). And the like).
  • the alicyclic group may be monocyclic or polycyclic, and may be a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, or a cyclooctyl group, a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, or a tetracyclododecane group.
  • a polycyclic cycloalkyl group such as a nyl group and an adamantyl group is preferred.
  • an alicyclic group having a bulky structure having 7 or more carbon atoms such as a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, an adamantyl group, or the like is present in the film in the post-exposure heating step. Diffusivity can be suppressed, which is preferable from the viewpoint of improving MEEF (mask error enhancement factor).
  • MEEF mask error enhancement factor
  • aryl group examples include a benzene ring, a naphthalene ring, a phenanthrene ring, and an anthracene ring.
  • heterocyclic group examples include those derived from a furan ring, a thiophene ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, and a pyridine ring. Of these, those derived from a furan ring, a thiophene ring and a pyridine ring are preferred.
  • examples of the cyclic organic group also include a lactone structure, and specific examples include lactone structures represented by the above general formulas (LC1-1) to (LC1-17).
  • the cyclic organic group may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group (which may be linear, branched or cyclic, preferably having 1 to 12 carbon atoms), cyclo Alkyl group (which may be monocyclic, polycyclic or spiro ring, preferably having 3 to 20 carbon atoms), aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), hydroxy group, alkoxy group, ester group, amide Group, urethane group, ureido group, thioether group, sulfonamide group, sulfonic acid ester group and the like.
  • the carbon constituting the cyclic organic group (carbon contributing to ring formation) may be a carbonyl carbon.
  • Examples of the organic group for R 201 , R 202, and R 203 include an aryl group, an alkyl group, and a cycloalkyl group.
  • R 201 , R 202 and R 203 at least one is preferably an aryl group, more preferably all three are aryl groups.
  • aryl group in addition to a phenyl group, a naphthyl group, and the like, a heteroaryl group such as an indole residue and a pyrrole residue can be used.
  • Preferred examples of the alkyl group and cycloalkyl group represented by R 201 to R 203 include a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms. More preferable examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, and an n-butyl group. More preferable examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloheptyl group.
  • These groups may further have a substituent.
  • substituents include nitro groups, halogen atoms such as fluorine atoms, carboxyl groups, hydroxyl groups, amino groups, cyano groups, alkoxy groups (preferably having 1 to 15 carbon atoms), cycloalkyl groups (preferably having 3 to 15 carbon atoms). ), An aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably 2 to 7 carbon atoms), an acyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms), an alkoxycarbonyloxy group (preferably 2 to 2 carbon atoms). 7) and the like, but are not limited thereto.
  • Preferred examples of the anion represented by the general formula (AN1) include the following.
  • A represents a cyclic organic group.
  • R 204 to R 207 each independently represents an aryl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group.
  • the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 to R 207 are the same as the aryl group described as the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 in the aforementioned compound (ZI).
  • the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 to R 207 may have a substituent.
  • this substituent include those that the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 in the aforementioned compound (ZI) may have.
  • Z ⁇ represents a non-nucleophilic anion, and examples thereof include the same as the non-nucleophilic anion of Z ⁇ in formula (ZI).
  • the above-mentioned photoacid generator has a volume of 130 3 3 (by irradiation with an electron beam or extreme ultraviolet rays from the viewpoint of improving the resolution by suppressing the diffusion of the acid generated by exposure to the non-exposed portion.
  • the volume is preferably 2000 3 or less, and more preferably 1500 3 or less.
  • the volume value was determined using “WinMOPAC” manufactured by Fujitsu Limited. That is, first, the chemical structure of the acid according to each example is input, and then the most stable conformation of each acid is determined by molecular force field calculation using the MM3 method with this structure as the initial structure. By performing molecular orbital calculation using the PM3 method for these most stable conformations, the “accessible volume” of each acid can be calculated.
  • the photoacid generator can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the photoacid generator in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, based on the total solid content of the composition. More preferably, it is 8 to 40% by mass.
  • the content of the photoacid generator is preferably high, more preferably 10 to 40% by mass, and most preferably 10 to 35% by mass.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition used in the present invention preferably contains a solvent (also referred to as “resist solvent”).
  • the solvent may contain isomers (compounds having the same number of atoms and different structures). Moreover, only 1 type may be included and the isomer may be included multiple types.
  • the solvent is a group consisting of (M1) propylene glycol monoalkyl ether carboxylate and (M2) propylene glycol monoalkyl ether, lactate ester, acetate ester, alkoxypropionate ester, chain ketone, cyclic ketone, lactone, and alkylene carbonate. It is preferable that at least one of at least one selected from more is included.
  • this solvent may further contain components other than component (M1) and (M2).
  • Component (M1) is preferably at least one selected from the group consisting of propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, and propylene glycol monoethyl ether acetate, and propylene glycol monomethyl ether acetate is particularly preferable.
  • the component (M2) the following are preferable.
  • propylene glycol monoalkyl ether propylene glycol monomethyl ether or propylene glycol monoethyl ether is preferable.
  • lactic acid ester ethyl lactate, butyl lactate or propyl lactate is preferable.
  • acetate ester methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, propyl acetate, isoamyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, or 3-methoxybutyl acetate is preferable. Also preferred is butyl butyrate.
  • alkoxypropionate methyl 3-methoxypropionate (MMP) or ethyl 3-ethoxypropionate (EEP) is preferable.
  • chain ketones include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutylketone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone, Acetonyl acetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetyl carbinol, acetophenone, methyl naphthyl ketone, or methyl amyl ketone are preferred.
  • cyclic ketone methylcyclohexanone, isophorone, or cyclohexanone is preferable.
  • lactone ⁇ -butyrolactone is preferable.
  • alkylene carbonate propylene carbonate is preferable.
  • Component (M2) is more preferably propylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl amyl ketone, cyclohexanone, butyl acetate, pentyl acetate, ⁇ -butyrolactone or propylene carbonate.
  • an ester solvent having 7 or more carbon atoms (preferably 7 to 14, more preferably 7 to 12, more preferably 7 to 10) and a hetero atom number of 2 or less.
  • ester solvent having 7 or more carbon atoms and 2 or less hetero atoms include amyl acetate, 2-methylbutyl acetate, 1-methylbutyl acetate, hexyl acetate, pentyl propionate, hexyl propionate, butyl propionate, Examples thereof include isobutyl isobutyrate, heptyl propionate, and butyl butanoate, and it is particularly preferable to use isoamyl acetate.
  • component (M2) one having a flash point (hereinafter also referred to as fp) of 37 ° C. or higher is preferably used.
  • component (M2) include propylene glycol monomethyl ether (fp: 47 ° C.), ethyl lactate (fp: 53 ° C.), ethyl 3-ethoxypropionate (fp: 49 ° C.), methyl amyl ketone (fp: 42 ° C), cyclohexanone (fp: 44 ° C), pentyl acetate (fp: 45 ° C), methyl 2-hydroxyisobutyrate (fp: 45 ° C), ⁇ -butyrolactone (fp: 101 ° C) or propylene carbonate (fp: 132 ° C) ) Is preferred.
  • propylene glycol monoethyl ether, ethyl lactate, pentyl acetate, or cyclohexanone is more preferred, and propylene glycol monoethyl ether or ethyl lactate is particularly preferred.
  • flash point means a value described in a reagent catalog of Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. or Sigma Aldrich.
  • the solvent preferably contains the component (M1). It is more preferable that the solvent consists essentially of the component (M1) or a mixed solvent of the component (M1) and other components. In the latter case, it is more preferable that the solvent contains both the component (M1) and the component (M2).
  • the mass ratio of the component (M1) and the component (M2) is preferably in the range of 100: 0 to 15:85, more preferably in the range of 100: 0 to 40:60, and 100: More preferably, it is in the range of 0 to 60:40. That is, it is preferable that a solvent consists only of a component (M1) or contains both a component (M1) and a component (M2), and those mass ratios are as follows. That is, in the latter case, the mass ratio of the component (M1) to the component (M2) is preferably 15/85 or more, more preferably 40/60 or more, and further preferably 60/40 or more. preferable. Employing such a configuration makes it possible to further reduce the number of development defects.
  • mass ratio of the component (M1) with respect to a component (M2) shall be 99/1 or less, for example.
  • the solvent may further contain components other than the components (M1) and (M2).
  • the content of components other than the components (M1) and (M2) is preferably in the range of 5% by mass to 30% by mass with respect to the total amount of the solvent.
  • the content of the solvent in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is preferably determined so that the solid content concentration of all components is 0.5 to 30% by mass, and is preferably 1 to 20% by mass. More preferably, If it carries out like this, the applicability
  • the solid content concentration of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition can be appropriately adjusted for the purpose of adjusting the thickness of the resist film to be prepared.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the embodiment of the present invention preferably contains a basic compound in order to reduce a change in performance over time from exposure to heating.
  • Preferred examples of the basic compound include compounds having structures represented by the following formulas (A) to (E).
  • R 200 , R 201 and R 202 may be the same or different, and are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 20), a cycloalkyl group (preferably a carbon atom). 3 to 20) or an aryl group (preferably having 6 to 20 carbon atoms), wherein R 201 and R 202 may be bonded to each other to form a ring.
  • the alkyl group having a substituent is preferably an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyanoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 203 , R 204 , R 205 and R 206 may be the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • alkyl groups in general formulas (A) and (E) are more preferably unsubstituted.
  • Preferred compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine, piperidine and the like, and more preferred compounds include imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate Examples thereof include a compound having a structure, a trialkylamine structure, an aniline structure or a pyridine structure, an alkylamine derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond, and an aniline derivative having a hydroxyl group and / or an ether bond.
  • Preferred examples of the basic compound further include an amine compound having a phenoxy group and an ammonium salt compound having a phenoxy group.
  • amine compound a primary, secondary, or tertiary amine compound can be used, and an amine compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable.
  • the amine compound is more preferably a tertiary amine compound.
  • the amine compound has an cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms).
  • 6 to 12 carbon atoms may be bonded to the nitrogen atom.
  • the amine compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed.
  • the number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6.
  • an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably an oxyalkylene group Ethylene group.
  • ammonium salt compound a primary, secondary, tertiary, or quaternary ammonium salt compound can be used, and an ammonium salt compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable.
  • the ammonium salt compound may be a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group, provided that at least one alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) is bonded to the nitrogen atom. (Preferably having 6 to 12 carbon atoms) may be bonded to a nitrogen atom.
  • the ammonium salt compound preferably has an oxygen atom in the alkyl chain and an oxyalkylene group is formed.
  • the number of oxyalkylene groups is one or more in the molecule, preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6.
  • an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—) is preferable, and more preferably an oxyalkylene group Ethylene group.
  • Examples of the anion of the ammonium salt compound include halogen atoms, sulfonates, borates, and phosphates. Among them, halogen atoms and sulfonates are preferable.
  • the halogen atom is particularly preferably chloride, bromide or iodide, and the sulfonate is particularly preferably an organic sulfonate having 1 to 20 carbon atoms.
  • the amine compound having a phenoxy group is prepared by reacting a primary or secondary amine having a phenoxy group with a haloalkyl ether by heating, and then adding an aqueous solution of a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or tetraalkylammonium. It can be obtained by extraction with an organic solvent such as ethyl acetate or chloroform.
  • an aqueous solution of a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or tetraalkylammonium is added, and then ethyl acetate, It can be obtained by extraction with an organic solvent such as chloroform.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition has a proton acceptor functional group as a basic compound, and is decomposed by irradiation with actinic rays or radiation to decrease, disappear, or It may further contain a compound that generates a compound that has been changed from proton acceptor property to acidity (hereinafter also referred to as compound (PA)).
  • PA acidic property
  • the proton acceptor functional group is a group that can interact electrostatically with a proton or a functional group having an electron.
  • a functional group having a macrocyclic structure such as a cyclic polyether or a ⁇ -conjugated group. It means a functional group having a nitrogen atom with an unshared electron pair that does not contribute.
  • the nitrogen atom having an unshared electron pair that does not contribute to ⁇ conjugation is, for example, a nitrogen atom having a partial structure represented by the following general formula.
  • Examples of a preferable partial structure of the proton acceptor functional group include a crown ether, an azacrown ether, a primary to tertiary amine, a pyridine, an imidazole, and a pyrazine structure.
  • the compound (PA) is decomposed by irradiation with actinic rays or radiation to generate a compound whose proton acceptor property is lowered, disappeared, or changed from proton acceptor property to acidity.
  • the decrease or disappearance of the proton acceptor property or the change from the proton acceptor property to the acid is a change in the proton acceptor property caused by the addition of a proton to the proton acceptor functional group.
  • a proton adduct is formed from a compound having a proton acceptor functional group (PA) and a proton, the equilibrium constant in the chemical equilibrium is reduced.
  • Specific examples of the compound (PA) include the following compounds. Furthermore, as specific examples of the compound (PA), for example, those described in paragraphs 0421 to 0428 of JP2014-41328A and paragraphs 0108 to 0116 of JP2014-134686A can be used. The contents of which are incorporated herein.
  • the amount of the basic compound used is usually 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 5% by mass, based on the solid content of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.
  • the molar ratio is preferably 2.5 or more from the viewpoint of sensitivity and resolution, and is preferably 300 or less from the viewpoint of suppressing the reduction in resolution due to the thickening of the resist pattern over time until post-exposure heat treatment.
  • the acid generator / basic compound (molar ratio) is more preferably from 5.0 to 200, still more preferably from 7.0 to 150.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the embodiment of the present invention may further contain a hydrophobic resin different from the resin (A).
  • the hydrophobic resin is preferably designed to be unevenly distributed on the surface of the resist film.
  • the surfactant it is not always necessary to have a hydrophilic group in the molecule, and the polar / nonpolar substance is uniformly mixed. There is no need to contribute.
  • Examples of the effect of adding the hydrophobic resin include control of the static / dynamic contact angle of the resist film surface with respect to water, suppression of outgas, and the like.
  • the hydrophobic resin has at least one of “fluorine atom”, “silicon atom”, and “CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the resin” from the viewpoint of uneven distribution in the film surface layer. It is preferable to have two or more types.
  • the hydrophobic resin preferably contains a hydrocarbon group having 5 or more carbon atoms. These groups may be present in the main chain of the resin or may be substituted on the side chain.
  • the fluorine atom and / or silicon atom in the hydrophobic resin may be contained in the main chain of the resin or in the side chain. It may be.
  • the hydrophobic resin contains a fluorine atom
  • it may be a resin having an alkyl group having a fluorine atom, a cycloalkyl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorine atom as a partial structure having a fluorine atom. preferable.
  • the alkyl group having a fluorine atom (preferably having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms) is a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. It may have a substituent other than.
  • the cycloalkyl group having a fluorine atom is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and may further have a substituent other than a fluorine atom.
  • aryl group having a fluorine atom examples include those in which at least one hydrogen atom of an aryl group such as a phenyl group or a naphthyl group is substituted with a fluorine atom, and may further have a substituent other than a fluorine atom. .
  • the repeating unit having a fluorine atom or a silicon atom examples include those exemplified in paragraph 0519 of US2012 / 0251948A1. Further, as described above, the hydrophobic resin preferably includes a CH 3 partial structure in the side chain portion.
  • CH 3 partial structure contained in the side chain portion of the hydrophobic resin is intended to encompass CH 3 partial structure an ethyl group, and a propyl group having.
  • methyl groups directly bonded to the main chain of the hydrophobic resin (for example, ⁇ -methyl groups of repeating units having a methacrylic acid structure) contribute to the uneven distribution of the surface of the hydrophobic resin due to the influence of the main chain. Since it is small, it is not included in the CH 3 partial structure in the present invention.
  • hydrophobic resin those described in JP 2011-248019 A, JP 2010-175859 A, and JP 2012-032544 A can also be preferably used.
  • the content of the hydrophobic resin is 0.01 to 20 based on the total solid content of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.
  • the mass is preferably from 0.01 to 10 mass%, more preferably from 0.05 to 8 mass%, particularly preferably from 0.5 to 5 mass%.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the embodiment of the present invention may further contain a surfactant.
  • a surfactant when an exposure light source having a wavelength of 250 nm or less, particularly 220 nm or less, is used, it is possible to form a pattern with less adhesion and development defects with good sensitivity and resolution. Become.
  • the surfactant it is particularly preferable to use a fluorine-based and / or silicon-based surfactant.
  • fluorine-based and / or silicon-based surfactant examples include surfactants described in [0276] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425.
  • F top EF301 or EF303 manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.
  • Florard FC430, 431 or 4430 manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.
  • Megafac F171, F173, F176, F189, F113, F110, F177, F120 or R08 (manufactured by DIC Corporation); Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105 or 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.); Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.); GF-300 or GF-150 (manufactured by Toa Synthetic Chemical Co., Ltd.), Surflon S-393 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.
  • the surfactant is a fluoroaliphatic compound produced by a telomerization method (also referred to as a telomer method) or an oligomerization method (also referred to as an oligomer method). You may synthesize. Specifically, a polymer having a fluoroaliphatic group derived from this fluoroaliphatic compound may be used as a surfactant. This fluoroaliphatic compound can be synthesized, for example, by the method described in JP-A-2002-90991.
  • surfactants other than fluorine-based and / or silicon-based surfactants described in [0280] of US Patent Application Publication No. 2008/0248425 may be used.
  • surfactants may be used alone or in combination of two or more.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition contains a surfactant
  • the content thereof is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0, based on the total solid content of the composition. 0005 to 1% by mass.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the embodiment of the present invention is a compound that promotes solubility in a dissolution inhibiting compound, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, a light absorber, and / or a developer.
  • a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less, or an alicyclic or aliphatic compound containing a carboxy group may further be included.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition may further contain a dissolution inhibiting compound.
  • the “dissolution inhibiting compound” is a compound having a molecular weight of 3000 or less, which is decomposed by the action of an acid to reduce the solubility in an organic developer.
  • the pattern forming method of the present invention comprises: An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film forming step for forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film comprising the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition according to the present invention described above; An exposure step of exposing the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film; And a developing step of developing the exposed actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with a developer.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film forming step is a step of forming an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film (typically a resist film) using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition. For example, it can be performed by the following method.
  • an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film on a substrate using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition the above-described components are dissolved in a solvent and the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is formed.
  • An adhesive resin composition is prepared, filtered as necessary, and then applied onto a substrate.
  • the filter is preferably made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon having a pore size of 0.1 ⁇ m or less, more preferably 0.05 ⁇ m or less, and still more preferably 0.03 ⁇ m or less.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is applied to a substrate (eg, silicon or silicon dioxide coating) used for manufacturing an integrated circuit element by an appropriate application method such as a spinner. Thereafter, it is dried to form an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. If necessary, various base films (inorganic films, organic films, antireflection films) may be formed below the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film.
  • Heating can be performed by means provided in a normal exposure / developing machine, and may be performed using a hot plate or the like.
  • the heating temperature is preferably 80 to 150 ° C., more preferably 80 to 140 ° C., and still more preferably 80 to 130 ° C.
  • the heating time is preferably 30 to 1000 seconds, more preferably 60 to 800 seconds, and even more preferably 60 to 600 seconds.
  • the film thickness of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is generally 200 nm or less, preferably 100 nm or less.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film formed preferably has a film thickness of 50 nm or less. If the film thickness is 50 nm or less, pattern collapse is less likely to occur when a development process described later is applied, and better resolution performance is obtained.
  • the film thickness ranges from 15 nm to 45 nm. If the film thickness is 15 nm or more, sufficient etching resistance can be obtained. More preferably, the film thickness ranges from 15 nm to 40 nm. When the film thickness is within this range, etching resistance and better resolution performance can be satisfied at the same time.
  • an upper layer film may be formed on the actinic ray sensitive or radiation sensitive film. It is preferable that the top coat is not mixed with the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film and can be uniformly applied to the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film upper layer.
  • the top coat is not mixed with the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film and can be uniformly applied to the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film upper layer.
  • the thickness of the top coat layer is preferably 10 to 200 nm, more preferably 20 to 100 nm, and particularly preferably 40 to 80 nm.
  • the topcoat is not particularly limited, and a conventionally known topcoat can be formed by a conventionally known method. For example, the topcoat can be formed based on the description in paragraphs 0072 to 0082 of JP-A No. 2014-059543.
  • the exposure step is a step of exposing the resist film, and can be performed, for example, by the following method.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film formed as described above is irradiated with actinic rays or radiation through a predetermined mask. Note that in electron beam irradiation, drawing (direct drawing) without using a mask is common.
  • the exposure may be immersion exposure.
  • the heating temperature is preferably 80 to 150 ° C, more preferably 80 to 140 ° C, and still more preferably 80 to 130 ° C.
  • the heating time is preferably 30 to 1000 seconds, more preferably 60 to 800 seconds, and even more preferably 60 to 600 seconds. Heating can be performed by means provided in a normal exposure / developing machine, and may be performed using a hot plate or the like.
  • the development step is a step of developing the exposed actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film with a developer.
  • a developing method for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle) Method), a method of spraying the developer on the substrate surface (spray method), a method of continuously discharging the developer while scanning the developer discharge nozzle on the substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method) Etc.
  • dip method a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time
  • paddle a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time
  • spray method a method of spraying the developer on the substrate surface
  • a step of stopping development may be performed while substituting with another solvent.
  • the development time is not particularly limited as long as the exposed or unexposed resin is sufficiently dissolved, and is usually 10 to 300 seconds, preferably 10 to 120 seconds.
  • the temperature of the developer is preferably 0 to 50 ° C, more preferably 15 to 35 ° C.
  • the developer may be an alkali developer or a developer containing an organic solvent (organic developer).
  • organic developer examples include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine, Secondary amines such as di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium Hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, te
  • an appropriate amount of alcohol or surfactant may be added to the alkaline aqueous solution.
  • the alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass.
  • the pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.
  • a 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide is particularly desirable.
  • the vapor pressure of the organic solvent (the vapor pressure as a whole in the case of a mixed solvent) is preferably 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and particularly preferably 2 kPa or less at 20 ° C.
  • the vapor pressure of the organic solvent is preferably 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and particularly preferably 2 kPa or less at 20 ° C.
  • organic solvents are widely used as organic solvents used in organic developers.
  • ester solvents ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, hydrocarbon solvents, etc.
  • These solvents can be used.
  • Specific examples of these organic solvents are the same as those described for the solvent (2) contained in the treatment liquid.
  • the organic solvent contained in the organic developer has 7 or more carbon atoms (7 or more from the viewpoint that swelling of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film can be suppressed when EUV light and EB are used in the exposure step.
  • To 14 preferably 7 to 12, more preferably 7 to 10), and an ester solvent having 2 or less heteroatoms is preferably used.
  • the hetero atom of the ester solvent is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, and examples thereof include an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom.
  • the number of heteroatoms is preferably 2 or less.
  • ester solvents having 7 or more carbon atoms and 2 or less heteroatoms include amyl acetate, isoamyl acetate, 2-methylbutyl acetate, 1-methylbutyl acetate, hexyl acetate, pentyl propionate, hexyl propionate, Examples thereof include butyl propionate, isobutyl isobutyrate, heptyl propionate, and butyl butanoate, and it is particularly preferable to use isoamyl acetate.
  • the organic solvent contained in the organic developer is replaced with the ester solvent having 7 or more carbon atoms and 2 or less hetero atoms, and the ester solvent and A mixed solvent of the hydrocarbon solvent or a mixed solvent of the ketone solvent and the hydrocarbon solvent may be used. Even in this case, it is effective in suppressing swelling of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film.
  • ester solvent When an ester solvent and a hydrocarbon solvent are used in combination, isoamyl acetate is preferably used as the ester solvent.
  • hydrocarbon solvent a saturated hydrocarbon solvent (for example, octane, nonane, decane, dodecane, undecane, hexadecane, etc.) is used from the viewpoint of adjusting the solubility of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. It is preferable.
  • 2-heptanone is preferably used as the ketone solvent.
  • a saturated hydrocarbon solvent for example, octane, nonane, decane, dodecane, undecane, hexadecane, etc.
  • octane, nonane, decane, dodecane, undecane, hexadecane, etc. is used from the viewpoint of adjusting the solubility of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. It is preferable.
  • the content of the hydrocarbon solvent is not particularly limited because it depends on the solvent solubility of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film. That's fine.
  • a plurality of the above organic solvents may be mixed, or may be used by mixing with other solvents or water.
  • the water content of the developer as a whole is preferably less than 10% by mass, and more preferably substantially free of moisture.
  • the concentration of the organic solvent (total in the case of a plurality of mixtures) in the developer is preferably 50% by mass or more, more preferably 50 to 100% by mass, further preferably 85 to 100% by mass, and even more preferably 90 to 100% by mass %, Particularly preferably 95 to 100% by mass. Most preferably, it consists essentially of an organic solvent.
  • the case where it consists only of an organic solvent includes the case where a trace amount surfactant, antioxidant, stabilizer, an antifoamer, etc. are contained.
  • the developer preferably contains an antioxidant.
  • an antioxidant thereby, generation
  • the antioxidant known ones can be used, but when used for semiconductor applications, amine-based antioxidants and phenol-based antioxidants are preferably used.
  • the content of the antioxidant is not particularly limited, but is preferably 0.0001 to 1% by mass, more preferably 0.0001 to 0.1% by mass, and 0.0001 to 0% with respect to the total mass of the developer. More preferred is 0.01 mass%. When it is 0.0001% by mass or more, a more excellent antioxidant effect is obtained, and when it is 1% by mass or less, development residue tends to be suppressed.
  • the developer may contain a basic compound, and specifically, the same one as the basic compound that may be contained in the resist resin composition may be mentioned.
  • the developer may contain a surfactant.
  • the developer contains a surfactant, the wettability with respect to the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is improved, and development proceeds more effectively.
  • the same surfactants that can be contained in the resist composition can be used.
  • the surfactant content is preferably 0.001 to 5% by mass, more preferably 0.005 to 2% by mass, based on the total mass of the developer. %, More preferably 0.01 to 0.5% by mass.
  • a developing method for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle) Method), a method of spraying the developer on the substrate surface (spray method), a method of continuously discharging the developer while scanning the developer discharge nozzle on the substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method) Etc.
  • dip method a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time
  • paddle a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time
  • spray method a method of spraying the developer on the substrate surface
  • the development time is not particularly limited, and is usually 10 to 300 seconds, preferably 20 to 120 seconds.
  • the temperature of the developer is preferably 0 to 50 ° C, more preferably 15 to 35 ° C.
  • a developer used in the development step both development using a developer containing an organic solvent and development with an alkali developer may be performed (so-called double development may be performed).
  • the developer may contain the above-described processing solution of the present invention, and in this case, the processing solution is preferably a developer.
  • the pattern formation method which concerns on embodiment of this invention may include the rinse process after the image development process.
  • the developed wafer is cleaned using a rinsing liquid.
  • the method of the cleaning process is not particularly limited. For example, a method of continuously discharging the rinse liquid onto the substrate rotating at a constant speed (rotary discharge method), or immersing the substrate in a tank filled with the rinse liquid for a certain period of time. A method (dip method), a method of spraying a rinsing liquid onto the substrate surface (spray method), and the like can be applied.
  • a cleaning process is performed by a rotary discharge method, and after cleaning, the substrate is rotated at a speed of 2000 rpm to 4000 rpm. It is preferable to rotate and remove the rinse liquid from the substrate.
  • the rinse time is not particularly limited, but is preferably 10 seconds to 300 seconds, more preferably 10 seconds to 180 seconds, and most preferably 20 seconds to 120 seconds.
  • the temperature of the rinse liquid is preferably 0 to 50 ° C., more preferably 15 to 35 ° C.
  • a process of removing the developing solution or the rinsing liquid adhering to the pattern with a supercritical fluid can be performed.
  • a heat treatment can be performed in order to remove the solvent remaining in the pattern.
  • the heating temperature is not particularly limited as long as a good resist pattern can be obtained, and is usually 40 to 160 ° C.
  • the heating temperature is preferably 50 to 150 ° C, and most preferably 50 to 110 ° C.
  • the heating time is not particularly limited as long as a good resist pattern can be obtained, but it is usually 15 to 300 seconds, and preferably 15 to 180 seconds.
  • rinsing solution As the rinsing solution used in the rinsing treatment performed after the development step using an alkaline developer, pure water can be used and an appropriate amount of a surfactant can be added.
  • a rinsing liquid used in the rinsing treatment performed after the developing step using the organic developing liquid it is preferable to use a rinsing liquid containing an organic solvent.
  • an organic solvent a hydrocarbon solvent, a ketone solvent, an ester solvent is used.
  • the organic solvent contained in the rinsing liquid is preferably at least one selected from hydrocarbon solvents, ether solvents, and ketone solvents, and is at least one selected from hydrocarbon solvents and ether solvents. It is more preferable.
  • an ether solvent can also be suitably used.
  • Specific examples of these organic solvents are the same as those described for the organic solvent contained in the developer.
  • the vapor pressure of the rinsing liquid is preferably 0.05 kPa or more and 5 kPa or less at 20 ° C., more preferably 0.1 kPa or more and 5 kPa or less, and most preferably 0.12 kPa or more and 3 kPa or less.
  • the rinse liquid is a mixed solvent of a plurality of solvents, it is preferable that the vapor pressure as a whole is in the above range.
  • the organic solvent contained in the rinse liquid may be one type or two or more types. Examples of the case where two or more kinds are included include a mixed solvent of undecane and diisobutyl ketone.
  • the rinse liquid may contain a surfactant.
  • a surfactant When the rinsing liquid contains a surfactant, wettability to the resist film is improved, rinsing properties are improved, and generation of foreign matters tends to be suppressed.
  • the same surfactants as those used in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition described later can be used.
  • the content of the surfactant is preferably 0.001 to 5% by mass, more preferably 0.005 to 2% by mass with respect to the total mass of the rinsing liquid. More preferably, the content is 0.01 to 0.5% by mass.
  • the rinse solution may contain an antioxidant.
  • the antioxidant that the rinsing solution may contain is the same as the antioxidant that the developing solution may contain.
  • the content of the antioxidant is not particularly limited, but is preferably 0.0001 to 1% by mass, and preferably 0.0001 to 0.1% with respect to the total mass of the rinse liquid. % By mass is more preferable, and 0.0001 to 0.01% by mass is still more preferable.
  • a step of washing with a rinse solution may be included, but from the viewpoint of throughput (productivity), a step of washing with a rinse solution is performed. It does not have to be included.
  • a treatment method that does not include a step of washing with a rinsing liquid for example, the description in [0014] to [0086] of JP-A-2015-216403 can be incorporated, and the contents thereof are incorporated herein.
  • MIBC methyl isobutyl carbinol
  • An organic solvent (also referred to as an “organic processing solution”) that can be used for a processing solution such as a developer and a rinsing solution is an organic system for patterning a chemically amplified actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film having a container. It is preferable to use what was preserve
  • the inner wall of the container that comes into contact with the organic treatment liquid is a resin different from any of polyethylene resin, polypropylene resin, and polyethylene-polypropylene resin, or rust prevention / metal elution prevention treatment is performed.
  • the container is preferably a container for an organic treatment liquid for patterning an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film formed from an applied metal.
  • an organic solvent to be used as an organic processing liquid for patterning an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film is accommodated, and at the time of patterning the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film What was discharged
  • the seal portion is also selected from the group consisting of polyethylene resin, polypropylene resin, and polyethylene-polypropylene resin. It is preferably formed from a resin different from one or more resins, or a metal that has been subjected to a rust prevention / metal elution prevention treatment.
  • the seal portion means a member capable of shutting off the accommodating portion and the outside air, and a packing, an O-ring and the like can be preferably cited.
  • the resin different from one or more resins selected from the group consisting of polyethylene resin, polypropylene resin, and polyethylene-polypropylene resin is preferably a perfluoro resin.
  • Perfluoro resins include tetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin (FEP), tetrafluoride.
  • PTFE tetrafluoroethylene resin
  • PFA perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • FEP tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin
  • Ethylene-ethylene copolymer resin Ethylene-ethylene copolymer resin (ETFE), ethylene trifluoride-ethylene copolymer resin (ECTFE), vinylidene fluoride resin (PVDF), ethylene trifluoride chloride copolymer resin (PCTFE), vinyl fluoride resin ( PVF) and the like.
  • Particularly preferable perfluoro resins include tetrafluoroethylene resin, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin.
  • Examples of the metal in the metal subjected to the rust prevention / metal elution prevention treatment include carbon steel, alloy steel, nickel chromium steel, nickel chromium molybdenum steel, chromium steel, chromium molybdenum steel, manganese steel and the like.
  • film technology as rust prevention and metal elution prevention treatment.
  • metal coating variable plating
  • inorganic coating variable chemical conversion treatment, glass, concrete, ceramics, etc.
  • organic coating rust prevention oil, paint, rubber, plastics.
  • Preferred film technology includes surface treatment with a rust inhibitor oil, a rust inhibitor, a corrosion inhibitor, a chelate compound, a peelable plastic, and a lining agent.
  • pretreatment is a stage before rust prevention treatment. It is also preferable to adopt.
  • a treatment for removing various corrosion factors such as chlorides and sulfates existing on the metal surface by washing and polishing can be preferably mentioned.
  • the storage container includes the following.
  • FluoroPure PFA composite drum manufactured by Entegris (Wetted inner surface; PFA resin lining) ⁇ JFE steel drums (wetted inner surface; zinc phosphate coating)
  • Examples of the storage container that can be used in the present invention include the containers described in JP-A-11-021393 [0013] to [0030] and JP-A-10-45961 [0012] to [0024]. be able to.
  • a conductive compound may be added to prevent chemical piping and various parts (filters, O-rings, tubes, etc.) from being damaged due to electrostatic charge and subsequent electrostatic discharge.
  • limit especially as an electroconductive compound For example, methanol is mentioned.
  • the good addition is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less from the viewpoint of maintaining preferable development characteristics.
  • chemical solution piping members SUS (stainless steel) or various pipes coated with antistatic treated polyethylene, polypropylene, or fluororesin (polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, etc.) should be used. it can.
  • polyethylene, polypropylene, or fluororesin (polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, etc.) subjected to antistatic treatment can be used for the filter and O-ring.
  • the developer and the rinsing liquid are stored in a waste liquid tank through a pipe after use.
  • a hydrocarbon solvent as the rinsing liquid
  • the solvent in which the resist dissolves again.
  • a method of passing through the piping after washing with a rinsing liquid, cleaning the back and side surfaces of the substrate with a solvent that dissolves the resist, or passing the solvent through which the resist dissolves without contacting the resist. The method of flowing is mentioned.
  • the solvent to be passed through the pipe is not particularly limited as long as it can dissolve the resist, and examples thereof include the organic solvents described above, such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl.
  • PGMEA propylene glycol monomethyl ether acetate
  • PGMEA propylene glycol monoethyl ether acetate
  • propylene glycol monopropyl propylene glycol monopropyl.
  • Ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl ether propionate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol mono Ethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, pro Glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-heptanone, ethyl lactate, 1-propanol, acetone, or the like can be used.
  • PGMEA, PGME, and cyclohexanone can be preferably used.
  • a pattern obtained by the pattern forming method of the present invention as a mask a semiconductor fine circuit, an imprint mold structure, a photomask, and the like can be manufactured by appropriately performing etching treatment and ion implantation.
  • the pattern formed by the above method is a guide pattern formation in DSA (Directed Self-Assembly) (for example, ACS Nano Vol. 4). No. 8 Page 4815-4823). Further, the pattern formed by the above method can be used as a core material (core) of a spacer process disclosed in, for example, JP-A-3-270227 and JP-A-2013-164509.
  • the photomask manufactured using the pattern forming method of the present invention is a light reflective mask used in reflective lithography using EUV light as a light source, even if it is a light transmissive mask used in an ArF excimer laser or the like. May be.
  • the present invention also relates to a method for manufacturing an electronic device including the pattern forming method of the present invention described above.
  • An electronic device manufactured by the method for manufacturing an electronic device of the present invention is suitably mounted on an electric / electronic device (home appliance, OA (Office Appliance) / media-related device, optical device, communication device, etc.). is there.
  • the weight average molecular weight by GPC was 14300, and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) was 1.48.
  • the obtained resin (A-19) was measured by GPC (carrier: tetrahydrofuran (THF)) for weight average molecular weight (Mw: polystyrene conversion), number average molecular weight (Mn: polystyrene conversion), and dispersity (Mw / Mn).
  • GPC carrier: tetrahydrofuran
  • Mw weight average molecular weight
  • Mn number average molecular weight
  • dispersity Mw / Mn
  • Mw weight average molecular weight
  • HLC-8120 manufactured by Tosoh Corporation
  • TSK gel Multipore HXL-M manufactured by Tosoh Corporation, 7.8 mm ID ⁇ 30.0 cm
  • the composition ratio was calculated by 1 H-NMR (Nuclear Magnetic Resonance) and 13 C-NMR measurement.
  • a photoacid generator As components other than the resin used for preparing the resist composition, a photoacid generator, a basic compound, a surfactant, a hydrophobic resin, and a solvent are shown below.
  • W-1 Megafuck F176 (manufactured by DIC Corporation) (fluorine-based)
  • W-2 Megafuck R08 (manufactured by DIC Corporation) (fluorine and silicon)
  • W-3 Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (silicon-based)
  • W-4 Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.)
  • W-5 KH-20 (Asahi Kasei Corporation)
  • W-6 PolyFox (registered trademark) PF-6320 (manufactured by OMNOVA solution inc.) (Fluorine-based).
  • SL-1 Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
  • SL-2 Propylene glycol monomethyl ether propionate
  • SL-3 2-heptanone
  • SL-4 Ethyl lactate
  • SL-5 Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
  • SL-6 cyclohexanone.
  • An organic antireflection film ARC29SR (manufactured by Brewer) is applied on a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an antireflection film having a film thickness of 86 nm.
  • the resist composition shown in Table 2 above is formed thereon. It was applied and baked at 120 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 40 nm.
  • Pattern exposure was performed. After pattern exposure, baking (PEB) at 120 ° C. for 60 seconds on a hot plate, padding with the developer shown in Table 3, and developing for 30 seconds, followed by rinsing with the rinse solution shown in the same table did. Next, after rotating the wafer for 30 seconds at a rotation speed of 2000 rpm, a 1: 1 line and space pattern with a line width of 18 nm to 30 nm was obtained.
  • the resolution is defined as the limit resolution (minimum line width for separation and resolution without falling) at the optimum exposure (Eopt) in the 1: 1 line and space pattern with the obtained line width of 16 nm to 30 nm. did. The smaller this value, the better the resolution and the better.
  • EL ⁇ Sensitivity at which the line width is 26.4 nm (Line width at 1: 1) +10%) ⁇ Sensitivity at which the line width is 21.6 nm (Line width at 1: 1: ⁇ 10%) ⁇ / Line width 24 nm Sensitivity to become (1: 1 line width) x 100 (%)

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Abstract

樹脂と、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物とを含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が提供される。上記樹脂は、下記一般式（I－１）により表される繰り返し単位（ａ）と、酸の作用により単環を含む保護基が脱離して極性基を生じる基を有する繰り返し単位（ｂ）を含む。（式中、Ｒ１１及びＲ１２は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。Ｒ１３は、水素原子又はアルキル基を表すか、もしくは、単結合又はアルキレン基であり、且つ、式中のＬ又はＡｒに結合して環を形成している。Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。Ａｒは、芳香環を表す。ｎは、２以上の整数を表す。）

Description

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法
　本発明は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法に関する。
　より詳細には、本発明は、ＩＣ等の半導体製造工程、液晶及びサーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにはその他のフォトファブリケーションのリソグラフィー工程などに使用される感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、パターン形成方法、及びこのパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法に関する。
　従来、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ、集積回路）やＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ、大規模集積回路）などの半導体デバイスの製造プロセスにおいては、レジスト組成物を用いたリソグラフィーによる微細加工が行われている。近年、集積回路の高集積化に伴い、サブミクロン領域やクオーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求されるようになってきている。それに伴い、露光波長もｇ線からｉ線に、更にＫｒＦ等のエキシマレーザー光に、というように短波長化の傾向が見られる（例えば、特開平８－３３７６１６号公報及び特開２０００－２６７２８０号公報を参照）。更には、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線やＸ線、あるいはＥＵＶ光（Ｅｘｔｒｅｍｅ　Ｕｌｔｒａ　Ｖｉｏｌｅｔ、極紫外線）を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる（例えば、特開２００５－２７５２８２号公報を参照）。
　各種電子機器の高機能化が求められており、それに伴い微細加工に使用されるレジストパターンのより一層の特性向上が求められているが、解像性、ラインウィズスラフネス（Line width roughness:LWR）等のラフネス特性及び露光ラチチュード（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ　Ｌａｔｉｔｕｄｅ：ＥＬ）を、昨今要求されるレベルにおいて、同時に満たすことは困難であった。
　更に、レジスト膜を、特に、ＥＵＶ光により露光する場合には、露光が、通常、真空下で行われるため、露光部中の反応物等に由来するガスがレジスト膜から発生しやすい傾向となるが、このようなガスは、露光機を損傷する恐れもある。
　本発明は、上記実情に鑑みて、高い次元で解像性、ラフネス特性、露光ラチチュード及びアウトガス性能の全てに優れたパターンを形成することが可能な感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物及びパターン形成方法を提供することを目的と。更に、本発明は、上記パターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物のベース樹脂として、フェノール性水酸基を２つ以上有する特定の繰り返し単位（ａ）と、特定構造の保護基で保護された酸分解性基を有する繰り返し単位（ｂ）とを含む樹脂（以下、樹脂（Ａ）という。）を用いることにより、上記課題を解決できることを見出した。　
　本発明は、一形態において、以下の通りである。
　［１］
　下記一般式（I－１）により表される繰り返し単位（ａ）と、酸の作用により単環を含む保護基が脱離して極性基を生じる基を有する繰り返し単位（ｂ）を含む樹脂と、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　式中、
　Ｒ１１及びＲ１２は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。　
　Ｒ１３は、水素原子又はアルキル基を表すか、もしくは、単結合又はアルキレン基であり、且つ、式中のＬ又はＡｒに結合して環を形成している。　
　Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。　
　Ａｒは、芳香環を表す。　
　ｎは、２以上の整数を表す。
　［２］
　繰り返し単位（ｂ）において、上記保護基が脱離して発生する上記極性基がカルボキシル基である、［１］に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
　［３］
　繰り返し単位（ｂ）において、上記保護基が含む上記単環が、単環式炭化水素基である、［１］又は［２］に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
　［４］
　一般式（Ｉ－１）において、Ａｒはベンゼン環であり、ｎは２～５の整数である、［１］～［３］のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
　［５］
　一般式（Ｉ－１）において、ｎ＝２又は３である、［１］～［４］のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
　［６］
　一般式（Ｉ－１）において、Ｌは単結合又はエステル結合である、［１］～［５］のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
　［７］
　一般式（Ｉ－１）で表される繰り返し単位（ａ）が、上記樹脂中の全繰り返し単位に対し、５～６０モル％含まれる、［１］～［６］のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
　［８］
　繰り返し単位（ｂ）が下記一般式（ｐＡ）で表される、［１］～［７］のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　一般式（ｐＡ）中、
　Ｒ２１、Ｒ２２及びＲ２３は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。　
　Ａは、単結合又は２価の連結基を表す。　
　Ｒｐ1は、一般式（ｐＩ）により表される基を表す。　
　一般式（ｐＩ）中、　
　Ｒ２４は、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基又はｔｅｒｔ－ブチル基を表す。　
　Ｚは、式中の炭素原子と共に単環のシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。　
　＊は、一般式（ｐＡ）により表される繰り返し単位の残部との連結部を表す。
　［９］
　一般式（ｐＡ）において、Ａが単結合である、［８］に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
　［１０］
　一般式（ｐＡ）において、Ｚが式中の炭素原子と共に形成する上記シクロアルキル基の炭素数が５～１０個である、［８］又は［９］に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
　［１１］
　［１］～［１０］のいずれかに記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を含む感活性光線性又は感放射線性膜を形成すること、
　上記感活性光線性又は感放射線性膜を露光すること、
　露光された上記感活性光線性又は感放射線性膜を現像液により現像すること、
を含むパターン形成方法。
　［１２］
　上記現像液が有機溶剤を含有する、［１１］に記載のパターン形成方法。
　［１３］
　［１１］又は［１２］に記載のパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法。
　本発明によれば、高い次元で解像性、ラフネス特性、露光ラチチュード及びアウトガス性能の全てに優れたパターンを形成することができる感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物及びパターン形成方法を提供することができる。また、本発明によれば、上記パターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法を提供することができる。
　以下に、本発明を実施するための形態の一例を説明する。　
　本明細書における基及び原子団の表記において、置換又は無置換を明示していない場合は、置換基を有さないものと置換基を有するものの双方が含まれるものとする。例えば、置換又は無置換を明示していない「アルキル基」は、置換基を有さないアルキル基（無置換アルキル基）のみならず、置換基を有するアルキル基（置換アルキル基）をも包含することとする。
　本発明において「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線（ＥＵＶ光）、Ｘ線、電子線、イオンビーム等の粒子線等を意味する。また、本発明において「光」とは、活性光線又は放射線を意味する。
　また、本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、Ｘ線、極紫外線（ＥＵＶ光）などによる露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線による描画も含まれるものとする。
　本明細書では、「（メタ）アクリレート」とは、「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも１種」を意味する。また、「（メタ）アクリル酸」とは、「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも１種」を意味する。
　本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
　本明細書において、樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）法により測定したポリスチレン換算値である。ＧＰＣは、ＨＬＣ－８１２０（東ソー（株）製）を用い、カラムとしてＴＳＫ　ｇｅｌ　Ｍｕｌｔｉｐｏｒｅ　ＨＸＬ－Ｍ　（東ソー（株）製、７．８ｍｍＩＤ×３０．０ｃｍ）を、溶離液としてＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を用いた方法に準ずる事ができる。
　〔感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物〕
　本発明の実施形態に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、典型的にはレジスト組成物であり、好ましくは化学増幅型レジスト組成物である。　
　感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、有機溶剤を含む現像液を使用する有機溶剤現像用及び／又はアルカリ現像液を使用するアルカリ現像用の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であることが好ましい。ここで、有機溶剤現像用とは、少なくとも、有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程に供される用途を意味する。アルカリ現像用とは、少なくとも、アルカリ現像液を用いて現像する工程に供される用途を意味する。
　感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物はポジ型レジスト組成物であっても、ネガ型レジスト組成物であってもよい。　
　感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に適用される活性光線又は放射線は特に限定されるものではなく、例えばＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザー、極紫外線（ＥＵＶ、Ｅｘｔｒｅｍｅ　Ｕｌｔｒａ　Ｖｉｏｌｅｔ）、電子線（ＥＢ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｂｅａｍ）等を使用することができるが、電子線又は極紫外線露光用であることが好ましい。　
　以下、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含有される各必須成分及び任意成分について説明する。
　＜樹脂（Ａ）＞
　本発明の実施形態に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、ベース樹脂として、以下に示す一般式（Ｉ－１）で表される、フェノール性水酸基を２つ以上有する繰り返し単位（ａ）と、酸の作用により単環を含む保護基が脱離して極性基を生じる基（以下、「酸分解性基」という。）を有する繰り返し単位（ｂ）とを含む。
　これら繰り返し単位（ａ）と繰り返し単位（ｂ）を組み合わせることにより、酸分解性基の脱保護反応性と、後述する化合物（Ｂ）から発生する酸（以下、「発生酸」という。）に対する拡散抑制能を高い次元で両立させることができ、その結果極めて高いレベルで解像性、ＥＬ、ＬＷＲ等のラフネス特性を両立でき、さらに良好なアウトガス性能も持たせることができる。
　繰り返し単位（ａ）が有する少なくとも２つのフェノール性水酸基により、膜の親水化による反応性の向上と、水素結合力の向上によるガラス転移温度の上昇（以下、「高Ｔｇ化」という。）で発生酸の拡散の抑制を可能にしている。そして、繰り返し単位（ａ）と組み合わせる酸分解性基を有する繰り返し単位として、同じく酸分解性基における脱保護反応性と発生酸の拡散抑制能を両立可能な単環を含む保護基で保護された酸分解性基を有する繰り返し単位（ｂ）を選択することにより、繰り返し単位（ａ）の持つ優位性を最大限引き出すことができ、これにより、高次元で解像性、ＥＬ、ラフネス特性及びアウトガス性能のすべてに優れたパターンの形成を可能としていると推測している。
　－繰り返し単位(ａ)－
　繰り返し単位（ａ）は、下記一般式（Ｉ－１）で表されるフェノール性水酸基を２つ以上有する繰り返し単位である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　式中、
　Ｒ１１及びＲ１２は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。　
　Ｒ１３は、水素原子又はアルキル基を表すか、もしくは、単結合又はアルキレン基であり、且つ、式中のＬ又はＡｒに結合して環を形成している。　
　Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。　
　Ａｒは、芳香環を表す。　
　ｎは、２以上の整数を表す。
　一般式（Ｉ－１）におけるＲ１１、Ｒ１２及びＲ１３により表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ヘキシル基、２－エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数２０以下のアルキル基が挙げられる。Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３により表されるアルキル基は、一形態において、炭素数８以下のアルキル基であることが好ましく、より好ましくは炭素数３以下のアルキル基である。
　Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３により表されるアルキル基は、置換基を有していてもよい。好ましい置換基としては、例えば、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等を挙げることができ、置換基の炭素数は８以下が好ましい。
　Ｌにより表される２価の連結基としては、例えば、エステル結合、－ＣＯＮＲ６４（Ｒ６４は、水素原子又はアルキル基を表す）－、又はアルキレン基、もしくは、これらのいずれかから選択される２以上の組み合わせが挙げられる。
　－ＣＯＮＲ６４－（Ｒ６４は、水素原子又はアルキル基を表す）におけるＲ６４のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ヘキシル基、２－エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数２０以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数８以下のアルキル基が挙げられる。一形態において、－ＣＯＮＲ６４－は－ＣＯＮＨ－が好ましい。
　Ｌにより表されるアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数１～８個のものが挙げられる。アルキレン基は、置換基を有していてもよい。
　本発明の一形態において、Ｌは、単結合、エステル結合－又は－ＣＯＮＨ－が好ましく、単結合又はエステル結合がより好ましく、単結合が特に好ましい。
　Ａｒにより表される芳香環基としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、フェナントレン環などの炭素数６～１８の芳香族炭化水素環、又は、例えば、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ベンゾチオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾピロール環、トリアジン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、トリアゾール環、チアジアゾール環、チアゾール環等のヘテロ環を含む芳香環ヘテロ環を挙げることができる。中でも、ベンゼン環、ナフタレン環が解像性の観点で好ましく、ベンゼン環が最も好ましい。
　これら芳香環は置換基を有していてもよい。好ましい置換基としては、例えば、上述したＲ１１、Ｒ１２及びＲ１３により表されるアルキル基の具体例；メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基などのアルコキシ基；フェニル基などのアリール基；等が挙げられる。
　ｎは、２以上の整数を表し、好ましくは２以上５以下の整数を表し、より好ましくは２又は３である。
　樹脂（Ａ）は、繰り返し単位（ａ）を２種以上含有してもよい。　
　以下、繰り返し単位（ａ）の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。式中、Ｒは水素原子又はメチル基を表し、ａは２又は３を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　繰り返し単位（ａ）の含有率（２種以上含有する場合は合計の含有率）は、樹脂（Ａ）の反応性と発生酸の拡散抑制能の両立の観点から、樹脂（Ａ）中の全繰り返し単位に対し、５～６０モル％が好ましく、１０～５０モル％がより好ましく、２０～４０モル％が更に好ましい。
　－繰り返し単位(ｂ)－
　繰り返し単位（ｂ）は、酸の作用により単環を含む保護基が脱離して極性基を生じる酸分解性基を有する繰り返し単位である。　
　単環を含む保護基は、多環構造を含む保護基や鎖状式の基を含む保護基と比較して、酸分解性基における高い脱保護反応性と発生酸の低拡散性の両立が可能である。多環構造を有する保護基は炭素数が増加して疏水化し、低感度化を引き起こす問題が生じやすく、一方、鎖状式基を含む保護基はＴｇが低下して発生酸の拡散性の助長を引き起こす問題が生じやすい。単環を含む保護基を有することにより、上述したフェノール性水酸基を２つ以上有する繰り返し単位（ａ）と組み合わせて使用された場合に、繰り返し単位（ａ）の持つ優位性を最大限引き出すことができ、高次元で解像性、ＥＬ、ラフネス特性及びアウトガス性能のすべてに優れたパターンの形成を可能とする。
　ここで、繰り返し単位（ｂ）が有する保護基に含まれる単環は、脂肪族環であり、不飽和結合を含んでいてもよい。本発明の一形態において、この単環は、炭素原子と水素原子のみからなる単環式炭化水素基であることが好ましい。
　親水性の観点から、単環を構成する炭素数は少ない方がよい。単環を構成する炭素数は、例えば５～１０個が好ましく、５～８個がより好ましく、５～７個が更に好ましい。
　上記単環は置換基を有していてもよく、この置換基は、炭素原子及び水素原子以外の原子を含んでいてもよい。有してもよい置換基としては、例えば、アルキル基（炭素数１～４）、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基（炭素数１～４）、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基（炭素数２～６）シアノ基、アミノ基、スルホンアミド基、アルキルアミド基等が挙げられる。
　繰り返し単位（ｂ）において、酸の作用により単環式炭化水素基を含む保護基が脱離して生じる極性基としては、例えば、カルボキシル基、ベンゼンカルボン酸基、フェノール性水酸基、ヒドロキシル基等が挙げられる。本発明の一形態において、極性基はカルボキシル基であることが好ましい。
　ここで、極性基がカルボキシル基であることは、樹脂（Ａ）における高反応性と発生酸の拡散抑制能の両立の観点から好ましい。例えば、極性基がカルボキシル基であることは、極性基がフェノール性水酸基やヒドロキシル基の場合と比較して、特に露光後のＴｇが高く酸の拡散抑制に優れる。また保護基と組み合わせた場合も、極性基の酸強度がより高いために脱保護反応性に優れる。
　本発明の実施形態において、繰り返し単位（ｂ）は、例えば、下記一般式（ｐＡ）で表される繰り返し単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　一般式（ｐＡ）中、
　Ｒ２１、Ｒ２２及びＲ２３は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。　
　Ａは、単結合又は２価の連結基を表す。　
　Ｒｐ1は、一般式（ｐＩ）により表される基を表す。　
　一般式（ｐＩ）中、
　Ｒ２４は、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基又はｔｅｒｔ－ブチル基を表す。Ｒ２４は、一形態において、メチル基であることが好ましい。　
　Ｚは、式中の炭素原子と共に単環のシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。　
　＊は、一般式（ｐＡ）により表される繰り返し単位の残部との連結部を表す。
　一般式（ｐＡ）におけるＲ２１、Ｒ２２及びＲ２３により表されるアルキル基としては、上述した一般式（Ｉ－１）中のＲ１１、Ｒ１２及びＲ１３により表されるアルキル基において例示した具体例と同様の具体例が挙げられ、好ましい具体例も同様である。
　Ｒ２１、Ｒ２２及びＲ２３により表されるアルキル基は、置換基を有していてもよい。好ましい置換基としては、上述した一般式（Ｉ－１）中のＲ１１、Ｒ１２及びＲ１３により表されるアルキル基が有してもよい置換基において例示した具体例と同様の具体例が挙げられる。
　Ａにより表される２価の連結基としては、例えば、アリーレン基、－ＣＯＯ－Ｒｔ－基、等があげられる。式中、Ｒｔは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。　
　本発明の一形態において、Ａは単結合であることが好ましい。
　Ｚは、上述の通り、式中の炭素原子と共にシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。親水性の観点から、Ｚが式中の炭素原子と共に形成する上記シクロアルキル基の炭素数は、５～１０個であることが好ましく、５～８個であることがより好ましく、５～７個であることが更に好ましい。
　繰り返し単位（ｂ）は、下記一般式（ｐＢ）で表される繰り返し単位であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　一般式（ｐＢ）中、
　Ｒ３１、Ｒ３２及びＲ３３は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。　
　Ａ２は、単結合又は２価の連結基を表す。　
　Ｒ４１、Ｒ４２及びＲ４３は、各々独立に、直鎖若しくは分岐アルキル基、又は、単環若しく多環シクロアルキル基を表す。ただし、Ｒ４１、Ｒ４２及びＲ４３の少なくとも１つは単環のシクロアルキル基を表す。
　一般式（ｐＢ）におけるＲ３１、Ｒ３２及びＲ３３により表されるアルキル基としては、上述した一般式（Ｉ－１）中のＲ１１、Ｒ１２及びＲ１３により表されるアルキル基において例示した具体例と同様の具体例が挙げられ、好ましい具体例も同様である。
　Ｒ３１、Ｒ３２及びＲ３３により表されるアルキル基は、置換基を有していてもよい。好ましい置換基としては、上述した一般式（Ｉ－１）中のＲ１１、Ｒ１２及びＲ１３により表されるアルキル基が有してもよい置換基において例示した具体例と同様の具体例が挙げられる。
　Ａ２により表される２価の連結基としては、上述した一般式（ｐＡ）中のＡにより表される２価の連結基において例示した具体例が挙げられる。　
　本発明の一形態において、Ａ２は単結合であることが好ましい。
　Ｒ４１、Ｒ４２及びＲ４３により表される直鎖又は分岐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、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｔ－ブチル基などの炭素数１～４のものが好ましい。
　Ｒ４１、Ｒ４２及びＲ４３により表される単環のシクロアルキル基は、炭素数５～１０個のシクロアルキル基であることが好ましく、より好ましくは炭素数５～８個であり、更に好ましくは５～７個である。
　Ｒ４１、Ｒ４２及びＲ４３により表される多環のシクロアルキル基としては、例えば、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。
　樹脂（Ａ）は、繰り返し単位（ｂ）を２種以上含有してもよい。　
　以下、繰り返し単位（ｂ）の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。式中、Ｒは水素原子又はメチル基を表し、Ｒｘは各々独立に炭素数１～４のアルキル基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　繰り返し単位（ｂ）の含有率（２種以上含有する場合は合計の含有率）は、樹脂（Ａ）中の全繰り返し単位に対し、２０～９０モル％が好ましく、２５～８０モル％がより好ましく、３０～７０モル％が更に好ましい。
　―他の保護基で保護された酸分解性基を有する繰り返し単位―
　樹脂（Ａ）は、酸の作用により分解してカルボキシル基を生じる酸分解性基を有する繰り返し単位であって、上述した繰り返し単位（ｂ）とは異なる繰り返し単位を更に含有していてもよい。
　酸の作用により分解してカルボキシル基を生じる基を有する繰り返し単位は、カルボキシル基の水素原子が酸の作用により分解して脱離する基で置換された基を有する繰り返し単位である。
　酸で脱離する基としては、例えば、－Ｃ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）、－Ｃ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（ＯＲ３９）、－Ｃ（Ｒ０１）（Ｒ０２）（ＯＲ３９）等を挙げることができる。
　式中、Ｒ３６～Ｒ３９は、各々独立に、アルキル基、多環のシクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。Ｒ３６とＲ３７とは、互いに結合して環を形成してもよい。
　Ｒ０１及びＲ０２は、各々独立に、水素原子、アルキル基、多環のシクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
　酸の作用により分解してカルボキシル基を生じる基を有する繰り返し単位としては、下記一般式（ＡＩ）で表される繰り返し単位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　一般式（ＡＩ）において、
　Ｘａ１は、水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を表す。　
　Ｔは、単結合又は２価の連結基を表す。　
　Ｒｘ１～Ｒｘ３は、各々独立に、アルキル基（直鎖若しくは分岐）又は多環のシクロアルキル基を表す。ただし、Ｒｘ１～Ｒｘ３の全てがアルキル基（直鎖若しくは分岐）である場合、Ｒｘ１～Ｒｘ３のうち少なくとも２つはメチル基であることが好ましい。　
　Ｒｘ１～Ｒｘ３の２つが結合して、多環のシクロアルキル基を形成してもよい。
　Ｘａ１により表される、置換基を有していてもよいアルキル基としては、例えば、メチル基又は－ＣＨ２－Ｒ１１で表される基が挙げられる。Ｒ１１は、ハロゲン原子（フッ素原子など）、ヒドロキシル基又は１価の有機基を表し、例えば、炭素数５以下のアルキル基、炭素数５以下のアシル基が挙げられ、好ましくは炭素数３以下のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。Ｘａ１は、一態様において、好ましくは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基等である。
　Ｔの２価の連結基としては、アルキレン基、アリーレン基、－ＣＯＯ－Ｒｔ－基、－Ｏ－Ｒｔ－基等が挙げられる。式中、Ｒｔは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
　Ｔは、単結合、アリーレン基又は－ＣＯＯ－Ｒｔ－基が好ましく、単結合又はアリーレン基がより好ましい。アリーレン基としては炭素数６～１０のアリーレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましい。Ｒｔは、炭素数１～５のアルキレン基が好ましく、－ＣＨ２－基、－（ＣＨ２）２－基、－（ＣＨ２）３－基がより好ましい。
　Ｒｘ１～Ｒｘ３のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｔ－ブチル基などの炭素数１～４のものが好ましい。
　Ｒｘ１～Ｒｘ３の多環のシクロアルキル基としては、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。
　Ｒｘ１～Ｒｘ３の２つが結合して形成される多環のシクロアルキル基としては、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。　
　Ｒｘ１～Ｒｘ３の２つが結合して形成される多環のシクロアルキル基は、例えば、環を構成するメチレン基の１つが、酸素原子等のヘテロ原子、又は、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基で置き換わっていてもよい。
　上記各基は置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基（炭素数１～４）、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基（炭素数１～４）、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基（炭素数２～６）などが挙げられ、炭素数８以下が好ましい。
　一般式（ＡＩ）で表される繰り返し単位としては、好ましくは、酸分解性（メタ）アクリル酸３級アルキルエステル系繰り返し単位（Ｘａ１が水素原子又はメチル基を表し、かつ、Ｔが単結合を表す繰り返し単位）である。より好ましくは、Ｒｘ１～Ｒｘ３が各々独立に、直鎖又は分岐のアルキル基を表す繰り返し単位であり、さらに好ましくは、Ｒｘ１～Ｒｘ３が各々独立に、直鎖のアルキル基を表す繰り返し単位である。
　酸の作用により分解してカルボキシル基を生じる基を有する繰り返し単位であって、繰り返し単位（ｂ）とは異なる繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
　具体例中、Ｒｘ、Ｘａ１は、水素原子、ＣＨ３、ＣＦ３、又はＣＨ２ＯＨを表す。Ｒｘａ、Ｒｘｂは各々炭素数１～４のアルキル基を表す。Ｚは、極性基を含む置換基を表し、複数存在する場合は各々独立である。ｐは０又は正の整数を表す。Ｚにより表される極性基を含む置換基としては、例えば、水酸基、シアノ基、アミノ基、アルキルアミド基又はスルホンアミド基を有する、直鎖又は分岐のアルキル基、シクロアルキル基が挙げられ、好ましくは、水酸基を有するアルキル基である。分岐状アルキル基としてはイソプロピル基が特に好ましい。
　また、酸の作用により分解してカルボキシル基を生じる基を有する繰り返し単位の具体例として、特開２０１４－２３２３０９号公報の［０２２７］～［０２３３］に記載の具体例が援用でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　樹脂（Ａ）が、酸の作用により分解してカルボキシル基を生じる基を有する繰り返し単位であって、繰り返し単位（ｂ）とは異なる繰り返し単位を含有する場合、その繰り返し単位の含有率は、樹脂（Ａ）中の全繰り返し単位に対し、２０～９０モル％が好ましく、より好ましくは２５～８０モル％、更に好ましくは３０～７０モル％である。
　―ラクトン構造を有する繰り返し単位―
　樹脂（Ａ）は、さらにラクトン構造を有する繰り返し単位を含有することが好ましい。

　ラクトン基としては、ラクトン構造を含有していればいずれの基でも用いることができるが、好ましくは５～７員環ラクトン構造を含有する基であり、５～７員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式（ＬＣ１－１）～（ＬＣ１－１７）のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては一般式（ＬＣ１－１）、（ＬＣ１－４）、（ＬＣ１－５）、（ＬＣ１－６）、（ＬＣ１－１３）、（ＬＣ１－１４）で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
　ラクトン構造部分は、置換基（Ｒｂ２）を有していても有していなくてもよい。好ましい置換基（Ｒｂ２）としては、炭素数１～８のアルキル基、炭素数４～７のシクロアルキル基、炭素数１～８のアルコキシ基、炭素数１～８のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。ｎ２は、０～４の整数を表す。ｎ２が２以上の時、複数存在するＲｂ２は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在するＲｂ２同士が結合して環を形成してもよい。
　一般式（ＬＣ１－１）～（ＬＣ１－１７）のいずれかで表されるラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位としては、例えば、下記一般式（ＡＩＩ）で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
　一般式（ＡＩＩ）中、Ｒｂ０は、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数１～４のアルキル基を表す。　
　Ｒｂ０のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。　
　Ｒｂ０のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Ｒｂ０は、水素原子又はメチル基が好ましい。　
　Ａｂは、単結合、アルキレン基、単環または多環の脂環炭化水素構造を有する２価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又はこれらを組み合わせた２価の基を表す。好ましくは、単結合、－Ａｂ１－ＣＯ２－で表される連結基である。Ａｂ１は、直鎖、分岐アルキレン基、単環または多環のシクロアルキレン基であり、好ましくは、メチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。　
　Ｖは、一般式（ＬＣ１－１）～（ＬＣ１－１７）のうちのいずれかで示される基を表す。
　ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位は、通常、光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、１種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体を混合して用いてもよい。１種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度（ｅｅ）が９０以上のものが好ましく、より好ましくは９５以上である。　
　ラクトン構造を有する基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
　ラクトン基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂（Ａ）中の全繰り返し単位に対し、１～５０モル％が好ましく、より好ましくは５～４５モル％、更に好ましくは５～４０モル％である。
　樹脂（Ａ）は、極性基を有する有機基を含有する繰り返し単位、特に、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位をさらに有することができる。
　これにより基板密着性、現像液親和性が向上する。極性基で置換された脂環炭化水素構造の脂環炭化水素構造としてはアダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルナン基が好ましい。極性基としては水酸基、シアノ基が好ましい。　
　極性基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
　樹脂（Ａ）が、極性基を有する有機基を含有する繰り返し単位を有する場合、その含有量は、樹脂（Ａ）中の全繰り返し単位に対し、１～３０モル％が好ましく、より好ましくは５～２５モル％、更に好ましくは５～２０モル％である。
　更に、上記以外の繰り返し単位として、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基（光酸発生基）を有する繰り返し単位を含むこともできる。この場合、この光酸発生基を有する繰り返し単位が、後述する活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物（Ｂ）にあたると考えることができる。　
　このような繰り返し単位としては、例えば、下記一般式（４）で表される繰り返し単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　Ｒ４１は、水素原子又はメチル基を表す。Ｌ４１は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｌ４２は、２価の連結基を表す。Ｒ４０は、活性光線又は放射線の照射により分解して側鎖に酸を発生させる構造部位を表す。
　以下に、一般式（４）で表される繰り返し単位の具体例を示すが、本発明がこれに限定されるものではない。
　そのほか、一般式（４）で表される繰り返し単位としては、例えば、特開２０１４－０４１３２７号公報の段落［００９４］～［０１０５］に記載された繰り返し単位が挙げられる。
　樹脂（Ａ）が光酸発生基を有する繰り返し単位を含有する場合、光酸発生基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂（Ａ）中の全繰り返し単位に対し、１～４０モル％が好ましく、より好ましくは１～３５モル％、更に好ましくは１～３０モル％である。
　樹脂（Ａ）は、常法に従って（例えばラジカル重合）合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を１～１０時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。
　反応溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、１，４－ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類；酢酸エチルなどのエステル溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤；後述の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メチルエーテル、シクロヘキサノンなどの本発明のレジスト組成物を溶解する溶媒；等が挙げられる。より好ましくは本発明のレジスト組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。
　重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤（アゾ系開始剤、パーオキサイドなど）を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオネート）などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は５～５０質量％であり、好ましくは１０～３０質量％である。反応温度は、通常１０℃～１５０℃であり、好ましくは３０℃～１２０℃、さらに好ましくは６０～１００℃である。
　精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液液抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈殿法や、濾別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。
　樹脂（Ａ）の重量平均分子量は、ＧＰＣ法によりポリスチレン換算値として、好ましくは１，０００～２００，０００であり、更に好ましくは３，０００～２０，０００、最も好ましくは５，０００～１５，０００である。重量平均分子量を、１，０００～２００，０００とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、且つ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化したりすることを防ぐことができる。
　樹脂（Ａ）の重量平均分子量の特に好ましい別の形態は、ＧＰＣ法によるポリスチレン換算値で３，０００～９，５００である。重量平均分子量を３，０００～９，５００にすることにより、特にレジスト残渣（以降、「スカム」ともいう）が抑制され、より良好なパターンを形成することができる。
　分散度（分子量分布）は、通常１～５であり、好ましくは１～３、更に好ましくは１．２～３．０、特に好ましくは１．２～２．０の範囲のものが使用される。分散度の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。
　本発明の実施形態に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物において、樹脂（Ａ）の含有率は、全固形分中５０～９９．９質量％が好ましく、より好ましくは６０～９９．０質量％である。
　また、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物において、樹脂（Ａ）は、１種のみを使用してもよいし、複数種を併用してもよい。
　＜（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物＞
　本発明の実施形態に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物（以下、「光酸発生剤《ＰＡＧ：Ｐｈｏｔｏ　Ａｃｉｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ》」、又は「化合物（Ｂ）」ともいう）を含有する。
　光酸発生剤は、低分子化合物の形態であっても良く、重合体の一部に組み込まれた形態であっても良い。また、低分子化合物の形態と重合体の一部に組み込まれた形態を併用しても良い。
　光酸発生剤が、低分子化合物の形態である場合、分子量が３０００以下であることが好ましく、２０００以下であることがより好ましく、１０００以下であることが更に好ましい。
　光酸発生剤が、重合体の一部に組み込まれた形態である場合、樹脂（Ａ）の一部に組み込まれても良く、樹脂（Ａ）とは異なる樹脂に組み込まれても良い。
　パターン断面形状調整を目的に、酸発生剤が有するフッ素原子の数は適宜調整される。フッ素原子を調整することで、レジスト膜中における酸発生剤の表面偏在性の制御が可能になる。酸発生剤が有するフッ素原子が多いほど表面に偏在する。　
　本発明において、光酸発生剤が、低分子化合物の形態であることが好ましい。
　光酸発生剤としては、公知のものであれば特に限定されないが、活性光線又は放射線、好ましくは電子線又は極紫外線の照射により、有機酸、例えば、スルホン酸、ビス（アルキルスルホニル）イミド、又はトリス（アルキルスルホニル）メチドの少なくともいずれかを発生する化合物が好ましい。　
　より好ましくは下記一般式（ＺＩ）、（ＺＩＩ）、（ＺＩＩＩ）で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　上記一般式（ＺＩ）において、
　Ｒ２０１、Ｒ２０２及びＲ２０３は、各々独立に、有機基を表す。　
　Ｒ２０１、Ｒ２０２及びＲ２０３としての有機基の炭素数は、一般的に１～３０、好ましくは１～２０である。　
　また、Ｒ２０１～Ｒ２０３のうち２つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。Ｒ２０１～Ｒ２０３の内の２つが結合して形成する基としては、アルキレン基（例えば、ブチレン基、ペンチレン基）を挙げることができる。　
　Ｚ－は、非求核性アニオン（求核反応を起こす能力が著しく低いアニオン）を表す。
　非求核性アニオンとしては、例えば、スルホン酸アニオン（脂肪族スルホン酸アニオン、芳香族スルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンなど）、カルボン酸アニオン（脂肪族カルボン酸アニオン、芳香族カルボン酸アニオン、アラルキルカルボン酸アニオンなど）、スルホニルイミドアニオン、ビス（アルキルスルホニル）イミドアニオン、トリス（アルキルスルホニル）メチドアニオン等を挙げられる。
　脂肪族スルホン酸アニオン及び脂肪族カルボン酸アニオンにおける脂肪族部位は、アルキル基であってもシクロアルキル基であってもよく、好ましくは炭素数１～３０の直鎖又は分岐のアルキル基及び炭素数３～３０のシクロアルキル基が挙げられる。
　芳香族スルホン酸アニオン及び芳香族カルボン酸アニオンにおける芳香族基としては、好ましくは炭素数６～１４のアリール基、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等を挙げることができる。
　上記で挙げたアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基は、置換基を有していてもよい。この具体例としては、ニトロ基、フッ素原子などのハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基（好ましくは炭素数１～１５）、シクロアルキル基（好ましくは炭素数３～１５）、アリール基（好ましくは炭素数６～１４）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２～７）、アシル基（好ましくは炭素数２～１２）、アルコキシカルボニルオキシ基（好ましくは炭素数２～７）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１～１５）、アルキルスルホニル基（好ましくは炭素数１～１５）、アルキルイミノスルホニル基（好ましくは炭素数１～１５）、アリールオキシスルホニル基（好ましくは炭素数６～２０）、アルキルアリールオキシスルホニル基（好ましくは炭素数７～２０）、シクロアルキルアリールオキシスルホニル基（好ましくは炭素数１０～２０）、アルキルオキシアルキルオキシ基（好ましくは炭素数５～２０）、シクロアルキルアルキルオキシアルキルオキシ基（好ましくは炭素数８～２０）等を挙げることができる。各基が有するアリール基及び環構造については、置換基として更にアルキル基（好ましくは炭素数１～１５）を挙げることができる。
　アラルキルカルボン酸アニオンにおけるアラルキル基としては、好ましくは炭素数７～１２のアラルキル基、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルブチル基等を挙げることができる。
　スルホニルイミドアニオンとしては、例えば、サッカリンアニオンを挙げることができる。
　ビス（アルキルスルホニル）イミドアニオン、トリス（アルキルスルホニル）メチドアニオンにおけるアルキル基は、炭素数１～５のアルキル基が好ましい。これらのアルキル基の置換基としてはハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されたアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルオキシスルホニル基、アリールオキシスルホニル基、シクロアルキルアリールオキシスルホニル基等を挙げることができ、フッ素原子又はフッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。
　また、ビス（アルキルスルホニル）イミドアニオンにおけるアルキル基は、互いに結合して環構造を形成してもよい。これにより、酸強度が増加する。
　その他の非求核性アニオンとしては、例えば、弗素化燐（例えば、ＰＦ６ －）、弗素化硼素（例えば、ＢＦ４ －）、弗素化アンチモン（例えば、ＳｂＦ６ －）等を挙げることができる。
　非求核性アニオンとしては、スルホン酸の少なくともα位がフッ素原子で置換された脂肪族スルホン酸アニオン、フッ素原子又はフッ素原子を有する基で置換された芳香族スルホン酸アニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたビス（アルキルスルホニル）イミドアニオン、アルキル基がフッ素原子で置換されたトリス（アルキルスルホニル）メチドアニオンが好ましい。非求核性アニオンとして、より好ましくはパーフロロ脂肪族スルホン酸アニオン（更に好ましくは炭素数４～８）、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸アニオン、更により好ましくはノナフロロブタンスルホン酸アニオン、パーフロロオクタンスルホン酸アニオン、ペンタフロロベンゼンスルホン酸アニオン、３，５－ビス（トリフロロメチル）ベンゼンスルホン酸アニオンである。
　酸強度の観点からは、発生酸のｐＫａが－１以下であることが、感度向上のために好ましい。
　また、非求核性アニオンとしては、以下の一般式（ＡＮ１）で表されるアニオンも好ましい態様として挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
　式中、
　Ｘｆは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも１つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。　
　Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、又は、アルキル基を表し、複数存在する場合のＲ１、Ｒ２は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。　
　Ｌは、二価の連結基を表し、複数存在する場合のＬは同一でも異なっていてもよい。　
　Ａは、環状の有機基を表す。　
　ｘは１～２０の整数を表し、ｙは０～１０の整数を表し、ｚは０～１０の整数を表す。
　一般式（ＡＮ１）について、更に詳細に説明する。　
　Ｘｆのフッ素原子で置換されたアルキル基におけるアルキル基としては、好ましくは炭素数１～１０であり、より好ましくは炭素数１～４である。また、Ｘｆのフッ素原子で置換されたアルキル基は、パーフルオロアルキル基であることが好ましい。
　Ｘｆとして好ましくは、フッ素原子又は炭素数１～４のパーフルオロアルキル基である。Ｘｆの具体的としては、フッ素原子、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、Ｃ４Ｆ９、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２Ｃ４Ｆ９、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ４Ｆ９が挙げられ、中でもフッ素原子、ＣＦ３が好ましい。特に、双方のＸｆがフッ素原子であることが好ましい。
　Ｒ１、Ｒ２のアルキル基は、置換基（好ましくはフッ素原子）を有していてもよく、炭素数１～４のものが好ましい。更に好ましくは炭素数１～４のパーフルオロアルキル基である。Ｒ１、Ｒ２の置換基を有するアルキル基の具体例としては、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、Ｃ４Ｆ９、Ｃ５Ｆ１１、Ｃ６Ｆ１３、Ｃ７Ｆ１５、Ｃ８Ｆ１７、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２Ｃ４Ｆ９、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ４Ｆ９が挙げられ、中でもＣＦ３が好ましい。　
　Ｒ１、Ｒ２としては、好ましくはフッ素原子又はＣＦ３である。
　ｘは１～１０が好ましく、１～５がより好ましい。　
　ｙは０～４が好ましく、０がより好ましい。　
　ｚは０～５が好ましく、０～３がより好ましい。　
　Ｌの２価の連結基としては特に限定されず、―ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＯ－、－Ｏ－、－Ｓ―、－ＳＯ―、―ＳＯ２－、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基又はこれらの複数が連結した連結基などを挙げることができ、総炭素数１２以下の連結基が好ましい。このなかでも―ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＯ－、－Ｏ－が好ましく、―ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－がより好ましい。
　Ａの環状の有機基としては、環状構造を有するものであれば特に限定されず、脂環基、アリール基、複素環基（芳香族性を有するものだけでなく、芳香族性を有さないものも含む）等が挙げられる。
　脂環基としては、単環でも多環でもよく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などの単環のシクロアルキル基、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基などの多環のシクロアルキル基が好ましい。中でも、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、アダマンチル基等の炭素数７以上のかさ高い構造を有する脂環基が、露光後加熱工程での膜中拡散性を抑制でき、ＭＥＥＦ(mask error enhancement factor)向上の観点から好ましい。
　アリール基としては、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナンスレン環、アントラセン環が挙げられる。
　複素環基としては、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ピリジン環由来のものが挙げられる。中でもフラン環、チオフェン環、ピリジン環由来のものが好ましい。
　また、環状の有機基としては、ラクトン構造も挙げることができ、具体例としては、上記一般式（ＬＣ１－１）～（ＬＣ１－１７）で表されるラクトン構造を挙げることができる。
　上記環状の有機基は、置換基を有していてもよく、上記置換基としては、アルキル基（直鎖、分岐、環状のいずれであっても良く、炭素数１～１２が好ましい）、シクロアルキル基（単環、多環、スピロ環のいずれであっても良く、炭素数３～２０が好ましい）、アリール基（炭素数６～１４が好ましい）、ヒドロキシ基、アルコキシ基、エステル基、アミド基、ウレタン基、ウレイド基、チオエーテル基、スルホンアミド基、スルホン酸エステル基等が挙げられる。なお、環状の有機基を構成する炭素（環形成に寄与する炭素）はカルボニル炭素であっても良い。
　Ｒ２０１、Ｒ２０２及びＲ２０３の有機基としては、アリール基、アルキル基、シクロアルキル基などが挙げられる。　
　Ｒ２０１、Ｒ２０２及びＲ２０３のうち、少なくとも１つがアリール基であることが好ましく、三つ全てがアリール基であることがより好ましい。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基などの他に、インドール残基、ピロール残基などのヘテロアリール基も可能である。Ｒ２０１～Ｒ２０３のアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数１～１０の直鎖又は分岐アルキル基、炭素数３～１０のシクロアルキル基を挙げることができる。アルキル基として、より好ましくはメチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉ－プロピル基、ｎ－ブチル基等を挙げることができる。シクロアルキル基として、より好ましくは、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、シクロへプチル基等を挙げることができる。これらの基は更に置換基を有していてもよい。その置換基としては、ニトロ基、フッ素原子などのハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基（好ましくは炭素数１～１５）、シクロアルキル基（好ましくは炭素数３～１５）、アリール基（好ましくは炭素数６～１４）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２～７）、アシル基（好ましくは炭素数２～１２）、アルコキシカルボニルオキシ基（好ましくは炭素数２～７）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　一般式（ＡＮ１）で表されるアニオンの好ましい例としては、以下が挙げられる。下記例においてＡは環状の有機基を表す。
　ＳＯ３－ＣＦ２－ＣＨ２－ＯＣＯ－Ａ、ＳＯ３－ＣＦ２－ＣＨＦ－ＣＨ２－ＯＣＯ－Ａ、ＳＯ３－ＣＦ２－ＣＯＯ－Ａ、ＳＯ３－ＣＦ２－ＣＦ２－ＣＨ２－Ａ、ＳＯ３－ＣＦ２－ＣＨ（ＣＦ３）－ＯＣＯ－Ａ
　一般式（ＺＩＩ）、（ＺＩＩＩ）中、
　Ｒ２０４～Ｒ２０７は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
　Ｒ２０４～Ｒ２０７のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基としては、前述の化合物（ＺＩ）におけるＲ２０１～Ｒ２０３のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基として説明したアリール基と同様である。
　Ｒ２０４～Ｒ２０７のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としても、前述の化合物（ＺＩ）におけるＲ２０１～Ｒ２０３のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基が有していてもよいものが挙げられる。
　Ｚ－は、非求核性アニオンを表し、一般式（ＺＩ）に於けるＺ－の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
　本発明においては、上記光酸発生剤は、露光で発生した酸の非露光部への拡散を抑制し解像性を良好にする観点から、電子線又は極紫外線の照射により、体積１３０Å３（１０Å＝１ｎｍ）以上の大きさの酸（より好ましくはスルホン酸）を発生する化合物であることが好ましく、体積１９０Å３以上の大きさの酸（より好ましくはスルホン酸）を発生する化合物であることがより好ましく、体積２７０Å３以上の大きさの酸（より好ましくはスルホン酸）を発生する化合物であることが更に好ましく、体積４００Å３以上の大きさの酸（より好ましくはスルホン酸）を発生する化合物であることが特に好ましい。ただし、感度や塗布溶剤溶解性の観点から、上記体積は、２０００Å３以下であることが好ましく、１５００Å３以下であることが更に好ましい。上記体積の値は、富士通株式会社製の「ＷｉｎＭＯＰＡＣ」を用いて求めた。すなわち、まず、各例に係る酸の化学構造を入力し、次に、この構造を初期構造としてＭＭ３法を用いた分子力場計算により、各酸の最安定立体配座を決定し、その後、これら最安定立体配座についてＰＭ３法を用いた分子軌道計算を行うことにより、各酸の「ａｃｃｅｓｓｉｂｌｅ　ｖｏｌｕｍｅ」を計算することができる。
　光酸発生剤としては、特開２０１４－４１３２８号公報段落［０３６８］～［０３７７］、特開２０１３－２２８６８１号公報段落［０２４０］～［０２６２］（対応する米国特許出願公開第２０１５／００４５３３号明細書の［０３３９］）が援用でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。また、好ましい具体例として以下の化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
　光酸発生剤は、１種類単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
　光酸発生剤の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中の含有量は、組成物の全固形分を基準として、０．１～５０質量％が好ましく、より好ましくは５～５０質量％、更に好ましくは８～４０質量％である。特に、電子線や極紫外線露光の際に高感度化、高解像性を両立するには光酸発生剤の含有率は高いほうが好ましく、更に好ましくは１０～４０質量％、最も好ましくは１０～３５質量％である。
　＜溶剤＞
　本発明において用いられる感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、溶剤（「レジスト溶剤」ともいう）を含んでいることが好ましい。溶剤には異性体（同じ原子数で異なる構造の化合物）が含まれていてもよい。また、異性体は、１種のみが含まれていてもよいし、複数種含まれていてもよい。溶剤は、（Ｍ１）プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートと、（Ｍ２）プロピレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸エステル、酢酸エステル、アルコキシプロピオン酸エステル、鎖状ケトン、環状ケトン、ラクトン、及びアルキレンカーボネートからなる群より選択される少なくとも１つとの少なくとも一方を含んでいることが好ましい。なお、この溶剤は、成分（Ｍ１）及び（Ｍ２）以外の成分を更に含んでいてもよい。
　成分（Ｍ１）としては、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メチルエーテルプロピオネート、及び、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートからなる群より選択される少なくとも１つが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが特に好ましい。
　成分（Ｍ２）としては、以下のものが好ましい。　
　プロピレングリコールモノアルキルエーテルとしては、プロピレングリコールモノメチルエーテル又はプロピレングリコールモノエチルエーテルが好ましい。　
　乳酸エステルとしては、乳酸エチル、乳酸ブチル、又は乳酸プロピルが好ましい。
　酢酸エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、酢酸イソアミル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、又は酢酸３－メトキシブチルが好ましい。　
　酪酸ブチルも好ましい。
　アルコキシプロピオン酸エステルとしては、３－メトキシプロピオン酸メチル（ＭＭＰ）、又は、３－エトキシプロピオン酸エチル（ＥＥＰ）が好ましい。　
　鎖状ケトンとしては、１－オクタノン、２－オクタノン、１－ノナノン、２－ノナノン、アセトン、４－ヘプタノン、１－ヘキサノン、２－ヘキサノン、ジイソブチルケトン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、又はメチルアミルケトンが好ましい。　
　環状ケトンとしては、メチルシクロヘキサノン、イソホロン、又はシクロヘキサノンが好ましい。
　ラクトンとしては、γ－ブチロラクトンが好ましい。　
　アルキレンカーボネートとしては、プロピレンカーボネートが好ましい。
　成分（Ｍ２）としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、３－エトキシプロピオン酸エチル、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、γ－ブチロラクトン又はプロピレンカーボネートがより好ましい。
　上記成分の他、炭素数が７以上（７～１４が好ましく、７～１２がより好ましく、７～１０がさらに好ましい）、かつヘテロ原子数が２以下のエステル系溶剤を用いることが好ましい。
　炭素数が７以上かつヘテロ原子数が２以下のエステル系溶剤の好ましい例としては、酢酸アミル、酢酸２－メチルブチル、酢酸１-メチルブチル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸ペンチル、プロピオン酸ヘキシル、プロピオン酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、プロピオン酸ヘプチル、ブタン酸ブチルなどが挙げられ、酢酸イソアミルを用いることが特に好ましい。
　成分（Ｍ２）としては、引火点（以下、ｆｐともいう）が３７℃以上であるものを用いることが好ましい。このような成分（Ｍ２）としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ｆｐ：４７℃）、乳酸エチル（ｆｐ：５３℃）、３－エトキシプロピオン酸エチル（ｆｐ：４９℃）、メチルアミルケトン（ｆｐ：４２℃）、シクロヘキサノン（ｆｐ：４４℃）、酢酸ペンチル（ｆｐ：４５℃）、２－ヒドロキシイソ酪酸メチル（ｆｐ：４５℃）、γ－ブチロラクトン（ｆｐ：１０１℃）又はプロピレンカーボネート（ｆｐ：１３２℃）が好ましい。これらのうち、プロピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸エチル、酢酸ペンチル、又はシクロヘキサノンが更に好ましく、プロピレングリコールモノエチルエーテル又は乳酸エチルが特に好ましい。なお、ここで「引火点」とは、東京化成工業株式会社又はシグマアルドリッチ社の試薬カタログに記載されている値を意味している。
　溶剤は、成分（Ｍ１）を含んでいることが好ましい。溶剤は、実質的に成分（Ｍ１）のみからなるか、又は、成分（Ｍ１）と他の成分との混合溶剤であることがより好ましい。後者の場合、溶剤は、成分（Ｍ１）と成分（Ｍ２）との双方を含んでいることが更に好ましい。
　成分（Ｍ１）と成分（Ｍ２）との質量比は、１００：０乃至１５：８５の範囲内にあることが好ましく、１００：０乃至４０：６０の範囲内にあることがより好ましく、１００：０乃至６０：４０の範囲内にあることが更に好ましい。即ち、溶剤は、成分（Ｍ１）のみからなるか、又は、成分（Ｍ１）と成分（Ｍ２）との双方を含んでおり且つそれらの質量比が以下の通りであることが好ましい。即ち、後者の場合、成分（Ｍ２）に対する成分（Ｍ１）の質量比は、１５／８５以上であることが好ましく、４０／６０以上であることよりが好ましく、６０／４０以上であることが更に好ましい。このような構成を採用すると、現像欠陥数を更に減少させることが可能となる。
　なお、溶剤が成分（Ｍ１）と成分（Ｍ２）との双方を含んでいる場合、成分（Ｍ２）に対する成分（Ｍ１）の質量比は、例えば、９９／１以下とする。
　上述した通り、溶剤は、成分（Ｍ１）及び（Ｍ２）以外の成分を更に含んでいてもよい。この場合、成分（Ｍ１）及び（Ｍ２）以外の成分の含有量は、溶剤の全量に対して、５質量％乃至３０質量％の範囲内にあることが好ましい。
　感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に占める溶剤の含有率は、全成分の固形分濃度が０．５～３０質量％となるように定めることが好ましく、１～２０質量％となるように定めることがより好ましい。こうすると、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の塗布性を更に向上させることができる。
　感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の固形分濃度は作成するレジスト膜の厚みを調整する目的で適宜調整できる。
　＜塩基性化合物＞
　本発明の実施形態に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、塩基性化合物を含有することが好ましい。
　塩基性化合物としては、好ましくは、下記式（Ａ）～（Ｅ）で示される構造を有する化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
　一般式（Ａ）及び（Ｅ）中、　Ｒ２００　、Ｒ２０１及びＲ２０２　は、同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基（好ましくは炭素数１～２０）、シクロアルキル基（好ましくは炭素数３～２０）又はアリール基（好ましくは炭素数６～２０）を表し、ここで、Ｒ２０１とＲ２０２は、互いに結合して環を形成してもよい。
　上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数１～２０のアミノアルキル基、炭素数１～２０のヒドロキシアルキル基、または炭素数１～２０のシアノアルキル基が好ましい。
　Ｒ２０３、Ｒ２０４、Ｒ２０５及びＲ２０６は、同一でも異なってもよく、炭素数１～２０個のアルキル基を表す。
　これら一般式（Ａ）及び（Ｅ）中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
　好ましい化合物として、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン、ピペリジン等を挙げることができ、更に好ましい化合物として、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、水酸基及び／又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、水酸基及び／又はエーテル結合を有するアニリン誘導体等を挙げることができる。
　好ましい塩基性化合物として、更に、フェノキシ基を有するアミン化合物、フェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物を挙げることができる。
　アミン化合物は、１級、２級、３級のアミン化合物を使用することができ、少なくとも１つのアルキル基が窒素原子に結合しているアミン化合物が好ましい。アミン化合物は、３級アミン化合物であることがより好ましい。アミン化合物は、少なくとも１つのアルキル基（好ましくは炭素数１～２０）が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基（好ましくは炭素数３～２０）又はアリール基（好ましくは炭素数６～１２）が窒素原子に結合していてもよい。
　また、アミン化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に１つ以上、好ましくは３～９個、さらに好ましくは４～６個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基（－ＣＨ２ＣＨ２Ｏ－）もしくはオキシプロピレン基（－ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ－もしくは－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ－）が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。
　アンモニウム塩化合物は、１級、２級、３級、４級のアンモニウム塩化合物を使用することができ、少なくとも１つのアルキル基が窒素原子に結合しているアンモニウム塩化合物が好ましい。アンモニウム塩化合物は、少なくとも１つのアルキル基（好ましくは炭素数１～２０）が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基（好ましくは炭素数３～２０）又はアリール基（好ましくは炭素数６～１２）が窒素原子に結合していてもよい。
　アンモニウム塩化合物は、アルキル鎖中に、酸素原子を有し、オキシアルキレン基が形成されていることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、分子内に１つ以上、好ましくは３～９個、さらに好ましくは４～６個である。オキシアルキレン基の中でもオキシエチレン基（－ＣＨ２ＣＨ２Ｏ－）もしくはオキシプロピレン基（－ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ－もしくは－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ－）が好ましく、さらに好ましくはオキシエチレン基である。
　アンモニウム塩化合物のアニオンとしては、ハロゲン原子、スルホネート、ボレート、フォスフェート等が挙げられるが、中でもハロゲン原子、スルホネートが好ましい。ハロゲン原子としてはクロライド、ブロマイド、アイオダイドが特に好ましく、スルホネートとしては、炭素数１～２０の有機スルホネートが特に好ましい。
　フェノキシ基を有するアミン化合物は、フェノキシ基を有する１または２級アミンとハロアルキルエーテルを加熱して反応させた後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を添加した後、酢酸エチル、クロロホルム等の有機溶剤で抽出することにより得ることができる。または、１または２級アミンと末端にフェノキシ基を有するハロアルキルエーテルを加熱して反応させた後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を添加した後、酢酸エチル、クロロホルム等の有機溶剤で抽出することにより得ることができる。
　上述した塩基性化合物の具体例としては、例えば、国際公開第２０１５／１７８３７５号の段落０２３７～０２９４に記載されたものを援用することができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。（プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物（ＰＡ））
　感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、塩基性化合物として、プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物〔以下、化合物（ＰＡ）ともいう〕を更に含んでいてもよい。
　プロトンアクセプター性官能基とは、プロトンと静電的に相互作用し得る基或いは電子を有する官能基であって、例えば、環状ポリエーテル等のマクロサイクリック構造を有する官能基や、π共役に寄与しない非共有電子対をもった窒素原子を有する官能基を意味する。π共役に寄与しない非共有電子対を有する窒素原子とは、例えば、下記一般式に示す部分構造を有する窒素原子である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
　プロトンアクセプター性官能基の好ましい部分構造として、例えば、クラウンエーテル、アザクラウンエーテル、１～３級アミン、ピリジン、イミダゾール、ピラジン構造などを挙げることができる。
　化合物（ＰＡ）は、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する。ここで、プロトンアクセプター性の低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性への変化とは、プロトンアクセプター性官能基にプロトンが付加することに起因するプロトンアクセプター性の変化であり、具体的には、プロトンアクセプター性官能基を有する化合物（ＰＡ）とプロトンからプロトン付加体が生成する時、その化学平衡に於ける平衡定数が減少することを意味する。
　化合物（ＰＡ）の具体例としては、例えば、下記化合物を挙げることができる。更に、化合物（ＰＡ）の具体例としては、例えば、特開２０１４－４１３２８号公報の段落０４２１～０４２８、特開２０１４－１３４６８６号公報の段落０１０８～０１１６に記載されたものを援用することができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
　これらの塩基性化合物は、単独であるいは２種以上一緒に用いられる。
　塩基性化合物の使用量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の固形分を基準として、通常、０．００１～１０質量％、好ましくは０．０１～５質量％である。
　酸発生剤と塩基性化合物の組成物中の使用割合は、酸発生剤／塩基性化合物（モル比）＝２．５～３００であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が２．５以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から３００以下が好ましい。酸発生剤／塩基性化合物（モル比）は、より好ましくは５．０～２００、更に好ましくは７．０～１５０である。
　塩基性化合物としては、例えば、特開２０１３－１１８３３号公報の段落０１４０～０１４４に記載の化合物（アミン化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等）を用いることができる。
　＜疎水性樹脂＞
　本発明の実施形態に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、樹脂（Ａ）とは異なる疎水性樹脂を更に含有していてもよい。
　疎水性樹脂はレジスト膜の表面に偏在するように設計されることが好ましいが、界面活性剤とは異なり、必ずしも分子内に親水基を有する必要はなく、極性／非極性物質を均一に混合することに寄与しなくてもよい。
　疎水性樹脂を添加することの効果として、水に対するレジスト膜表面の静的／動的な接触角の制御、アウトガスの抑制などを挙げることができる。
　疎水性樹脂は、膜表層への偏在化の観点から、“フッ素原子”、“ケイ素原子”、及び、 “樹脂の側鎖部分に含有されたＣＨ３部分構造”のいずれか１種以上を有することが好ましく、２種以上を有することがさらに好ましい。また、上記疎水性樹脂は、炭素数５以上の炭化水素基を含有することが好ましい。これらの基は樹脂の主鎖中に有していても、側鎖に置換していてもよい。
　疎水性樹脂が、フッ素原子及び／又はケイ素原子を含む場合、疎水性樹脂に於ける上記フッ素原子及び／又はケイ素原子は、樹脂の主鎖中に含まれていてもよく、側鎖中に含まれていてもよい。
　疎水性樹脂がフッ素原子を含んでいる場合、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、又は、フッ素原子を有するアリール基を有する樹脂であることが好ましい。
　フッ素原子を有するアルキル基（好ましくは炭素数１～１０、より好ましくは炭素数１～４）は、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖又は分岐アルキル基であり、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。
　フッ素原子を有するシクロアルキル基は、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換された単環又は多環のシクロアルキル基であり、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。
　フッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などのアリール基の少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられ、更にフッ素原子以外の置換基を有していてもよい。
　フッ素原子又はケイ素原子を有する繰り返し単位の例としては、ＵＳ２０１２／０２５１９４８Ａ１の段落０５１９に例示されたものを挙げることが出来る。
　また、上記したように、疎水性樹脂は、側鎖部分にＣＨ３部分構造を含むことも好ましい。
　ここで、疎水性樹脂中の側鎖部分が有するＣＨ３部分構造には、エチル基、プロピル基等が有するＣＨ３部分構造を包含するものである。
　一方、疎水性樹脂の主鎖に直接結合しているメチル基（例えば、メタクリル酸構造を有する繰り返し単位のα－メチル基）は、主鎖の影響により疎水性樹脂の表面偏在化への寄与が小さいため、本発明におけるＣＨ３部分構造に包含されないものとする。
　疎水性樹脂に関しては、特開２０１４－０１０２４５号公報の［０３４８］～［０４１５］の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
　なお、疎水性樹脂としてはこの他にも特開２０１１－２４８０１９号公報、特開２０１０－１７５８５９号公報、特開２０１２－０３２５４４号公報記載のものも好ましく用いることができる。
　感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が疎水性樹脂を含有する場合、疎水性樹脂の含有率は感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して０．０１～２０質量％であることが好ましく、０．０１～１０質量％であることがより好ましく、０．０５～８質量％であることが更に好ましく、０．５～５質量％であることが特に好ましい。
　＜界面活性剤＞
　本発明の実施形態に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、界面活性剤を更に含んでいてもよい。界面活性剤を含有することにより、波長が２５０ｎｍ以下、特には２２０ｎｍ以下の露光光源を使用した場合に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥のより少ないパターンを形成することが可能となる。
　界面活性剤としては、フッ素系及び／又はシリコン系界面活性剤を用いることが特に好ましい。
　フッ素系及び／又はシリコン系界面活性剤としては、例えば、米国特許出願公開第２００８／０２４８４２５号明細書の［０２７６］に記載の界面活性剤が挙げられる。また、エフトップＥＦ３０１若しくはＥＦ３０３（新秋田化成（株）製）；フロラードＦＣ４３０、４３１若しくは４４３０（住友スリーエム（株）製）；メガファックＦ１７１、Ｆ１７３、Ｆ１７６、Ｆ１８９、Ｆ１１３、Ｆ１１０、Ｆ１７７、Ｆ１２０若しくはＲ０８（ＤＩＣ（株）製）；サーフロンＳ－３８２、ＳＣ１０１、１０２、１０３、１０４、１０５若しくは１０６（旭硝子（株）製）；トロイゾルＳ－３６６（トロイケミカル（株）製）；ＧＦ－３００若しくはＧＦ－１５０（東亜合成化学（株）製）、サーフロンＳ－３９３（セイミケミカル（株）製）；エフトップＥＦ１２１、ＥＦ１２２Ａ、ＥＦ１２２Ｂ、ＲＦ１２２Ｃ、ＥＦ１２５Ｍ、ＥＦ１３５Ｍ、ＥＦ３５１、ＥＦ３５２、ＥＦ８０１、ＥＦ８０２若しくはＥＦ６０１（（株）ジェムコ製）；ＰＦ６３６、ＰＦ６５６、ＰＦ６３２０若しくはＰＦ６５２０（ＯＭＮＯＶＡ社製）；又は、ＦＴＸ－２０４Ｇ、２０８Ｇ、２１８Ｇ、２３０Ｇ、２０４Ｄ、２０８Ｄ、２１２Ｄ、２１８Ｄ若しくは２２２Ｄ（（株）ネオス製）を用いてもよい。なお、ポリシロキサンポリマーＫＰ－３４１（信越化学工業（株）製）も、シリコン系界面活性剤として用いることができる。
　また、界面活性剤は、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法（テロマー法ともいわれる）又はオリゴメリゼーション法（オリゴマー法ともいわれる）により製造されたフルオロ脂肪族化合物を用いて合成してもよい。具体的には、このフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を備えた重合体を、界面活性剤として用いてもよい。このフルオロ脂肪族化合物は、例えば、特開２００２－９０９９１号公報に記載された方法によって合成することができる。
　また、米国特許出願公開第２００８／０２４８４２５号明細書の［０２８０］に記載されているフッ素系及び／又はシリコン系以外の界面活性剤を使用してもよい。
　これら界面活性剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物が界面活性剤を含んでいる場合、その含有率は、組成物の全固形分を基準として、好ましくは０．０００１～２質量％、更に好ましくは０．０００５～１質量％である。
　＜その他の添加剤＞
　本発明の実施形態に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、溶解阻止化合物、染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、及び／又は現像液に対する溶解性を促進させる化合物（例えば、分子量１０００以下のフェノール化合物、又はカルボキシ基を含んだ脂環族若しくは脂肪族化合物）を更に含んでいてもよい。
　感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、溶解阻止化合物を更に含んでいてもよい。ここで「溶解阻止化合物」とは、酸の作用により分解して有機系現像液中での溶解度が減少する、分子量３０００以下の化合物である。　
　次に、本発明のパターン形成方法の実施形態について説明する。
　〔パターン形成方法〕
　本発明のパターン形成方法は、
　上述した本発明に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を含む感活性光線性又は感放射線性膜を形成する感活性光線性又は感放射線性膜形成工程と、
　上記感活性光線性又は感放射線性膜を露光する露光工程と、
　露光された上記感活性光線性又は感放射線性膜を現像液により現像する現像工程と、を含む。
　＜感活性光線性又は感放射線性膜形成工程＞
　感活性光線性又は感放射線性膜形成工程は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて感活性光線性又は感放射線性膜（典型的にはレジスト膜）を形成する工程であり、例えば次の方法により行うことができる。
　感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いて基板上に感活性光線性又は感放射線性膜を形成するためには、上述した各成分を溶剤に溶解して感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を調製し、必要に応じてフィルター濾過した後、基板上に塗布する。フィルターとしては、ポアサイズ０．１μｍ以下、より好ましくは０．０５μｍ以下、更に好ましくは０．０３μｍ以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。
　感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、集積回路素子の製造に使用されるような基板（例：シリコン、二酸化シリコン被覆）上に、スピナー等の適当な塗布方法により塗布される。その後、乾燥し、感活性光線性又は感放射線性膜を形成する。必要により、感活性光線性又は感放射線性膜の下層に、各種下地膜（無機膜、有機膜、反射防止膜）を形成してもよい。
　乾燥方法としては、加熱して乾燥する方法が一般的に用いられる。加熱は通常の露光・現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行ってもよい。加熱温度は８０～１５０℃で行うことが好ましく、８０～１４０℃で行うことがより好ましく、８０～１３０℃で行うことが更に好ましい。加熱時間は３０～１０００秒が好ましく、６０～８００秒がより好ましく、６０～６００秒が更に好ましい。
　感活性光線性又は感放射線性膜の膜厚は、一般的には２００ｎｍ以下であり、好ましくは１００ｎｍ以下である。
　例えば線幅２０ｎｍ以下の１：１ラインアンドスペースパターンを解像させるためには、形成される感活性光線性又は感放射線性膜の膜厚が５０ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚が５０ｎｍ以下であれば、後述する現像工程を適用した際に、パターン倒れがより起こりにくくなり、より優れた解像性能が得られる。
　膜厚の範囲としてより好ましくは、１５ｎｍから４５ｎｍの範囲である。膜厚が１５ｎｍ以上であれば、十分なエッチング耐性が得られる。膜厚の範囲として更に好ましくは、１５ｎｍから４０ｎｍである。膜厚がこの範囲にあると、エッチング耐性とより優れた解像性能とを同時に満足させることができる。
　なお、本発明のパターン形成方法においては、感活性光線性又は感放射線性膜の上層に上層膜（トップコート）を形成してもよい。トップコートは、感活性光線性又は感放射線性膜と混合せず、さらに感活性光線性又は感放射線性膜上層に均一に塗布できることが好ましい。
　＜上層膜形成用組成物＞
　上層膜形成用組成物（トップコート形成用組成物）について説明する。
　トップコートは、感活性光線性又は感放射線性膜と混合せず、さらに感活性光線性又は感放射線性膜上層に均一に塗布できることが好ましい。トップコート層の厚さは、好ましくは１０～２００ｎｍ、更に好ましくは２０～１００ｎｍ、特に好ましくは４０～８０ｎｍである。
　トップコートについては、特に限定されず、従来公知のトップコートを、従来公知の方法によって形成でき、例えば、特開２０１４－０５９５４３号公報の段落００７２～００８２の記載に基づいてトップコートを形成できる。
　＜露光工程＞
　露光工程は、レジスト膜を露光する工程であり、例えば次の方法により行うことができる。　
　上記のようにして形成した感活性光線性又は感放射線性膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射する。なお、電子ビームの照射では、マスクを介さない描画（直描）が一般的である。
　活性光線又は放射線としては特に限定されないが、例えばＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザー、極紫外線（ＥＵＶ、Ｅｘｔｒｅｍｅ　Ｕｌｔｒａ　Ｖｉｏｌｅｔ）、電子線（ＥＢ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｂｅａｍ）等であり、極紫外線又は電子線が特に好ましい。露光は液浸露光であってもよい。
　＜ベーク＞
　本発明のパターン形成方法においては、露光後、現像を行う前にベーク（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）を行うことが好ましい。ベークにより露光部の反応が促進され、感度やパターン形状がより良好となる。　
　加熱温度は８０～１５０℃が好ましく、８０～１４０℃がより好ましく、８０～１３０℃が更に好ましい。　
　加熱時間は３０～１０００秒が好ましく、６０～８００秒がより好ましく、６０～６００秒が更に好ましい。　
　加熱は通常の露光・現像機に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行ってもよい。
　＜現像工程＞
　現像工程は、露光された感活性光線性又は感放射線性膜を現像液によって現像する工程である。
　現像方法としては、たとえば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法（ディップ法）、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法（パドル法）、基板表面に現像液を噴霧する方法（スプレー法）、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出しつづける方法（ダイナミックディスペンス法）などを適用することができる。
　また、現像を行う工程の後に、他の溶剤に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。
　現像時間は露光部又は未露光部の樹脂が十分に溶解する時間であれば特に制限はなく、通常は１０～３００秒であり、好ましくは１０～１２０秒である。
　現像液の温度は０～５０℃が好ましく、１５～３５℃がより好ましい。
　（現像液）
　現像液はアルカリ現像液でもよいし、有機溶剤を含有する現像液（有機系現像液）でもよい。　
　－アルカリ現像液－
　アルカリ現像液としては、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、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、ｎ－プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ－ｎ－ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドドキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリアミルアンモニウムヒドロキシド、ジブチルジペンチルアンモニウムヒドロキシド等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、ジメチルビス（２－ヒドロキシエチル）アンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
　更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。　
　アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常０．１～２０質量％である。　
　アルカリ現像液のｐＨは、通常１０．０～１５．０である。　
　アルカリ現像液としては、特に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの２．３８質量％の水溶液が望ましい。
　－有機系現像液－
　次に、有機系現像液に含まれる有機溶剤について説明する。　
　有機溶剤の蒸気圧（混合溶剤である場合は全体としての蒸気圧）は、２０℃に於いて、５ｋＰａ以下が好ましく、３ｋＰａ以下が更に好ましく、２ｋＰａ以下が特に好ましい。有機溶剤の蒸気圧を５ｋＰａ以下にすることにより、現像液の基板上あるいは現像カップ内での蒸発が抑制され、ウエハ面内の温度均一性が向上し、結果としてウエハ面内の寸法均一性が良化する。
　有機系現像液に用いられる有機溶剤としては、種々の有機溶剤が広く使用されるが、たとえば、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤、炭化水素系溶剤等の溶剤を用いることができる。　
　これらの有機溶剤の具体例は前述の処理液に含有される溶剤（２）で説明したものと同様である。
　有機系現像液に含まれる有機溶剤は、上記露光工程においてＥＵＶ光およびＥＢを用いる場合において、感活性光線性又は感放射線性膜の膨潤を抑制できるという点から、炭素原子数が７以上（７～１４が好ましく、７～１２がより好ましく、７～１０がさらに好ましい）、かつヘテロ原子数が２以下のエステル系溶剤を用いることが好ましい。
　上記エステル系溶剤のヘテロ原子は、炭素原子および水素原子以外の原子であって、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等が挙げられる。ヘテロ原子数は、２以下が好ましい。
　炭素原子数が７以上かつヘテロ原子数が２以下のエステル系溶剤の好ましい例としては、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸２－メチルブチル、酢酸１－メチルブチル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸ペンチル、プロピオン酸ヘキシル、プロピオン酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、プロピオン酸ヘプチル、ブタン酸ブチルなどが挙げられ、酢酸イソアミルを用いることが特に好ましい。
　有機系現像液に含まれる有機溶剤は、上記露光工程においてＥＵＶ光およびＥＢを用いる場合において、炭素原子数が７以上かつヘテロ原子数が２以下のエステル系溶剤に代えて、上記エステル系溶剤および上記炭化水素系溶剤の混合溶剤、又は、上記ケトン系溶剤および上記炭化水素溶剤の混合溶剤を用いてもよい。この場合においても、感活性光線性又は感放射線性膜の膨潤の抑制に効果的である。
　エステル系溶剤と炭化水素系溶剤とを組み合わせて用いる場合には、エステル系溶剤として酢酸イソアミルを用いることが好ましい。また、炭化水素系溶剤としては、感活性光線性又は感放射線性膜の溶解性を調製するという観点から、飽和炭化水素溶剤（例えば、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、ウンデカン、ヘキサデカンなど）を用いることが好ましい。
　ケトン系溶剤と炭化水素系溶剤とを組み合わせて用いる場合には、ケトン系溶剤として２－ヘプタノンを用いることが好ましい。また、炭化水素系溶剤としては、感活性光線性又は感放射線性膜の溶解性を調製するという観点から、飽和炭化水素溶剤（例えば、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、ウンデカン、ヘキサデカンなど）を用いることが好ましい。
　上記の混合溶剤を用いる場合において、炭化水素系溶剤の含有量は、感活性光線性又は感放射線性膜の溶剤溶解性に依存するため、特に限定されず、適宜調製して必要量を決定すればよい。
　上記の有機溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。但し、本発明の効果を十二分に奏するためには、現像液全体としての含水率が１０質量％未満であることが好ましく、実質的に水分を含有しないことがより好ましい。現像液における有機溶剤（複数混合の場合は合計）の濃度は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは５０～１００質量％、さらに好ましくは８５～１００質量％、さらにより好ましくは９０～１００質量％、特に好ましくは９５～１００質量％である。最も好ましくは、実質的に有機溶剤のみからなる場合である。なお、実質的に有機溶剤のみからなる場合とは、微量の界面活性剤、酸化防止剤、安定剤、消泡剤などを含有する場合を含むものとする。
　現像液は、酸化防止剤を含有することも好ましい。これにより、経時的な酸化剤の発生を抑制でき、酸化剤の含有量をより低下できる。酸化防止剤としては、公知のものが使用できるが、半導体用途に用いる場合、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤が好ましく用いられる。
　酸化防止剤の含有量は、特に限定されないが、現像液の全質量に対して、０．０００１～１質量％が好ましく、０．０００１～０．１質量％がより好ましく、０．０００１～０．０１質量％が更に好ましい。０．０００１質量％以上であるとより優れた酸化防止効果が得られ、１質量％以下であることで、現像残渣を抑制できる傾向にある。
　現像液は、塩基性化合物を含有していてもよく、具体的にはレジスト樹成物が含有してもよい塩基性化合物と同様のものが挙げられる。
　現像液は、界面活性剤を含有してもよい。現像液が界面活性剤を含有することにより、感活性光線性又は感放射線性膜に対する濡れ性が向上して、現像がより効果的に進行する。
　界面活性剤としては、レジスト組成物が含有し得る界面活性剤と同様のものを用いることができる。
　現像液が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量は、現像液の全質量に対して、０．００１～５質量％であることが好ましく、より好ましくは０．００５～２質量％であり、更に好ましくは０．０１～０．５質量％である。
　現像方法としては、たとえば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法（ディップ法）、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法（パドル法）、基板表面に現像液を噴霧する方法（スプレー法）、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出しつづける方法（ダイナミックディスペンス法）などを適用することができる。
　また、現像を行う工程の後に、他の溶媒に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。　
　現像時間は特に制限はなく、通常は１０～３００秒であり、好ましくは２０～１２０秒である。　
　現像液の温度は０～５０℃が好ましく、１５～３５℃がより好ましい。
　現像工程で用いられる現像液としては、有機溶剤を含有する現像液を用いた現像と、アルカリ現像液による現像を両方行ってもよい（いわゆる二重現像を行ってもよい）。
　本発明のパターン形成方法では、現像液が前述の本発明の処理液を含んでいてもよく、その場合は処理液が現像液であることが好ましい。
　＜リンス工程＞
　本発明の実施形態に係るパターン形成方法は、現像工程の後にリンス工程を含んでいてもよい。　
　リンス工程においては、現像を行ったウエハをリンス液を用いて洗浄処理する。　
　洗浄処理の方法は特に限定されないが、たとえば、一定速度で回転している基板上にリンス液を吐出しつづける方法（回転吐出法）、リンス液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法（ディップ法）、基板表面にリンス液を噴霧する方法（スプレー法）、などを適用することができ、この中でも回転吐出方法で洗浄処理を行い、洗浄後に基板を２０００ｒｐｍ～４０００ｒｐｍの回転数で回転させ、リンス液を基板上から除去することが好ましい。　
　リンス時間には特に制限はないが、好ましくは１０秒～３００秒であり、より好ましくは１０秒～１８０秒であり、最も好ましくは２０秒～１２０秒である。　
　リンス液の温度は０～５０℃が好ましく、１５～３５℃が更に好ましい。
　また、現像処理又はリンス処理の後に、パターン上に付着している現像液又はリンス液を超臨界流体により除去する処理を行うことができる。　
　さらに、現像処理又はリンス処理又は超臨界流体による処理の後、パターン中に残存する溶剤を除去するために加熱処理を行うことができる。加熱温度は、良好なレジストパターンが得られる限り特に限定されるものではなく、通常４０～１６０℃である。加熱温度は５０～１５０℃が好ましく、５０～１１０℃が最も好ましい。加熱時間に関しては良好なレジストパターンが得られる限り特に限定されないが、通常１５～３００秒であり、好ましくは、１５～１８０秒である。
　（リンス液）
　アルカリ現像液を用いた現像工程の後に行うリンス処理において用いられるリンス液としては、純水を使用し、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
　有機系現像液を用いた現像工程の後に行うリンス処理において用いられるリンス液としては、有機溶剤を含むリンス液を用いることが好ましく、有機溶剤としては、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも１種の有機溶剤が好ましい。
　リンス液に含まれる有機溶剤が炭化水素系溶剤、エーテル系溶剤、及びケトン系溶剤から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、炭化水素系溶剤、及びエーテル系溶剤から選ばれる少なくとも１種であることがより好ましい。
　リンス液が含む有機溶剤としては、エーテル系溶剤も好適に用いることができる。
　これらの有機溶剤の具体例は前述の現像液に含有される有機溶剤で説明したものと同様である。
　リンス液の蒸気圧は、２０℃において０．０５ｋＰａ以上、５ｋＰａ以下が好ましく、０．１ｋＰａ以上、５ｋＰａ以下が更に好ましく、０．１２ｋＰａ以上、３ｋＰａ以下が最も好ましい。リンス液が複数の溶剤の混合溶剤である場合は全体としての蒸気圧が上記範囲であることが好ましい。リンス液の蒸気圧を０．０５ｋＰａ以上、５ｋＰａ以下にすることにより、ウエハ面内の温度均一性が向上し、更にはリンス液の浸透に起因した膨潤が抑制され、ウエハ面内の寸法均一性が良化する。
　リンス液が含む有機溶剤は１種のみでも２種以上でもよい。２種以上含む場合としては、たとえば、ウンデカンとジイソブチルケトンの混合溶剤などが挙げられる。
　リンス液は、界面活性剤を含有しても良い。リンス液が界面活性剤を含有することにより、レジスト膜に対する濡れ性が向上して、リンス性が向上し、異物の発生が抑制される傾向にある。
　界面活性剤としては、後述する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に用いられる界面活性剤と同様のものを用いることができる。
　リンス液が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量は、リンス液の全質量に対して、０．００１～５質量％が好ましく、より好ましくは０．００５～２質量％であり、更に好ましくは０．０１～０．５質量％である。
　リンス液は酸化防止剤を含有しても良い。リンス液が含有してもよい酸化防止剤としては、前述の現像液が含有してもよい酸化防止剤と同様である。
　リンス液が酸化防止剤を含有する場合、酸化防止剤の含有量は、特に限定されないが、リンス液の全質量に対して、０．０００１～１質量％が好ましく、０．０００１～０．１質量％がより好ましく、０．０００１～０．０１質量％が更に好ましい。
　有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後には、リンス液を用いて洗浄する工程を含んでいてもよいが、スループット（生産性）の観点から、リンス液を用いて洗浄する工程を含まなくてもよい。　
　リンス液を用いて洗浄する工程を有さない処理方法として、例えば、特開２０１５－２１６４０３号公報の［００１４］～［００８６］に記載が援用でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
　なお、リンス液としてはＭＩＢＣ（メチルイソブチルカルビノール）、現像液と同じ液体を使用すること（特に酢酸ブチル）も好ましい。
　＜収容容器＞
　現像液及びリンス液等の処理液に使用し得る有機溶剤（「有機系処理液」ともいう）としては、収容部を有する、化学増幅型感活性光線性又は感放射線性膜のパターニング用有機系処理液の収容容器に保存されたものを使用することが好ましい。この収容容器としては、例えば、収容部の、有機系処理液に接触する内壁が、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及び、ポリエチレン－ポリプロピレン樹脂のいずれとも異なる樹脂、又は、防錆・金属溶出防止処理が施された金属から形成された、感活性光線性又は感放射線性膜のパターニング用有機系処理液の収容容器であることが好ましい。この収容容器の上記収容部に、感活性光線性又は感放射線性膜のパターニング用有機系処理液として使用される予定の有機溶剤を収容し、感活性光線性又は感放射線性膜のパターニング時において、上記収容部から排出したものを使用することができる。
　上記の収容容器が、更に、上記の収容部を密閉するためのシール部を有している場合、このシール部も、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及び、ポリエチレン－ポリプロピレン樹脂からなる群より選択される１種以上の樹脂とは異なる樹脂、又は、防錆・金属溶出防止処理が施された金属から形成されることが好ましい。
　ここで、シール部とは、収容部と外気とを遮断可能な部材を意味し、パッキンやＯリングなどを好適に挙げることができる。
　ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及び、ポリエチレン－ポリプロピレン樹脂からなる群より選択される１種以上の樹脂とは異なる樹脂は、パーフルオロ樹脂であることが好ましい。
　パーフルオロ樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン－六フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン－エチレン共重合体樹脂（ＥＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン－エチレン共重合樹脂（ＥＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、三フッ化塩化エチレン共重合樹脂（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）等を挙げることができる。
　特に好ましいパーフルオロ樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン－六フッ化プロピレン共重合樹脂を挙げることができる。
　防錆・金属溶出防止処理が施された金属における金属としては、炭素鋼、合金鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、マンガン鋼等を挙げることができる。
　防錆・金属溶出防止処理としては、皮膜技術を適用することが好ましい。
　皮膜技術には、金属被覆（各種メッキ），無機被覆（各種化成処理，ガラス，コンクリート，セラミックスなど）および有機被覆（さび止め油，塗料，ゴム，プラスチックス）の３種に大別されている。
　好ましい皮膜技術としては、錆止め油、錆止め剤、腐食抑制剤、キレート化合物、可剥性プラスチック、ライニング剤による表面処理が挙げられる。
　中でも、各種のクロム酸塩、亜硝酸塩、ケイ酸塩、燐酸塩、オレイン酸、ダイマー酸、ナフテン酸等のカルボン酸、カルボン酸金属石鹸、スルホン酸塩、アミン塩、エステル（高級脂肪酸のグリセリンエステルや燐酸エステル）などの腐食抑制剤、エチレンジアンテトラ酢酸、グルコン酸、ニトリロトリ酢酸、ヒドロキシエチルエチオレンジアミン三作酸、ジエチレントリアミン五作酸などのキレート化合物及びフッ素樹脂ライニングが好ましい。特に好ましいのは、燐酸塩処理とフッ素樹脂ライニングである。
　また、直接的な被覆処理と比較して、直接、錆を防ぐわけではないが、被覆処理による防錆期間の延長につながる処理方法として、防錆処理にかかる前の段階である「前処理」を採用することも好ましい。
　このような前処理の具体例としては、金属表面に存在する塩化物や硫酸塩などの種々の腐食因子を、洗浄や研磨によって除去する処理を好適に挙げることができる。
　収容容器としては具体的に以下を挙げることができる。
　・Ｅｎｔｅｇｒｉｓ社製　ＦｌｕｏｒｏＰｕｒｅＰＦＡ複合ドラム（接液内面；ＰＦＡ樹脂ライニング）
　・ＪＦＥ社製　鋼製ドラム缶（接液内面；燐酸亜鉛皮膜）
　また、本発明において用いることができる収容容器としては、特開平１１－０２１３９３号公報［００１３］～［００３０］、及び特開平１０－４５９６１号公報［００１２］～［００２４］に記載の容器も挙げることができる。
　有機系処理液は、静電気の帯電、引き続き生じる静電気放電に伴う薬液配管や各種パーツ（フィルター、Ｏ－リング、チューブなど）の故障を防止する為、導電性の化合物を添加しても良い。導電性の化合物としては特に制限されないが、例えば、メタノールが挙げられる。添加良は特に制限されないが、好ましい現像特性を維持する観点で、１０質量％以下が好ましく、更に好ましくは、５質量％以下である。薬液配管の部材に関しては、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、或いは帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン、又はフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、パーフロオロアルコキシ樹脂など）で被膜された各種配管を用いることができる。フィルターやＯ－リングに関しても同様に、帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン、又はフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、パーフロオロアルコキシ樹脂など）を用いることができる。
　なお、一般的に、現像液およびリンス液は、使用後に配管を通して廃液タンクに収容される。その際、リンス液として炭化水素系溶剤を使用する場合、現像液中に溶解したレジストが析出し、ウエハ背面や、配管側面などに付着することを防ぐために、再度、レジストが溶解する溶剤を配管に通す方法がある。配管に通す方法としては、リンス液での洗浄後に基板の背面や側面などをレジストが溶解する溶剤で洗浄して流す方法や、レジストに接触させずにレジストが溶解する溶剤を配管を通るように流す方法が挙げられる。
　配管に通す溶剤としては、レジストを溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば上述した有機溶剤が挙げられ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、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ブチ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オネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、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プロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、２－ヘプタノン、乳酸エチル、１－プロパノール、アセトン、等を用いることができる。中でも好ましくは、ＰＧＭＥＡ，ＰＧＭＥ，シクロヘキサノンを用いることができる。
　本発明のパターン形成方法により得られるパターンをマスクとして用い、適宜エッチング処理及びイオン注入などを行い、半導体微細回路、インプリント用モールド構造体、フォトマスク等を製造することができる。
　上記の方法によって形成されたパターンは、ＤＳＡ（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ　Ｓｅｌｆ-Ａｓｓｅｍｂｌｙ）におけるガイドパターン形成（例えば、ＡＣＳ　Ｎａｎｏ　Ｖｏｌ．４
　Ｎｏ．８　Ｐａｇｅ４８１５-４８２３参照）にも用いることができる。また、上記の方法によって形成されたパターンは、例えば特開平３－２７０２２７及び特開２０１３－１６４５０９号公報に開示されたスペーサープロセスの芯材（コア）として使用できる。
　なお、本発明のパターン形成方法を用いてインプリント用モールドを作成する場合のプロセスについては、例えば、特許第４１０９０８５号公報、特開２００８－１６２１０１号公報、及び「ナノインプリントの基礎と技術開発・応用展開―ナノインプリントの基板技術と最新の技術展開―編集：平井義彦（フロンティア出版）」に記載されている。
　本発明のパターン形成方法を用いて製造されるフォトマスクは、ＡｒＦエキシマレーザー等で用いられる光透過型マスクであっても、ＥＵＶ光を光源とする反射系リソグラフィーで用いられる光反射型マスクであってもよい。
　また、本発明は、上記した本発明のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法にも関する。　
　本発明の電子デバイスの製造方法により製造される電子デバイスは、電気電子機器（家電、ＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ　Ａｐｐｌｉａｎｃｅ）・メディア関連機器、光学用機器及び通信機器等）に、好適に、搭載されるものである。
　以下、実施例により、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。　
　＜樹脂（Ａ）の合成＞
　合成例１：樹脂（Ａ－１９）の合成
　４．９ｇのモノマー（１）と、６．７ｇのモノマー（２）と、９．１ｇのモノマー（３）と、０．５０ｇの重合開始剤Ｖ－６０１（和光純薬工業（株）製）とを、７６．１ｇのシクロヘキサノンに溶解させた。反応容器中に４１．０ｇのシクロヘキサノンを入れ、窒素ガス雰囲気下、８５℃の系中に４時間かけて滴下した。反応溶液を２時間に亘って加熱撹拌した後、これを室温まで放冷した。上記反応溶液を、１３７７ｇの、ｎ－ヘプタン及び酢酸エチルの混合溶液（ｎ－ヘプタン／酢酸エチル＝９／１（質量比））中に滴下し、ポリマーを沈殿させ、ろ過した。４１３ｇの、ｎ－ヘプタン及び酢酸エチルの混合溶液（ｎ－ヘプタン／酢酸エチル＝９／１（質量比））を用いて、ろ過した固体のかけ洗いを行なった。その後、洗浄後の固体を減圧乾燥に供して、１２．４ｇの樹脂（Ａ－１９）を得た。ＧＰＣによる重量平均分子量は１４３００、分子量分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．４８であった。　１Ｈ－ＮＭＲ（ＤＭＳＯ―ｄ６：ｐｐｍ）δ：８．７５－８．３９、６．８３－５．９５、４．５９－３．６６、３．６１－２．８８、２．６４－０．１８（ピークはいずれもブロード）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
　得られた樹脂（Ａ－１９）について、ＧＰＣ（キャリア：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ））測定により、重量平均分子量（Ｍｗ：ポリスチレン換算）、数平均分子量（Ｍｎ：ポリスチレン換算）及び分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）を算出した。ＧＰＣは、ＨＬＣ－８１２０（東ソー（株）製）を用い、カラムとしてＴＳＫ　ｇｅｌ　Ｍｕｌｔｉｐｏｒｅ　ＨＸＬ－Ｍ　（東ソー（株）製、７．８ｍｍＩＤ×３０．０ｃｍ）を用いた。また、１Ｈ－ＮＭＲ（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）と１３Ｃ－ＮＭＲ測定により、組成比（モル比）を算出した。
　合成例１と同様の操作を行い、樹脂（Ａ）として下表に示す樹脂Ａ－１～Ａ－３３を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
　表１に記載のユニット番号により特定される繰り返し単位は、以下の通りである。
　［フェノール性水酸基を有するユニット］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
　［ラクトン構造含有ユニット及び極性基を有する脂環構造含有ユニット］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
　［酸分解性ユニット］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
　レジスト組成物の調製に用いた上記樹脂以外の成分として、光酸発生剤、塩基性化合物、界面活性剤、疎水性樹脂及び溶剤を以下に示す。
　〔光酸発生剤〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
　〔塩基性化合物〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
　〔界面活性剤〕
　Ｗ－１：メガファックＦ１７６（ＤＩＣ（株）製）（フッ素系）
　Ｗ－２：メガファックＲ０８（ＤＩＣ（株）製）（フッ素及びシリコン系）
　Ｗ－３：ポリシロキサンポリマーＫＰ－３４１（信越化学工業（株）製）（シリコン系）
　Ｗ－４：トロイゾルＳ－３６６（トロイケミカル（株）製）
　Ｗ－５：ＫＨ－２０（旭化成（株）製）
　Ｗ－６：ＰｏｌｙＦｏｘ（登録商標）　ＰＦ－６３２０（ＯＭＮＯＶＡ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｉｎｃ．製）（フッ素系）。
　〔疎水性樹脂〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
　〔レジスト溶剤〕
　ＳＬ－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（ＰＧＭＥＡ）
　ＳＬ－２：プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート
　ＳＬ－３：２－ヘプタノン
　ＳＬ－４：乳酸エチル
　ＳＬ－５：プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）
　ＳＬ－６：シクロヘキサノン。
　＜レジスト組成物の調製＞
　下記表２に示す成分を、同表に示す組成で溶剤に溶解させ、それぞれを０．０３μｍのポアサイズを有するポリエチレンフィルターでろ過してレジスト組成物を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
　＜ラインアンドスペースパターンの形成／ＥＵＶ露光＞
　シリコンウエハ上に有機反射防止膜ＡＲＣ２９ＳＲ（Ｂｒｅｗｅｒ社製）を塗布し、２０５℃で６０秒間ベークを行い膜厚８６ｎｍの反射防止膜を形成し、その上に、上記表２に示すレジスト組成物を塗布し、１２０℃で６０秒間に亘ってベークを行い、膜厚４０ｎｍのレジスト膜を形成した。
　ＥＵＶ露光装置（Ｅｘｉｔｅｃｈ社製　Ｍｉｃｒｏ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ　Ｔｏｏｌ、ＮＡ０．３、Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ、アウターシグマ０．６８、インナーシグマ０．３６）を用い、露光マスク（ライン／スペース＝１／１を有するマスク）を使用して、パターン露光を行った。パターン露光を行った後、ホットプレート上で１２０℃において６０秒間ベーク（ＰＥＢ）を行い、表３に記載の現像液をパドルして３０秒間現像した後、同表に記載のリンス液でリンスをした。次いで、２０００ｒｐｍの回転数で３０秒間ウエハを回転させた後、線幅１８ｎｍ～３０ｎｍまでの１：１ラインアンドスペースパターンを得た。
　〔レジストパターンの評価／ＥＵＶ露光〕
　レジストパターンの性能評価は走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ－９３８０ＩＩ）を用いて行った。
　＜解像性＞
　得られた線幅１６ｎｍ～３０ｎｍまでの１：１ラインアンドスペースパターンにおける最適露光量（Ｅｏｐｔ）における限界解像性（倒れずに分離解像する最小の線幅）を解像性（ｎｍ）とした。この値が小さいほど、解像性に優れており、良好である。
　＜ラインウィズスラフネス（ＬＷＲ）＞
　ラインウィズスラフネスは、上記Ｅｏｐｔに於いて、線幅２４ｎｍのラインアンドスペースパターン（ライン：スペース＝１：１）の長手方向０．５μｍの任意の５０点について、線幅を計測し、その標準偏差を求め、３σ（ｎｍ）を算出した。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
　＜ＥＬ性能＞
　ＥＬは、ピッチ４８ｎｍのラインアンドスペースパターンの線幅を計測し、下記式により算出した。値が大きいほど良好な性能であることを示す。　
　ＥＬ＝｛線幅２６．４ｎｍ（１：１になるの線幅＋１０％）になる感度－線幅２１．６ｎｍ（１：１になるの線幅－１０％）になる感度｝／線幅２４ｎｍ（１：１になるの線幅）になる感度×１００　（％）
　＜アウトガス性能＞
　膜厚６０ｎｍの塗布膜に対し、線幅２０ｎｍの１：１ラインアンドスペースパターンを解像する時の照射エネルギーを照射した時の膜厚の変動（Ｚ）で評価を行った。
　Ｚ＝［（露光前の膜厚）－（露光後の膜厚）］］
　ここで、露光後の膜厚とは、露光直後の塗布膜の膜厚を示し、露光後の加熱（ＰＥＢ）工程を行う前におけるレジスト膜の膜厚である。Ｚの値が小さい程、アウトガスの発生が少なく、アウトガス性能が優れることを意味する。
　表３に示すレジスト処理液（現像液及びリンス液）を以下に示す。　
　〔レジスト処理液〕
　ＤＲ－１：酢酸ブチル
　ＤＲ－２：酢酸３－メチルブチル
　ＤＲ－３：２－ヘプタノン
　ＤＲ－４：２．３８質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液
　ＤＲ－５：ウンデカン
　ＤＲ－６：ジイソブチルケトン
　ＤＲ－７：ウンデカン／ジイソブチルケトン＝３０／７０（質量比）混合液
　ＤＲ－８：デカン
　ＤＲ－９：デカン／ジイソブチルケトン＝１５／８５（質量比）混合液
　ＤＲ－１０：ジイソアミルエーテル
　ＤＲ－１１：ジイソアミルエーテル／ジイソブチルケトン＝２０／８０（質量比）混合液
　ＤＲ―１２：酢酸３－メチルブチル／ジイソブチルケトン＝３０／７０（質量比）混合液
　ＤＲ－１３：純水
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
　＜電子線（ＥＢ）照射装置を用いた場合の評価＞
　ＥＵＶ露光装置の代わりに電子線照射装置（（株）ＪＥＯＬ製　ＪＢＸ６０００；加速電圧５０ｋｅＶ）を用いて、２．５ｎｍ刻みで線幅１８ｎｍ～２５ｎｍのラインパターン（長さ方向０．２ｍｍ、描画本数４０本）が形成されるように照射量を変えて露光したことを除いては、先に説明したのと同様の方法により、パターンを形成した。そして、得られたパターンについて、先に説明したのと同様の評価を行った。その結果、電子線（ＥＢ）照射装を使用した場合にも、優れた解像性、ＬＷＲ、及びＥＬ、アウトガス性能を達成できることが確認された。

Claims (13)

  1. 　下記一般式（I－１）により表される繰り返し単位（ａ）と、酸の作用により単環を含む保護基が脱離して極性基を生じる基を有する繰り返し単位（ｂ）を含む樹脂と、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     　式中、
    　Ｒ１１及びＲ１２は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
    　Ｒ１３は、水素原子又はアルキル基を表すか、もしくは、単結合又はアルキレン基であり、且つ、式中のＬ又はＡｒに結合して環を形成している。
    　Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。
    　Ａｒは、芳香環を表す。
    　ｎは、２以上の整数を表す。
  2. 　繰り返し単位（ｂ）において、前記保護基が脱離して発生する前記極性基がカルボキシル基である、請求項１に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  3. 　繰り返し単位（ｂ）において、前記保護基が含む前記単環が単環式炭化水素基である、請求項１又は２に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  4. 　一般式（Ｉ－１）において、Ａｒはベンゼン環であり、ｎは２～５の整数である、請求項１～３のいずれか１項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  5. 　一般式（Ｉ－１）において、ｎ＝２又は３である、請求項１～４のいずれか１項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  6. 　一般式（Ｉ－１）において、Ｌは単結合又はエステル結合である、請求項１～５のいずれか１項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  7. 　一般式（Ｉ－１）で表される繰り返し単位（ａ）が、前記樹脂中の全繰り返し単位に対し、５～６０モル％含まれる、請求項１～６のいずれか１項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  8. 　繰り返し単位（ｂ）が下記一般式（ｐＡ）で表される、請求項１～７のいずれか１項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     　一般式（ｐＡ）中、
    　Ｒ２１、Ｒ２２及びＲ２３は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
    　Ａは、単結合又は２価の連結基を表す。
    　Ｒｐ1は、一般式（ｐＩ）により表される基を表す。
    　一般式（ｐＩ）中、
    　Ｒ２４は、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基又はｔｅｒｔ－ブチル基を表す。
    　Ｚは、式中の炭素原子と共に単環のシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
    　＊は、一般式（ｐＡ）により表される繰り返し単位の残部との連結部を表す。
  9. 　一般式（ｐＡ）において、Ａが単結合である、請求項８に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  10. 　一般式（ｐＡ）において、Ｚが式中の炭素原子と共に形成する前記シクロアルキル基の炭素数が５～１０個である、請求項８又は９に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  11. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を含む感活性光線性又は感放射線性膜を形成すること、
    　前記感活性光線性又は感放射線性膜を露光すること、
    　露光された前記感活性光線性又は感放射線性膜を現像液により現像すること、
    を含むパターン形成方法。
  12. 　前記現像液が有機溶剤を含有する、請求項１１に記載のパターン形成方法。
  13. 　請求項１１又は１２に記載のパターン形成方法を含む電子デバイスの製造方法。
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