WO2023189586A1 - 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、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、レジスト膜、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法 Download PDF

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WO2023189586A1
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group
sensitive
radiation
resin composition
atom
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PCT/JP2023/010026
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洋平 石地
智美 高橋
健志 川端
研由 後藤
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富士フイルム株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/038Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

Definitions

  • the present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, a resist film, a pattern forming method, and an electronic device manufacturing method.
  • pattern forming methods using chemical amplification have been used to compensate for the decrease in sensitivity due to light absorption.
  • a photoacid generator contained in an exposed area is decomposed by light irradiation to generate acid.
  • the catalytic action of the generated acid converts the alkali-insoluble groups of the resin contained in the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition into alkali-soluble groups.
  • the solubility in the developer is changed by, for example, changing to a base.
  • development is performed using, for example, a basic aqueous solution.
  • the exposed portion is removed and a desired pattern is obtained.
  • the wavelength of exposure light sources has become shorter and the numerical aperture (NA) of projection lenses has become higher.
  • NA numerical aperture
  • EUV extreme ultraviolet
  • EB electron beam
  • Patent Document 1 discloses a polymer whose main chain can be cut by electron beam irradiation, resulting in a decrease in molecular weight.
  • the present inventors prepared and studied an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a predetermined polymer with reference to Patent Document 1, and found that the resolution met the recently required level. However, it became clear that there was room for further improvement. It was also revealed that the pattern formed by the above composition had poor LWR (line width roughness) performance, and there was room for further improvement.
  • [1] Contains a polymer whose main chain is cleaved by irradiation with X-rays, electron beams, or extreme ultraviolet rays, and a solvent, the polymer contains a halogen atom, The content of the halogen atoms is 40% by mass or more based on the total mass of the polymer, An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, wherein the polymer has a weight average molecular weight of 25,000 or more.
  • the above Ar represents an aryl group having a substituent containing a halogen atom
  • the above R a represents a hydrocarbon group having a substituent containing a halogen atom
  • At least one of the above R b and the above R c represents a hydrocarbon group having a substituent containing a halogen atom
  • an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition that can form a pattern that has excellent resolution and excellent LWR performance. Further, according to the present invention, it is possible to provide a resist film, a pattern forming method, and an electronic device manufacturing method regarding the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition.
  • the present invention will be explained in detail below. Although the description of the constituent elements described below may be made based on typical embodiments of the present invention, the present invention is not limited to such embodiments.
  • the notation that does not indicate substituted or unsubstituted includes groups having a substituent as well as groups having no substituent. do.
  • the term "alkyl group” includes not only an alkyl group without a substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
  • organic group as used herein refers to a group containing at least one carbon atom.
  • the substituent is preferably a monovalent substituent.
  • active rays or “radiation” include, for example, the bright line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays typified by excimer lasers, extreme ultraviolet (EUV), X-rays, and electron beams (EB: electron beam) etc.
  • Light in this specification means actinic rays or radiation.
  • exposure refers not only to exposure to the bright line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays typified by excimer lasers, extreme ultraviolet rays, X-rays, and EUV light, but also to electron beams and It also includes drawing using particle beams such as ion beams.
  • is used to include the numerical values described before and after it as a lower limit value and an upper limit value.
  • the direction of bonding of the divalent groups described herein is not limited unless otherwise specified.
  • Y in the compound represented by the formula "X-Y-Z" is -COO-
  • Y may be -CO-O- or -O-CO- Good too.
  • the above compound may be "X-CO-O-Z" or "X-O-CO-Z".
  • the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and dispersity (also referred to as molecular weight distribution) (Mw/Mn) of the resin are measured using a GPC (Gel Permeation Chromatography) apparatus (HLC-8120GPC manufactured by Tosoh). ) GPC measurement (solvent: tetrahydrofuran, flow rate (sample injection amount): 10 ⁇ L, column: Tosoh TSK gel Multipore HXL-M, column temperature: 40°C, flow rate: 1.0 mL/min, detector: differential refractive index Defined as a polystyrene equivalent value determined by a Refractive Index Detector.
  • GPC Gel Permeation Chromatography
  • acid dissociation constant refers to pKa in an aqueous solution, and specifically, using the following software package 1, a value based on Hammett's substituent constant and a database of known literature values is calculated. , is a value obtained by calculation. All pKa values described herein are values calculated using this software package.
  • pKa can also be determined by molecular orbital calculation method.
  • a specific method for this includes a method of calculating H 2 + dissociation free energy in an aqueous solution based on a thermodynamic cycle.
  • the H + dissociation free energy can be calculated, for example, by DFT (density functional theory), but various other methods have been reported in the literature, and the method is not limited to this. .
  • DFT density functional theory
  • there is a plurality of software that can perform DFT and one example is Gaussian 16.
  • pKa in this specification refers to a value obtained by calculating a value based on Hammett's substituent constant and a database of known literature values using software package 1. If calculation is not possible, a value obtained by Gaussian 16 based on DFT (density functional theory) is used.
  • pKa in this specification refers to "pKa in an aqueous solution” as described above, but if pKa in an aqueous solution cannot be calculated, “pKa in a dimethyl sulfoxide (DMSO) solution” is adopted. It shall be.
  • examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • the solid content is intended to be a component that forms a resist film, and does not include a solvent. Furthermore, if the component forms a resist film, it is considered to be a solid component even if the component is liquid.
  • the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition of the present invention (hereinafter also referred to as “resist composition”) is characterized by the fact that the main chain is cleaved by irradiation with X-rays, electron beams, or extreme ultraviolet rays.
  • Including polymers (hereinafter also referred to as "specific polymers”).
  • the specific polymer contains a halogen atom, the content of the halogen atom is 40% by mass or more based on the total mass of the polymer, and the weight average molecular weight is 25,000 or more.
  • the resist composition of the present invention can form a pattern with excellent resolution and LWR performance.
  • the present inventors speculate as follows. Because the specific polymer contained in the resist composition has a high weight average molecular weight of 25,000 or more, when it is irradiated with X-rays, electron beams, or extreme ultraviolet rays, the main chain decomposition efficiency decreases in the exposed area. It has excellent solubility in the developer, while unexposed areas tend to have low solubility in the developer. As a result, it is presumed that the film formed from the resist composition has excellent dissolution contrast between exposed and unexposed areas, and has a small resolution limit (that is, excellent resolution).
  • the specific polymer contained in the resist composition has high light absorption properties due to the high content of halogen atoms, 40% by mass or more based on the total mass of the polymer.
  • the present inventors have found that when the weight average molecular weight and halogen atom content of a specific polymer contained in a resist composition are both greater than predetermined values, the resolution and the pattern formed are It was revealed that the LWR performance could be significantly improved.
  • the term "the effect of the present invention is better" means that the resist composition has better resolution and/or the LWR performance of a pattern formed from the resist composition is better.
  • the specific polymer corresponds to a so-called main chain-cleaved polymer whose main chain is cut by irradiation with X-rays, electron beams, or extreme ultraviolet rays.
  • the specific polymer is not particularly limited as long as it is a main chain-cleaved polymer, and may be a homopolymer or a copolymer.
  • the specific polymer is preferably a polymer containing a repeating unit represented by formula (1), as will be described later, since the effects of the present invention are more excellent. More preferred is a polymer containing a repeating unit represented by the formula (2) and a repeating unit represented by the formula (2).
  • the specific polymer contains a halogen atom.
  • the specific polymer preferably has a repeating unit containing a halogen atom.
  • the halogen atom is preferably one or more selected from the group consisting of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • One or more types selected from the group are more preferable, it is even more preferable that at least an iodine atom is included, and it is especially preferable that both a chlorine atom and an iodine atom are included.
  • the content of halogen atoms in the specific polymer is 40% by mass or more based on the total mass of the polymer, preferably 50% by mass or more, and more preferably 55% by mass or more in terms of the effect of the present invention being more excellent. preferable.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably, for example, 85% by mass or less, more preferably 80% by mass or less.
  • the total content is within the range of the above-mentioned suitable content.
  • the lower limit of the content of fluorine atoms is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, based on the total mass of the polymer.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably 55% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, even more preferably 20% by mass or less, and particularly preferably 15% by mass or less.
  • the lower limit of the content of chlorine atoms is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, based on the total mass of the polymer.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably, for example, 65% by mass or less, more preferably 55% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 25% by mass or less.
  • the lower limit of the bromine atom content is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and 10% by mass or more based on the total mass of the polymer. It is more preferable, and 15% by mass or more is particularly preferable.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably, for example, 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, even more preferably 40% by mass or less, and particularly preferably 30% by mass or less.
  • the lower limit of the content of the iodine atom is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more based on the total mass of the polymer. , more preferably 50% by mass or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably, for example, 85% by mass or less, more preferably 80% by mass or less.
  • the specific polymer preferably contains a chlorine atom and an iodine atom as the halogen atom.
  • the lower limit of the content of chlorine atoms in the specific polymer is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more based on the total mass of the polymer.
  • the upper limit is not particularly limited, but is preferably, for example, 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less.
  • the lower limit of the content of iodine atoms in the specific polymer is preferably 30% by mass or more, and 40% by mass or more based on the total mass of the polymer.
  • the content is more preferably 50% by mass or more.
  • the upper limit of the content of iodine atoms in the specific polymer is preferably an amount where the total content of chlorine atoms and iodine atoms is, for example, 85% by mass or less, and more preferably 80% by mass or less. preferable.
  • the lower limit of the weight average molecular weight of the specific polymer is 25,000 or more, more preferably 30,000 or more, from the viewpoint of improving heat resistance, suppressing deterioration of dry etching resistance, and achieving more excellent effects of the present invention. ,000 or more is more preferable, 40,000 or more is particularly preferable, and 50,000 or more is most preferable.
  • the upper limit value is preferably 200,000 or less, more preferably 150,000 or less, from the viewpoints of better developability and better suppression of deterioration of film formability due to increase in viscosity. It is more preferably 100,000 or less, particularly preferably 85,000 or less. Note that the above weight average molecular weight value is a value determined as a polystyrene equivalent value by GPC method.
  • the degree of dispersion (molecular weight distribution) of the specific polymer is usually 1.0 to 5.0, preferably 1.0 to 3.0, more preferably 1.2 to 3.0, and 1.2 to 2. .5 is more preferred. When the degree of dispersion is within the above range, the resolution and resist shape tend to be better.
  • the specific polymer is preferably a polymer containing a repeating unit represented by formula (1) in that the effect of the present invention is more excellent, and a polymer containing a repeating unit represented by formula (1) and formula (2) is preferable. ) is more preferred.
  • the repeating unit represented by formula (1) and the repeating unit represented by formula (2) will be explained.
  • X represents a halogen atom.
  • L 1 represents -O- or -NR 1 -.
  • R 1 represents a hydrogen atom or an organic group.
  • R 0 and A 1 each independently represent a hydrogen atom or an organic group.
  • R 0 may be linked with A 1 or R 1 to form a ring.
  • halogen atom represented by X examples include fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, and iodine atom.
  • the halogen atom represented by X is preferably a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and more preferably a chlorine atom, since the effects of the present invention are more excellent.
  • the organic groups represented by R 1 , R 0 , and A 1 are not particularly limited, and include, for example, groups exemplified as the organic group W below.
  • the organic group W is, for example, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an aralkyl group, a cyano group, an alkoxy group, an aryloxy group, a heterocyclic group, an acyl group (an alkylcarbonyl group or an arylcarbonyl group).
  • acyloxy group (alkylcarbonyloxy group or arylcarbonyloxy group), carbamoyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, aryloxycarbonyloxy group, alkylthio group, arylthio group, heterocyclic thio group, alkyl or arylsulfinyl group, alkyl
  • examples thereof include an arylsulfonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkoxycarbonyl group, an aryl or heterocyclic azo group, a sulfonamide group, an imide group, an acylamino group, a carbamoyl group, and a lactone group.
  • each of the above-mentioned groups may further have a substituent, if possible.
  • an alkyl group which may have a substituent is also included as one form of the organic group W.
  • the above substituents are not particularly limited, but include, for example, one or more of the groups shown as the organic group W above, a halogen atom, a nitro group, a primary to tertiary amino group, a phosphino group, a phosphinyl group, Examples include a phosphinyloxy group, a phosphinylamino group, a phosphono group, a silyl group, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group (hereinafter, these are referred to as "substituent T").
  • the number of carbon atoms in the organic group W is, for example, 1 to 20.
  • the alkyl group may be linear, branched, or cyclic.
  • the alkyl group include linear or branched alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, t-butyl group, and n-hexyl group;
  • Examples include monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, and polycyclic cycloalkyl groups such as a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, and an adamantyl group.
  • the substituent that the alkyl group may have a substituent is not particularly limited, and examples thereof include the groups exemplified by the above-mentioned substituent T.
  • a halogen atom is preferred, one or more selected from the group consisting of a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom is preferred, and an iodine atom is more preferred.
  • an interactive group such as a hydroxy group (alcoholic hydroxyl group, phenolic hydroxyl group, etc.), carboxyl group, sulfonic acid group, amide group, and sulfonamide group.
  • a hydroxy group alcoholic hydroxyl group, phenolic hydroxyl group, etc.
  • carboxyl group carboxyl group
  • sulfonic acid group amide group
  • sulfonamide group sulfonamide group.
  • the above-mentioned phenolic hydroxyl group refers to a hydroxyl group substituted on a ring member atom of an aromatic ring (aromatic hydrocarbon ring and aromatic heterocycle).
  • the alkyl group moiety in the alkoxy group (including the alkoxy group moiety in a substituent containing an alkoxy group (e.g., alkoxycarbonyloxy group)), the alkyl group moiety in an aralkyl group, and the alkyl group in an alkylcarbonyl group exemplified in the organic group W
  • the alkyl group moiety in the alkylcarbonyloxy group the alkyl group moiety in the alkylthio group, the alkyl group moiety in the alkylsulfinyl group, and the alkyl moiety in the alkylsulfonyl group, the above alkyl groups are preferable.
  • an alkoxy group that may have a substituent an aralkyl group that may have a substituent, an alkylcarbonyloxy group that may have a substituent, an alkylthio group that may have a substituent, a substituent
  • an alkoxy group, an aralkyl group, an alkylcarbonyloxy group, an alkylthio group, an alkylsulfinyl group, and an alkylsulfonyl group have Examples of the substituent which may be substituted include the same substituents as those for the alkyl group which may have a substituent.
  • the alkenyl group exemplified as the organic group W may be linear, branched, or cyclic.
  • the alkenyl group preferably has 2 to 20 carbon atoms.
  • examples of the substituent which the alkenyl group may have are the same as those for the alkyl group which may have a substituent.
  • the alkynyl group exemplified as the organic group W may be linear, branched, or cyclic.
  • the number of carbon atoms in the alkynyl group is preferably 2 to 20.
  • examples of the substituent which the alkynyl group may have are the same as those for the alkyl group which may have a substituent.
  • the aryl group exemplified in the organic group W may be either monocyclic or polycyclic (eg, 2-6 rings, etc.) unless otherwise specified.
  • the number of ring member atoms in the aryl group is preferably 6 to 15, more preferably 6 to 10.
  • the aryl group is preferably a phenyl group, a naphthyl group, or an anthranyl group, and more preferably a phenyl group.
  • examples of the substituent which the aryl group may have are the same as those for the alkyl group which may have a substituent.
  • the same examples as the aryl group exemplified in the above organic group W are given for the aryl group moiety in a substituent containing an aryl group (for example, an aryloxy group). It will be done.
  • the heteroaryl group exemplified in the organic group W may be either monocyclic or polycyclic (eg, 2-6 rings, etc.) unless otherwise specified.
  • the number of heteroatoms that the heteroaryl group has as ring member atoms is, for example, 1 to 10.
  • the heteroatoms include nitrogen atom, sulfur atom, oxygen atom, selenium atom, tellurium atom, phosphorus atom, silicon atom, and boron atom.
  • the number of ring member atoms in the above heteroaryl group is preferably 5 to 15.
  • examples of the substituent which the heteroaryl group may have are the same as those for the alkyl group which may have a substituent.
  • the heterocycle exemplified in the organic group W is intended to be a ring containing a hetero atom as a ring member atom, and unless otherwise specified, it may be either an aromatic heterocycle or an aliphatic heterocycle, and may include a monocyclic ring and a polycyclic ring. It may be any ring (for example, 2 to 6 rings, etc.).
  • the number of heteroatoms that the heterocycle has as ring member atoms is, for example, 1 to 10. Examples of the heteroatoms include nitrogen atom, sulfur atom, oxygen atom, selenium atom, tellurium atom, phosphorus atom, silicon atom, and boron atom.
  • the number of ring member atoms in the heterocycle is preferably 5 to 15.
  • examples of the substituent which the heterocycle may have are similar to the substituents in the alkyl group which may have a substituent.
  • the lactone group exemplified in the organic group W is preferably a 5- to 7-membered lactone group, and another ring structure is fused to the 5- to 7-membered lactone ring to form a bicyclo structure or a spiro structure. It is more preferable that In the lactone group that may have a substituent, examples of the substituent that the lactone group may have include the same as the substituents for the alkyl group that may have a substituent.
  • a 1 preferably represents an organic group having a halogen atom (preferably one or more selected from the group consisting of a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom), and represents an organic group having an iodine atom. Preferably it represents a group. Note that when A 1 represents an organic group having a halogen atom, the organic group may further have a substituent other than the halogen atom.
  • R 0 may be linked with A 1 or R 1 to form a ring.
  • the ring formed by connecting R 0 with A 1 or R 1 is not particularly limited, and may be either a monocyclic ring or a polycyclic ring.
  • the above-mentioned ring may contain heteroatoms such as oxygen atom, nitrogen atom, and sulfur atom, and/or carbonyl carbon as ring member atoms.
  • the ring is preferably a 5- or 6-membered alicyclic ring.
  • Y represents a hydrocarbon group.
  • a 2 represents an organic group.
  • Examples of the hydrocarbon group represented by Y include linear, branched, or cyclic alkyl groups, and aryl groups.
  • the linear, branched, or cyclic alkyl group represented by Y is preferably an alkyl group exemplified as the organic group W, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a methyl group. Or ethyl group is more preferable.
  • the aryl group represented by Y is preferably the aryl group exemplified as the organic group W, and more preferably a phenyl group or a naphthyl group.
  • the organic group represented by A 2 is not particularly limited, but for example, -CH 2 - is substituted with one or more groups selected from the group consisting of -O-, -CO-, and -NR T -. It is preferable to represent a hydrocarbon group which may have a substituent.
  • R T represents a hydrogen atom or an organic group.
  • Examples of the hydrocarbon group that may have a substituent include an alkyl group that may have a substituent (which may be linear, branched, or cyclic), and a hydrocarbon group that may have a substituent. Examples include aryl groups (which may be either monocyclic or polycyclic).
  • the alkyl group which may have a substituent is preferably the alkyl group exemplified as the organic group W, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • Examples of the substituent that the alkyl group may have include the same substituents as the alkyl group that may have a substituent described above as the organic group W.
  • the aryl group which may have a substituent is preferably an aryl group exemplified as the organic group W, and more preferably a phenyl group which may have a substituent.
  • substituent that the aryl group may have include the same substituents as the alkyl group that may have a substituent described above as the organic group W.
  • the organic group represented by RT is not particularly limited, and includes, for example, the organic group W described in the upper part.
  • -CH 2 - represented by A 2 above may have a substituent, which may be substituted with one or more groups selected from the group consisting of -O-, -CO-, and -NR T -.
  • the hydrocarbon group that may have a substituent is not particularly limited, but includes, for example, a hydrocarbon group that may have a substituent, -O-L 2 -R a , -NR b R c , and -CO-L 3 -R d and the like.
  • Each of R a to R d above independently represents a hydrocarbon group which may have a substituent.
  • R b and R c may be linked to each other to form a ring.
  • the above L 2 represents a single bond or -CO-.
  • the above L 3 represents -O- or -NR e -.
  • R e represents a hydrogen atom or an organic group.
  • the ring formed by bonding R b and R c to each other is not particularly limited, and may be either a monocyclic ring or a polycyclic ring.
  • the above-mentioned ring may contain heteroatoms such as oxygen atom, nitrogen atom, and sulfur atom, and/or carbonyl carbon as ring member atoms.
  • the ring is preferably a 5- or 6-membered alicyclic ring.
  • the organic group represented by R e is not particularly limited, and includes, for example, the organic group W described in the upper part.
  • A2 preferably has a halogen atom as a substituent since the effects of the present invention are more excellent. That is, the above A2 preferably represents an organic group having a halogen atom. Among these, the halogen atom is preferably an iodine atom, since the effects of the present invention are more excellent.
  • the repeating unit represented by the formula (2) the repeating unit represented by the formula (2)-1 to the repeating unit represented by the formula (2)-4 are particularly preferable because the effects of the present invention are more excellent. It preferably contains one or more repeating units selected from the group consisting of units, and more preferably contains a repeating unit represented by formula (2)-1.
  • the repeating units represented by formulas (2)-1 to (2)-4 will be explained below.
  • Y in formulas (2)-1 to (2)-4 has the same meaning as Y in formula (2), and preferred embodiments are also the same.
  • Ar represents an aryl group which may have a substituent.
  • the aryl group which may have a substituent is preferably an aryl group exemplified as the organic group W, and more preferably a phenyl group which may have a substituent.
  • Examples of the substituent that the aryl group may have include the same substituents as the alkyl group that may have a substituent described above as the organic group W.
  • Ar represents an aryl group having a substituent, and the substituent contains a halogen atom.
  • Ar is preferably an aryl group having a substituent containing a halogen atom.
  • Ar preferably represents an aryl group having a substituent, and the substituent contains an iodine atom.
  • the aryl group has a halogen atom as a substituent
  • the number of halogen atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3.
  • R a , R b , R c , and R d in formulas (2)-2 to (2)-4 each independently represent a hydrocarbon group that may have a substituent.
  • the hydrocarbon groups that may have substituents represented by R a , R b , R c , and R d above include alkyl groups that may have substituents (linear, branched, (or may be cyclic), and an aryl group which may have a substituent (either monocyclic or polycyclic).
  • the alkyl group which may have a substituent is preferably the alkyl group exemplified as the organic group W, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
  • Examples of the substituent that the alkyl group may have include the same substituents as the alkyl group that may have a substituent described above as the organic group W.
  • the aryl group which may have a substituent is preferably an aryl group exemplified as the organic group W, and more preferably a phenyl group which may have a substituent.
  • Examples of the substituent that the aryl group may have include the same substituents as the alkyl group that may have a substituent described above as the organic group W.
  • R a and R d preferably represent a hydrocarbon group having a substituent, and the substituent preferably contains a halogen atom.
  • R a and R d are preferably hydrocarbon groups having a substituent containing a halogen atom.
  • R a and R d represent a hydrocarbon group having a substituent, and it is more preferable that the substituent contains an iodine atom.
  • at least one of R b and R c represents a hydrocarbon group having a substituent, and the substituent contains a halogen atom.
  • At least one of R b and R c is preferably a hydrocarbon group having a substituent containing a halogen atom. At least one of R b and R c above preferably represents a hydrocarbon group having a substituent, and the substituent preferably contains an iodine atom.
  • R b and R c may be connected to each other to form a ring.
  • the ring formed by combining R b and R c with each other is not particularly limited, and may be either a monocyclic ring or a polycyclic ring.
  • the above-mentioned ring may contain heteroatoms such as oxygen atom, nitrogen atom, and sulfur atom, and/or carbonyl carbon as ring member atoms.
  • the ring is preferably a 5- or 6-membered alicyclic ring.
  • L 3 represents -O- or -NR e -.
  • R e represents a hydrogen atom or an organic group.
  • the organic group represented by Re is not particularly limited, and includes, for example, the organic group W described in the upper part.
  • the repeating unit represented by formula (2) is a repeating unit derived from a monomer selected from the group consisting of ⁇ -methylstyrenes, isopropenyl ethers, isopropenylamines, and methacrylic acid esters. is also preferable.
  • the specific polymer may be a homopolymer or a copolymer.
  • One embodiment of the specific polymer includes a homopolymer of repeating units represented by the above formula (1), and a repeating unit represented by the above formula (1) and a repeating unit represented by the above formula (2). Examples include copolymers containing the following.
  • the total content of the repeating unit represented by the above formula (1) and the repeating unit represented by the above formula (2) is 90 mol% or more based on all repeating units. is preferable, and more preferably 95 mol% or more. In addition, as an upper limit, 100 mol% or less is preferable.
  • one type of repeating unit represented by formula (2) may be contained alone, or two or more types may be contained.
  • the specific polymer is a copolymer containing a repeating unit represented by the above formula (1) and a repeating unit represented by the above formula (2), it may be a random copolymer, a block copolymer, or an alternating copolymer. In any form such as a polymer (a copolymer in which repeating units represented by the above formula (1) and repeating units represented by the above formula (2) are arranged alternately like ABAB%), etc. Among them, an alternating copolymer is preferable.
  • a preferred embodiment of the specific polymer is an embodiment in which the proportion of the alternating copolymer in the specific polymer is 90% by mass or more (preferably 100% by mass or more) based on the total mass of the specific polymer. Aspects may also be mentioned.
  • the content of the repeating unit represented by the above formula (1) is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, based on all repeating units. More preferably, it is 40 mol% or more.
  • the upper limit thereof is preferably 100 mol% or less, more preferably 80 mol% or less, even more preferably 70 mol% or less, and 60 mol% or less, based on all repeating units. The following is particularly preferred.
  • one type of repeating unit represented by formula (1) may be contained alone, or two or more types may be contained. When two or more types are included, the total content is preferably within the above-mentioned preferred content range.
  • the content of the repeating unit represented by the above formula (2) is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more, based on all repeating units. More preferably, it is 40 mol% or more.
  • the upper limit thereof is, for example, preferably 95 mol% or less, more preferably 90 mol% or less, even more preferably 80 mol% or less, and 60 mol% or less, based on all repeating units. It is particularly preferable that
  • one type of repeating unit represented by formula (2) may be contained alone, or two or more types may be contained. When two or more types are included, the total content is preferably within the above-mentioned preferred content range.
  • the content of the repeating unit represented by the above formula (2)-1 is preferably 10 mol% or more, and preferably 20 mol% or more, based on the total repeating units. is more preferable, and even more preferably 40 mol% or more.
  • the upper limit thereof is, for example, preferably 95 mol% or less, more preferably 90 mol% or less, even more preferably 80 mol% or less, and 60 mol% or less, based on all repeating units. It is particularly preferable that
  • the specific polymer may contain repeating units other than the above-mentioned repeating units as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the specific polymer can be synthesized according to conventional methods (eg, radical polymerization).
  • the specific polymer is one that satisfies the following X1 and has one or more of the following Y1 to Y7 (preferably 3 or more, more preferably 4 or more, still more preferably 5 or more, particularly preferably 6 or more).
  • the specific polymer includes a repeating unit represented by the above formula (1) and a repeating unit represented by the above formula (2).
  • X in the repeating unit represented by the above formula (1) in the specific polymer represents a chlorine atom.
  • a 1 in the repeating unit represented by the above formula (1) in the specific polymer contains a halogen atom.
  • a 1 in the repeating unit represented by the above formula (1) in the specific polymer contains an iodine atom.
  • a 2 in the repeating unit represented by the above formula (2) in the specific polymer contains a halogen atom.
  • a 2 in the repeating unit represented by the above formula (2) in the specific polymer contains an iodine atom.
  • the repeating unit represented by the above formula (2) in the specific polymer includes the repeating unit represented by the above formula (2)-1.
  • the content of iodine atoms in the specific polymer is 40% by mass or more based on the total mass of the polymer.
  • the content of the specific polymer is preferably 50.0% by mass or more, more preferably 60.0% by mass or more, and still more preferably 70.0% by mass or more, based on the total solid content of the composition. preferable. Further, the upper limit is 100% by mass or less, preferably 99.9% by mass or less. Further, the specific polymers may be used alone or in combination. When two or more types are used, it is preferable that the total content is within the above-mentioned preferred content range.
  • the resist composition includes a solvent.
  • the solvent consists of (M1) propylene glycol monoalkyl ether carboxylate, and (M2) propylene glycol monoalkyl ether, lactic acid ester, acetate ester, alkoxypropionic acid ester, chain ketone, cyclic ketone, lactone, and alkylene carbonate.
  • M1 propylene glycol monoalkyl ether carboxylate
  • M2 propylene glycol monoalkyl ether
  • lactic acid ester acetate ester
  • alkoxypropionic acid ester chain ketone
  • cyclic ketone cyclic ketone
  • lactone alkylene carbonate
  • alkylene carbonate Preferably, at least one selected from the group .
  • this solvent may further contain components other than components (M1) and (M2).
  • Component (M1) is preferably at least one selected from the group consisting of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether propionate, and propylene glycol monoethyl ether acetate; Glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) is more preferred.
  • component (M2) the following are preferable.
  • propylene glycol monoalkyl ether propylene glycol monomethyl ether (PGME) and propylene glycol monoethyl ether (PGEE) are preferable.
  • PGME propylene glycol monomethyl ether
  • PGEE propylene glycol monoethyl ether
  • lactic acid ester ethyl lactate, butyl lactate, or propyl lactate
  • acetic acid 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 preferred.
  • butyl butyrate is also preferred.
  • alkoxypropionate ester methyl 3-methoxypropionate (MMP) or ethyl 3-ethoxypropionate (EEP) is preferable.
  • chain ketones include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 2-heptanone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, phenylacetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl.
  • Ketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetyl carbinol, acetophenone, methylnaphthyl ketone, or methyl amyl ketone is preferred.
  • cyclic ketone methylcyclohexanone, isophorone, cyclopentanone, or cyclohexanone is preferred.
  • lactone ⁇ -butyrolactone is preferred.
  • alkylene carbonate propylene carbonate is preferred.
  • Component (M2) is more preferably propylene glycol monomethyl ether (PGME), ethyl lactate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl amyl ketone, cyclohexanone, butyl acetate, pentyl acetate, ⁇ -butyrolactone, or propylene carbonate.
  • PGME propylene glycol monomethyl ether
  • ethyl lactate ethyl 3-ethoxypropionate
  • methyl amyl ketone cyclohexanone
  • butyl acetate pentyl acetate
  • ⁇ -butyrolactone propylene carbonate
  • the solvent may include an ester solvent having 7 or more carbon atoms (preferably 7 to 14, more preferably 7 to 12, even more preferably 7 to 10) and having 2 or less heteroatoms. It is also preferable to include.
  • ester solvents having 7 or more carbon atoms and 2 or less heteroatoms include amyl acetate, 2-methylbutyl acetate, 1-methylbutyl acetate, hexyl acetate, pentyl propionate, hexyl propionate, butyl propionate, and isobutyl isobutyrate. , heptyl propionate, or butyl butanoate are preferred, and isoamyl acetate is more preferred.
  • the component (M2) preferably has a flash point (hereinafter also referred to as fp) of 37° C. or higher.
  • Such components (M2) include propylene glycol monomethyl ether (fp: 47°C), ethyl lactate (fp: 53°C), ethyl 3-ethoxypropionate (fp: 49°C), and 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 are more preferred, and propylene glycol monoethyl ether or ethyl lactate is even more preferred.
  • flash point here means the value described in the reagent catalog of Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. or Sigma-Aldrich.
  • the solvent contains component (M1). It is more preferable that the solvent consists essentially of component (M1) only, or is a mixed solvent of component (M1) and other components. In the latter case, it is more preferable that the solvent contains both component (M1) and component (M2).
  • the mass ratio (M1/M2) of component (M1) and component (M2) is preferably within the range of "100/0" to "15/85", and is preferably within the range of "100/0" to "40/60”. ”, and even more preferably within the range of “100/0” to “60/40”. That is, it is preferable that the solvent consists only of component (M1) or contains both component (M1) and component (M2), and the mass ratio thereof is as follows.
  • the mass ratio of component (M1) to component (M2) is preferably 15/85 or more, more preferably 40/60 or more, and even more preferably 60/40 or more. preferable. If such a configuration is adopted, it becomes possible to further reduce the number of development defects.
  • the mass ratio of component (M1) to component (M2) is, for example, 99/1 or less.
  • the content of components other than components (M1) and (M2) is preferably 5 to 30% by mass based on the total amount of the solvent.
  • the content of the solvent in the resist composition is preferably determined so that the solid content concentration is 0.5 to 30% by mass, and preferably 1 to 20% by mass in terms of better coating properties. is more preferable.
  • the resist composition may contain components other than the specific polymer and solvent.
  • Other components include, but are not particularly limited to, ionic compounds (specifically, photodegradable onium salt compounds), surfactants, and the like.
  • the resist composition contains an ionic compound.
  • the ionic compound a compound having an onium salt structure (photodegradable onium salt compound) that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation is more preferable.
  • the resist composition contains an ionic compound such as a photodegradable onium salt compound, in the unexposed area, the specific polymer aggregates with the ionic compound through an interactive group that may be included in the specific polymer. Easy to do. On the other hand, when exposed to light, the aggregation structure can be released due to dissociation between the ionic compound and the interactive group and cleavage of the photodegradable onium salt compound.
  • the specific polymer contained in the resist composition preferably has an interactive group.
  • the interactive group include the above-mentioned hydroxy group (alcoholic hydroxyl group, phenolic hydroxyl group, etc.), carboxyl group, sulfonic acid group, amide group, and sulfonamide group.
  • a photodegradable onium salt compound is a compound that has at least one salt structure site consisting of an anion site and a cation site, and that decomposes upon exposure to light to generate an acid (preferably an organic acid).
  • an acid preferably an organic acid
  • the above-mentioned salt structure moiety of the photodegradable onium salt compound is easily decomposed by exposure to light and is superior in organic acid production, and is composed of an organic cation moiety and an organic anion moiety with extremely low nucleophilicity. It is preferable that The above-mentioned salt structure site may be a part of the photodegradable onium salt compound, or may be the entirety.
  • the case where the above-mentioned salt structure part is a part of a photodegradable onium salt compound corresponds to a structure in which two or more salt structure parts are connected, for example, as in the photodegradable onium salt PG2 described below. do.
  • the number of salt structural moieties in the photodegradable onium salt is not particularly limited, but is preferably from 1 to 10, preferably from 1 to 6, and more preferably from 1 to 3.
  • organic acids generated from the photodegradable onium salt compound due to the action of exposure mentioned above include sulfonic acids (aliphatic sulfonic acids, aromatic sulfonic acids, camphor sulfonic acids, etc.), carboxylic acids (aliphatic sulfonic acids, etc.), carboxylic acid, aromatic carboxylic acid, aralkylcarboxylic acid, etc.), carbonylsulfonylimidic acid, bis(alkylsulfonyl)imidic acid, tris(alkylsulfonyl)methide acid, and the like.
  • the organic acid generated from the photodegradable onium salt compound by the action of exposure may be a polyhydric acid having two or more acid groups.
  • the photodegradable onium salt compound is the photodegradable onium salt compound PG2 described below
  • the organic acid generated by decomposition of the photodegradable onium salt compound due to exposure to light becomes a polyhydric acid having two or more acid groups.
  • the cation moiety constituting the salt structure moiety is preferably an organic cation moiety, and in particular, an organic cation (cation (ZaI)) represented by the formula (ZaI) described below.
  • an organic cation (cation (ZaII)) represented by formula (ZaII) is preferable.
  • Photodegradable onium salt compound PG1 An example of a preferred embodiment of the photodegradable onium salt compound is an onium salt compound represented by "M + ). In the compound represented by "M + X - ", M + represents an organic cation and X - represents an organic anion.
  • the photodegradable onium salt compound PG1 will be explained below.
  • the organic cation represented by M + in the photodegradable onium salt compound PG1 is an organic cation represented by the formula (ZaI) (cation (ZaI)) or an organic cation (cation (ZaI)) represented by the formula (ZaII). ZaII)) is preferred.
  • R 201 , R 202 and R 203 each independently represent an organic group.
  • the number of carbon atoms in the organic groups as R 201 , R 202 and R 203 is usually 1 to 30, preferably 1 to 20.
  • two of R 201 to R 203 may be combined to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester group, an amide group, or a carbonyl group.
  • Examples of the group formed by combining two of R 201 to R 203 include an alkylene group (for example, a butylene group and a pentylene group), and -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -. Can be mentioned.
  • Preferred embodiments of the organic cation in formula (ZaI) include cation (ZaI-1), cation (ZaI-2), and organic cation (cation (ZaI-3b)) represented by formula (ZaI-3b), which will be described later. ), and an organic cation (cation (ZaI-4b)) represented by the formula (ZaI-4b).
  • the cation (ZaI-1) is an arylsulfonium cation in which at least one of R 201 to R 203 in the above formula (ZaI) is an aryl group.
  • the arylsulfonium cation all of R 201 to R 203 may be an aryl group, or some of R 201 to R 203 may be an aryl group, and the remainder may be an alkyl group or a cycloalkyl group.
  • R 201 to R 203 may be an aryl group, and the remaining two of R 201 to R 203 may be bonded to form a ring structure, with an oxygen atom, a sulfur atom, It may contain an ester group, an amide group, or a carbonyl group.
  • the group formed by combining two of R 201 to R 203 includes, for example, one or more methylene groups substituted with an oxygen atom, a sulfur atom, an ester group, an amide group, and/or a carbonyl group. and alkylene groups (eg, butylene group, pentylene group, or -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -).
  • arylsulfonium cation examples include triarylsulfonium cation, diarylalkylsulfonium cation, aryldialkylsulfonium cation, diarylcycloalkylsulfonium cation, and aryldicycloalkylsulfonium cation.
  • the aryl group contained in the arylsulfonium cation is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group.
  • the aryl group may be an aryl group having a heterocyclic structure having an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, or the like. Examples of the heterocyclic structure include pyrrole residue, furan residue, thiophene residue, indole residue, benzofuran residue, and benzothiophene residue.
  • the arylsulfonium cation has two or more aryl groups, the two or more aryl groups may be the same or different.
  • the alkyl group or cycloalkyl group that the arylsulfonium cation has as necessary is a linear alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 15 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 to 15 carbon atoms.
  • a cycloalkyl group is preferred, and for example, a methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, and cyclohexyl group are more preferred.
  • the substituents that the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 201 to R 203 may each independently include an alkyl group (for example, carbon number 1 to 15), a cycloalkyl group (for example, carbon number 3-15), aryl group (e.g. 6-14 carbon atoms), alkoxy group (e.g. 1-15 carbon atoms), cycloalkylalkoxy group (e.g. 1-15 carbon atoms), halogen atom (e.g.
  • the above substituent may further have a substituent if possible.
  • the above alkyl group may have a halogen atom as a substituent to become a halogenated alkyl group such as a trifluoromethyl group. preferable.
  • the cation (ZaI-2) is a cation in which R 201 to R 203 in the formula (ZaI) each independently represent an organic group having no aromatic ring.
  • the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.
  • the organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
  • R 201 to R 203 are each independently preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an allyl group, or a vinyl group, and a linear or branched 2-oxoalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group, or an alkoxy
  • a carbonylmethyl group is more preferred, and a linear or branched 2-oxoalkyl group is even more preferred.
  • the alkyl group and cycloalkyl group of R 201 to R 203 include, for example, a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms (e.g., methyl group, ethyl group, propyl group). group, butyl group, and pentyl group), and cycloalkyl groups having 3 to 10 carbon atoms (eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group, and norbornyl group).
  • R 201 to R 203 may be further substituted with a halogen atom, an alkoxy group (eg, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, or a nitro group.
  • the cation (ZaI-3b) is a cation represented by the following formula (ZaI-3b).
  • R 1c to R 5c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyloxy group, a cycloalkylcarbonyloxy group, a halogen atom, and a hydroxyl group.
  • R 1c to R 5c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyloxy group, a cycloalkylcarbonyloxy group, a halogen atom, and a hydroxyl group.
  • R 6c and R 7c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group (such as a t-butyl group), a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group, or an aryl group.
  • R x and R y each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, a 2-oxoalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group, an alkoxycarbonylalkyl group, an allyl group, or a vinyl group.
  • R 1c to R 5c , R 5c and R 6c , R 6c and R 7c , R 5c and R x , and R x and R y may be bonded to each other to form a ring.
  • the rings may each independently contain an oxygen atom, a sulfur atom, a ketone group, an ester bond, or an amide bond.
  • the above-mentioned ring include an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring, an aromatic or non-aromatic heterocycle, and a polycyclic condensed ring formed by combining two or more of these rings.
  • the ring include a 3- to 10-membered ring, preferably a 4- to 8-membered ring, and more preferably a 5- or 6-membered ring.
  • Examples of the group formed by combining any two or more of R 1c to R 5c , R 6c and R 7c , and R x and R y include alkylene groups such as a butylene group and a pentylene group.
  • the methylene group in this alkylene group may be substituted with a hetero atom such as an oxygen atom.
  • the group formed by bonding R 5c and R 6c and R 5c and R x is preferably a single bond or an alkylene group.
  • Examples of the alkylene group include a methylene group and an ethylene group.
  • R 1c to R 5c , R 6c , R 7c , R x , R y , and any two or more of R 1c to R 5c , R 5c and R 6c , R 6c and R 7c , R 5c and R x , and the ring formed by bonding R x and R y to each other may have a substituent.
  • the cation (ZaI-4b) is a cation represented by the following formula (ZaI-4b).
  • R13 is a group having a hydrogen atom, a halogen atom (for example, a fluorine atom, an iodine atom, etc.), a hydroxyl group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, or a cycloalkyl group (cycloalkyl It may be a group itself or a group partially containing a cycloalkyl group). These groups may have substituents.
  • R14 is a hydroxyl group, a halogen atom (e.g., a fluorine atom, an iodine atom, etc.), an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, an alkylsulfonyl group, a cycloalkylsulfonyl group, or a cycloalkyl group.
  • R 15 each independently represents the above group such as a hydroxyl group.
  • R 15 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or a naphthyl group.
  • Two R 15s may be bonded to each other to form a ring.
  • the ring skeleton may contain a heteroatom such as an oxygen atom or a nitrogen atom.
  • two R 15s are alkylene groups and are preferably bonded to each other to form a ring structure.
  • the ring formed by bonding the alkyl group, cycloalkyl group, naphthyl group, and two R 15s to each other may have a substituent.
  • the alkyl groups of R 13 , R 14 and R 15 are preferably linear or branched.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1 to 10.
  • As the alkyl group a methyl group, ethyl group, n-butyl group, or t-butyl group is more preferable.
  • R 204 and R 205 each independently represent an aryl group, an alkyl group, or a cycloalkyl group.
  • the aryl group for R 204 and R 205 is preferably a phenyl group or a naphthyl group, and more preferably a phenyl group.
  • the aryl group of R 204 and R 205 may be an aryl group having a heterocycle having an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, or the like.
  • Examples of the skeleton of the aryl group having a heterocycle include pyrrole, furan, thiophene, indole, benzofuran, and benzothiophene.
  • the alkyl group and cycloalkyl group of R 204 and R 205 include a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, butyl group, pentyl group), or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group, or norbornyl group).
  • the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 and R 205 may each independently have a substituent.
  • substituents that the aryl group, alkyl group, and cycloalkyl group of R 204 and R 205 may have include an alkyl group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a cycloalkyl group (for example, having 3 to 15 carbon atoms), 15), an aryl group (for example, having 6 to 15 carbon atoms), an alkoxy group (for example, having 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, and a phenylthio group.
  • the organic anion represented by X - in the photodegradable onium salt compound PG1 is preferably a non-nucleophilic anion (an anion with extremely low ability to cause a nucleophilic reaction).
  • non-nucleophilic anions include sulfonic acid anions (aliphatic sulfonic acid anions, aromatic sulfonic acid anions, camphor sulfonic acid anions, etc.), carboxylic acid anions (aliphatic carboxylic acid anions, aromatic carboxylic acid anions) , and aralkylcarboxylic acid anions), sulfonylimide anions, bis(alkylsulfonyl)imide anions, and tris(alkylsulfonyl)methide anions.
  • organic anion is, for example, an organic anion represented by the following formula (DA).
  • a 31- represents an anionic group.
  • R a1 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • L a1 represents a single bond or a divalent linking group.
  • a 31- represents an anionic group.
  • the anionic group represented by A 31- is not particularly limited, but is preferably a group selected from the group consisting of groups represented by formulas (B-1) to (B-14), for example. , among others, formula (B-1), formula (B-2), formula (B-3), formula (B-4), formula (B-5), formula (B-6), formula (B- 10), formula (B-12), formula (B-13), or formula (B-14) are more preferred.
  • R X1 each independently represents a monovalent organic group.
  • R X2 each independently represents a hydrogen atom or a substituent other than a fluorine atom and a perfluoroalkyl group. Two R X2 's in formula (B-7) may be the same or different.
  • R XF1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a perfluoroalkyl group.
  • R XF1 represents a fluorine atom or a perfluoroalkyl group.
  • Two R XF1 's in formula (B-8) may be the same or different.
  • R X3 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.
  • n1 represents an integer from 0 to 4.
  • R XF2 represents a fluorine atom or a perfluoroalkyl group.
  • the partner to which the bonding position represented by * in formula (B-14) is bonded is preferably a phenylene group which may have a substituent. Examples of the substituent that the phenylene group may have include a halogen atom.
  • R X1 each independently represents a monovalent organic group.
  • R X1 is an alkyl group (which may be linear or branched, preferably having 1 to 15 carbon atoms), or a cycloalkyl group (which may be monocyclic or polycyclic, preferably having 3 to 20 carbon atoms). ), or an aryl group (which may be monocyclic or polycyclic. The number of carbon atoms is preferably 6 to 20). Further, the above group represented by R X1 may have a substituent.
  • it is also preferable that the atom directly bonded to N- in R X1 is neither the carbon atom in -CO- nor the sulfur atom in -SO 2 -.
  • the cycloalkyl group in R X1 may be monocyclic or polycyclic.
  • Examples of the cycloalkyl group for R X1 include a norbornyl group and an adamantyl group.
  • the substituent that the cycloalkyl group in R One or more of the carbon atoms that are ring member atoms of the cycloalkyl group in R X1 may be replaced with a carbonyl carbon atom.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group in R X1 is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 5.
  • the substituent that the alkyl group in R X1 may have is not particularly limited, but is preferably a cycloalkyl group, a fluorine atom, or a cyano group.
  • Examples of the cycloalkyl group as the above-mentioned substituent include the cycloalkyl group described in the case where R X1 is a cycloalkyl group.
  • the alkyl group in R X1 has a fluorine atom as the substituent, the alkyl group may be a perfluoroalkyl group.
  • one or more -CH 2 - may be substituted with a carbonyl group.
  • the aryl group for R X1 is preferably a benzene ring group.
  • the substituent that the aryl group in R X1 may have is not particularly limited, but is preferably an alkyl group, a fluorine atom, or a cyano group. Examples of the alkyl group as the above-mentioned substituent include the alkyl groups explained in the case where R X1 is an alkyl group.
  • R In formulas (B-7) and (B-11), R ). Two R X2 's in formula (B-7) may be the same or different.
  • R XF1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a perfluoroalkyl group. However, at least one of the plurality of R XF1 represents a fluorine atom or a perfluoroalkyl group. Two R XF1 's in formula (B-8) may be the same or different.
  • the number of carbon atoms in the perfluoroalkyl group represented by R XF1 is preferably 1 to 15, more preferably 1 to 10, and even more preferably 1 to 6.
  • R X3 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a monovalent organic group.
  • the halogen atom as R X3 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, of which a fluorine atom is preferred.
  • the monovalent organic group as R X3 is the same as the monovalent organic group described as R X1 .
  • n1 represents an integer from 0 to 4.
  • n1 is preferably an integer of 0 to 2, and preferably 0 or 1. When n1 represents an integer of 2 to 4, a plurality of R X3 may be the same or different.
  • R XF2 represents a fluorine atom or a perfluoroalkyl group.
  • the number of carbon atoms in the perfluoroalkyl group represented by R XF2 is preferably 1 to 15, more preferably 1 to 10, and even more preferably 1 to 6.
  • the monovalent organic group R a1 is not particularly limited, but generally has 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 20 carbon atoms.
  • R a1 is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
  • the alkyl group may be linear or branched, and preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably has 1 to 15 carbon atoms, and even more preferably has 1 to 10 carbon atoms.
  • the cycloalkyl group may be monocyclic or polycyclic, preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, more preferably a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and still more preferably a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms.
  • the aryl group may be monocyclic or polycyclic, preferably having 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 15 carbon atoms, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms.
  • the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group described above may further have a substituent. Furthermore, A 31- and R a1 may be bonded to each other to form a ring.
  • the divalent linking group as L a1 is not particularly limited, but includes alkylene groups, cycloalkylene groups, aromatic groups, -O-, -CO-, -COO-, and groups formed by combining two or more of these. represent.
  • the alkylene group may be linear or branched and preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms.
  • the cycloalkylene group may be monocyclic or polycyclic, and preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms.
  • the aromatic group is a divalent aromatic group, preferably an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, and more preferably an aromatic group having 6 to 15 carbon atoms.
  • the aromatic ring constituting the aromatic group is not particularly limited, but examples include aromatic rings having 6 to 20 carbon atoms, and specific examples include benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, and thiophene ring. .
  • the aromatic ring constituting the aromatic group is preferably a benzene ring or a naphthalene ring, and more preferably a benzene ring.
  • the alkylene group, cycloalkylene group, and aromatic group may further have a substituent, and the substituent is preferably a halogen atom.
  • L a1 preferably represents a single bond.
  • Examples of the photodegradable onium salt compound PG1 include paragraphs [0135] to [0171] of International Publication No. 2018/193954, paragraphs [0077] to [0116] of International Publication No. 2020/066824, and International Publication 2017/ It is also preferable to use the photoacid generators disclosed in paragraphs [0018] to [0075] and [0334] to [0335] of Publication No. 154345.
  • the molecular weight of the photodegradable onium salt compound PG1 is preferably 3000 or less, more preferably 2000 or less, and even more preferably 1000 or less.
  • Photodegradable onium salt compound PG2 Photodegradable onium salt compound PG2
  • compound (I) and compound (II) hereinafter, “compound (I) and compound (II)
  • photodegradable onium salt compound PG2 is a compound that has two or more of the above-described salt structure sites and generates a polyvalent organic acid upon exposure to light.
  • the photodegradable onium salt compound PG2 will be explained below.
  • Compound (I) is a compound having one or more of the following structural moieties X and one or more of the following structural moieties Y, and the following first acidic acid derived from the following structural moiety This is a compound that generates an acid containing the following second acidic site derived from the structural site Y below. structural site _ _ _ 2 - and a cationic site M 2 + , and forms a second acidic site represented by HA 2 upon irradiation with actinic rays or radiation. However, compound (I) satisfies the following condition I.
  • a compound PI obtained by replacing the cation moiety M 1 + in the structural moiety X and the cation moiety M 2 + in the structural moiety Y with H + in the compound (I) is The acid dissociation constant a1 derived from the acidic site represented by HA 1 is obtained by replacing the cationic site M 1 + with H + , and the acid dissociation constant a1 derived from the acidic site represented by HA 1 is obtained by replacing the cationic site M 2 + in the structural site Y with H + It has an acid dissociation constant a2 derived from the acidic site represented by HA 2 , and the acid dissociation constant a2 is larger than the acid dissociation constant a1.
  • the above-mentioned compound PI corresponds to an acid generated when compound (I) is irradiated with actinic rays or radiation.
  • compound (I) has two or more structural sites X
  • the structural sites X may be the same or different.
  • the two or more A 1 ⁇ and the two or more M 1 + may be the same or different.
  • the above A 1 - and the above A 2 - , and the above M 1 + and the above M 2 + may be the same or different, but the above A 1 - and the above Preferably, each A 2 - is different.
  • the anionic moiety A 1 - and the anionic moiety A 2 - are structural moieties containing negatively charged atoms or atomic groups, for example, the formulas (AA-1) to (AA-3) and the formula (BB Examples include structural sites selected from the group consisting of -1) to (BB-6). Note that in the following formulas (AA-1) to (AA-3) and formulas (BB-1) to (BB-6), * represents the bonding position.
  • R A represents a monovalent organic group. Examples of the monovalent organic group represented by R A include a cyano group, a trifluoromethyl group, and a methanesulfonyl group.
  • the cationic site M 1 + and the cationic site M 2 + are structural sites containing positively charged atoms or atomic groups, such as monovalent organic cations.
  • the organic cation is not particularly limited, but is preferably an organic cation (cation (ZaI)) represented by the above-mentioned formula (ZaI) or an organic cation (cation (ZaII)) represented by the formula (ZaII).
  • Compound (II) is a compound having two or more of the above structural moieties It is a compound that generates an acid containing two or more sites and the above structural site Z.
  • Structural site Z nonionic site capable of neutralizing acids
  • the above compound (II) is a compound PII (acid) having an acidic site represented by HA 1 obtained by replacing the above cation site M 1 + in the above structural site X with H + by irradiation with actinic rays or radiation. It can occur. That is, compound PII represents a compound having the acidic site represented by HA 1 above and the structural site Z, which is a nonionic site capable of neutralizing acid.
  • the definition of the structural moiety X and the definitions of A 1 - and M 1 + in compound (II) are the same as the definition of the structural moiety X and A 1 - and M 1 + in compound (I) described above. It has the same meaning as the definition, and the preferred embodiments are also the same.
  • the two or more structural sites X may be the same or different.
  • the two or more A 1 ⁇ and the two or more M 1 + may be the same or different.
  • the nonionic site that can neutralize the acid in the structural site Z is not particularly limited, and is preferably a site that contains a group that can electrostatically interact with protons or a functional group that has electrons. .
  • a group capable of electrostatic interaction with protons or a functional group having electrons a functional group having a macrocyclic structure such as a cyclic polyether, or a nitrogen atom having a lone pair of electrons that does not contribute to ⁇ conjugation is used. Examples include functional groups having such a functional group.
  • a nitrogen atom having a lone pair of electrons that does not contribute to ⁇ conjugation is, for example, a nitrogen atom having a partial structure shown in the following formula.
  • partial structures of functional groups having groups or electrons that can electrostatically interact with protons include crown ether structures, aza crown ether structures, primary to tertiary amine structures, pyridine structures, imidazole structures, and pyrazine structures. Among them, primary to tertiary amine structures are preferred.
  • the molecular weight of the photodegradable onium salt compound PG2 is preferably 100 to 10,000, more preferably 100 to 2,500, even more preferably 100 to 1,500.
  • the resist composition contains a photodegradable onium salt compound
  • its content is not particularly limited, but is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more based on the total solid content of the composition. It is preferably 5.0% by mass or more, and more preferably 5.0% by mass or more. Further, the content is preferably 40.0% by mass or less, more preferably 30.0% by mass or less.
  • the photodegradable onium salt compounds may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used, it is preferable that the total content is within the above-mentioned preferred content range.
  • the resist composition may contain a surfactant.
  • a surfactant is included, a pattern with better adhesion and fewer development defects can be formed.
  • the surfactant is preferably a fluorine-based and/or silicon-based surfactant. Examples of the fluorine-based and/or silicon-based surfactants include the surfactants disclosed in paragraphs [0218] and [0219] of International Publication No. 2018/193954.
  • surfactants may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the surfactant is preferably 0.0001 to 2% by mass, more preferably 0.0005 to 1% by mass, based on the total solid content of the composition.
  • Step 1 Forming a resist film on a substrate using a resist composition
  • Step 2 Exposing the resist film to light
  • Step 3 Developing the exposed resist film using a developer containing an organic solvent
  • Step 1 is a step of forming a resist film on a substrate using a resist composition.
  • the definition of the resist composition is as described above.
  • Examples of methods for forming a resist film on a substrate using a resist composition include a method of applying a resist composition onto a substrate. Note that it is preferable to filter the resist composition as necessary before coating.
  • the pore size of the filter is preferably 0.1 ⁇ m or less, more preferably 0.05 ⁇ m or less, and even more preferably 0.03 ⁇ m or less.
  • the filter is preferably made of polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon.
  • the resist composition can be applied onto a substrate (eg, silicon, silicon dioxide coated), such as those used in the manufacture of integrated circuit devices, by any suitable application method, such as a spinner or coater.
  • the coating method is preferably spin coating using a spinner.
  • the rotational speed during spin coating using a spinner is preferably 1000 to 3000 rpm.
  • the substrate may be dried to form a resist film.
  • various base films an inorganic film, an organic film, an antireflection film may be formed under the resist film.
  • drying method examples include a method of drying by heating. Heating can be carried out using a means provided in an ordinary exposure machine and/or developing machine, or may be carried out using a hot plate or the like.
  • the heating temperature is preferably 80 to 150°C, more preferably 80 to 140°C, even more preferably 80 to 130°C.
  • the heating time is preferably 30 to 1000 seconds, more preferably 60 to 800 seconds, even more preferably 60 to 600 seconds.
  • the thickness of the resist film is not particularly limited, but is preferably 10 to 120 nm from the standpoint of forming fine patterns with higher precision. Among these, in the case of EUV exposure and EB exposure, the thickness of the resist film is more preferably 10 to 65 nm, and even more preferably 15 to 50 nm. Further, in the case of ArF immersion exposure, the thickness of the resist film is more preferably 10 to 120 nm, and even more preferably 15 to 90 nm.
  • a top coat may be formed on the upper layer of the resist film using a top coat composition.
  • the top coat composition does not mix with the resist film and can be uniformly applied to the upper layer of the resist film.
  • the top coat is not particularly limited, and a conventionally known top coat can be formed by a conventionally known method. Can be formed.
  • Specific examples of basic compounds that may be included in the top coat include basic compounds that may be included in the resist composition.
  • the top coat contains a compound containing at least one group or bond selected from the group consisting of an ether bond, a thioether bond, a hydroxyl group, a thiol group, a carbonyl bond, and an ester bond.
  • Step 2 is a step of exposing the resist film.
  • the exposure method include a method of irradiating the formed resist film with actinic rays or radiation through a predetermined mask.
  • Actinic light or radiation includes infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, extreme ultraviolet light, X-rays, and electron beams, preferably 250 nm or less, more preferably 220 nm or less, particularly preferably 1 to Deep ultraviolet light with a wavelength of 200 nm, specifically KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F2 excimer laser (157 nm), EUV (13 nm), X-rays, and electron beams.
  • post-exposure heat treatment also referred to as post-exposure bake
  • the post-exposure heat treatment accelerates the reaction in the exposed area, resulting in better sensitivity and pattern shape.
  • the heating temperature is preferably 80 to 150°C, more preferably 80 to 140°C, even more preferably 80 to 130°C.
  • the heating time is preferably 10 to 1000 seconds, more preferably 10 to 180 seconds, and even more preferably 30 to 120 seconds. Heating can be carried out using means provided in a normal exposure machine and/or developing machine, and may be carried out using a hot plate or the like.
  • Step 3 is a step of developing the exposed resist film using a developer to form a pattern.
  • the developer is a developer containing an organic solvent (hereinafter also referred to as an organic developer).
  • Development methods include, for example, a method in which the 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 the substrate is left still for a certain period of time for development (paddle method). ), a method of spraying the developer onto the substrate surface (spray method), and a method of continuously discharging the developer while scanning the developer discharge nozzle at a constant speed onto the rotating substrate (dynamic dispensing method). can be mentioned. Further, after the step of developing, a step of stopping the development may be carried out while substituting another solvent.
  • the development time is not particularly limited as long as the resin in the unexposed areas is sufficiently dissolved, and is preferably 10 to 300 seconds, more preferably 20 to 120 seconds.
  • the temperature of the developer is preferably 0 to 50°C, more preferably 15 to 35°C.
  • the organic developer is a developer containing at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents, and hydrocarbon solvents. It is preferable to have one.
  • a plurality of the above-mentioned solvents may be mixed together, or may be mixed with a solvent other than the above-mentioned ones or water.
  • the water content of the developer as a whole is preferably less than 50% by mass, more preferably less than 20% by mass, even more preferably less than 10% by mass, and particularly preferably substantially free of water.
  • the content of the organic solvent in the organic developer is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 80% by mass or more and 100% by mass or less, and 90% by mass or more and 100% by mass, based on the total amount of the developer. The following is more preferable, and 95% by mass or more and 100% by mass or less is particularly preferable.
  • the pattern forming method preferably includes a step of cleaning using a rinsing liquid after step 3.
  • the rinsing solution used in the rinsing step after the development step using an organic developer is not particularly limited as long as it does not dissolve the pattern, and solutions containing common organic solvents can be used.
  • the rinsing liquid contains at least one organic solvent selected from the group consisting of hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents. is preferred.
  • the method of the rinsing process is not particularly limited, and examples include a method in which the rinsing liquid is continuously discharged onto the substrate rotating at a constant speed (rotary coating method), and a method in which the substrate is immersed in a tank filled with the rinsing liquid for a certain period of time. (dip method), and a method of spraying a rinsing liquid onto the substrate surface (spray method).
  • the pattern forming method of the present invention may include a heating step (Post Bake) after the rinsing step. In this step, the developer and rinse solution remaining between patterns and inside the patterns due to baking are removed. This step also has the effect of smoothing the resist pattern and improving surface roughness of the pattern.
  • the heating step after the rinsing step is usually carried out at 40 to 250°C (preferably 90 to 200°C) for 10 seconds to 3 minutes (preferably 30 seconds to 120 seconds).
  • the substrate may be etched using the formed pattern as a mask. That is, the pattern formed in step 3 may be used as a mask to process the substrate (or the lower film and the substrate) to form a pattern on the substrate.
  • the method of processing the substrate (or the lower layer film and the substrate) is not particularly limited, but by performing dry etching on the substrate (or the lower layer film and the substrate) using the pattern formed in step 3 as a mask, the substrate is processed.
  • a method of forming a pattern is preferred.
  • the dry etching is preferably oxygen plasma etching.
  • the resist composition and various materials used in the pattern forming method of the present invention do not contain impurities such as metals. Preferably, it does not contain.
  • the content of impurities contained in these materials is preferably 1 mass ppm or less, more preferably 10 mass ppt or less, even more preferably 100 mass ppt or less, particularly preferably 10 mass ppt or less, and most preferably 1 mass ppt or less.
  • examples of metal impurities include Na, K, Ca, Fe, Cu, Mg, Al, Li, Cr, Ni, Sn, Ag, As, Au, Ba, Cd, Co, Pb, Ti, V, Examples include W, and Zn.
  • Examples of methods for removing impurities such as metals from various materials include filtration using a filter. Details of filtration using a filter are described in paragraph [0321] of International Publication No. 2020/004306.
  • methods for reducing impurities such as metals contained in various materials include, for example, selecting raw materials with low metal content as raw materials constituting various materials, and filtering raw materials constituting various materials. and a method in which distillation is carried out under conditions where contamination is suppressed as much as possible by lining the inside of the apparatus with Teflon (registered trademark).
  • impurities may be removed using an adsorbent, or a combination of filter filtration and an adsorbent may be used.
  • adsorbent known adsorbents can be used, such as inorganic adsorbents such as silica gel and zeolite, and organic adsorbents such as activated carbon.
  • inorganic adsorbents such as silica gel and zeolite
  • organic adsorbents such as activated carbon.
  • metal impurities have been sufficiently removed from the manufacturing equipment can be confirmed by measuring the content of metal components contained in the cleaning liquid used to clean the manufacturing equipment.
  • the content of metal components contained in the cleaning solution after use is preferably 100 parts per trillion or less, more preferably 10 parts per trillion or less, and even more preferably 1 parts per trillion or less.
  • Conductive compounds are added to organic processing solutions such as rinse solutions to prevent damage to chemical piping and various parts (filters, O-rings, tubes, etc.) due to static electricity charging and subsequent electrostatic discharge. You may.
  • the conductive compound is not particularly limited, and for example, methanol may be mentioned.
  • the amount added is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less in terms of maintaining favorable development characteristics or rinsing characteristics.
  • Examples of chemical liquid piping include SUS (stainless steel), polyethylene or polypropylene treated with antistatic treatment, or various types of piping coated with fluororesin (polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, etc.). can be used.
  • antistatically treated polyethylene, polypropylene, or fluororesin polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, etc.
  • the present invention also relates to an electronic device manufacturing method including the above-described pattern forming method, and an electronic device manufactured by this manufacturing method.
  • the electronic device of the present invention is preferably installed in electrical and electronic equipment (home appliances, office automation (OA), media-related equipment, optical equipment, communication equipment, etc.).
  • the weight average molecular weight (Mw) and dispersity (Mw/Mn) of Polymers A-1 to A-22 and B-1 to B-2 were measured by GPC (carrier: tetrahydrofuran (THF)) (polystyrene (converted quantity). Further, the composition ratio (mol% ratio) of the polymer was measured by 13 C-NMR (Nuclear Magnetic Resonance).
  • each raw material monomer is as follows.
  • the raw material monomer for repeating unit A in Table 1 is a monomer selected from the following monomers M-1 to M-9, M-21, and M-23.
  • the raw material monomer for repeating unit B in Table 2 is a monomer selected from the following monomers M-10 to M-22.
  • monomer M-1 and monomer M-5 are used as raw material monomers for repeating unit A.
  • monomer M-10 and monomer M-12 are used as raw material monomers for repeating unit B.
  • both Polymer A-21 and Polymer A-22 correspond to polymers having three types of repeating units.
  • H-1 Megafac F176 (manufactured by DIC Corporation, fluorine-based surfactant) ⁇ solvent ⁇
  • the solvents shown in Table 2 are shown below.
  • G-1 Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
  • G-2 Propylene glycol monomethyl ether (PGME)
  • G-3 Propylene glycol monoethyl ether (PGEE)
  • G-4 Cyclohexanone
  • G-6 ⁇ -butyrolactone
  • G-8 Cyclopentanone
  • a silicon wafer having a resist film obtained by the above procedure was exposed using an EUV exposure device (manufactured by Exitech, Micro Exposure Tool, NA 0.3, Quadrupol, outer sigma 0.68, inner sigma 0.36). Pattern irradiation was performed. As the reticle, a mask with a line size of 20 nm and a line:space ratio of 1:1 was used. The exposed resist film was baked at 90° C. for 60 seconds, developed with butyl acetate for 30 seconds, rinsed with butyl acetate, and spin-dried to obtain a pattern.
  • EUV exposure device manufactured by Exitech, Micro Exposure Tool, NA 0.3, Quadrupol, outer sigma 0.68, inner sigma 0.36.
  • LWR (nm) The pattern obtained in the above ⁇ Pattern Formation> was observed from above the pattern using a length-measuring scanning electron microscope (SEM (S-9380II, manufactured by Hitachi, Ltd.)). The line width of the pattern was observed at 250 locations, and the measurement variation was evaluated using 3 ⁇ and defined as LWR (nm). The smaller the LWR value, the better the LWR performance.
  • the LWR evaluation is preferably 4.0 or less, more preferably 3.5 or less, even more preferably 3.4 or less, particularly preferably 3.2 or less, and most preferably 3.0 or less.
  • the resist composition contains a polymer containing a repeating unit represented by the above formula (1) and a repeating unit represented by the above formula (2).
  • (Y1) X in the repeating unit represented by the above formula (1) in the above polymer represents a chlorine atom.
  • the repeating unit represented by the above formula (2) in the above polymer includes the repeating unit represented by the above formula (2)-1.
  • the content of iodine atoms in the polymer is 40% by mass or more based on the total mass of the polymer.
  • the resist composition contains an ionic compound (a photodegradable onium salt compound).
  • Example 21 and Example 22 the polymer is a ternary polymer, and the repeating unit corresponding to the repeating unit represented by formula (1) contains a repeating unit in which X is a non-chlorine atom. Therefore, for example, when compared with Example 1, the resolution and LWR were inferior.

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Abstract

本発明の第1の課題は、解像性に優れ、且つ、LWR性能に優れるパターンを形成可能な感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を提供することである。また、本発明の第2の課題は、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に関する、レジスト膜、パターン形成方法、及び、電子デバイスの製造方法を提供することである。 本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、X線、電子線、又は極端紫外線の照射により主鎖が切断される重合体と、溶剤とを含み、 上記重合体がハロゲン原子を含み、 上記ハロゲン原子の含有量が、上記重合体の全質量に対して、40質量%以上であり、 上記重合体の重量平均分子量が25,000以上である。

Description

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、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、レジスト膜、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。
 KrFエキシマレーザー(248nm)用レジスト以降、光吸収による感度低下を補うべく、化学増幅を利用したパターン形成方法が用いられている。例えば、ポジ型の化学増幅法では、まず、露光部に含まれる光酸発生剤が、光照射により分解して酸を発生する。そして、露光後のベーク(PEB:Post Exposure Bake)過程等において、発生した酸の触媒作用により、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含まれる樹脂が有するアルカリ不溶性の基をアルカリ可溶性の基に変化させる等して現像液に対する溶解性を変化させる。その後、例えば塩基性水溶液を用いて、現像を行う。これにより、露光部を除去して、所望のパターンを得る。
 半導体素子の微細化のために、露光光源の短波長化及び投影レンズの高開口数(高NA)化が進み、現在では、193nmの波長を有するArFエキシマレーザーを光源とする露光機が開発されている。また、昨今では、極端紫外線(EUV光: Extreme Ultraviolet)及び電子線(EB:Electron Beam)を光源としたパターン形成方法も検討されつつある。
 このような現状のもと、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物として、種々の構成が提案されている。
 例えば、特許文献1の実施例欄(例えば、重合体C1等)では、電子線の照射により主鎖が切断して分子量低下を生じ得る重合体を開示している。
国際公開第2021/029035号
 本発明者らは、特許文献1を参照して所定の重合体を含む感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を調製して検討したところ、解像性が昨今要求される水準を満たしておらず、更なる改善の余地があることを明らかとした。また、上記組成物により形成されるパターンは、LWR(line width roughness)性能が劣り、更なる改善の余地があることを明らかとした。
 そこで、本発明は、解像性に優れ、且つ、LWR性能に優れるパターンを形成可能な感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を提供することを課題とする。
 また、本発明は、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に関する、レジスト膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法を提供することを課題とする。
 本発明者らは、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
 〔1〕 X線、電子線、又は極端紫外線の照射により主鎖が切断される重合体と、溶剤とを含み、
 上記重合体がハロゲン原子を含み、
 上記ハロゲン原子の含有量が、上記重合体の全質量に対して、40質量%以上であり、
 上記重合体の重量平均分子量が25,000以上である、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
 〔2〕 上記重合体が、後述する式(1)で表される繰り返し単位を含む、〔1〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
 〔3〕 上記Xが、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子からなる群から選ばれるハロゲン原子を表す、〔2〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
 〔4〕 上記Xが、塩素原子を表す、〔2〕又は〔3〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
 〔5〕 上記Aが、ハロゲン原子を有する有機基を表す、〔2〕~〔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〕 上記Aが、ヨウ素原子を有する有機基を表す、〔2〕~〔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〕 上記重合体が、更に、後述する式(2)で表される繰り返し単位を含む、〔2〕~〔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〕 上記Aが、ハロゲン原子を有する有機基を表す、〔7〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
 〔9〕 上記式(2)で表される繰り返し単位が、後述する式(2)-1で表される繰り返し単位~後述する式(2)-4で表される繰り返し単位からなる群から選ばれるいずれか1種以上の繰り返し単位を含む、〔7〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
 〔10〕 上記Arは、ハロゲン原子を含む置換基を有するアリール基を表し、
 上記Rは、ハロゲン原子を含む置換基を有する炭化水素基を表し、
 上記R及び上記Rの少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む置換基を有する炭化水素基を表し、
 上記Rは、ハロゲン原子を含む置換基を有する炭化水素基を表す、〔9〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
 〔11〕 上記ハロゲン原子が、ヨウ素原子を表す、〔8〕又は〔10〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
 〔12〕 上記式(2)で表される繰り返し単位が、上記式(2)-1で表される繰り返し単位を含む、〔9〕~〔11〕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。
 〔13〕 上記重合体がヨウ素原子を含み、且つ、上記ヨウ素原子の含有量が、上記重合体の全質量に対して、40質量%以上である、〔1〕~〔12〕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。
 〔14〕 更に、イオン性化合物を含む、〔1〕~〔13〕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。
 〔15〕 上記イオン性化合物が、光分解型オニウム塩化合物である、〔14〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
 〔16〕 〔1〕~〔15〕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用いて形成された、レジスト膜。
 〔17〕 〔1〕~〔15〕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用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程と、
 上記レジスト膜を露光する工程と、
 上記露光されたレジスト膜を有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程と、を有する、パターン形成方法。
 〔18〕 〔17〕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、解像性に優れ、且つ、LWR性能に優れるパターンを形成可能な感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を提供できる。
 また、本発明によれば、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に関する、レジスト膜、パターン形成方法、及び、電子デバイスの製造方法を提供できる。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされる場合があるが、本発明はそのような実施態様に限定されない。
 本明細書中における基(原子団)の表記について、本発明の趣旨に反しない限り、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さない基と共に置換基を有する基をも包含する。例えば、「アルキル基」とは、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。また、本明細書中における「有機基」とは、少なくとも1個の炭素原子を含む基をいう。
 置換基は、特に断らない限り、1価の置換基が好ましい。
 本明細書中における「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、極端紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet)、X線、及び電子線(EB:Electron Beam)等を意味する。本明細書中における「光」とは、活性光線又は放射線を意味する。
 本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、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、極端紫外線、X線、及びEUV光等による露光のみならず、電子線、及びイオンビーム等の粒子線による描画も含む。
 本明細書において、「~」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
 本明細書において表記される2価の基の結合方向は、特に断らない限り制限されない。例えば、「X-Y-Z」なる式で表される化合物中の、Yが-COO-である場合、Yは、-CO-O-であってもよく、-O-CO-であってもよい。また、上記化合物は「X-CO-O-Z」であってもよく「X-O-CO-Z」であってもよい。
 本明細書において、樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び分散度(分子量分布ともいう)(Mw/Mn)は、GPC(Gel Permeation Chromatography)装置(東ソー製HLC-8120GPC)によるGPC測定(溶媒:テトラヒドロフラン、流量(サンプル注入量):10μL、カラム:東ソー社製TSK gel Multipore HXL-M、カラム温度:40℃、流速:1.0mL/分、検出器:示差屈折率検出器(Refractive Index Detector))によるポリスチレン換算値として定義される。
 本明細書において酸解離定数(pKa)とは、水溶液中でのpKaを表し、具体的には、下記ソフトウェアパッケージ1を用いて、ハメットの置換基定数及び公知文献値のデータベースに基づいた値を、計算により求められる値である。本明細書中に記載したpKaの値は、全て、このソフトウェアパッケージを用いて計算により求めた値を示す。
 ソフトウェアパッケージ1: Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V8.14 for Solaris (1994-2007 ACD/Labs)。
 一方で、pKaは、分子軌道計算法によっても求められる。この具体的な方法としては、熱力学サイクルに基づいて、水溶液中におけるH解離自由エネルギーを計算することで算出する手法が挙げられる。H解離自由エネルギーの計算方法については、例えばDFT(密度汎関数法)により計算することができるが、他にも様々な手法が文献等で報告されており、これに制限されるものではない。なお、DFTを実施できるソフトウェアは複数存在するが、例えば、Gaussian16が挙げられる。
 本明細書中のpKaとは、上述した通り、ソフトウェアパッケージ1を用いて、ハメットの置換基定数及び公知文献値のデータベースに基づいた値を計算により求められる値を指すが、この手法によりpKaが算出できない場合には、DFT(密度汎関数法)に基づいてGaussian16により得られる値を採用するものとする。
 また、本明細書中のpKaは、上述した通り「水溶液中でのpKa」を指すが、水溶液中でのpKaが算出できない場合には、「ジメチルスルホキシド(DMSO)溶液中でのpKa」を採用するものとする。
 本明細書において、ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。
 本明細書において、固形分とは、レジスト膜を形成する成分を意図し、溶剤は含まれない。また、レジスト膜を形成する成分であれば、その性状が液体状であっても、固形分とみなす。
[感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物]
 本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(以下「レジスト組成物」ともいう。)の特徴点としては、X線、電子線、又は極端紫外線の照射により主鎖が切断される重合体(以下「特定重合体」ともいう。)を含む。特定重合体は、ハロゲン原子を含み、ハロゲン原子の含有量が、重合体の全質量に対して40質量%以上であり、且つ、重量平均分子量が25,000以上である。
 本発明のレジスト組成物は、上記構成により、解像性に優れ、LWR性能に優れたパターンを形成できる。
 これは、詳細には明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。
 レジスト組成物が含む特定重合体は、重量平均分子量が25,000以上と高いことに起因して、X線、電子線、又は極端紫外線の照射を受けると、露光部においては主鎖分解効率に優れて、現像液に対して高溶解性となり、一方で、未露光部では現像液に対して低溶解性となり易い。この結果として、レジスト組成物により形成された膜は、露光部と未露光部での溶解コントラストに優れ、限界解像が小さくなる(つまり、解像性に優れる)と推測される。また、レジスト組成物が含む特定重合体は、ハロゲン原子を重合体の全質量に対して40質量%以上と高含有率で含むことに起因して光吸収性が高い。この結果として、レジスト組成物により形成された膜は、X線、電子線、又は極端紫外線の照射を受けると、露光部における光子の揺らぎが小さく、形成されるパターンのLWRが優れると推測される。本発明者らは、今般の検討により、レジスト組成物が含む特定重合体の重量平均分子量とハロゲン原子の含有量とがいずれも所定値以上である場合、解像性と、形成されるパターンのLWR性能とを著しく向上できることを明らかとした。
 以下において、レジスト組成物の解像性がより優れること、及び/又は、レジスト組成物から形成されるパターンのLWR性能がより優れることを、「本発明の効果がより優れる」ともいう。
 以下、まず、レジスト組成物に含まれる各種成分について説明する。
〔特定重合体〕
 特定重合体は、X線、電子線、又は極端紫外線の照射によって主鎖が切断される、いわゆる主鎖切断型ポリマーに該当する。
 特定重合体は、主鎖切断型ポリマーであれば特に制限されず、ホモポリマーであっても共重合体であってもよい。特定重合体としては、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、後述するように、式(1)で表される繰り返し単位を含む重合体であるのが好ましく、式(1)で表される繰り返し単位と式(2)で表される繰り返し単位とを含む重合体であるがより好ましい。
 特定重合体は、ハロゲン原子を含む。
 特定重合体におけるハロゲン原子の導入位置としては特に制限されない。特定重合体としては、なかでも、ハロゲン原子を含む繰り返し単位を有しているのが好ましい。
 ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子からなる群から選ばれる1種以上が好ましく、本発明の効果がより優れる点で、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子からなる群から選ばれる1種以上がより好ましく、ヨウ素原子を少なくとも含むのが更に好ましく、塩素原子及びヨウ素原子をいずれも含むのが特に好ましい。
 特定重合体におけるハロゲン原子の含有量は、重合体の全質量に対して、40質量%以上であり、本発明の効果がより優れる点で、50質量%以上が好ましく、55質量%以上がより好ましい。なお、上限値としては、特に制限されないが、例えば、85質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。なお、特定重合体がハロゲン原子を2種以上含む場合、その合計含有量が、上記好適含有量の範囲内であるのが好ましい。
 特定重合体がフッ素原子を含む場合、フッ素原子の含有量の下限値としては、重合体の全質量に対して、3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましい。なお、上限値としては、特に制限されないが、例えば、55質量%以下が好ましく、45質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましく、15質量%以下が特に好ましい。
 特定重合体が塩素原子を含む場合、塩素原子の含有量の下限値としては、重合体の全質量に対して、3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましい。なお、上限値としては、特に制限されないが、例えば、65質量%以下が好ましく、55質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましく、25質量%以下が特に好ましい。
 特定重合体が臭素原子を含む場合、臭素原子の含有量の下限値としては、重合体の全質量に対して、3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上が更に好ましく、15質量%以上が特に好ましい。なお、上限値としては、特に制限されないが、例えば、70質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましく、30質量%以下が特に好ましい。
 特定重合体がヨウ素原子を含む場合、ヨウ素原子の含有量の下限値としては、重合体の全質量に対して、30質量%以上であるのが好ましく、40質量%以上であるのがより好ましく、50質量%以上であるのが更に好ましい。なお、上限値としては、特に制限されないが、例えば、85質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。
 特定重合体は、なかでも、上述のとおり、ハロゲン原子として、塩素原子及びヨウ素原子を含むのが好ましい。
 特定重合体が塩素原子及びヨウ素原子を含む場合、特定重合体における塩素原子の含有量の下限値は、重合体の全質量に対して、3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましい。なお、上限値としては、特に制限されないが、例えば、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。また、特定重合体が塩素原子及びヨウ素原子を含む場合、特定重合体におけるヨウ素原子の含有量の下限値は、重合体の全質量に対して、30質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、50質量%以上が更に好ましい。なお、特定重合体におけるヨウ素原子の含有量の上限値としては、塩素原子とヨウ素原子の含有量の合計が、例えば、85質量%以下となる量が好ましく、80質量%以下となる量がより好ましい。
 特定重合体の重量平均分子量の下限値は、25,000以上であり、耐熱性向上、ドライエッチング耐性の劣化抑制、及び本発明の効果がより優れる点で、30,000以上がより好ましく、35,000以上が更に好ましく、40,000以上が特に好ましく、50,000以上が最も好ましい。また、上限値としては、現像適性がより優れる点及び粘度が高くなって製膜性が劣化するのをより抑制できる点で、例えば、200,000以下が好ましく、150,000以下がより好ましく、100,000以下が更に好ましく、85,000以下が特に好ましい。なお、上記重量平均分子量の値は、GPC法によりポリスチレン換算値として求められる値である。
 特定重合体の分散度(分子量分布)は、通常、1.0~5.0であり、1.0~3.0が好ましく、1.2~3.0がより好ましく、1.2~2.5が更に好ましい。分散度が上記範囲にある場合、解像度及びレジスト形状がより優れやすい。
 以下、特定重合体の構造の好適な一態様を示す。
 特定重合体としては、本発明の効果がより優れる点で、式(1)で表される繰り返し単位を含む重合体であるのが好ましく、式(1)で表される繰り返し単位と式(2)で表される繰り返し単位とを含む重合体であるがより好ましい。
 以下、式(1)で表される繰り返し単位、及び、式(2)で表される繰り返し単位について説明する。
<式(1)で表される繰り返し単位>
 式(1)中、Xは、ハロゲン原子を表す。Lは、-O-又は-NR-を表す。Rは、水素原子又は有機基を表す。R及びAは、各々独立に、水素原子又は有機基を表す。Rは、A又はRと互いに連結して環を形成してもよい。
 Xで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子等が挙げられる。Xで表されるハロゲン原子としては、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
 R、R、及びAで表される有機基としては特に制限されず、例えば、下記有機基Wに例示する基が挙げられる。
(有機基W)
 有機基Wは、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アラルキル基、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシル基(アルキルカルボニル基又はアリールカルボニル基)、アシルオキシ基(アルキルカルボニルオキシ基又はアリールカルボニルオキシ基)、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキル又はアリールスルフィニル基、アルキル又はアリールスルホニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリール又はヘテロ環アゾ基、スルホンアミド基、イミド基、アシルアミノ基、カルバモイル基、及びラクトン基等が挙げられる。
 また、上述の各基は、可能な場合、更に置換基を有してもよい。例えば、置換基を有してもよいアルキル基も、有機基Wの一形態として含まれる。上記置換基としては特に制限されないが、例えば、上述の有機基Wとして示した各基のうちの1以上の基、ハロゲン原子、ニトロ基、1~3級のアミノ基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホン酸基、及びリン酸基等が挙げられる(以下、これらを「置換基T」という)。
 また、有機基Wが有する炭素数は、例えば、1~20である。
 また、有機基Wが有する水素原子以外の原子の数は、例えば、1~30である。
 また、有機基Wにおいて例示されるアルキル基の炭素数としては、1~20が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。
 アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。
 アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、及びn-ヘキシル基等の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、並びにノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が挙げられる。
 置換基を有してもよいアルキル基において、アルキル基が有してもよい置換基は特に制限されず、例えば、上述の置換基Tで例示される基等が挙げられ、本発明の効果がより優れる点で、ハロゲン原子が好ましく、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子からなる群から選ばれる1種以上が好ましく、ヨウ素原子がより好ましい。また、レジスト組成物が含み得る後段部で説明するイオン性化合物(例えば、光分解型オニウム塩化合物等)との相互作用性がより向上して本発明の効果がより優れる点で、置換基として、例えば、ヒドロキシ基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基等)、カルボキシル基、スルホン酸基、アミド基、及びスルホンアミド基等の相互作用性基(以下、「相互作用性基」という。)を有するのも好ましい。
 なお、上記フェノール性水酸基とは、芳香族環(芳香族炭化水素環及び芳香族複素環)の環員原子に置換した水酸基を意図する。上記アミド基としては特に制限されないが、例えば、-C(=O)-NHR(Rは、水素原子又は炭素数1~5のアルキル基を表す。)が挙げられる。
 有機基Wにおいて例示されるアルコキシ基(アルコキシ基を含む置換基(例えば、アルコキシカルボニルオキシ基)中のアルコキシ基部分も含む)におけるアルキル基部分、アラルキル基におけるアルキル基部分、アルキルカルボニル基におけるアルキル基部分、アルキルカルボニルオキシ基におけるアルキル基部分、アルキルチオ基におけるアルキル基部分、アルキルスルフィニル基におけるアルキル基部分、及びアルキルスルホニル基におけるアルキル部分としては、上記アルキル基が好ましい。また、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよいアルキルカルボニルオキシ基、置換基を有してもよいアルキルチオ基、置換基を有してもよいアルキルスルフィニル基、及び置換基を有してもよいアルキルスルホニル基において、アルコキシ基、アラルキル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルチオ基、アルキルスルフィニル基、及びアルキルスルホニル基が有してもよい置換基としては、置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 有機基Wにおいて例示されるアルケニル基は、直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。上記アルケニル基の炭素数は、2~20が好ましい。置換基を有してもよいアルケニル基において、アルケニル基が有してもよい置換基は、置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 有機基Wにおいて例示されるアルキニル基は、直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。上記アルキニル基の炭素数は、2~20が好ましい。置換基を有してもよいアルキニル基において、アルキニル基が有してもよい置換基は、置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 有機基Wにおいて例示されるアリール基は、特段の断りがない限り、単環及び多環(例えば、2~6環等)のいずれであってもよい。
 上記アリール基の環員原子の数は、6~15が好ましく、6~10がより好ましい。
 上記アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、又は、アントラニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
 置換基を有してもよいアリール基において、アリール基が有してもよい置換基は、置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 また、有機基Wにおいて例示される基のうち、アリール基を含む置換基(例えば、アリールオキシ基)中のアリール基部分についても、上記有機基Wにおいて例示されるアリール基と同様の例が挙げられる。
 有機基Wにおいて例示されるヘテロアリール基は、特段の断りがない限り、単環及び多環(例えば、2~6環等)のいずれであってもよい。
 ヘテロアリール基が環員原子として有するヘテロ原子の数は、例えば、1~10である。上記ヘテロ原子としては、例えば、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、テルル原子、リン原子、ケイ素原子、及びホウ素原子が挙げられる。
 上記ヘテロアリール基の環員原子の数は、5~15が好ましい。
 置換基を有してもよいヘテロアリール基において、ヘテロアリール基が有してもよい置換基は、置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 有機基Wにおいて例示されるヘテロ環とは、ヘテロ原子を環員原子として含む環を意図し、特段の断りがない限り、芳香族複素環及び脂肪族複素環のいずれでもよく、単環及び多環(例えば、2~6環等)のいずれであってもよい。
 ヘテロ環が環員原子として有するヘテロ原子の数は、例えば、1~10である。上記ヘテロ原子としては、例えば、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、テルル原子、リン原子、ケイ素原子、及びホウ素原子が挙げられる。
 上記ヘテロ環の環員原子の数は、5~15が好ましい。
 置換基を有してもよいヘテロ環において、ヘテロ環が有してもよい置換基は、置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 有機基Wにおいて例示されるラクトン基としては、5~7員環のラクトン基が好ましく、ビシクロ構造若しくはスピロ構造を形成する形で5~7員環のラクトン環に他の環構造が縮環しているものがより好ましい。
 置換基を有してもよいラクトン基において、ラクトン基が有してもよい置換基は、置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 R及びRとしては、なかでも、水素原子が好ましい。
 また、Aとしては、なかでも、ハロゲン原子(好ましくは、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子からなる群から選ばれる1種以上)を有する有機基を表すのが好ましく、ヨウ素原子を有する有機基を表すのが好ましい。なお、Aがハロゲン原子を有する有機基を表す場合、上記有機基は、ハロゲン原子以外の置換基を更に有してもよい。
 Rは、A又はRと互いに連結して環を形成してもよい。
 RがA又はRと互いに連結して形成する環としては特に制限されず、単環及び多環のいずれであってもよい。上記環は、環員原子として、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等のヘテロ原子、並びに/又は、カルボニル炭素を含んでいてもよい。
 上記環は、なかでも、5又は6員の脂環であるのが好ましい。
 以下、式(1)で表される繰り返し単位を構成するモノマーの具体例を挙げるが、これに制限されない。
<式(2)で表される繰り返し単位>
 式(2)中、Yは、炭化水素基を表す。Aは、有機基を表す。
 Yで表される炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のアルキル基、及び、アリール基等が挙げられる。
 Yで表される直鎖状、分岐鎖状、若しくは環状のアルキル基としては、有機基Wとして例示されたアルキル基であるのが好ましく、炭素数1~6のアルキル基がより好ましく、メチル基又はエチル基が更に好ましい。
 Yで表されるアリール基としては、有機基Wとして例示されたアリール基であるのが好ましく、フェニル基又はナフチル基がより好ましい。
 Aで表される有機基としては特に制限されないが、例えば、-CH-が-O-、-CO-、及び、-NR-からなる群から選択される1種以上の基で置換されていてもよい、置換基を有してもよい炭化水素基を表すのが好ましい。
 上記Rは、水素原子又は有機基を表す。
 上記置換基を有してもよい炭化水素基としては、例えば、置換基を有してもよいアルキル基(直鎖状、分岐鎖状、若しくは環状のいずれでもよい。)、及び置換基を有してもよいアリール基(単環及び多環のいずれでもよい。)が挙げられる。
 上記置換基を有してもよいアルキル基としては、有機基Wとして例示されたアルキル基であるのが好ましく、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基がより好ましい。上記アルキル基が有してもよい置換基としては、例えば、有機基Wとして上述した置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 上記置換基を有してもよいアリール基としては、有機基Wとして例示されたアリール基であるのが好ましく、置換基を有してもよいフェニル基がより好ましい。上記アリール基が有してもよい置換基としては、例えば、有機基Wとして上述した置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 また、上記Rで表される有機基としては特に制限されず、例えば、上段部にて説明した有機基Wが挙げられる。
 上記Aで表される-CH-が-O-、-CO-、及び、-NR-からなる群から選択される1種以上の基で置換されていてもよい、置換基を有してもよい炭化水素基としては、特に制限されないが、例えば、置換基を有してもよい炭化水素基、-O-L-R、-NR、及び-CO-L-R等が挙げられる。
 上記R~Rは、各々独立に、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。RとRは、互いに連結して環を形成してもよい。上記Lとしては、単結合又は-CO-を表す。上記Lとしては、-O-又は-NR-を表す。Rは、水素原子又は有機基を表す。
 また、RとRが互いに結合して形成する環としては特に制限されず、単環及び多環のいずれであってもよい。上記環は、環員原子として、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等のヘテロ原子、並びに/又は、カルボニル炭素を含んでいてもよい。
 上記環は、なかでも、5又は6員の脂環であるのが好ましい。
 なお、上記Rで表される有機基としては特に制限されず、例えば、上段部にて説明した有機基Wが挙げられる。
 上記Aとしては、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、置換基としてハロゲン原子を有するのが好ましい。つまり、上記Aとしては、ハロゲン原子を有する有機基を表すのが好ましい。上記ハロゲン原子としては、なかでも、本発明の効果がより優れる点で、ヨウ素原子であるのが好ましい。
 式(2)で表される繰り返し単位としては、本発明の効果がより優れる点で、なかでも、式(2)-1で表される繰り返し単位~式(2)-4で表される繰り返し単位からなる群から選ばれるいずれか1種以上の繰り返し単位を含むのが好ましく、式(2)-1で表される繰り返し単位を含むのがより好ましい。
 以下、式(2)-1~式(2)-4で表される繰り返し単位について説明する。
 式(2)-1~式(2)-4中のYは、式(2)中のYと同義であり、好適態様も同じである。
 式(2)-1中、Arは、置換基を有してもよいアリール基を表す。
 上記置換基を有してもよいアリール基としては、有機基Wとして例示されたアリール基であるのが好ましく、置換基を有してもよいフェニル基がより好ましい。上記アリール基が有してもよい置換基としては、例えば、有機基Wとして上述した置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 Arとしては、置換基を有するアリール基を表し、且つ、置換基がハロゲン原子を含むのが好ましい。換言すると、Arとしては、ハロゲン原子を含む置換基を有するアリール基であるのが好ましい。Arとしては、なかでも、置換基を有するアリール基を表し、且つ、置換基がヨウ素原子を含むのが好ましい。
 アリール基が置換基としてハロゲン原子を有する場合、ハロゲン原子の個数としては特に制限されないが、例えば、1~5が好ましく、1~3がより好ましい。
 式(2)-2~式(2)-4中のR、R、R、及びRは、各々独立に、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。
 上記R、R、R、及びRで表される置換基を有してもよい炭化水素基としては、置換基を有してもよいアルキル基(直鎖状、分岐鎖状、若しくは環状のいずれでもよい。)、及び置換基を有してもよいアリール基(単環及び多環のいずれでもよい。)が挙げられる。
 上記置換基を有してもよいアルキル基としては、有機基Wとして例示されたアルキル基であるのが好ましく、置換基を有してもよい炭素数1~6のアルキル基がより好ましい。上記アルキル基が有してもよい置換基としては、例えば、有機基Wとして上述した置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 上記置換基を有してもよいアリール基としては、有機基Wとして例示されたアリール基であるのが好ましく、置換基を有してもよいフェニル基がより好ましい。上記アリール基が有してもよい置換基としては、例えば、有機基Wとして上述した置換基を有してもよいアルキル基における置換基と同様の例が挙げられる。
 上記R及びRとしては、置換基を有する炭化水素基を表し、且つ、置換基がハロゲン原子を含むのが好ましい。換言すると、上記R及びRとしては、ハロゲン原子を含む置換基を有する炭化水素基であるのが好ましい。上記R及びRとしては、なかでも、置換基を有する炭化水素基を表し、且つ、置換基がヨウ素原子を含むのがより好ましい。
 また、上記R及びRの少なくとも一方は、置換基を有する炭化水素基を表し、且つ、置換基がハロゲン原子を含むのが好ましい。換言すると、上記R及びRの少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む置換基を有する炭化水素基であるのが好ましい。上記R及びRの少なくとも一方は、なかでも、置換基を有する炭化水素基を表し、且つ、置換基がヨウ素原子を含むのがより好ましい。
 また、RとRは、互いに連結して環を形成してもよい。RとRが互いに結合して形成する環としては特に制限されず、単環及び多環のいずれであってもよい。上記環は、環員原子として、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子等のヘテロ原子、並びに/又は、カルボニル炭素を含んでいてもよい。
 上記環は、なかでも、5又は6員の脂環であるのが好ましい。
 式(2)-4中、Lは、-O-又は-NR-を表す。Rは、水素原子又は有機基を表す。
 Rで表される有機基としては特に制限されず、例えば、上段部にて説明した有機基Wが挙げられる。
 式(2)で表される繰り返し単位は、α-メチルスチレン類、イソプロぺニルエーテル類、イソプロぺニルアミン類、及びメタクリル酸エステル類からなる群から選ばれる単量体に由来する繰り返し単位であるのも好ましい。
 以下、式(2)で表される繰り返し単位を構成するモノマーの具体例を挙げるが、これに制限されない。
 特定重合体は、上述のとおり、ホモポリマーであっても共重合体であってもよい。
 特定重合体の一態様としては、上記式(1)で表される繰り返し単位のホモポリマー、及び、上記式(1)で表される繰り返し単位と上記式(2)で表される繰り返し単位とを含む共重合体等が挙げられる。
 特定重合体において、上記式(1)で表される繰り返し単位と上記式(2)で表される繰り返し単位との合計の含有量は、全繰り返し単位に対して、90モル%以上であるのが好ましく、95モル%以上であるのがより好ましい。なお、上限値としては、100モル%以下が好ましい。
 特定重合体において、式(2)で表される繰り返し単位は、1種単独で含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
 特定重合体が上記式(1)で表される繰り返し単位と上記式(2)で表される繰り返し単位とを含む共重合体である場合、ランダム共重合体、ブロック共重合体、及び交互共重合体(上記式(1)で表される繰り返し単位と上記式(2)で表される繰り返し単位とがABAB・・・の様に交互に配置された共重合体)等のいずれの形態であってもよいが、なかでも、交互共重合体であるのが好ましい。
 特定重合体の好適な一態様として、特定重合体中の交互共重合体の存在割合が、特定重合体の全質量にして、90質量%以上である態様(好ましくは100質量%以上)である態様も挙げられる。
 特定重合体において、上記式(1)で表される繰り返し単位の含有量としては、全繰り返し単位に対して、10モル%以上であるのが好ましく、20モル%以上であるのがより好ましく、40モル%以上であるのが更に好ましい。また、その上限値としては、全繰り返し単位に対して、100モル%以下であるのが好ましく、80モル%以下であるのがより好ましく、70モル%以下であるのが更に好ましく、60モル%以下であるのが特に好ましい。
 なお、特定重合体において、式(1)で表される繰り返し単位は、1種単独で含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。2種以上含む場合は、その合計含有量が、上記好適含有量の範囲内であるのが好ましい。
 特定重合体において、上記式(2)で表される繰り返し単位の含有量としては、全繰り返し単位に対して、10モル%以上であるのが好ましく、20モル%以上であるのがより好ましく、40モル%以上であるのが更に好ましい。また、その上限値としては、全繰り返し単位に対して、例えば、95モル%以下が好ましく、90モル%以下であるのがより好ましく、80モル%以下であるのが更に好ましく、60モル%以下であるのが特に好ましい。
 なお、特定重合体において、式(2)で表される繰り返し単位は、1種単独で含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。2種以上含む場合は、その合計含有量が、上記好適含有量の範囲内であるのが好ましい。
 また、特定重合体において、上記式(2)-1で表される繰り返し単位の含有量としては、全繰り返し単位に対して、10モル%以上であるのが好ましく、20モル%以上であるのがより好ましく、40モル%以上であるのが更に好ましい。また、その上限値としては、全繰り返し単位に対して、例えば、95モル%以下が好ましく、90モル%以下であるのがより好ましく、80モル%以下であるのが更に好ましく、60モル%以下であるのが特に好ましい。
<その他の繰り返し単位>
 特定重合体は、本発明の効果を阻害しない範囲において、上述した繰り返し単位以外の他の繰り返し単位を含んでいてもよい。
 特定重合体は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成できる。
 特定重合体としては、本発明の効果がより優れる点で、下記X1を満たし、且つ、下記Y1~Y7のいずれか1つ以上(好ましくは3つ以上、より好ましくは4つ以上、更に好ましくは5つ以上、特に好ましくは6つ以上)満たすのが好ましい。
 (X1)特定重合体が、上述した式(1)で表される繰り返し単位及び上述した式(2)で表される繰り返し単位を含む。
 (Y1)特定重合体中の上述した式(1)で表される繰り返し単位におけるXが塩素原子を表す。
 (Y2)特定重合体中の上述した式(1)で表される繰り返し単位におけるAがハロゲン原子を含む。
 (Y3)特定重合体中の上述した式(1)で表される繰り返し単位におけるAがヨウ素原子を含む。
 (Y4)特定重合体中の上述した式(2)で表される繰り返し単位におけるAがハロゲン原子を含む。
 (Y5)特定重合体中の上述した式(2)で表される繰り返し単位におけるAがヨウ素原子を含む。
 (Y6)特定重合体中の上述した式(2)で表される繰り返し単位が、上述した式(2)-1で表される繰り返し単位を含む。
 (Y7)特定重合体中のヨウ素原子の含有量が、重合体の全質量に対して40質量%以上である。
 レジスト組成物において、特定重合体の含有量は、組成物の全固形分に対して、50.0質量%以上が好ましく、60.0質量%以上がより好ましく、70.0質量%以上が更に好ましい。また、上限値としては、100質量%以下であり、99.9質量%以下が好ましい。
 また、特定重合体は、1種で使用してもよいし、複数併用してもよい。2種以上使用する場合は、その合計含有量が、上記好適含有量の範囲内であるのが好ましい。
〔溶剤〕
 レジスト組成物は、溶剤を含む。
 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、並びに、(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つの少なくとも一方を含んでいるのが好ましい。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。
 このような溶剤と特定重合体とを組み合わせて用いた場合、レジスト組成物の塗布性が向上すると共に、現像欠陥数の少ないパターンが形成し易い。この理由として、これら溶剤は、特定重合体の溶解性、沸点、及び粘度のバランスに優れるため、レジスト組成物の組成物膜であるレジスト膜の膜厚のムラ及びスピンコート中の析出物の発生等を抑制できることに起因していると推測される。
 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(PGMEA:propylene glycol monomethylether acetate)、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(PGMEA)がより好ましい。
 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(PGME:propylene glycol monomethylether)、及び、プロピレングリコールモノエチルエーテル(PGEE:propylene glycol monoethylether)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。
 また、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:methyl 3-Methoxypropionate)、又は、3-エトキシプロピオン酸エチル(EEP:ethyl 3-ethoxypropionate)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、2-ヘプタノン、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、シクロペンタノン、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(PGME)、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。
 溶剤としては、上述の成分の他、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が更に好ましい)、かつ、ヘテロ原子数が2以下のエステル系溶剤を含むのも好ましい。
 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、又は、ブタン酸ブチルが好ましく、酢酸イソアミルがより好ましい。
 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より好ましく、プロピレングリコールモノエチルエーテル、又は、乳酸エチルが更に好ましい。
 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(M1/M2)は、「100/0」~「15/85」の範囲内にあることが好ましく、「100/0」~「40/60」の範囲内にあることがより好ましく、「100/0」~「60/40」の範囲内にあることが更に好ましい。つまり、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、かつ、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。
 溶剤が成分(M1)及び(M2)以外の成分を更に含む場合、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、5~30質量%が好ましい。
 レジスト組成物中の溶剤の含有量は、塗布性がより優れる点で、固形分濃度が0.5~30質量%となるように定めるのが好ましく、1~20質量%となるように定めるのがより好ましい。
〔その他の成分〕
 レジスト組成物は、特定重合体及び溶剤以外のその他の成分を含んでいてもよい。
 その他の成分としては特に制限されないが、例えば、イオン性化合物(具体的には、光分解型オニウム塩化合物)、及び界面活性剤等が挙げられる。
<イオン性化合物>
 レジスト組成物は、イオン性化合物を含むのが好ましい。
 イオン性化合物としては、活性光線又は放射線の照射によって酸を発生するオニウム塩構造の化合物(光分解型オニウム塩化合物)であるのがより好ましい。
 レジスト組成物が光分解型オニウム塩化合物等のイオン性化合物を含む場合、未露光部分においては、特定重合体は、特定重合体中に含まれ得る相互作用性基を介してイオン性化合物と凝集し易い。一方で、露光を受けると、イオン性化合物と相互作用性基との解離や光分解型オニウム塩化合物の開裂が生じることにより、上記凝集構造が解除され得る。つまり、上記作用によりレジスト膜において未露光部と露光部にて溶解コントラストがより一層高まり、本発明の効果がより優れやすい。
 なお、レジスト組成物が光分解型オニウム塩化合物等のイオン性化合物を含む場合、レジスト組成物が含む特定重合体は、相互作用性基を有しているのが好ましい。相互作用性基としては、上述した、ヒドロキシ基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基等)、カルボキシル基、スルホン酸基、アミド基、及びスルホンアミド基等が挙げられる。
 以下、光分解型オニウム塩化合物について説明する。
 光分解型オニウム塩化合物とは、アニオン部位とカチオン部位とから構成される塩構造部位を少なくとも1つ有し、且つ露光により分解して酸(好ましくは有機酸)を発生する化合物であるのが好ましい。
 光分解型オニウム塩化合物の上記塩構造部位は、露光によって分解し易く、且つ有機酸の生成性により優れる点で、なかでも、有機カチオン部位と求核性が著しく低い有機アニオン部位とから構成されているのが好ましい。
 上記塩構造部位は、光分解型オニウム塩化合物における一部分であってもよいし、全体であってもよい。なお、上記塩構造部位が光分解型オニウム塩化合物における一部分である場合とは、例えば、後述する光分解型オニウム塩PG2の如く、2つ以上の塩構造部位が連結している構造等が該当する。
 光分解型オニウム塩における塩構造部位の個数としては特に制限されないが、1~10が好ましく、1~6が好ましく、1~3が更に好ましい。
 上述の露光の作用により光分解型オニウム塩化合物から発生する有機酸としては、例えば、例えば、スルホン酸(脂肪族スルホン酸、芳香族スルホン酸、及び、カンファースルホン酸等)、カルボン酸(脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、及び、アラルキルカルボン酸等)、カルボニルスルホニルイミド酸、ビス(アルキルスルホニル)イミド酸、及び、トリス(アルキルスルホニル)メチド酸等が挙げられる。
 また、露光の作用により光分解型オニウム塩化合物から発生する有機酸は、酸基を2つ以上有する多価酸であってもよい。例えば、光分解型オニウム塩化合物が後述する光分解型オニウム塩化合物PG2である場合、光分解型オニウム塩化合物の露光による分解により生じる有機酸は、酸基を2つ以上有する多価酸となる。
 光分解型オニウム塩化合物において、塩構造部位を構成するカチオン部位としては、有機カチオン部位であるのが好ましく、なかでも、後述する、式(ZaI)で表される有機カチオン(カチオン(ZaI))又は式(ZaII)で表される有機カチオン(カチオン(ZaII))が好ましい。
(光分解型オニウム塩化合物PG1)
 光分解型オニウム塩化合物の好適態様の一例としては、「M X」で表されるオニウム塩化合物であって、露光により有機酸を発生する化合物(以下「光分解型オニウム塩化合物PG1」ともいう)が挙げられる。
 「M X」で表される化合物において、Mは、有機カチオンを表し、Xは、有機アニオンを表す。
 以下、光分解型オニウム塩化合物PG1について説明する。
 光分解型オニウム塩化合物PG1中のMで表される有機カチオンとしては、式(ZaI)で表される有機カチオン(カチオン(ZaI))又は式(ZaII)で表される有機カチオン(カチオン(ZaII))が好ましい。
 上記式(ZaI)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、通常1~30であり、1~20が好ましい。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、エステル基、アミド基、又は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、例えば、アルキレン基(例えば、ブチレン基及びペンチレン基)、及び-CH-CH-O-CH-CH-が挙げられる。
 式(ZaI)における有機カチオンの好適な態様としては、後述する、カチオン(ZaI-1)、カチオン(ZaI-2)、式(ZaI-3b)で表される有機カチオン(カチオン(ZaI-3b))、及び式(ZaI-4b)で表される有機カチオン(カチオン(ZaI-4b))が挙げられる。
 まず、カチオン(ZaI-1)について説明する。
 カチオン(ZaI-1)は、上記式(ZaI)のR201~R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニウムカチオンである。
 アリールスルホニウムカチオンは、R201~R203の全てがアリール基でもよいし、R201~R203の一部がアリール基であり、残りがアルキル基又はシクロアルキル基であってもよい。
 また、R201~R203のうちの1つがアリール基であり、R201~R203のうちの残りの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、エステル基、アミド基、又はカルボニル基を含んでいてもよい。R201~R203のうちの2つが結合して形成する基としては、例えば、1つ以上のメチレン基が酸素原子、硫黄原子、エステル基、アミド基、及び/又はカルボニル基で置換されていてもよいアルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基、又は-CH-CH-O-CH-CH-)が挙げられる。
 アリールスルホニウムカチオンとしては、例えば、トリアリールスルホニウムカチオン、ジアリールアルキルスルホニウムカチオン、アリールジアルキルスルホニウムカチオン、ジアリールシクロアルキルスルホニウムカチオン、及びアリールジシクロアルキルスルホニウムカチオンが挙げられる。
 アリールスルホニウムカチオンに含まれるアリール基としては、フェニル基又はナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。アリール基は、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子等を有するヘテロ環構造を有するアリール基であってもよい。ヘテロ環構造としては、ピロール残基、フラン残基、チオフェン残基、インドール残基、ベンゾフラン残基、及びベンゾチオフェン残基等が挙げられる。アリールスルホニウムカチオンが2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
 アリールスルホニウムカチオンが必要に応じて有しているアルキル基又はシクロアルキル基は、炭素数1~15の直鎖状アルキル基、炭素数3~15の分岐鎖状アルキル基、又は炭素数3~15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、及びシクロヘキシル基等がより好ましい。
 R201~R203のアリール基、アルキル基、及びシクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、各々独立に、アルキル基(例えば炭素数1~15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3~15)、アリール基(例えば炭素数6~14)、アルコキシ基(例えば炭素数1~15)、シクロアルキルアルコキシ基(例えば炭素数1~15)、ハロゲン原子(例えばフッ素、ヨウ素)、水酸基、カルボキシル基、エステル基、スルフィニル基、スルホニル基、アルキルチオ基、及びフェニルチオ基等が好ましい。
 上記置換基は可能な場合さらに置換基を有していてもよく、例えば、上記アルキル基が置換基としてハロゲン原子を有して、トリフルオロメチル基などのハロゲン化アルキル基となっていることも好ましい。
 次に、カチオン(ZaI-2)について説明する。
 カチオン(ZaI-2)は、式(ZaI)におけるR201~R203が、各々独立に、芳香環を有さない有機基を表すカチオンである。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含む芳香族環も包含する。
 R201~R203としての芳香環を有さない有機基は、一般的に炭素数1~30であり、炭素数1~20が好ましい。
 R201~R203は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、又はビニル基が好ましく、直鎖状又は分岐鎖状の2-オキソアルキル基、2-オキソシクロアルキル基、又はアルコキシカルボニルメチル基がより好ましく、直鎖状又は分岐鎖状の2-オキソアルキル基が更に好ましい。
 R201~R203のアルキル基及びシクロアルキル基としては、例えば、炭素数1~10の直鎖状アルキル基又は炭素数3~10の分岐鎖状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、及びペンチル基)、並びに、炭素数3~10のシクロアルキル基(例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びノルボルニル基)が挙げられる。
 R201~R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1~5)、水酸基、シアノ基、又はニトロ基によって更に置換されていてもよい。
 次に、カチオン(ZaI-3b)について説明する。
 カチオン(ZaI-3b)は、下記式(ZaI-3b)で表されるカチオンである。
 式(ZaI-3b)中、
 R1c~R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、アルキルチオ基、又はアリールチオ基を表す。
 R6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基(t-ブチル基等)、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、又はアリール基を表す。
 R及びRは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、2-オキソアルキル基、2-オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、アリル基、又はビニル基を表す。
 R1c~R5c中のいずれか2つ以上、R5cとR6c、R6cとR7c、R5cとR、及びRとRは、それぞれ互いに結合して環を形成してもよく、この環は、各々独立に、酸素原子、硫黄原子、ケトン基、エステル結合、又はアミド結合を含んでいてもよい。
 上記環としては、芳香族又は非芳香族の炭化水素環、芳香族又は非芳香族のヘテロ環、及びこれらの環が2つ以上組み合わされてなる多環縮合環が挙げられる。環としては、3~10員環が挙げられ、4~8員環が好ましく、5又は6員環がより好ましい。
 R1c~R5c中のいずれか2つ以上、R6cとR7c、及びRとRが結合して形成する基としては、ブチレン基及びペンチレン基等のアルキレン基が挙げられる。このアルキレン基中のメチレン基が酸素原子等のヘテロ原子で置換されていてもよい。
 R5cとR6c、及びR5cとRが結合して形成する基としては、単結合又はアルキレン基が好ましい。アルキレン基としては、メチレン基及びエチレン基等が挙げられる。
 R1c~R5c、R6c、R7c、R、R、並びに、R1c~R5c中のいずれか2つ以上、R5cとR6c、R6cとR7c、R5cとR、及び、RとRがそれぞれ互いに結合して形成する環は、置換基を有していてもよい。
 次に、カチオン(ZaI-4b)について説明する。
 カチオン(ZaI-4b)は、下記式(ZaI-4b)で表されるカチオンである。
 式(ZaI-4b)中、
 lは0~2の整数を表す。
 rは0~8の整数を表す。
 R13は、水素原子、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、ヨウ素原子等)、水酸基、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、又はシクロアルキル基を有する基(シクロアルキル基そのものであってもよく、シクロアルキル基を一部に含む基であってもよい)を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
 R14は、水酸基、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、ヨウ素原子等)、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アルキルスルホニル基、シクロアルキルスルホニル基、又はシクロアルキル基を有する基(シクロアルキル基そのものであってもよく、シクロアルキル基を一部に含む基であってもよい)を表す。これらの基は置換基を有してもよい。R14は、複数存在する場合はそれぞれ独立して、水酸基等の上記基を表す。
 R15は、それぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基、又はナフチル基を表す。2つのR15が互いに結合して環を形成してもよい。2つのR15が互いに結合して環を形成するとき、環骨格内に、酸素原子、又は窒素原子等のヘテロ原子を含んでもよい。一態様において、2つのR15がアルキレン基であり、互いに結合して環構造を形成するのが好ましい。なお、上記アルキル基、上記シクロアルキル基、及び上記ナフチル基、並びに、2つのR15が互いに結合して形成する環は置換基を有してもよい。
 式(ZaI-4b)において、R13、R14、及びR15のアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状であるのが好ましい。アルキル基の炭素数は、1~10が好ましい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-ブチル基、又はt-ブチル基等がより好ましい。
 次に、式(ZaII)について説明する。
 式(ZaII)中、R204及びR205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及びR205のアリール基としてはフェニル基、又はナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。R204及びR205のアリール基は、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子等を有するヘテロ環を有するアリール基であってもよい。ヘテロ環を有するアリール基の骨格としては、例えば、ピロール、フラン、チオフェン、インドール、ベンゾフラン、及びベンゾチオフェン等が挙げられる。
 R204及びR205のアルキル基及びシクロアルキル基としては、炭素数1~10の直鎖状アルキル基又は炭素数3~10の分岐鎖状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、又はペンチル基)、又は炭素数3~10のシクロアルキル基(例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、又はノルボルニル基)が好ましい。
 R204及びR205のアリール基、アルキル基、及びシクロアルキル基は、各々独立に、置換基を有していてもよい。R204及びR205のアリール基、アルキル基、及びシクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1~15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3~15)、アリール基(例えば炭素数6~15)、アルコキシ基(例えば炭素数1~15)、ハロゲン原子、水酸基、及びフェニルチオ基等が挙げられる。
 以下にMで表される有機カチオンの具体例を示すが、本発明は、これに制限されるものではない。
 光分解型オニウム塩化合物PG1中のXで表される有機アニオンとしては、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)であるのが好ましい。
 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、及び、カンファースルホン酸アニオン等)、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、及び、アラルキルカルボン酸アニオン等)、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、及びトリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン等が挙げられる。
 上記有機アニオンとしては、例えば、下記式(DA)で表される有機アニオンであるのも好ましい。
 式(DA)中、A31-は、アニオン性基を表す。Ra1は、水素原子又は1価の有機基を表す。La1は、単結合、又は2価の連結基を表す。
 A31-はアニオン性基を表す。A31-で表されるアニオン性基としては、特に制限されないが、例えば、式(B-1)~(B-14)で表される基からなる群から選択される基であるのが好ましく、なかでも、式(B-1)、式(B-2)、式(B-3)、式(B-4)、式(B-5)、式(B-6)、式(B-10)、式(B-12)、式(B-13)、又は式(B-14)がより好ましい。
 *-O  式(B-14)
 式(B-1)~(B-14)中、*は結合位置を表す。
 式(B-1)~(B-5)及び式(B-12)中、RX1は、各々独立に、1価の有機基を表す。
 式(B-7)及び式(B-11)中、RX2は、各々独立に、水素原子、又は、フッ素原子及びパーフルオロアルキル基以外の置換基を表す。式(B-7)における2個のRX2は、同一であっても異なっていてもよい。
 式(B-8)中、RXF1は、水素原子、フッ素原子、又はパーフルオロアルキル基を表す。但し、2個のRXF1のうち、少なくとも1つはフッ素原子又はパーフルオロアルキル基を表す。式(B-8)における2個のRXF1は、同一であっても異なっていてもよい。
 式(B-9)中、RX3は、水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。n1は、0~4の整数を表す。n1が2~4の整数を表す場合、複数のRX3は同一であっても異なっていてもよい。
 式(B-10)中、RXF2は、フッ素原子又はパーフルオロアルキル基を表す。
 式(B-14)の*で表される結合位置と結合する相手は、置換基を有していてもよいフェニレン基であるのが好ましい。上記フェニレン基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子等が挙げられる。
 式(B-1)~(B-5)、及び式(B-12)中、RX1は、各々独立に、1価の有機基を表す。
 RX1としては、アルキル基(直鎖状でも分岐鎖状でもよい。炭素数は1~15が好ましい。)、シクロアルキル基(単環でも多環でもよい。炭素数は3~20が好ましい。)、又はアリール基(単環でも多環でもよい。炭素数は6~20が好ましい。)が好ましい。また、RX1で表される上記基は、置換基を有していてもよい。
 なお、式(B-5)においてRX1中の、N-と直接結合する原子は、-CO-における炭素原子、及び-SO-における硫黄原子のいずれでもないのも好ましい。
 RX1におけるシクロアルキル基は単環でも多環でもよい。
 RX1におけるシクロアルキル基としては、例えば、ノルボルニル基及びアダマンチル基が挙げられる。
 RX1におけるシクロアルキル基が有してもよい置換基は、特に制限されないが、アルキル基(直鎖状でも分岐鎖状でもよい。好ましくは炭素数1~5)が好ましい。RX1におけるシクロアルキル基の環員原子である炭素原子のうちの1個以上が、カルボニル炭素原子で置き換わっていてもよい。
 RX1におけるアルキル基の炭素数は1~10が好ましく、1~5がより好ましい。
 RX1におけるアルキル基が有してもよい置換基は、特に制限されないが、例えば、シクロアルキル基、フッ素原子、又はシアノ基が好ましい。
 上記置換基としてのシクロアルキル基の例としては、RX1がシクロアルキル基である場合において説明したシクロアルキル基が同様に挙げられる。
 RX1におけるアルキル基が、上記置換基としてのフッ素原子を有する場合、上記アルキル基は、パーフルオロアルキル基となっていてもよい。
 また、RX1におけるアルキル基は、1つ以上の-CH-がカルボニル基で置換されていてもよい。
 RX1におけるアリール基としては、ベンゼン環基が好ましい。
 RX1におけるアリール基が有してもよい置換基は、特に制限されないが、アルキル基、フッ素原子、又はシアノ基が好ましい。上記置換基としてのアルキル基の例としては、RX1がアルキル基である場合において説明したアルキル基が同様に挙げられる。
 式(B-7)及び(B-11)中、RX2は、各々独立に、水素原子、又はフッ素原子及びパーフルオロアルキル基以外の置換基(例えば、フッ素原子を含まないアルキル基及びフッ素原子を含まないシクロアルキル基が挙げられる。)を表す。式(B-7)における2個のRX2は、同一であっても異なっていてもよい。
 式(B-8)中、RXF1は、水素原子、フッ素原子、又はパーフルオロアルキル基を表す。但し、複数のRXF1のうち、少なくとも1つはフッ素原子又はパーフルオロアルキル基を表す。式(B-8)における2個のRXF1は、同一であっても異なっていてもよい。RXF1で表されるパーフルオロアルキル基の炭素数は、1~15が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。
 式(B-9)中、RX3は、水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。RX3としてのハロゲン原子は、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられ、中でもフッ素原子が好ましい。
 RX3としての1価の有機基は、RX1として記載した1価の有機基と同様である。
 n1は、0~4の整数を表す。
 n1は、0~2の整数が好ましく、0又は1が好ましい。n1が2~4の整数を表す場合、複数のRX3は同一であっても異なっていてもよい。
 式(B-10)中、RXF2は、フッ素原子又はパーフルオロアルキル基を表す。
 RXF2で表されるパーフルオロアルキル基の炭素数は、1~15が好ましく、1~10がより好ましく、1~6が更に好ましい。
 式(DA)中、Ra1の1価の有機基は、特に制限されないが、一般的に炭素数1~30であり、炭素数1~20が好ましい。
 Ra1は、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基が好ましい。
 アルキル基としては、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、炭素数1~20のアルキル基が好ましく、炭素数1~15のアルキル基がより好ましく、炭素数1~10のアルキル基が更に好ましい。
 シクロアルキル基としては、単環でも多環でもよく、炭素数3~20のシクロアルキル基が好ましく、炭素数3~15のシクロアルキル基がより好ましく、炭素数3~10のシクロアルキル基が更に好ましい。
 アリール基としては、単環でも多環でもよく、炭素数6~20のアリール基が好ましく、炭素数6~15のアリール基がより好ましく、炭素数6~10のアリール基が更に好ましい。
 シクロアルキル基は、環員原子として、ヘテロ原子を含んでいてもよい。
 ヘテロ原子としては、特に制限されないが、窒素原子、酸素原子等が挙げられる。
 また、シクロアルキル基は、環員原子として、カルボニル結合(>C=O)を含んでいてもよい。
 上記アルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基は、更に置換基を有してもよい。
 また、A31-とRa1は、互いに結合して、環を形成してもよい。
 La1としての2価の連結基は、特に制限されないが、アルキレン基、シクロアルキレン基、芳香族基、-O-、-CO-、-COO-、及びこれらを2つ以上組み合わせてなる基を表す。
 アルキレン基は、直鎖状又は分岐鎖状でもよく、炭素数1~20であるのが好ましく、炭素数1~10であるのがより好ましい。
 シクロアルキレン基は、単環でも多環でもよく、炭素数3~20であるのが好ましく、炭素数3~10であるのがより好ましい。
 芳香族基は、2価の芳香族基であり、炭素数6~20の芳香族基が好ましく、6~15の芳香族基がより好ましい。
 芳香族基を構成する芳香環は、特に制限されないが、例えば、炭素数6~20の芳香環が挙げられ、具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、及びチオフェン環等が挙げられる。芳香族基を構成する芳香環としては、ベンゼン環又はナフタレン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
 アルキレン基、シクロアルキレン基、及び芳香族基は、更に置換基を有していてもよく、置換基としては、ハロゲン原子が好ましい。
 La1としては、単結合を表すのが好ましい。
 光分解型オニウム塩化合物PG1としては、例えば、国際公開2018/193954号公報の段落[0135]~[0171]、国際公開2020/066824号公報の段落[0077]~[0116]、国際公開2017/154345号公報の段落[0018]~[0075]及び[0334]~[0335]に開示された光酸発生剤等を使用するのも好ましい。
 光分解型オニウム塩化合物PG1の分子量としては、3000以下が好ましく、2000以下がより好ましく、1000以下が更に好ましい。
(光分解型オニウム塩化合物PG2)
 また、光分解型オニウム塩化合物の好適態様の他の一例として、下記化合物(I)及び化合物(II)(以下、「化合物(I)及び化合物(II)」を「光分解型オニウム塩化合物PG2」ともいう。)が挙げられる。光分解型オニウム塩化合物PG2は、上述の塩構造部位を2つ以上有し、露光により多価の有機酸を発生する化合物である。
 以下、光分解型オニウム塩化合物PG2について説明する。
《化合物(I)》
 化合物(I)は、1つ以上の下記構造部位X及び1つ以上の下記構造部位Yを有する化合物であって、活性光線又は放射線の照射によって、下記構造部位Xに由来する下記第1の酸性部位と下記構造部位Yに由来する下記第2の酸性部位とを含む酸を発生する化合物である。
  構造部位X:アニオン部位A とカチオン部位M とからなり、且つ活性光線又は放射線の照射によってHAで表される第1の酸性部位を形成する構造部位
  構造部位Y:アニオン部位A とカチオン部位M とからなり、且つ活性光線又は放射線の照射によってHAで表される第2の酸性部位を形成する構造部位
 但し、化合物(I)は、下記条件Iを満たす。
 条件I:上記化合物(I)において上記構造部位X中の上記カチオン部位M 及び上記構造部位Y中の上記カチオン部位M をHに置き換えてなる化合物PIが、上記構造部位X中の上記カチオン部位M をHに置き換えてなるHAで表される酸性部位に由来する酸解離定数a1と、上記構造部位Y中の上記カチオン部位M をHに置き換えてなるHAで表される酸性部位に由来する酸解離定数a2を有し、且つ、上記酸解離定数a1よりも上記酸解離定数a2の方が大きい。
 上記化合物PIとは、化合物(I)に活性光線又は放射線を照射した場合に、発生する酸に該当する。
 化合物(I)が2つ以上の構造部位Xを有する場合、構造部位Xは、各々同一であっても異なっていてもよい。また、2つ以上の上記A 、及び、2つ以上の上記M は、各々同一であっても異なっていてもよい。
 また、化合物(I)中、上記A 及び上記A 、並びに、上記M 及び上記M は、各々同一であっても異なっていてもよいが、上記A 及び上記A は、各々異なっているのが好ましい。
 アニオン部位A 及びアニオン部位A は、負電荷を帯びた原子又は原子団を含む構造部位であり、例えば、以下に示す式(AA-1)~(AA-3)及び式(BB-1)~(BB-6)からなる群から選ばれる構造部位が挙げられる。なお、以下の式(AA-1)~(AA-3)及び式(BB-1)~(BB-6)中、*は、結合位置を表す。また、Rは、1価の有機基を表す。Rで表される1価の有機基としては、シアノ基、トリフルオロメチル基、及びメタンスルホニル基等が挙げられる。
 また、カチオン部位M 及びカチオン部位M は、正電荷を帯びた原子又は原子団を含む構造部位であり、例えば、電荷が1価の有機カチオンが挙げられる。なお、有機カチオンとしては特に制限されないが、上述した式(ZaI)で表される有機カチオン(カチオン(ZaI))又は式(ZaII)で表される有機カチオン(カチオン(ZaII))が好ましい。
《化合物(II)》
 化合物(II)は、2つ以上の上記構造部位X及び1つ以上の下記構造部位Zを有する化合物であって、活性光線又は放射線の照射によって、上記構造部位Xに由来する上記第1の酸性部位を2つ以上と上記構造部位Zとを含む酸を発生する化合物である。
 構造部位Z:酸を中和可能な非イオン性の部位
 上記化合物(II)は、活性光線又は放射線を照射によって、上記構造部位X中の上記カチオン部位M をHに置き換えてなるHAで表される酸性部位を有する化合物PII(酸)を発生し得る。つまり、化合物PIIは、上記HAで表される酸性部位と、酸を中和可能な非イオン性の部位である構造部位Zと、を有する化合物を表す。
 なお、化合物(II)中、構造部位Xの定義、並びに、A 及びM の定義は、上述した化合物(I)中の構造部位Xの定義、並びに、A 及びM の定義と同義であり、好適態様も同じである。
 また、上記2つ以上の構造部位Xは、各々同一であっても異なっていてもよい。また、2つ以上の上記A 、及び、2つ以上の上記M は、各々同一であっても異なっていてもよい。
 構造部位Z中の酸を中和可能な非イオン性の部位としては特に制限されず、例えば、プロトンと静電的に相互作用し得る基又は電子を有する官能基を含む部位であるのが好ましい。
 プロトンと静電的に相互作用し得る基又は電子を有する官能基としては、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、又は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等が挙げられる。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、下記式に示す部分構造を有する窒素原子である。
 プロトンと静電的に相互作用し得る基又は電子を有する官能基の部分構造としては、例えば、クラウンエーテル構造、アザクラウンエーテル構造、1~3級アミン構造、ピリジン構造、イミダゾール構造、及びピラジン構造等が挙げられ、なかでも、1~3級アミン構造が好ましい。
 光分解型オニウム塩化合物PG2の分子量は100~10000が好ましく、100~2500がより好ましく、100~1500が更に好ましい。
 光分解型オニウム塩化合物PG2としては、国際公開第2020/158313号段落[0023]~[0095]に例示された化合物を引用できる。
 以下、光分解型オニウム塩化合物PG2が有し得る、カチオン以外の部位の一例を示す。
 以下、光分解型オニウム塩化合物PG2の具体例を示すが、これに限定されない。
 レジスト組成物が光分解型オニウム塩化合物を含む場合、その含有量は特に制限されないが、組成物の全固形分に対して、0.5質量%以上が好ましく、1.0質量%以上がより好ましく、5.0質量%以上が更に好ましい。また、上記含有量は、40.0質量%以下が好ましく、30.0質量%以下がより好ましい。
 光分解型オニウム塩化合物は、1種単独で使用してもよく、2種以上を使用してもよい。2種以上使用する場合は、その合計含有量が、上記好適含有量の範囲内であるのが好ましい。
<<界面活性剤>>
 レジスト組成物は、界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤を含むと、密着性により優れ、現像欠陥のより少ないパターンを形成できる。
 界面活性剤は、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤が好ましい。
 フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、国際公開第2018/193954号公報の段落[0218]及び[0219]に開示された界面活性剤が挙げられる。
 これら界面活性剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を使用してもよい。
 レジスト組成物が界面活性剤を含む場合、界面活性剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.0001~2質量%が好ましく、0.0005~1質量%がより好ましい。
〔レジスト膜、パターン形成方法〕
 上記レジスト組成物を用いたパターン形成方法の手順は特に制限されないが、以下の工程を有するのが好ましい。
工程1:レジスト組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程
工程2:レジスト膜を露光する工程
工程3:露光されたレジスト膜を有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程
 以下、上記それぞれの工程の手順について詳述する。
<工程1:レジスト膜形成工程>
 工程1は、レジスト組成物を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程である。
 レジスト組成物の定義は、上述の通りである。
 レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する方法としては、例えば、レジスト組成物を基板上に塗布する方法が挙げられる。
 なお、塗布前にレジスト組成物を必要に応じてフィルター濾過するのが好ましい。フィルターのポアサイズは、0.1μm以下が好ましく、0.05μm以下がより好ましく、0.03μm以下が更に好ましい。また、フィルターは、ポリテトラフルオロエチレン製、ポリエチレン製、又は、ナイロン製が好ましい。
 レジスト組成物は、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、スピナー又はコーター等の適当な塗布方法により塗布できる。塗布方法は、スピナーを用いたスピン塗布が好ましい。スピナーを用いたスピン塗布をする際の回転数は、1000~3000rpmが好ましい。
 レジスト組成物の塗布後、基板を乾燥し、レジスト膜を形成してもよい。なお、必要により、レジスト膜の下層に、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、例えば、加熱して乾燥する方法が挙げられる。加熱は通常の露光機、及び/又は、現像機に備わっている手段で実施でき、ホットプレート等を用いて実施してもよい。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。
 レジスト膜の膜厚は特に制限されないが、より高精度な微細パターンを形成できる点から、10~120nmが好ましい。なかでも、EUV露光及びEB露光とする場合、レジスト膜の膜厚としては、10~65nmがより好ましく、15~50nmが更に好ましい。また、ArF液浸露光とする場合、レジスト膜の膜厚としては、10~120nmがより好ましく、15~90nmが更に好ましい。
 なお、レジスト膜の上層にトップコート組成物を用いてトップコートを形成してもよい。
 トップコート組成物は、レジスト膜と混合せず、更にレジスト膜上層に均一に塗布できるのが好ましい。トップコートは、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。
 例えば、特開2013-061648号公報に記載されたような塩基性化合物を含むトップコートを、レジスト膜上に形成するのが好ましい。トップコートが含み得る塩基性化合物の具体的な例は、レジスト組成物が含んでいてもよい塩基性化合物が挙げられる。
 また、トップコートは、エーテル結合、チオエーテル結合、水酸基、チオール基、カルボニル結合、及びエステル結合からなる群より選択される基又は結合を少なくとも一つ含む化合物を含むのも好ましい。
<工程2:露光工程>
 工程2は、レジスト膜を露光する工程である。
 露光の方法としては、形成したレジスト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方法が挙げられる。
 活性光線又は放射線としては、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、極端紫外線、X線、及び電子線が挙げられ、好ましくは250nm以下、より好ましくは220nm以下、特に好ましくは1~200nmの波長の遠紫外光、具体的には、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、Fエキシマレーザー(157nm)、EUV(13nm)、X線、及び電子ビームが挙げられる。
 露光後、現像を行う前に露光後加熱処理(露光後ベークともいう。)を行うのが好ましい。露光後加熱処理により露光部の反応が促進され、感度及び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10~1000秒が好ましく、10~180秒がより好ましく、30~120秒が更に好ましい。
 加熱は通常の露光機及び/又は現像機に備わっている手段で実施でき、ホットプレート等を用いて行ってもよい。
<工程3:現像工程>
 工程3は、現像液を用いて、露光されたレジスト膜を現像し、パターンを形成する工程である。
 現像液は、有機溶剤を含む現像液(以下、有機系現像液ともいう)である。
 現像方法としては、例えば、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して現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、及び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)が挙げられる。
 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、10~300秒が好ましく、20~120秒がより好ましい。
 現像液の温度は0~50℃が好ましく、15~35℃がより好ましい。
 有機系現像液は、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、エーテル系溶剤、及び炭化水素系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種の有機溶剤を含有する現像液であるのが好ましい。
 上記の溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤又は水と混合してもよい。現像液全体としての含水率は、50質量%未満が好ましく、20質量%未満がより好ましく、10質量%未満が更に好ましく、実質的に水分を含有しないのが特に好ましい。
 有機系現像液に対する有機溶剤の含有量は、現像液の全量に対して、50質量%以上100質量%以下が好ましく、80質量%以上100質量%以下がより好ましく、90質量%以上100質量%以下が更に好ましく、95質量%以上100質量%以下が特に好ましい。
<他の工程>
 上記パターン形成方法は、工程3の後に、リンス液を用いて洗浄する工程を含むのが好ましい。
 有機系現像液を用いた現像工程の後のリンス工程に用いるリンス液は、パターンを溶解しないものであれば特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶液を使用できる。リンス液は、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種の有機溶剤を含有するリンス液を用いるのが好ましい。
 リンス工程の方法は特に限定されず、例えば、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(回転塗布法)、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)、及び基板表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。
 また、本発明のパターン形成方法は、リンス工程の後に加熱工程(Post Bake)を含んでいてもよい。本工程により、ベークによりパターン間及びパターン内部に残留した現像液及びリンス液が除去される。また、本工程により、レジストパターンがなまされ、パターンの表面荒れが改善される効果もある。リンス工程の後の加熱工程は、通常40~250℃(好ましくは90~200℃)で、通常10秒間~3分間(好ましくは30秒間~120秒間)行う。
 また、形成されたパターンをマスクとして、基板のエッチング処理を実施してもよい。つまり、工程3にて形成されたパターンをマスクとして、基板(又は、下層膜及び基板)を加工して、基板にパターンを形成してもよい。
 基板(又は、下層膜及び基板)の加工方法は特に限定されないが、工程3で形成されたパターンをマスクとして、基板(又は、下層膜及び基板)に対してドライエッチングを行うことにより、基板にパターンを形成する方法が好ましい。ドライエッチングは、酸素プラズマエッチングが好ましい。
 レジスト組成物、及び本発明のパターン形成方法において使用される各種材料(例えば、溶剤、現像液、リンス液、反射防止膜形成用組成物、トップコート形成用組成物等)は、金属等の不純物を含まないのが好ましい。これら材料に含まれる不純物の含有量は、1質量ppm以下が好ましく、10質量ppb以下がより好ましく、100質量ppt以下が更に好ましく、10質量ppt以下が特に好ましく、1質量ppt以下が最も好ましい。ここで、金属不純物としては、例えば、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Al、Li、Cr、Ni、Sn、Ag、As、Au、Ba、Cd、Co、Pb、Ti、V、W、及びZn等が挙げられる。
 各種材料から金属等の不純物を除去する方法としては、例えば、フィルターを用いた濾過が挙げられる。フィルターを用いた濾過の詳細は、国際公開第2020/004306号公報の段落[0321]に記載される。
 また、各種材料に含まれる金属等の不純物を低減する方法としては、例えば、各種材料を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する方法、各種材料を構成する原料に対してフィルター濾過を行う方法、及び装置内をテフロン(登録商標)でライニングする等してコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う方法等が挙げられる。
 フィルター濾過の他、吸着材による不純物の除去を行ってもよく、フィルター濾過と吸着材とを組み合わせて使用してもよい。吸着材としては、公知の吸着材を使用でき、例えば、シリカゲル及びゼオライト等の無機系吸着材、並びに、活性炭等の有機系吸着材を使用できる。上記各種材料に含まれる金属等の不純物を低減するためには、製造工程における金属不純物の混入を防止する必要がある。製造装置から金属不純物が十分に除去されたかどうかは、製造装置の洗浄に使用された洗浄液中に含まれる金属成分の含有量を測定して確認できる。使用後の洗浄液に含まれる金属成分の含有量は、100質量ppt(parts per trillion)以下が好ましく、10質量ppt以下がより好ましく、1質量ppt以下が更に好ましい。
 リンス液等の有機系処理液には、静電気の帯電、引き続き生じる静電気放電に伴う、薬液配管及び各種パーツ(フィルター、O-リング、チューブ等)の故障を防止する為、導電性の化合物を添加してもよい。導電性の化合物は特に制限されないが、例えば、メタノールが挙げられる。添加量は特に制限されないが、好ましい現像特性又はリンス特性を維持する点で、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。
 薬液配管としては、例えば、SUS(ステンレス鋼)、又は、帯電防止処理の施されたポリエチレン、ポリプロピレン、若しくは、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、又は、パーフロオロアルコキシ樹脂等)で被膜された各種配管を使用できる。フィルター及び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、又は、パーフロオロアルコキシ樹脂等)を使用できる。
[電子デバイスの製造方法]
 また、本発明は、上記したパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法、及びこの製造方法により製造された電子デバイスにも関する。
 本発明の電子デバイスは、電気電子機器(家電、OA(Office Automation)、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。
 以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
[感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の各種成分]
〔重合体〕
 表2に示される重合体(A-1~A-22及びB-1~B-2)は、既知の方法にて合成したものを用いた。なお、重合体B-1~B-2は、比較用重合体に該当する。
 表1に、重合体A-1~A-22及びB-1~B-2の組成(原料モノマーの種類、繰り返し単位の組成比(モル%比)、重量平均分子量(Mw)、及び分散度(Mw/Mn))を示す。また、併せて、表1中に、重合体の全質量に対するハロゲン原子の含有量(質量%)、及び、重合体の全質量に対するヨウ素原子の含有量(質量%)も示す。
 なお、重合体A-1~A-22及びB-1~B-2の重量平均分子量(Mw)及び分散度(Mw/Mn)は、GPC(キャリア:テトラヒドロフラン(THF))により測定した(ポリスチレン換算量である)。また、重合体の組成比(モル%比)は、13C-NMR(Nuclear Magnetic Resonance)により測定した。
 上記表1中の重合体A-1~A-22及びB-1~B-2において、各原料モノマーは、以下の通りである。
 なお、表1中の繰り返し単位Aの原料モノマーは、下記モノマーM-1~M-9、M-21、及びM-23から選ばれるモノマーである。表2中の繰り返し単位Bの原料モノマーは、下記モノマーM-10~M-22から選ばれるモノマーである。
 また、重合体A-21においては、繰り返し単位Aの原料モノマーとして、モノマーM-1及びモノマーM-5を使用している。また、重合体A-22においては、繰り返し単位Bの原料モノマーとして、モノマーM-10及びモノマーM-12を使用している。つまり、重合体A-21及び重合体A-22は、いずれも3種の繰り返し単位を有するポリマーに相当する。
〔イオン性化合物〕
 表2に示されるイオン性化合物(PAG-1~PAG-3)の構造を以下に示す。なお、イオン性化合物(PAG-1~PAG-3)は、いずれも光分解型オニウム塩化合物に該当する。
〔界面活性剤〕
 表2に示される界面活性剤を以下に示す。
 H-1:メガファックF176(DIC(株)製、フッ素系界面活性剤)
〔溶剤〕
 表2に示される溶剤を以下に示す。
 G-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)
 G-2:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
 G-3:プロピレングリコールモノエチルエーテル(PGEE)
 G-4:シクロヘキサノン
 G-5:乳酸エチル
 G-6:γ-ブチロラクトン
 G-8:シクロペンタノン
[感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の調製]
 表2に示す溶剤以外の各成分を固形分濃度が1.3質量%となるように混合した。次いで、得られた混合液を0.03μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターで濾過してレジスト組成物を調製した。ここで、固形分とは、溶剤以外の全ての成分を意味する。得られたレジスト組成物を、実施例及び比較例で使用した。
[パターン形成及び評価]
〔EUV露光によるパターン形成及び評価:実施例1~22、比較例1~2〕
<パターン形成>
 シリコンウエハ上に、下層膜形成用組成物SHB-A940(信越化学工業社製)を塗布し、205℃で60秒間ベークして、膜厚20nmの下層膜を形成した。その上に、表2に示すレジスト組成物を塗布し、100℃で60秒間ベークして、膜厚30nmのレジスト膜を形成した。これにより、レジスト膜を有するシリコンウエハを形成した。
 上述の手順により得られたレジスト膜を有するシリコンウエハに対して、EUV露光装置(Exitech社製、Micro Exposure Tool、NA0.3、Quadrupol、アウターシグマ0.68、インナーシグマ0.36)を用いてパターン照射を行った。なお、レクチルとしては、ラインサイズが20nmであり且つライン:スペース=1:1であるマスクを用いた。
 露光後のレジスト膜を90℃で60秒間ベークした後、酢酸ブチルで30秒間現像し、更に酢酸ブチルでリンスを行い、これをスピン乾燥してパターンを得た。
〔解像性評価(限界解像、nm)〕
 上記<パターン形成>において、露光は、最適露光量Eop(μC/cm)(レジスト組成物を用いて形成されるパターンが、露光に使用したマスクのパターンを再現する際の露光量)で行っている。
 次に、最適露光量Eopから露光量を少しずつ変化させてラインアンドスペースパターンを形成する試験を実施した。この際、倒れずに解像するパターンの最小寸法を、測長走査型電子顕微鏡(SEM((株)日立製作所S-9380II))を用いて求めた。これを「限界解像(nm)」とした。限界解像の値が小さいほど解像性が良好である。
 解像性評価は、15.0nm以下が好ましく、14.0nm以下がより好ましく、13.0nm以下が更に好ましく、12.0nm以下が特に好ましく、11.0nm以下が最も好ましい。
〔性能評価:LWR(nm)〕
 上記<パターン形成>において得られたパターンを測長走査型電子顕微鏡(SEM((株)日立製作所S-9380II))を使用してパターン上部から観察した。パターンの線幅を250箇所で観測し、その測定ばらつきを3σで評価し、LWR(nm)とした。LWRの値が小さいほどLWR性能が良好である。
 LWR評価は、4.0以下が好ましく、3.5以下がより好ましく、3.4以下が更に好ましく、3.2以下が特に好ましく、3.0以下が最も好ましい。
 以下、表2を示す。
 表2に示す結果から、実施例のレジスト組成物は、解像性に優れ、且つ、形成されるパターンのLWR性能が優れることが明らかである。
 また、レジスト組成物が下記X1を満たし、且つ、下記Y1~Y8の3つ以上(好ましくは4つ以上、より好ましくは5つ以上、更に好ましくは6つ以上、特に好ましくは7つ以上)満たす場合、解像性及びLWR性能の少なくとも一方がより優れることが確認された。
 (X1)レジスト組成物が、上述した式(1)で表される繰り返し単位及び上述した式(2)で表される繰り返し単位を含む重合体を含む。
 (Y1)上記重合体中の上述した式(1)で表される繰り返し単位におけるXが塩素原子を表す。
 (Y2)上記重合体中の上述した式(1)で表される繰り返し単位におけるAがハロゲン原子を含む。
 (Y3)上記重合体中の上述した式(1)で表される繰り返し単位におけるAがヨウ素原子を含む。
 (Y4)上記重合体中の上述した式(2)で表される繰り返し単位におけるAがハロゲン原子を含む。
 (Y5)上記重合体中の上述した式(2)で表される繰り返し単位におけるAがヨウ素原子を含む。
 (Y6)上記重合体中の上述した式(2)で表される繰り返し単位が、上述した式(2)-1で表される繰り返し単位を含む。
 (Y7)上記重合体中のヨウ素原子の含有量が、重合体の全質量に対して40質量%以上である。
 (Y8)レジスト組成物が、イオン性化合物(光分解型オニウム塩化合物)を含む。
 なお、実施例21及び実施例22は、重合体が3元系ポリマーであり、且つ式(1)で表される繰り返し単位に相当する繰り返し単位において、Xが非塩素原子である繰り返し単位を含むことから、例えば、実施例1と比較すると、解像性及びLWRが劣る結果となった。
 表2に示す結果から、比較例のレジスト組成物は、所望の効果が得られないことが確認された。
〔EB露光によるパターン形成及び評価:実施例1A~22A〕
 実施例の各レジスト組成物を使用してレジスト膜を形成し、電子線にて露光してパターン形成を行った場合においても、EUV露光によるパターン形成を行った場合と同様の傾向の結果が得られた。

Claims (18)

  1.  X線、電子線、又は極端紫外線の照射により主鎖が切断される重合体と、溶剤とを含み、
     前記重合体がハロゲン原子を含み、
     前記ハロゲン原子の含有量が、前記重合体の全質量に対して、40質量%以上であり、
     前記重合体の重量平均分子量が25,000以上である、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  2.  前記重合体が、下記式(1)で表される繰り返し単位を含む、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。
     式中、Xは、ハロゲン原子を表す。Lは、-O-又は-NR-を表す。Rは、水素原子又は有機基を表す。R及びAは、各々独立に、水素原子又は有機基を表す。Rは、A又はRと互いに連結して環を形成してもよい。
  3.  前記Xが、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子からなる群から選ばれるハロゲン原子を表す、請求項2に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  4.  前記Xが、塩素原子を表す、請求項3に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  5.  前記Aが、ハロゲン原子を有する有機基を表す、請求項2~4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.  前記Aが、ヨウ素原子を有する有機基を表す、請求項2~4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。
  7.  前記重合体が、更に、下記式(2)で表される繰り返し単位を含む、請求項2~4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。
     式中、Yは、炭化水素基を表す。Aは、有機基を表す。
  8.  前記Aが、ハロゲン原子を有する有機基を表す、請求項7に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  9.  前記式(2)で表される繰り返し単位が、下記式(2)-1で表される繰り返し単位~下記式(2)-4で表される繰り返し単位からなる群から選ばれるいずれか1種以上の繰り返し単位を含む、請求項7に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
     式(2)-1中、Yは、炭化水素基を表す。Arは、置換基を有してもよいアリール基を表す。
     式(2)-2中、Yは、炭化水素基を表す。Lは、単結合又は-CO-を表す。Rは、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。
     式(2)-3中、Yは、炭化水素基を表す。R及びRは、各々独立に、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。なお、RとRは、互いに連結して環を形成してもよい。
     式(2)-4中、Yは、炭化水素基を表す。Lは、-O-又は-NR-を表す。Rは、水素原子又は有機基を表す。Rは、置換基を有してもよい炭化水素基を表す。
  10.  前記Arは、ハロゲン原子を含む置換基を有するアリール基を表し、
     前記Rは、ハロゲン原子を含む置換基を有する炭化水素基を表し、
     前記R及び前記Rの少なくとも一方は、ハロゲン原子を含む置換基を有する炭化水素基を表し、
     前記Rは、ハロゲン原子を含む置換基を有する炭化水素基を表す、請求項9に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  11.  前記ハロゲン原子が、ヨウ素原子を表す、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。
  12.  前記式(2)で表される繰り返し単位が、前記式(2)-1で表される繰り返し単位を含む、請求項9に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  13.  前記重合体がヨウ素原子を含み、且つ、前記ヨウ素原子の含有量が、前記重合体の全質量に対して、40質量%以上である、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。
  14.  更に、イオン性化合物を含む、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。
  15.  前記イオン性化合物が、光分解型オニウム塩化合物である、請求項14に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
  16.  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を用いて形成された、レジスト膜。
  17.  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を用いて、基板上にレジスト膜を形成する工程と、
     前記レジスト膜を露光する工程と、
     前記露光されたレジスト膜を有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程と、を有する、パターン形成方法。
  18.  請求項17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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