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JP4483405B2 - Novel polymer and radiation-sensitive resin composition - Google Patents

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JP4483405B2
JP4483405B2 JP2004148592A JP2004148592A JP4483405B2 JP 4483405 B2 JP4483405 B2 JP 4483405B2 JP 2004148592 A JP2004148592 A JP 2004148592A JP 2004148592 A JP2004148592 A JP 2004148592A JP 4483405 B2 JP4483405 B2 JP 4483405B2
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Description

本発明は、新規な重合体および感放射線性樹脂組成物に関し、より詳しくは、F2 エキシマレーザー等の遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線の如き各種の放射線を使用する微細加工に使用される化学増幅型レジストとして有用な感放射線性樹脂組成物、および当該感放射線性樹脂組成物の樹脂成分として有用な新規なフッ素含有ビニルエーテル系重合体に関する。   The present invention relates to a novel polymer and a radiation-sensitive resin composition, and more specifically, various kinds of radiation such as far ultraviolet rays such as F2 excimer laser, X-rays such as synchrotron radiation, and charged particle beams such as electron beams. The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition useful as a chemically amplified resist used for fine processing and a novel fluorine-containing vinyl ether polymer useful as a resin component of the radiation-sensitive resin composition.

近年、LSI(高集積回路)の高密度化、高集積化に対する要求が益々高まっており、それに伴い配線パターンの微細化も急速に進行している。
このような配線パターンの微細化に対応しうる手段の一つとして、リソグラフィープロセスに用いる放射線を短波長化する方法があり、近年では、g線(波長436nm)やi線(波長365nm)等の紫外線に替えて、KrFエキシマレーザー(波長248nm)あるいはArFエキシマレーザー(波長193nm)に代表される遠紫外線や、X線、電子線等が用いられるようになっており、またF2 エキシマレーザー(波長157nm)の使用も検討されている。
ところで、従来のレジスト用樹脂成分としては一般に、フェノールノボラック系樹脂等の芳香族系ポリマーが使用されているが、芳香族系ポリマーは、波長200nm以下の放射線に対して芳香族環に由来する強い吸収があるため、ArFエキシマレーザーやF2 エキシマレーザーを用いたリソグラフィープロセスでは、高感度、高解像度、高アスペクト比に対応した高い精度が得られない。したがって、芳香族環と同等以上のドライエッチング耐性を有し、かつ波長200nm以下の放射線に対する透明性に優れたレジスト用樹脂成分が求められている。
In recent years, demands for higher density and higher integration of LSIs (highly integrated circuits) are increasing, and along with this, miniaturization of wiring patterns is also progressing rapidly.
As one of the means that can cope with such miniaturization of the wiring pattern, there is a method of shortening the radiation used in the lithography process. In recent years, g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), etc. Instead of ultraviolet rays, far ultraviolet rays represented by KrF excimer laser (wavelength 248 nm) or ArF excimer laser (wavelength 193 nm), X-rays, electron beams, etc. are used, and F 2 excimer laser (wavelength) 157 nm) is also being considered.
By the way, as a conventional resist resin component, an aromatic polymer such as a phenol novolac resin is generally used, and the aromatic polymer is strongly derived from an aromatic ring against radiation having a wavelength of 200 nm or less. Since there is absorption, high accuracy corresponding to high sensitivity, high resolution, and high aspect ratio cannot be obtained in a lithography process using an ArF excimer laser or F2 excimer laser. Accordingly, there is a demand for a resist resin component that has a dry etching resistance equivalent to or higher than that of an aromatic ring and is excellent in transparency to radiation having a wavelength of 200 nm or less.

その一つとしてシロキサン系ポリマーが考えられ、MIT R.R.Kunzらは、シロキサン系ポリマーが、波長200nm以下、特に波長157nmでの透明性に優れるという測定結果を示して、このポリマーが193nm以下の波長を用いるリソグラフィープロセスにおける樹脂成分に適していると報告している(例えば、非特許文献1参照。) 。また、シロキサン系ポリマーはドライエッチング耐性に優れ、中でもラダー構造をもつポリオルガノシルセスキオキサンを含むレジストが高い耐プラズマ性を有することも知られている。
一方、シロキサン系ポリマーを用いるレジスト材料についても既に幾つか報告されている。即ち、カルボン酸エステル基、フェノールエーテル基等の酸解離性基が1個以上の炭素原子を介してケイ素原子に結合した、側鎖に酸解離性基を有するビニルポリマーを用いた放射線感応性樹脂組成物(例えば、特許文献1参照。)、ポリ(2−カルボキシエチルシロキサン)のカルボキシル基をt−ブチル基等の酸解離性基で保護したポリマーを用いたポジ型レジスト(例えば、特許文献2参照。)、酸解離性エステル基を有するポリオルガノシルセスキオキサンを用いたレジスト樹脂組成物(例えば、特許文献3参照。)が開示されている。しかし、これらの従来の酸解離性基含有シロキサン系ポリマーを用いたレジスト材料では、放射線に対する透明性、解像度、現像性等のレジストとしての基本物性の点で未だ満足できるレベルにあるとはいえない。
One example is a siloxane-based polymer, and MIT RRKunz et al. Show that the siloxane-based polymer has excellent transparency at a wavelength of 200 nm or less, particularly at a wavelength of 157 nm, and this polymer uses a wavelength of 193 nm or less. It is reported that it is suitable for a resin component in a lithography process (for example, see Non-Patent Document 1). Siloxane polymers are also known to be excellent in dry etching resistance, and in particular, resists containing polyorganosilsesquioxane having a ladder structure have high plasma resistance.
On the other hand, some resist materials using siloxane polymers have already been reported. Namely, a radiation sensitive resin using a vinyl polymer having an acid dissociable group in a side chain in which an acid dissociable group such as a carboxylic acid ester group or a phenol ether group is bonded to a silicon atom via one or more carbon atoms. Composition (for example, see Patent Document 1), positive resist using a polymer in which the carboxyl group of poly (2-carboxyethylsiloxane) is protected with an acid-dissociable group such as t-butyl group (for example, Patent Document 2) And a resist resin composition using a polyorganosilsesquioxane having an acid dissociable ester group (for example, see Patent Document 3). However, resist materials using these conventional acid-dissociable group-containing siloxane polymers are still not at a satisfactory level in terms of basic physical properties as resists such as transparency to radiation, resolution, and developability. .

さらに、カルボキシル基を有する非芳香族系の単環式、多環式あるいは有橋環式の炭化水素基を側鎖に有し、かつ該カルボキシル基の少なくとも1部が酸不安定性基で置換されたシロキサン系ポリマー、および該ポリマーを用いたレジスト材料が報告されており(例えば、特許文献4参照。)、このレジスト材料は、KrFエキシマレーザーおよびArFエキシマレーザーの吸収が小さく、パターン形状が良好であり、また感度、解像度、ドライエッチング耐性等にも優れているとされている。
一方、主鎖あるいは側鎖にフッ素原子を有するフルオロカーボン系ポリマーを用いるレジスト材料についても既に幾つか報告されており、このポリマーも波長200nm以下、特に波長157nmでの透明性に優れており、193nm以下の波長を用いるリソグラフィープロセスにおけるレジスト材料に適していると報告されている(例えば特許文献5、特許文献6参照。)
しかしながら、前記シロキサン系ポリマーおよびフルオロカーボン系ポリマーの場合も、現像液に対する溶解性に関して、従来の芳香族系ポリマーに比べて十分なレベルに達しているとはいえない。
Further, it has a non-aromatic monocyclic, polycyclic or bridged cyclic hydrocarbon group having a carboxyl group in the side chain, and at least a part of the carboxyl group is substituted with an acid labile group. A siloxane-based polymer and a resist material using the polymer have been reported (for example, see Patent Document 4). This resist material has low absorption of KrF excimer laser and ArF excimer laser, and has a good pattern shape. It is also said to be excellent in sensitivity, resolution, dry etching resistance and the like.
On the other hand, some resist materials using a fluorocarbon-based polymer having a fluorine atom in the main chain or side chain have already been reported. This polymer is also excellent in transparency at a wavelength of 200 nm or less, particularly at a wavelength of 157 nm, and is 193 nm or less. It is reported that it is suitable for a resist material in a lithography process using a wavelength of (see, for example, Patent Document 5 and Patent Document 6).
However, in the case of the siloxane polymer and the fluorocarbon polymer, it cannot be said that the solubility in the developer reaches a sufficient level as compared with the conventional aromatic polymer.

J. Photopolym. Sci. Technol., Vol.12, No.4, P.561-570 (1999)J. Photopolym. Sci. Technol., Vol.12, No.4, P.561-570 (1999) 特開平5−323611号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-323611 特開平8−160623号公報JP-A-8-160623 特開平11−60733号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-60733 特開平11−302382号公報JP-A-11-302382 WO 02/065212 A1WO 02/065212 A1 WO 03/006413 A1WO 03/006413 A1

そこで、波長200nm以下の放射線に有効に感応し、高度のドライエッチング耐性を備えつつ、レジストとしての基本物性に優れ、かつアルカリ現像液に対する溶解特性が優れたレジスト材料をもたらしうる新たなポリマーの開発は、LSIの分野における急速な微細化の進行に対応しうる技術開発の観点から重要な課題となっている。   Therefore, development of a new polymer capable of providing a resist material that is sensitive to radiation with a wavelength of 200 nm or less, has high dry etching resistance, has excellent basic physical properties as a resist, and has excellent solubility in an alkaline developer. Is an important issue from the viewpoint of technological development that can cope with rapid progress in miniaturization in the LSI field.

本発明の課題は、ArFエキシマレーザー(波長193nm)あるいはF2 エキシマレーザー(波長157nm)に代表される波長200nm以下の放射線に有効に感応し、放射線に対する透明性が高く、解像度に優れ、かつ樹脂成分のアルカリ現像液に対する溶解性が優れ、また当該溶解性の制御が容易であり、しかも感度、ドライエッチング耐性等にも優れた化学増幅型レジストとして有用な感放射線性樹脂組成物、および当該感放射線性樹脂組成物の樹脂成分等として有用な新規なフッ素含有ビニルエーテル系重合体を提供することにある。 An object of the present invention is to effectively respond to radiation having a wavelength of 200 nm or less typified by ArF excimer laser (wavelength 193 nm) or F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), have high transparency to radiation, excellent resolution, and resin A radiation-sensitive resin composition useful as a chemically amplified resist having excellent solubility in an alkaline developer of the component, easy control of the solubility, and excellent sensitivity, dry etching resistance, and the like. It is an object of the present invention to provide a novel fluorine-containing vinyl ether polymer useful as a resin component of a radiation resin composition.

本発明は、第一に、
下記一般式(I)で表される繰り返し単位を有し、〔重合体中の−OR基の全量〕に対する〔Rが1価の酸解離性基である−OR基〕の割合(%)で定義される1価の酸解離性基の導入率が9.0%以上26%以下である、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量が500〜1,000,000の重合体(以下、「重合体(A)」という。)、からなる。
The present invention, first,
It has a repeating unit represented by the following general formula (I), and is a ratio (%) of [—OR group where R is a monovalent acid-dissociable group] to [total amount of —OR groups in the polymer]. Polymer having a polystyrene-reduced weight average molecular weight of 500 to 1,000,000 by gel permeation chromatography (GPC), wherein the introduction rate of the defined monovalent acid dissociable group is 9.0% or more and 26% or less ( Hereinafter, it is referred to as “polymer (A)”.

Figure 0004483405
〔一般式(I)において、各Rは相互に独立に水素原子またはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−t−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基もしくはシクロオクチル基からなるアルキル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、i−ブチルカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、9−フルオレニルメチルカルボニル基、2,2,2−トリクロロエチルカルボニル基、2−(トリメチルシリル)エチルカルボニル基、ビニルカルボニル基、アリルカルボニル基、ベンジルカルボニル基、4−エトキシ−1−ナフチルカルボニル基もしくはメチルジチオカルボニル基からなる有機カルボニル基;あるいはメトキシメチル基、エトキシメチル基、2−フルオロエトキシメチル基、t−ブトキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、2−メトキシエトキシメチル基、トリメチルシロキシメチル基、トリエチルシロキシメチル基、1−エトキシエチル基もしくは1−メチル−1−メトキシエチル基からなる、Rが結合している酸素原子と共にアセタール基もしくはケタール基を形成する有機基の群より選ばれる1価の酸解離性基を示す。〕
Figure 0004483405
[In General Formula (I), each R is independently a hydrogen atom or a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, or a 1-methylpropyl group. , T-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-decyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, 4-t-butylcyclohexyl group, cycloheptyl group or cyclo Alkyl group consisting of octyl group; methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, i-propoxycarbonyl group, i-butylcarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, 9-fluorenylmethylcarbonyl group, 2,2,2-trichloroethyl Carbonyl group, 2- (trimethylsilyl) ethylcarbonyl group, vinylcarbonyl group, allylcarbonyl An organic carbonyl group consisting of benzylcarbonyl group, 4-ethoxy-1-naphthylcarbonyl group or methyldithiocarbonyl group; or methoxymethyl group, ethoxymethyl group, 2-fluoroethoxymethyl group, t-butoxymethyl group, benzyloxymethyl Group, 2-methoxyethoxymethyl group, trimethylsiloxymethyl group, triethylsiloxymethyl group, 1-ethoxyethyl group or 1-methyl-1-methoxyethyl group, together with an oxygen atom to which R is bonded, an acetal group or a ketal 1 represents a monovalent acid dissociable group selected from the group of organic groups forming the group . ]

本発明は、第二に、
(イ)重合体(A)のうち、アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の重合体であって、その酸解離性基が解離したときアルカリ易溶性となる重合体、および(ロ)感放射線性酸発生剤を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物、からなる。
The present invention secondly,
(A) Among the polymers (A), an alkali-insoluble or hardly-alkaline-soluble polymer that becomes readily soluble when the acid-dissociable group is dissociated, and (b) generation of a radiation-sensitive acid. It comprises a radiation sensitive resin composition characterized by containing an agent.

以下、本発明について詳細に説明する。
重合体(A)
本発明における重合体(A)は、前記一般式(I)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(I)」という。)を有する重合体である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Polymer (A)
The polymer (A) in the present invention is a polymer having a repeating unit represented by the general formula (I) (hereinafter referred to as “repeating unit (I)”).

一般式(I)におけるRの1価の酸解離性基のうち、メトキシメチル基、エトキシメチル基、2−フルオロエトキシメチル基、t−ブトキシメチル基等が好ましい。
重合体(A)において、繰り返し単位(I)は、単独でまたは2種以上が存在することができる。
Of the monovalent acid-dissociable groups represented by R in the general formula (I) , a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a 2-fluoroethoxymethyl group, a t-butoxymethyl group, and the like are preferable.
In the polymer (A), the repeating unit (I) may be present alone or in combination of two or more.

重合体(A)は、繰り返し単位(I)以外の繰り返し単位(以下、「他の繰り返し単位」という。)を有することができる。
他の繰り返し単位としては、例えば、
2−メチルプロペン等のα,α−ジ置換オレフィン類;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類;スチレン、α―メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−メトキシスチレン4−t−ブトキシスチレン等の芳香族ビニル化合物;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、メトキシエチレングリコールモノビニルエーテル、エトキシエチレングリコールモノビニルエーテル、メトキシジエチレングリコールモノビニルエーテル、エトキシジエチレングリコールモノビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、2−ブロモエチルビニルエーテル等の直鎖状もしくは分岐状のビニルエーテル類;2,3−ジヒドロフラン、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン等の環状の不飽和エーテル等の重合性不飽和結合が開裂した繰り返し単位を挙げることができる。
The polymer (A) can have a repeating unit other than the repeating unit (I) (hereinafter referred to as “other repeating unit”).
Examples of other repeating units include:
Α, α-disubstituted olefins such as 2-methylpropene; conjugated dienes such as butadiene and isoprene; aromatics such as styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-methoxystyrene 4-t-butoxystyrene Vinyl compounds: methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, i-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, methoxyethylene glycol monovinyl ether, ethoxyethylene glycol monovinyl ether, methoxydiethylene glycol monovinyl ether Linear or branched vinyl such as ethoxydiethylene glycol monovinyl ether, 2-chloroethyl vinyl ether, 2-bromoethyl vinyl ether Ether such; 2,3-dihydrofuran, 3,4-polymerizable unsaturated bond such as cyclic 5,717,036 dihydro -2H- pyran or the like can be exemplified repeating units cleaved.

これらの他の繰り返し単位のうち、2,3−ジヒドロフラン、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン等の重合性不飽和結合が開裂した繰り返し単位が好ましい。
重合体(A)において、他の繰り返し単位は、単独でまたは2種以上が存在することができる。
Among these other repeating units, a repeating unit in which a polymerizable unsaturated bond such as 2,3-dihydrofuran or 3,4-dihydro-2H-pyran is cleaved is preferable.
In the polymer (A), other repeating units may be present alone or in combination of two or more.

重合体(A)においては、他の繰り返し単位を適切に選択しあるいは適切に組み合わせることにより、得られる重合体(A)の分子量およびガラス転移温度(Tg)を制御でき、また波長200nm以下、特に波長157nmにおける透明性をさらに向上させることもできる。
重合体(A)における各繰り返し単位の具体的な含有率は、特に限定されるものではなく、繰り返し単位の種類や組み合わせ、重合体(A)の用途等に応じて変わるが、それぞれの場合における各繰り返し単位の好適な含有率は、試験等により当業者が適宜に選定することができる。
例えば、重合体(A)を遠紫外線、X線、電子線等の放射線を用いる微細加工用の化学増幅型レジストにおいて、それ自体としてアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性であり、その酸解離性基が解離したときにアルカリ易溶性となる樹脂成分として使用する場合、繰り返し単位(I)の含有率は、全構造単位に対して、好ましくは40〜95モル%、さらに好ましくは50〜90モル%である。この場合、繰り返し単位(I)の含有率が40モル%未満であると、得られる重合体のアルカリ現像液への溶解性が低下する傾向があり、一方95モル%を超えると、得られる重合体のガラス転移温度(Tg)が低下する傾向がある。
In the polymer (A), the molecular weight and glass transition temperature (Tg) of the obtained polymer (A) can be controlled by appropriately selecting or appropriately combining other repeating units. The transparency at a wavelength of 157 nm can be further improved.
The specific content of each repeating unit in the polymer (A) is not particularly limited and varies depending on the type and combination of the repeating units, the use of the polymer (A), etc. A suitable content of each repeating unit can be appropriately selected by a person skilled in the art by a test or the like.
For example, the polymer (A) is a chemically amplified resist for fine processing using radiation such as far ultraviolet rays, X-rays, and electron beams, and is itself insoluble or hardly soluble in alkali, and its acid-dissociable group is dissociated. When used as a resin component that is readily soluble in alkali, the content of the repeating unit (I) is preferably 40 to 95 mol%, more preferably 50 to 90 mol%, based on all structural units. . In this case, if the content of the repeating unit (I) is less than 40 mol%, the solubility of the resulting polymer in an alkali developer tends to be reduced, whereas if it exceeds 95 mol%, the resulting weight is increased. There exists a tendency for the glass transition temperature (Tg) of a coalescence to fall.

重合体(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定したポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、500〜1,000,000、好ましくは500〜100,000、特に好ましくは1000〜10,000である。この場合、Mwが500未満であると、得られる重合体のガラス転移温度(Tg)が低下する傾向があり、一方1,000,000を超えると、得られる重合体の溶剤への溶解性が低下する傾向がある。
また、重合体(A)のMwとゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定したポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」という。)との比(Mw/Mn)は、通常、1〜5、好ましくは1〜3である。
The polystyrene equivalent weight average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) measured by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer (A) is 500 to 1,000,000, preferably 500 to 100,000, particularly preferably. Is 1000 to 10,000. In this case, if the Mw is less than 500, the glass transition temperature (Tg) of the resulting polymer tends to decrease, whereas if it exceeds 1,000,000, the solubility of the resulting polymer in the solvent is low. There is a tendency to decrease.
The ratio (Mw / Mn) of the polymer (A) Mw and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter referred to as “Mn”) measured by gel permeation chromatography (GPC) is usually 1 to 5, Preferably it is 1-3.

重合体(A)は、波長200nm以下の放射線に対する透明性が高く、またアルカリ現像液への溶解性が高く、かつ当該溶解性の制御が容易である特性を有するものである。
重合体(A)のうち、アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の重合体であって、その酸解離性基が解離したときアルカリ易溶性となる重合体は、遠紫外線、X線、電子線等の放射線を用いる微細加工用の化学増幅型レジストとして有用な感放射線性樹脂組成物における樹脂成分として極めて好適に使用することができる。
また、重合体(A)は、エタノール、i−プロパノール等の低級アルコール類への溶解性が極めて高く、該低級アルコール類に溶解した溶液として、リソグラフィープロセスにおける上層反射防止膜の形成にも極めて有用である。
The polymer (A) has characteristics that it is highly transparent to radiation having a wavelength of 200 nm or less, has high solubility in an alkaline developer, and can easily control the solubility.
Among the polymers (A), an alkali-insoluble or hardly alkali-soluble polymer that becomes alkali-soluble when the acid-dissociable group is dissociated is radiation such as far ultraviolet rays, X-rays, and electron beams. It can be used very suitably as a resin component in a radiation sensitive resin composition useful as a chemically amplified resist for microfabrication.
In addition, the polymer (A) has extremely high solubility in lower alcohols such as ethanol and i-propanol, and as a solution dissolved in the lower alcohols, it is extremely useful for forming an upper antireflection film in a lithography process. It is.

重合体(A)は、例えば、下記式(a)で表される単量体(以下、「単量体(a)」という。)を、場合により他の繰り返し単位を与える重合性不飽和単量体と共に、カチオン重合開始剤の存在下、無溶媒下または溶媒中で、常法によりカチオン重合させて前駆重合体を得たのち、該前駆重合体中の水酸基の水素原子を、常法により1価の酸解離性基(R)で置換する方法により製造することができる。   The polymer (A) is, for example, a polymerizable unsaturated unit that gives a monomer represented by the following formula (a) (hereinafter referred to as “monomer (a)”) as the case may be. A precursor polymer is obtained by cation polymerization according to a conventional method in the presence of a cationic polymerization initiator, in the absence of a solvent or in a solvent, together with a monomer, and then a hydrogen atom of a hydroxyl group in the precursor polymer is converted by a conventional method. It can be produced by a method of substitution with a monovalent acid dissociable group (R).

Figure 0004483405
Figure 0004483405

以下、重合体(A)を製造する方法について説明する。
前記カチオン重合開始剤としては、例えば、硫酸、塩酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリクロロメタンスルホン酸、フルオロスルホン酸、過塩素酸等のプロトン酸類;三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体、塩化アルミニウム、四塩化チタン、四塩化スズ、五塩化アンチモン、五塩化モリブデン、塩化第二鉄等のハロゲン化金属やその錯体類;エチルアルミニウムジクロライド、ジエチルアルミニウムクロライド、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム等の有機金属化合物等を挙げることができる。
これらのカチオン重合開始剤のうち、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体、四塩化チタン、四塩化スズ、エチルアルミニウムジクロライド等が好ましい。
前記カチオン重合開始剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。 カチオン重合開始剤の使用量は、単量体の全量100重量部に対して、通常、0.0001〜1重量部、好ましくは0.001〜0.01重量部である。
Hereinafter, the method for producing the polymer (A) will be described.
Examples of the cationic polymerization initiator include proton acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, trifluoroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, trichloromethanesulfonic acid, fluorosulfonic acid, and perchloric acid; boron trifluoride diethyl ether complex Metal halides such as aluminum chloride, titanium tetrachloride, tin tetrachloride, antimony pentachloride, molybdenum pentachloride and ferric chloride and their complexes; organics such as ethylaluminum dichloride, diethylaluminum chloride, trimethylaluminum and triethylaluminum A metal compound etc. can be mentioned.
Of these cationic polymerization initiators, boron trifluoride diethyl ether complex, titanium tetrachloride, tin tetrachloride, ethylaluminum dichloride and the like are preferable.
The cationic polymerization initiators can be used alone or in admixture of two or more. The usage-amount of a cationic polymerization initiator is 0.0001-1 weight part normally with respect to 100 weight part of whole quantity of a monomer, Preferably it is 0.001-0.01 weight part.

また、前記溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類等を挙げることができる。
これらの溶媒のうち、n−ヘキサン、トルエン、ジクロロメタン等が好ましい。
カチオン重合の反応条件は、反応温度が、通常、−100〜0℃、好ましくは−80〜−50℃であり、反応時間が、通常、1〜50時間、好ましくは5〜10時間である。
Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, and n-octane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; carbon tetrachloride, chloroform And halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and dichloroethane.
Of these solvents, n-hexane, toluene, dichloromethane and the like are preferable.
As for the reaction conditions for the cationic polymerization, the reaction temperature is usually −100 to 0 ° C., preferably −80 to −50 ° C., and the reaction time is usually 1 to 50 hours, preferably 5 to 10 hours.

感放射線性樹脂組成物
本発明の感放射線性樹脂組成物は、(イ)重合体(A)のうち、アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の重合体であって、その酸解離性基が解離したときにアルカリ易溶性となる重合体、および(ロ)感放射線性酸発生剤(以下、「酸発生剤(B)」という。)を含有するものである。
ここでいう「アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性」とは、重合体(A)を含有する感放射線性樹脂組成物から形成されたレジスト被膜からレジストパターンを形成する際に採用されるアルカリ現像条件下で、当該レジスト被膜の代わりに重合体(A)のみを用いたレジスト被膜を現像した場合に、当該被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質を意味する。
Radiation-sensitive resin composition The radiation-sensitive resin composition of the present invention is (a) a polymer that is alkali-insoluble or alkali-insoluble in polymer (A), and its acid-dissociable group is dissociated. And (b) a radiation-sensitive acid generator (hereinafter referred to as “acid generator (B)”).
The term “alkali insoluble or alkali poorly soluble” as used herein refers to an alkali developing condition employed when a resist pattern is formed from a resist film formed from a radiation-sensitive resin composition containing the polymer (A). When a resist film using only the polymer (A) is developed instead of the resist film, it means that 50% or more of the initial film thickness of the film remains after development.

−重合体(A)−
本発明の感放射線性樹脂組成物において、重合体(A)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができ、また重合体(A)と共に、他の重合体を1種以上併用することもできる。
前記他の重合体としては、例えば、重合体(A)について例示した他の繰り返し単位のほか、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物;マレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等の不飽和イミド類;ビシクロ [2.2.1] ヘプト−2−エン、テトラシクロ [6.2.1.13,6 .02,7 ] ドデカ−4−エンやこれらの置換誘導体等の有橋式炭素環構造を有する重合性不飽和単量体等の重合性不飽和結合が開裂した繰り返し単位を1種以上有する重合体を挙げることができる。
-Polymer (A)-
In the radiation sensitive resin composition of the present invention, the polymer (A) can be used alone or in admixture of two or more, and one or more other polymers can be used together with the polymer (A). It can also be used together.
Examples of the other polymer include, in addition to the other repeating units exemplified for the polymer (A), methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, (meth ) (Meth) acrylic acid esters such as cyclohexyl acrylate; vinyl cyanide compounds such as (meth) acrylonitrile; unsaturated imides such as maleimide, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide; bicyclo [2.2.1 ] Hept-2-ene, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] A heavy polymer having one or more repeating units in which a polymerizable unsaturated bond is cleaved, such as a polymerizable unsaturated monomer having a bridged carbocyclic structure such as dodec-4-ene and substituted derivatives thereof. Coalescence can be mentioned.

−酸発生剤(B)−
本発明の感放射線性樹脂組成物における酸発生剤(B)は、露光により酸を発生し、その酸の作用によって重合体(A)中に存在する酸解離性基を解離させ、その結果レジスト被膜の露光部がアルカリ現像液に易溶性となり、ポジ型のレジストパターンを形成する作用を有する成分である。
本発明において、酸発生剤(B)は、前記作用を有する限り特に限定されるものではないが、例えば、オニウム塩化合物、スルホン化合物、スルホン酸化合物、カルボン酸化合物、ジアゾケトン化合物、ハロゲン含有化合物等を挙げることができる。
-Acid generator (B)-
The acid generator (B) in the radiation-sensitive resin composition of the present invention generates an acid upon exposure and dissociates the acid-dissociable group present in the polymer (A) by the action of the acid, resulting in a resist The exposed portion of the film is a component having an action of forming a positive resist pattern by being easily soluble in an alkali developer.
In the present invention, the acid generator (B) is not particularly limited as long as it has the above action. For example, an onium salt compound, a sulfone compound, a sulfonic acid compound, a carboxylic acid compound, a diazoketone compound, a halogen-containing compound, etc. Can be mentioned.

本発明における好ましい酸発生剤(B)としては、例えば、
ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−(テトラシクロ[ 6.2.1.13,6 .02,7 ]ドデカン−4−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムN,N−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、
ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−(テトラシクロ[ 6.2.1.13,6 .02,7 ]ドデカン−4−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムN,N−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、
As a preferable acid generator (B) in the present invention, for example,
Diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1, 2,2-tetrafluoroethanesulfonate, diphenyliodonium 2- (tetracyclo [6.2.1.1 3,6 .0 2,7 ] dodecan-4-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethane Sulfonate, diphenyliodonium N, N-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, diphenyliodonium 10-camphorsulfonate,
Bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, Bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) Iodonium 2- (tetracyclo [6.2.1.1 3,6 0.0 2,7 ] dodecan-4-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) ) Iodonium N, N-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, bis (4-t-butylphenol) Le) iodonium 10-camphorsulfonate,

トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(テトラシクロ[ 6.2.1.13,6 .02,7 ]ドデカン−4−イル)−1,1,2,2−テトラルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムN,N−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、
1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−(テトラシクロ[ 6.2.1.13,6 .02,7 ]ドデカン−4−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムN,N−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム10−カンファースルホネート、
Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl)- 1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (tetracyclo [6.2.1.1 3,6 .0 2,7 ] dodecan-4-yl) -1,1,2, 2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium N, N-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate,
1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium 2- (bicyclo [2.2 .1] Heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium 2- (tetracyclo [6.2. 1.1 3,6 .0 2,7] dodecane-4-yl) -1,1,2,2-tetrafluoro et drawers Phonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium N, N-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydro Thiophenium 10-camphorsulfonate,

1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−(テトラシクロ[ 6.2.1.13,6 .02,7 ]ドデカン−4−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムN,N−ビス(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニル)イミデート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム10−カンファースルホネート、
N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−〔2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ〕スクシンイミド、N−〔2−(テトラシクロ[ 6.2.1.13,6 .02,7 ]ドデカン−4−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ〕スクシンイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、
1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, (3,5-Dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2- (bicyclo [2.2 .1] Heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2- (tetracyclo [6.2. 1.1 3,6 .0 2,7] dodecane-4-yl) -1,1,2,2 Te Lafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium N, N-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxy Phenyl) tetrahydrothiophenium 10-camphorsulfonate,
N- (trifluoromethanesulfonyloxy) succinimide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) succinimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) succinimide, N- [2- (bicyclo [2.2.1] ] heptan-2-yl) 1,1,2,2-tetrafluoroethane sulfonyloxy] succinimide, N- [2- (tetracyclo [6.2.1.1 3,6 .0 2,7] dodecane - 4-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy] succinimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) succinimide,

N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−〔2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ〕ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−〔2−(テトラシクロ[ 6.2.1.13,6 .02,7 ]ドデカン−4−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ〕ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド
等を挙げることができる。
N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept -5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- [ 2- (Bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy] bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3- dicarboximide, N- [2- (tetracyclo [6.2.1.1 3,6 .0 2,7] dodecane-4-yl) 1,1,2,2-tetrafluoroethane sulfonyloxy] bicyclo [2.2 1] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (10-camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, etc. Can do.

本発明において、酸発生剤(B)は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
酸発生剤(B)の使用量は、レジストとしての感度および現像性を確保する観点から、重合体成分の全量100重量部に対して、通常、0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜7重量部である。この場合、酸発生剤(B)の使用量が0.1重量部未満では、感度および現像性が低下する傾向があり、一方10重量部を超えると、放射線に対する透明性が低下して、矩形のレジストパターンを得られ難くなる傾向がある。
In this invention, an acid generator (B) can be used individually or in mixture of 2 or more types.
The amount of the acid generator (B) used is usually from 0.1 to 10 parts by weight, preferably from 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the polymer components, from the viewpoint of ensuring sensitivity and developability as a resist. 5 to 7 parts by weight. In this case, if the amount of the acid generator (B) used is less than 0.1 parts by weight, the sensitivity and developability tend to decrease. On the other hand, if it exceeds 10 parts by weight, the transparency to radiation decreases and the rectangular shape is reduced. It tends to be difficult to obtain a resist pattern.

−添加剤−
本発明の感放射線性樹脂組成物には、酸拡散制御剤、溶解制御剤、界面活性剤等の各種の添加剤を配合することができる。
前記酸拡散制御剤は、露光により酸発生剤から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する作用を有する成分である。
このような酸拡散制御剤を配合することにより、得られる感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性がさらに向上し、またレジストとしての解像度がさらに向上するとともに、露光から現像処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物が得られる。
酸拡散制御剤としては、レジストパターンの形成工程中の露光や加熱処理により塩基性が変化しない含窒素有機化合物が好ましい。
このような含窒素有機化合物としては、例えば、下記一般式(1) で表される化合物(以下、「酸拡散制御剤(C) 」という。)のほか、4級アンモニウムヒドロキシド化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等挙げることができる。
-Additives-
Various additives such as an acid diffusion controller, a dissolution controller, and a surfactant can be blended with the radiation-sensitive resin composition of the present invention.
The acid diffusion control agent is a component having an action of controlling a diffusion phenomenon of an acid generated from an acid generator upon exposure in a resist film and suppressing an undesirable chemical reaction in a non-exposed region.
By blending such an acid diffusion control agent, the storage stability of the resulting radiation-sensitive resin composition is further improved, the resolution as a resist is further improved, and the holding time from exposure to development processing A change in the line width of the resist pattern due to fluctuations in (PED) can be suppressed, and a composition having excellent process stability can be obtained.
As the acid diffusion controller, a nitrogen-containing organic compound whose basicity is not changed by exposure or heat treatment in the resist pattern forming step is preferable.
Such nitrogen-containing organic compounds include, for example, compounds represented by the following general formula (1) (hereinafter referred to as “acid diffusion controller (C)”), quaternary ammonium hydroxide compounds, amide groups. Examples thereof include a containing compound, a urea compound, and a nitrogen-containing heterocyclic compound.

Figure 0004483405
〔一般式(1)において、各R1 は相互に独立に水素原子、直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、アリール基またはアラルキル基を示し、これらのアルキル基、アリール基およびアラルキル基は水酸基等の官能基で置換されていてもよく、U1 は2価の有機基を示し、rは0〜2の整数である。〕
Figure 0004483405
[In the general formula (1), each R 1 independently represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, aryl group or aralkyl group, and these alkyl group, aryl group and aralkyl group are It may be substituted with a functional group such as a hydroxyl group, U 1 represents a divalent organic group, and r is an integer of 0 to 2. ]

酸拡散制御剤(C) において、r=0の化合物を「含窒素化合物(C1)」とし、r=1〜2の化合物を「含窒素化合物(C2)」とする。また、窒素原子を3個以上有するポリアミノ化合物および重合体をまとめて「含窒素化合物(C3)」とする。   In the acid diffusion controller (C), the compound with r = 0 is referred to as “nitrogen-containing compound (C1)”, and the compound with r = 1 to 2 is referred to as “nitrogen-containing compound (C2)”. Further, the polyamino compound and polymer having 3 or more nitrogen atoms are collectively referred to as “nitrogen-containing compound (C3)”.

含窒素化合物(C1)としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、シクロヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、2,6−ジメチルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、ナフチルアミン等の芳香族アミン類等を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing compound (C1) include mono- (cyclo) alkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, cyclohexylamine; di-n- Butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine, cyclohexylmethylamine, dicyclohexylamine, etc. Di (cyclo) alkylamines; triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine , Tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, cyclohexyl Tri (cyclo) alkylamines such as dimethylamine, dicyclohexylmethylamine, tricyclohexylamine; alkanolamines such as ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2 -Aromatic amines such as methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, 2,6-dimethylaniline, 2,6-diisopropylaniline, diphenylamine, triphenylamine, naphthylamine, etc. Can do.

含窒素化合物(C2)としては、例えば、エチレンジアミン、N,N,N',N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、1,3−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼンテトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼン、1,3−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル等を挙げることができる。
含窒素化合物(C3)としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、2−ジメチルアミノエチルアクリルアミドの重合体等を挙げることができる。
Examples of the nitrogen-containing compound (C2) include ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, tetramethylenediamine, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzenetetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′- Diaminobenzophenone, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) ) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (4-hydroxy) Droxyphenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, Examples thereof include bis (2-dimethylaminoethyl) ether and bis (2-diethylaminoethyl) ether.
Examples of the nitrogen-containing compound (C3) include polyethyleneimine, polyallylamine, 2-dimethylaminoethylacrylamide polymer, and the like.

また、前記4級アンモニウムヒドロキシド化合物としては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロキシド等を挙げることができる。
また、前記アミド基含有化合物としては、例えば、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N',N’−テトラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物のほか、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン等を挙げることができる。
Examples of the quaternary ammonium hydroxide compound include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetra-n-propylammonium hydroxide, and tetra-n-butylammonium hydroxide.
Examples of the amide group-containing compound include Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-decylamine, N -T-butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-1-adamantyl Amine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, N, N′-di-t-butoxycarbonylhexamethylene Diamine, N, N, N ′, N′-tetra-t-butoxycarbonylhexame Range amine, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,7-diaminoheptane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N′-di-t- Butoxycarbonyl-1,9-diaminononane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,12-diaminododecane, N, N '-Di-t-butoxycarbonyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenz Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds such as imidazole, formamide, N-methylformamide, N, N-di Chill formamide, acetamide, N- methylacetamide, N, N- dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, can be mentioned N- methylpyrrolidone.

また、前記ウレア化合物としては、例えば、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオウレア等を挙げることができる。
また、前記含窒素複素環化合物としては、例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類;ピペラジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、モルホリン、4−メチルモルホリン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ [2.2.2] オクタン等を挙げることができる。
Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n. -Butylthiourea etc. can be mentioned.
Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazoles such as imidazole, 4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, and 2-phenylbenzimidazole. Pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, nicotinic acid, nicotinamide , Pyridines such as quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxyquinoline, acridine; piperazines such as piperazine, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidin , 3-piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4-methylmorpholine, 1,4-dimethylpiperazine, and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane.

これらの酸拡散制御剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
酸拡散制御剤の配合量は、酸発生剤(B)に対して、通常、100モル%以下、好ましくは50モル%以下、さらに好ましくは30モル%以下である。この場合、酸拡散制御剤の配合量が100モル%を超えると、レジストとしての感度や露光部のアルカリ現像性が低下する傾向がある。なお、酸拡散制御剤の配合量が0.1モル%未満であると、プロセス条件によっては、レジストとしてのパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれがある。
These acid diffusion control agents can be used alone or in admixture of two or more.
The compounding amount of the acid diffusion controller is usually 100 mol% or less, preferably 50 mol% or less, and more preferably 30 mol% or less with respect to the acid generator (B). In this case, when the compounding amount of the acid diffusion control agent exceeds 100 mol%, the sensitivity as a resist and the alkali developability of the exposed area tend to decrease. If the amount of the acid diffusion controller is less than 0.1 mol%, the pattern shape or dimensional fidelity as a resist may be lowered depending on the process conditions.

前記溶解制御剤としては、例えば、
アダマンタン−1−カルボン酸t−ブチル、アダマンタン−1−カルボン酸t−ブトキシカルボニルメチル、アダマンタン−1−カルボン酸α−ブチロラクトンエステル、アダマンタン−1,3−ジカルボン酸ジ−t−ブチル、アダマンタン−1−酢酸t−ブチル、アダマンタン−1−酢酸t−ブトキシカルボニルメチル、アダマンタン−1,3−ジ酢酸ジ−t−ブチル、2,5−ジメチル−2,5−ジ(アダマンタン−1−イルカルボニルオキシ)ヘキサン等のアダマンタン誘導体類;
デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル、デオキシコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、デオキシコール酸3−オキソシクロヘキシル、デオキシコール酸テトラヒドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラクトンエステル等のデオキシコール酸エステル類;
リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル、リトコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸3−オキソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロピラニル、リトコール酸メバロノラクトンエステル等のリトコール酸エステル類:
アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸時プロピル、アジピン酸ジn−ブチル、アジピン酸ジt−ブチル等のアルキルカルボン酸エステル類
等を挙げることができる。
Examples of the dissolution control agent include:
Adamantane-1-carboxylic acid t-butyl, adamantane-1-carboxylic acid t-butoxycarbonylmethyl, adamantane-1-carboxylic acid α-butyrolactone ester, adamantane-1,3-dicarboxylic acid di-t-butyl, adamantane-1 T-butyl acetate, adamantane-1-t-butoxycarbonylmethyl acetate, adamantane-1,3-diacetate di-t-butyl, 2,5-dimethyl-2,5-di (adamantan-1-ylcarbonyloxy Adamantane derivatives such as hexane;
Deoxycholate t-butyl, deoxycholate t-butoxycarbonylmethyl, deoxycholate 2-ethoxyethyl, deoxycholate 2-cyclohexyloxyethyl, deoxycholate 3-oxocyclohexyl, deoxycholate tetrahydropyranyl, deoxychol Deoxycholic acid esters such as acid mevalonolactone ester;
Lithocholic acid t-butyl, lithocholic acid t-butoxycarbonylmethyl, lithocholic acid 2-ethoxyethyl, lithocholic acid 2-cyclohexyloxyethyl, lithocholic acid 3-oxocyclohexyl, lithocholic acid tetrahydropyranyl, lithocholic acid mevalonolactone ester, etc. Lithocholic acid esters:
Examples thereof include alkyl carboxylic acid esters such as dimethyl adipate, diethyl adipate, propyl at the time of adipic acid, di-n-butyl adipate, and di-t-butyl adipate.

これらの溶解制御剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
溶解制御剤の配合量は、重合体成分の全量100重量部に対して、通常、50重量部以下、好ましくは30重量部以下である。この場合、溶解制御剤の配合量が50重量部を超えると、レジストとしての耐熱性が低下する傾向がある。
These dissolution control agents can be used alone or in admixture of two or more.
The blending amount of the dissolution control agent is usually 50 parts by weight or less, preferably 30 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total amount of the polymer components. In this case, when the compounding amount of the dissolution control agent exceeds 50 parts by weight, the heat resistance as a resist tends to decrease.

前記界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。
このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤のほか、以下商品名で、KP341(信越化学工業(株)製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学(株)製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ(株)製)、メガファックスF171、同F173(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子(株)製)等を挙げることができる。
これらの界面活性剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
界面活性剤の配合量は、重合体成分の全量100重量部に対して、通常、2重量部以下である。
また、前記以外の添加剤としては、ハレーション防止剤、接着助剤、保存安定化剤、消泡剤等を挙げることができる。
The surfactant is a component having an action of improving coating properties, striations, developability and the like.
Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, and polyethylene glycol dilaurate. In addition to nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products Co., Ltd.), Megafax F171, F173 (above, Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) ), Florard FC430, FC431 (above, manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC -105, SC-106 (above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) and the like.
These surfactants can be used alone or in admixture of two or more.
The compounding amount of the surfactant is usually 2 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total amount of the polymer components.
Examples of additives other than those described above include antihalation agents, adhesion assistants, storage stabilizers, and antifoaming agents.

−組成物溶液の調製−
本発明の感放射線性樹脂組成物は、普通、その使用に際して、全固形分濃度が、通常、1〜25重量%、好ましくは2〜15重量%となるように、溶剤に溶解したのち、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することによって、組成物溶液として調製される。
前記組成物溶液の調製に使用される溶剤としては、例えば、
2−ブタノン、2−ペンタノン、3−メチル−2−ブタノン、2−ヘキサノン、4−メチル−2−ペンタノン、3−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン等の直鎖状もしくは分岐状のケトン類;
シクロペンタノン、3−メチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−メチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、イソホロン等の環状のケトン類;
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−i−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−sec−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;
-Preparation of composition solution-
The radiation-sensitive resin composition of the present invention is usually dissolved in a solvent so that the total solid content is usually 1 to 25% by weight, preferably 2 to 15% by weight. A composition solution is prepared by filtering with a filter having a pore size of about 0.2 μm.
Examples of the solvent used for the preparation of the composition solution include:
2-butanone, 2-pentanone, 3-methyl-2-butanone, 2-hexanone, 4-methyl-2-pentanone, 3-methyl-2-pentanone, 3,3-dimethyl-2-butanone, 2-heptanone, Linear or branched ketones such as 2-octanone;
Cyclic ketones such as cyclopentanone, 3-methylcyclopentanone, cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, isophorone;
Propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol mono-i-propyl ether acetate, propylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol mono-i-butyl ether acetate Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol mono-sec-butyl ether acetate, propylene glycol mono-t-butyl ether acetate;

2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸sec−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸t−ブチル等の2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;
3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等の3−アルコキシプロピオン酸アルキル類や、
Methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, n-propyl 2-hydroxypropionate, i-propyl 2-hydroxypropionate, n-butyl 2-hydroxypropionate, i-butyl 2-hydroxypropionate, Alkyl 2-hydroxypropionates such as sec-butyl 2-hydroxypropionate and t-butyl 2-hydroxypropionate;
Alkyl 3-alkoxypropionates such as methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate,

2,3−ジフルオロベンジルアルコール、2,2,2−トリフルオロエタノール、1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、、1,1,1−トリフルオロ−2−プロパノール、3,3,3−トリフルオロ−1−プロパノール、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブタノール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノール、3,3,4,4,5,5,5−ヘプタフルオロ−2−ペンタノール、1H,1H−パーフルオロ−1−オクタノール、1H,1H,2H,2H−パーフルオロ−1−オクタノール、1H,1H,9H−パーフルオロ−1−ノナノール、1H,1H,2H,3H,3H−パーフルオロノナン−1,2−ジオール、1H,1H,2H,2H−パーフルオロ−1−デカノール、1H,1H,2H,3H,3H−パーフルオロウンデカン−1,2−ジオール等のフッ素含有アルコール類; 2,3-difluorobenzyl alcohol, 2,2,2-trifluoroethanol, 1,3-difluoro-2-propanol, 1,1,1-trifluoro-2-propanol, 3,3,3-trifluoro -1-propanol, 2,2,3,3,4,4,4-heptafluoro-1-butanol, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1-pentanol, 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-2-pentanol, 1H, 1H-perfluoro-1-octanol, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluoro-1-octanol, 1H, 1H, 9H-perfluoro-1-nonanol, 1H, 1H, 2H, 3H, 3H-perfluorononane-1,2-diol, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluoro-1-decanol, 1H, H, 2H, 3H, fluorine-containing alcohols such as 3H- perfluoro undecanoic 1,2-diol;

2,2,2−トリフルオロエチルブチレート、エチルヘプタフルオロブチレート、ヘプタフルオロブチル酢酸エチル、ヘキサフルオログルタル酸エチル、エチル−3−ヒドロキシ−4,4,4−トリフルオロブチレート、エチル−2−メチル−4,4,4−トリフルオロアセトアセテート、エチルペンタフルオロベンゾエート、エチルペンタフルオロプロピオネート、ペンタフルオロプロピオン酸エチル、エチルパーフルオロオクタノエート、エチル−4,4,4−トリフルオロアセトアセテート、エチル−4,4,4−トリフルオロブチレート、エチル−4,4,4−トリフルオロクロトネート、エチルトリフルオロスルホネート、エチル−3−(トリフルオロメチル)ブチレート、エチルトリフルオロピルベート、エチルトリフルオロアセテート、イソプロピル−4,4,4−トリフルオロアセトアセテート、メチルパーフルオロデカノエート、メチルパーフルオロ(2−メチル−3−オキサヘキサノエート)、メチルパーフルオロノナノエート、メチルパーフルオロオクタノエート、メチル−2,3,3,3−テトラフルオロプロピオネート、メチルトリフルオロアセトアセテート、メチルトリフルオロアセトアセテート、パーフルオロ(2,5,8−トリメチル−3,6,9−トリオキサドデカン酸)メチル、プロピレングリコールトリフルオロメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルトリフルオロメチルアセテート、トリフルオロメチル酢酸n−ブチル、3−トリフルオロメトキシプロピオン酸メチル、1,1,1−トリフルオロ−2−プロピルアセテート、トリフルオロ酢酸n−ブチル等のフッ素含有エステル類; 2,2,2-trifluoroethyl butyrate, ethyl heptafluorobutyrate, ethyl heptafluorobutyl acetate, ethyl hexafluoroglutarate, ethyl-3-hydroxy-4,4,4-trifluorobutyrate, ethyl-2 -Methyl-4,4,4-trifluoroacetoacetate, ethyl pentafluorobenzoate, ethyl pentafluoropropionate, ethyl pentafluoropropionate, ethyl perfluorooctanoate, ethyl-4,4,4-trifluoroacetate Acetate, ethyl-4,4,4-trifluorobutyrate, ethyl-4,4,4-trifluorocrotonate, ethyl trifluorosulfonate, ethyl-3- (trifluoromethyl) butyrate, ethyl trifluoropyruvate, Ethyl trifluoroa Tate, isopropyl-4,4,4-trifluoroacetoacetate, methyl perfluorodecanoate, methyl perfluoro (2-methyl-3-oxahexanoate), methyl perfluorononanoate, methyl perfluorooctanoate Methyl-2,3,3,3-tetrafluoropropionate, methyltrifluoroacetoacetate, methyltrifluoroacetoacetate, perfluoro (2,5,8-trimethyl-3,6,9-trioxadodecanoic acid ) Methyl, propylene glycol trifluoromethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether trifluoromethyl acetate, n-butyl trifluoromethyl acetate, methyl 3-trifluoromethoxypropionate, 1,1,1-trifluoro-2-propiate Acetate, fluorine-containing esters such as n- butyl trifluoroacetate;

2−フルオロアニソール、3−フルオロアニソール、4−フルオロアニソール、2,3−ジフルオロアニソール、2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、5,8−ジフルオロ−1,4−ベンゾジオキサン、トリフルオロアセトアルデヒドエチルヘミアセタール、2H−パーフルオロ(5−メチル−3,6−ジオキサノナン)、2H−パーフルオロ(5,8,11,14−テトラメチル−3,6,9,12,15−ペンタオキサオクタデカン)、(パーフルオロ−n−ブチル)テトラヒドロフラン、パーフルオロ(n−ブチルテトラヒドロフラン)、プロピレングリコールトリフルオロメチルエーテル等のフッ素含有エーテル類; 2-fluoroanisole, 3-fluoroanisole, 4-fluoroanisole, 2,3-difluoroanisole, 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 5,8-difluoro-1,4-benzodioxane, tri Fluoroacetaldehyde ethyl hemiacetal, 2H-perfluoro (5-methyl-3,6-dioxanonane), 2H-perfluoro (5,8,11,14-tetramethyl-3,6,9,12,15-pentaoxa Fluorine-containing ethers such as octadecane), (perfluoro-n-butyl) tetrahydrofuran, perfluoro (n-butyltetrahydrofuran), propylene glycol trifluoromethyl ether;

2,4−ジフルオロプロピオフェノン、フルオロシクロヘキサン、1,1,1,2,2,3,3−ヘプタフルオロ−7,7−ジメチル−4,6−オクタンジオン、1,1,1,3,5,5,5−ヘプタフルオロペンタン−2,4−ジオン、3,3,4,4,5,5,5−ヘプタフルオロ−2−ペンタノン、1,1,1,2,2,6,6,6−オクタフルオロ−2,4−ヘキサンジオン、トリフルオロブタノール−1,1,1−トリフルオロ−5−メチル−2,4−ヘキサンジオン、パーフルオロシクロヘキサノン等のフッ素含有ケトン類;
2,4−ジフルオロトルエン、パーフルオロデカリン、パーフルオロ(1,2−ジメチルシクロヘキサン)、パーフルオロ(1,3−ジメチルシクロヘキサン)等のフッ素置換環状炭化水素類
等のフッ素含有溶剤のほか、
2,4-difluoropropiophenone, fluorocyclohexane, 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoro-7,7-dimethyl-4,6-octanedione, 1,1,1,3 5,5,5-heptafluoropentane-2,4-dione, 3,3,4,4,5,5,5-heptafluoro-2-pentanone, 1,1,1,2,2,6,6 Fluorine-containing ketones such as 1,6-octafluoro-2,4-hexanedione, trifluorobutanol-1,1,1-trifluoro-5-methyl-2,4-hexanedione, and perfluorocyclohexanone;
In addition to fluorine-containing solvents such as fluorine-substituted cyclic hydrocarbons such as 2,4-difluorotoluene, perfluorodecalin, perfluoro (1,2-dimethylcyclohexane), perfluoro (1,3-dimethylcyclohexane),

n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、トルエン、キシレン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン
等を挙げることができる。
n-propanol, i-propanol, n-butanol, t-butanol, cyclohexanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, Diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol mono Ethyl ether, propylene glycol Mono-n-propyl ether, toluene, xylene, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl- 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, Methyl pyruvate, ethyl pyruvate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, benzyl ethyl ether, di-n-hexyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether , Caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, ethyl benzyl acetate, benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, .gamma.-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate and the like.

これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができるが、就中、直鎖状もしくは分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類、フッ素含有溶剤等が好ましい。   These solvents can be used alone or in admixture of two or more, but in particular, linear or branched ketones, cyclic ketones, propylene glycol monoalkyl ether acetates, 2- Alkyl hydroxypropionates, alkyl 3-alkoxypropionates, fluorine-containing solvents and the like are preferable.

レジストパターンの形成方法
本発明の感放射線性樹脂組成物を用いるレジストパターンの形成過程においては、露光により酸発生剤(B)から酸が発生し、その酸の作用によって、重合体(A)中の酸解離性基が解離してアルコール性水酸基を生じ、その結果、レジストの露光部のアルカリ現像液に対する溶解性が高くなり、該露光部がアルカリ現像液によって溶解、除去されて、ポジ型のレジストパターンが得られる。
Formation method of resist pattern In the formation process of the resist pattern using the radiation sensitive resin composition of the present invention, an acid is generated from the acid generator (B) by exposure, and the action of the acid causes the polymer (A) The acid-dissociable group of the acid is dissociated to form an alcoholic hydroxyl group, and as a result, the solubility of the exposed portion of the resist in the alkaline developer is increased, and the exposed portion is dissolved and removed by the alkaline developer. A resist pattern is obtained.

本発明の感放射線性樹脂組成物からレジストパターンを形成する際には、組成物溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、例えば、シリコンウエハー、アルミニウムで被覆されたウエハー、予め下層膜を形成した基板等の表面に塗布し、場合により予め加熱処理(以下、「PB」という。)を行って、レジスト被膜を形成したのち、所定のレジストパターンを形成するように該レジスト被膜に露光する。
その際に使用される放射線としては、ArKrエキシマレーザー(波長134nm)、Kr2 エキシマレーザー(波長147nm)、F2 エキシマレーザー(波長157nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)あるいはKrFエキシマレーザー(波長248nm)が好ましい。
本発明においては、露光後に加熱処理(以下、「PEB」という。)を行うことが好ましい。このPEBにより、重合体(A)中の酸解離性基の解離反応が円滑に進行する。PEBの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって変わるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜170℃である。
When forming a resist pattern from the radiation-sensitive resin composition of the present invention, the composition solution is coated with, for example, a silicon wafer or aluminum by an appropriate application means such as spin coating, cast coating or roll coating. In order to form a predetermined resist pattern after a resist film is formed by applying a heat treatment (hereinafter referred to as “PB”) in advance in some cases. Then, the resist film is exposed.
The radiation used at this time is an ArKr excimer laser (wavelength 134 nm), a Kr 2 excimer laser (wavelength 147 nm), an F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), or a KrF excimer laser (wavelength 248 nm). ) Is preferred.
In the present invention, it is preferable to perform heat treatment (hereinafter referred to as “PEB”) after exposure. By this PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group in the polymer (A) proceeds smoothly. The heating condition of PEB varies depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but is usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 170 ° C.

前記下層膜としては、例えば特許文献7に記載されているような有機系あるいは無機系の下層膜を挙げることができ、また環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、レジスト被膜上に保護膜を設けることもでき、あるいは下層膜と保護膜の両者を設けることもできる(例えば、特許文献8参照。)。   As the lower layer film, for example, an organic or inorganic lower layer film as described in Patent Document 7 can be cited, and in order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, a resist is used. A protective film can be provided on the coating, or both a lower layer film and a protective film can be provided (see, for example, Patent Document 8).

特公平6−12452号公報Japanese Examined Patent Publication No. 6-12458 特開平5−188598号公報JP-A-5-188598

次いで、露光されたレジスト被膜を、好ましくはアルカリ現像液により現像することにより、所定のレジストパターンを形成する。
前記アルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。
前記アルカリ性水溶液の濃度は、通常、10重量%以下である。この場合、アルカリ性水溶液の濃度が10重量%を超えると、レジスト被膜の非露光部も現像液に溶解するおそれがあり好ましくない。
Next, the exposed resist film is preferably developed with an alkali developer to form a predetermined resist pattern.
Examples of the alkali developer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, Methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4. 3.0] An alkaline aqueous solution in which at least one alkaline compound such as 5-nonene is dissolved is preferable.
The concentration of the alkaline aqueous solution is usually 10% by weight or less. In this case, if the concentration of the alkaline aqueous solution exceeds 10% by weight, the unexposed portion of the resist film may be dissolved in the developer, which is not preferable.

また、アルカリ現像液には、例えば有機溶媒を添加することもできる。
前記有機溶媒としては、例えば、アセトン、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。
これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
有機溶媒の使用量は、アルカリ性水溶液に対して、100容量%以下が好ましい。この場合、有機溶媒の使用量が100容量%を超えると、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなるおそれがある。
また、アルカリ現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。
なお、アルカリ現像液で現像したのちは、一般に、水で洗浄して乾燥する。
In addition, for example, an organic solvent can be added to the alkaline developer.
Examples of the organic solvent include ketones such as acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methanol, ethanol, alcohols such as n-propanol, i-propanol, n-butanol, t-butanol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol and 1,4-hexanedimethylol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Examples thereof include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and i-amyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; phenol, acetonylacetone and dimethylformamide.
These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more.
The amount of the organic solvent used is preferably 100% by volume or less with respect to the alkaline aqueous solution. In this case, when the amount of the organic solvent used exceeds 100% by volume, the developability is lowered, and there is a possibility that the remaining development in the exposed area increases.
An appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the alkaline developer.
In addition, after developing with an alkali developing solution, it is generally washed with water and dried.

本発明の重合体(A)は、特に、遠紫外線、X線、電子線等の放射線を用いる微細加工用の化学増幅型レジストとして有用な感放射線性樹脂組成物における樹脂成分として極めて好適に使用することができ、また低級アルコール類への溶解性が極めて高く、上層反射防止膜の樹脂成分としても極めて有用である。   The polymer (A) of the present invention is particularly suitably used as a resin component in a radiation-sensitive resin composition useful as a chemically amplified resist for fine processing using radiation such as far ultraviolet rays, X-rays, and electron beams. In addition, it has extremely high solubility in lower alcohols and is extremely useful as a resin component of the upper antireflection film.

樹脂成分として重合体(A)を用いる本発明の感放射線性樹脂組成物は、波長200nm以下の放射線に有効に感応し、放射線に対する透明性が高く、解像度に優れ、かつ樹脂成分のアルカリ現像液に対する溶解性が優れ、また当該溶解性の制御が容易であり、しかも感度、ドライエッチング耐性等にも優れた化学増幅型レジストとして有用であり、特に、今後ますます微細化が進行するとみられるLSIの製造に極めて好適に使用することができる。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention using the polymer (A) as a resin component is effectively sensitive to radiation having a wavelength of 200 nm or less, has high transparency to radiation, has excellent resolution, and is an alkaline developer of the resin component. It is useful as a chemically amplified resist that excels in solubility, is easy to control, and has excellent sensitivity, dry etching resistance, etc. In particular, LSIs that are expected to become increasingly finer in the future. It can be used very suitably for the production of

以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。
合成例1〜8および実施例1〜8で得た各重合体についての測定・評価は、下記の要領で行った。
Mw:
東ソー(株)製GPCカラム(G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
吸光係数:
各重合体を2−ヘプタノンに溶解して、固形分濃度5重量%の樹脂溶液を調製したのち、各樹脂溶液をふっ化マグネシウム基板上にスピンコートにより塗布し、110℃あるいは140℃に保持したホットプレート上で90秒間加熱して,膜厚1,000Åの被膜を形成した。その後、各被膜について、波長157nmおよび波長193nmにおける吸光係数を測定した。波長157nmにおける吸光係数が1.5μm-1以下の場合、および波長193nmにおける吸光係数が0.5μm-1以下の場合は、それぞれの波長に対する透明性が良好であるといえる。
Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
Measurement and evaluation of each polymer obtained in Synthesis Examples 1 to 8 and Examples 1 to 8 were performed as follows.
Mw:
Using a GPC column (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation, monodisperse polystyrene as the standard under the analysis conditions of flow rate 1.0 ml / min, elution solvent tetrahydrofuran, column temperature 40 ° C. Measured by gel permeation chromatography (GPC).
Absorption coefficient:
Each polymer was dissolved in 2-heptanone to prepare a resin solution with a solid concentration of 5% by weight, and then each resin solution was applied onto a magnesium fluoride substrate by spin coating and maintained at 110 ° C or 140 ° C. A film having a thickness of 1,000 mm was formed by heating on a hot plate for 90 seconds. Then, the extinction coefficient in wavelength 157nm and wavelength 193nm was measured about each coating film. When the extinction coefficient at a wavelength of 157 nm is 1.5 μm −1 or less, and when the extinction coefficient at a wavelength of 193 nm is 0.5 μm −1 or less, it can be said that the transparency to each wavelength is good.

合成例1〜8(前駆重合体の合成)
撹拌機、温度計、三方活栓を装着した3つ口フラスコに、窒素雰囲気下で、表1に示す単量体と表1に示す量のトルエンを仕込んだのち、攪拌しつつ、反応容器をドライアイス−メタノール中で冷却して、内容物の温度を−78℃とした。その後マイクロシリンジを用い、カチオン重合開始剤として三弗化ホウ素のジエチルエーテル錯体(BF3 OEt2)を表1に示す量だけ加えて、表1に示す時間だけ反応させた。その後、反応溶液にアンモニアの2重量%メタノール溶液5ミリリットルを加えて、反応を停止させた。その後、メチルイソブチルケトン(MIBK)100ミリリットルを加えながら反応溶液を分液ロートに移して、2重量%チオ硫酸ナトリウム水溶液で洗浄し、さらに1.75重量%シュウ酸水溶液で洗浄したのち、イオン交換水を加えて水洗して、反応溶液が中性になるまで水洗を繰り返した。その後有機層を減圧留去して、各前駆重合体を得た。このときの各前駆重合体の収量、Mwおよび吸光係数を表1に示す。
Synthesis Examples 1-8 (Synthesis of precursor polymer)
Into a three-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, and three-way stopcock, a monomer shown in Table 1 and an amount of toluene shown in Table 1 were charged in a nitrogen atmosphere, and then the reaction vessel was dried while stirring. The contents were cooled to -78 ° C in ice-methanol. Then, using a microsyringe, boron trifluoride diethyl ether complex (BF 3 OEt 2 ) was added as a cationic polymerization initiator in the amount shown in Table 1, and the reaction was allowed to proceed for the time shown in Table 1. Thereafter, 5 ml of a 2 wt% methanol solution of ammonia was added to the reaction solution to stop the reaction. Thereafter, the reaction solution is transferred to a separating funnel while adding 100 ml of methyl isobutyl ketone (MIBK), washed with a 2% by weight aqueous sodium thiosulfate solution, and further washed with a 1.75% by weight aqueous oxalic acid solution, followed by ion exchange. Water was added and washed, and washing was repeated until the reaction solution became neutral. Thereafter, the organic layer was distilled off under reduced pressure to obtain each precursor polymer. Table 1 shows the yield, Mw and extinction coefficient of each precursor polymer.

表1において、単量体(a-1)、単量体(b-1)および単量体(b-2)は、下記のとおりである。
a-1:下記式(4)で表される化合物
b-1:3,4−ジヒドロ−2H−ピラン
b-2:2,3−ジヒドロフラン
In Table 1, monomer (a-1), monomer (b-1) and monomer (b-2) are as follows.
a-1: Compound represented by the following formula (4) b-1: 3,4-dihydro-2H-pyran b-2: 2,3-dihydrofuran

Figure 0004483405
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Figure 0004483405
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実施例1〜8(重合体(A)の合成)
撹拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロートを装着した4つ口フラスコに、合成例5〜8で得た各前駆重合体2gと、それぞれ表2に示す量のメタノール(但し、一部の実施例)およびナトリウムメトキシド(CH3 ONa)の28重量%メタノール溶液を仕込んだのち、室温で4時間攪拌した。その後、反応溶液を氷冷したのち、表2に示す量のクロロメチルエチルエーテル(ClCH2 OEt)を1時間かけて滴下し、滴下終了後4時間室温で反応させることにより、各前駆重合体中の水酸基の水素原子をエトキシメチル基で置換した。その後、反応溶液を固形分濃度約60重量%まで濃縮したのち、分液ロートに移し、MIBK50ミリリットルと1.75重量%シュウ酸水溶液50ミリリットルを加えて洗浄した。その後水層を除去し、有機層を蒸留水で洗浄水が中性になるまで水洗したのち、減圧濃縮して、重合体(A)を得た。このときの各重合体(A)の収量、Mwおよび吸光係数を表2に示す。
また、各重合体(A)について、 1H−NMRスペクトルおよび13C−NMRスペクトルを測定して、構造を確認するとともに、酸解離性基(エトキシメチル基)の導入率を算出した。その結果を表2に示す。ここで、酸解離性基の導入率とは、単量体(a−1)に由来する繰り返し単位(I)中の水酸基の全量に対するエトキシメチル基が導入された水酸基の割合(%)を意味する。
Examples 1 to 8 (Synthesis of polymer (A))
In a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer, and dropping funnel, 2 g of each of the precursor polymers obtained in Synthesis Examples 5 to 8, and methanol in the amounts shown in Table 2 (however, some Example) and a 28 wt% methanol solution of sodium methoxide (CH 3 ONa) were added, followed by stirring at room temperature for 4 hours. Then, after cooling the reaction solution with ice, the amount of chloromethyl ethyl ether (ClCH 2 OEt) shown in Table 2 was added dropwise over 1 hour, and reacted at room temperature for 4 hours after the addition was completed. The hydrogen atom of the hydroxyl group was replaced with an ethoxymethyl group. Thereafter, the reaction solution was concentrated to a solid content concentration of about 60% by weight, transferred to a separatory funnel, and washed with 50 ml of MIBK and 50 ml of an aqueous 1.75% by weight oxalic acid solution. Thereafter, the aqueous layer was removed, and the organic layer was washed with distilled water until the washing water became neutral, and then concentrated under reduced pressure to obtain a polymer (A). Table 2 shows the yield, Mw, and extinction coefficient of each polymer (A).
Moreover, about each polymer (A), while measuring the < 1 > H-NMR spectrum and < 13 > C-NMR spectrum, the structure was confirmed and the introduction rate of the acid dissociable group (ethoxymethyl group) was calculated. The results are shown in Table 2. Here, the introduction rate of the acid dissociable group means the ratio (%) of the hydroxyl group in which the ethoxymethyl group is introduced with respect to the total amount of the hydroxyl group in the repeating unit (I) derived from the monomer (a-1). To do.

Figure 0004483405
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実施例9〜17(感放射線性樹脂組成物の評価)
実施例1〜8で得た各重合体(A)100重量部に対して、表3に示す酸発生剤(B)と、酸発生剤(B)の総量に対して8モル%の2−フェニルベンズイミダゾールを加えた混合物に、表3に示す溶剤を加えて溶解したのち、孔径0.45μmのメンブランフィルターでろ過して、組成物溶液を調製した。
次いで、表面に反射防止膜DUV−30(商品名、Brewer Science社製)を形成した基板上に、各組成物溶液をスピンコートにより塗布したのち、100℃に保持したホットプレート上で90秒間PBを行って、膜厚1,200Åのレジスト被膜を形成した。その後各レジスト被膜に対して、ArFエキシマレーザー(波長193nm)(表3では「ArF」と表記する。)で露光する場合は、(株)ニコン製S306C(開口数0.75、空間コヒーレンスファクター(σ)0.85、2/3輪帯照明)を用い、またF2 エキシマレーザー(波長157nm)(表3では「F2」と表記する。)で露光する場合は、Exitech社製157nm Exposur tool(開口数0.85、σ0.3)を用いて、各エキシマレーザーをそれぞれレチクルを介して、露光量を変えて露光した。その後、100℃に保持したホットプレート上で、90秒間PEBを行ったのち、2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により現像し、水洗し、乾燥して、ライン・アンド・スペースパターン(1L1S)を形成した。
このとき、最適な焦点深度および最適な露光量で露光したときに解像されるライン・アンド・スペースパターン(1L1S)の最小寸法を測定して、解像度を評価した。その評価結果を表3に示す。
Examples 9 to 17 (Evaluation of radiation sensitive resin composition)
With respect to 100 parts by weight of each of the polymers (A) obtained in Examples 1 to 8, 8 mol% of 2- (2-mol) was added to the total amount of the acid generator (B) and acid generator (B) shown in Table 3. After adding the solvent shown in Table 3 to the mixture to which phenylbenzimidazole was added and dissolving, it was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.45 μm to prepare a composition solution.
Next, each composition solution was applied by spin coating on a substrate on which an antireflection film DUV-30 (trade name, manufactured by Brewer Science) was formed on the surface, and then PB for 90 seconds on a hot plate maintained at 100 ° C. And a resist film having a thickness of 1,200 mm was formed. Thereafter, when each resist film is exposed with an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) (indicated as “ArF” in Table 3), Nikon Corporation S306C (numerical aperture 0.75, spatial coherence factor ( σ) 0.85, 2/3 annular illumination), and when exposure is performed with an F 2 excimer laser (wavelength 157 nm) (indicated as “F2” in Table 3), 157 nm Exposure tool (exittech) Each of the excimer lasers was exposed with a different exposure amount through a reticle using a numerical aperture of 0.85 and σ of 0.3). Thereafter, PEB was performed for 90 seconds on a hot plate maintained at 100 ° C., then developed with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, washed with water, dried, and line and space pattern ( 1L1S) was formed.
At this time, the minimum dimension of the line-and-space pattern (1L1S) resolved when exposed with the optimum depth of focus and the optimum exposure amount was measured to evaluate the resolution. The evaluation results are shown in Table 3.

表3における酸発生剤(B)および溶剤は下記のとおりである。
酸発生剤(B)
B-1:トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート
B-2:トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
B-3:トリフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル) −1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート
B-4:トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート
溶剤
PGMEA :プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
MAK:2−ヘプタノン
EL :乳酸エチル
FAL:2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノール
The acid generator (B) and the solvent in Table 3 are as follows.
Acid generator (B)
B-1: Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate B-2: Triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate B-3: Triphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1 , 1,2,2-Tetrafluoroethanesulfonate B-4: Triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate
solvent
PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate MAK: 2-heptanone EL: Ethyl lactate FAL: 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1-pentanol

Figure 0004483405
Figure 0004483405

Claims (4)

下記一般式(I)で表される繰り返し単位を有し、〔重合体中の−OR基の全量〕に対する〔Rが1価の酸解離性基である−OR基〕の割合(%)で定義される1価の酸解離性基の導入率が9.0%以上26%以下である、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量が500〜1,000,000の重合体。
Figure 0004483405
〔一般式(I)において、各Rは相互に独立に水素原子またはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−t−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基もしくはシクロオクチル基からなるアルキル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、i−ブチルカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、9−フルオレニルメチルカルボニル基、2,2,2−トリクロロエチルカルボニル基、2−(トリメチルシリル)エチルカルボニル基、ビニルカルボニル基、アリルカルボニル基、ベンジルカルボニル基、4−エトキシ−1−ナフチルカルボニル基もしくはメチルジチオカルボニル基からなる有機カルボニル基;あるいはメトキシメチル基、エトキシメチル基、2−フルオロエトキシメチル基、t−ブトキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、2−メトキシエトキシメチル基、トリメチルシロキシメチル基、トリエチルシロキシメチル基、1−エトキシエチル基もしくは1−メチル−1−メトキシエチル基からなる、Rが結合している酸素原子と共にアセタール基もしくはケタール基を形成する有機基の群より選ばれる1価の酸解離性基を示す。〕
It has a repeating unit represented by the following general formula (I), and is a ratio (%) of [—OR group where R is a monovalent acid-dissociable group] to [total amount of —OR groups in the polymer]. A polymer having a polystyrene-reduced weight average molecular weight of 500 to 1,000,000 by gel permeation chromatography (GPC), wherein the introduction rate of the defined monovalent acid dissociable group is 9.0% or more and 26% or less .
Figure 0004483405
[In General Formula (I), each R is independently a hydrogen atom or a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, or a 1-methylpropyl group. , T-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-decyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, 4-t-butylcyclohexyl group, cycloheptyl group or cyclo Alkyl group consisting of octyl group; methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, i-propoxycarbonyl group, i-butylcarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, 9-fluorenylmethylcarbonyl group, 2,2,2-trichloroethyl Carbonyl group, 2- (trimethylsilyl) ethylcarbonyl group, vinylcarbonyl group, allylcarbonyl An organic carbonyl group consisting of benzylcarbonyl group, 4-ethoxy-1-naphthylcarbonyl group or methyldithiocarbonyl group; or methoxymethyl group, ethoxymethyl group, 2-fluoroethoxymethyl group, t-butoxymethyl group, benzyloxymethyl Group, 2-methoxyethoxymethyl group, trimethylsiloxymethyl group, triethylsiloxymethyl group, 1-ethoxyethyl group or 1-methyl-1-methoxyethyl group, together with an oxygen atom to which R is bonded, an acetal group or a ketal 1 represents a monovalent acid dissociable group selected from the group of organic groups forming the group. ]
Rの1価の酸解離性基がメトキシメチル基、エトキシメチル基、2−フルオロエトキシメチル基またはt−ブトキシメチル基の群より選ばれる、請求項1に記載の重合体。The polymer according to claim 1, wherein the monovalent acid-dissociable group for R is selected from the group consisting of a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a 2-fluoroethoxymethyl group, and a t-butoxymethyl group. (イ)請求項1または請求項2に記載の重合体のうち、アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の重合体であって、その酸解離性基が解離したときにアルカリ易溶性となる重合体、および(ロ)感放射線性酸発生剤を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物。 (A) Among the polymers according to claim 1 or claim 2 , an alkali-insoluble or hardly alkali-soluble polymer that becomes readily alkali-soluble when the acid-dissociable group is dissociated, and (B) A radiation-sensitive resin composition comprising a radiation-sensitive acid generator. (ロ)感放射線性酸発生剤が、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネートまたはトリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネートの群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項3に記載の感放射線性樹脂組成物。(B) The radiation-sensitive acid generator is triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) -1,1,2,2 The radiation sensitive resin composition of Claim 3 containing at least 1 sort (s) chosen from the group of -tetrafluoroethane sulfonate or triphenylsulfonium 10-camphor sulfonate.
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