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JP6721839B2 - Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, radiation-sensitive acid generator and compound - Google Patents

Radiation-sensitive resin composition, method for forming resist pattern, radiation-sensitive acid generator and compound Download PDF

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JP6721839B2
JP6721839B2 JP2018142814A JP2018142814A JP6721839B2 JP 6721839 B2 JP6721839 B2 JP 6721839B2 JP 2018142814 A JP2018142814 A JP 2018142814A JP 2018142814 A JP2018142814 A JP 2018142814A JP 6721839 B2 JP6721839 B2 JP 6721839B2
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Description

本発明は、感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法、感放射線性酸発生剤及び化合物に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition, a resist pattern forming method, a radiation-sensitive acid generator and a compound.

リソグラフィーによる微細加工に用いられる感放射線性樹脂組成物は、ArFエキシマレーザー光、KrFエキシマレーザー光等の遠紫外線等の電磁波、電子線等の荷電粒子線などの照射により露光部に酸を発生させ、この酸を触媒とする化学反応により、露光部と未露光部との現像液に対する溶解速度に差を生じさせ、基板上にレジストパターンを形成する。 The radiation-sensitive resin composition used for fine processing by lithography produces an acid in an exposed portion by irradiation with electromagnetic waves such as deep ultraviolet rays such as ArF excimer laser light and KrF excimer laser light, and charged particle beams such as electron beams. This acid-catalyzed chemical reaction causes a difference in the dissolution rate of the exposed portion and the unexposed portion with respect to the developing solution to form a resist pattern on the substrate.

かかる感放射線性樹脂組成物には、加工技術の微細化に伴って解像性、レジストパターンの断面形状の矩形性を向上させることが要求される。この要求に対し、組成物に用いられる重合体、酸発生剤、その他の成分の種類や分子構造が検討され、さらにその組み合わせについても詳細に検討されている(特開平11−125907号公報、特開平8−146610号公報及び特開2000−298347号公報参照)。 The radiation-sensitive resin composition is required to have improved resolution and rectangularity of the cross-sectional shape of the resist pattern as the processing technology becomes finer. To meet this demand, the types and molecular structures of polymers, acid generators, and other components used in the composition have been investigated, and their combinations have also been studied in detail (Japanese Patent Laid-Open No. 11-125907, JP See Kaihei 8-146610 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-298347).

しかしながら、レジストパターンの微細化が線幅50nm以下のレベルまで進展している現在にあっては、上記解像性やレジストパターンの断面形状の矩形性は十分に満たされていない。また、リソグラフィー性能であるMEEF(Mask Error Enhancement Factor)性能、LWR(Line Width Roughness)性能、CD(Critical Dimension)均一性、焦点深度及び露光余裕度は、上記従来の酸発生剤では不都合がある。 However, at the present time when the miniaturization of resist patterns has progressed to the level of line widths of 50 nm or less, the resolution and the rectangular shape of the resist pattern in cross section are not sufficiently satisfied. Further, the MEEF (Mask Error Enhancement Factor) performance, the LWR (Line Width Roughness) performance, the CD (Critical Dimension) uniformity, the depth of focus, and the exposure allowance, which are lithographic performance, are inconvenient with the above conventional acid generators.

特開平11−125907号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-125907 特開平8−146610号公報JP-A-8-146610 特開2000−298347号公報JP 2000-298347 A

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、優れたMEEF性能、焦点深度及び露光余裕度を発揮すると共に、優れたLWR性能、CD均一性、解像性、断面形状の矩形性を有するレジストパターンを形成できる感放射線性樹脂組成物の提供を目的とする。 The present invention has been made based on the above-described circumstances, and exhibits excellent MEEF performance, depth of focus and exposure latitude, and excellent LWR performance, CD uniformity, resolution, and cross-sectional shape. An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition capable of forming a resist pattern having a rectangular shape.

上記課題を解決するためになされた発明は、
酸解離性基を含む構造単位を有する重合体(以下、「[A]重合体」ともいう)、
放射線分解性オニウムカチオンとカウンターアニオンとからなる化合物(以下、「[B]化合物」ともいう)、及び
溶媒(以下、「[G]溶媒」ともいう)
を含有し、
上記カウンターアニオンが、カルボニル基を2以上有し、
上記カルボニル基同士が、単結合又は炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基を介して結合する感放射線性樹脂組成物である。
The invention made to solve the above problems,
A polymer having a structural unit containing an acid dissociable group (hereinafter, also referred to as "[A] polymer"),
A compound consisting of a radiation-decomposable onium cation and a counter anion (hereinafter also referred to as "[B] compound"), and a solvent (hereinafter also referred to as "[G] solvent")
Containing
The counter anion has two or more carbonyl groups,
The radiation-sensitive resin composition has the above carbonyl groups bonded to each other through a single bond or a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms.

本発明のレジストパターン形成方法は、
レジスト膜を形成する工程、
上記レジスト膜を露光する工程、及び
上記露光されたレジスト膜を現像する工程
を備え、
上記レジスト膜を当該感放射線性樹脂組成物により形成する。
The resist pattern forming method of the present invention is
A step of forming a resist film,
The method comprises the steps of exposing the resist film, and developing the exposed resist film,
The resist film is formed from the radiation sensitive resin composition.

本発明の感放射線性酸発生剤は、下記式(1−1)、下記式(1−2)又は下記式(1−3)で表される化合物からなる。

Figure 0006721839
(式(1−1)中、Aは、炭素数1〜30の1価の有機基である。Eは、SO 又はCOOである。Xは、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。Lは、単結合又は酸素原子である。Rは、単結合又は炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。Rは、炭素数1〜20の2価の有機基である。kは、1以上3以下の整数である。kが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。)
Figure 0006721839
(式(1−2)中、Aは、炭素数1〜30の1価の有機基である。Eは、SO 又はCOOである。Xは、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。Rは、単結合又は炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。iは、0以上2以下の整数である。Rは、炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。Rは、単結合又は炭素数1〜19の2価の有機基である。iが2の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。)
Figure 0006721839
(式(1−3)中、Aは、炭素数1〜30の1価の有機基である。Xは、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。Rは、炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。) The radiation-sensitive acid generator of the present invention comprises a compound represented by the following formula (1-1), the following formula (1-2) or the following formula (1-3).
Figure 0006721839
(In the formula (1-1), A is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. E is SO 3 or COO . X + is a monovalent radiolytic onium. Is a cation, L is a single bond or an oxygen atom, R 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbons, and R 2 is 2 having 1 to 20 carbons. It is a valent organic group. k is an integer of 1 or more and 3 or less. When k is 2 or more, a plurality of R 1's may be the same or different.)
Figure 0006721839
(In the formula (1-2), A is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. E is SO 3 or COO . X + is a monovalent radiolytic onium. C 1 is a cation, R 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, i is an integer of 0 or more and 2 or less, and R x is 1 to 10 carbon atoms. It is a substituted or unsubstituted alkanediyl group, R 0 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 19 carbon atoms, and when i is 2, a plurality of R 1's may be the same or different. Good.)
Figure 0006721839
(In the formula (1-3), A is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. X + is a monovalent radiolytic onium cation. R 1 is 1 to 10 carbon atoms. And a substituted or unsubstituted alkanediyl group.)

本発明の化合物は、下記式(1−1)、下記式(1−2)又は下記式(1‐3)で表される化合物である。

Figure 0006721839
(式(1−1)中、Aは、炭素数1〜30の1価の有機基である。Eは、SO 又はCOOである。Xは、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。Lは、単結合又は酸素原子である。Rは、単結合又は炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。Rは、炭素数1〜20の2価の有機基である。kは、1以上3以下の整数である。kが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。)
Figure 0006721839
(式(1−2)中、Aは、炭素数1〜30の1価の有機基である。Eは、SO 又はCOOである。Xは、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。Rは、単結合又は炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。iは、0以上2以下の整数である。Rは、炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。Rは、単結合又は炭素数1〜19の2価の有機基である。iが2の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。)
Figure 0006721839
(式(1−3)中、Aは、炭素数1〜30の1価の有機基である。Xは、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。Rは、炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。) The compound of the present invention is a compound represented by the following formula (1-1), the following formula (1-2) or the following formula (1-3).
Figure 0006721839
(In the formula (1-1), A is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. E is SO 3 or COO . X + is a monovalent radiolytic onium. Is a cation, L is a single bond or an oxygen atom, R 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbons, and R 2 is 2 having 1 to 20 carbons. It is a valent organic group. k is an integer of 1 or more and 3 or less. When k is 2 or more, a plurality of R 1's may be the same or different.)
Figure 0006721839
(In the formula (1-2), A is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. E is SO 3 or COO . X + is a monovalent radiolytic onium. C 1 is a cation, R 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, i is an integer of 0 or more and 2 or less, and R x is 1 to 10 carbon atoms. It is a substituted or unsubstituted alkanediyl group, R 0 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 19 carbon atoms, and when i is 2, a plurality of R 1's may be the same or different. Good.)
Figure 0006721839
(In the formula (1-3), A is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. X + is a monovalent radiolytic onium cation. R 1 is 1 to 10 carbon atoms. And a substituted or unsubstituted alkanediyl group.)

ここで、「有機基」とは、少なくとも1個の炭素原子を含む基をいう。 Here, the “organic group” refers to a group containing at least one carbon atom.

本発明の感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、優れたMEEF性能、焦点深度及び露光余裕度を発揮すると共に、優れたLWR性能、CD均一性、解像性及び断面形状の矩形性を有するレジストパターンを形成することができる。従って、これらは今後ますます微細化が進行すると予想される半導体デバイスの加工プロセス等に好適に用いることができる。 According to the radiation-sensitive resin composition and the method for forming a resist pattern of the present invention, excellent MEEF performance, depth of focus and exposure latitude are exhibited, and excellent LWR performance, CD uniformity, resolution and cross-sectional shape are achieved. A resist pattern having a rectangular shape can be formed. Therefore, these can be suitably used for a processing process of a semiconductor device which is expected to be further miniaturized in the future.

<感放射線性樹脂組成物>
当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体、[B]化合物及び[G]溶媒を含有する。また、当該感放射線性樹脂組成物は、好適成分として、[B]化合物以外の放射線の照射により酸を発生するスルホネート化合物(以下、「[C]他の酸発生剤」ともいう)、[B]化合物以外の酸拡散制御体(以下、「[D]他の酸拡散制御体」ともいう)及びフッ素原子含有重合体(以下、「[E]フッ素原子含有重合体」ともいう)を含有していてもよく、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の任意成分を含有していてもよい。以下、各成分について説明する。
<Radiation-sensitive resin composition>
The radiation-sensitive resin composition contains a [A] polymer, a [B] compound and a [G] solvent. In addition, the radiation-sensitive resin composition has, as suitable components, a sulfonate compound (hereinafter, also referred to as “[C] other acid generator”) that generates an acid upon irradiation with radiation other than the [B] compound, [B]. ] An acid diffusion controller other than the compound (hereinafter, also referred to as "[D] other acid diffusion controller") and a fluorine atom-containing polymer (hereinafter, also referred to as "[E] fluorine atom-containing polymer") May be contained, and other optional components may be contained within a range not impairing the effects of the present invention. Hereinafter, each component will be described.

<[A]重合体>
[A]重合体は、酸解離性基を含む構造単位を有する重合体である。当該感放射線性樹脂組成物によれば、[B]化合物等から発生する酸により露光部の[A]重合体の酸解離性基が解離して、露光部と未露光部とで現像液に対する溶解性に差異が生じ、その結果、レジストパターンを形成することができる。「酸解離性基」とは、カルボキシ基、ヒドロキシ基等の水素原子を置換する基であって、酸の作用により解離する基をいう。[A]重合体は酸解離性基を有する限り特に限定されない。酸解離性基は、[A]重合体の主鎖、側鎖、末端等のどこに有していてもよい。[A]重合体は、酸解離性基を有する構造単位(以下、「構造単位(I)」ともいう)以外にも、後述する下記式(5−1)及び下記式(5−2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種(以下、「構造単位(II)」ともいう)、後述する下記式(6)で表される構造単位(以下、「構造単位(III)」ともいう)及び上記構造単位(I)〜(III)以外のその他の構造単位を有していてもよい。[A]重合体は、各構造単位を1種又は2種以上有していてもよい。以下、各構造単位について説明する。
<[A] polymer>
The polymer [A] is a polymer having a structural unit containing an acid dissociable group. According to the radiation-sensitive resin composition, the acid generated from the compound [B] or the like dissociates the acid-dissociable group of the polymer [A] in the exposed area with respect to the developer in the exposed area and the unexposed area. A difference in solubility occurs, and as a result, a resist pattern can be formed. The “acid-dissociable group” means a group that substitutes a hydrogen atom such as a carboxy group and a hydroxy group and dissociates by the action of an acid. The polymer [A] is not particularly limited as long as it has an acid dissociable group. The acid dissociable group may be present anywhere in the main chain, side chain, terminal or the like of the polymer [A]. The polymer [A] has the following formula (5-1) and formula (5-2) described below, in addition to the structural unit having an acid dissociable group (hereinafter, also referred to as “structural unit (I)”). At least one selected from the group consisting of structural units represented (hereinafter, also referred to as “structural unit (II)”), a structural unit represented by the following formula (6) (hereinafter referred to as “structural unit (III)”). Also referred to as “”) and other structural units other than the above structural units (I) to (III). The polymer [A] may have one type or two or more types of each structural unit. Hereinafter, each structural unit will be described.

[構造単位(I)]
構造単位(I)は、酸解離性基を含む構造単位である。構造単位(I)としては、例えば、下記式(3−1)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−1)」ともいう)、下記式(3−2)で表される構造単位(以下、「構造単位(I−2)」ともいう)等が挙げられる。
[Structural unit (I)]
The structural unit (I) is a structural unit containing an acid dissociable group. As the structural unit (I), for example, a structural unit represented by the following formula (3-1) (hereinafter, also referred to as “structural unit (I-1)”) and a following formula (3-2). Structural units (hereinafter, also referred to as “structural unit (I-2)”) and the like can be mentioned.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(3−1)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Yは、1価の酸解離性基である。
上記式(3−2)中、Rは、水素原子又はメチル基である。Yは、1価の酸解離性基である。
In the above formula (3-1), R 6 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. Y 1 is a monovalent acid dissociable group.
In the above formula (3-2), R 7 is a hydrogen atom or a methyl group. Y 2 is a monovalent acid dissociable group.

上記Rとしては、構造単位(I−1)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 From the viewpoint of the copolymerizability of the monomer giving the structural unit (I-1), R 6 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group.

上記Yで表される1価の酸解離性基としては、下記式(Y−1)で表される基が好ましい。 The monovalent acid-dissociable group represented by Y 1, preferably a group represented by the following formula (Y-1).

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(Y−1)中、Re1は、炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基又は炭素数3〜20の脂環式炭化水素基である。Re2及びRe3は、それぞれ独立して、炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基若しくは炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環炭素数3〜20の脂環構造を表す。 In the above formula (Y-1), R e1 is a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms. R e2 and R e3 are each independently a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or these groups. Represents an alicyclic structure having 3 to 20 ring carbon atoms which are combined with each other and are formed together with the carbon atoms to which they are bonded.

上記Re1、Re2及びRe3で表される炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基としては、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、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基等のアルキル基;
エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基等のアルケニル基;
エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基等のアルキニル基等が挙げられる。
Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms represented by the above R e1 , R e2 and R e3 include, for example,
Alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group;
Alkenyl groups such as ethenyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group;
Examples thereof include alkynyl groups such as ethynyl group, propynyl group, butynyl group and pentynyl group.

これらのうち、アルキル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、i−プロピル基がさらに好ましく、エチル基が特に好ましい。 Among these, an alkyl group is preferable, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, a methyl group, an ethyl group and an i-propyl group are further preferable, and an ethyl group is particularly preferable.

上記Re1、Re2及びRe3で表される炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の単環のシクロアルキル基;
ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等の多環のシクロアルキル基;
シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の単環のシクロアルケニル基;
ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基等の多環のシクロアルケニル基等が挙げられる。
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms represented by R e1 , R e2 and R e3 include, for example,
Monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group;
Polycyclic cycloalkyl groups such as norbornyl group, adamantyl group, tricyclodecyl group, tetracyclododecyl group;
A monocyclic cycloalkenyl group such as cyclopropenyl group, cyclobutenyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group;
Examples thereof include polycyclic cycloalkenyl groups such as norbornenyl group and tricyclodecenyl group.

これらのうち、単環のシクロアルキル基、多環のシクロアルキル基が好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基がより好ましい。 Among these, a monocyclic cycloalkyl group and a polycyclic cycloalkyl group are preferable, and a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group are more preferable.

上記これらの基が互いに合わせられ構成される環員数3〜20の脂環構造としては、例えば、
シクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、シクロオクタン構造等の単環のシクロアルカン構造;
ノルボルナン構造、アダマンタン構造、トリシクロデカン構造、テトラシクロドデカン構造等の多環のシクロアルカン構造;
シクロプロペン構造、シクロブテン構造、シクロペンテン構造、シクロヘキセン構造、シクロオクテン構造等の単環のシクロアルケン構造;
ノルボルネン構造、トリシクロデセン構造、テトラシクロドデセン構造等の多環のシクロアルケン構造等が挙げられる。
Examples of the alicyclic structure having 3 to 20 ring members formed by combining these groups with each other include, for example,
A monocyclic cycloalkane structure such as a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, or a cyclooctane structure;
A polycyclic cycloalkane structure such as a norbornane structure, an adamantane structure, a tricyclodecane structure or a tetracyclododecane structure;
A monocyclic cycloalkene structure such as a cyclopropene structure, a cyclobutene structure, a cyclopentene structure, a cyclohexene structure or a cyclooctene structure;
Examples thereof include polycyclic cycloalkene structures such as norbornene structure, tricyclodecene structure and tetracyclododecene structure.

これらのうち、単環のシクロアルカン構造、多環のシクロアルカン構造が好ましく、炭素数5〜8の単環のシクロアルカン構造、炭素数7〜12の多環のシクロアルカン構造がより好ましく、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、シクロオクタン構造、ノルボルナン構造、アダマンタン構造がさらに好ましく、シクロペンタン構造、アダマンタン構造が特に好ましい。 Among these, a monocyclic cycloalkane structure and a polycyclic cycloalkane structure are preferable, a monocyclic cycloalkane structure having 5 to 8 carbon atoms and a polycyclic cycloalkane structure having 7 to 12 carbon atoms are more preferable, and Pentane structure, cyclohexane structure, cyclooctane structure, norbornane structure and adamantane structure are more preferable, and cyclopentane structure and adamantane structure are particularly preferable.

上記式(Y−1)で表される基としては、Re1が炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基であり、かつRe2及びRe3が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3〜20の脂環構造を表すことが好ましく、Re1が炭素数1〜10のアルキル基であり、かつRe2及びRe3が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3〜20のシクロアルカン構造を表すことがより好ましく、Re1が炭素数1〜4のアルキル基であり、かつRe2及びRe3が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数5〜8の単環のシクロアルカン構造又は環炭素数7〜12の多環のシクロアルカン構造を表すことがさらに好ましい。 As the group represented by the above formula (Y-1), R e1 is a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R e2 and R e3 are combined with each other and bonded to each other. It is preferable to represent an alicyclic structure having 3 to 20 ring members which is formed together with an atom, R e1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R e2 and R e3 are combined with each other and a carbon atom to which these are bonded. It is more preferable to represent a cycloalkane structure having 3 to 20 ring members constituted by R e1 , R e1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R e2 and R e3 are combined with each other and a carbon atom to which these are bonded. It is more preferable to represent a monocyclic cycloalkane structure having 5 to 8 ring members or a polycyclic cycloalkane structure having 7 to 12 ring carbon atoms.

上記Rとしては、構造単位(I−2)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子が好ましい。 From the viewpoint of the copolymerizability of the monomer giving the structural unit (I-2), R 7 is preferably a hydrogen atom.

上記Yで表される1価の酸解離性基としては、下記式(Y−2)で表される基が好ましい。 The monovalent acid-dissociable group represented by Y 2, preferably a group represented by the following formula (Y-2).

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(Y−2)中、Re4、Re5及びRe6は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数1〜20のオキシ鎖状炭化水素基又は炭素数1〜20のオキシ脂環式炭化水素基である。但し、Re4、Re5及びRe6が同時に水素原子である場合はない。 In the above formula (Y-2), R e4 , R e5 and R e6 are each independently a hydrogen atom, a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a monovalent having 3 to 20 carbon atoms. Is an alicyclic hydrocarbon group, an oxy chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or an oxyalicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. However, R e4 , R e5, and R e6 are not simultaneously hydrogen atoms.

上記Re4、Re5及びRe6で表される炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基としては、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、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基等のアルキル基;
エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基等のアルケニル基;
エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基等のアルキニル基等が挙げられる。
Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R e4 , R e5, and R e6 include, for example,
Alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group;
Alkenyl groups such as ethenyl group, propenyl group, butenyl group, pentenyl group;
Examples thereof include alkynyl groups such as ethynyl group, propynyl group, butynyl group and pentynyl group.

これらの中で、アルキル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。 Among these, an alkyl group is preferable, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, a methyl group, an ethyl group and an n-propyl group are more preferable, and a methyl group is particularly preferable.

上記Re4、Re5及びRe6で表される炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、上記Re1、Re2及びRe3として例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms and represented by R e4 , R e5, and R e6 include the same groups as those exemplified as the above R e1 , R e2, and R e3. Etc.

これらの中で、単環のシクロアルキル基、多環のシクロアルキル基が好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基がより好ましい。 Among these, a monocyclic cycloalkyl group and a polycyclic cycloalkyl group are preferable, and a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group are more preferable.

上記Re4、Re5及びRe6で表される炭素数1〜20の1価のオキシ鎖状炭化水素基としては、例えば、
メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、i−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基等のアルコキシ基;
エテニルオキシ基、プロペニルオキシ基、ブテニルオキシ基、ペンテニルオキシ基等のアルケニルオキシ基;
エチニルオキシ基、プロピニルオキシ基、ブチニルオキシ基、ペンチニルオキシ基等のアルキニルオキシ基等が挙げられる。
Examples of the monovalent oxy-chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R e4 , R e5, and R e6 include, for example,
Alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, i-butoxy group, sec-butoxy group, t-butoxy group, n-pentyloxy group;
Alkenyloxy groups such as ethenyloxy group, propenyloxy group, butenyloxy group, pentenyloxy group;
Examples thereof include an alkynyloxy group such as an ethynyloxy group, a propynyloxy group, a butynyloxy group and a pentynyloxy group.

これらの中で、アルコキシ基が好ましく、炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基がさらに好ましい。 Among these, an alkoxy group is preferable, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, and an n-propoxy group are more preferable.

上記Re4、Re5及びRe6で表される炭素数3〜20の1価のオキシ脂環式炭化水素基としては、例えば、
シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロオクチルオキシ基等の単環のシクロアルキルオキシ基;
ノルボルニルオキシ基、アダマンチルオキシ基、トリシクロデシルオキシ基、テトラシクロドデシルオキシ基等の多環のシクロアルキルオキシ基;
シクロプロペニルオキシ基、シクロブテニルオキシ基、シクロペンテニルオキシ基、シクロヘキセニルオキシ基等の単環のシクロアルケニルオキシ基;
ノルボルネニルオキシ基、トリシクロデセニルオキシ基等の多環のシクロアルケニルオキシ基等が挙げられる。
Examples of the monovalent oxyalicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms represented by the above R e4 , R e5 and R e6 include, for example,
A monocyclic cycloalkyloxy group such as a cyclopropyloxy group, a cyclobutyloxy group, a cyclopentyloxy group, a cyclohexyloxy group, a cyclooctyloxy group;
A polycyclic cycloalkyloxy group such as a norbornyloxy group, an adamantyloxy group, a tricyclodecyloxy group, a tetracyclododecyloxy group;
A monocyclic cycloalkenyloxy group such as a cyclopropenyloxy group, a cyclobutenyloxy group, a cyclopentenyloxy group, a cyclohexenyloxy group;
Examples thereof include polycyclic cycloalkenyloxy groups such as norbornenyloxy group and tricyclodecenyloxy group.

これらの中で、単環のシクロアルキルオキシ基、多環のシクロアルキルオキシ基が好ましく、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ノルボルニルオキシ基、アダマンチルオキシ基がより好ましい。 Among these, a monocyclic cycloalkyloxy group and a polycyclic cycloalkyloxy group are preferable, and a cyclopentyloxy group, a cyclohexyloxy group, a norbornyloxy group, and an adamantyloxy group are more preferable.

上記式(Y−2)で表される基としては、Re4、Re5及びRe6が1価の鎖状炭化水素基である基、Re4及びRe5が1価の鎖状炭化水素基かつRe6が1価のオキシ鎖状炭化水素基である基、Re4が1価の鎖状炭化水素基かつRe5及びRe6が1価のオキシ鎖状炭化水素基である基が好ましく、Re4、Re5及びRe6がアルキル基である基、Re4及びRe5がアルキル基かつRe6がアルコキシ基である基、Re4がアルキル基かつRe5及びRe6がアルコキシ基である基がより好ましく、Re4、Re5及びRe6がアルキル基である基がさらに好ましく、t−ブチル基、t−ペンチル基、t−ヘキシル基、t−ヘプチル基が特に好ましい。 As the group represented by the above formula (Y-2), R e4 , R e5 and R e6 are monovalent chain hydrocarbon groups, and R e4 and R e5 are monovalent chain hydrocarbon groups. A group in which R e6 is a monovalent oxy chain hydrocarbon group, R e4 is a monovalent chain hydrocarbon group, and R e5 and R e6 are monovalent oxy chain hydrocarbon groups are preferable, A group in which R e4 , R e5 and R e6 are alkyl groups, a group in which R e4 and R e5 are alkyl groups and R e6 is an alkoxy group, a group in which R e4 is an alkyl group and R e5 and R e6 are alkoxy groups Is more preferable, and a group in which R e4 , R e5, and R e6 are alkyl groups is further preferable, and t-butyl group, t-pentyl group, t-hexyl group, and t-heptyl group are particularly preferable.

構造単位(I)としては、例えば、
構造単位(I−1)として、下記式(3−1−1)〜(3−1−7)で表される構造単位等;
構造単位(I−2)として、下記式(3−2−1)〜(3−2−3)で表される構造単位等が挙げられる。
As the structural unit (I), for example,
As the structural unit (I-1), structural units represented by the following formulas (3-1-1) to (3-1-7), and the like;
Examples of the structural unit (I-2) include structural units represented by the following formulas (3-2-1) to (3-2-3).

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(3−1−1)〜(3−1−7)中、Rは、上記式(3−1)と同義である。Re1、Re2及びRe3は、上記式(Y−1)と同義である。rは、それぞれ独立して、1〜3の整数である。
上記式(3−2−1)〜(3−2−3)中、Rは、上記式(3−2)と同義である。
In the formulas (3-1-1) to (3-1-7), R 6 has the same meaning as in the formula (3-1). R e1 , R e2 and R e3 have the same meaning as in the above formula (Y-1). Each r is independently an integer of 1 to 3.
In the above formulas (3-2-1) to (3-2-3), R 7 has the same meaning as in the above formula (3-2).

構造単位(I)としては、構造単位(I−1)が好ましく、上記式(3−1−2)で表される構造単位、上記式(3−1−3)で表される構造単位、上記式(3−1−4)で表される構造単位及び上記式(3−1−5)で表される構造単位がより好ましく、シクロペンタン構造を含む構造単位、アダマンタン構造を含む構造単位がさらに好ましく、1−エチル−1−シクロペンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基、2−メチル−2−アダマンチル基を含む構造単位が特に好ましい。 As the structural unit (I), the structural unit (I-1) is preferable, and the structural unit represented by the formula (3-1-2), the structural unit represented by the formula (3-1-3), The structural unit represented by the formula (3-1-4) and the structural unit represented by the formula (3-1-5) are more preferable, and the structural unit containing a cyclopentane structure and the structural unit containing an adamantane structure are More preferred are structural units containing a 1-ethyl-1-cyclopentyl group, a 2-ethyl-2-adamantyl group, and a 2-methyl-2-adamantyl group.

構造単位(I)の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%〜70モル%が好ましく、20モル%〜60モル%がより好ましく、30モル%〜55モル%がさらに好ましく、35モル%〜50モル%が特に好ましい。構造単位(I)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能、CD均一性、解像性、断面形状の矩形性、MEEF性能、焦点深度及び露光余裕度(以下、「LWR性能等」ともいう)がより優れる。 The content ratio of the structural unit (I) is preferably 10 mol% to 70 mol%, more preferably 20 mol% to 60 mol%, and further preferably 30 mol% with respect to all structural units constituting the [A] polymer. ˜55 mol% is more preferred, and 35 mol% to 50 mol% is particularly preferred. By setting the content ratio of the structural unit (I) in the above range, LWR performance, CD uniformity, resolution, rectangularity of cross-sectional shape, MEEF performance, depth of focus and exposure latitude of the radiation-sensitive resin composition. (Hereinafter, also referred to as “LWR performance etc.”) is more excellent.

[構造単位(II)]
構造単位(II)は、下記式(5−1)で表される構造単位(以下、「構造単位(II−1)」ともいう)及び下記式(5−2)で表される構造単位(以下、「構造単位(II−2)」ともいう)からなる群より選ばれる少なくとも1種である。[A]重合体が構造単位(II)を有することで、[B]化合物や[C]その他の酸発生剤の[A]重合体中での分散性を向上させることができる。その結果、当該感放射線性樹脂組成物は、LWR性能等がより優れる。また、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジストパターンの基板への密着性を向上させることができる。
[Structural unit (II)]
The structural unit (II) is a structural unit represented by the following formula (5-1) (hereinafter, also referred to as “structural unit (II-1)”) and a structural unit represented by the following formula (5-2) ( Hereinafter, at least one kind selected from the group consisting of "structural unit (II-2)"). When the polymer [A] has the structural unit (II), the dispersibility of the compound [B] and the other acid generator [C] in the polymer [A] can be improved. As a result, the radiation-sensitive resin composition is more excellent in LWR performance and the like. Further, the adhesion of the resist pattern formed from the radiation-sensitive resin composition to the substrate can be improved.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(5−1)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Eは、単結合、−COO−又はCO−O−(CHiである。iは、1〜6の整数である。Rは、非酸解離性でかつ極性基を含む基である。
上記式(5−2)中、R8’は、水素原子又はメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、ヒドロキシ基又は1価の有機基である。sは、1〜3の整数である。sが2以上の場合、複数のR及びRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。R9a及びR9bは、それぞれ独立して水素原子、フッ素原子、ヒドロキシ基若しくは1価の有機基であるか、又はR9a及びR9bは互いに合わせられ、これらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3〜30の環構造を表す。
In the above formula (5-1), R 8 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. E 1 is a single bond, —COO— or CO—O—(CH 2 ) i . i is an integer of 1 to 6. R 9 is a group that is non-acid dissociable and contains a polar group.
In the above formula (5-2), R 8′ is a hydrogen atom or a methyl group. R a and R b are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxy group or a monovalent organic group. s is an integer of 1 to 3. When s is 2 or more, a plurality of R a and R b may be the same or different. R 9a and R 9b are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxy group or a monovalent organic group, or R 9a and R 9b are combined with each other and are composed of a carbon atom to which they are bonded. It represents a ring structure having 3 to 30 ring members.

構造単位(II−1)において、
上記Rとしては、構造単位(II−1)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
In the structural unit (II-1),
From the viewpoint of the copolymerizability of the monomer giving the structural unit (II-1), R 8 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a methyl group.

上記Eとしては、構造単位(II−1)を与える単量体の共重合性の観点から、CO−Oが好ましい。 From the viewpoint of the copolymerizability of the monomer giving the structural unit (II-1), CO is preferable as the E 1 .

上記Rで表される非酸解離性でかつ極性基を含む基における極性基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、スルホ基、メルカプト基等の1価の基(a);カルボニル基、O、S、これらを組み合わせてなる2価の基(b)等が挙げられる。 The polar group in the non-acid dissociable and polar group-containing group represented by R 9 is, for example, a monovalent group (a) such as a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, a sulfo group or a mercapto group; Examples thereof include a carbonyl group, O, S, and a divalent group (b) formed by combining these.

上記Rで表される非酸解離性かつ極性基を含む基としては、例えば、炭素数1〜20の1価の炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部を上記1価の基(a)で置換した基、炭素数1〜20の1価の炭化水素基の一部又は全部の炭素−炭素間に上記2価の基(b)を含む基、炭素数1〜20の1価の炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部を上記1価の基(a)で置換し、かつ一部又は全部の炭素−炭素間に上記2価の基(b)を含む基等が挙げられる。 Examples of the group containing a non-acid dissociable and polar group represented by R 9 include, for example, a part or all of the hydrogen atoms of a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms as described above for the monovalent group ( a group substituted with a), a group containing the above divalent group (b) between some or all of the carbon-carbon monovalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbons, monovalent having 1 to 20 carbons A group in which a part or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group of is substituted with the above monovalent group (a) and which contains the above divalent group (b) between some or all of the carbon-carbon groups. Can be mentioned.

上記炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。
上記炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基としては、例えば、上記式(Y−2)におけるRe4、Re5及びRe6として例示したものと同様の基等が挙げられる。
上記炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、上記式(Y−1)におけるRe1、Re2及びRe3として例示したものと同様の基等が挙げられる。
上記炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば
フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントリル基、メチルアントリル基等のアリール基;
ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、アントリルメチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and carbon. Examples include monovalent aromatic hydrocarbon groups having a number of 6 to 20.
Examples of the monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include the same groups as those exemplified as R e4 , R e5 and R e6 in the above formula (Y-2).
Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include the same groups as those exemplified as R e1 , R e2 and R e3 in the above formula (Y-1).
Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms include aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, mesityl group, naphthyl group, methylnaphthyl group, anthryl group and methylanthryl group;
Examples thereof include aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, naphthylmethyl group, and anthrylmethyl group.

上記Rとしては、ラクトン構造を有する基、環状カーボネート構造を有する基、スルトン構造を有する基、ヒドロキシ基を有する基等が挙げられる。 Examples of R 9 include a group having a lactone structure, a group having a cyclic carbonate structure, a group having a sultone structure, and a group having a hydroxy group.

上記ラクトン構造を有する基としては、例えば、ブチロラクトン−イル基、ノルボルナンラクトン−イル基、5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.3.1.13,8]ウンデカン−イル基等が挙げられる。
環状カーボネート構造を有する基としては、例えば、エチレンカーボネート−イルメチル基等が挙げられる。
スルトン構造を有する基としては、例えば、プロパンスルトン−イル基、ノルボルナンスルトン−イル基等のスルトン構造を有する基等が挙げられる。
ヒドロキシ基を有する基としては、例えば、ヒドロキシアダマンチル基、ジヒドロキシアダマンチル基、トリヒドロキシアダマンチル基、ヒドロキシエチル基等が挙げられる。
Examples of the group having a lactone structure include a butyrolactone-yl group, a norbornane lactone-yl group, a 5-oxo-4-oxatricyclo[4.3.1.1 3,8 ]undecane-yl group, and the like. To be
Examples of the group having a cyclic carbonate structure include an ethylene carbonate-ylmethyl group.
Examples of the group having a sultone structure include a group having a sultone structure such as a propane sultone-yl group and a norbornane sultone-yl group.
Examples of the group having a hydroxy group include a hydroxyadamantyl group, a dihydroxyadamantyl group, a trihydroxyadamantyl group, a hydroxyethyl group and the like.

構造単位(II−2)において、
上記R8’としては、構造単位(II−2)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子が好ましい。
In the structural unit (II-2),
From the viewpoint of the copolymerizability of the monomer that gives the structural unit (II-2), R 8′ is preferably a hydrogen atom.

上記R、R、R9a及びR9bで表される1価の有機基としては、例えば、炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基、これらの基が有する水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基、これらの基の炭素−炭素間に、CO、CS、O、S若しくはNR’、又はこれらのうちの2種以上を組み合わせた基を含む基等が挙げられる。R’は、水素原子又は1価の有機基である。 Examples of the monovalent organic group represented by R a , R b , R 9a and R 9b include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a monovalent chain having 3 to 20 carbon atoms. An alicyclic hydrocarbon group, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, a group in which some or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent, and the carbon-carbon group of these groups Include CO, CS, O, S, or NR′, or a group containing a group in which two or more of these are combined. R'is a hydrogen atom or a monovalent organic group.

9a及びR9bが互いに合わせられ、これらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3〜30の環構造としては、例えば例えばシクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルナン構造、アダマンタン構造等の脂環構造;オキサシクロペンタン構造、チアシクロペンタン構造、アザシクロペンタン構造等の脂肪族複素環構造等が挙げられる。 Examples of the ring structure having 3 to 30 ring members in which R 9a and R 9b are combined with each other and are combined with the carbon atom to which they are bonded include, for example, cyclopropane structure, cyclobutane structure, cyclopentane structure, cyclohexane structure, norbornane structure, Alicyclic structures such as adamantane structure; aliphatic heterocyclic structures such as oxacyclopentane structure, thiacyclopentane structure and azacyclopentane structure.

sとしては、1又は2が好ましく、1がより好ましい。 As s, 1 or 2 is preferable and 1 is more preferable.

構造単位(II)としては、例えば、
構造単位(II−1)として下記式(5−1−1)〜(5−1−11)で表される構造単位等;
構造単位(II−2)として下記式(5−2−1)及び(5−2−2)で表される構造単位等が挙げられる。
As the structural unit (II), for example,
Structural units represented by the following formulas (5-1-1) to (5-1-11) as the structural unit (II-1) and the like;
Examples of the structural unit (II-2) include structural units represented by the following formulas (5-2-1) and (5-2-2).

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(5−1−1)〜(5−1−11)中、Rは上記式(5−1)と同義である。
上記式(5−2−1)及び(5−2−2)中、R8’は、上記式(5−2)と同義である。
In the above formulas (5-1-1) to (5-1-11), R 8 has the same meaning as in the above formula (5-1).
In the formulas (5-2-1) and (5-2-2), R 8′ has the same meaning as in the formula (5-2).

これらの中で、上記式(5−1−1)、(5−1−3)、(5−1−8)及び(5−1−11)で表される構造単位が好ましい。 Among these, the structural units represented by the above formulas (5-1-1), (5-1-3), (5-1-8) and (5-1-11) are preferable.

構造単位(II)の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、0モル%〜70モル%が好ましく、10モル%〜60モル%がより好ましく、20モル%〜50モル%がさらに好ましい。構造単位(II)の含有割合を上記範囲とすることで、[B]化合物や[C]その他の酸発生剤の[A]重合体中における分散性がより向上し、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等がより優れる。 The content ratio of the structural unit (II) is preferably 0 mol% to 70 mol%, more preferably 10 mol% to 60 mol%, and more preferably 20 mol% with respect to all structural units constituting the polymer [A]. ˜50 mol% is more preferred. By setting the content ratio of the structural unit (II) in the above range, the dispersibility of the [B] compound, [C] and other acid generators in the [A] polymer is further improved, and as a result, the radiation-sensitive material The LWR performance of the resin composition is more excellent.

[構造単位(III)]
構造単位(III)は、下記式(6)で表される構造単位である。照射する放射線として、KrFエキシマレーザー光、EUV、電子線等を用いる場合には、当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体中が構造単位(III)を有することで、感度を高めることができる。
[Structural unit (III)]
The structural unit (III) is a structural unit represented by the following formula (6). When KrF excimer laser light, EUV, electron beam, or the like is used as the irradiation radiation, the radiation-sensitive resin composition has the structural unit (III) in the polymer [A] to enhance the sensitivity. be able to.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(6)中、R10は、水素原子又はメチル基である。R11は、炭素数1〜20の1価の有機基である。pは、0〜3の整数である。R11が複数の場合、複数のR11は同一でも異なっていてもよい。qは、1〜3の整数である。但し、p及びqは、p+q≦5を満たす。 In the above formula (6), R 10 is a hydrogen atom or a methyl group. R 11 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. p is an integer of 0-3. If R 11 is plural, plural R 11 may be the same or different. q is an integer of 1 to 3. However, p and q satisfy p+q≦5.

上記R10としては、構造単位(III)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子が好ましい。 From the viewpoint of the copolymerizability of the monomer giving the structural unit (III), R 10 is preferably a hydrogen atom.

上記R11で表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、例えば、炭素数1〜20の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の1価の芳香族炭化水素基、これらの基が有する水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基、これらの基の炭素−炭素間に、CO、CS、O、S若しくはNR”、又はこれらのうちの2種以上を組み合わせた基を含む基等が挙げられる。R”は、水素原子又は1価の有機基である。
これらの中で、1価の鎖状炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 11 include a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a monovalent alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms. A hydrocarbon group, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, a group in which a part or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with a substituent, a carbon-carbon bond between these groups , CS, O, S or NR″, or a group containing a group in which two or more of these are combined. R″ is a hydrogen atom or a monovalent organic group.
Among these, a monovalent chain hydrocarbon group is preferable, an alkyl group is more preferable, and a methyl group is further preferable.

上記pとしては、0〜2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。 As said p, the integer of 0-2 is preferable, 0 or 1 is more preferable, and 0 is further more preferable.

上記qは、1又は2が好ましく、1がより好ましい。 1 or 2 is preferable and, as for said q, 1 is more preferable.

構造単位(III)としては、例えば、下記式(6−1)〜(6−4)で表される構造単位等が挙げられる。 Examples of the structural unit (III) include structural units represented by the following formulas (6-1) to (6-4).

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(6−1)〜(6−4)中、R10は、上記式(6)と同義である。 In the formulas (6-1) to (6-4), R 10 has the same meaning as in the formula (6).

これらの中で、上記式(6−1)及び(6−2)で表される構造単位が好ましく、上記式(6−1)で表される構造単位がより好ましい。 Among these, the structural units represented by the above formulas (6-1) and (6-2) are preferable, and the structural units represented by the above formula (6-1) are more preferable.

構造単位(III)の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、0モル%〜90モル%が好ましく、30モル%〜80モル%がより好ましく、50モル%〜75モル%がさらに好ましい。構造単位(III)の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物は、感度をより向上させることができる。 The content ratio of the structural unit (III) is preferably 0 mol% to 90 mol%, more preferably 30 mol% to 80 mol%, and further preferably 50 mol% with respect to all structural units constituting the polymer [A]. ˜75 mol% is more preferred. By setting the content ratio of the structural unit (III) within the above range, the radiation-sensitive resin composition can further improve the sensitivity.

なお、構造単位(III)は、ヒドロキシスチレンのOH基の水素原子をt−ブチル基等で置換した単量体を重合した後、得られた重合体を、アミン存在下で加水分解反応を行うこと等により形成することができる。 The structural unit (III) is obtained by polymerizing a monomer obtained by substituting the hydrogen atom of the OH group of hydroxystyrene with a t-butyl group or the like, and then subjecting the obtained polymer to a hydrolysis reaction in the presence of an amine. It can be formed by things.

[他の構造単位]
[A]重合体は、上記構造単位(I)〜(III)以外の他の構造単位を有していてもよい。他の構造単位としては、例えば、非解離性の1価の脂環式炭化水素基を含む(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位等が挙げられる。他の構造単位の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して、20モル%以下が好ましく、10モル%以下がより好ましい。
[Other structural units]
The polymer [A] may have a structural unit other than the structural units (I) to (III). Examples of the other structural unit include a structural unit derived from a (meth)acrylic acid ester containing a non-dissociable monovalent alicyclic hydrocarbon group. The content ratio of the other structural unit is preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less, based on all structural units constituting the polymer [A].

<[A]重合体の合成方法>
[A]重合体は、ラジカル重合等の常法に従って合成することができる。例えば、単量体及びラジカル開始剤を含有する溶液を反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法、単量体を含有する溶液とラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法、各々の単量体を含有する複数種の溶液とラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法、単量体及びラジカル開始剤を含有する溶液を無溶媒中や反応溶媒中で重合反応させる方法等で合成することが好ましい。
<Method of synthesizing [A] polymer>
The polymer [A] can be synthesized by a conventional method such as radical polymerization. For example, a method of dropping a solution containing a monomer and a radical initiator into a reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction, a solution containing a monomer and a solution containing a radical initiator, Separately, a method of carrying out a polymerization reaction by dropping into a solution containing a reaction solvent or a monomer, a reaction solvent containing a plurality of kinds of solutions containing each monomer and a solution containing a radical initiator, or a single amount It is preferable to synthesize by a method of dropping a solution containing a polymer to carry out a polymerization reaction, a method of carrying out a polymerization reaction of a solution containing a monomer and a radical initiator in a solvent or a reaction solvent, and the like.

なお、単量体溶液に対して、単量体溶液を滴下して反応させる場合、滴下される単量体溶液中の単量体量は、重合に用いられる単量体総量に対して30モル%以上であることが好ましく、50モル%以上であることがより好ましく、70モル%以上であることがさらに好ましい。 When the monomer solution is dropped and reacted with the monomer solution, the amount of the monomer in the dropped monomer solution is 30 mol based on the total amount of the monomers used for the polymerization. % Or more, preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more.

これらの方法における反応温度は開始剤種によって適宜決定すればよい。通常30℃〜150℃であり、40℃〜150℃が好ましく、50℃〜140℃がより好ましい。滴下時間は、反応温度、開始剤の種類、反応させる単量体等の条件によって異なるが、通常30分〜8時間であり、45分〜6時間が好ましく、1時間〜5時間がより好ましい。また、滴下時間を含む全反応時間も、滴下時間と同様に条件により異なるが、通常30分〜12時間であり、45分〜12時間が好ましく、1〜10時間がより好ましい。 The reaction temperature in these methods may be appropriately determined depending on the type of initiator. It is usually 30°C to 150°C, preferably 40°C to 150°C, and more preferably 50°C to 140°C. The dropping time varies depending on the reaction temperature, the type of initiator, the monomer to be reacted, etc., but is usually 30 minutes to 8 hours, preferably 45 minutes to 6 hours, more preferably 1 hour to 5 hours. Further, the total reaction time including the dropping time also varies depending on the conditions similarly to the dropping time, but is usually 30 minutes to 12 hours, preferably 45 minutes to 12 hours, more preferably 1 to 10 hours.

上記重合に使用されるラジカル開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート等のアゾ系ラジカル開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系ラジカル開始剤等が挙げられ。これらの中で、AIBN、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)が好ましい。なお、ラジカル開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the radical initiator used in the above polymerization include azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis. (2-cyclopropylpropionitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropionate), dimethyl 2,2'-azobis Azo radical initiators such as isobutyrate; peroxide radical initiators such as benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide. Of these, AIBN and dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropionate) are preferable. In addition, you may use a radical initiator individually or in combination of 2 or more types.

反応溶媒としては、重合を阻害する溶媒(重合禁止効果を有するニトロベンゼン、連鎖移動効果を有するメルカプト化合物等)以外の溶媒であって、その単量体を溶解可能な溶媒であれば使用することができる。例えば、アルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類、エステル・ラクトン類、ニトリル類及びその混合溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the reaction solvent, a solvent other than a solvent that inhibits polymerization (nitrobenzene having a polymerization inhibiting effect, a mercapto compound having a chain transfer effect, etc.) and a solvent capable of dissolving the monomer may be used. it can. Examples thereof include alcohols, ethers, ketones, amides, esters/lactones, nitriles and mixed solvents thereof. You may use these solvent individually or in combination of 2 or more types.

重合反応により得られた重合体は、再沈殿法により回収することが好ましい。すなわち重合反応終了後、重合液を再沈溶媒に投入することにより、目的の重合体を粉体として回収する。再沈溶媒としては、アルコール類やアルカン類等を単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、再沈殿法の他に、分液操作やカラム操作、限外ろ過操作等により、単量体、オリゴマー等の低分子成分を除去して、重合体を回収することもできる。 The polymer obtained by the polymerization reaction is preferably recovered by the reprecipitation method. That is, after the completion of the polymerization reaction, the target polymer is recovered as a powder by introducing the polymerization solution into the reprecipitation solvent. As the reprecipitation solvent, alcohols, alkanes and the like may be used alone or in combination of two or more kinds. In addition to the reprecipitation method, the polymer can also be recovered by removing low molecular components such as monomers and oligomers by a liquid separation operation, a column operation, an ultrafiltration operation, or the like.

[A]重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)としては、1,000〜50,000が好ましく、2,000〜40,000がより好ましく、3,000〜30,000がさらに好ましく、5,000〜20,000が特に好ましい。[A]重合体のMwが上記下限未満の場合、当該感放射線性樹脂組成物から形成されたレジストパターンの耐熱性が低下するおそれがある。[A]重合体のMwが上記上限を超える場合、当該感放射線性樹脂組成物の現像性が低下するおそれがある。 The polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of the polymer [A] by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 2,000 to 40,000, and 3,000 to. 30,000 is more preferable, and 5,000 to 20,000 is particularly preferable. When the Mw of the polymer [A] is less than the above lower limit, the heat resistance of the resist pattern formed from the radiation-sensitive resin composition may decrease. When the Mw of the polymer [A] exceeds the above upper limit, the developability of the radiation-sensitive resin composition may decrease.

[A]重合体のGPCによりポリスチレン換算数平均分子量(Mw)に対するMwの比(Mw/Mn、分散度)としては、1〜5が好ましく、1〜3がより好ましく、1〜2.5がさらに好ましい。 The ratio (Mw/Mn, dispersity) of Mw to polystyrene-reduced number average molecular weight (Mw) by GPC of the polymer [A] is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and 1 to 2.5. More preferable.

[A]重合体の含有量としては、当該感放射線性樹脂組成物中の全固形分に対して、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、85質量%以上がさらに好ましい。 The content of the polymer [A] is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and further preferably 85% by mass or more, based on the total solids in the radiation-sensitive resin composition.

<[B]化合物>
[B]化合物は、放射線分解性オニウムカチオンとカウンターアニオンとからなる化合物であって、上記カウンターアニオンが、カルボニル基を2以上有し、上記カルボニル基同士が、単結合又は炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基を介して結合する化合物である。当該感放射線性樹脂組成物は、[B]化合物を含有することで、LWR性能等が優れる。
<[B] compound>
The compound [B] is a compound composed of a radiation-decomposable onium cation and a counter anion, wherein the counter anion has two or more carbonyl groups, and the carbonyl groups are single bonds or have 1 to 10 carbon atoms. It is a compound that binds via a substituted or unsubstituted alkanediyl group. Since the radiation-sensitive resin composition contains the compound [B], the LWR performance and the like are excellent.

当該感放射線性樹脂組成物が上記特定構造の[B]化合物を含有することで上記効果を奏する理由については、例えば以下のように推察することができる。すなわち、[B]化合物のカウンターアニオンは、2以上のカルボニル基が互いに近傍に位置する特定構造を有している。そのため、露光により発生するプロトンが[B]化合物のカウンターアニオンに結合して得られる酸とレジスト膜中の[A]重合体との相互作用が高まり、上記酸の拡散長を適度に制御することができること、レジスト膜中に均一に分布することで酸拡散を均一に抑制することができること等が考えられる。 The reason why the radiation-sensitive resin composition contains the [B] compound having the specific structure to achieve the above effect can be inferred as follows, for example. That is, the counter anion of the compound [B] has a specific structure in which two or more carbonyl groups are located near each other. Therefore, the interaction between the acid obtained by binding the proton generated by exposure to the counter anion of the [B] compound and the [A] polymer in the resist film is increased, and the diffusion length of the acid is appropriately controlled. It is conceivable that the acid diffusion can be suppressed uniformly by the uniform distribution in the resist film.

[B]化合物としては、下記式(1−1)で表される化合物が好ましい。当該感放射線性樹脂組成物は、下記式(1−1)で表される[B]化合物を含有することで、LWR性能等がより優れる。 As the compound [B], a compound represented by the following formula (1-1) is preferable. Since the radiation-sensitive resin composition contains the [B] compound represented by the following formula (1-1), the LWR performance and the like are more excellent.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(1−1)中、Aは、炭素数1〜30の1価の有機基である。Eは、SO 又はCOOである。Xは、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。Lは、単結合又は酸素原子である。Rは、単結合又は炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。Rは、炭素数1〜20の2価の有機基である。kは、1以上3以下の整数である。kが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (1-1), A is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. E is SO 3 or COO . X + is a monovalent radiolytic onium cation. L is a single bond or an oxygen atom. R 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 2 is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. k is an integer of 1 or more and 3 or less. When k is 2 or more, a plurality of R 1 may be the same or different.

上記式(1−1)におけるLとしては、酸素原子が好ましい。当該感放射線性樹脂組成物は、このような特定構造の[B]化合物を含有することで、LWR性能等がさらに優れる。 As L in the above formula (1-1), an oxygen atom is preferable. The radiation-sensitive resin composition is further excellent in LWR performance and the like by containing such a [B] compound having a specific structure.

[B]化合物としては、下記式(1−2)で表される化合物も好ましい。当該感放射線性樹脂組成物は、下記式(1−2)で表される[B]化合物を含有することで、LWR性能等がより優れる。 As the compound [B], a compound represented by the following formula (1-2) is also preferable. When the radiation-sensitive resin composition contains the [B] compound represented by the following formula (1-2), the LWR performance and the like are more excellent.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(1−2)中、Aは、炭素数1〜30の1価の有機基である。Eは、SO 又はCOOである。Xは、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。Rは、単結合又は炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。iは、0以上2以下の整数である。Rは、炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。Rは、単結合又は炭素数1〜19の2価の有機基である。iが2の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。 In the above formula (1-2), A is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. E is SO 3 or COO . X + is a monovalent radiolytic onium cation. R 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. i is an integer of 0 or more and 2 or less. R x is a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 0 is a single bond or a divalent organic group having 1 to 19 carbon atoms. When i is 2, a plurality of R 1 may be the same or different.

[B]化合物としては、下記式(1−3)で表される化合物も好ましい。当該感放射線性樹脂組成物は、下記式(1−3)で表される[B]化合物を含有することで、LWR性能等がより優れる。 As the compound [B], a compound represented by the following formula (1-3) is also preferable. When the radiation-sensitive resin composition contains the [B] compound represented by the following formula (1-3), the LWR performance and the like are more excellent.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(1−3)中、Aは、炭素数1〜30の1価の有機基である。Xは、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。Rは、炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。 In the above formula (1-3), A is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. X + is a monovalent radiolytic onium cation. R 1 is a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms.

[B]化合物としては、上記式(1−1)又は(1−2)中、EがSO であって、Eに隣接する炭素原子にフッ素原子又はフッ素化アルキル基が結合する化合物(以下、「[B1]化合物」ともいう)、又は上記式(1−3)で表される化合物、EがSO であって、Eに隣接する炭素原子にフッ素原子が結合していない化合物若しくはEがCOOである化合物(以下、「[B2]化合物」ともいう)が挙げられる。[B1]化合物は酸発生剤として機能し、[B2]化合物は、酸拡散制御剤として機能するか、又はPEB温度が比較的高い場合は、酸発生剤として機能する。 As the compound [B], in the formula (1-1) or (1-2), E is SO 3 , and a fluorine atom or a fluorinated alkyl group is bonded to a carbon atom adjacent to E −. A compound (hereinafter, also referred to as “[B1] compound”) or a compound represented by the above formula (1-3), E is SO 3 , and a fluorine atom is bonded to a carbon atom adjacent to E −. Examples thereof include compounds that are not used or compounds in which E is COO (hereinafter, also referred to as “[B2] compound”). The [B1] compound functions as an acid generator, and the [B2] compound functions as an acid diffusion controller or, when the PEB temperature is relatively high, as an acid generator.

Aで表される炭素数1〜30の1価の有機基としては、炭素数1〜30の1価の炭化水素基、この炭化水素基の炭素−炭素間又は結合手側の末端に−O−、−S−、−N−、−CO−、−COO−等のヘテロ原子含有基を含む基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms represented by A include a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and -O at the carbon-carbon or bond-hand end of the hydrocarbon group. Examples thereof include a group containing a hetero atom-containing group such as -, -S-, -N-, -CO-, and -COO-.

これらのうち、上記Aとしては、−NRR、−OR又は−Rであり、Rが置換又は非置換の炭素数1〜10の鎖状炭化水素基、置換又は非置換の環員数3〜30の脂環式炭化水素基、環員数3〜30の脂肪族複素環基、置換又は非置換の環員数6〜30の芳香族炭化水素基が好ましい。 Among these, A is -NRR, -OR or -R, wherein R is a substituted or unsubstituted chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted 3 to 30 ring member. An alicyclic hydrocarbon group, an aliphatic heterocyclic group having 3 to 30 ring members, and a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring members are preferable.

また、上記Aとしては、上記置換または非置換の環員数3〜30の脂環式炭化水素基の炭素−炭素間に−COO−を含む基も好ましい。尚、−NRRにおいては2つのRは同一でも異なっていても良い。 Moreover, as said A, the group containing -COO- between carbon-carbon of the said substituted or unsubstituted C3-C30 alicyclic hydrocarbon group is also preferable. Incidentally, in -NRR, two Rs may be the same or different.

上記鎖状炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、またはブチル基等が挙げられる。 Examples of the chain hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and the like.

上記脂環式炭化水素基としては、例えば、
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の単環のシクロアルキル基;
シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の単環のシクロアルケニル基;
ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等の多環のシクロアルキル基;
ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基、テトラシクロドデセニル基等の多環のシクロアルケニル基等が挙げられる。
As the alicyclic hydrocarbon group, for example,
Monocyclic cycloalkyl groups such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group;
A monocyclic cycloalkenyl group such as a cyclobutenyl group, a cyclopentenyl group or a cyclohexenyl group;
Polycyclic cycloalkyl groups such as norbornyl group, adamantyl group, tricyclodecyl group, tetracyclododecyl group;
Examples thereof include polycyclic cycloalkenyl groups such as norbornenyl group, tricyclodecenyl group, and tetracyclododecenyl group.

上記脂肪族複素環基としては、例えば、
ノルボルナンラクトン−イル基等のラクトン構造を含む基;
ノルボルナンスルトン−イル基等のスルトン構造を含む基;
オキサシクロヘプチル基、オキサノルボルニル基等の酸素原子含有複素環基;
アザシクロヘプチル基、ジアザビシクロオクタン−イル基等の窒素原子含有複素環基;
チアシクロヘプチル基、チアノルボルニル基等のイオウ原子含有複素環基等が挙げられる。
As the aliphatic heterocyclic group, for example,
A group containing a lactone structure such as a norbornane lactone-yl group;
A group containing a sultone structure such as a norbornane sultone-yl group;
Oxygen atom-containing heterocyclic group such as oxacycloheptyl group and oxanorbornyl group;
A nitrogen atom-containing heterocyclic group such as an azacycloheptyl group and a diazabicyclooctane-yl group;
Examples thereof include sulfur atom-containing heterocyclic groups such as thiacycloheptyl group and thianorbornyl group.

上記芳香族炭化水素基としては、例えば、
フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
Examples of the aromatic hydrocarbon group include:
Examples thereof include an aryl group such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a mesityl group, and a naphthyl group; and an aralkyl group such as a benzyl group and a phenethyl group.

上記鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基又は芳香族炭化水素基が有する水素原子を置換していてもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アシル基、アシロキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、スルホンアミド基等が挙げられる。これらのうち、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐状のアルキル基、フェノキシ基、ヒドロキシ基が好ましい。 The chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group or a substituent that may substitute the hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group, an alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an acyl group, an acyloxy group, Examples thereof include a hydroxy group, a carboxy group, an amino group, a cyano group, a nitro group and a sulfonamide group. Of these, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a phenoxy group, and a hydroxy group are preferable.

これらのうち、Aとしては、シクロアルキル基、ラクトン構造を有する基、シクロアルキルオキシ基、シクロアルキルアミノ基、シクロアルキルスルファニル基、ヒドロキシアリールオキシ基、アリールオキシアルキル基が好ましい。 Among these, A is preferably a cycloalkyl group, a group having a lactone structure, a cycloalkyloxy group, a cycloalkylamino group, a cycloalkylsulfanyl group, a hydroxyaryloxy group or an aryloxyalkyl group.

としては、SO が好ましい。 SO 3 is preferable as E .

上記式(1−1)におけるkとしては、1及び2が好ましく、1がより好ましい。但し、kが3の場合において、−C(O)−が連続して4つ以上結合することはない。 As k in the above formula (1-1), 1 and 2 are preferable, and 1 is more preferable. However, when k is 3, 4 or more —C(O)— are not continuously bonded.

の炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基のうち、非置換のアルカンジイル基としては、例えばメタンジイル基、エタンジイル基、プロパンジイル基等の炭素数1〜10のアルカンジイル基が挙げられる。これらのうち、メタンジイル基、プロパン−2,2−ジイル基が好ましい。置換のアルカンジイル基としては、アルカンジイル基の同一炭素原子に結合する水素原子の一部又は全部が2価の有機基で置換された基、又はアルカンジイル基の異なる炭素原子に結合する水素原子の一部又は全部が1価の基で置換された基等が挙げられる。アルカンジイル基の同一炭素原子を置換する2価の有機基としては、ラクトン構造を有する2価の有機基、環状カーボネート構造を有する2価の有機基及びスルトン構造を有する2価の有機基が好ましく、バレロラクトン−ジイル基がより好ましい。また、アルカンジイル基の異なる炭素原子に結合する水素原子の一部又は全部を置換する1価の基としては、フッ素原子、フッ素化アルキル基が好ましく、フッ素原子がより好ましい。 Among the substituted or unsubstituted alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms of R 1 , examples of the unsubstituted alkanediyl groups include, for example, methanediyl group, ethanediyl group, propanediyl group, and the like. Are listed. Of these, a methanediyl group and a propane-2,2-diyl group are preferable. The substituted alkanediyl group is a group in which some or all of the hydrogen atoms bonded to the same carbon atom of the alkanediyl group are substituted with a divalent organic group, or hydrogen atoms bonded to different carbon atoms of the alkanediyl group. And a group in which a part or all of is substituted with a monovalent group. As the divalent organic group substituting the same carbon atom of the alkanediyl group, a divalent organic group having a lactone structure, a divalent organic group having a cyclic carbonate structure and a divalent organic group having a sultone structure are preferable. The valerolactone-diyl group is more preferred. The monovalent group substituting a part or all of the hydrogen atoms bonded to different carbon atoms of the alkanediyl group is preferably a fluorine atom or a fluorinated alkyl group, more preferably a fluorine atom.

としては、単結合も好ましい。 As R 1 , a single bond is also preferable.

上記式(1−1)におけるRで表される炭素数1〜20の2価の有機基としては、下記式(2)で表される基、下記式(2’)で表される基等が挙げられる。これらのうち、下記式(2)で表される基が好ましい。 The divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 2 in the above formula (1-1) is a group represented by the following formula (2) or a group represented by the following formula (2′). Etc. Of these, a group represented by the following formula (2) is preferable.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(2)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は1価の有機基である。Rf及びRfは、それぞれ独立して、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。nは、1以上6以下の整数である。mは、0以上6以下の整数である。*1は、L又は酸素原子に結合する部位を示す。 In the above formula (2), R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group. Rf 1 and Rf 2 are each independently a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. n is an integer of 1 or more and 6 or less. m is an integer of 0 or more and 6 or less. *1 indicates a site that binds to L or an oxygen atom.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(2’)中、Rは、炭素数2〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。Rf及びRfは、それぞれ独立して、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。nは、1以上6以下の整数である。mは、0以上6以下の整数である。*1は、L又は酸素原子に結合する部位を示す。 In the above formula (2′), R y is a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 2 to 10 carbon atoms. Rf 1 and Rf 2 are each independently a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. n is an integer of 1 or more and 6 or less. m is an integer of 0 or more and 6 or less. *1 indicates a site that binds to L or an oxygen atom.

上記R及びRで表される1価の有機基としては、鎖状炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group represented by R 3 and R 4 include a chain hydrocarbon group.

及びRとしては、水素原子が好ましい。 As R 3 and R 4 , a hydrogen atom is preferable.

上記Rで表される炭素数2〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基のうち、非置換のアルカンジイル基としては、例えば、エタンジイル基、プロパンジイル基等の炭素数1〜10のアルカンジイル基が挙げられる。置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。 Among the substituted or unsubstituted alkanediyl groups having 2 to 10 carbon atoms represented by R y , examples of the unsubstituted alkanediyl group include, for example, ethanediyl group, propanediyl group, and other alkanes having 1 to 10 carbon atoms. A diyl group is mentioned. As the substituent, for example, a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, Examples thereof include an acyloxy group.

上記式(2)及び(2’)におけるnとしては、2以上4以下が好ましい。 As n in the above formulas (2) and (2'), 2 or more and 4 or less are preferable.

上記式(2)及び(2’)におけるRf及びRfで表されるフッ素化アルキル基としては、トリフルオロメチル基が好ましい。 As the fluorinated alkyl group represented by Rf 1 and Rf 2 in the above formulas (2) and (2′), a trifluoromethyl group is preferable.

上記式(2)及び(2’)におけるmとしては、0以上2以下が好ましい。 As m in the above formulas (2) and (2'), 0 or more and 2 or less is preferable.

上記式(1−2)におけるiとしては、0が好ましい。 As i in the above formula (1-2), 0 is preferable.

上記式(1−2)におけるRで表される炭素数1〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基のうち、非置換のアルカンジイル基としては、例えば、メタンジイル基、エタンジイル基、プロパンジイル基等の炭素数1〜10のアルカンジイル基が挙げられる。置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。 Among the substituted or unsubstituted alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms represented by R x in the above formula (1-2), the unsubstituted alkanediyl group is, for example, methanediyl group, ethanediyl group, propanediyl group. Examples thereof include alkanediyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as groups. As the substituent, for example, a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, Examples thereof include an acyloxy group.

これらのうち、Rとしては、メタンジイル基が好ましい。 Of these, a methanediyl group is preferable as R x .

上記式(1−2)におけるRの炭素数1〜19の2価の有機基としては、上記式(1−1)のRで例示した基と同様の基等が挙げられる。 Examples of the divalent organic group having 1 to 19 carbon atoms of R 0 in the above formula (1-2) include the same groups as those exemplified as R 2 in the above formula (1-1).

上記Xで表される1価の放射線分解性オニウムカチオンは、放射線の作用により分解するカチオンである。露光部では、この放射線分解性オニウムカチオンの分解により生成するプロトンと、[B]化合物のスルホネートアニオンとからスルホン酸を生じる。上記Xで表される1価の放射線分解性オニウムカチオンとしては、例えば、スルホニウムカチオン、テトラヒドロチオフェニウムカチオン、ヨードニウムカチオン等が挙げられる。これらの中で、下記式(X−0)で表されるスルホニウムカチオン、下記式(X−1)で表されるスルホニウムカチオン、下記式(X−2)で表されるヨードニウムカチオンが好ましい。 The monovalent radiolytic onium cation represented by X + is a cation that decomposes by the action of radiation. In the exposed area, a sulfonic acid is produced from the proton generated by the decomposition of the radiation-decomposable onium cation and the sulfonate anion of the [B] compound. Examples of the monovalent radiation-decomposable onium cation represented by X + include a sulfonium cation, a tetrahydrothiophenium cation, and an iodonium cation. Among these, a sulfonium cation represented by the following formula (X-0), a sulfonium cation represented by the following formula (X-1), and an iodonium cation represented by the following formula (X-2) are preferable.

Figure 0006721839
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上記式(X−0)中、Rb4〜Rb6は、それぞれ独立して、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜36の脂環式炭化水素基又は炭素数10〜36の芳香族炭化水素基を表すか、Rb4とRb5とが一緒になって硫黄原子を含む3員環〜12員環の環を形成してもよい。上記脂肪族炭化水素基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数3〜12の脂環式飽和炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、上記脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよく、上記芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜12のアルコキシ基で置換されていてもよい。 In the above formula (X-0), R b4 to R b6 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, or 10 carbon atoms. The aromatic hydrocarbon group of 36 may be represented, or R b4 and R b5 may be combined with each other to form a 3-membered to 12-membered ring containing a sulfur atom. The hydrogen atom contained in the aliphatic hydrocarbon group is a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. May be substituted with, and the hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is substituted with a halogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, or a glycidyloxy group. Alternatively, the hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, a hydroxy group or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.

上記式(X−0)における脂肪族炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられる。Rb4〜Rb6の脂肪族炭化水素基の炭素数としては、1〜12が好ましい。水素原子が脂環式炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基としては、例えば、1−(アダマンタン−1−イル)アルカン−1−イル基等が挙げられる。 Examples of the aliphatic hydrocarbon group in the above formula (X-0) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group and a hexyl group. Group, octyl group, 2-ethylhexyl group and the like. The carbon number of the aliphatic hydrocarbon group of R b4 to R b6 is preferably 1 to 12. Examples of the aliphatic hydrocarbon group in which a hydrogen atom is substituted with an alicyclic hydrocarbon group include a 1-(adamantan-1-yl)alkane-1-yl group and the like.

上記式(X−0)における脂肪族炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられる。Rb4〜Rb6の脂肪族炭化水素基の炭素数としては、1〜12が好ましい。水素原子が脂環式炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基としては、例えば1−(アダマンタン−1−イル)アルカン−1−イル基等が挙げられる。 Examples of the aliphatic hydrocarbon group in the above formula (X-0) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group and a hexyl group. Group, octyl group, 2-ethylhexyl group and the like. The carbon number of the aliphatic hydrocarbon group of R b4 to R b6 is preferably 1 to 12. Examples of the aliphatic hydrocarbon group having a hydrogen atom substituted with an alicyclic hydrocarbon group include a 1-(adamantan-1-yl)alkane-1-yl group.

上記式(X−0)における脂環式炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、上記脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、アルキル基で置換されていてもよい。この場合、上記脂環式炭化水素基の炭素数は、アルキル基の炭素数も含めて20以下である。単環式の脂環式炭化水素基としては、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基等のシクロアルキル基が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、例えばデカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基等が挙げられる。 The alicyclic hydrocarbon group in the above formula (X-0) may be either monocyclic or polycyclic, and the hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is substituted with an alkyl group. Good. In this case, the carbon number of the alicyclic hydrocarbon group is 20 or less including the carbon number of the alkyl group. Examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include cyclopropyl groups, cyclobutyl groups, cyclopentyl groups, cyclohexyl groups, cycloheptyl groups, cyclooctyl groups, cyclodecyl groups and other cycloalkyl groups. Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group include a decahydronaphthyl group, an adamantyl group, a norbornyl group and the like.

水素原子がアルキル基で置換された脂環式炭化水素基としては、例えばメチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、2−アルキルアダマンタン−2−イル基、メチルノルボルニル基、イソボルニル基等が挙げられる。 Examples of the alicyclic hydrocarbon group in which a hydrogen atom is substituted with an alkyl group include a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, a 2-alkyladamantan-2-yl group, a methylnorbornyl group and an isobornyl group. To be

上記式(X−0)における芳香族炭化水素基としては、例えばナフチル基、フェナントリル基等が挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group in the above formula (X-0) include a naphthyl group and a phenanthryl group.

水素原子がアルコキシ基で置換された芳香族炭化水素基としては、例えば4−メトキシナフチル基、4−nブトキシナフチル等が挙げられる。水素原子が芳香族炭化水素基で置換されたアルキル基、すなわちアラルキル基としては、例えばベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、トリチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。なお、芳香族炭化水素基に、アルキル基又は脂環式炭化水素基が含まれる場合は、炭素数1〜12のアルキル基及び炭素数3〜18の脂環式炭化水素基が好ましい。 Examples of the aromatic hydrocarbon group having a hydrogen atom substituted with an alkoxy group include 4-methoxynaphthyl group and 4-nbutoxynaphthyl group. Examples of the alkyl group in which a hydrogen atom is substituted with an aromatic hydrocarbon group, that is, an aralkyl group include a benzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a trityl group, a naphthylmethyl group, a naphthylethyl group and the like. When the aromatic hydrocarbon group contains an alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms are preferable.

アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基等が挙げられる。 Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, a heptyloxy group, an octyloxy group, a decyloxy group and a dodecyloxy group.

アシル基としては、例えばアセチル基、プロピオニル基及びブチリル基等が挙げられる。 Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group and a butyryl group.

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。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.

アルキルカルボニルオキシ基としては、例えばメチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、sec−ブチルカルボニルオキシ基、tert−ブチルカルボニルオキシ基、ペンチルカルボニルオキシ基、ヘキシルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基及び2−エチルヘキシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。 Examples of the alkylcarbonyloxy group include a methylcarbonyloxy group, an ethylcarbonyloxy group, an n-propylcarbonyloxy group, an isopropylcarbonyloxy group, an n-butylcarbonyloxy group, a sec-butylcarbonyloxy group, a tert-butylcarbonyloxy group. , A pentyl carbonyloxy group, a hexyl carbonyloxy group, an octyl carbonyloxy group and a 2-ethylhexyl carbonyloxy group.

b4とRb5とが一緒になって形成してもよい硫黄原子を含む環としては、単環式、多環式、芳香族性、非芳香族性、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよく、硫黄原子を1以上含むものであれば、さらに、1以上の硫黄原子及び/又は1以上の酸素原子を含んでいてもよい。上記環としては、炭素数3〜18の環が好ましく、炭素数4〜18の環がより好ましい。 The ring containing a sulfur atom that may be formed by R b4 and R b5 taken together may be a monocyclic ring, a polycyclic ring, an aromatic ring, a non-aromatic ring, a saturated ring or an unsaturated ring. It may be present, and as long as it contains one or more sulfur atoms, it may further contain one or more sulfur atoms and/or one or more oxygen atoms. As the ring, a ring having 3 to 18 carbon atoms is preferable, and a ring having 4 to 18 carbon atoms is more preferable.

Figure 0006721839
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上記式(X−1)中、R15、R16及びR17は、それぞれ独立して置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、OSO−R若しくはSO−Rであるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。R及びRは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基である。k、m及びnは、それぞれ独立して、0〜5の整数である。R15〜R17並びにR及びRがそれぞれ複数の場合、複数のR15〜R17並びにR及びRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
上記式(X−2)中、R18及びR19は、それぞれ独立して置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、OSO−R若しくはSO−Rであるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。R及びRは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基である。i及びjは、それぞれ独立して、0〜5の整数である。R18、R19、R及びRがそれぞれ複数の場合、複数のR18、R19、R及びRはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
In the above formula (X-1), R 15 , R 16 and R 17 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon group. number 6-12 aromatic hydrocarbon group, or an OSO 2 -R D or SO 2 -R E, or represent two or more are combined with each other configured ring of these groups. R D and R E are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms. Alternatively, it is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. k, m, and n are each independently an integer of 0 to 5. When R 15 to R 17 and R D and R E are a plurality each of a plurality of R 15 to R 17 and R D and R E may be the same as or different from each other.
In the above formula (X-2), R 18 and R 19 each independently represent a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted 6 to 6 carbon atoms. 12 aromatic hydrocarbon group, or an OSO 2 -R F or SO 2 -R G, or represent two or more are combined with each other configured ring of these groups. R F and R G are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 5 to 25 carbon atoms. Alternatively, it is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. i and j are each independently an integer of 0 to 5. When each of R 18 , R 19 , R F and R G is plural, the plural R 18 , R 19 , R F and R G may be the same or different.

上記R15〜R19で表される非置換の直鎖状のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基等が挙げられる。
上記R15〜R19で表される非置換の分岐状のアルキル基としては、例えばi−プロピル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。
上記R15〜R19で表される非置換の芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
Examples of the unsubstituted linear alkyl group represented by R 15 to R 19 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an n-butyl group.
Examples of the unsubstituted branched alkyl group represented by R 15 to R 19 include i-propyl group, i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group and the like.
Examples of the unsubstituted aromatic hydrocarbon group represented by R 15 to R 19 include aryl groups such as phenyl group and naphthyl group; aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group.

上記アルキル基及び芳香族炭化水素基が有する水素原子を置換していてもよい置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。
これらの中で、ハロゲン原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
Examples of the substituent that may substitute the hydrogen atom of the alkyl group and the aromatic hydrocarbon group, for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a halogen atom such as iodine atom, a hydroxy group, a carboxy group, cyano Group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, an acyl group, an acyloxy group and the like.
Among these, a halogen atom is preferable, and a fluorine atom is more preferable.

上記R15〜R19としては、非置換の直鎖状又は分岐状のアルキル基、フッ素化アルキル基、非置換の1価の芳香族炭化水素基、OSO−R、SO−Rが好ましく、フッ素化アルキル基、非置換の1価の芳香族炭化水素基がより好ましく、フッ素化アルキル基がさらに好ましい。R”は、非置換の1価の脂環式炭化水素基又は非置換の1価の芳香族炭化水素基である。 As the R 15 to R 19, unsubstituted, straight or branched alkyl group, a fluorinated alkyl group, an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group, OSO 2 -R D, SO 2 -R E Are preferred, a fluorinated alkyl group and an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group are more preferred, and a fluorinated alkyl group is even more preferred. R″ is an unsubstituted monovalent alicyclic hydrocarbon group or an unsubstituted monovalent aromatic hydrocarbon group.

上記式(X−1)におけるk、m及びnとしては、0〜2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。
上記式(X−2)におけるi及びjとしては、0〜2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。
As k, m and n in the above formula (X-1), an integer of 0 to 2 is preferable, 0 or 1 is more preferable, and 0 is further preferable.
As i and j in the above formula (X-2), an integer of 0 to 2 is preferable, 0 or 1 is more preferable, and 0 is further preferable.

上記スルホニウムカチオンとしては、例えば下記式(b1−1)〜(b1−10)で表されるカチオンが挙げられる。上記ヨードニウムカチオンとしては、例えば下記式(b2−1)〜(b2−12)で表されるカチオンが挙げられる。 Examples of the sulfonium cation include cations represented by the following formulas (b1-1) to (b1-10). Examples of the iodonium cation include cations represented by the following formulas (b2-1) to (b2-12).

Figure 0006721839
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Figure 0006721839
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これらのうち、上記式(b1−1)で表されるトリフェニルスルホニウムカチオンが好ましい。 Among these, the triphenylsulfonium cation represented by the above formula (b1-1) is preferable.

上記オニウムカチオンは、例えばAdvances in Polymer Science,Vol.62,p.1−48(1984)に記載されている一般的な方法に準じて製造することができる。 The onium cation is described in, for example, Advances in Polymer Science, Vol. 62, p. It can be produced according to the general method described in 1-48 (1984).

[B]化合物としては、下記式(1−1−1)〜(1−1−17)、式(1−2−1)〜(1−2−3)、並びに式(1−3−1)及び(1−3−2)で表される化合物が好ましい。 Examples of the [B] compound include the following formulas (1-1-1) to (1-1-17), formulas (1-2-1) to (1-2-3), and formulas (1-3-1). ) And the compound represented by (1-3-2) are preferable.

Figure 0006721839
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Figure 0006721839
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Figure 0006721839
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上記式(1−1−1)〜(1−1−17)、式(1−2−1)〜(1−2−3)及び式(1−3−1)〜(1−3−2)中、Xは、上記式(1−1)、(1−2)及び(1−3)と同義である。 Formulas (1-1-1) to (1-1-17), Formulas (1-2-1) to (1-2-3) and Formulas (1-3-1) to (1-3-2). ), X <+> is synonymous with said Formula (1-1), (1-2), and (1-3).

<[B]化合物の合成>
[B]化合物のうち、例えば上記式(1−1)におけるEがSO である化合物を合成する場合、下記第1の工程、下記第2の工程及び下記第3の工程を有し、下記反応スキームで示される合成方法により合成することができる。
下記式(i−a)で表される有機ハロゲン化物とDで表される亜ジチオン酸塩とを反応させ、下記式(i−b)で表される亜硫酸塩を得る第1の工程;
下記式(i−b)で表される亜硫酸塩と過酸化水素水溶液とを反応させ、下記式(i−c)で表されるスルホン酸塩を得る第2の工程;
下記式(i−c)で表されるスルホン酸塩とXYで表されるオニウム塩とを反応させる第3の工程
<Synthesis of Compound [B]>
In the case of synthesizing a compound in which E in the above formula (1-1) is SO 3 among the compounds [B], it has the following first step, the following second step, and the following third step. Can be synthesized by the synthetic method shown in the following reaction scheme.
A case where an organic halide represented by the following formula (ia) is reacted with a dithionite salt represented by D 2 S 2 O 4 to obtain a sulfite salt represented by the following formula (ib) Step 1;
A second step of reacting a sulfite represented by the following formula (i-b) with an aqueous hydrogen peroxide solution to obtain a sulfonate represented by the following formula (i-c);
Third step of reacting a sulfonate represented by the following formula (ic) with an onium salt represented by XY

Figure 0006721839
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上記式(i−a)、(i−b)、(i−c)中、A、R、R、k及びXは上記式(1−1)と同義である。Zは、ハロゲン原子である。Dは、アルカリ金属である。Yは、1価のアニオンである。 A, R< 1 > , R < 2 > , k and X <+> are synonymous with said formula (1-1) in said formula (ia), (ib), (ic). Z is a halogen atom. D is an alkali metal. Y is a monovalent anion.

なお、上記式(1−1)中、EがCOOである場合や、上記式(1−2)で表される化合物も上述と同様の方法により、[B]化合物を合成することができる。 In addition, in the above formula (1-1), when E is COO , or the compound represented by the above formula (1-2) can also be synthesized as the compound [B] by the same method as described above. it can.

[B]化合物の含有量としては、[B]化合物が酸発生剤として機能する[B1]化合物である場合、[A]重合体100質量部に対して、0.5質量部〜30質量部が好ましく、1質量部〜20質量部がより好ましく、2.5質量部〜15質量部がさらに好ましく、5質量部〜10質量部が特に好ましい。 As the content of the [B] compound, when the [B] compound is a [B1] compound that functions as an acid generator, 0.5 to 30 parts by mass relative to 100 parts by mass of the [A] polymer. Is preferred, 1 part by mass to 20 parts by mass is more preferred, 2.5 parts by mass to 15 parts by mass is further preferred, and 5 parts by mass to 10 parts by mass is particularly preferred.

一方、[B]化合物が酸拡散制御剤として機能する[B2]化合物である場合、[B]化合物の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して、30質量部以下が好ましく、0.1質量部〜20質量部がより好ましく、0.5質量部〜10質量部がさらに好ましい。 On the other hand, when the [B] compound is a [B2] compound that functions as an acid diffusion controller, the content of the [B] compound is preferably 30 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the [A] polymer. , 0.1 parts by mass to 20 parts by mass are more preferred, and 0.5 parts by mass to 10 parts by mass are even more preferred.

<[G]溶媒>
「[G]溶媒」は、[A]重合体、化合物及び任意成分を溶解又は分散させるための成分である。[G]溶媒としては、例えば、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒等が挙げられる。[G]溶媒は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<[G] solvent>
The “[G] solvent” is a component for dissolving or dispersing the [A] polymer, compound and optional components. Examples of the [G] solvent include alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents, ether solvents, ester solvents and the like. The solvent [G] may be used alone or in combination of two or more.

アルコール系溶媒としては、例えば、
モノアルコール系溶媒として、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、iso−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、tert−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、3−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール等;
多価アルコール系溶媒として、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等;
多価アルコール部分エーテル系溶媒として、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プロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、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、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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プロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等が挙げられる。
As the alcohol solvent, for example,
As a monoalcohol solvent, methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, iso-pentanol, 2-methylbutanol, sec -Pentanol, tert-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, furfuryl alcohol, phenol , Cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol, diacetone alcohol and the like;
As the polyhydric alcohol solvent, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2 , 4-heptanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol and the like;
As a polyhydric alcohol partial ether solvent, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethyl Butyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol Examples include monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether and the like.

上記ケトン系溶媒としては、例えば、
鎖状ケトン系溶媒として、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−iso−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−iso−ブチルケトン、トリメチルノナノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン等;
環状ケトン系溶媒として、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン等が挙げられる。
Examples of the ketone solvent include, for example,
As a chain ketone solvent, acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n- Hexyl ketone, di-iso-butyl ketone, trimethylnonanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diacetone alcohol, acetophenone, etc.;
Examples of the cyclic ketone solvent include cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, and methylcyclohexanone.

上記アミド系溶媒としては、例えば、
鎖状アミド系溶媒として、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、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、N−メチルプロピオンアミド等;
環状アミド系溶媒として、N−メチルピロリドン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン等が挙げられる。
Examples of the amide solvent include:
As a chain amide solvent, N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, N,N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide and the like;
Examples of the cyclic amide-based solvent include N-methylpyrrolidone and N,N'-dimethylimidazolidinone.

上記エーテル系溶媒としては、例えば、
鎖状エーテル系溶媒として、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジフェニルエーテル等;
環状エーテル系溶媒としてテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等が挙げられる。
As the ether solvent, for example,
As a chain ether solvent, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, diphenyl ether, etc.;
Tetrahydrofuran, tetrahydropyran, etc. are mentioned as a cyclic ether type solvent.

上記エステル系溶媒としては、例えば、
酢酸エステル系溶媒として、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール等;
多価アルコール部分エーテルの酢酸エステル系溶媒として、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等;
炭酸エステル系溶媒として、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等;
その他のカルボン酸のエステル系溶媒として、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸iso−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等が挙げられる。
Examples of the ester solvent include:
As an acetate solvent, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, n-butyl acetate, iso-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-acetate Methoxybutyl, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methylcyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, glycol diacetate, methoxytriglycol acetate, etc.;
As an acetic acid ester solvent of a polyhydric alcohol partial ether, acetic acid ethylene glycol monomethyl ether, acetic acid ethylene glycol monoethyl ether, acetic acid diethylene glycol monomethyl ether, acetic acid diethylene glycol monoethyl ether, acetic acid diethylene glycol mono-n-butyl ether, acetic acid propylene glycol monomethyl ether, Propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, etc.;
Carbonic acid ester solvents such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate;
Other carboxylic acid ester solvents include methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, iso-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, lactic acid. Examples thereof include ethyl, n-butyl lactate, n-amyl lactate, diethyl malonate, dimethyl phthalate, and diethyl phthalate.

これらの中で、ケトン系溶媒、エステル系溶媒が好ましく、上記ケトン系溶媒としては、環状ケトン系溶媒がより好ましく、シクロヘキサノンがさらに好ましく、上記エステル系溶媒としては、多価アルコール部分エーテルの酢酸エステル系溶媒がより好ましく、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテルがさらに好ましい。 Among these, ketone solvents and ester solvents are preferable, as the ketone solvent, cyclic ketone solvents are more preferable, cyclohexanone is further preferable, and as the ester solvent, acetic acid ester of polyhydric alcohol partial ether is used. A system solvent is more preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate is further preferable.

<[C]酸発生剤>
[C]酸発生剤は、上記[B]化合物以外の酸発生剤であって、放射線の照射により酸を発生するスルホネート化合物である。[C]酸発生剤によれば、例えば、[A]重合体の酸解離性基を含む構造単位が構造単位(I−1)である場合等においては、この酸発生剤から発生した酸が触媒となり、酸解離性基を解離させることができる。その結果、当該感放射線性樹脂組成物の感度を高めることができる。[C]酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<[C] acid generator>
The acid generator [C] is an acid generator other than the compound [B], and is a sulfonate compound that generates an acid upon irradiation with radiation. According to the acid generator [C], for example, when the structural unit containing an acid dissociable group of the polymer [A] is the structural unit (I-1), the acid generated from the acid generator is It serves as a catalyst and can dissociate the acid-dissociable group. As a result, the sensitivity of the radiation sensitive resin composition can be increased. The acid generator [C] may be used alone or in combination of two or more.

[C]酸発生剤としては、例えば、スルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、ヨードニウム塩等のオニウム塩化合物等が挙げられる。 Examples of the acid generator [C] include onium salt compounds such as sulfonium salts, tetrahydrothiophenium salts, and iodonium salts.

上記スルホニウム塩としては、例えば、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、シクロヘキシル2−オキソシクロヘキシルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシル2−オキソシクロヘキシルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、2−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(アダマンタン−1−イル)−1,1−ジフルオロエタン−1−スルホネート、トリフェニルスルホニウム4−(アダマンタン−1−イルカルボニルオキシ)−1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルホネート等が挙げられる。 Examples of the sulfonium salt include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, cyclohexyl 2-oxocyclohexylmethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexyl 2 -Oxocyclohexylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2-oxocyclohexyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium 2-(adamantan-1-yl)-1,1-difluoroethane- 1-sulfonate, triphenylsulfonium 4-(adamantan-1-ylcarbonyloxy)-1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfonate and the like can be mentioned.

上記テトラヒドロチオフェニウム塩としては、例えば、4−ヒドロキシ−1−ナフチ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、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチ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−(1−ナフチルアセトメチル)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−(1−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(1−ナフチルアセトメチル)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等が挙げられる。 Examples of the tetrahydrothiophenium salt include 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, and 4-hydroxy-1. -Naphthyltetrahydrothiophenium perfluoro-n-octane sulfonate, 1-(1-naphthylacetomethyl)tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1-(1-naphthylacetomethyl)tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butane Sulfonate, 1-(1-naphthylacetomethyl)tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1-(3 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, and the like. ..

上記ヨードニウム塩としては、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、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等が挙げられる。 Examples of the iodonium salt include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis(4-t-butylphenyl)iodonium trifluoromethanesulfonate, and bis( 4-t-butylphenyl)iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis(4-t-butylphenyl)iodonium perfluoro-n-octanesulfonate and the like can be mentioned.

これらの中で、オニウム塩化合物が好ましく、スルホニウム塩がより好ましく、トリフェニルスルホニウム2−(アダマンタン−1−イルカルボニルオキシ)−1,1,2,2−テトラフルオロブタン−1−スルホネートがさらに好ましい。 Among these, onium salt compounds are preferable, sulfonium salts are more preferable, and triphenylsulfonium 2-(adamantan-1-ylcarbonyloxy)-1,1,2,2-tetrafluorobutane-1-sulfonate is further preferable. ..

[C]酸発生剤の含有量としては、当該感放射線性樹脂組成物の感度及び現像性の観点から、[A]重合体100質量部に対して、0.1質量部〜30質量部が好ましく、1質量部〜20質量部がより好ましく、3質量部〜10質量部がさらに好ましい。[C]酸発生剤の含有量が上記下限未満の場合、当該感放射線性樹脂組成物の感度及び現像性が低下する傾向にある。[C]酸発生剤の含有量が上記上限を超える場合、当該感放射線性樹脂組成物の放射線に対する透明性が低下して矩形のレジストパターンが得られ難くなる傾向がある。 From the viewpoint of the sensitivity and developability of the radiation-sensitive resin composition, the content of the [C] acid generator is 0.1 parts by mass to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer. It is preferably 1 part by mass to 20 parts by mass, more preferably 3 parts by mass to 10 parts by mass. When the content of the [C] acid generator is less than the above lower limit, the sensitivity and developability of the radiation-sensitive resin composition tend to decrease. If the content of the acid generator [C] exceeds the above upper limit, the transparency of the radiation-sensitive resin composition to radiation tends to decrease, and it tends to be difficult to obtain a rectangular resist pattern.

<[D]酸拡散制御体>
[D]酸拡散制御体は、露光により[B]化合物や[C]酸発生剤から生じる酸のレジスト膜中における拡散現象を制御し、未露光部における好ましくない化学反応を抑制する効果を奏する。当該感放射線性樹脂組成物における酸拡散制御体の含有形態としては、後述するような化合物の形態(以下、この態様を「[D]酸拡散制御剤」ともいう)でも、重合体の一部として組み込まれた態様でも、これらの両方の態様形態でもよい。
<[D] Acid diffusion controller>
The [D] acid diffusion controller has an effect of controlling the diffusion phenomenon of the acid generated from the [B] compound or the [C] acid generator in the resist film by exposure and suppressing an unfavorable chemical reaction in the unexposed portion. .. The acid diffusion controller contained in the radiation-sensitive resin composition may be in the form of a compound as described below (hereinafter, this embodiment is also referred to as "[D] acid diffusion controller"), or a part of the polymer. Or both of them.

[D]酸拡散制御剤としては、例えばアミン化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等が挙げられる。 Examples of the acid diffusion control agent [D] include amine compounds, amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, and the like.

アミン化合物としては、例えばモノ(シクロ)アルキルアミン類;ジ(シクロ)アルキルアミン類;トリ(シクロ)アルキルアミン類;置換アルキルアニリン又はその誘導体;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、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、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジノン、2−キノキサリノール、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、N,N,N’,N’’N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン等が挙げられる。 Examples of the amine compound include mono(cyclo)alkylamines; di(cyclo)alkylamines; tri(cyclo)alkylamines; substituted alkylaniline or a derivative thereof; ethylenediamine, N,N,N′,N′-tetra Methylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylether, 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-amino) Phenyl)-2-(4-hydroxyphenyl)propane, 1,4-bis(1-(4-aminophenyl)-1-methylethyl)benzene, 1,3-bis(1-(4-aminophenyl)- 1-methylethyl)benzene, bis(2-dimethylaminoethyl)ether, bis(2-diethylaminoethyl)ether, 1-(2-hydroxyethyl)-2-imidazolidinone, 2-quinoxalinol, N,N , N′,N′-tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine, N,N,N′,N″N″-pentamethyldiethylenetriamine, and the like.

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基含有アミノ化合物、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、N−アセチル−1−アダマンチルアミン、イソシアヌル酸トリス(2−ヒドロキシエチル)等が挙げられる。 Examples of the amide group-containing compound include Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compound, formamide, N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N,N-dimethylacetamide, propionamide, Examples thereof include benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-acetyl-1-adamantylamine and tris(2-hydroxyethyl) isocyanurate.

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が挙げられる。 Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea and tri-n-butylthiourea. Are listed.

含窒素複素環化合物としては、例えばイミダゾール類;ピリジン類;ピペラジン類;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、ピペリジンエタノール、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−モルホリニル)エタノール、4−アセチルモルホリン、3−(N−モルホリノ)−1,2−プロパンジオール、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。 Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazoles; pyridines; piperazines; pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, piperidine ethanol, 3-piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4- Methylmorpholine, 1-(4-morpholinyl)ethanol, 4-acetylmorpholine, 3-(N-morpholino)-1,2-propanediol, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo[2.2.2] ] Octane etc. are mentioned.

[D]酸拡散制御剤は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。[D]酸拡散制御剤の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して、15質量部未満が好ましい。[D]酸拡散制御剤の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能等をさらに向上させることができる。 The acid diffusion controller [D] may be used alone or in combination of two or more kinds. The content of the [D] acid diffusion controlling agent is preferably less than 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] polymer. By setting the content of the acid diffusion controller [D] in the above range, the LWR performance and the like of the radiation-sensitive resin composition can be further improved.

<[E]フッ素原子含有重合体>
[E]フッ素原子含有重合体は、フッ素原子を含む重合体であって、上記[A]重合体とは異なる重合体である。当該感放射線性樹脂組成物によれば、[A]重合体に加えて[E]フッ素原子含有重合体をさらに含有することで、形成されるレジスト膜の表層に[E]フッ素原子含有重合体が偏在化し、その結果、レジスト膜表面の疎水性を向上させることができる。これにより、液浸露光を行う場合等に、レジスト膜からの物質溶出抑制性に優れると共に、レジスト膜と液浸液との後退接触角を十分高くすることができ、より高速なスキャンが可能になる。
<[E] Fluorine atom-containing polymer>
The [E] fluorine atom-containing polymer is a polymer containing a fluorine atom, and is a polymer different from the above [A] polymer. According to the radiation-sensitive resin composition, by further containing the [E] fluorine atom-containing polymer in addition to the [A] polymer, the [E] fluorine atom-containing polymer is formed on the surface layer of the resist film to be formed. Are unevenly distributed, and as a result, the hydrophobicity of the resist film surface can be improved. This makes it possible to suppress the elution of substances from the resist film when performing immersion exposure, and to make the receding contact angle between the resist film and the immersion liquid sufficiently high, enabling faster scanning. Become.

[E]フッ素原子含有重合体としては特に限定されないが、それ自体は現像液に不溶で酸の作用によりアルカリ可溶性となる重合体、それ自体が現像液に可溶であり酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する重合体、それ自体は現像液に不溶でアルカリの作用によりアルカリ可溶性となる重合体、それ自体が現像液に可溶でありアルカリの作用によりアルカリ可溶性が増大する重合体等が挙げられる。 [E] The fluorine atom-containing polymer is not particularly limited, but is a polymer which is insoluble in the developer itself and becomes alkali-soluble by the action of an acid, and is itself soluble in the developer and alkali-soluble by the action of an acid. Include polymers that are insoluble in the developer and become alkali-soluble by the action of alkali, polymers that are themselves soluble in the developer and have increased alkali-solubility by the action of alkali, and the like. ..

[E]フッ素原子含有重合体の態様としては、例えば、
主鎖にフッ素化アルキル基が結合した構造;
側鎖にフッ素化アルキル基が結合した構造;
主鎖と側鎖とにフッ素化アルキル基が結合した構造等が挙げられる。
Examples of the [E] fluorine atom-containing polymer include:
A structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the main chain;
A structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the side chain;
Examples include a structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the main chain and the side chain.

主鎖にフッ素化アルキル基が結合した構造を与える単量体としては、例えば、α−トリフルオロメチルアクリレート化合物、β−トリフルオロメチルアクリレート化合物、α,β−トリフルオロメチルアクリレート化合物、1種類以上のビニル部位の水素原子がトリフルオロメチル基等のフッ素化アルキル基で置換された化合物等が挙げられる。 Examples of the monomer giving a structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the main chain include, for example, α-trifluoromethyl acrylate compound, β-trifluoromethyl acrylate compound, α,β-trifluoromethyl acrylate compound, and one or more kinds And a compound in which the hydrogen atom of the vinyl moiety is substituted with a fluorinated alkyl group such as a trifluoromethyl group.

側鎖にフッ素化アルキル基が結合した構造を与える単量体としては、例えば、ノルボルネン等の脂環式オレフィン化合物の側鎖がフッ素化アルキル基やその誘導体であるもの、アクリル酸又はメタクリル酸の側鎖がフッ素化アルキル基やその誘導体のエステル化合物、1種類以上のオレフィンの側鎖(二重結合を含まない部位)がフッ素化アルキル基やその誘導体であるもの等が挙げられる。 Examples of the monomer giving a structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the side chain include, for example, those in which the side chain of an alicyclic olefin compound such as norbornene is a fluorinated alkyl group or a derivative thereof, acrylic acid or methacrylic acid. Examples thereof include ester compounds having a fluorinated alkyl group or a derivative thereof as a side chain, and those having a fluorinated alkyl group or a derivative thereof as a side chain (a site not containing a double bond) of one or more olefins.

主鎖と側鎖とにフッ素化アルキル基が結合した構造を与える単量体としては、例えば、α−トリフルオロメチルアクリル酸、β−トリフルオロメチルアクリル酸、α,β−トリフルオロメチルアクリル酸等の側鎖がフッ素化アルキル基やその誘導体のエステル化合物、1種類以上のビニル部位の水素原子がトリフルオロメチル基等のフッ素化アルキル基で置換された化合物の側鎖をフッ素化アルキル基やその誘導体で置換したもの、1種類以上の脂環式オレフィン化合物の二重結合に結合している水素原子をトリフルオロメチル基等のフッ素化アルキル基で置換し、かつ側鎖がフッ素化アルキル基やその誘導体であるもの等が挙げられる。なお、脂環式オレフィン化合物とは、環の一部が二重結合である化合物を示す。 Examples of monomers that give a structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the main chain and side chains include, for example, α-trifluoromethylacrylic acid, β-trifluoromethylacrylic acid, α,β-trifluoromethylacrylic acid. Ester compounds of which side chains are fluorinated alkyl groups or derivatives thereof, side chains of compounds in which one or more hydrogen atoms of vinyl moieties are substituted with fluorinated alkyl groups such as trifluoromethyl groups Substituted with its derivative, the hydrogen atom bonded to the double bond of one or more alicyclic olefin compounds is replaced with a fluorinated alkyl group such as trifluoromethyl group, and the side chain is a fluorinated alkyl group. And derivatives thereof. The alicyclic olefin compound means a compound in which a part of the ring is a double bond.

[E]フッ素原子含有重合体は、下記式(7)で表される構造単位(以下、「構造単位(f1)ともいう」及び/又は下記式(8)で表される構造単位(以下、「構造単位(f2)」ともいう)を有することが好ましい。また、[E]フッ素原子含有重合体は、構造単位(f1)及び構造単位(f2)以外の「他の構造単位」を有してもよい。なお、[E]フッ素原子含有重合体は、各構造単位を1種又は2種以上含んでいてもよい。以下、各構造単位について詳述する。 [E] The fluorine atom-containing polymer is a structural unit represented by the following formula (7) (hereinafter, also referred to as “structural unit (f1)”) and/or a structural unit represented by the following formula (8) (hereinafter, It is also preferable to have a “structural unit (f2).” The [E] fluorine atom-containing polymer has “another structural unit” other than the structural unit (f1) and the structural unit (f2). In addition, the [E] fluorine atom-containing polymer may contain one kind or two or more kinds of each structural unit.

[構造単位(f1)]
構造単位(f1)は下記式(7)で表される構造単位である。
[Structural unit (f1)]
The structural unit (f1) is a structural unit represented by the following formula (7).

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(7)中、Rf3は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Rf4は、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。 In the above formula (7), R f3 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R f4 is a C 1-6 linear or branched alkyl group having a fluorine atom or a C 4-20 monovalent alicyclic hydrocarbon group having a fluorine atom. However, some or all of the hydrogen atoms contained in the above alkyl group and alicyclic hydrocarbon group may be substituted.

上記炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。 Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group.

上記炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロペンチルプロピル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクチルメチル基等が挙げられる。 Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms include cyclopentyl group, cyclopentylpropyl group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclooctylmethyl group and the like. To be

構造単位(f1)を与える単量体としては、例えば、トリフルオロメチル(メタ)アクレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ペンチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ)ペンタ(メタ)アクリレート、1−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ)デシル(メタ)アクリレート、1−(5−トリフルオロメチル−3,3,4,4,5,6,6,6−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of the monomer that provides the structural unit (f1) include trifluoromethyl (meth)acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth)acrylate, perfluoroethyl (meth)acrylate, and perfluoro n-propyl. (Meth)acrylate, perfluoro i-propyl (meth)acrylate, perfluoro n-butyl (meth)acrylate, perfluoro i-butyl (meth)acrylate, perfluoro t-butyl (meth)acrylate, perfluorocyclohexyl (meth ) Acrylate, 2-(1,1,1,3,3,3-hexafluoro)propyl(meth)acrylate, 1-(2,2,3,3,4,5,5-octafluoro)pentyl (Meth)acrylate, 1-(2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro)hexyl (meth)acrylate, perfluorocyclohexylmethyl (meth)acrylate, 1-(2,2,3 ,3,3-Pentafluoro)propyl(meth)acrylate, 1-(2,2,3,3,4,4,4-heptafluoro)penta(meth)acrylate, 1-(3,3,4,4) , 5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluoro)decyl(meth)acrylate, 1-(5-trifluoromethyl-3,3,3) 4,4,5,6,6,6-octafluoro)hexyl (meth)acrylate and the like can be mentioned.

構造単位(f1)としては、下記式(7−1)及び(7−2)で表される構造単位が好ましい。 As the structural unit (f1), structural units represented by the following formulas (7-1) and (7-2) are preferable.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(7−1)及び(7−2)中、Rf3は、上記式(7)と同義である。 In the above formulas (7-1) and (7-2), R f3 has the same meaning as in the above formula (7).

これらの中で、式(7−1)で表される構造単位がより好ましい。 Among these, the structural unit represented by formula (7-1) is more preferable.

構造単位(f1)の含有割合としては、[E]フッ素原子含有重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%〜70モル%が好ましく、20モル%〜50モル%がより好ましい。 The content ratio of the structural unit (f1) is preferably 10 mol% to 70 mol% and more preferably 20 mol% to 50 mol% with respect to all structural units constituting the [E] fluorine atom-containing polymer.

[構造単位(f2)]
構造単位(f2)は、下記式(8)で表される構造単位である。
[Structural unit (f2)]
The structural unit (f2) is a structural unit represented by the following formula (8).

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(8)中、Rf5は、水素原子、フッ素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基である。Rf6は、(r+1)価の連結基である。Xは、フッ素原子を有する2価の連結基である。Rf7は、水素原子又は1価の有機基である。rは、1〜3の整数である。但し、rが2又は3の場合、複数のX及びRf7は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。 In the above formula (8), R f5 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R f6 is a (r+1)-valent linking group. X 1 is a divalent linking group having a fluorine atom. R f7 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. r is an integer of 1 to 3. However, when r is 2 or 3, a plurality of X 1 and R f7 may be the same or different.

上記式(8)中、Rf6で表される(r+1)価の連結基としては、例えば、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又はこれらの基と酸素原子、硫黄原子、エーテル基、エステル基、カルボニル基及びイミノ基からなる群より選ばれる1種以上の基とを組み合わせた基が挙げられる。また、上記(r+1)価の連結基は、置換基を有していてもよい。 In the above formula (8), the (r+1)-valent linking group represented by R f6 is, for example, a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms or an alicyclic ring having 3 to 30 carbon atoms. Formula hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or one or more groups selected from the group consisting of these groups and oxygen atom, sulfur atom, ether group, ester group, carbonyl group and imino group And a group in which and are combined. Further, the (r+1)-valent linking group may have a substituent.

上記炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカン、イコサン、トリアコンタン等の炭化水素基から(r+1)個の水素原子を除いた基等が挙げられる。 Examples of the linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include hydrocarbon groups such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, decane, icosane and triacontane (r+1). ) Groups excluding hydrogen atoms are included.

上記炭素数3〜30の脂環式炭化水素基としては、例えば、
単環式飽和炭化水素として、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等;
単環式不飽和炭化水素として、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロデセン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、シクロデカジエン等;
多環式飽和炭化水素として、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン、アダマンタン等;
多環式不飽和炭化水素として、ビシクロ[2.2.1]ヘプテン、ビシクロ[2.2.2]オクテン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デセン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデセン等から(r+1)個の水素原子を除いた基等が挙げられる。
Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms include, for example,
Examples of monocyclic saturated hydrocarbons include cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclodecane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane and the like;
As the monocyclic unsaturated hydrocarbon, cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene, cyclodecene, cyclopentadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene, cyclodecadiene and the like;
As the polycyclic saturated hydrocarbon, bicyclo[2.2.1]heptane, bicyclo[2.2.2]octane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, tricyclo[3.3.1]. .1 3,7 ]decane, tetracyclo[6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ]dodecane, adamantane, etc.;
As the polycyclic unsaturated hydrocarbon, bicyclo[2.2.1]heptene, bicyclo[2.2.2]octene, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decene, tricyclo[3.3. 1.1 3,7 ]decene, tetracyclo[6.2.1.1 3,6 . Examples include groups in which (r+1) hydrogen atoms have been removed from 0 2,7 ]dodecene and the like.

上記炭素数6〜30の芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ピレン、ピセン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、クメン等の芳香族炭化水素基から(r+1)個の水素原子を除いた基等が挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include aromatic hydrocarbon groups such as benzene, naphthalene, phenanthrene, anthracene, tetracene, pentacene, pyrene, picene, toluene, xylene, ethylbenzene, mesitylene and cumene. Examples thereof include groups excluding (r+1) hydrogen atoms.

上記式(8)中、Xで表されるフッ素原子を有する2価の連結基としては、フッ素原子を有する炭素数1〜20の2価の直鎖状炭化水素基が挙げられる。Xとしては、例えば、下記式(X1−1)〜(X1−6)で表される基等が挙げられる。 In the above formula (8), examples of the divalent linking group having a fluorine atom represented by X 1 include a C 1-20 divalent straight chain hydrocarbon group having a fluorine atom. Examples of X 1 include groups represented by the following formulas (X1-1) to (X1-6).

Figure 0006721839
Figure 0006721839

としては、上記式(X1−1)及び(X1−2)で表される基が好ましく、式(X1−2)で表される基がより好ましい。 As X 1 , the groups represented by the above formulas (X1-1) and (X1-2) are preferable, and the group represented by the formula (X1-2) is more preferable.

上記式(8)中、Rf7で表される1価の有機基としては、例えば、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又はこれらの基と酸素原子、硫黄原子、エーテル基、エステル基、カルボニル基及びイミノ基からなる群より選ばれる1種以上の基とを組み合わせた基等が挙げられる。 In the above formula (8), the monovalent organic group represented by R f7 is, for example, a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or an alicyclic carbon group having 3 to 30 carbon atoms. A hydrogen group, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or these groups and one or more groups selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom, an ether group, an ester group, a carbonyl group and an imino group. Examples thereof include a combined group.

上記構造単位(f2)としては、例えば、下記式(8−1)及び式(8−2)で表される構造単位等が挙げられる。 Examples of the structural unit (f2) include structural units represented by the following formulas (8-1) and (8-2).

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(8−1)中、Rf6は、炭素数1〜20の2価の直鎖状又は分岐状の飽和若しくは不飽和の炭化水素基、炭素数3〜20の環状の飽和若しくは不飽和の炭化水素基である。Rf5、X及びRf7は、上記式(8)と同義である。 In the above formula (8-1), R f6 is a divalent linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyclic saturated or unsaturated carbon atom having 3 to 20 carbon atoms. Is a hydrocarbon group. R f5 , X 1 and R f7 have the same meaning as in the above formula (8).

上記式(8−2)中、Rf5、X、Rf7及びoは上記式(8)と同義である。但し、kが2又は3の場合、複数のX及びRf7は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。 In the above formula (8-2), R f5 , X 1 , R f7 and o have the same meaning as in the above formula (8). However, when k is 2 or 3, a plurality of X 1 and R f7 may be the same or different.

上記式(8−1)及び式(8−2)で表される構造単位としては、例えば、下記式(8−1−1)〜(8−1−3)及び式(8−2−1)で表される構造単位等が挙げられる。 Examples of the structural units represented by the above formulas (8-1) and (8-2) include, for example, the following formulas (8-1-1) to (8-1-3) and formula (8-2-1). ) And the like.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

上記式(8−1−1)〜(8−1−3)及び式(8−2−1)中、Rf5は上記式(8)と同義である。 In the formulas (8-1-1) to (8-1-3) and the formula (8-2-1), R f5 has the same meaning as the formula (8).

構造単位(f2)としては、上記式(8−1)で表される構造単位が好ましく、上記式(8−1−3)で表される構造単位がより好ましい。 As the structural unit (f2), the structural unit represented by the above formula (8-1) is preferable, and the structural unit represented by the above formula (8-1-3) is more preferable.

構造単位(f2)を与える単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸[2−(1−エチルオキシカルボニル−1,1−ジフルオロ−n−ブチル)]エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−3−プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−5−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2−{[5−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル}エステル等が挙げられる。これらの中で、(メタ)アクリル酸[2−(1−エチルオキシカルボニル−1,1−ジフルオロ−n−ブチル)]エステルが好ましい。 Examples of the monomer that provides the structural unit (f2) include (meth)acrylic acid [2-(1-ethyloxycarbonyl-1,1-difluoro-n-butyl)] ester and (meth)acrylic acid (1 , 1,1-Trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-3-propyl) ester, (meth)acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4) -Butyl) ester, (meth)acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-5-pentyl) ester, (meth)acrylic acid 2-{[5-(1' , 1′,1′-trifluoro-2′-trifluoromethyl-2′-hydroxy)propyl]bicyclo[2.2.1]heptyl} ester and the like. Among these, (meth)acrylic acid [2-(1-ethyloxycarbonyl-1,1-difluoro-n-butyl)] ester is preferable.

構造単位(f2)の含有割合としては、[E]フッ素原子含有重合体を構成する全構造単位に対して、30モル%〜90モル%が好ましく、50モル%〜80モル%がより好ましい。 The content ratio of the structural unit (f2) is preferably 30 mol% to 90 mol% and more preferably 50 mol% to 80 mol% with respect to all structural units constituting the [E] fluorine atom-containing polymer.

[他の構造単位]
[E]フッ素原子含有重合体は、構造単位(f1)、構造単位(f2)以外の「他の構造単位」を含んでいてもよい。他の構造単位としては、例えば、[A]重合体の構造単位(I)等が挙げられる。
[Other structural units]
[E] The fluorine atom-containing polymer may contain "another structural unit" other than the structural unit (f1) and the structural unit (f2). Examples of the other structural unit include the structural unit (I) of the polymer [A].

他の構造単位の含有割合としては、[E]フッ素原子含有重合体を構成する全構造単位に対して、5モル%〜90モル%が好ましく、10モル%〜80モル%がより好ましく、20モル%〜70モル%がさらに好ましい。 The content ratio of the other structural unit is preferably 5 mol% to 90 mol%, more preferably 10 mol% to 80 mol%, and more preferably 20 mol% to all structural units constituting the [E] fluorine atom-containing polymer. More preferred is mol% to 70 mol %.

[E]フッ素原子含有重合体の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して、20質量部以下が好ましく、0.1質量部〜15質量部がより好ましく、1質量部〜10質量部がさらに好ましく、1質量部〜6質量部が特に好ましい。[E]フッ素原子含有重合体の含有量が上記上限を超える場合、レジスト膜表面の撥水性が高くなり過ぎて現像不良が起こる場合がある。 The content of the [E] fluorine atom-containing polymer is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 0.1 part by mass to 15 parts by mass, and more preferably 1 part by mass to 100 parts by mass of the [A] polymer. 10 parts by mass is more preferable, and 1 part by mass to 6 parts by mass is particularly preferable. When the content of the [E] fluorine atom-containing polymer exceeds the above upper limit, the water repellency of the resist film surface may become too high, resulting in poor development.

[E]フッ素原子含有重合体のフッ素原子含有率としては、[A]重合体のフッ素原子含有率よりも大きいことが好ましい。[E]フッ素原子含有重合体におけるフッ素原子含有率が[A]重合体よりも大きいと、[A]重合体及び[E]フッ素原子含有重合体を含有する感放射線性樹脂組成物により形成されたレジスト膜表面の撥水性をより高めることができる。[E]フッ素原子含有重合体のフッ素原子含有率と、[A]重合体のフッ素原子含有率との差は1質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましい。
また、[E]フッ素原子含有重合体のフッ素原子含有率としては、1質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、5質量%以上がさらに好ましく、10質量%以上が特に好ましい。なお、このフッ素原子含有率(質量%)は、13C−NMRにより重合体の構造を求め、その構造から算出することができる。
The fluorine atom content of the [E] fluorine atom-containing polymer is preferably higher than the fluorine atom content of the [A] polymer. When the fluorine atom content in the [E] fluorine atom-containing polymer is higher than that of the [A] polymer, it is formed by the radiation-sensitive resin composition containing the [A] polymer and the [E] fluorine atom-containing polymer. Further, the water repellency of the resist film surface can be further enhanced. The difference between the fluorine atom content of the [E] fluorine atom-containing polymer and the fluorine atom content of the [A] polymer is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more.
The fluorine atom content of the [E] fluorine atom-containing polymer is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, further preferably 5% by mass or more, and particularly preferably 10% by mass or more. The fluorine atom content rate (mass %) can be calculated from the structure of the polymer obtained by 13 C-NMR.

<[E]フッ素原子含有重合体の合成方法>
[E]フッ素原子含有重合体は、例えば、所定の各構造単位に対応する単量体を、ラジカル重合開始剤を使用し、適当な重合溶媒中で重合することにより合成できる。
<[E] Method for synthesizing fluorine atom-containing polymer>
[E] The fluorine atom-containing polymer can be synthesized, for example, by polymerizing a monomer corresponding to each predetermined structural unit in a suitable polymerization solvent using a radical polymerization initiator.

上記ラジカル重合開始剤としては、例えば、[A]重合体の合成方法で用いたラジカル重合開始剤と同様のもの等が挙げられる。上記重合溶媒としては、例えば、[A]重合体の合成方法で用いた重合溶媒と同様のもの等が挙げられる。 Examples of the radical polymerization initiator include those similar to the radical polymerization initiator used in the method for synthesizing the [A] polymer. Examples of the polymerization solvent include the same as the polymerization solvent used in the method for synthesizing the [A] polymer.

上記重合における反応温度としては、通常40℃〜150℃であり、50℃〜120℃が好ましい。反応時間としては、通常1時間〜48時間であり、1時間〜24時間が好ましい。 The reaction temperature in the above polymerization is usually 40°C to 150°C, preferably 50°C to 120°C. The reaction time is usually 1 hour to 48 hours, preferably 1 hour to 24 hours.

[E]フッ素原子含有重合体のMwとしては、1,000〜50,000が好ましく、2,000〜30,000がより好ましく、3,000〜10,000がさらに好ましい。[E]フッ素原子含有重合体のMwが1,000未満の場合、十分な後退接触角を得ることができない。一方、Mwが50,000を超えると、レジストとした際の現像性が低下する傾向にある。 The Mw of the [E] fluorine atom-containing polymer is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 2,000 to 30,000, and even more preferably 3,000 to 10,000. When the Mw of the [E] fluorine atom-containing polymer is less than 1,000, a sufficient receding contact angle cannot be obtained. On the other hand, when Mw exceeds 50,000, the developability of the resist tends to decrease.

[E]フッ素原子含有重合体のMwとMnとの比(Mw/Mn)としては、1〜5が好ましく、1〜3がより好ましい。 The ratio (Mw/Mn) of Mw and Mn of the [E] fluorine atom-containing polymer is preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 3.

<[F]偏在化促進剤>
偏在化促進剤(以下、「[F]偏在化促進剤」ともいう)は、[E]フッ素原子含有重合体を、より効率的にレジスト膜表面に偏析させる成分である。当該感放射線性樹脂組成物が[F]偏在化促進剤を含有することで、[E]フッ素原子含有重合体をレジスト膜表面により効果的に偏析させることができ、結果として[E]フッ素原子含有重合体の使用量を少なくすることができる。[F]偏在化促進剤としては、例えば、ラクトン化合物、カーボネート化合物、ニトリル化合物等が挙げられる。[F]偏在化促進剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<[F] uneven distribution promoter>
The uneven distribution promoter (hereinafter, also referred to as “[F] uneven distribution promoter”) is a component that causes the [E] fluorine atom-containing polymer to more efficiently segregate on the resist film surface. When the radiation-sensitive resin composition contains the [F] uneven distribution promoter, the [E] fluorine atom-containing polymer can be effectively segregated on the resist film surface, and as a result, the [E] fluorine atom is contained. The amount of the polymer used can be reduced. Examples of the uneven distribution promoter [F] include a lactone compound, a carbonate compound, and a nitrile compound. The uneven distribution promoter [F] may be used alone or in combination of two or more.

上記ラクトン化合物としては、例えば、γ−ブチロラクトン、バレロラクトン、メバロニックラクトン、ノルボルナンラクトン等が挙げられる。 Examples of the lactone compound include γ-butyrolactone, valerolactone, mevalonic lactone, norbornane lactone, and the like.

上記カーボネート化合物としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等が挙げられる。 Examples of the carbonate compound include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate and the like.

上記ニトリル化合物としては、例えば、スクシノニトリル等が挙げられる。 Examples of the nitrile compound include succinonitrile and the like.

これらの中で、ラクトン化合物が好ましく、γ−ブチロラクトンがより好ましい。 Among these, lactone compounds are preferable, and γ-butyrolactone is more preferable.

[F]偏在化促進剤の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して、5質量部〜300質量部が好ましく、10質量〜100質量部がより好ましく、20質量部〜70質量部がさらに好ましい。 As content of [F] uneven distribution promoter, 5 mass parts-300 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymers, 10 mass parts-100 mass parts are more preferable, 20 mass parts-70 mass parts. Part by mass is more preferred.

<その他の任意成分>
当該感放射線性樹脂組成物は、上記[A]〜[G]成分に加え、本発明の効果を損なわない限り、界面活性剤、脂環式骨格含有化合物、増感剤等のその他の任意成分を含有できる。その他の任意成分は、各成分を2種以上併用してもよい。また、その他の任意成分の含有量は、その目的に応じて適宜決定することができる。
<Other optional ingredients>
The radiation-sensitive resin composition contains, in addition to the components [A] to [G], other optional components such as a surfactant, an alicyclic skeleton-containing compound, and a sensitizer as long as the effects of the present invention are not impaired. Can be included. Two or more of the other optional components may be used in combination. The content of other optional components can be appropriately determined according to the purpose.

<感放射線性樹脂組成物の調製方法>
当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体、[B]化合物、[G]溶媒及び必要に応じて[C]酸発生剤、[D]酸拡散制御体、[E]フッ素原子含有重合体等の各任意成分を所定の割合で混合することにより調製できる。
<Method for preparing radiation-sensitive resin composition>
The radiation-sensitive resin composition comprises a [A] polymer, a [B] compound, a [G] solvent and, if necessary, a [C] acid generator, a [D] acid diffusion controller, and an [E] fluorine atom-containing composition. It can be prepared by mixing each optional component such as a polymer in a predetermined ratio.

当該感放射線性樹脂組成物の固形分濃度としては0.1質量%〜50質量%が好ましく、0.5質量%〜30質量%がより好ましく、1質量%〜10質量%がさらに好ましい。 The solid content concentration of the radiation-sensitive resin composition is preferably 0.1% by mass to 50% by mass, more preferably 0.5% by mass to 30% by mass, and further preferably 1% by mass to 10% by mass.

<レジストパターンの形成方法>
当該レジストパターンの形成方法は、
当該感放射線性樹脂組成物でレジスト膜を形成する工程(以下、「レジスト膜形成工程」ともいう)、上記レジスト膜を露光する工程(以下、「露光工程」ともいう)及び上記露光されたレジスト膜を現像する工程(以下、「現像工程」ともいう)を有する。以下、各工程について説明する。
<Method of forming resist pattern>
The method for forming the resist pattern is
Step of forming a resist film with the radiation-sensitive resin composition (hereinafter, also referred to as "resist film forming step"), step of exposing the resist film (hereinafter, also referred to as "exposure step"), and the exposed resist There is a step of developing the film (hereinafter, also referred to as “developing step”). Hereinafter, each step will be described.

[レジスト膜形成工程]
本工程では、上述の本発明の感放射線性樹脂組成物を用い、レジスト膜を形成する。塗布方法としては特に限定されないが、例えば、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段を採用することができる。基板としては、例えば、シリコンウエハ、アルミニウムで被覆されたウエハ等が挙げられる。具体的には、得られるレジスト膜が所定の厚さになるように当該組成物を塗布した後、必要に応じてプレベーク(PB)することで塗膜中の溶媒を揮発させる。塗膜の膜厚としては、10nm〜500nmが好ましい。PBの温度としては、通常60℃〜140℃であり、80℃〜120℃が好ましい。PBの時間としては、通常5秒〜600秒であり、10秒〜300秒が好ましい。
[Resist film formation process]
In this step, a resist film is formed using the above radiation-sensitive resin composition of the present invention. The coating method is not particularly limited, but for example, suitable coating means such as spin coating, cast coating, and roll coating can be adopted. Examples of the substrate include a silicon wafer and a wafer coated with aluminum. Specifically, after applying the composition so that the obtained resist film has a predetermined thickness, prebaking (PB) is performed as necessary to volatilize the solvent in the coating film. The thickness of the coating film is preferably 10 nm to 500 nm. The temperature of PB is usually 60°C to 140°C, preferably 80°C to 120°C. The PB time is usually 5 seconds to 600 seconds, and preferably 10 seconds to 300 seconds.

[露光工程]
本工程では、上記レジスト膜形成工程で形成されたレジスト膜を露光する。この露光は、場合によっては、水等の液浸媒体を介し、所定のパターンを有するマスクを介して放射線を照射することにより行う。上記放射線としては、目的とするパターンの線幅に応じて、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、EUV(波長13.5nm)、X線、γ線等の電磁波;電子線、α線等の荷電粒子線等から適宜選択される。これらの中で、当該感放射線性樹脂組成物の[A]重合体が構造単位(I−1)を有する場合等は、遠紫外線が好ましく、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)、KrFエキシマレーザー光(波長248nm)がより好ましく、ArFエキシマレーザー光がさらに好ましい。また、当該感放射線性樹脂組成物の[A]重合体が構造単位(I−2)を有する場合等は、電子線、EUVが好ましい。
[Exposure process]
In this step, the resist film formed in the resist film forming step is exposed. This exposure is performed by irradiating radiation through a liquid having an immersion medium such as water and a mask having a predetermined pattern in some cases. The radiation may be, for example, visible rays, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, EUV (wavelength 13.5 nm), electromagnetic waves such as X-rays and γ-rays; electron rays, α-rays and the like, depending on the line width of the target pattern. It is appropriately selected from charged particle beams and the like. Among these, when the [A] polymer of the radiation-sensitive resin composition has a structural unit (I-1), far ultraviolet rays are preferable, and ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and KrF excimer laser light are used. (Wavelength 248 nm) is more preferable, and ArF excimer laser light is even more preferable. Further, when the polymer [A] of the radiation-sensitive resin composition has the structural unit (I-2) and the like, electron beam and EUV are preferable.

また、露光後にポストエクスポージャーベーク(PEB)を行うことが好ましい。PEBを行うことで、レジスト膜の露光された部位における酸解離性基の解離反応を円滑に進行させることができる。PEBの温度としては、通常50℃〜180℃であり、80℃〜130℃が好ましい。PEBの時間としては、通常5秒〜600秒であり、10秒〜300秒が好ましい。 Further, it is preferable to perform post exposure bake (PEB) after the exposure. By performing PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group in the exposed portion of the resist film can be smoothly advanced. The temperature of PEB is usually 50°C to 180°C, preferably 80°C to 130°C. The PEB time is usually 5 seconds to 600 seconds, preferably 10 seconds to 300 seconds.

本発明においては、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば、使用される基板上に有機系又は無機系の反射防止膜を形成しておくこともできる。また、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば、塗膜上に保護膜を設けることもできる。また、液浸露光を行う場合は、液浸媒体とレジスト膜との直接的な接触を避けるため、例えば、レジスト膜上に液浸用保護膜を設けてもよい。 In the present invention, in order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, for example, an organic or inorganic antireflection film may be formed on the substrate used. Further, in order to prevent the influence of the basic impurities contained in the environmental atmosphere, for example, a protective film may be provided on the coating film. Further, in the case of performing the immersion exposure, in order to avoid direct contact between the immersion medium and the resist film, for example, an immersion protection film may be provided on the resist film.

[現像工程]
本工程では、上記露光工程で露光されたレジスト膜を現像する。この現像に用いる現像液としては、例えば、アルカリ現像液、有機溶媒現像液等が挙げられる。これにより、所定のレジストパターンが形成される。
[Development process]
In this step, the resist film exposed in the above exposure step is developed. Examples of the developer used for this development include an alkali developer and an organic solvent developer. As a result, a predetermined resist pattern is formed.

上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(TMAH)、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等が挙げられる。 Examples of the alkaline developer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, and the like. Methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo-[5.4.0]-7-undecene, 1,5-diazabicyclo- Examples include alkaline aqueous solutions in which at least one alkaline compound such as [4.3.0]-5-nonene is dissolved.

上記有機溶媒現像液としては、例えば、
アルコール系溶媒として、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール等;
エーテル系溶媒として、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジフェニルエーテル、アニソール等;
ケトン系溶媒として、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチルアミルケントン、メチル−n−ブチルケトン等;
アミド系溶媒として、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等;
エステル系溶媒として、ジエチルカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル等が挙げられる。
As the organic solvent developer, for example,
As alcohol solvents, methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, etc.;
As ether solvents, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, diphenyl ether, anisole, etc.;
As a ketone solvent, acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl amyl kentone, methyl-n-butyl ketone, etc.;
As the amide solvent, N,N′-dimethylimidazolidinone, N-methylformamide, N,N-dimethylformamide and the like;
Examples of the ester solvent include diethyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, iso-propyl acetate and n-butyl acetate.

これらの現像液は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、現像後は、水等で洗浄し、乾燥することが一般的である。 You may use these developing solutions individually or in combination of 2 or more types. After development, it is common to wash with water or the like and dry.

本発明の感放射線性酸発生剤は、上記式(1−1)、上記式(1−2)又は上記式(1−3)で表される化合物からなる。当該感放射線性酸発生剤は、上記構造を有する化合物からなるので、感放射線性酸発生剤として好適に用いられる。 The radiation-sensitive acid generator of the present invention comprises a compound represented by the above formula (1-1), the above formula (1-2) or the above formula (1-3). Since the radiation-sensitive acid generator is composed of the compound having the above structure, it is preferably used as the radiation-sensitive acid generator.

<化合物>
本発明の化合物は、上記式(1−1)、上記式(1−2)又は上記式(1−3)で表される。当該化合物は、上記構造を有するので、当該感放射線性酸発生剤を構成する化合物として好適に用いることができる。
<Compound>
The compound of the present invention is represented by the above formula (1-1), the above formula (1-2) or the above formula (1-3). Since the compound has the above structure, it can be suitably used as a compound constituting the radiation-sensitive acid generator.

当該感放射線性酸発生剤及び当該化合物については、上述の感放射線性樹脂組成物の[B]化合物の項で説明している。 The radiation-sensitive acid generator and the compound are described in the section of the [B] compound of the radiation-sensitive resin composition described above.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。各種物性値の測定方法を以下に示す。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples, but the present invention is not limited to these Examples. The methods for measuring various physical properties are shown below.

[重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)]
重合体のMw及びMnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により東ソー株式会社のGPCカラム(G2000HXL:2本、G3000HXL:1本、G4000HXL:1本)を使用し、以下の条件により測定した。また、分散度(Mw/Mn)は、Mw及びMnの測定結果より算出した。
溶出溶媒 :テトラヒドロフラン
流量 :1.0mL/分
試料濃度 :1.0質量%
試料注入量:100μL
カラム温度:40℃
検出器 :示差屈折計
標準物質 :単分散ポリスチレン
[Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn)]
The Mw and Mn of the polymer were measured by gel permeation chromatography (GPC) using a GPC column (G2000HXL: 2, G3000HXL: 1, G4000HXL: 1) manufactured by Tosoh Corporation under the following conditions. The dispersity (Mw/Mn) was calculated from the measurement results of Mw and Mn.
Elution solvent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL/min Sample concentration: 1.0 mass%
Sample injection volume: 100 μL
Column temperature: 40°C
Detector: Differential refractometer Standard substance: Monodisperse polystyrene

13C−NMR分析]
核磁気共鳴装置(日本電子株式会社の「JNM−ECX400」)を用い、測定溶媒として重クロロホルムを使用して、各重合体における各構造単位の含有割合(モル%)を求めた。
[ 13 C-NMR analysis]
Using a nuclear magnetic resonance apparatus (“JNM-ECX400” manufactured by JEOL Ltd.) and deuterated chloroform as a measurement solvent, the content ratio (mol %) of each structural unit in each polymer was determined.

<[B]化合物の合成>
[実施例1](化合物(B−1)の合成)
3Lのナス型フラスコにアダマンタノールA122g(0.80mol)、トリエチルアミン97.1g(0.96mol)、アセトニトリル800gを加え、氷浴にて0℃に冷却した。そこへ、酸クロリドBを120g(0.88mol)滴下した。滴下終了後、室温で7時間撹拌した。溶媒を酢酸エチルに置換した後、セライトろ過によって塩を除去した。水洗した後に有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去した。カラムクロマトグラフィで精製することにより、エチルエステルC181gを得た(収率90%)。
<Synthesis of Compound [B]>
[Example 1] (Synthesis of compound (B-1))
To a 3 L eggplant type flask, 122 g (0.80 mol) of adamantanol A, 97.1 g (0.96 mol) of triethylamine and 800 g of acetonitrile were added, and the mixture was cooled to 0° C. in an ice bath. 120 g (0.88 mol) of acid chloride B was added dropwise thereto. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 7 hours. After replacing the solvent with ethyl acetate, the salt was removed by filtration through Celite. After washing with water, the organic phase was dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was distilled off. Purification by column chromatography gave 181 g of ethyl ester C (yield 90%).

200mLのナス型フラスコに上記得られたエチルエステルC15g(59.5mmol)を加え、100gのテトラヒドロフランに溶解した。そこへ5質量%の水酸化リチウム水溶液を34.2g(71.3mmol)滴下した。室温で10時間撹拌した後、水酸化リチウムと当量の濃塩酸を加え室温で20分撹拌した。有機相を回収し無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を留去することでカルボン酸D13.0gを得た(収率98%)。 15 g (59.5 mmol) of the ethyl ester C obtained above was added to a 200 mL eggplant-shaped flask and dissolved in 100 g of tetrahydrofuran. 34.2 g (71.3 mmol) of 5 mass% lithium hydroxide aqueous solution was dripped there. After stirring at room temperature for 10 hours, lithium hydroxide and an equivalent amount of concentrated hydrochloric acid were added, and the mixture was stirred at room temperature for 20 minutes. The organic phase was recovered and dried over anhydrous sodium sulfate, and then the solvent was distilled off to obtain 13.0 g of carboxylic acid D (yield 98%).

100mLのナス型フラスコに上記得られたカルボン酸Dを3.30g(14.7mmol)加え、アセトニトリル15gに溶解させた。そこへ、ジクロロメチルメチルエーテル5.07g(44.1mmol)をゆっくりと滴下した後、60℃にて10時間加熱撹拌した。溶媒と過剰のジクロロメチルメチルエーテルを除去した後、10mLのアセトニトリルを加え、氷浴にて0℃に冷却した(E)。そこへ、4−ブロモ−3,3,4,4−テトラフルオロブタン−1−オール3.51g(14.7mmol)と、トリエチルアミン1.78g(17.6mmol)を30mLのアセトニトリルに溶解させた溶液をゆっくりと滴下した。滴下終了後、室温で10時間撹拌した。溶媒を酢酸エチルに置換した後、セライトろ過によって塩を除去した。水洗した後に、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去した。カラムクロマトグラフィで精製することにより、エステルFを4.89g得た(収率75%)。 3.30 g (14.7 mmol) of the obtained carboxylic acid D was added to a 100 mL eggplant-shaped flask and dissolved in 15 g of acetonitrile. 5.07 g (44.1 mmol) of dichloromethyl methyl ether was slowly added dropwise thereto, and the mixture was heated with stirring at 60° C. for 10 hours. After removing the solvent and excess dichloromethyl methyl ether, 10 mL of acetonitrile was added, and the mixture was cooled to 0° C. in an ice bath (E). A solution prepared by dissolving 3.51 g (14.7 mmol) of 4-bromo-3,3,4,4-tetrafluorobutan-1-ol and 1.78 g (17.6 mmol) of triethylamine in 30 mL of acetonitrile. Was slowly added dropwise. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 10 hours. After replacing the solvent with ethyl acetate, the salt was removed by filtration through Celite. After washing with water, the organic phase was dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was distilled off. Purification by column chromatography gave 4.89 g of ester F (yield 75%).

200mLのナス型フラスコにエステルF3.18g(7.37mmol)と30gのアセトニトリルとを加え溶解させた。そこへ、1.86g(22.1mmol)の炭酸水素ナトリウムと2.57g(14.7mmol)の亜ジチオンサンナトリウムとを30gの水に溶解させたものを一気に加えた後、65℃で4時間加熱撹拌した。室温まで冷却した後に、チオ硫酸ナトリウム水溶液で2回洗浄した(G)。有機層を回収し、30%の過酸化水素水溶液を2.51g(22.1mmol)加え、55℃にて6時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、亜硫酸ナトリウム水溶液で過剰の過酸化水素をクエンチした(H)。有機層を回収し、溶媒留去した後にトリフェニルスルホニウムクロリド2.20g(7.37mmol)、ジクロロメタン50g、水25gを加え室温にて10時間撹拌した。有機層を6回水洗した後、溶媒を留去することにより下記式(B−1)で表される化合物(以下、「化合物(B−1)」ともいう)を4.45g得た(収率87%)。以下に、(B−1)化合物合成のスキームを示す。 In a 200 mL eggplant-shaped flask, 3.18 g (7.37 mmol) of ester F and 30 g of acetonitrile were added and dissolved. A solution prepared by dissolving 1.86 g (22.1 mmol) of sodium hydrogencarbonate and 2.57 g (14.7 mmol) of sodium dithionite sodium in 30 g of water was added thereto all at once, and then at 65° C. for 4 hours. Heated and stirred. After cooling to room temperature, it was washed twice with an aqueous sodium thiosulfate solution (G). The organic layer was collected, 2.51 g (22.1 mmol) of 30% hydrogen peroxide aqueous solution was added, and the mixture was heated with stirring at 55° C. for 6 hours. After cooling to room temperature, excess hydrogen peroxide was quenched with aqueous sodium sulfite solution (H). The organic layer was recovered, the solvent was distilled off, and then 2.20 g (7.37 mmol) of triphenylsulfonium chloride, 50 g of dichloromethane and 25 g of water were added, and the mixture was stirred at room temperature for 10 hours. After washing the organic layer 6 times with water, the solvent was distilled off to obtain 4.45 g of a compound represented by the following formula (B-1) (hereinafter, also referred to as “compound (B-1)”) (yield). Rate 87%). The scheme of synthesizing the (B-1) compound is shown below.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

[実施例2〜16](化合物(B−2)〜化合物(B−22)の合成)
前駆体を適宜選択したこと以外は、実施例1と同様に操作して、下記式(B−2)〜(B−22)で表される化合物を合成した。
[Examples 2 to 16] (Synthesis of compound (B-2) to compound (B-22))
The compounds represented by the following formulas (B-2) to (B-22) were synthesized in the same manner as in Example 1 except that the precursor was appropriately selected.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

Figure 0006721839
Figure 0006721839

<[A]重合体及び[E]フッ素原子含有重合体の合成>
各実施例及び比較例における各重合体の合成に用いた単量体を下記に示す。
<Synthesis of [A] Polymer and [E] Fluorine Atom-Containing Polymer>
The monomers used for the synthesis of each polymer in each Example and Comparative Example are shown below.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

[合成例1](重合体(A−1)の合成)
化合物(M−6)7.97g(35モル%)、化合物(M−7)7.44g(45モル%)及び化合物(M−8)4.49g(20モル%)を2−ブタノン40gに溶解し、開始剤としてAIBN0.80g(全モノマーに対して5モル%)を添加して単量体溶液を調製した。次いで20gの2−ブタノンを投入した100mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、攪拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。400gのメタノール中に冷却した重合溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を80gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−1)を合成した(15.2g、収率76%)。重合体(A−1)のMwは7,300であり、Mw/Mnは1.53であった。13C−NMR分析の結果、(M−6)、(M−7)、(M−8)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ34.3モル%、45.1モル%及び20.6モル%であった。
[Synthesis Example 1] (Synthesis of Polymer (A-1))
7.97 g (35 mol%) of compound (M-6), 7.44 g (45 mol%) of compound (M-7) and 4.49 g (20 mol%) of compound (M-8) were added to 40 g of 2-butanone. After dissolution, 0.80 g of AIBN (5 mol% based on all monomers) was added as an initiator to prepare a monomer solution. Next, a 100 mL three-necked flask charged with 20 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise with a dropping funnel over 3 hours. The polymerization reaction was carried out for 6 hours, with the start of dropping being the start time of the polymerization reaction. After the completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30°C or lower. The cooled polymerization solution was put into 400 g of methanol, and the precipitated white powder was filtered off. The filtered white powder was washed twice with 80 g of methanol, then filtered and dried at 50° C. for 17 hours to synthesize a white powdery polymer (A-1) (15.2 g, yield 76). %). The Mw of the polymer (A-1) was 7,300 and Mw/Mn was 1.53. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each structural unit derived from (M-6), (M-7) and (M-8) was 34.3 mol%, 45.1 mol% and 20, respectively. It was 0.6 mol %.

[合成例2](重合体(A−2)の合成)
化合物(M−1)6.88g(40モル%)、化合物(M−9)2.30g(10モル%)及び化合物(M−2)10.83g(50モル%)を2−ブタノン40gに溶解し、開始剤としてAIBN0.72g(全モノマーに対して5モル%)を添加して単量体溶液を調製した。次いで20gの2−ブタノンを入れた100mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、攪拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。400gのメタノール中に冷却した重合溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を80gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−2)を合成した(14.9g、収率75%)。重合体(A−2)のMwは7,500であり、Mw/Mnは1.55であった。13C−NMR分析の結果、(M−1)、(M−9)、(M−2)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ40.1モル%、10.1モル%及び9.8モル%であった。
[Synthesis Example 2] (Synthesis of Polymer (A-2))
6.88 g (40 mol%) of compound (M-1), 2.30 g (10 mol%) of compound (M-9) and 10.83 g (50 mol%) of compound (M-2) were added to 40 g of 2-butanone. After dissolving, 0.72 g of AIBN (5 mol% based on all the monomers) was added as an initiator to prepare a monomer solution. Next, a 100 mL three-necked flask containing 20 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise by a dropping funnel over 3 hours. The polymerization reaction was carried out for 6 hours, with the start of dropping being the start time of the polymerization reaction. After the completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30°C or lower. The cooled polymerization solution was put into 400 g of methanol, and the precipitated white powder was filtered off. The filtered white powder was washed twice with 80 g of methanol, then filtered and dried at 50° C. for 17 hours to synthesize a white powdery polymer (A-2) (14.9 g, yield 75). %). The Mw of the polymer (A-2) was 7,500, and the Mw/Mn was 1.55. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each structural unit derived from (M-1), (M-9) and (M-2) was 40.1 mol%, 10.1 mol% and 9%, respectively. It was 0.8 mol %.

[合成例3](重合体(A−3)の合成)
化合物(M−1)3.43g(20モル%)、化合物(M−11)3.59g(15モル%)、化合物(M−10)7.83g(40モル%)及び化合物(M−8)5.16g(25モル%)を2−ブタノン40gに溶解し、開始剤としてAIBN0.72g(全モノマーに対して5モル%)を添加して単量体溶液を調製した。次いで20gの2−ブタノンを入れた100mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、攪拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。400gのメタノール中に冷却した重合溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を80gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−3)を合成した(15.3g、収率77%)。重合体(A−3)のMwは7,200であり、Mw/Mnは1.53であった。13C−NMR分析の結果、(M−1)、(M−11)、(M−10)、(M−8)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ19.5モル%、15.5モル%、40.1モル%及び24.9モル%であった。
[Synthesis Example 3] (Synthesis of Polymer (A-3))
3.43 g (20 mol%) of compound (M-1), 3.59 g (15 mol%) of compound (M-11), 7.83 g (40 mol%) of compound (M-10) and compound (M-8). ) 5.16 g (25 mol%) was dissolved in 40 g of 2-butanone, and 0.72 g of AIBN (5 mol% based on all monomers) was added as an initiator to prepare a monomer solution. Next, a 100 mL three-necked flask containing 20 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise by a dropping funnel over 3 hours. The polymerization reaction was carried out for 6 hours, with the start of dropping being the start time of the polymerization reaction. After the completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30°C or lower. The cooled polymerization solution was put into 400 g of methanol, and the precipitated white powder was filtered off. The filtered white powder was washed twice with 80 g of methanol, then filtered and dried at 50° C. for 17 hours to synthesize a white powdery polymer (A-3) (15.3 g, yield 77). %). The Mw of the polymer (A-3) was 7,200 and Mw/Mn was 1.53. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each structural unit derived from (M-1), (M-11), (M-10) and (M-8) was 19.5 mol% and 15 respectively. It was 0.5 mol%, 40.1 mol% and 24.9 mol%.

[合成例4](重合体(A−4)の合成)
化合物(M−5)55.0g(65モル%)及び化合物(M−3)45.0g(35モル%)、開始剤としてAIBN4g、並びにt−ドデシルメルカプタン1gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解した後、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、16時間共重合させた。重合反応終了後、重合溶液を1,000gのn−ヘキサン中に滴下して、重合体を凝固精製した。次いで上記重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えた後、更に、メタノール150g、トリエチルアミン34g及び水6gを加えて、沸点にて還流させながら、8時間加水分解反応を行った。反応終了後、溶媒及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた重合体をアセトン150gに溶解した後、2,000gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ過し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−4)を得た(65.7g、収率77%)。重合体(A−4)のMwは7,500であり、Mw/Mnは1.90であった。13C−NMR分析の結果、p−ヒドロキシスチレン及び(M−3)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ65.4モル%及び34.6モル%であった。
[Synthesis Example 4] (Synthesis of Polymer (A-4))
55.0 g (65 mol%) of compound (M-5) and 45.0 g (35 mol%) of compound (M-3), 4 g of AIBN as an initiator, and 1 g of t-dodecyl mercaptan were dissolved in 100 g of propylene glycol monomethyl ether. After that, the reaction temperature was kept at 70° C. in a nitrogen atmosphere and the copolymerization was carried out for 16 hours. After the completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was dropped into 1,000 g of n-hexane to solidify and purify the polymer. Next, 150 g of propylene glycol monomethyl ether was added again to the above polymer, and then 150 g of methanol, 34 g of triethylamine and 6 g of water were further added, and the hydrolysis reaction was carried out for 8 hours while refluxing at the boiling point. After completion of the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, the obtained polymer was dissolved in 150 g of acetone, and then added dropwise into 2,000 g of water to coagulate, and the produced white powder was filtered and filtered at 50° C. It was dried for an hour to obtain a white powdery polymer (A-4) (65.7 g, yield 77%). The Mw of the polymer (A-4) was 7,500 and Mw/Mn was 1.90. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each structural unit derived from p-hydroxystyrene and (M-3) was 65.4 mol% and 34.6 mol %, respectively.

[合成例5](重合体(E−1)の合成)
化合物(M−1)79.9g(70モル%)及び化合物(M−4)20.91g(30モル%)を、100gの2−ブタノンに溶解し、開始剤としてジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート4.77gを溶解させて単量体溶液を調製した。次いで100gの2−ブタノンを入れた1,000mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、攪拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。反応溶液を2L分液漏斗に移液した後、150gのn−ヘキサンで上記重合溶液を均一に希釈し、600gのメタノールを投入して混合した。
次いで30gの蒸留水を投入し、さらに攪拌して30分静置した。その後、下層を回収し、固形分である重合体(E−1)を含むプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た(収率60%)。重合体(E−1)のMwは7,200であり、Mw/Mnは2.00であった。13C−NMR分析の結果、(M−1)及び(M−4)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ71.1モル%及び28.9モル%であった。
[Synthesis Example 5] (Synthesis of Polymer (E-1))
79.9 g (70 mol%) of compound (M-1) and 20.91 g (30 mol%) of compound (M-4) were dissolved in 100 g of 2-butanone, and dimethyl 2,2'-azo was used as an initiator. A monomer solution was prepared by dissolving 4.77 g of bisisobutyrate. Next, a 1,000 mL three-necked flask containing 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80° C. with stirring, and the above-prepared monomer solution was added dropwise by a dropping funnel over 3 hours. .. The polymerization reaction was carried out for 6 hours, with the start of dropping being the start time of the polymerization reaction. After the completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30°C or lower. After transferring the reaction solution to a 2 L separatory funnel, the above polymerization solution was uniformly diluted with 150 g of n-hexane, and 600 g of methanol was added and mixed.
Next, 30 g of distilled water was added, and the mixture was further stirred and left standing for 30 minutes. Then, the lower layer was recovered to obtain a propylene glycol monomethyl ether acetate solution containing the polymer (E-1) as a solid content (yield 60%). The Mw of the polymer (E-1) was 7,200 and Mw/Mn was 2.00. As a result of 13 C-NMR analysis, the content rates of the respective structural units derived from (M-1) and (M-4) were 71.1 mol% and 28.9 mol%, respectively.

<感放射線性樹脂組成物の調製>
各感放射線性樹脂組成物の調製に用いた成分を下記に示す。
<Preparation of radiation-sensitive resin composition>
The components used for the preparation of each radiation-sensitive resin composition are shown below.

[[C]酸発生剤]
下記式(C−1)で表される化合物
[[C] acid generator]
Compound represented by the following formula (C-1)

Figure 0006721839
Figure 0006721839

[[D]酸拡散制御剤]
下記式(D−1)及び(D−2)で表される化合物
[[D] Acid diffusion control agent]
Compounds represented by the following formulas (D-1) and (D-2)

Figure 0006721839
Figure 0006721839

[[G]溶媒]
G−1:酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル
G−2:シクロヘキサノン
[[G] solvent]
G-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate G-2: Cyclohexanone

[[F]偏在化促進剤]
F−1:γ−ブチロラクトン
[[F] uneven distribution promoting agent]
F-1: γ-butyrolactone

[実施例17](感放射線性樹脂組成物(J−1)の調製)
[A]重合体としての(A−1)100質量部、[D]酸拡散制御剤としての(D−1)2.3質量部、[B]化合物としての(B−1)8.5質量部、[E]フッ素原子含有重合体としての(E−1)3質量部、[G]溶媒としての(G−1)2,240質量部及び(G−2)960質量部、並びに[F]偏在化促進剤としての(F−1)30質量部を混合し、0.2μmのメンブランフィルターで濾過することにより、感放射線性樹脂組成物(J−1)を調製した。
[Example 17] (Preparation of radiation-sensitive resin composition (J-1))
(A-1) 100 parts by mass as a polymer, (D-1) 2.3 parts by mass as a [D] acid diffusion controller, (B-1) 8.5 as a [B] compound. Parts by mass, (E-1) 3 parts by mass as [E] fluorine atom-containing polymer, (G-1) 2,240 parts by mass and (G-2) 960 parts by mass as [G] solvent, and [ F] Radiation-sensitive resin composition (J-1) was prepared by mixing 30 parts by mass of (F-1) as an uneven distribution promoter and filtering with a 0.2 μm membrane filter.

[実施例18〜48及び比較例1〜6]
下記表1に示す種類及び含有量の[A]〜[D]成分を用いた以外は、実施例17と同様に操作して、各感放射線性樹脂組成物(J−2)〜(J−32)及び(CJ−1)〜(CJ−6)を調製した。
[Examples 18 to 48 and Comparative Examples 1 to 6]
Each radiation-sensitive resin composition (J-2) to (J- was operated in the same manner as in Example 17 except that the types and contents of [A] to [D] components shown in Table 1 below were used. 32) and (CJ-1) to (CJ-6) were prepared.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

<レジストパターンの形成(1)>
12インチのシリコンウエハー表面に、スピンコーター(東京エレクトロン株式会社の「CLEAN TRACK ACT12」)を使用して、下層反射防止膜形成用組成物(ブルワーサイエンス社の「ARC66」)を塗布した後、205℃で60秒間加熱することにより膜厚105nmの下層反射防止膜を形成した。この下層反射防止膜上に、上記スピンコーターを使用して上記調製した各感放射線性樹脂組成物を塗布し、90℃で60秒間PBを行った。その後、23℃で30秒間冷却し、膜厚90nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜を、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(株式会社NIKONの「NSR−S610C」)を用い、NA=1.3、ダイポール(シグマ0.977/0.782)の光学条件にて、40nmラインアンドスペース(1L1S)マスクパターンを介して露光した。露光後、90℃で60秒間PEBを行った。その後、アルカリ現像液として2.38質量%のTMAH水溶液を用いてアルカリ現像し、水で洗浄し、乾燥してポジ型のレジストパターンを形成した。このレジストパターン形成の際、ターゲット寸法が40nmの1対1ラインアンドスペースのマスクを介して形成した線幅が、40nmの1対1ラインアンドスペースに形成される露光量を最適露光量とした。
<Formation of resist pattern (1)>
A spin coater (“CLEAN TRACK ACT12” manufactured by Tokyo Electron Ltd.) was used to coat a composition for forming a lower antireflection film (“ARC66” manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) on the surface of a 12-inch silicon wafer. By heating at 60° C. for 60 seconds, a lower antireflection film having a film thickness of 105 nm was formed. Each of the radiation-sensitive resin compositions prepared above was coated on the lower antireflection film using the above spin coater, and PB was performed at 90° C. for 60 seconds. Then, it cooled at 23 degreeC for 30 second, and formed the resist film with a film thickness of 90 nm. Next, this resist film was subjected to optical conditions of NA=1.3 and dipole (Sigma 0.977/0.782) using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (“NSR-S610C” manufactured by NIKON Co., Ltd.). And exposed through a 40 nm line and space (1L1S) mask pattern. After the exposure, PEB was performed at 90° C. for 60 seconds. Then, alkali development was performed using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution as an alkali developing solution, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. At the time of forming this resist pattern, the exposure amount formed in a 1:1 line and space having a line width of 40 nm formed through a 1:1 line and space mask having a target size of 40 nm was taken as the optimum exposure amount.

<レジストパターンの形成(2)>
上記TMAH水溶液の代わりに酢酸n−ブチルを用いて有機溶媒現像し、かつ水での洗浄を行わなかった以外は、上記レジストパターンの形成(1)と同様に操作して、ネガ型のレジストパターンを形成した。
<Formation of resist pattern (2)>
Negative resist pattern was obtained in the same manner as in the above resist pattern formation (1), except that n-butyl acetate was used instead of the above TMAH aqueous solution for organic solvent development, and washing with water was not performed. Formed.

<評価>
上記各感放射線性樹脂組成物を用いて形成したレジストパターンについて、LWR性能、解像性、断面形状、焦点深度、露光余裕度、CD均一性及びMEEFを下記方法に従い評価した。その結果を表2に示す。上記レジストパターンの測長には、走査型電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズの「S−9380」)を用いた。
<Evaluation>
The LWR performance, resolution, cross-sectional shape, depth of focus, exposure margin, CD uniformity, and MEEF of the resist pattern formed using each of the above radiation sensitive resin compositions were evaluated according to the following methods. The results are shown in Table 2. A scanning electron microscope (“S-9380” manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the length of the resist pattern.

[LWR性能]
レジストパターンを、上記走査型電子顕微鏡を用い、パターン上部から観察した。線幅を任意のポイントで計50点測定し、その測定値の分布から3シグマ値を求め、これをLWR性能とした。LWR性能(nm)は、その値が小さいほど良好であることを示す。LWR性能の値を判定基準と比べたとき、10%以上のLWR性能向上(LWR性能の数値が0.9倍以下になることをいう)が見られたものは「良好」と、10%未満のLWR性能向上であったものは「不良」と評価した。
[LWR performance]
The resist pattern was observed from above the pattern using the scanning electron microscope. The line width was measured at a total of 50 points at arbitrary points, the 3 sigma value was determined from the distribution of the measured values, and this was taken as the LWR performance. The LWR performance (nm) shows that the smaller the value, the better. When the value of LWR performance is compared with the criterion, the value of LWR performance improvement of 10% or more (meaning that the value of LWR performance is 0.9 times or less) is “good” and less than 10%. Those having improved LWR performance of No. 2 were evaluated as “poor”.

[解像性]
上記最適露光量において解像される最小のレジストパターンの寸法を解像性とした。解像性(nm)は、その値が小さいほど良好であることを示す。このとき、判定基準との解像性を比べた際に、10%以上の解像性向上(解像性の数値が0.9倍以下になることをいう)が見られたものは「良好」と、10%未満の解像性向上であったものは「不良」と評価した。
[Resolution]
The size of the smallest resist pattern that can be resolved at the optimum exposure dose was defined as the resolution. The resolution (nm) indicates that the smaller the value, the better. At this time, when the resolution was compared with the determination standard, a resolution improvement of 10% or more (meaning that the resolution value becomes 0.9 times or less) was "good". ", and those having a resolution improvement of less than 10% were evaluated as "poor".

[断面形状の矩形性]
上記最適露光量において解像されるレジストパターンの断面形状を観察し、レジストパターンの中間での線幅Lbと、膜の上部での線幅Laを測定した。このとき、断面形状の矩形性は、0.9≦La/Lb≦1.1の範囲内である場合は「良好」と、上記範囲外である場合は「不良」と評価した。
[Rectangularity of cross section]
The cross-sectional shape of the resist pattern resolved at the optimum exposure dose was observed, and the line width Lb in the middle of the resist pattern and the line width La in the upper part of the film were measured. At this time, the rectangularity of the cross-sectional shape was evaluated as “good” when it was within the range of 0.9≦La/Lb≦1.1, and “poor” when it was out of the above range.

[焦点深度]
上記最適露光量において解像されるレジストパターンにおいて、深さ方向にフォーカスを変化させた際の寸法を観測し、ブリッジや残渣が無いままパターン寸法が基準の90%〜110%に入る深さ方向の余裕度を焦点深度とした。焦点深度(nm)は、その値が大きいほど良好であることを示す。焦点深度は、判定基準と比べた際に、10%以上の焦点深度向上(焦点深度の値が1.1倍以上になることをいう)が見られたものを「良好」、10%未満の焦点深度向上であったものを「不良」と評価した。
[Depth of focus]
In the resist pattern resolved at the optimum exposure amount, the dimension when the focus is changed in the depth direction is observed, and the pattern dimension is 90% to 110% of the reference depth without any bridge or residue. The depth of focus was defined as the margin of focus. The larger the depth of focus (nm), the better. Regarding the depth of focus, when the depth of focus is improved by 10% or more (meaning that the value of the depth of focus is 1.1 times or more) when compared with the criterion, "good" is given and less than 10%. What was improved in depth of focus was evaluated as "poor".

[露光余裕度]
40nmラインアンドスペース(1L/1S)のレジストパターン形成用のマスクパターンを用いた場合に解像されるパターン寸法が、マスクの設計寸法の±10%以内となる場合の露光量の範囲の上記最適露光量に対する割合を露光余裕度(EL性能)(%)とした。露光余裕度は、その値が大きいほど、露光量変化に対するパターニング性能の変化量が小さく良好である。露光余裕度は、18%以上の場合は「良好」と、18%未満の場合は「不良」と評価した。
[Exposure margin]
The above-mentioned optimum range of exposure dose when the pattern size resolved when a mask pattern for resist pattern formation of 40 nm line and space (1 L/1 S) is used is within ±10% of the design size of the mask. The ratio to the exposure amount was defined as the exposure allowance (EL performance) (%). The larger the exposure margin, the smaller the change amount of the patterning performance with respect to the change in the exposure amount, and the better. The exposure allowance was rated "good" when it was 18% or more, and "bad" when it was less than 18%.

[CD均一性]
上記形成したレジストパターンを、上記走査型電子顕微鏡を用い、パターン上部から観察した。400nmの範囲で線幅を20点測定し、その平均値を任意のポイントで計500点測定し、その測定値の分布から3シグマ値を求め、これをCD均一性(nm)とした。CD均一性は、その値が小さいほど、長周期での線幅のばらつきが小さく良好である。CD均一性は、1.5nm以下の場合は「良好」と、1.5を超える場合は「不良」と評価した。
[CD uniformity]
The formed resist pattern was observed from above the pattern using the scanning electron microscope. The line width was measured at 20 points in the range of 400 nm, the average value was measured at 500 points in total, and 3 sigma values were obtained from the distribution of the measured values, which was taken as CD uniformity (nm). The smaller the value of CD uniformity, the better the variation of the line width in the long cycle, and the better. The CD uniformity was evaluated as "good" when the CD uniformity was 1.5 nm or less, and evaluated as "poor" when the CD uniformity exceeded 1.5.

[MEEF]
上記走査型電子顕微鏡を用い、上記最適露光量において、5種類のマスクサイズ(38.0nmLine/80nmPitch、39.0nmLine/80nmPitch、
40.0nmLine/80nmPitch、41.0nmLine/80nmPitch、42.0nmLine/80nmPitch)で解像されるレジストパターンの線幅を測定した。横軸をマスクサイズ、縦軸を各マスクサイズで形成された線幅として、得られた測定値をプロットし、最小二乗法により算出した近似直線の傾きを求め、この傾きをMEEF性能とした。MEEF性能は、その値が1に近いほど良好であることを示す。MEEF性能は、4.7以下の場合は「良好」と、4.7を超える場合は「不良」と評価した。
[MEEF]
Using the scanning electron microscope, at the optimum exposure dose, 5 types of mask sizes (38.0 nm Line/80 nm Pitch, 39.0 nm Line/80 nm Pitch,
The line width of the resist pattern resolved by 40.0 nm Line/80 nm Pitch, 41.0 nm Line/80 nm Pitch, 42.0 nm Line/80 nm Pitch) was measured. The obtained measured values were plotted with the horizontal axis as the mask size and the vertical axis as the line width formed with each mask size, and the slope of the approximate straight line calculated by the least squares method was obtained, and this slope was taken as the MEEF performance. The MEEF performance shows that the closer the value is to 1, the better. The MEEF performance was evaluated as "good" when it was 4.7 or less, and "poor" when it exceeded 4.7.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

表2の結果から分かるように、本発明の感放射線性樹脂組成物は、ArF露光に用いた場合、アルカリ現像及び有機溶媒現像の場合とも、LWR性能、解像性、断面形状、焦点深度、露光余裕度、CD均一性及びMEEFが良好であったのに対し、比較例では、各特性が実施例に比べて劣っていた。 As can be seen from the results in Table 2, the radiation-sensitive resin composition of the present invention, when used for ArF exposure, exhibits LWR performance, resolution, cross-sectional shape, depth of focus, in both alkali development and organic solvent development. The exposure latitude, the CD uniformity, and the MEEF were good, whereas the comparative examples were inferior in each characteristic to the examples.

[電子線露光用感放射線性樹脂組成物の調製]
[実施例49]
[A]重合体としての(A−4)100質量部、[D]その他の酸拡散制御剤としての(D−1)3.6質量部、[B]化合物としての(B−1)20質量部、並びに[G]溶媒としての(G−1)4,280質量部及び(G−2)1,830質量部を混合し、0.2μmのメンブランフィルターで濾過することにより、感放射線性樹脂組成物(J−27)を調製した。
[Preparation of radiation-sensitive resin composition for electron beam exposure]
[Example 49]
(A-4) 100 parts by mass as a polymer, (D-1) 3.6 parts by mass as another acid diffusion controller [D], (B-1) 20 as a [B] compound. By mixing parts by mass, (G-1) 4,280 parts by mass and (G-2) 1,830 parts by mass as a [G] solvent, and filtering with a 0.2 μm membrane filter, radiation sensitivity is obtained. A resin composition (J-27) was prepared.

[実施例50〜73並びに比較例7及び8]
下記表3に示す種類及び含有量の各成分を用いた以外は実施例49と同様に操作して、感放射線性樹脂組成物(J−33)〜(J−57)並びに(CJ−7)及び(CJ−8)を調製した。
[Examples 50 to 73 and Comparative Examples 7 and 8]
Radiation-sensitive resin compositions (J-33) to (J-57) and (CJ-7) were operated in the same manner as in Example 49 except that the components shown in Table 3 below were used. And (CJ-8) were prepared.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

<レジストパターンの形成(3)>
8インチのシリコンウエハー表面にスピンコーター(東京エレクトロン株式会社の「CLEAN TRACK ACT8」)を使用して、表3に記載の各感放射線性樹脂組成物を塗布し、90℃で60秒間PBを行った。その後、23℃で30秒間冷却し、膜厚50nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜に、簡易型の電子線描画装置(株式会社日立製作所の「HL800D」、出力:50KeV、電流密度:5.0A/cm)を用いて電子線を照射した。照射後、120℃で60秒間PEBを行った。その後、2.38質量%のTMAH水溶液を用いて23℃で30秒間現像し、水で洗浄し、乾燥してポジ型のレジストパターンを形成した。形成した各レジストパターンについて、上記同様にして評価を実施した。評価結果を表4に示す。
<Formation of resist pattern (3)>
Using a spin coater (“CLEAN TRACK ACT8” by Tokyo Electron Ltd.) on the surface of an 8-inch silicon wafer, each radiation-sensitive resin composition shown in Table 3 is applied, and PB is performed at 90° C. for 60 seconds. It was Then, it cooled at 23 degreeC for 30 second(s), and formed the resist film with a film thickness of 50 nm. Next, this resist film was irradiated with an electron beam using a simple electron beam drawing apparatus (“HL800D” manufactured by Hitachi, Ltd., output: 50 KeV, current density: 5.0 A/cm 2 ). After irradiation, PEB was performed at 120° C. for 60 seconds. Then, it was developed with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution at 23° C. for 30 seconds, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. The formed resist patterns were evaluated in the same manner as above. The evaluation results are shown in Table 4.

Figure 0006721839
Figure 0006721839

表4の結果から分かるように、本発明の感放射線性樹脂組成物は、電子線露光でアルカリ現像に用いた場合、LWR性能、解像性、断面形状、焦点深度、露光余裕度及びCD均一性が良好であったのに対し、比較例では、各特性が実施例に比べて不良であった。 As can be seen from the results in Table 4, the radiation-sensitive resin composition of the present invention, when used in alkali development by electron beam exposure, has LWR performance, resolution, cross-sectional shape, depth of focus, exposure latitude and CD uniformity. The properties of the comparative example were poor, but the properties of the comparative example were poorer than those of the example.

本発明の感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、優れたMEEF性能、焦点深度及び露光余裕度を発揮すると共に、優れたLWR性能、CD均一性、解像性及び断面形状の矩形性を有するレジストパターンを形成することができる。従って、これらは今後ますます微細化が進行すると予想される半導体デバイスの加工プロセス等に好適に用いることができる。 According to the radiation-sensitive resin composition and the method for forming a resist pattern of the present invention, excellent MEEF performance, depth of focus and exposure latitude are exhibited, and excellent LWR performance, CD uniformity, resolution and cross-sectional shape are achieved. A resist pattern having a rectangular shape can be formed. Therefore, these can be suitably used for a processing process of a semiconductor device which is expected to be further miniaturized in the future.

Claims (12)

酸解離性基を含む構造単位を有する重合体、
下記式(1−1)で表される化合物、及び
溶媒
を含有する感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006721839
(式(1−1)中、Aは、炭素数1〜30の1価の有機基である。Eは、SO である。Xは、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。Lは、酸素原子である。Rは、単結合又は炭素数1〜10の置換若しくは非置換のアルカンジイル基である。Rは、炭素数1〜20の2価の有機基である。kは、1以上3以下の整数である。kが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。但し、kが1であり、Rが単結合である場合、Aは、炭素数1〜30の置換若しくは非置換の1価の炭化水素基、又はこの炭化水素基の炭素−炭素間若しくは結合手側の末端に−O−、−S−、−NH−若しくは−COO−のヘテロ原子含有基を含む基であるか、又はkが1又は2であり、Rが炭素数1〜10の置換若しくは非置換のアルカンジイル基である場合、近接する2つのカルボニル基は、それぞれR中の同一の炭素原子に結合している。上記1価の炭化水素基を置換してもよい基は、アルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アシル基、アシロキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基又はスルホンアミド基である。
A polymer having a structural unit containing an acid dissociable group,
A radiation-sensitive resin composition containing a compound represented by the following formula (1-1) and a solvent.
Figure 0006721839
(In the formula (1-1), A represents a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. E represents SO 3 . X + represents a monovalent radiolytic onium cation. L is an oxygen atom, R 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. K is an integer of 1 or more and 3 or less, and when k is 2 or more, a plurality of R 1's may be the same or different, provided that k is 1 and R 1 is a single bond. , A is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or -O-, -S-, -NH- at the carbon-carbon or bond side terminal of this hydrocarbon group. Or a group containing a heteroatom-containing group of -COO-, or when k is 1 or 2 and R 1 is a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, two adjacent groups The carbonyl groups are each bonded to the same carbon atom in R 1. The group which may substitute the monovalent hydrocarbon group is an alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an acyl group, an acyloxy group, A hydroxy group, a carboxy group, an amino group, a cyano group, a nitro group or a sulfonamide group. )
上記式(1−1)におけるRが下記式(2)で表される請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006721839
(式(2)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は1価の有機基である。Rf及びRfは、それぞれ独立して、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。nは、1以上6以下の整数である。mは、0以上6以下の整数である。*1は、Lに結合する部位を示す。)
The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein R 2 in the above formula (1-1) is represented by the following formula (2).
Figure 0006721839
(In the formula (2), R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group. Rf 1 and Rf 2 are each independently a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. Yes, n is an integer of 1 or more and 6 or less, m is an integer of 0 or more and 6 or less.*1 indicates a site that binds to L.)
上記式(1−1)におけるRが下記式(2’)で表される請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006721839
(式(2’)中、Rは、炭素数2〜10の置換又は非置換のアルカンジイル基である。Rf及びRfは、それぞれ独立して、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。nは、1以上6以下の整数である。mは、0以上6以下の整数である。*1は、Lに結合する部位を示す。)
The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein R 2 in the above formula (1-1) is represented by the following formula (2′).
Figure 0006721839
(In the formula (2′), R y is a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 2 to 10 carbon atoms. Rf 1 and Rf 2 are each independently a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. . N is an integer of 1 or more and 6 or less, m is an integer of 0 or more and 6 or less.*1 indicates a site that binds to L.)
上記式(1−1)におけるkが1である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。 The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein k in the formula (1-1) is 1. 上記式(1−1)におけるRが単結合であり、−C(O)−が連続して4つ以上結合しない請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。 The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein R 1 in the formula (1-1) is a single bond, and four or more —C(O)— are not continuously bonded. 上記式(1−1)におけるRが置換又は非置換のアルカンジイル基であり、このアルカンジイル基がメタンジイル基である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。 The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein R 1 in the formula (1-1) is a substituted or unsubstituted alkanediyl group, and the alkanediyl group is a methanediyl group. 上記式(1−1)におけるAが−OR又は−Rであり、Rが、環員数3〜30の1価の脂環式炭化水素基、環員数3〜30の1価の脂肪族複素環基又は環員数6〜30の1価の芳香族炭化水素基である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。 A in the above formula (1-1) is -OR or -R, R is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 ring members, and a monovalent aliphatic heterocycle having 3 to 30 ring members. The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, which is a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 ring members or 6 to 30 ring members. 上記構造単位が、下記式(3)で表される請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0006721839
(式(3)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Yは、下記式(Y−1)で表される1価の酸解離性基である。)
Figure 0006721839
(式(Y−1)中、Re1は、炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基又は炭素数3〜20の脂環式炭化水素基である。Re2及びRe3は、それぞれ独立して炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基若しくは炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数3〜20の脂環構造を表す。)
The radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the structural unit is represented by the following formula (3).
Figure 0006721839
(In the formula (3), R 5 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. Y 1 is a monovalent acid dissociable group represented by the following formula (Y-1). is there.)
Figure 0006721839
(In the formula (Y-1), R e1 is a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms. R e2 and R e3 are They are each independently a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or these groups are combined with each other and bonded to each other. Represents an alicyclic structure having 3 to 20 ring members which is formed together with a carbon atom.)
上記放射線分解性オニウムカチオンが、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンである請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物。 The radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the radiation-decomposable onium cation is a sulfonium cation or an iodonium cation. レジスト膜を形成する工程、
上記レジスト膜を露光する工程、及び
上記露光されたレジスト膜を現像する工程
を備え、
上記レジスト膜を請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物により形成するレジストパターン形成方法。
A step of forming a resist film,
The method comprises the steps of exposing the resist film, and developing the exposed resist film,
A method for forming a resist pattern, wherein the resist film is formed from the radiation-sensitive resin composition according to claim 1.
下記式(1−1)で表される化合物からなる感放射線性酸発生剤。
Figure 0006721839
(式(1−1)中、Aは、炭素数1〜30の1価の有機基である。Eは、SO である。Xは、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。Lは、酸素原子である。Rは、単結合又は炭素数1〜10の置換若しくは非置換のアルカンジイル基である。Rは、炭素数1〜20の2価の有機基である。kは、1以上3以下の整数である。kが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。但し、kが1であり、Rが単結合である場合、Aは、炭素数1〜30の置換若しくは非置換の1価の炭化水素基、又はこの炭化水素基の炭素−炭素間若しくは結合手側の末端に−O−、−S−、−NH−若しくは−COO−のヘテロ原子含有基を含む基であるか、又はkが1又は2であり、Rが炭素数1〜10の置換若しくは非置換のアルカンジイル基である場合、近接する2つのカルボニル基は、それぞれR中の同一の炭素原子に結合している。上記1価の炭化水素基を置換してもよい基は、アルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アシル基、アシロキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基又はスルホンアミド基である。
A radiation-sensitive acid generator comprising a compound represented by the following formula (1-1).
Figure 0006721839
(In the formula (1-1), A represents a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. E represents SO 3 . X + represents a monovalent radiolytic onium cation. L is an oxygen atom, R 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. K is an integer of 1 or more and 3 or less, and when k is 2 or more, a plurality of R 1's may be the same or different, provided that k is 1 and R 1 is a single bond. , A is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or -O-, -S-, -NH- at the carbon-carbon or bond side terminal of this hydrocarbon group. Or a group containing a heteroatom-containing group of -COO-, or when k is 1 or 2 and R 1 is a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, two adjacent groups The carbonyl groups are each bonded to the same carbon atom in R 1. The group which may substitute the monovalent hydrocarbon group is an alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an acyl group, an acyloxy group, A hydroxy group, a carboxy group, an amino group, a cyano group, a nitro group or a sulfonamide group. )
下記式(1−1)で表される化合物。
Figure 0006721839
(式(1−1)中、Aは、炭素数1〜30の1価の有機基である。Eは、SO である。Xは、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。Lは、酸素原子である。Rは、単結合又は炭素数1〜10の置換若しくは非置換のアルカンジイル基である。Rは、炭素数1〜20の2価の有機基である。kは、1以上3以下の整数である。kが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。但し、kが1であり、Rが単結合である場合、Aは、炭素数1〜30の置換若しくは非置換の1価の炭化水素基、又はこの炭化水素基の炭素−炭素間若しくは結合手側の末端に−O−、−S−、−NH−若しくは−COO−のヘテロ原子含有基を含む基であるか、又はkが1又は2であり、Rが炭素数1〜10の置換若しくは非置換のアルカンジイル基である場合、近接する2つのカルボニル基は、それぞれR中の同一の炭素原子に結合している。上記1価の炭化水素基を置換してもよい基は、アルキル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アシル基、アシロキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基又はスルホンアミド基である。
A compound represented by the following formula (1-1).
Figure 0006721839
(In the formula (1-1), A represents a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. E represents SO 3 . X + represents a monovalent radiolytic onium cation. L is an oxygen atom, R 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. K is an integer of 1 or more and 3 or less, and when k is 2 or more, a plurality of R 1's may be the same or different, provided that k is 1 and R 1 is a single bond. , A is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, or -O-, -S-, -NH- at the carbon-carbon or bond side terminal of this hydrocarbon group. Or a group containing a heteroatom-containing group of -COO-, or when k is 1 or 2 and R 1 is a substituted or unsubstituted alkanediyl group having 1 to 10 carbon atoms, two adjacent groups The carbonyl groups are each bonded to the same carbon atom in R 1. The group which may substitute the monovalent hydrocarbon group is an alkyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an acyl group, an acyloxy group, A hydroxy group, a carboxy group, an amino group, a cyano group, a nitro group or a sulfonamide group. )
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