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JP2011059531A - Radiation-sensitive resin composition and method for forming pattern - Google Patents

Radiation-sensitive resin composition and method for forming pattern Download PDF

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JP2011059531A
JP2011059531A JP2009211068A JP2009211068A JP2011059531A JP 2011059531 A JP2011059531 A JP 2011059531A JP 2009211068 A JP2009211068 A JP 2009211068A JP 2009211068 A JP2009211068 A JP 2009211068A JP 2011059531 A JP2011059531 A JP 2011059531A
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linear
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JP2009211068A
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Ken Maruyama
研 丸山
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JSR Corp
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Abstract

【課題】KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー等の(極)遠紫外線等に有効に感応し、ナノエッジラフネス、感度及び解像度に優れ、微細パターンを高精度に且つ安定して形成可能なネガ型レジスト膜を成膜することができる感放射線性樹脂組成物。
【解決手段】(A)オキセタニル基及びエポキシ基のうちの少なくとも一方と、カルボキシル基及びフェノール性水酸基のうちの少なくとも一方と、を側鎖に含む重合体と、(B)下記一般式(b1)又は(b2)で表される化合物と、を含有する。

Figure 2011059531

【選択図】なしA negative resist capable of effectively responding to (extreme) deep ultraviolet rays such as KrF excimer laser and ArF excimer laser, excellent in nano edge roughness, sensitivity and resolution, and capable of forming a fine pattern with high accuracy and stability. A radiation-sensitive resin composition capable of forming a film.
(A) a polymer containing at least one of an oxetanyl group and an epoxy group and at least one of a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group in a side chain; and (B) the following general formula (b1) Or a compound represented by (b2).
Figure 2011059531

[Selection figure] None

Description

本発明は、感放射線性樹脂組成物及びパターン形成方法に関する。更に詳しくは、本発明は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線などの各種の放射線による微細加工に適した化学増幅型レジストとして使用される感放射線性樹脂組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition and a pattern forming method. More specifically, the present invention relates to various types of radiation such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV and other (extreme) far ultraviolet rays, synchrotron radiation and other X-rays, electron beam and other charged particle beams. The present invention relates to a radiation sensitive resin composition used as a chemically amplified resist suitable for microfabrication by the method and a pattern forming method using the same.

リソグラフィー技術においては、例えば、基板等の支持体上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、このレジスト膜に対して、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。そして、露光部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長のFエキシマレーザー、電子線、EUV(極紫外線)やX線等についても検討が行われている。
In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a support such as a substrate, and radiation such as light and electron beams is passed through a mask in which a predetermined pattern is formed on the resist film. A step of forming a resist pattern having a predetermined shape on the resist film is performed by performing selective exposure at, and performing development processing. A resist material in which the exposed portion changes to a property that dissolves in the developer is referred to as a positive type, and a resist material that changes to a property in which the exposed portion does not dissolve in the developer is referred to as a negative type.
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization has rapidly progressed due to advances in lithography technology. As a technique for miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened. Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but at present, mass production of semiconductor elements using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has started. In addition, studies have been conducted on F 2 excimer lasers having a shorter wavelength than these excimer lasers, electron beams, EUV (extreme ultraviolet rays), X-rays, and the like.

i線やKrFエキシマレーザー光(波長248nm)を光源とするプロセスに使用するネガ型レジスト材料としては、酸発生剤と、ノボラック樹脂やポリヒドロキシスチレン等のアルカリ可溶性樹脂と、メラミン樹脂や尿素樹脂等のアミノ樹脂との組合せを含むネガ型レジスト組成物が用いられている(例えば、特許文献1参照)。   Negative resist materials used in processes using i-line or KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) as the light source include acid generators, alkali-soluble resins such as novolac resins and polyhydroxystyrene, melamine resins and urea resins, etc. A negative resist composition containing a combination with an amino resin is used (for example, see Patent Document 1).

更に短波長のArFエキシマレーザー光(波長193nm)を用いるプロセスに適用するネガ型レジスト材料としては、ArFエキシマレーザーに対する透明性を向上させたものとして、例えば、カルボキシ基を有する樹脂成分、アルコール性水酸基を有する架橋剤、及び酸発生剤を含むネガ型レジスト組成物が提案されている。これは、酸発生剤から発生する酸の作用によって、樹脂成分のカルボキシ基と架橋剤のアルコール性水酸基とが反応することにより、樹脂成分をアルカリ可溶性から不溶性に変化させるタイプである。また、カルボキシ基又はカルボン酸エステル基とアルコール性水酸基とを両方有する樹脂成分、及び酸発生剤を含むネガ型レジスト組成物であって、樹脂成分中のカルボキシ基又はカルボン酸エステル基とアルコール性水酸基とを酸発生剤から発生する酸の作用によって分子間で反応させることにより、樹脂成分をアルカリ可溶性から不溶性に変化させるタイプのものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Further, as a negative resist material applied to a process using ArF excimer laser light having a short wavelength (wavelength 193 nm), for example, a resin component having a carboxy group, an alcoholic hydroxyl group, having improved transparency with respect to ArF excimer laser There has been proposed a negative resist composition containing a crosslinking agent having an acid generator and an acid generator. This is a type in which the resin component is changed from alkali-soluble to insoluble by the reaction of the carboxy group of the resin component and the alcoholic hydroxyl group of the crosslinking agent by the action of the acid generated from the acid generator. A negative resist composition comprising a resin component having both a carboxy group or carboxylic acid ester group and an alcoholic hydroxyl group, and an acid generator, wherein the carboxy group or carboxylic acid ester group and the alcoholic hydroxyl group in the resin component Has been proposed in which the resin component is changed from alkali-soluble to insoluble by reacting with each other by the action of an acid generated from an acid generator (see, for example, Patent Document 2).

特開昭62−164045号公報JP-A-62-164045 特開2000−206694号公報JP 2000-206694 A

しかしながら、前記ネガ型レジスト組成物等のいかなる組合せにおいても、超微細領域での、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なナノエッジラフネス(低ラフネス)は同時に満足できていないのが現状である。   However, in any combination of the negative resist composition etc., high sensitivity, high resolution, good pattern shape, and good nano edge roughness (low roughness) are not satisfied at the same time in the ultrafine region. Is the current situation.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線に有効に感応し、ナノエッジラフネス、感度及び解像度に優れ、微細パターンを高精度に且つ安定して形成可能なネガ型レジスト膜を成膜することができる感放射線性樹脂組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is effectively sensitive to X-rays such as KrF excimer lasers, ArF excimer lasers, EUV (extreme) deep ultraviolet rays, synchrotron radiation, and electron beams, and nanoedges. Disclosed is a radiation-sensitive resin composition capable of forming a negative resist film that is excellent in roughness, sensitivity, and resolution, and that can form a fine pattern with high accuracy and stability, and a pattern forming method using the same. With the goal.

本発明は以下の通りである。
[1](A)オキセタニル基及びエポキシ基のうちの少なくとも一方と、カルボキシル基及びフェノール性水酸基のうちの少なくとも一方と、を側鎖に含む重合体と、
(B)下記一般式(b1)又は(b2)で表される化合物と、を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物。

Figure 2011059531
〔一般式(b1)及び(b2)において、R31〜R35は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、トリフルオロメチル基、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数5〜25のシクロアルキル基、−S−R36基、−O−SO−R37基、又は、−SO−R38基を示す(但し、R36〜R38は、それぞれ独立に、フッ素原子で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、フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基、フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数6〜22のアリール基を示す。)。X 及びX は、それぞれ独立に、OH、R39、又は、R40COOを示す(但し、R39及びR40は、それぞれ独立に、フッ素原子で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、フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基、又は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、及びヒドロキシル基のうちの少なくとも1種で置換若しくは非置換の炭素数6〜22のアリール基を示す。)。〕
[2]前記重合体が、下記一般式(1−a)及び(1−b)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一方と、下記一般式(2)〜(7)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも1種と、を含む前記[1]に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2011059531
〔一般式(1−a)において、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又は炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基を示す。nは1〜6の整数である。〕
Figure 2011059531
〔一般式(1−b)において、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。nは1〜6の整数である。〕
Figure 2011059531
〔一般式(2)において、Rは水素原子又はメチル基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、メチレン基、炭素数2〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数4〜12の脂環式のアルキレン基を示す。〕
Figure 2011059531
〔一般式(3)において、R10は水素原子又はメチル基を示す。R11はメチレン基、炭素数2〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数4〜12の脂環式のアルキレン基を示す。〕
Figure 2011059531
〔一般式(4)において、R12は水素原子又はメチル基を示す。〕
Figure 2011059531
〔一般式(5)において、R13は水素原子又はメチル基を示す。R14は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基を示す。i及びjは、それぞれ独立に、0〜3の整数を示す(但し、i+j≦5を満たす。)。〕
Figure 2011059531
〔一般式(6)において、R15は水素原子又はメチル基を示す。R16は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基を示す。k及びlは、それぞれ独立に、0〜3の整数を示す(但し、k+l≦5を満たす。)。〕
Figure 2011059531
〔一般式(7)において、R17は水素原子又はメチル基を示す。R18は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基を示す。m及びnは、それぞれ独立に、0〜3の整数を示す(但し、m+n≦5を満たす。)。〕
[3](1)前記[1]又は[2]に記載の感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成する工程と、
(2)得られたレジスト膜を、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、電子線(EB)又は極紫外線(EUV)を用いて露光する工程と、を備えることを特徴とするパターン形成方法。 The present invention is as follows.
[1] (A) a polymer containing at least one of an oxetanyl group and an epoxy group and at least one of a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group in a side chain;
(B) A radiation-sensitive resin composition comprising: a compound represented by the following general formula (b1) or (b2):
Figure 2011059531
[In General Formulas (b1) and (b2), R 31 to R 35 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, A cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms, -S-R 36 group, -O-SO 2 -R 37 group, or -SO 2 -R 38 group (provided that R 36 to R 38 are each independently A linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms substituted or unsubstituted with a fluorine atom, a cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms substituted or unsubstituted with a fluorine atom, or substituted or non-substituted with a fluorine atom. A substituted aryl group having 6 to 22 carbon atoms is shown.). X 1 - and X 2 - are each independently, OH -, R 39 O - , or, R 40 COO - showing the (where, R 39 and R 40 each independently represent a substituted or unsubstituted with fluorine atom A linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms substituted or unsubstituted by a fluorine atom, or a fluorine atom, a trifluoromethyl group, and a hydroxyl group. And a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 22 carbon atoms. ]
[2] The polymer is a repeat represented by at least one of repeating units represented by the following general formulas (1-a) and (1-b) and the following general formulas (2) to (7). The radiation-sensitive resin composition according to [1], including at least one unit.
Figure 2011059531
[In General Formula (1-a), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. n is an integer of 1-6. ]
Figure 2011059531
[In General Formula (1-b), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. n is an integer of 1-6. ]
Figure 2011059531
[In General Formula (2), R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 8 and R 9 each independently represent a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, or an alicyclic alkylene group having 4 to 12 carbon atoms. ]
Figure 2011059531
[In General Formula (3), R 10 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 11 represents a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, or an alicyclic alkylene group having 4 to 12 carbon atoms. ]
Figure 2011059531
In [Formula (4), R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]
Figure 2011059531
[In General Formula (5), R 13 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 14 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms. i and j each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that i + j ≦ 5 is satisfied). ]
Figure 2011059531
In [Formula (6), R 15 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 16 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms. k and l each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that k + l ≦ 5 is satisfied). ]
Figure 2011059531
[In General Formula (7), R 17 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 18 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms. m and n each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that m + n ≦ 5 is satisfied). ]
[3] (1) A step of forming a resist film using the radiation-sensitive resin composition according to [1] or [2],
(2) A pattern forming method comprising: exposing the obtained resist film using a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, an electron beam (EB), or extreme ultraviolet (EUV).

本発明の感放射線性樹脂組成物によれば、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線に有効に感応し、ナノエッジラフネス、感度及び解像度に優れ、微細パターンを高精度に且つ安定して形成可能なネガ型レジスト膜を成膜することができる。   According to the radiation sensitive resin composition of the present invention, KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV and other (extreme) deep ultraviolet rays, synchrotron radiation and other X-rays and electron beams are effectively sensitive to nano edge roughness, It is possible to form a negative resist film that is excellent in sensitivity and resolution and that can form a fine pattern with high accuracy and stability.

ラインパターンを上方から見た際の模式的な平面図である。It is a typical top view at the time of seeing a line pattern from the upper part. ラインパターン形状の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of a line pattern shape.

以下、本発明を詳細に説明する。尚、本明細書における「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」又は「メタクリレート」を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present specification, “(meth) acrylate” means “acrylate” or “methacrylate”.

[1]感放射線性樹脂組成物
本発明の感放射線性樹脂組成物は、特定の(A)重合体と、(B)特定の化合物と、を含有することを特徴とする。
そのため、この感放射線性樹脂組成物によれば、リソグラフィープロセスにおいて、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EUV等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線に有効に感応し、ナノエッジラフネス、感度及び解像度に優れ、微細パターンを高精度に且つ安定して形成可能なネガ型レジスト膜を成膜することができる。
[1] Radiation-sensitive resin composition The radiation-sensitive resin composition of the present invention is characterized by containing a specific (A) polymer and (B) a specific compound.
Therefore, according to this radiation-sensitive resin composition, in the lithography process, the KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV and other (extreme) far ultraviolet rays, synchrotron radiation and other X-rays and electron beams are effectively sensitive, A negative resist film that is excellent in nano edge roughness, sensitivity, and resolution and that can form a fine pattern with high accuracy and stability can be formed.

[1−1](A)重合体
前記重合体(以下、「重合体(A)」ともいう)は、アルカリ可溶性の重合体であって、酸の作用によりアルカリ不溶性又は難溶性となるものであり、オキセタニル基及びエポキシ基のうちの少なくとも一方と、カルボキシル基及びフェノール性水酸基のうちの少なくとも一方と、を側鎖に含むものである。尚、オキセタニル基及びエポキシ基のうちの少なくとも一方、及び、カルボキシル基及びフェノール性水酸基のうちの少なくとも一方は、異なる側鎖に含まれていても同一の側鎖に含まれていてもよく、通常は、異なる側鎖に含まれている。
[1-1] (A) Polymer The polymer (hereinafter also referred to as “polymer (A)”) is an alkali-soluble polymer, and becomes alkali-insoluble or hardly soluble by the action of an acid. Yes, the side chain contains at least one of an oxetanyl group and an epoxy group and at least one of a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group. Incidentally, at least one of the oxetanyl group and the epoxy group, and at least one of the carboxyl group and the phenolic hydroxyl group may be contained in different side chains or in the same side chain. Are contained in different side chains.

特に、重合体(A)としては、下記一般式(1−a)で表される繰り返し単位〔以下、「繰り返し単位(1−a)」という〕及び下記一般式(1−b)で表される繰り返し単位〔以下、「繰り返し単位(1−b)」という〕のうちの少なくとも一方と、下記一般式(2)〜(7)で表される繰り返し単位〔以下、「繰り返し単位(2)〜(7)」という。〕のうちの少なくとも1種と、を含む重合体であることが好ましい。   In particular, the polymer (A) is represented by a repeating unit represented by the following general formula (1-a) [hereinafter referred to as “repeating unit (1-a)”] and a general formula (1-b) below. At least one of repeating units [hereinafter referred to as “repeating unit (1-b)”] and repeating units represented by the following general formulas (2) to (7) [hereinafter referred to as “repeating unit (2) to (7) ". It is preferable that it is a polymer containing at least 1 sort (s) of these.

Figure 2011059531
〔一般式(1−a)において、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又は炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基を示す。nは1〜6の整数である。〕
Figure 2011059531
[In General Formula (1-a), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. n is an integer of 1-6. ]

Figure 2011059531
〔一般式(1−b)において、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。nは1〜6の整数である。〕
Figure 2011059531
[In General Formula (1-b), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. n is an integer of 1-6. ]

Figure 2011059531
〔一般式(2)において、Rは水素原子又はメチル基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、メチレン基、炭素数2〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数4〜12の脂環式のアルキレン基を示す。〕
Figure 2011059531
[In General Formula (2), R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 8 and R 9 each independently represent a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, or an alicyclic alkylene group having 4 to 12 carbon atoms. ]

Figure 2011059531
〔一般式(3)において、R10は水素原子又はメチル基を示す。R11はメチレン基、炭素数2〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数4〜12の脂環式のアルキレン基を示す。〕
Figure 2011059531
[In General Formula (3), R 10 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 11 represents a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, or an alicyclic alkylene group having 4 to 12 carbon atoms. ]

Figure 2011059531
〔一般式(4)において、R12は水素原子又はメチル基を示す。〕
Figure 2011059531
In [Formula (4), R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]

Figure 2011059531
〔一般式(5)において、R13は水素原子又はメチル基を示す。R14は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基を示す。i及びjは、それぞれ独立に、0〜3の整数を示す(但し、i+j≦5を満たす。)。〕
Figure 2011059531
[In General Formula (5), R 13 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 14 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms. i and j each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that i + j ≦ 5 is satisfied). ]

Figure 2011059531
〔一般式(6)において、R15は水素原子又はメチル基を示す。R16は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基を示す。k及びlは、それぞれ独立に、0〜3の整数を示す(但し、k+l≦5を満たす。)。〕
Figure 2011059531
In [Formula (6), R 15 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 16 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms. k and l each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that k + l ≦ 5 is satisfied). ]

Figure 2011059531
〔一般式(7)において、R17は水素原子又はメチル基を示す。R18は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基を示す。m及びnは、それぞれ独立に、0〜3の整数を示す(但し、m+n≦5を満たす。)。〕
Figure 2011059531
[In General Formula (7), R 17 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 18 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms. m and n each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that m + n ≦ 5 is satisfied). ]

一般式(1−a)のR〜Rにおける炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等が挙げられる。
一般式(1−a)のR〜Rにおける炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基としては、例えば、上述の炭素数1〜4のアルキル基における全ての水素原子がフッ素原子に置換されたものが挙げられる。
Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in R 1 to R 6 of the general formula (1-a) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, 2- A methylpropyl group, a 1-methylpropyl group, a t-butyl group, etc. are mentioned.
Examples of the perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms in R 3 to R 6 of the general formula (1-a) include, for example, that all the hydrogen atoms in the above alkyl group having 1 to 4 carbon atoms are substituted with fluorine atoms. Can be mentioned.

一般式(1−a)において、Rは、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
また、Rは、水素原子、メチル基又はエチル基であることが好ましく、より好ましくはメチル基又はエチル基である。
更に、R〜Rは、それぞれ、水素原子、フッ素原子、メチル基又はエチル基であることが好ましく、より好ましくは水素原子である。
また、nは1又は2であることが好ましく、より好ましくは1である。
In general formula (1-a), R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
R 2 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, more preferably a methyl group or an ethyl group.
Furthermore, R 3 to R 6 are each preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or an ethyl group, and more preferably a hydrogen atom.
Further, n is preferably 1 or 2, more preferably 1.

前記繰り返し単位(1−a)を与える単量体としては、例えば、3−(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)−3−エチルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)−3−メチルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)−2−メチルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)−2−トリフロロメチルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)−2−ペンタフロロエチルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)−2−フェニルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)−2,2−ジフロロオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)−2,2,4−トリフロロオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)−2,2,4,4−テトラフロロオキセタン、3−(メタクリロイルオキシエチル)オキセタン、3−(メタクリロイルオキシエチル)−3−エチルオキセタン、2−エチル−3−(メタクリロイルオキシエチル)オキセタン、3−(メタクリロイルオキシエチル)−2−トリフロロメチルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシエチル)−2−ペンタフロロエチルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシエチル)−2−フェニルオキセタン、2,2−ジフロロ−3−(メタクリロイルオキシエチル)オキセタン、3−(メタクリロイルオキシエチル)−2,2,4−トリフロロオキセタン、3−(メタクリロイルオキシエチル)−2,2,4,4−テトラフロロオキセタン等のメタクリル酸エステル類;   Examples of the monomer that gives the repeating unit (1-a) include 3- (methacryloyloxymethyl) oxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -3-ethyloxetane, and 3- (methacryloyloxymethyl) -3-. Methyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -2-methyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -2-trifluoromethyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -2-pentafluoroethyloxetane, 3- (methacryloyl) Oxymethyl) -2-phenyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -2,2-difluorooxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -2,2,4-trifluorooxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -2,2,4,4-tet Fluoroxetane, 3- (methacryloyloxyethyl) oxetane, 3- (methacryloyloxyethyl) -3-ethyloxetane, 2-ethyl-3- (methacryloyloxyethyl) oxetane, 3- (methacryloyloxyethyl) -2-trifluoro Methyl oxetane, 3- (methacryloyloxyethyl) -2-pentafluoroethyl oxetane, 3- (methacryloyloxyethyl) -2-phenyloxetane, 2,2-difluoro-3- (methacryloyloxyethyl) oxetane, 3- (methacryloyl) Methacrylic acid esters such as (oxyethyl) -2,2,4-trifluorooxetane, 3- (methacryloyloxyethyl) -2,2,4,4-tetrafluorooxetane;

3−(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−3−エチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−3−メチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−2−メチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−2−トリフロロメチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−2−ペンタフロロエチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−2−フェニルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−2,2−ジフロロオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−2,2,4−トリフロロオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−2,2,4,4−テトラフロロオキセタン、3−(アクリロイルオキシエチル)オキセタン、3−(アクリロイルオキシエチル)−3−エチルオキセタン、2−エチル−3−(アクリロイルオキシエチル)オキセタン、3−(アクリロイルオキシエチル)−2−トリフロロメチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシエチル)−2−ペンタフロロエチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシエチル)−2−フェニルオキセタン、2,2−ジフロロ−3−(アクリロイルオキシエチル)オキセタン、3−(アクリロイルオキシエチル)−2,2,4−トリフロロオキセタン、3−(アクリロイルオキシエチル)−2,2,4,4−テトラフロロオキセタン等のアクリル酸エステル類を挙げることができる。
これらの単量体のなかでも、下記一般式(1−a−1)〜(1−a−4)で表される構造の化合物が好ましい。
3- (acryloyloxymethyl) oxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -3-ethyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -3-methyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2-methyloxetane, 3- (Acryloyloxymethyl) -2-trifluoromethyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2-pentafluoroethyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2-phenyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2 , 2-Difluorooxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2,2,4-trifluorooxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2,2,4,4-tetrafluorooxetane, 3- (acryloyloxy) Ethyl) oxetane, 3- (acrylo Ruoxyethyl) -3-ethyloxetane, 2-ethyl-3- (acryloyloxyethyl) oxetane, 3- (acryloyloxyethyl) -2-trifluoromethyloxetane, 3- (acryloyloxyethyl) -2-pentafluoroethyloxetane 3- (acryloyloxyethyl) -2-phenyloxetane, 2,2-difluoro-3- (acryloyloxyethyl) oxetane, 3- (acryloyloxyethyl) -2,2,4-trifluorooxetane, 3- ( Acrylic acid esters such as (acryloyloxyethyl) -2,2,4,4-tetrafluorooxetane.
Among these monomers, compounds having structures represented by the following general formulas (1-a-1) to (1-a-4) are preferable.

Figure 2011059531
Figure 2011059531

尚、繰り返し単位(1−a)が重合体(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(1−a)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。   In addition, when the repeating unit (1-a) is contained in the polymer (A), this repeating unit (1-a) may be contained in only one kind, or may be contained in two or more kinds. Good.

一般式(1−b)におけるR及びRは、それぞれ、上述の一般式(1−a)におけるR及びRと同義であり、各説明をそのまま適用することができる。 R 1 and R 2 in the general formula (1-b), respectively, have the same meanings as R 1 and R 2 in the above general formula (1-a), it can be directly applied to the corresponding sections.

前記繰り返し単位(1−b)を与える単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸−β−メチルグリシジル、(メタ)アクリル酸−β−エチルグリシジル、(メタ)アクリル酸−β−プロピルグリシジル、α−エチルアクリル酸−β−メチルグリシジル、(メタ)アクリル酸−3−メチル−3,4−エポキシブチル、(メタ)アクリル酸−3−エチル−3,4−エポキシブチル、(メタ)アクリル酸−4−メチル−4,5−エポキシペンチル、(メタ)アクリル酸−5−メチル−5,6−エポキシヘキシル等が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the repeating unit (1-b) include glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid-β-methylglycidyl, (meth) acrylic acid-β-ethylglycidyl, (meth) Acrylic acid-β-propylglycidyl, α-ethylacrylic acid-β-methylglycidyl, (meth) acrylic acid-3-methyl-3,4-epoxybutyl, (meth) acrylic acid-3-ethyl-3,4- Examples thereof include epoxybutyl, (meth) acrylic acid-4-methyl-4,5-epoxypentyl, (meth) acrylic acid-5-methyl-5,6-epoxyhexyl, and the like.

これらの単量体のなかでも、下記一般式(1−b−1)〜(1−b−4)で表される構造の化合物が好ましい。   Among these monomers, compounds having structures represented by the following general formulas (1-b-1) to (1-b-4) are preferable.

Figure 2011059531
Figure 2011059531

尚、繰り返し単位(1−b)が重合体(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(1−b)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。   In addition, when the repeating unit (1-b) is contained in the polymer (A), this repeating unit (1-b) may be contained only in one kind, or may be contained in two or more kinds. Good.

前記一般式(2)のR及びRにおける、炭素数2〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基としては、例えば、エチレン基;1,3−プロピレン基若しくは1,2−プロピレン基等のプロピレン基;テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、2−プロピリデン基等の飽和鎖状炭化水素基が挙げられる。 Examples of the linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in R 8 and R 9 in the general formula (2) include, for example, ethylene group; 1,3-propylene group or 1,2-propylene group A propylene group such as tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1 Examples thereof include saturated chain hydrocarbon groups such as -methyl-1,4-butylene group, 2-methyl-1,4-butylene group, methylidene group, ethylidene group, propylidene group, and 2-propylidene group.

一般式(2)のR及びRにおける炭素数4〜12の脂環式のアルキレン基としては、例えば、単環式炭化水素環基、架橋環式炭化水素環基等が挙げられる。
単環式炭化水素環基としては、例えば、1,3−シクロブチレン基等のシクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基等のシクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基等のシクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基等のシクロオクチレン基等の炭素数4〜12のシクロアルキレン基等が挙げられる。
架橋環式炭化水素環基としては、例えば、1,4−ノルボルニレン基若しくは2,5−ノルボルニレン基等のノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基、2,6−アダマンチレン基等のアダマンチレン基等の2〜4環式の炭素数4〜12の炭化水素環基等が挙げられる。
As a C4-C12 alicyclic alkylene group in R < 8 > and R < 9 > of General formula (2), a monocyclic hydrocarbon cyclic group, a bridged cyclic hydrocarbon cyclic group, etc. are mentioned, for example.
Examples of the monocyclic hydrocarbon ring group include a cyclobutylene group such as a 1,3-cyclobutylene group, a cyclopentylene group such as a 1,3-cyclopentylene group, and a cyclohexene group such as a 1,4-cyclohexylene group. Examples thereof include cycloalkylene groups having 4 to 12 carbon atoms such as a silylene group and a cyclooctylene group such as a 1,5-cyclooctylene group.
Examples of the bridged cyclic hydrocarbon ring group include a norbornylene group such as a 1,4-norbornylene group or a 2,5-norbornylene group, an adamantylene group such as a 1,5-adamantylene group, and a 2,6-adamantylene group. 2-4 cyclic hydrocarbon ring groups having 4 to 12 carbon atoms, and the like.

尚、一般式(2)において、RとRは、それぞれ、同一の基であってもよいし、異なっていてもよい。 In the general formula (2), R 8 and R 9 may be the same group or different from each other.

一般式(2)で表される繰り返し単位(2)を与える単量体としては、例えば、ヘキサヒドロフタル酸2−メタクリロイルオキシエチル、ヘキサヒドロフタル酸3−メタクリロイルオキシプロピル、ヘキサヒドロフタル酸4−メタクリロイルオキシブチル等が挙げられる。   As a monomer which gives the repeating unit (2) represented by the general formula (2), for example, 2-methacryloyloxyethyl hexahydrophthalate, 3-methacryloyloxypropyl hexahydrophthalate, 4-hexahydrophthalic acid 4- And methacryloyloxybutyl.

尚、繰り返し単位(2)が重合体(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(2)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。   In addition, when the repeating unit (2) is contained in the polymer (A), this repeating unit (2) may be contained only 1 type, and may be contained 2 or more types.

前記一般式(3)のR11における「炭素数2〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基」及び「炭素数4〜12の脂環式のアルキレン基」については、それぞれ、一般式(2)のRにおける「炭素数2〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基」及び「炭素数4〜12の脂環式のアルキレン基」の説明をそのまま適用することができる。 The “linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms” and the “alicyclic alkylene group having 4 to 12 carbon atoms” in R 11 of the general formula (3) are each represented by the general formula ( The description of “a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms” and “an alicyclic alkylene group having 4 to 12 carbon atoms” in R 8 of 2) can be applied as it is.

一般式(3)で表される繰り返し単位(3)を与える単量体としては、例えば、シクロヘキサカルボン酸2−メタクリロイルオキシ、プロピルカルボン酸3−メタクリロイルオキシ等が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the repeating unit (3) represented by the general formula (3) include cyclohexacarboxylic acid 2-methacryloyloxy, propylcarboxylic acid 3-methacryloyloxy, and the like.

尚、繰り返し単位(3)が重合体(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(3)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。   In addition, when the repeating unit (3) is contained in the polymer (A), this repeating unit (3) may be contained only 1 type, and may be contained 2 or more types.

前記一般式(4)で表される繰り返し単位(4)を与える単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸を挙げることができる。
尚、繰り返し単位(4)が重合体(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(4)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
Examples of the monomer giving the repeating unit (4) represented by the general formula (4) include acrylic acid and methacrylic acid.
In addition, when the repeating unit (4) is contained in the polymer (A), this repeating unit (4) may be contained only 1 type, and may be contained 2 or more types.

前記一般式(5)のR14における炭素数1〜12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、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等が挙げられる。
また、R14における炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基等が挙げられる。
これらのなかでも、R14は、メチル基、エチル基、n−ブチル基又はt−ブチル基であることが好ましい。
尚、R14が複数存在する場合(即ち、式中のjが2又は3の場合)には、それぞれ、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。
Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in R 14 of the general formula (5) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, and an n-butyl group. , 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.
Examples of the linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms in R 14 include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, 2-methylpropoxy group. Group, 1-methylpropoxy group, t-butoxy group and the like.
Among these, R 14 is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, or a t-butyl group.
In the case where R 14 there are a plurality (i.e., when j in formula is 2 or 3), respectively, may be the same group or may be different groups.

一般式(5)において、iは、0〜3の整数であり、1又は2であることがより好ましい。また、jは、0〜3の整数であり、0〜2の整数であることがより好ましい。   In the general formula (5), i is an integer of 0 to 3, and is more preferably 1 or 2. Moreover, j is an integer of 0-3, and it is more preferable that it is an integer of 0-2.

一般式(5)で表される繰り返し単位(5)の具体例としては、下式(5−1)〜(5−4)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
尚、繰り返し単位(5)が重合体(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(5)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
Specific examples of the repeating unit (5) represented by the general formula (5) include repeating units represented by the following formulas (5-1) to (5-4).
In addition, when the repeating unit (5) is contained in the polymer (A), this repeating unit (5) may be contained only 1 type, and may be contained 2 or more types.

Figure 2011059531
Figure 2011059531

前記一般式(6)におけるR16のアルキル基及びアルコキシル基については、それぞれ、前記一般式(5)におけるR14のアルキル基及びアルコキシル基に関する説明をそのまま適用することができる。
尚、R16が複数存在する場合(即ち、式中のlが2又は3の場合)には、それぞれ、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。
With respect to the alkyl group and alkoxyl group of R 16 in the general formula (6), the explanations regarding the alkyl group and alkoxyl group of R 14 in the general formula (5) can be applied as they are.
When a plurality of R 16 are present (that is, when 1 in the formula is 2 or 3), they may be the same group or different groups.

一般式(6)において、kは、0〜3の整数であり、1又は2であることがより好ましい。また、lは、0〜3の整数であり、0又は1であることがより好ましい。   In General formula (6), k is an integer of 0-3, and it is more preferable that it is 1 or 2. L is an integer of 0 to 3, and is more preferably 0 or 1.

一般式(6)で表される繰り返し単位(6)の具体例としては、下式(6−1)及び(6−2)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
尚、繰り返し単位(6)が重合体(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(6)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
Specific examples of the repeating unit (6) represented by the general formula (6) include repeating units represented by the following formulas (6-1) and (6-2).
In addition, when the repeating unit (6) is contained in the polymer (A), this repeating unit (6) may be contained only 1 type, and may be contained 2 or more types.

Figure 2011059531
Figure 2011059531

前記一般式(7)におけるR18のアルキル基及びアルコキシル基については、それぞれ、前記一般式(5)におけるR14のアルキル基及びアルコキシル基に関する説明をそのまま適用することができる。
尚、R18が複数存在する場合(即ち、式中のnが2又は3の場合)には、それぞれ、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。
Regarding the alkyl group and alkoxyl group of R 18 in the general formula (7), the description regarding the alkyl group and alkoxyl group of R 14 in the general formula (5) can be applied as it is.
In the case where R 18 there are a plurality (i.e., when n in the formula is 2 or 3), respectively, may be the same group or may be different groups.

一般式(7)において、mは、0〜3の整数であり、1又は2であることがより好ましい。また、nは、0〜3の整数であり、0又は1であることがより好ましい。   In General formula (7), m is an integer of 0-3, and it is more preferable that it is 1 or 2. N is an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.

一般式(7)で表される繰り返し単位(7)の具体例としては、下式(7−1)及び(7−2)で表される繰り返し単位等を挙げることができる。
尚、繰り返し単位(7)が重合体(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(7)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
Specific examples of the repeating unit (7) represented by the general formula (7) include repeating units represented by the following formulas (7-1) and (7-2).
In addition, when the repeating unit (7) is contained in the polymer (A), this repeating unit (7) may be contained only 1 type, and may be contained 2 or more types.

Figure 2011059531
Figure 2011059531

前記式(5−1)〜(5−3)で表される各繰り返し単位は、対応するヒドロキシスチレン誘導体を単量体として用いることにより得ることができる。更には、加水分解することにより、ヒドロキシスチレン誘導体が得られる化合物を単量体として用いることにより得ることもできる。
式(5−1)〜(5−3)で表される各繰り返し単位を生成するために用いられる単量体としては、p−アセトキシスチレン、p−(1−エトキシエトキシ)スチレン等が好ましい。これらの単量体を用いた場合には、重合体とした後、側鎖の加水分解反応により、式(5−1)〜(5−3)で表される各繰り返し単位を生成することができる。
Each repeating unit represented by the formulas (5-1) to (5-3) can be obtained by using a corresponding hydroxystyrene derivative as a monomer. Furthermore, it can also obtain by using as a monomer the compound from which a hydroxy styrene derivative is obtained by hydrolyzing.
As a monomer used in order to produce | generate each repeating unit represented by Formula (5-1)-(5-3), p-acetoxy styrene, p- (1-ethoxyethoxy) styrene, etc. are preferable. When these monomers are used, each repeating unit represented by the formulas (5-1) to (5-3) may be generated by a side chain hydrolysis reaction after forming a polymer. it can.

また、前記式(5−4)、(6−1)、(6−2)、(7−1)及び(7−2)で表される各繰り返し単位は、対応する単量体を用いることにより得ることができる。
式(5−4)、(6−1)、(6−2)、(7−1)及び(7−2)で表される各繰り返し単位を生成するために用いられる単量体としては、p−イソプロペニルフェノール、4−ヒドロキシフェニルアクリレート、4−ヒドロキシフェニルメタクリレート、N−(4−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド等が好ましい。
In addition, each repeating unit represented by the formulas (5-4), (6-1), (6-2), (7-1), and (7-2) uses a corresponding monomer. Can be obtained.
As a monomer used to generate each repeating unit represented by the formula (5-4), (6-1), (6-2), (7-1) and (7-2), P-isopropenylphenol, 4-hydroxyphenyl acrylate, 4-hydroxyphenyl methacrylate, N- (4-hydroxyphenyl) acrylamide, N- (4-hydroxyphenyl) methacrylamide and the like are preferable.

また、重合体(A)は、前記繰り返し単位(1−a)、(1−b)及び(2)〜(7)以外に、非酸解離性化合物に由来する繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(8)」ともいう。)を更に含んでいてもよい。
非酸解離性化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、イソボロニルアクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、テトラシクロドデセニル(メタ)アクリレート、下記式(b−1)で表される化合物等が挙げられる。これらのなかでも、スチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、トリシクロデカニルアクリレート、下記式(b−1)で表される化合物が好ましい。
尚、繰り返し単位(8)が重合体(A)に含まれている場合、この繰り返し単位(8)は1種のみ含まれていてもよいし、2種以上含まれていてもよい。
In addition to the repeating units (1-a), (1-b) and (2) to (7), the polymer (A) is a repeating unit derived from a non-acid dissociable compound (hereinafter referred to as “repeating unit”). (8) ") may be further included.
Non-acid dissociable compounds include, for example, styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, isobornyl acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, and tetracyclodode. Examples include senyl (meth) acrylate and compounds represented by the following formula (b-1). Among these, styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, tricyclodecanyl acrylate, and a compound represented by the following formula (b-1) are preferable.
In addition, when the repeating unit (8) is contained in the polymer (A), this repeating unit (8) may be contained only 1 type, and may be contained 2 or more types.

Figure 2011059531
Figure 2011059531

重合体(A)における繰り返し単位(1−a)及び(1−b)の含有量の合計は、重合体(A)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、1モル%以上であることが好ましく、より好ましくは30〜90モル%、更に好ましくは40〜80モル%である。この含有量が1モル%以上である場合には、重合体(A)を感放射線性樹脂組成物におけるアルカリ可溶性重合体として用いた際に、ナノエッジラフネスに優れるものとすることができる。   The total content of the repeating units (1-a) and (1-b) in the polymer (A) is 1 mol% or more when the total of all the repeating units in the polymer (A) is 100 mol%. More preferably, it is 30-90 mol%, More preferably, it is 40-80 mol%. When this content is 1 mol% or more, when the polymer (A) is used as an alkali-soluble polymer in the radiation-sensitive resin composition, it can be excellent in nano edge roughness.

また、繰り返し単位(2)〜(7)の含有量の合計は、重合体(A)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、90モル%以下であることが好ましく、より好ましくは10〜90モル%、更に好ましくは20〜90モル%、特に好ましくは20〜80モル%である。この含有量の合計が90モル%以下である場合には、重合体(A)を感放射線性樹脂組成物におけるアルカリ可溶性重合体として用いた際に、ナノエッジラフネスに優れるものとすることができる。   The total content of the repeating units (2) to (7) is preferably 90 mol% or less, more preferably when the total of all repeating units in the polymer (A) is 100 mol%. Is 10 to 90 mol%, more preferably 20 to 90 mol%, particularly preferably 20 to 80 mol%. When the total content is 90 mol% or less, when the polymer (A) is used as the alkali-soluble polymer in the radiation-sensitive resin composition, it can be excellent in nano edge roughness. .

更に、繰り返し単位(1−a)、(1−b)及び(2)〜(7)の含有量の合計は、重合体(A)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、20モル%以上であることが好ましく、より好ましくは30〜100モル%、更に好ましくは40〜100モル%である。この含有量の合計が20モル%以上である場合には、重合体(A)を感放射線性樹脂組成物におけるアルカリ可溶性重合体として用いた際に、ナノエッジラフネスに優れるものとすることができる。   Furthermore, the total content of the repeating units (1-a), (1-b) and (2) to (7) is, when the total of all repeating units in the polymer (A) is 100 mol%, It is preferable that it is 20 mol% or more, More preferably, it is 30-100 mol%, More preferably, it is 40-100 mol%. When the total content is 20 mol% or more, when the polymer (A) is used as an alkali-soluble polymer in the radiation-sensitive resin composition, it can be excellent in nano edge roughness. .

また、繰り返し単位(8)の含有量は、重合体(A)における全繰り返し単位の合計を100モル%とした場合に、60モル%以下であることが好ましく、より好ましくは0〜50モル%である。この含有量が60モル%以下である場合には、重合体(A)を感放射線性樹脂組成物におけるアルカリ可溶性重合体として用いた際に、解像性能とナノエッジラフネスとの性能バランスに優れるものとすることができる。   The content of the repeating unit (8) is preferably 60 mol% or less, more preferably 0 to 50 mol%, when the total of all repeating units in the polymer (A) is 100 mol%. It is. When the content is 60 mol% or less, when the polymer (A) is used as an alkali-soluble polymer in the radiation-sensitive resin composition, the performance balance between resolution performance and nanoedge roughness is excellent. Can be.

尚、本発明の感放射線性樹脂組成物は、重合体(A)を1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。   In addition, the radiation sensitive resin composition of this invention may contain only 1 type of polymers (A), and may contain 2 or more types.

また、本発明における重合体(A)の合成方法は特に限定されないが、例えば、公知のラジカル重合又はアニオン重合により得ることができる。また、上述の繰り返し単位(5)〜(7)における側鎖のヒドロキシスチレン単位は、ラジカル重合又はアニオン重合により得られた重合体〔以下、重合体(Ia)という〕を有機溶媒中で塩基又は酸の存在下でアセトキシ基等の加水分解を行なうことにより得ることができる。   The method for synthesizing the polymer (A) in the present invention is not particularly limited, and can be obtained, for example, by known radical polymerization or anionic polymerization. Further, the side chain hydroxystyrene unit in the above repeating units (5) to (7) is a base or a polymer obtained by radical polymerization or anion polymerization (hereinafter referred to as polymer (Ia)) in an organic solvent. It can be obtained by hydrolysis of an acetoxy group or the like in the presence of an acid.

ラジカル重合は、例えば、窒素雰囲気下、適当な有機溶媒中で、ラジカル重合開始剤の存在下において、繰り返し単位(1−a)や(1−b)を与える3−(メタクリロイルオキシメチル)−3−エチルオキセタンやメタクリル酸グリシジル等の必要な単量体を攪拌し、加熱することにより実施することができる。   In the radical polymerization, for example, 3- (methacryloyloxymethyl) -3 which gives repeating units (1-a) and (1-b) in the presence of a radical polymerization initiator in a suitable organic solvent under a nitrogen atmosphere. -Necessary monomers such as ethyl oxetane and glycidyl methacrylate can be stirred and heated.

ラジカル重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)2,2’−アゾビスメチルブチロニトリル、2,2’−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、シアノメチルエチルアゾホルムアミド、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルプロピオン酸メチル)、2,2’−アゾビスシアノバレリック酸等のアゾ化合物;過酸化ベンゾイル、ラウロイルペルオキシド、1,1’−ビス−(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキシド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物、及び過酸化水素等が挙げられる。
尚、この重合の際には、必要に応じて、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ、沃素、メルカプタン、スチレンダイマー等の重合助剤を添加することもできる。
Examples of the radical polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis- (4-methoxy-). 2,4-dimethylvaleronitrile) 2,2′-azobismethylbutyronitrile, 2,2′-azobiscyclohexanecarbonitrile, cyanomethylethylazoformamide, 2,2′-azobis (2,4-dimethylpropion) Acid methyl), azo compounds such as 2,2′-azobiscyanovaleric acid; benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 1,1′-bis- (t-butylperoxy) cyclohexane, 3,5,5-trimethylhexa Examples thereof include organic peroxides such as noyl peroxide and t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and hydrogen peroxide.
In this polymerization, a polymerization aid such as 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy, iodine, mercaptan, styrene dimer may be added as necessary.

ラジカル重合における反応温度は特に限定されず、開始剤の種類等により適宜選定される(例えば、50〜200℃)。特に、アゾ系開始剤やパーオキサイド系開始剤を用いる場合には、開始剤の半減期が10分から30時間程度になる温度が好ましく、より好ましくは開始剤の半減期が30分から10時間程度になる温度である。
また、反応時間は、開始剤の種類や反応温度により異なるが、開始剤が50%以上消費される反応時間が望ましく、多くの場合0.5〜24時間程度である。
The reaction temperature in radical polymerization is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the type of initiator and the like (for example, 50 to 200 ° C.). In particular, when an azo initiator or a peroxide initiator is used, a temperature at which the half life of the initiator is about 10 minutes to about 30 hours is preferable, and more preferably, the half life of the initiator is about 30 minutes to about 10 hours. Temperature.
The reaction time varies depending on the type of initiator and the reaction temperature, but the reaction time during which 50% or more of the initiator is consumed is desirable, and in many cases is about 0.5 to 24 hours.

また、アニオン重合は、例えば、窒素雰囲気下、適当な有機溶媒中で、アニオン重合開始剤の存在下において、繰り返し単位(1−a)や(1−b)を与える3−(メタクリロイルオキシメチル)−3−エチルオキセタンやメタクリル酸グリシジル等の必要な単量体を攪拌し、所定の温度で維持することにより実施することができる。   Anionic polymerization is, for example, 3- (methacryloyloxymethyl) which gives repeating units (1-a) and (1-b) in the presence of an anionic polymerization initiator in a suitable organic solvent under a nitrogen atmosphere. Necessary monomers such as -3-ethyloxetane and glycidyl methacrylate are stirred and maintained at a predetermined temperature.

アニオン重合開始剤としては、例えば、n−ブチルリチウム、s−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、エチルリチウム、エチルナトリウム、1,1−ジフェニルヘキシルリチウム、1,1−ジフェニル−3−メチルペンチルリチウム等の有機アルカリ金属が挙げられる。   Examples of the anionic polymerization initiator include n-butyl lithium, s-butyl lithium, t-butyl lithium, ethyl lithium, ethyl sodium, 1,1-diphenylhexyl lithium, 1,1-diphenyl-3-methylpentyl lithium, and the like. The organic alkali metal is mentioned.

アニオン重合における反応温度は特に限定されず、開始剤の種類等により適宜選定される。特に、アルキルリチウムを開始剤として用いる場合には、−100〜50℃であることが好ましく、より好ましくは−78〜30℃である。
また、反応時間は、開始剤の種類や反応温度により異なるが、開始剤が50%以上消費される反応時間が望ましく、多くの場合0.5〜24時間程度である。
The reaction temperature in the anionic polymerization is not particularly limited and is appropriately selected depending on the kind of the initiator. In particular, when alkyl lithium is used as an initiator, the temperature is preferably −100 to 50 ° C., more preferably −78 to 30 ° C.
The reaction time varies depending on the type of initiator and the reaction temperature, but the reaction time during which 50% or more of the initiator is consumed is desirable, and in many cases is about 0.5 to 24 hours.

尚、重合体(A)の合成においては、重合開始剤を用いずに、加熱により重合反応を行なうことも可能である。   In the synthesis of the polymer (A), it is possible to carry out the polymerization reaction by heating without using a polymerization initiator.

また、重合体(Ia)の側鎖を加水分解することでヒドロキシスチレン単位を導入する場合において、加水分解の反応に用いられる酸としては、例えば、p−トルエンスルホン酸及びその水和物、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、マロン酸、蓚酸、1,1,1−フルオロ酢酸などの有機酸;硫酸、塩酸、リン酸、臭化水素酸等の無機酸;或いはピリジニウムp−トルエンスルホネート、アンモニウムp−トルエンスルホネート、4−メチルピリジニウムp−トルエンスルホネートの如き塩等が挙げられる。
更に、塩基としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基;トリエチルアミン、N−メチル−2−ピロリドン、ピペリジン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の有機塩基等が挙げられる。
In addition, when a hydroxystyrene unit is introduced by hydrolyzing the side chain of the polymer (Ia), examples of the acid used for the hydrolysis reaction include p-toluenesulfonic acid and its hydrate, methane Organic acids such as sulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, malonic acid, oxalic acid, 1,1,1-fluoroacetic acid; inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid; or pyridinium p-toluenesulfonate, ammonium Examples thereof include salts such as p-toluenesulfonate and 4-methylpyridinium p-toluenesulfonate.
Furthermore, examples of the base include inorganic bases such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, and potassium carbonate; organic bases such as triethylamine, N-methyl-2-pyrrolidone, piperidine, and tetramethylammonium hydroxide.

また、上述の重合や加水分解に用いられる有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン等のケトン類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;メタノール、エタノール、プロパノール、等のアルコール類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;クロロホルム、ブロモホルム、塩化メチレン、臭化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化アルキル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、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メチルエーテルアセテート、セロソルブ類等のエステル類;ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホロアミド等の非プロトン性極性溶剤類等が挙げられる。
これらのなかでも、アセトン、メチルアミルケトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、プロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、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メチルエーテルアセテート等が好ましい。
Examples of the organic solvent used for the polymerization and hydrolysis described above include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl amyl ketone; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran (THF); methanol, ethanol, propanol, and the like. Alcohols; aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, and octane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; halogenated alkyls such as chloroform, bromoform, methylene chloride, methylene bromide, and carbon tetrachloride; Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cellosolves; non-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, etc. Protic polar solvents, and the like.
Among these, acetone, methyl amyl ketone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, methanol, ethanol, propanol, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate and the like are preferable.

重合体(A)の、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」ともいう)は、2000〜100000であることが好ましく、より好ましくは2000〜40000、更に好ましくは2000〜25000である。
また、重合体(A)のMwと、GPCで測定したポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」ともいう)との比(Mw/Mn)は、通常1〜5であり、より好ましくは1〜3、更に好ましくは1〜2.5である。
The polystyrene equivalent weight average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mw”) of the polymer (A) measured by gel permeation chromatography (GPC) is preferably 2000-100000, more preferably 2000-40000, More preferably, it is 2000-25000.
Further, the ratio (Mw / Mn) of Mw of the polymer (A) to polystyrene-reduced number average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mn”) measured by GPC is usually 1 to 5, more preferably 1 To 3, more preferably 1 to 2.5.

[1−2](B)化合物
本発明の感放射線性樹脂組成物は、上述の重合体(A)と共に、下記一般式(b1)又は(b2)で表される化合物(以下、「化合物(B)」ともいう。)を含有する。
この化合物(B)は、リソグラフィープロセスにおいて、本発明の感放射線性樹脂組成物への電子線や放射線等の照射によって、感放射線性樹脂組成物内で酸を発生する物質である。そして、この化合物(B)等から発生した酸の作用によって、重合体(A)における架橋が生じることになる。
[1-2] (B) Compound The radiation-sensitive resin composition of the present invention, together with the polymer (A) described above, is a compound represented by the following general formula (b1) or (b2) (hereinafter referred to as “compound ( B) ").
This compound (B) is a substance that generates an acid in the radiation-sensitive resin composition by irradiation of the radiation-sensitive resin composition of the present invention with an electron beam or radiation in a lithography process. And the bridge | crosslinking in a polymer (A) arises by the effect | action of the acid generate | occur | produced from this compound (B).

Figure 2011059531
〔一般式(b1)及び(b2)において、R31〜R35は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、トリフルオロメチル基、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数5〜25のシクロアルキル基、−S−R36基、−O−SO−R37基、又は、−SO−R38基を示す(但し、R36〜R38は、それぞれ独立に、フッ素原子で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、フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基、フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数6〜22のアリール基を示す。)。X 及びX は、それぞれ独立に、OH、R39、又は、R40COOを示す(但し、R39及びR40は、それぞれ独立に、フッ素原子で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、フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基、又は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、及びヒドロキシル基のうちの少なくとも1種で置換若しくは非置換の炭素数6〜22のアリール基を示す。)。〕
Figure 2011059531
[In General Formulas (b1) and (b2), R 31 to R 35 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, A cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms, -S-R 36 group, -O-SO 2 -R 37 group, or -SO 2 -R 38 group (provided that R 36 to R 38 are each independently A linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms substituted or unsubstituted with a fluorine atom, a cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms substituted or unsubstituted with a fluorine atom, or substituted or non-substituted with a fluorine atom. A substituted aryl group having 6 to 22 carbon atoms is shown.). X 1 - and X 2 - are each independently, OH -, R 39 O - , or, R 40 COO - showing the (where, R 39 and R 40 each independently represent a substituted or unsubstituted with fluorine atom A linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms substituted or unsubstituted by a fluorine atom, or a fluorine atom, a trifluoromethyl group, and a hydroxyl group. And a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 22 carbon atoms. ]

一般式(b1)及び(b2)のR31〜R35における炭素数1〜12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、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等が挙げられる。
また、R31〜R35における炭素数5〜25のシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、アダマンチル基、ノルボニル基等が挙げられる。
Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in R 31 to R 35 of the general formulas (b1) and (b2) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and i-propyl. Group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.
Further, the cycloalkyl group of 5 to 25 carbon atoms in R 31 to R 35, for example, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, cyclooctyl group, adamantyl group, etc. norbornyl group.

前記−S−R36基、−O−SO−R37基、及び−SO−R38基におけるR36〜R38の非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等が挙げられる。
また、R36〜R38のフッ素原子で置換された炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、上述の非置換の炭素数1〜12のアルキル基における少なくとも1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換された基を挙げることができる。
R 36 to R 38 unsubstituted C 1-12 linear or branched alkyl in the —S—R 36 group, —O—SO 2 —R 37 group, and —SO 2 —R 38 group. Examples of the group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, a 1-methylpropyl group, and a t-butyl group.
Examples of the linear or branched alkyl group of R 36 to R 38 having 1 to 12 carbon atoms substituted with fluorine atoms, at least one or more of the unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms described above And a group in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.

36〜R38の非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、アダマンチル基、ノルボニル基等が挙げられる。
また、R36〜R38のフッ素原子で置換された炭素数5〜25のシクロアルキル基としては、上述の非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基における少なくとも1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換された基を挙げることができる。
Examples of the unsubstituted cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms of R 36 to R 38 include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, an adamantyl group, and a norbornyl group.
As the cycloalkyl group has been 5 to 25 carbon atoms substituted with a fluorine atom R 36 to R 38, at least one or more hydrogen atoms in the unsubstituted cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms described above fluorine Mention may be made of groups substituted by atoms.

36〜R38の非置換の炭素数6〜22のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基、アントリル基等が挙げられる。
また、R36〜R38のフッ素原子で置換された炭素数6〜22のアリール基としては、上述の非置換の炭素数6〜22のアリール基における少なくとも1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換された基を挙げることができる。
Examples of the unsubstituted aryl group having 6 to 22 carbon atoms of R 36 to R 38 include a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group, and an anthryl group.
The aryl group R 36 to R 38 fluorine atoms are replaced by an atom having 6 to 22, at least one hydrogen atom in the unsubstituted aryl group having 6 to 22 carbon atoms described above with a fluorine atom Mention may be made of substituted groups.

一般式(b1)のX 及び一般式(b2)のX における、R39及びR40の「フッ素原子で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」、「フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基」、及び「非置換の炭素数6〜22のアリール基」については、それぞれ、一般式(b1)及び(b2)のR31〜R35における「フッ素原子で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」、「フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基」、及び「非置換の炭素数6〜22のアリール基」の説明をそのまま適用することができる。 R 39 and R 40 in “X 1 of the general formula (b1) and X 2 of the general formula (b2)” are linear or branched alkyl having 1 to 12 carbon atoms substituted or unsubstituted by a fluorine atom. Group "," cycloalkyl group substituted or unsubstituted with 5 to 25 carbon atoms "and" unsubstituted aryl group with 6 to 22 carbon atoms "are represented by the general formulas (b1) and (b2), respectively. ) In R 31 to R 35 , “a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms that is substituted or unsubstituted by a fluorine atom”, “cyclocarbon having 5 to 25 carbon atoms that is substituted or unsubstituted by a fluorine atom” The descriptions of “alkyl group” and “unsubstituted aryl group having 6 to 22 carbon atoms” can be applied as they are.

また、フッ素原子、トリフルオロメチル基、及びヒドロキシル基のうちの少なくとも1種で置換された炭素数6〜22のアリール基としては、上述の非置換の炭素数6〜22のアリール基における少なくとも1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換された基を挙げることができる。   Moreover, as a C6-C22 aryl group substituted by at least 1 sort (s) of a fluorine atom, a trifluoromethyl group, and a hydroxyl group, at least 1 in the above-mentioned unsubstituted C6-C22 aryl group is mentioned. Mention may be made of groups in which one or more hydrogen atoms have been replaced by fluorine atoms.

一般式(b1)で表される化合物におけるカチオンとしては、下記式(x1−1)〜(x1−3)等で表されるカチオンが好ましい。   As the cation in the compound represented by the general formula (b1), cations represented by the following formulas (x1-1) to (x1-3) are preferable.

Figure 2011059531
Figure 2011059531

一般式(b2)で表される化合物におけるカチオンとしては、下記式(x2−1)〜(x2−2)等で表されるカチオンが好ましい。   As the cation in the compound represented by the general formula (b2), cations represented by the following formulas (x2-1) to (x2-2) are preferable.

Figure 2011059531
Figure 2011059531

また、化合物(B)における、X 及びX としては、それぞれ、OH、CHCOO、及び下記式(Z−1)〜(Z−4)で表されるアニオンであることが好ましい。 In addition, X 1 and X 2 in the compound (B) are OH , CH 3 COO , and anions represented by the following formulas (Z-1) to (Z-4), respectively. Is preferred.

Figure 2011059531
Figure 2011059531

具体的な化合物(B)としては、例えば、カチオン部が前記式(x1−1)で表されるカチオンであって、アニオン部が、OH、CHCOO、前記式(Z−2)又は(Z−3)で表されるアニオンであるもの等が挙げられる。 As a specific compound (B), for example, the cation moiety is a cation represented by the formula (x1-1), and the anion moiety is OH , CH 3 COO , and the formula (Z-2). Or what is an anion represented by (Z-3) etc. are mentioned.

尚、本発明の感放射線性樹脂組成物は、化合物(B)を1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。   In addition, the radiation sensitive resin composition of this invention may contain only 1 type of compounds (B), and may contain 2 or more types.

化合物(B)の含有量は、重合体(A)を100質量部とした場合に、15質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.001〜10質量部、更に好ましくは0.005〜5質量部である。この含有量が15質量部以下である場合、形成したレジスト膜の感度や露光部の現像性に優れるため好ましい。尚、この含有量が15質量部を超える場合、形成したレジスト膜の感度や露光部の現像性が低下するおそれがある。また、この含有量が0.001質量部未満であると、プロセス条件によっては、形成したレジスト膜のパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれがある。   The content of the compound (B) is preferably 15 parts by mass or less, more preferably 0.001 to 10 parts by mass, and still more preferably 0.005 when the polymer (A) is 100 parts by mass. -5 parts by mass. The content of 15 parts by mass or less is preferable because the sensitivity of the formed resist film and the developability of the exposed part are excellent. In addition, when this content exceeds 15 mass parts, there exists a possibility that the sensitivity of the formed resist film and the developability of an exposure part may fall. Further, if the content is less than 0.001 part by mass, the pattern shape and dimensional fidelity of the formed resist film may be lowered depending on the process conditions.

[1−3](C)溶剤
本発明の感放射線性樹脂組成物は、上述の重合体(A)及び化合物(B)等の各成分を、溶剤に溶解させたものであることが好ましい。即ち、溶剤(以下、溶剤(C)ともいう。)を更に含有することが好ましい。
この溶剤(C)としては、直鎖状若しくは分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類、及びγ−ブチロラクトン等よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
[1-3] (C) Solvent The radiation-sensitive resin composition of the present invention is preferably obtained by dissolving each component such as the polymer (A) and the compound (B) in a solvent. That is, it is preferable to further contain a solvent (hereinafter also referred to as solvent (C)).
Examples of the solvent (C) include linear or branched ketones, cyclic ketones, propylene glycol monoalkyl ether acetates, alkyl 2-hydroxypropionate, alkyl 3-alkoxypropionate, and γ- It is preferably at least one selected from the group consisting of butyrolactone and the like.

本発明の感放射線性樹脂組成物における溶剤(C)の配合量は、組成物中の全固形分濃度が、70質量%以下となる量であることが好ましく、より好ましくは1〜70質量%となる量、更に好ましくは1〜15質量%となる量、特に好ましくは1〜10質量%となる量である。   The blending amount of the solvent (C) in the radiation-sensitive resin composition of the present invention is preferably such that the total solid concentration in the composition is 70% by mass or less, more preferably 1 to 70% by mass. The amount is more preferably 1 to 15% by mass, particularly preferably 1 to 10% by mass.

そして、本発明の感放射線性樹脂組成物は、上述の重合体(A)及び後述の他の成分を、全固形分濃度が上述の範囲となるように、溶剤に均一に溶解して調製することができる。尚、このように調製した後、例えば、孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することが好ましい。   And the radiation sensitive resin composition of this invention prepares the above-mentioned polymer (A) and the other component mentioned later by melt | dissolving uniformly in a solvent so that total solid content concentration may become the above-mentioned range. be able to. In addition, after preparing in this way, it is preferable to filter with a filter with a pore diameter of about 0.2 μm, for example.

[1−4](D)感放射線性酸発生剤
前記感放射線性酸発生剤(以下、「酸発生剤(D)」ともいう)は、リソグラフィープロセスにおいて、本発明の感放射線性樹脂組成物に電子線や放射線等を照射したときに、感放射線性樹脂組成物内で酸を発生する物質である。そして、この酸発生剤(D)等から発生した酸の作用によって、重合体(A)における架橋が生じることになる。
[1-4] (D) Radiation-sensitive acid generator The radiation-sensitive acid generator (hereinafter also referred to as “acid generator (D)”) is a radiation-sensitive resin composition of the present invention in a lithography process. It is a substance that generates an acid in the radiation-sensitive resin composition when irradiated with an electron beam or radiation. And the bridge | crosslinking in a polymer (A) arises by the effect | action of the acid generate | occur | produced from this acid generator (D).

酸発生剤(D)としては、酸発生効率、耐熱性等が良好であるという観点から、例えば、オニウム塩、ジアゾメタン化合物、及びスルホンイミド化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。尚、本発明における酸発生剤(D)には、上述の化合物(B)が含まれないものとする。
また、これらの酸発生剤(D)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
As the acid generator (D), for example, at least one selected from the group consisting of an onium salt, a diazomethane compound, and a sulfonimide compound is used from the viewpoint of good acid generation efficiency, heat resistance, and the like. preferable. In addition, the above-mentioned compound (B) shall not be contained in the acid generator (D) in this invention.
Moreover, these acid generators (D) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

前記オニウム塩としては、下記一般式(d1)や(d2)で表される化合物等が挙げられる。   Examples of the onium salt include compounds represented by the following general formulas (d1) and (d2).

Figure 2011059531
〔一般式(d1)及び(d2)において、R21〜R25は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、トリフルオロメチル基、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数5〜25のシクロアルキル基、−S−R26基、−O−SO−R27基、又は、−SO−R28基を示す(但し、R26〜R28は、それぞれ独立に、フッ素原子で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、フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基、フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数6〜22のアリール基を示す。)。X 及びX は、それぞれ独立に、下記一般式(x2−1)〜(x2−4)で表されるアニオンのいずれかを示す。〕
Figure 2011059531
[In General Formulas (d1) and (d2), R 21 to R 25 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, A cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms, —S—R 26 group, —O—SO 2 —R 27 group, or —SO 2 —R 28 group (provided that R 26 to R 28 are each independently A linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms substituted or unsubstituted with a fluorine atom, a cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms substituted or unsubstituted with a fluorine atom, or substituted or non-substituted with a fluorine atom. A substituted aryl group having 6 to 22 carbon atoms is shown.). X 3 and X 4 each independently represents any one of the anions represented by the following general formulas (x2-1) to (x2-4). ]

Figure 2011059531
〔一般式(x2−1)において、R41及びR42は、相互に独立に、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基を示すか、或いは、R41及びR42が相互に結合して、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20の環状構造を形成する。また、一般式(x2−2)において、R43、R44及びR45は、相互に独立に、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基を示すか、或いは、R43、R44及びR45のうちのいずれか2つが相互に結合して、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数3〜20の環状構造を形成しており、且つ残りの1つが、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基を示す。〕
Figure 2011059531
[In General Formula (x2-1), R 41 and R 42 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom, or R 41 and R 42. Are bonded to each other to form a C1-C20 cyclic structure substituted with at least one fluorine atom. In the general formula (x2-2), R 43 , R 44 and R 45 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom, or R Any one of 43 , R 44 and R 45 are bonded to each other to form a cyclic structure having 3 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom, and the remaining one is at least An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with one fluorine atom is shown. ]

Figure 2011059531
〔一般式(x2−3)において、R46は、フッ素原子又は置換されていてもよい炭素数1〜12の炭化水素基を示す。nは、1〜10の整数を示す。また、一般式(x2−4)において、R47は、フッ素原子又は置換されていてもよい炭素数1〜12の炭化水素基を示す。〕
Figure 2011059531
[In General Formula (x2-3), R 46 represents a fluorine atom or an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. n represents an integer of 1 to 10. In the general formula (x2-4), R 47 represents a fluorine atom or an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. ]

一般式(d1)及び(d2)のR21〜R25における炭素数1〜12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、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等が挙げられる。
また、R21〜R25における炭素数5〜25のシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、アダマンチル基、ノルボニル基等が挙げられる。
Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in R 21 to R 25 in the general formulas (d1) and (d2) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and i-propyl. Group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.
Further, the cycloalkyl group of 5 to 25 carbon atoms in R 21 to R 25, for example, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, cyclooctyl group, adamantyl group, etc. norbornyl group.

前記−S−R26基、−O−SO−R27基、及び−SO−R28基におけるR26〜R28の非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等が挙げられる。
また、R26〜R28のフッ素原子で置換された炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、上述の非置換の炭素数1〜12のアルキル基における少なくとも1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換された基を挙げることができる。
R 26 to R 28 unsubstituted C 1-12 linear or branched alkyl in the —S—R 26 group, —O—SO 2 —R 27 group, and —SO 2 —R 28 group. Examples of the group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, a 1-methylpropyl group, and a t-butyl group.
Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which is substituted with a fluorine atom R 26 to R 28, at least one or more of the unsubstituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms described above And a group in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.

26〜R28の非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、アダマンチル基、ノルボニル基等が挙げられる。
また、R26〜R28のフッ素原子で置換された炭素数5〜25のシクロアルキル基としては、上述の非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基における少なくとも1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換された基を挙げることができる。
Examples of the unsubstituted cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms of R 26 to R 28 include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, an adamantyl group, and a norbornyl group.
As the cycloalkyl group has been 5 to 25 carbon atoms substituted with a fluorine atom R 26 to R 28, at least one or more hydrogen atoms in the unsubstituted cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms described above fluorine Mention may be made of groups substituted by atoms.

26〜R28の非置換の炭素数6〜22のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基、アントリル基等が挙げられる。
また、R26〜R28のフッ素原子で置換された炭素数6〜22のアリール基としては、上述の非置換の炭素数6〜22のアリール基における少なくとも1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換された基を挙げることができる。
Examples of the unsubstituted aryl group having 6 to 22 carbon atoms of R 26 to R 28 include a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group, and an anthryl group.
The aryl group R 26 carbon atoms substituted with fluorine atoms to R 28 6 to 22, at least one hydrogen atom in the unsubstituted aryl group having 6 to 22 carbon atoms described above with a fluorine atom Mention may be made of substituted groups.

一般式(x2−1)及び(x2−2)のR41〜R45における、フッ素原子で置換された炭素数1〜20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等のアルキル基における1又は2以上の水素原子が、フッ素原子に置換されたものが挙げられる。具体的には、例えば、トリフルオロメチル基、ジフルオロエチル基、ナノフルオロブチル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with a fluorine atom in R 41 to R 45 in the general formulas (x2-1) and (x2-2) include, for example, a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group. , I-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like in which one or two or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. It is done. Specific examples include a trifluoromethyl group, a difluoroethyl group, and a nanofluorobutyl group.

また、一般式(x2−1)及び(x2−2)における、少なくとも1つのフッ素原子で置換された炭素数3〜20の環状構造としては、1又は2以上の水素原子がフッ素原子に置換された炭素数3〜20のアルキレン基に由来する骨格を含む構造が挙げられる。   In the general formulas (x2-1) and (x2-2), as the cyclic structure having 3 to 20 carbon atoms substituted with at least one fluorine atom, one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. And a structure containing a skeleton derived from an alkylene group having 3 to 20 carbon atoms.

一般式(x2−3)及び(x2−4)のR46及びR47における、置換されていてもよい炭素数1〜12の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、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等が挙げられる。
また、置換基としては、例えば、ニトロ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基、シアノ基、アルコキシル基(好ましくは炭素数1〜5)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜7)、アシル基(好ましくは炭素数2〜12)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜7)等が挙げられる。
一般式(x2−3)におけるnは1〜10の整数であり、好ましくは1〜6の整数である。
Examples of the optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms in R 46 and R 47 in the general formulas (x2-3) and (x2-4) include a methyl group, an ethyl group, and n-propyl. Group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like.
Examples of the substituent include a nitro group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), carboxyl group, hydroxyl group, amino group, cyano group, alkoxyl group (preferably having 1 to 5 carbon atoms). ), A cycloalkyl group (preferably 3 to 15 carbon atoms), an aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), an alkoxycarbonyl group (preferably 2 to 7 carbon atoms), an acyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms). ), An alkoxycarbonyloxy group (preferably having 2 to 7 carbon atoms), and the like.
N in the general formula (x2-3) is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 6.

前記ジアゾメタン化合物としては、例えば、下記式(d3)で表される化合物等が挙げられる   Examples of the diazomethane compound include compounds represented by the following formula (d3).

Figure 2011059531
〔一般式(d3)において、R51及びR52は相互に独立に1価の基を示す。〕
Figure 2011059531
[In General Formula (d3), R 51 and R 52 each independently represent a monovalent group. ]

一般式(d3)におけるR51及びR52の1価の基としては、例えば、アルキル基、アリール基、ハロゲン置換アルキル基、ハロゲン置換アリール基等が挙げられる。
アルキル基としては、例えば、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基が挙げられる。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等が挙げられる。
アリール基としては、例えば、炭素数6〜22のアリール基が挙げられる。具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基、アントリル基等が挙げられる。
ハロゲン置換アルキル基としては、上述のアルキル基における少なくとも1つ以上の水素原子がハロゲン(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)で置換された基を挙げることができる。
ハロゲン置換アリール基としては、上述のアリール基における少なくとも1つ以上の水素原子がハロゲン(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)で置換された基を挙げることができる。
Examples of the monovalent group of R 51 and R 52 in the general formula (d3) include an alkyl group, an aryl group, a halogen-substituted alkyl group, and a halogen-substituted aryl group.
As an alkyl group, a C1-C12 linear or branched alkyl group is mentioned, for example. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, a 1-methylpropyl group, and a t-butyl group.
As an aryl group, a C6-C22 aryl group is mentioned, for example. Specifically, a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group, an anthryl group, etc. are mentioned.
Examples of the halogen-substituted alkyl group include groups in which at least one or more hydrogen atoms in the above-described alkyl group are substituted with a halogen (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc.).
Examples of the halogen-substituted aryl group include groups in which at least one or more hydrogen atoms in the above-described aryl group are substituted with halogen (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc.).

前記スルホンイミド化合物としては、例えば、下記式(d4)で表される化合物等が挙げられる   Examples of the sulfonimide compound include compounds represented by the following formula (d4).

Figure 2011059531
〔一般式(d4)において、Vは2価の基を示す。R53は1価の基を示す。〕
Figure 2011059531
[In General Formula (d4), V represents a divalent group. R 53 represents a monovalent group. ]

一般式(d4)におけるVの2価の基としては、メチレン基、アルキレン基、アリーレン基、又はアルコキシレン基等が挙げられる。
アルキレン基としては、例えば、炭素数2〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基が挙げられる。具体的には、エチレン基、1−メチルエチレン基、n−ブチレン基等が挙げられる。
アリーレン基としては、例えば、炭素数6〜22のアリーレン基が挙げられる。具体的には、フェニレン基、ナフチレン基、メチルフェニレン基、エチルフェニレン基、クロロフェニレン基、ブロモフェニレン基、フルオロフェニレン基等が挙げられる。
アルコキシレン基としては、例えば、炭素数2〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシレン基が挙げられる。具体的には、メトキシレン基、エトキシレン基、プロポキシレン基、ブトキシレン基等が挙げられる。
Examples of the divalent group of V in the general formula (d4) include a methylene group, an alkylene group, an arylene group, and an alkoxylene group.
As an alkylene group, a C2-C12 linear or branched alkylene group is mentioned, for example. Specific examples include an ethylene group, a 1-methylethylene group, and an n-butylene group.
As an arylene group, a C6-C22 arylene group is mentioned, for example. Specific examples include a phenylene group, a naphthylene group, a methylphenylene group, an ethylphenylene group, a chlorophenylene group, a bromophenylene group, and a fluorophenylene group.
As an alkoxylene group, a C2-C12 linear or branched alkoxylene group is mentioned, for example. Specific examples include a methoxylene group, an ethoxylene group, a propoxyxylene group, and a butylenexylene group.

また、一般式(d4)におけるR53の1価の基としては、アルキル基、アリール基、ハロゲン置換アルキル基、ハロゲン置換アリール基等が挙げられる。これらの説明は、一般式(d3)のR51の1価の有機基における各説明をそのまま適用することができる。 In addition, examples of the monovalent group of R 53 in the general formula (d4) include an alkyl group, an aryl group, a halogen-substituted alkyl group, and a halogen-substituted aryl group. For these explanations, the explanations for the monovalent organic group represented by R 51 in formula (d3) can be applied as they are.

酸発生剤(D)の含有量は、重合体(A)を100質量部とした場合に、0.1〜50質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜50質量部である。この含有量が0.1〜50質量部である場合、感度、現像性、放射線に対する透明性、パターン形状、及び耐熱性等に優れるため好ましい。尚、この含有量が0.1質量部未満である場合、感度及び現像性が低下するおそれがある。一方、50質量部を超える場合、放射線に対する透明性、パターン形状、耐熱性等が低下するおそれがある。   The content of the acid generator (D) is preferably 0.1 to 50 parts by mass, more preferably 0.5 to 50 parts by mass, when the polymer (A) is 100 parts by mass. . The content of 0.1 to 50 parts by mass is preferable because it is excellent in sensitivity, developability, transparency to radiation, pattern shape, heat resistance, and the like. In addition, when this content is less than 0.1 mass part, there exists a possibility that a sensitivity and developability may fall. On the other hand, when it exceeds 50 parts by mass, there is a possibility that transparency to radiation, pattern shape, heat resistance and the like may be lowered.

[1−5]酸拡散制御剤
本発明の感放射線性樹脂組成物には、上述の重合体(A)、化合物(B)、溶剤(C)及び酸発生剤(D)以外にも、酸拡散制御剤が更に含有されていてもよい。
この酸拡散制御剤は、露光により酸発生剤(D)から生じる酸の、レジスト膜(レジスト被膜)中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する作用を有する成分である。
本発明の感放射線性樹脂組成物においては、この酸拡散制御剤を配合することにより、得られる感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性を向上させることができると共に、形成されるレジスト膜の解像度を十分に向上させることができる。更には、露光後から露光後の加熱処理までの引き置き時間(PED)の変動に起因するレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた感放射線性樹脂組成物を得ることができる。
[1-5] Acid Diffusion Control Agent In addition to the polymer (A), the compound (B), the solvent (C) and the acid generator (D), the radiation sensitive resin composition of the present invention includes an acid. A diffusion control agent may further be contained.
This acid diffusion control agent is a component having an action of controlling the diffusion phenomenon in the resist film (resist film) of the acid generated from the acid generator (D) by exposure and suppressing undesirable chemical reaction in the non-exposed region. is there.
In the radiation sensitive resin composition of the present invention, by adding this acid diffusion controller, the storage stability of the resulting radiation sensitive resin composition can be improved, and the resolution of the resist film to be formed is improved. Can be sufficiently improved. Furthermore, it is possible to suppress a change in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) from the exposure to the heat treatment after the exposure, and a radiation-sensitive resin composition having extremely excellent process stability. Obtainable.

このような酸拡散制御剤としては、例えば、含窒素有機化合物を用いることが好ましい。
含窒素有機化合物としては、例えば、下記一般式(8)で表される化合物(以下、「含窒素化合物(i)」という)、同一分子内に窒素原子を2個有する化合物(以下、「含窒素化合物(ii)」という)、窒素原子を3個以上有するポリアミノ化合物や重合体(以下、これらをまとめて「含窒素化合物(iii)」という)等を挙げることができる。更には、これらの含窒素化合物(i)〜(iii)を除く、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等を挙げることができる。
As such an acid diffusion controller, for example, a nitrogen-containing organic compound is preferably used.
Examples of the nitrogen-containing organic compound include a compound represented by the following general formula (8) (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (i)”), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule (hereinafter referred to as “containing“ Nitrogen compound (ii) "), polyamino compounds having 3 or more nitrogen atoms, polymers (hereinafter collectively referred to as" nitrogen-containing compounds (iii) "), and the like. Furthermore, amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, etc., excluding these nitrogen-containing compounds (i) to (iii) can be mentioned.

Figure 2011059531
〔一般式(8)において、各R61は、相互に独立に、水素原子、直鎖状、分岐状若しくは環状の置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基、又は置換されていてもよいアラルキル基を示す。〕
Figure 2011059531
[In the general formula (8), each R 61 is independently of each other a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group which may be substituted, an aryl group which may be substituted, or a substituent. The aralkyl group which may be made is shown. ]

一般式(8)のR61におけるアルキル基としては、炭素数1〜30の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、及び炭素数3〜30の環状のアルキル基等が挙げられる。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボニル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group in R 61 of the general formula (8) include a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and a cyclic alkyl group having 3 to 30 carbon atoms. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl Group, cyclohexyl group, adamantyl group, norbornyl group and the like.

一般式(8)のR61におけるアリール基としては、炭素数6〜14のアリール基等が挙げられる。具体的には、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。 Examples of the aryl group for R 61 in the general formula (8) include aryl groups having 6 to 14 carbon atoms. Specifically, a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group etc. are mentioned, for example.

一般式(8)のR61におけるアラルキル基としては、炭素数6〜12のアラルキル基等が挙げられる。具体的には、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。 Examples of the aralkyl group in R 61 of the general formula (8) include aralkyl groups having 6 to 12 carbon atoms. Specific examples include a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylmethyl group, a naphthylethyl group, and the like.

また、上述のアルキル基、アリール基及びアラルキル基は置換されていてもよい。具体的な置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロビル基、n−ブチル基、t−ブチル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルコキシル基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)等が挙げられる。   Moreover, the above-mentioned alkyl group, aryl group, and aralkyl group may be substituted. Specific examples of the substituent include, for example, methyl group, ethyl group, provir group, n-butyl group, t-butyl group, hydroxyl group, carboxyl group, halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), alkoxyl. Groups (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.) and the like.

含窒素化合物(i)としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、シクロヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン類;   Examples of the nitrogen-containing compound (i) include mono (cyclo) alkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, cyclohexylamine; di-n- Butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine, cyclohexylmethylamine, dicyclohexylamine, etc. Di (cyclo) alkylamines;

トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;トリエタノールアミン等の置換アルキルアミン;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、ナフチルアミン、2,4,6−トリ−tert−ブチル−N−メチルアニリン、N−フェニルジエタノールアミン、2,6−ジイソプロピルアニリン等の芳香族アミン類が挙げられる。   Triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri -Tri (cyclo) alkylamines such as n-decylamine, cyclohexyldimethylamine, methyldicyclohexylamine, and tricyclohexylamine; substituted alkylamines such as triethanolamine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2 -Methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, naphthylamine, 2,4,6-tri-tert-butyl-N-methylaniline, N-phenyldiethanolamine, 2 , - aromatic amines such as diisopropyl aniline.

含窒素化合物(ii)としては、例えば、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、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、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 nitrogen-containing compound (ii) include ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, and 4,4′-diaminodiphenylether. 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, , 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-y Dazorijinon, 2 quinoxalinium linoleic, N, N, N ', N'-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, N, N, N', N '', N '' - pentamethyldiethylenetriamine, and the like.

含窒素化合物(iii)としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、2−ジメチルアミノエチルアクリルアミドの重合体等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing compound (iii) include polyethyleneimine, polyallylamine, 2-dimethylaminoethylacrylamide polymer, 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ジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−2−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、(S)−(−)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(R)−(+)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−ブトキシカルボニルピロリジン、N−t−ブトキシカルボニルピペラジン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物の他、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-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-decylamine, Nt- Butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-2-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, (S)-( -)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-(+)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, Nt-butoxycarbonyl Perazine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-4,4′- Diaminodiphenylmethane, N, N′-di-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetra-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N′-di-t-butoxycarbonyl- 1,7-diaminoheptane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,9-diaminononane, N, N′-di -T-butoxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N'-di-t-butoxycarbonyl-1,12-diaminododecane, N, '-Di-t-butoxycarbonyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenz In addition to Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds such as imidazole, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone N-methylpyrrolidone, N-acetyl-1-adamantylamine, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, and the like.

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 urea compounds include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n-butylthiourea. Etc.

含窒素複素環化合物としては、例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチル−1H−イミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキシキノリン、アクリジン、2,2’:6’,2’’−ターピリジン等のピリジン類;ピペラジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類の他、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 imidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, 2-phenylbenzimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2- Imidazoles such as methyl-1H-imidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine , Nicotine, nicotinic acid, nicotinic acid amide, quinoline, 4-hydroxyquinoline, 8-oxyquinoline, acridine, pyridines such as 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine; piperazine, 1- (2-hydroxy In addition to piperazines such as ethyl) piperazine, Gin, 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 and the like.

本発明の感放射線性樹脂組成物が酸拡散制御剤を含有する場合、この酸拡散制御剤は、1種のみ含有されていてもよいし、2種以上含有されていてもよい。   When the radiation sensitive resin composition of this invention contains an acid diffusion control agent, this acid diffusion control agent may contain only 1 type and may contain 2 or more types.

酸拡散制御剤の含有量は、重合体(A)を100質量部とした場合に、30質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.1〜20質量部、更に好ましくは0.1〜10質量部である。この含有量が30質量部を超える場合、感度が遅くなり好ましくない。   The content of the acid diffusion controller is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 0.1 to 20 parts by mass, and still more preferably 0.1 when the polymer (A) is 100 parts by mass. -10 parts by mass. When this content exceeds 30 parts by mass, the sensitivity is undesirably slowed.

[1−6]他の成分
本発明の感放射線性樹脂組成物には、他の成分として、必要に応じて、界面活性剤、増感剤、脂肪族添加剤等の各種の添加剤を更に配合することができる。
前記界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する作用を示す成分である。
このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤のほか、以下商品名で、KP341(信越化学工業社製)、ポリフローNo.75、同No.95(共栄社化学社製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(トーケムプロダクツ社製)、メガファックF171、同F173(大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC430、同FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭硝子社製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、界面活性剤の配合量は、重合体(A)100質量部に対して、2質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.001〜2質量部である。
[1-6] Other components The radiation-sensitive resin composition of the present invention may further include various additives such as a surfactant, a sensitizer, and an aliphatic additive, as necessary, as other components. Can be blended.
The surfactant is a component having an action of improving coating properties, striations, developability and the like.
Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, and polyethylene glycol dilaurate. In addition to nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Ftop EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), MegaFuck F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 (Sumitomo 3M) Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (made by Asahi Glass Co., Ltd.), etc. Can do. These surfactants may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Moreover, it is preferable that the compounding quantity of surfactant is 2 mass parts or less with respect to 100 mass parts of polymers (A), More preferably, it is 0.001-2 mass parts.

前記増感剤は、放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを化合物(B)及び酸発生剤(D)に伝達し、それにより酸の生成量を増加させる作用を示すもので、感放射線性樹脂組成物のみかけの感度を向上させる効果を有する。
このような増感剤としては、例えば、カルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等を挙げることができる。尚、これらの増感剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、増感剤の配合量は、重合体(A)を100質量部とした場合に、10質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.1〜10質量部である。
The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the energy to the compound (B) and the acid generator (D), thereby increasing the amount of acid produced. It has the effect of improving the apparent sensitivity of the resin composition.
Examples of such sensitizers include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines, and the like. In addition, these sensitizers may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Further, the blending amount of the sensitizer is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, when the polymer (A) is 100 parts by mass.

また、染料又は顔料を配合することにより、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影響を緩和することができる。また、接着助剤を配合することにより、レジスト膜と基板との接着性を改善することができる。   Further, by blending a dye or a pigment, the latent image in the exposed area can be visualized, and the influence of halation during exposure can be reduced. Moreover, the adhesiveness of a resist film and a board | substrate can be improved by mix | blending an adhesion aid.

前記脂環族添加剤は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を更に改善する作用を有する成分である。
このような脂環族添加剤としては、例えば、1−アダマンタンカルボン酸、2−アダマンタノン、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル、1−アダマンタンカルボン酸t−ブトキシカルボニルメチル、1−アダマンタンカルボン酸α−ブチロラクトンエステル、1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブトキシカルボニルメチル、1,3−アダマンタンジ酢酸ジ−t−ブチル、2,5−ジメチル−2,5−ジ(アダマンチルカルボニルオキシ)ヘキサン等のアダマンタン誘導体類;デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル、デオキシコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、デオキシコール酸3−オキソシクロヘキシル、デオキシコール酸テトラヒドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラクトンエステル等のデオキシコール酸エステル類;リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル、リトコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸3−オキソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロピラニル、リトコール酸メバロノラクトンエステル等のリトコール酸エステル類;アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジプロピル、アジピン酸ジn−ブチル、アジピン酸ジt−ブチル等のアルキルカルボン酸エステル類や、3−〔2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチル)エチル〕テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン等を挙げることができる。これらの脂環族添加剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The alicyclic additive is a component having a function of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like.
Examples of such alicyclic additives include 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl, 1-adamantanecarboxylic acid t-butoxycarbonylmethyl, 1-adamantanecarboxylic acid α. -Butyrolactone ester, 1,3-adamantane dicarboxylic acid di-t-butyl, 1-adamantane acetate t-butyl, 1-adamantane acetate t-butoxycarbonylmethyl, 1,3-adamantane diacetate di-t-butyl, 2, Adamantane derivatives such as 5-dimethyl-2,5-di (adamantylcarbonyloxy) hexane; t-butyl deoxycholic acid, t-butoxycarbonylmethyl deoxycholic acid, 2-ethoxyethyl deoxycholic acid, 2-deoxycholic acid 2- Cyclohexyloxyethyl, deoxy Deoxycholic acid esters such as 3-oxocyclohexyl cholic acid, tetrahydropyranyl deoxycholic acid, mevalonolactone ester of deoxycholic acid; t-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid, Lithocholic acid esters such as lithocholic acid 2-cyclohexyloxyethyl, lithocholic acid 3-oxocyclohexyl, lithocholic acid tetrahydropyranyl, lithocholic acid mevalonolactone ester; dimethyl adipate, diethyl adipate, dipropyl adipate, din adipate - butyl, alkyl carboxylic acid esters such as adipate t- butyl or 3- [2-hydroxy-2,2-bis (trifluoromethyl) ethyl] tetracyclo [4.4.0.1 2, 5 1 7,10 ] dodecane and the like. These alicyclic additives may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

また、脂環族添加剤の配合量は、重合体(A)を100質量部とした場合に、20質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.5〜20質量部である。この脂環族添加剤の配合量が20質量部を超えると、形成したレジスト膜の耐熱性が低下するおそれがある。   Moreover, when the amount of the alicyclic additive is 100 parts by mass of the polymer (A), it is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 0.5 to 20 parts by mass. When the blending amount of the alicyclic additive exceeds 20 parts by mass, the heat resistance of the formed resist film may be lowered.

更に、前記以外の添加剤としては、アルカリ不溶性又は難溶性の重合体、酸解離性の保護基を有する低分子のアルカリ溶解性制御剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、消泡剤等を挙げることができる。   Further, additives other than the above include alkali-insoluble or hardly soluble polymers, low-molecular alkali-solubility control agents having acid-dissociable protecting groups, antihalation agents, storage stabilizers, antifoaming agents, etc. Can be mentioned.

[2]レジストパターンの形成方法
本発明の感放射線性樹脂組成物は、ネガ型レジスト膜を成膜可能な材料として有用である。
ネガ型レジスト膜においては、露光により化合物(B)及び酸発生剤(D)から発生した酸の作用によって、重合体(A)において架橋が起こり、重合体がアルカリ不溶性となる。即ち、レジスト膜に、アルカリ不溶性部位が生じる。そのため、未露光部はアルカリ可溶性のままであり、未露光部をアルカリ現像液によって溶解、除去することにより、所望の形状のネガ型のレジストパターンを形成することができる。以下、具体的に説明する。
[2] Method for Forming Resist Pattern The radiation-sensitive resin composition of the present invention is useful as a material capable of forming a negative resist film.
In the negative resist film, the polymer (A) is crosslinked by the action of the acid generated from the compound (B) and the acid generator (D) by exposure, and the polymer becomes alkali-insoluble. That is, an alkali-insoluble portion is generated in the resist film. Therefore, the unexposed portion remains alkali-soluble, and a negative resist pattern having a desired shape can be formed by dissolving and removing the unexposed portion with an alkali developer. This will be specifically described below.

レジストパターンは、(1)本発明の感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成する工程と、(2)得られたレジスト膜を露光する工程と、を備えるレジストパターンの形成方法により形成することができる。   The resist pattern is formed by a resist pattern forming method comprising: (1) a step of forming a resist film using the radiation-sensitive resin composition of the present invention; and (2) a step of exposing the obtained resist film. can do.

レジスト膜を形成する工程においては、まず、本発明の感放射線性樹脂組成物によってレジスト膜を形成する。感放射線性樹脂組成物としては、例えば、上述したように、全固形分濃度を調整した後、孔径0.2μm程度のフィルターでろ過したものを用いることができる。この感放射線性樹脂組成物を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、例えば、シリコンウェハー、アルミニウムで被覆されたウェハー等の基板上に塗布することにより、レジスト被膜を形成する。その後、場合により、予め70〜160℃程度の温度で加熱処理(以下、「PB」という)を行ってもよい。   In the step of forming a resist film, first, a resist film is formed with the radiation sensitive resin composition of the present invention. As the radiation-sensitive resin composition, for example, as described above, after adjusting the total solid content concentration, it can be filtered with a filter having a pore diameter of about 0.2 μm. By applying this radiation-sensitive resin composition on a substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum by an appropriate application means such as spin coating, cast coating, or roll coating, a resist film is formed. Form. Thereafter, in some cases, heat treatment (hereinafter referred to as “PB”) may be performed at a temperature of about 70 to 160 ° C. in advance.

次いで、得られたレジスト膜を露光する工程においては、所定のレジストパターンが形成されるように、このレジスト被膜を露光する。この露光に使用することができる放射線としては、例えば、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、EUV(極紫外線、波長13.5nm等)等の(極)遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線等を挙げることができる。これらのなかでも、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、電子線(EB)又は極紫外線(EUV)を用いることが好ましい。
また、露光量等の露光条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選定することができる。尚、この露光は、液浸露光とすることもできる。
Next, in the step of exposing the obtained resist film, the resist film is exposed so that a predetermined resist pattern is formed. Examples of radiation that can be used for this exposure include (extreme) far ultraviolet rays such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), EUV (extreme ultraviolet light, wavelength 13.5 nm, etc.), and synchro Examples include X-rays such as tron radiation, and charged particle beams such as electron beams. Among these, it is preferable to use KrF excimer laser, ArF excimer laser, electron beam (EB) or extreme ultraviolet (EUV).
Moreover, exposure conditions, such as exposure amount, can be suitably selected according to the composition of the radiation-sensitive resin composition, the type of additive, and the like. This exposure can also be immersion exposure.

尚、露光後には、加熱処理(以下、「PEB」という)を行うことが好ましい。このPEBにより、重合体の酸解離性基の脱離を円滑に進行させることが可能となる。PEBの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって適宜選定することができるが、30〜200℃であることが好ましく、より好ましくは50〜170℃である。   In addition, it is preferable to perform heat processing (henceforth "PEB") after exposure. By this PEB, it is possible to smoothly proceed with elimination of the acid dissociable group of the polymer. The heating condition of PEB can be appropriately selected depending on the composition of the radiation sensitive resin composition, but is preferably 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 170 ° C.

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、特公平6−12452号公報(特開昭59−93448号公報)等に開示されているように、使用される基板上に有機系又は無機系の反射防止膜を形成することもできる。また、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば、特開平5−188598号公報等に開示されているように、レジスト被膜上に保護膜を設けることもできる。尚、これらの技術は併用することもできる。   In the present invention, in order to maximize the potential of the radiation-sensitive resin composition, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12252 (Japanese Patent Laid-Open No. 59-93448), etc. An organic or inorganic antireflection film can also be formed on the substrate. Further, in order to prevent the influence of basic impurities contained in the environmental atmosphere, a protective film can be provided on the resist film as disclosed in, for example, JP-A-5-188598. These techniques can be used in combination.

次いで、露光されたレジスト被膜を現像することにより、所定のレジストパターンを形成する。現像に使用される現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。   Next, the exposed resist film is developed to form a predetermined resist pattern. Examples of the developer used for development include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, and di-n-propylamine. , Triethylamine, methyldiethylamine, ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3.0] An alkaline aqueous solution in which at least one of alkaline compounds such as 5-nonene is dissolved is preferable.

アルカリ性水溶液の濃度は、10質量%以下であることが好ましい。アルカリ性水溶液の濃度が10質量%を超えると、露光部も現像液に溶解するおそれがある。
また、現像液は、pH8〜14であることが好ましく、より好ましくはpH9〜14である。
The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 10% by mass or less. When the concentration of the alkaline aqueous solution exceeds 10% by mass, the exposed area may be dissolved in the developer.
Moreover, it is preferable that a developing solution is pH 8-14, More preferably, it is pH 9-14.

また、アルカリ性水溶液からなる現像液には、例えば、有機溶媒を添加することもできる。この有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。
これらの有機溶媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Moreover, an organic solvent can also be added to the developing solution which consists of alkaline aqueous solution, for example. Examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methyl alcohol, ethyl alcohol, and n-propyl. Alcohols such as alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol, 1,4-hexanedimethylol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane Esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and i-amyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; phenol, acetonylacetone and dimethylformamide.
These organic solvents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

有機溶媒の配合量は、アルカリ性水溶液100体積部に対して、100体積部以下が好ましい。有機溶媒の配合量が100体積部を超えると、現像性が低下して、非露光部の現像残りが多くなるおそれがある。また、アルカリ性水溶液からなる現像液には、界面活性剤等を適量添加することもできる。
尚、アルカリ性水溶液からなる現像液で現像した後は、水で洗浄して乾燥することもできる。
The blending amount of the organic solvent is preferably 100 parts by volume or less with respect to 100 parts by volume of the alkaline aqueous solution. When the blending amount of the organic solvent exceeds 100 parts by volume, the developability is lowered, and there is a possibility that the undeveloped portion remains undeveloped. In addition, an appropriate amount of a surfactant or the like can be added to the developer composed of an alkaline aqueous solution.
In addition, after developing with the developing solution which consists of alkaline aqueous solution, it can also wash with water and can be dried.

以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。ここで、「部」及び「%」は、特記しない限り質量基準である。   Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. Here, “part” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

[1]重合体の合成
<合成例1>
下記化合物(M−1)13.0g、下記化合物(M−2)2.0g、及びアゾビスイソブチロニトリル(以下、「AIBN」という)1.2gを、メチルエチルケトン60gに溶解した後、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、6時間重合した。重合後、反応溶液を500gのn−ヘキサン中に滴下して、生成共重合体を凝固させ、生成した白色粉末をろ過して、減圧下50℃で一晩乾燥した。
得られた共重合体は、Mwが8000、Mw/Mnが2.3、13C−NMR分析の結果、化合物(M−1)及び(M−2)に由来する各繰り返し単位の含有割合(モル比)が75:25の共重合体であった。以下、この共重合体を、重合体(A−1)とする。
[1] Synthesis of polymer <Synthesis Example 1>
After dissolving 13.0 g of the following compound (M-1), 2.0 g of the following compound (M-2), and 1.2 g of azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as “AIBN”) in 60 g of methyl ethyl ketone, nitrogen is added. Under the atmosphere, the reaction temperature was maintained at 70 ° C., and polymerization was performed for 6 hours. After the polymerization, the reaction solution was dropped into 500 g of n-hexane to solidify the produced copolymer, and the produced white powder was filtered and dried at 50 ° C. under reduced pressure overnight.
As for the obtained copolymer, Mw is 8000, Mw / Mn is 2.3, and as a result of 13 C-NMR analysis, the content of each repeating unit derived from the compounds (M-1) and (M-2) ( The molar ratio was 75:25. Hereinafter, this copolymer is referred to as “polymer (A-1)”.

Figure 2011059531
Figure 2011059531

<合成例2>
前記化合物(M−1)18.9g、p−アセトキシスチレン11.1g、及びAIBN1.8gを、メチルエチルケトン45gに溶解した後、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、6時間重合した。重合後、反応溶液を500gのn−ヘキサン中に滴下して、生成共重合体を凝固精製した。次いで、この共重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル20gを加えた後、更に、メタノール20g、トリエチルアミン7.6g、及び水1.5g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なった。反応後、溶剤及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた共重合体をアセトン20gに溶解した後、500gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ過して、減圧下50℃で一晩乾燥した。
得られた共重合体は、Mwが10000、Mw/Mnが2.1、13C−NMR分析の結果、化合物(M−1)及びp−ヒドロキシスチレンに由来する各繰り返し単位の含有割合(モル比)が40:60の共重合体であった。以下、この共重合体を、重合体(A−2)とする。
<Synthesis Example 2>
After 18.9 g of the compound (M-1), 11.1 g of p-acetoxystyrene and 1.8 g of AIBN were dissolved in 45 g of methyl ethyl ketone, polymerization was performed for 6 hours while maintaining the reaction temperature at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere. . After the polymerization, the reaction solution was dropped into 500 g of n-hexane, and the resulting copolymer was coagulated and purified. Next, after adding 20 g of propylene glycol monomethyl ether to the copolymer again, 20 g of methanol, 7.6 g of triethylamine, and 1.5 g of water were further added, and the mixture was refluxed at the boiling point for 8 hours. Was done. After the reaction, the solvent and triethylamine were distilled off under reduced pressure, and the resulting copolymer was dissolved in 20 g of acetone, then dropped into 500 g of water to solidify, and the resulting white powder was filtered and filtered at 50 ° C. under reduced pressure. Dried overnight.
As for the obtained copolymer, Mw is 10000, Mw / Mn is 2.1, and as a result of 13 C-NMR analysis, the content of each repeating unit derived from the compound (M-1) and p-hydroxystyrene (mol) The ratio) was a copolymer of 40:60. Hereinafter, this copolymer is referred to as “polymer (A-2)”.

<合成例3>
下記化合物(M−3)13.3g、下記化合物(M−4)16.7g、及びAIBN2.0gを、メチルエチルケトン45gに溶解した後、窒素雰囲気下、反応温度を60℃に保持して、6時間重合した。重合後、反応溶液を500gのn−ヘキサン中に滴下して、生成共重合体を凝固させ、生成した白色粉末をろ過して、減圧下50℃で一晩乾燥した。
得られた共重合体は、Mwが10000、Mw/Mnが2.5、13C−NMR分析の結果、化合物(M−3)及び(M−4)に由来する各繰り返し単位の含有割合(モル比)が45:55の共重合体であった。以下、この共重合体を、重合体(A−3)とする。
<Synthesis Example 3>
After dissolving 13.3 g of the following compound (M-3), 16.7 g of the following compound (M-4), and 2.0 g of AIBN in 45 g of methyl ethyl ketone, the reaction temperature is maintained at 60 ° C. in a nitrogen atmosphere. Polymerized for hours. After the polymerization, the reaction solution was dropped into 500 g of n-hexane to solidify the produced copolymer, and the produced white powder was filtered and dried at 50 ° C. under reduced pressure overnight.
As for the obtained copolymer, Mw is 10,000, Mw / Mn is 2.5, and as a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each repeating unit derived from the compounds (M-3) and (M-4) ( The molar ratio was a copolymer of 45:55. Hereinafter, this copolymer is referred to as “polymer (A-3)”.

Figure 2011059531
Figure 2011059531

尚、各合成例における下記の各測定及び評価は、下記の要領で行った。
(1)Mw及びMn
東ソー(株)社製GPCカラム(G2000HXL2本、G3000HXL1本、G4000HXL1本)を用い、流量:1.0ミリリットル/分、溶出溶剤:テトラヒドロフラン、カラム温度:40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。また、分散度Mw/Mnは測定結果より算出した。
(2)13C−NMR分析
各重合体の13C−NMR分析は、日本電子(株)製「JNM−EX270」を用い、測定した。
In addition, each following measurement and evaluation in each synthesis example were performed in the following way.
(1) Mw and Mn
Using a GPC column (2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL) manufactured by Tosoh Corporation, monodisperse polystyrene is the standard under the analysis conditions of flow rate: 1.0 ml / min, elution solvent: tetrahydrofuran, column temperature: 40 ° C. Measured by gel permeation chromatography (GPC). Further, the degree of dispersion Mw / Mn was calculated from the measurement results.
(2) 13 C-NMR analysis of 13 C-NMR analysis the polymer, using a Nippon Denshi Co. "JNM-EX270", was measured.

[2]感放射線性樹脂組成物の調製
<実施例1〜5>
表1に示す仕込み量にて、重合体(A)、化合物(B)、溶剤(C)、酸発生剤(D)、及び酸拡散制御剤(E)を混合し、得られた混合液を孔径200nmのメンブランフィルターでろ過することにより、実施例1〜5の各組成物溶液(感放射線性樹脂組成物)を調製した。
[2] Preparation of radiation-sensitive resin composition <Examples 1 to 5>
Polymer (A), compound (B), solvent (C), acid generator (D), and acid diffusion controller (E) were mixed in the amounts shown in Table 1 and the resulting mixture was used. Each composition solution (radiation sensitive resin composition) of Examples 1 to 5 was prepared by filtering with a membrane filter having a pore size of 200 nm.

尚、重合体(A)、化合物(B)、溶剤(C)、酸発生剤(D)、及び酸拡散制御剤(E)の詳細を以下に示す。
<重合体(A)>
(A−1):上述の合成例1で得られた重合体(A−1)
(A−2):上述の合成例2で得られた重合体(A−2)
(A−3):上述の合成例3で得られた重合体(A−3)
Details of the polymer (A), the compound (B), the solvent (C), the acid generator (D), and the acid diffusion controller (E) are shown below.
<Polymer (A)>
(A-1): Polymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1 above
(A-2): Polymer (A-2) obtained in Synthesis Example 2 above
(A-3): Polymer (A-3) obtained in Synthesis Example 3 above

<化合物(B)>
(B−1):下記化合物(B−1)(カルボン酸発生剤)

Figure 2011059531
<Compound (B)>
(B-1): The following compound (B-1) (carboxylic acid generator)
Figure 2011059531

<溶剤(C)>
(C−1):乳酸エチル
(C−2):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
<酸発生剤(D)>
(D−1):トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート
<酸拡散制御剤(E)>
(E−1):トリ−n−オクチルアミン
<Solvent (C)>
(C-1): Ethyl lactate (C-2): Propylene glycol monomethyl ether acetate <Acid generator (D)>
(D-1): Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate <Acid diffusion controller (E)>
(E-1): Tri-n-octylamine

Figure 2011059531
Figure 2011059531

[3]感放射線性樹脂組成物の評価
東京エレクトロン社製のクリーントラックACT−8内で、シリコンウェハー上に各組成物溶液(実施例1〜5の各感放射線性樹脂組成物)をスピンコートした後、表2に示す条件でPB(加熱処理)を行い、膜厚60nmのレジスト(感放射線性樹脂組成物)被膜を形成した。その後、簡易型の電子線描画装置(日立製作所社製、型式「HL800D」、出力;50KeV、電流密度;5.0アンペア/cm)を用いてレジスト被膜に電子線を照射した。電子線の照射後、表2に示す条件でPEBを行った。その後、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用い、23℃で1分間、パドル法により現像した後、純水で水洗し、乾燥して、レジストパターンを形成した。このようにして形成したレジストについて下記の要領で各評価を行った。その評価結果を表2に示した。
[3] Evaluation of Radiation Sensitive Resin Composition Each composition solution (each radiation sensitive resin composition of Examples 1 to 5) is spin-coated on a silicon wafer in a clean track ACT-8 manufactured by Tokyo Electron. After that, PB (heat treatment) was performed under the conditions shown in Table 2 to form a resist (radiation sensitive resin composition) film having a film thickness of 60 nm. Thereafter, the resist film was irradiated with an electron beam using a simple electron beam drawing apparatus (manufactured by Hitachi, Ltd., model “HL800D”, output: 50 KeV, current density: 5.0 amperes / cm 2 ). After the electron beam irradiation, PEB was performed under the conditions shown in Table 2. Thereafter, a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was used and developed by the paddle method at 23 ° C. for 1 minute, and then washed with pure water and dried to form a resist pattern. The resist thus formed was evaluated in the following manner. The evaluation results are shown in Table 2.

(1)感度(L/S)
線幅150nmのライン部と、隣り合うライン部によって形成される間隔が150nmのスペース部(即ち、溝)と、からなるパターン〔いわゆる、ライン・アンド・スペースパターン(1L1S)〕を1対1の線幅に形成する露光量を最適露光量とし、この最適露光量により感度を評価した。
図1は、ライン・アンド・スペースパターンの形状を模式的に示す平面図である。また、図2は、ライン・アンド・スペースパターンの形状を模式的に示す断面図である。但し、図1及び図2で示す凹凸は、実際より誇張している。
(1) Sensitivity (L / S)
A pattern [a so-called line-and-space pattern (1L1S)] composed of a line portion having a line width of 150 nm and a space portion (that is, a groove) having an interval of 150 nm formed by adjacent line portions is 1: 1. The exposure amount formed in the line width was set as the optimum exposure amount, and the sensitivity was evaluated based on the optimum exposure amount.
FIG. 1 is a plan view schematically showing the shape of a line and space pattern. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the shape of the line and space pattern. However, the unevenness shown in FIGS. 1 and 2 is exaggerated from the actual.

(2)ナノエッジラフネス
設計線幅150nmのライン・アンド・スペースパターン(1L1S)のラインパターンを、半導体用走査電子顕微鏡(高分解能FEB測長装置、商品名「S−9220」、日立製作所社製)にて観察した。観察された形状について、図1及び図2に示すように、シリコンウェハー1上に形成したレジスト膜のライン部2の横側面2aに沿って生じた凹凸の最も著しい箇所における線幅と、設計線幅150nmとの差「ΔCD」を、CD−SEM(日立ハイテクノロジーズ社製、「S−9220」)にて測定することにより、ナノエッジラフネスを評価した。
(2) Nano-edge roughness A line-and-space pattern (1L1S) with a design line width of 150 nm is scanned with a scanning electron microscope for semiconductors (high resolution FEB measuring device, trade name “S-9220”, manufactured by Hitachi, Ltd.) ). With respect to the observed shape, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the line width and the design line at the most conspicuous portion of the unevenness generated along the lateral surface 2a of the line part 2 of the resist film formed on the silicon wafer 1 are shown. The difference “ΔCD” from the width of 150 nm was measured by CD-SEM (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, “S-9220”) to evaluate nanoedge roughness.

(3)解像度(L/S)
ライン・アンド・スペースパターン(1L1S)について、最適露光量により解像されるラインパターンの最小線幅(nm)を解像度とした。
(3) Resolution (L / S)
For the line-and-space pattern (1L1S), the minimum line width (nm) of the line pattern resolved with the optimum exposure dose was taken as the resolution.

Figure 2011059531
Figure 2011059531

表2によれば、実施例1〜5の感放射線性樹脂組成物は、電子線又は極紫外線に有効に感応し、低ラフネスであると共に感度及び解像度にも優れており、微細パターンを高精度に且つ安定して形成することが可能な化学増幅型ネガ型レジスト膜を成膜できることが確認できた。   According to Table 2, the radiation-sensitive resin compositions of Examples 1 to 5 are sensitive to electron beams or extreme ultraviolet rays, have low roughness and excellent sensitivity and resolution, and have a fine pattern with high accuracy. In addition, it was confirmed that a chemically amplified negative resist film that can be formed stably and stably can be formed.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、パターン形成時におけるライン・アンド・スペースパターンの解像度に優れるだけでなく、ナノエッジラフネスにも優れるので、EB、EUVやX線による微細パターン形成に有用である。従って、本発明の感放射線性樹脂組成物は、今後更に微細化が進行すると予想される半導体デバイス製造用の化学増幅型レジストを形成可能なものとして極めて有用である。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention is not only excellent in line and space pattern resolution during pattern formation, but also excellent in nano edge roughness, so it is useful for fine pattern formation by EB, EUV and X-rays. is there. Therefore, the radiation-sensitive resin composition of the present invention is extremely useful as a material capable of forming a chemically amplified resist for manufacturing semiconductor devices, which is expected to be further miniaturized in the future.

1;基材、2;レジストパターン、2a;レジストパターンの横側面。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Base material, 2; Resist pattern, 2a;

Claims (3)

(A)オキセタニル基及びエポキシ基のうちの少なくとも一方と、カルボキシル基及びフェノール性水酸基のうちの少なくとも一方と、を側鎖に含む重合体と、
(B)下記一般式(b1)又は(b2)で表される化合物と、を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物。
Figure 2011059531
〔一般式(b1)及び(b2)において、R31〜R35は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、トリフルオロメチル基、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数5〜25のシクロアルキル基、−S−R36基、−O−SO−R37基、又は、−SO−R38基を示す(但し、R36〜R38は、それぞれ独立に、フッ素原子で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、フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基、フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数6〜22のアリール基を示す。)。X 及びX は、それぞれ独立に、OH、R39、又は、R40COOを示す(但し、R39及びR40は、それぞれ独立に、フッ素原子で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、フッ素原子で置換若しくは非置換の炭素数5〜25のシクロアルキル基、又は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、及びヒドロキシル基のうちの少なくとも1種で置換若しくは非置換の炭素数6〜22のアリール基を示す。)。〕
(A) a polymer containing in a side chain at least one of an oxetanyl group and an epoxy group, and at least one of a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group;
(B) A radiation-sensitive resin composition comprising: a compound represented by the following general formula (b1) or (b2):
Figure 2011059531
[In General Formulas (b1) and (b2), R 31 to R 35 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, A cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms, -S-R 36 group, -O-SO 2 -R 37 group, or -SO 2 -R 38 group (provided that R 36 to R 38 are each independently A linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms substituted or unsubstituted with a fluorine atom, a cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms substituted or unsubstituted with a fluorine atom, or substituted or non-substituted with a fluorine atom. A substituted aryl group having 6 to 22 carbon atoms is shown.). X 1 - and X 2 - are each independently, OH -, R 39 O - , or, R 40 COO - showing the (where, R 39 and R 40 each independently represent a substituted or unsubstituted with fluorine atom A linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 25 carbon atoms substituted or unsubstituted by a fluorine atom, or a fluorine atom, a trifluoromethyl group, and a hydroxyl group. And a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 22 carbon atoms. ]
前記重合体が、下記一般式(1−a)及び(1−b)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも一方と、下記一般式(2)〜(7)で表される繰り返し単位のうちの少なくとも1種と、を含む請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 2011059531
〔一般式(1−a)において、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又は炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基を示す。nは1〜6の整数である。〕
Figure 2011059531
〔一般式(1−b)において、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。nは1〜6の整数である。〕
Figure 2011059531
〔一般式(2)において、Rは水素原子又はメチル基を示す。R及びRは、それぞれ独立に、メチレン基、炭素数2〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数4〜12の脂環式のアルキレン基を示す。〕
Figure 2011059531
〔一般式(3)において、R10は水素原子又はメチル基を示す。R11はメチレン基、炭素数2〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数4〜12の脂環式のアルキレン基を示す。〕
Figure 2011059531
〔一般式(4)において、R12は水素原子又はメチル基を示す。〕
Figure 2011059531
〔一般式(5)において、R13は水素原子又はメチル基を示す。R14は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基を示す。i及びjは、それぞれ独立に、0〜3の整数を示す(但し、i+j≦5を満たす。)。〕
Figure 2011059531
〔一般式(6)において、R15は水素原子又はメチル基を示す。R16は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基を示す。k及びlは、それぞれ独立に、0〜3の整数を示す(但し、k+l≦5を満たす。)。〕
Figure 2011059531
〔一般式(7)において、R17は水素原子又はメチル基を示す。R18は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基を示す。m及びnは、それぞれ独立に、0〜3の整数を示す(但し、m+n≦5を満たす。)。〕
The polymer is at least one of the repeating units represented by the following general formulas (1-a) and (1-b) and the repeating units represented by the following general formulas (2) to (7) The radiation sensitive resin composition of Claim 1 containing at least 1 sort (s) of these.
Figure 2011059531
[In General Formula (1-a), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 3 , R 4 , R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. n is an integer of 1-6. ]
Figure 2011059531
[In General Formula (1-b), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. n is an integer of 1-6. ]
Figure 2011059531
[In General Formula (2), R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 8 and R 9 each independently represent a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, or an alicyclic alkylene group having 4 to 12 carbon atoms. ]
Figure 2011059531
[In General Formula (3), R 10 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 11 represents a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, or an alicyclic alkylene group having 4 to 12 carbon atoms. ]
Figure 2011059531
In [Formula (4), R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]
Figure 2011059531
[In General Formula (5), R 13 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 14 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms. i and j each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that i + j ≦ 5 is satisfied). ]
Figure 2011059531
In [Formula (6), R 15 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 16 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms. k and l each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that k + l ≦ 5 is satisfied). ]
Figure 2011059531
[In General Formula (7), R 17 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 18 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a linear or branched alkoxyl group having 1 to 12 carbon atoms. m and n each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that m + n ≦ 5 is satisfied). ]
(1)請求項1又は2に記載の感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成する工程と、
(2)得られたレジスト膜を、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、電子線(EB)又は極紫外線(EUV)を用いて露光する工程と、を備えることを特徴とするパターン形成方法。
(1) forming a resist film using the radiation-sensitive resin composition according to claim 1 or 2,
(2) A pattern forming method comprising: exposing the obtained resist film using a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, an electron beam (EB), or extreme ultraviolet (EUV).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011123225A (en) * 2009-12-10 2011-06-23 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Negative resist composition and patterning method
JP2011237477A (en) * 2010-05-06 2011-11-24 Shin Etsu Chem Co Ltd Negative resist material, pattern formation method and photomask blank

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002278068A (en) * 2001-03-21 2002-09-27 Fuji Photo Film Co Ltd Negative type resist composition for electron beam or x-ray
JP2003233185A (en) * 2002-02-08 2003-08-22 Shin Etsu Chem Co Ltd Negative resist material and pattern forming method using the same
WO2006006581A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-19 Jsr Corporation Photosensitive insulating resin composition, cured product thereof and use thereof
WO2009041400A1 (en) * 2007-09-26 2009-04-02 Fujifilm Corporation Negative resist composition and resist pattern-forming method using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002278068A (en) * 2001-03-21 2002-09-27 Fuji Photo Film Co Ltd Negative type resist composition for electron beam or x-ray
JP2003233185A (en) * 2002-02-08 2003-08-22 Shin Etsu Chem Co Ltd Negative resist material and pattern forming method using the same
WO2006006581A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-19 Jsr Corporation Photosensitive insulating resin composition, cured product thereof and use thereof
WO2009041400A1 (en) * 2007-09-26 2009-04-02 Fujifilm Corporation Negative resist composition and resist pattern-forming method using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011123225A (en) * 2009-12-10 2011-06-23 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Negative resist composition and patterning method
JP2011237477A (en) * 2010-05-06 2011-11-24 Shin Etsu Chem Co Ltd Negative resist material, pattern formation method and photomask blank

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