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JP5967082B2 - Photoresist composition - Google Patents
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JP5967082B2 JP2013515042A JP2013515042A JP5967082B2 JP 5967082 B2 JP5967082 B2 JP 5967082B2 JP 2013515042 A JP2013515042 A JP 2013515042A JP 2013515042 A JP2013515042 A JP 2013515042A JP 5967082 B2 JP5967082 B2 JP 5967082B2
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Description

本発明は、フォトレジスト組成物に関する。   The present invention relates to a photoresist composition.

集積回路素子等を製造する微細加工の分野において、より高い集積度を得るためにKrFエキシマレーザー光(波長248nm)やArFエキシマレーザー光(波長193nm)等に代表される短波長放射線を使用したリソグラフィー技術の開発が行われている。これらの放射線に適応するフォトレジスト材料としては、高感度、高解像性等の観点から、酸解離性基を有する成分と放射線の照射により酸を発生する酸発生剤とを含有した化学増幅型のフォトレジスト組成物が広く用いられている(特開昭59−45439号公報参照)。   Lithography using short-wavelength radiation typified by KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) and ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) in order to obtain a higher degree of integration in the field of microfabrication for manufacturing integrated circuit elements, etc. Technology is being developed. As a photoresist material adapted to these radiations, from the viewpoint of high sensitivity, high resolution, etc., a chemical amplification type containing a component having an acid dissociable group and an acid generator that generates an acid upon irradiation with radiation. This photoresist composition is widely used (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-45439).

このようなフォトレジスト組成物のうち、より短波長のArFエキシマレーザー光に適した組成物として、例えば193nm領域に大きな吸収を有しない脂環式基を骨格中に含む重合体を含有する組成物が知られている。上記重合体としては、スピロラクトン構造を有するものが提案されている(特開2002−82441号公報、特開2002−308937号公報参照)。このようなスピロラクトン構造を有する重合体は、それを含有するフォトレジスト組成物の現像コントラストを向上させることができるとされている。   Among such photoresist compositions, as a composition suitable for shorter wavelength ArF excimer laser light, for example, a composition containing a polymer containing an alicyclic group in the skeleton having no large absorption in the 193 nm region It has been known. As the polymer, those having a spirolactone structure have been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2002-82441 and 2002-308937). It is said that such a polymer having a spirolactone structure can improve the development contrast of a photoresist composition containing the polymer.

しかしながら、さらなるデバイスの微細化が進んでいる近年にあっては、フォトレジスト組成物に要求される性能レベルはさらに高まり、より優れたリソグラフィー特性等が求められる。そのため、従来のフォトレジスト組成物を用いても、その高いレベルの要求には応えることができていない。例えば、従来のフォトレジスト組成物は、マスクエラー許容度を表す指標であるMEEF(Mask Error Enhancemnt Factor)、DOF(Depth Of Focus;焦点深度)、LWR(Line Width Roughness)等を指標としたリソグラフィー特性を十分に満足することができないのが現状である。加えて、ブリッジ欠陥等の現像欠陥の更なる抑制や、レジストパターンの耐パターン倒れ性をより高めることも求められている。   However, in recent years when further device miniaturization is progressing, the performance level required for the photoresist composition is further increased, and more excellent lithography properties and the like are required. Therefore, even if a conventional photoresist composition is used, the high level requirement cannot be met. For example, a conventional photoresist composition has lithography characteristics using MEEF (Mask Error Enhancement Factor), DOF (Depth Of Focus), LWR (Line Width Roughness), etc. as indices indicating mask error tolerance. The current situation is that we cannot fully satisfy the above. In addition, there is a demand for further suppressing development defects such as bridge defects and further improving the resistance to pattern collapse of resist patterns.

このような状況に鑑み、より微細なレジストパターンを形成するためのフォトレジスト組成物には感度、解像性等の基本特性のみならず、MEEF、DOF、LWR等を指標としたリソグラフィー性能の向上等が望まれている。   In view of such circumstances, the photoresist composition for forming a finer resist pattern has improved lithography performance using not only basic characteristics such as sensitivity and resolution but also MEEF, DOF, LWR, etc. as an index. Etc. are desired.

特開昭59−45439号公報JP 59-45439 A 特開2002−82441号公報JP 2002-82441 A 特開2002−308937号公報JP 2002-308937 A

本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は感度等の基本特性だけではなく、MEEF、DOF、LWR等を指標としたリソグラフィー性能をも十分に満足するフォトレジスト組成物を提供することである。   The present invention has been made based on the circumstances as described above, and its purpose is not only basic characteristics such as sensitivity, but also a photoresist composition that sufficiently satisfies lithography performance with MEEF, DOF, LWR, etc. as an index. Is to provide things.

上記課題を解決するためになされた発明は、
[A]同一又は異なる重合体中に、下記式(1)で表される構造単位(I)及び下記式(2)で表される酸解離性基含有構造単位(II)を有する重合体成分(以下、「[A]重合体成分」ともいう)、並びに[B]酸発生体を含有するフォトレジスト組成物である。

Figure 0005967082
(式(1)中、Rは、水素原子、フッ素原子、水酸基又は炭素数1〜20の1価の有機基である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、水酸基若しくは炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はR及びRが互いに結合してそれらが結合している炭素原子と共に炭素数3〜10の環構造を形成している。aは、1〜6の整数である。但し、aが2以上の場合、複数のR及びRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、水酸基若しくは炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はR及びRが互いに結合してそれらが結合している炭素原子と共に炭素数3〜10の環構造を形成している。但し、上記環構造が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。また、R〜Rのうち少なくともひとつはヘテロ原子を含む基である。
式(2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基若しくは炭素数4〜20の脂環式基であるか、又はR及びRが互いに結合してそれらが結合している炭素原子と共に2価の脂環式基を形成している。Rは、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数4〜20の脂環式基である。上記アルキル基及び脂環式基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。)The invention made to solve the above problems is
[A] Polymer component having the structural unit (I) represented by the following formula (1) and the acid dissociable group-containing structural unit (II) represented by the following formula (2) in the same or different polymers (Hereinafter also referred to as “[A] polymer component”) and [B] a photoresist composition containing an acid generator.
Figure 0005967082
(In Formula (1), R 0 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom. A hydroxyl group or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure having 3 to 10 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded. A is an integer of 1 to 6. However, when a is 2 or more, a plurality of R 1 and R 2 may be the same or different, and R 3 and R 4 are each independently And a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or R 3 and R 4 are bonded to each other and have 3 to 10 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded. Provided that one of the hydrogen atoms contained in the ring structure is Or all may be substituted. In addition, at least one of R 0 to R 4 is a group containing a hetero atom.
In formula (2), R 5 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 6 and R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic group having 4 to 20 carbon atoms, or R 6 and R 7 are bonded to each other. A divalent alicyclic group is formed together with the carbon atom. R 8 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic group having 4 to 20 carbon atoms. Some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group and alicyclic group may be substituted. )

当該フォトレジスト組成物は、上記式(1)で表されるラクトン構造を含む構造単位(I)と、上記式(2)で表される酸解離性基含有構造単位(II)とを有する[A]重合体成分を含有するため、MEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能に優れる。   The photoresist composition has a structural unit (I) containing a lactone structure represented by the above formula (1) and an acid dissociable group-containing structural unit (II) represented by the above formula (2) [ A] Since the polymer component is contained, the lithography performance using MEEF, LWR, DOF, etc. as an index is excellent.

[A]重合体成分は、上記構造単位(II)として下記式(2A)〜(2C)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。   [A] The polymer component preferably contains at least one selected from the group consisting of structural units represented by the following formulas (2A) to (2C) as the structural unit (II).

Figure 0005967082
(式(2A)〜(2C)中、Rは、上記式(2)と同義である。Rは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基である。m1及びm2は、それぞれ独立して、1〜6の整数である。)
Figure 0005967082
(In the formulas (2A) to (2C), R 5 has the same meaning as the above formula (2). Each R A is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Each is independently an integer of 1 to 6.)

[A]重合体成分が、上記構造単位(II)として上記特定の構造単位を含むことで、当該フォトレジスト組成物は、上記MEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能の向上を維持しつつ、ブリッジ欠陥の発生を抑制することができる。   [A] When the polymer component contains the specific structural unit as the structural unit (II), the photoresist composition maintains an improvement in lithography performance using the MEEF, LWR, DOF, etc. as an index. However, the occurrence of bridge defects can be suppressed.

[A]重合体成分は、上記構造単位(II)として下記式(2D)〜(2I)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種をさらに含むことが好ましい。   [A] The polymer component preferably further contains at least one selected from the group consisting of structural units represented by the following formulas (2D) to (2I) as the structural unit (II).

Figure 0005967082
(式(2D)〜(2I)中、Rは、上記式(2)と同義である。Rは、上記式(2A)〜(2C)と同義である。Rは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基である。)
Figure 0005967082
(In the formula (2D) ~ (2I), R 5 is as defined in the above formula (2) .R A is as defined in the above formula (2A) ~ (2C) .R B are each independently And an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

[A]重合体成分が、上記構造単位(II)として上記特定の構造単位をさらに含むことで、当該フォトレジスト組成物は、上記MEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能の向上を維持しつつ、ブリッジ欠陥の発生を抑制し、かつレジストパターンの耐パターン倒れ性を高めることができる。   [A] When the polymer component further includes the specific structural unit as the structural unit (II), the photoresist composition maintains an improvement in lithography performance using the MEEF, LWR, DOF, etc. as an index. However, the occurrence of bridge defects can be suppressed and the resistance to pattern collapse of the resist pattern can be enhanced.

[A]重合体成分が、構造単位(I)及び構造単位(II)以外の構造単位であって、極性基を含む構造単位(III)をさらに有することが好ましい。[A]重合体成分が、極性基を含む構造単位(III)をさらに有することで、[A]重合体成分と[B]酸発生体等の他の成分との相溶性が向上するため、当該フォトレジスト組成物は、MEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能をより優れたものとすることができる。   [A] It is preferable that the polymer component further has a structural unit (III) which is a structural unit other than the structural unit (I) and the structural unit (II) and contains a polar group. Since the [A] polymer component further has the structural unit (III) containing a polar group, the compatibility between the [A] polymer component and other components such as the [B] acid generator is improved. The said photoresist composition can make the lithography performance which used MEEF, LWR, DOF etc. as a parameter | index more excellent.

[A]重合体成分は、さらにラクトン基、環状カーボネート基及びスルトン基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基(a)を有することが好ましい。[A]重合体成分がさらに上記特定の基(a)を有することで、当該フォトレジスト組成物は、MEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能をより向上させることができる。   [A] It is preferable that the polymer component further has at least one group (a) selected from the group consisting of a lactone group, a cyclic carbonate group and a sultone group. [A] When the polymer component further has the specific group (a), the photoresist composition can further improve lithography performance using MEEF, LWR, DOF, etc. as an index.

上記基(a)は、上記構造単位(I)以外の構造単位(IV)に含まれていることが好ましい。上記基(a)が上記構造単位(IV)に含まれていることで、当該フォトレジスト組成物は、MEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能をさらに向上させることができる。   The group (a) is preferably contained in a structural unit (IV) other than the structural unit (I). By including the group (a) in the structural unit (IV), the photoresist composition can further improve the lithography performance using MEEF, LWR, DOF, etc. as an index.

上記基(a)は、上記構造単位(I)に含まれていることも好ましい。上記基(a)が上記構造単位(I)に含まれている場合も、当該フォトレジスト組成物は、MEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能をさらに向上させることができる。   The group (a) is also preferably contained in the structural unit (I). Even when the group (a) is contained in the structural unit (I), the photoresist composition can further improve the lithography performance using MEEF, LWR, DOF, etc. as an index.

上記構造単位(II)が含有する酸解離性基の炭素数が4〜9であることが好ましい。上記構造単位(II)が含有する酸解離性基を、比較的炭素数の少ない基とすることで、当該フォトレジスト組成物は、MEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能を特に向上させることができる。   It is preferable that the acid dissociable group contained in the structural unit (II) has 4 to 9 carbon atoms. By using the acid dissociable group contained in the structural unit (II) as a group having a relatively small number of carbon atoms, the photoresist composition particularly improves lithography performance using MEEF, LWR, DOF, etc. as an index. be able to.

[A]重合体成分における構造単位(I)及び構造単位(II)の含有率の合計が20モル%以上70モル%以下であり、かつ構造単位(I)の含有率が5モル%以上60モル%以下であることが好ましい。[A]重合体成分における上記構造単位(I)及び(II)の含有率を上記特定の範囲とすることで、当該フォトレジスト組成物は、感度等の基本性能に加えてMEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能を特に向上させることができる。   [A] The total content of the structural unit (I) and the structural unit (II) in the polymer component is 20 mol% to 70 mol%, and the content of the structural unit (I) is 5 mol% to 60 mol. It is preferable that it is below mol%. [A] By setting the content of the structural units (I) and (II) in the polymer component within the specific range, the photoresist composition can be used in addition to basic performance such as sensitivity, MEEF, LWR, DOF. Lithographic performance can be particularly improved using the above as an index.

なお、[A]重合体成分における構造単位の含有率は、[A]重合体成分の13C−NMRスペクトルを測定し、得られたスペクトルにおける各構造単位に対応するピークの面積比から、[A]重合体成分における平均値として求めることができる。In addition, the content rate of the structural unit in the [A] polymer component is obtained by measuring the 13 C-NMR spectrum of the [A] polymer component, and from the area ratio of the peak corresponding to each structural unit in the obtained spectrum, [ A] It can obtain | require as an average value in a polymer component.

以上説明したように、本発明のフォトレジスト組成物は、特定のラクトン構造を含む構造単位(I)と、酸解離性基含有構造単位(II)とを有する[A]重合体成分を含有するため、感度等の基本特性に加えて、MEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能にも優れる。そのため、当該フォトレジスト組成物を用いると、微細なパターンを高精度で形成することが可能となる。   As described above, the photoresist composition of the present invention contains the [A] polymer component having the structural unit (I) containing a specific lactone structure and the acid dissociable group-containing structural unit (II). Therefore, in addition to basic characteristics such as sensitivity, the lithography performance using MEEF, LWR, DOF, etc. as an index is excellent. Therefore, a fine pattern can be formed with high accuracy by using the photoresist composition.

<フォトレジスト組成物>
当該フォトレジスト組成物は、[A]重合体成分及び[B]酸発生体を含有する。また、本発明の効果を損なわない限りその他の成分を含有してもよい。以下、各成分について詳述する。
<Photoresist composition>
The photoresist composition contains a [A] polymer component and a [B] acid generator. Moreover, you may contain another component, unless the effect of this invention is impaired. Hereinafter, each component will be described in detail.

<[A]重合体成分>
[A]重合体成分は、同一又は異なる重合体中に、上記式(1)で表される構造単位(I)及び上記式(2)で表される酸解離性基含有構造単位(II)を有する重合体成分である。当該フォトレジスト組成物は、[A]重合体成分を含有することで、感度等の基本特性を満足すると共に、MEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能に優れる。
<[A] Polymer component>
[A] The polymer component is a structural unit (I) represented by the above formula (1) and an acid dissociable group-containing structural unit (II) represented by the above formula (2) in the same or different polymers. It is a polymer component having By containing the [A] polymer component, the photoresist composition satisfies basic characteristics such as sensitivity, and is excellent in lithography performance with MEEF, LWR, DOF, etc. as an index.

なお、[A]重合体成分としては、構造単位(I)を与える単量体化合物、構造単位(II)を与える単量体化合物等の複数種の単量体化合物の共重合体であってもよいし、構造単位(I)を与える単量体化合物の重合体と、構造単位(II)を与える単量体化合物の重合体等の複数の重合体をブレンドした2種以上の重合体を含む成分であってもよい。また、[A]重合体成分は、構造単位(I)及び構造単位(II)に加えて、極性基を含む構造単位(III)を有することが好ましい。また、[A]重合体成分は、さらにラクトン基、環状カーボネート基及びスルトン基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基(a)を有することが好ましい。この基(a)は、上記構造単位(I)に含まれていてもよいし、構造単位(I)以外の構造単位(IV)に含まれていてもよいし、上記両者に含まれていてもよい。[A]重合体成分が上記基(a)を有することで、当該フォトレジスト組成物は、MEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能を向上させることができる。さらに、本発明の効果を損なわない限り、他の構造単位を有してもよい。なお、当該フォトレジスト組成物が後述の[F]重合体を含有する場合、[A]重合体成分における構造単位(II)を含む重合体は、フッ素原子を含まないことが好ましい。
以下、各構造単位を詳述する。
The [A] polymer component is a copolymer of a plurality of types of monomer compounds such as a monomer compound that provides the structural unit (I) and a monomer compound that provides the structural unit (II). Or two or more polymers obtained by blending a plurality of polymers such as a polymer of a monomer compound that gives the structural unit (I) and a polymer of the monomer compound that gives the structural unit (II). The component may be included. [A] The polymer component preferably has a structural unit (III) containing a polar group in addition to the structural unit (I) and the structural unit (II). [A] The polymer component preferably further has at least one group (a) selected from the group consisting of a lactone group, a cyclic carbonate group and a sultone group. This group (a) may be contained in the structural unit (I), may be contained in a structural unit (IV) other than the structural unit (I), or may be contained in both of the above. Also good. [A] When the polymer component has the group (a), the photoresist composition can improve lithography performance with MEEF, LWR, DOF, etc. as an index. Furthermore, you may have another structural unit, unless the effect of this invention is impaired. In addition, when the said photoresist composition contains the below-mentioned [F] polymer, it is preferable that the polymer containing the structural unit (II) in a [A] polymer component does not contain a fluorine atom.
Hereinafter, each structural unit will be described in detail.

[構造単位(I)]
構造単位(I)は、上記式(1)で表される。[A]重合体成分は、重合体主鎖に直結した特定のラクトン構造を含む構造単位(I)を有するため、当該フォトレジスト組成物は、MEEF、DOF及びLWRを指標としたリソグラフィー性能に優れる。
[Structural unit (I)]
The structural unit (I) is represented by the above formula (1). [A] Since the polymer component has a structural unit (I) containing a specific lactone structure directly connected to the polymer main chain, the photoresist composition is excellent in lithography performance with MEEF, DOF and LWR as indices. .

上記式(1)中、Rは、水素原子、フッ素原子、水酸基又は炭素数1〜20の1価の有機基である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、水酸基若しくは炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はR及びRが互いに結合してそれらが結合している炭素原子と共に炭素数3〜10の環構造を形成している。aは、1〜6の整数である。但し、aが2以上の場合、複数のR及びRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、水酸基若しくは炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はR及びRが互いに結合してそれらが結合している炭素原子と共に炭素数3〜10の環構造を形成している。但し、上記環構造が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。また、R〜Rのうち少なくともひとつはヘテロ原子を含む基である。In said formula (1), R0 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, or a C1-C20 monovalent organic group. R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or R 1 and R 2 are bonded to each other. A ring structure having 3 to 10 carbon atoms is formed together with the carbon atoms. a is an integer of 1-6. However, when a is 2 or more, the plurality of R 1 and R 2 may be the same or different. R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or R 3 and R 4 are bonded to each other. A ring structure having 3 to 10 carbon atoms is formed together with the carbon atoms. However, one part or all part of the hydrogen atom which the said ring structure has may be substituted. In addition, at least one of R 0 to R 4 is a group containing a hetero atom.

上記R〜Rで表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、例えば炭素数1〜20の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、核原子数3〜10の複素環基、エポキシ基、シアノ基、カルボキシ基、及び−R’−Q−R”で表される基等が挙げられる。但し、R’は単結合又は炭素数1〜20の炭化水素基である。R”は置換されていてもよい炭素数1〜20の炭化水素基である。Qは−O−、−CO−、−NH−、−SO−、−SO−又はこれらの組み合わせである。上記鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は、フッ素原子等のハロゲン原子、シアノ基、カルボキシ基、水酸基、チオール基等で置換されていてもよい。Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by the above R 0 to R 4 include a chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, Examples thereof include aromatic hydrocarbon groups having 6 to 20 carbon atoms, heterocyclic groups having 3 to 10 nucleus atoms, epoxy groups, cyano groups, carboxy groups, and groups represented by -R'-QR ". However, R ′ is a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R ″ is an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Q is —O—, —CO—, —NH—, —SO 2 —, —SO— or a combination thereof. Part or all of the hydrogen atoms of the chain hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group are substituted with halogen atoms such as fluorine atoms, cyano groups, carboxy groups, hydroxyl groups, thiol groups, etc. May be.

上記炭素数1〜20の鎖状炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。これらのうち、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基及びペンチル基が好ましく、メチル基及びエチル基がより好ましい。   Examples of the chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, and a decyl group. Among these, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and a pentyl group are preferable, and a methyl group and an ethyl group are more preferable.

上記炭素数3〜20の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロへキシル基、シクロオクチル基、シクロデシル基等の単環の脂環式炭化水素基;ノルボルニル基、アダマンチル基等の多環の脂環式炭化水素基等が挙げられる。   Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include monocyclic alicyclic hydrocarbon groups such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, and cyclodecyl group; norbornyl group And a polycyclic alicyclic hydrocarbon group such as an adamantyl group.

上記炭素数6〜20の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。   As said C6-C20 aromatic hydrocarbon group, a phenyl group, a naphthyl group, etc. are mentioned, for example.

上記核原子数3〜10の複素環基としては、ラクトン基、環状カーボネート基、スルトン基、及びフラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ピリジン環等をそれぞれ含む基等が挙げられる。これらのうち、ラクトン基、環状カーボネート基及びスルトン基が好ましく、ラクトン基がより好ましく、ブチロラクトン基がさらに好ましい。   Examples of the heterocyclic group having 3 to 10 nuclear atoms include a lactone group, a cyclic carbonate group, a sultone group, a furan ring, a thiophene ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, and a pyridine ring. And a group to be included. Of these, a lactone group, a cyclic carbonate group, and a sultone group are preferable, a lactone group is more preferable, and a butyrolactone group is more preferable.

上記−R’−Q−R”におけるR’及びR”で表される炭素数1〜20の炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜20の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基等が挙げられる。それぞれについては、上記R〜Rで表される炭素数1〜20の1価の有機基において例示した基と同様の基を挙げることができる。Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R ′ and R ″ in —R′—QR ″ include, for example, a chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and 3 to 20 carbon atoms. And an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and the like. For each include the same groups as the groups exemplified in the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 0 to R 4.

及びRが互いに結合して、それらが結合している炭素原子と共に形成している環構造、並びにR及びRが互いに結合して、それらが結合している炭素原子と共に形成している炭素数3〜10の環構造を有する基としては、例えばシクロプロパンジイル基、シクロヘキサンジイル基、ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基等の脂環式基、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子を含む複素環基等が挙げられる。これらのうち、脂環式基としては、シクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基、アダマンタンジイル基が、複素環基としては、環状エーテル基、ラクトン基、スルトン基がそれぞれ好ましい。R 1 and R 2 are bonded together and the ring structure formed with the carbon atom to which they are bonded, and R 3 and R 4 are bonded together and formed with the carbon atom to which they are bonded. Examples of the group having a ring structure having 3 to 10 carbon atoms include alicyclic groups such as cyclopropanediyl group, cyclohexanediyl group, norbornanediyl group and adamantanediyl group, oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like. Examples include heterocyclic groups containing a hetero atom. Of these, the cycloaliphatic group is preferably a cyclopentanediyl group, cyclohexanediyl group or adamantanediyl group, and the heterocyclic group is preferably a cyclic ether group, a lactone group or a sultone group.

上記R〜Rのうち少なくともひとつが含むヘテロ原子としては、炭素原子及び水素原子以外の原子であれば特に限定されないが、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ヨウ素原子及びハロゲン原子が好ましく、酸素原子及びフッ素原子がより好ましく、酸素原子がさらに好ましい。The hetero atom contained in at least one of R 0 to R 4 is not particularly limited as long as it is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, but an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, an iodine atom, and a halogen atom are preferable. An oxygen atom and a fluorine atom are more preferable, and an oxygen atom is still more preferable.

上記式(1)において、aは、1であることが好ましく、Rは、水素原子であることが好ましい。In the above formula (1), a is preferably 1 , and R 1 is preferably a hydrogen atom.

構造単位(I)としては、例えば、下記式(1−1)〜(1−79)で表される構造単位等が挙げられる。これらの中で、重合体主鎖に直結するラクトン構造以外のラクトン構造をさらに含む構造単位としては、下記式(1−7)、(1−8)、(1−68)、(1−70)、(1−72)、(1−73)及び(1−76)で表される構造単位が、環状カーボネート構造を含む構造単位としては、下記式(1−74)、(1−77)及び(1−79)で表される構造単位が、スルトン構造を含む構造単位としては、下記式(1−75)及び(1−78)で表される構造単位が挙げられる。   Examples of the structural unit (I) include structural units represented by the following formulas (1-1) to (1-79). Among these, structural units further containing a lactone structure other than the lactone structure directly connected to the polymer main chain include the following formulas (1-7), (1-8), (1-68), (1-70). ), (1-72), (1-73) and the structural unit represented by (1-76) include the following formulas (1-74) and (1-77) as structural units containing a cyclic carbonate structure: Examples of the structural unit in which the structural unit represented by (1-79) includes a sultone structure include structural units represented by the following formulas (1-75) and (1-78).

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これらのうち、R及びRの少なくとも1つの基が酸素原子を含む構造単位、R及びRの少なくとも1つの基が環状の有機基である構造単位、R及びRが結合してそれらが結合する炭素原子と共に環構造を形成している構造単位等が好ましい。中でも、上記式(1−1)〜(1−9)、(1−12)〜(1−21)、(1−25)〜(1−47)、(1−55)〜(1−67)、(1−69)〜(1−79)で表される構造単位がより好ましく、(1−1)、(1−17)、(1−19)、(1−70)〜(1−79)で表される構造単位がさらに好ましい。Of these, at least one group of R 3 and R 4 are structural units, structural units in which at least one group of R 3 and R 4 is a cyclic organic group, R 3 and R 4 are bonded to an oxygen atom And a structural unit that forms a ring structure with the carbon atom to which they are bonded. Among them, the above formulas (1-1) to (1-9), (1-12) to (1-21), (1-25) to (1-47), (1-55) to (1-67) ), (1-69) to (1-79) are more preferred, and (1-1), (1-17), (1-19), (1-70) to (1-70) are preferred. 79) is more preferred.

[A]重合体成分において、構造単位(I)の含有率は、[A]重合体成分を構成する全構造単位に対して、1モル%以上80モル%以下が好ましく、5モル%以上60モル%以下がより好ましい。構造単位(I)の含有率を上記範囲とすることで、MEEF、LWR、DOF等を指標としたリソグラフィー性能を効果的に向上させることができる。なお、[A]重合体成分は、構造単位(I)を1種、又は2種以上有していてもよい。   [A] In the polymer component, the content of the structural unit (I) is preferably 1 mol% or more and 80 mol% or less, and preferably 5 mol% or more and 60 mol% with respect to all the structural units constituting the [A] polymer component. The mol% or less is more preferable. By making the content rate of structural unit (I) into the said range, the lithography performance which used MEEF, LWR, DOF etc. as a parameter | index can be improved effectively. In addition, the [A] polymer component may have 1 type, or 2 or more types of structural units (I).

構造単位(I)を与える単量体としては、例えば、下記式で表される化合物が挙げられる。   As a monomer which gives structural unit (I), the compound represented by a following formula is mentioned, for example.

Figure 0005967082
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構造単位(I)を与える単量体は、例えば下記方法により製造することができる。   The monomer giving the structural unit (I) can be produced, for example, by the following method.

触媒として亜鉛粉末が添加されたテトラヒドロフラン(THF)溶媒中に、それぞれTHFに溶解させた2−メチルテトラヒドロフラン−3−オン(化合物a)と、エチル(2−ブロモメチル)アクリレート(化合物b)とを滴下し、室温で撹拌させることで、化合物aと化合物bとが反応し、6−メチル−3−メチレン−1,7−ジオキサスピロ[4,4]ノナン−2−オン(上記式(1−1)で表される化合物)が合成される。なお、亜鉛粉末が添加されたTHF溶媒中に、化合物a及びbの添加前にクロロトリメチルシラン等の活性化剤を入れるとよい。また、式(1−1)で表される化合物以外の化合物においては、適宜化合物aを替えること等によって同様に合成することができる。   2-methyltetrahydrofuran-3-one (compound a) and ethyl (2-bromomethyl) acrylate (compound b) dissolved in THF were added dropwise to a tetrahydrofuran (THF) solvent to which zinc powder was added as a catalyst. Then, by stirring at room temperature, the compound a and the compound b react to produce 6-methyl-3-methylene-1,7-dioxaspiro [4,4] nonan-2-one (the above formula (1-1) Is synthesized). An activator such as chlorotrimethylsilane may be added to the THF solvent to which zinc powder has been added before adding the compounds a and b. Moreover, in compounds other than the compound represented by Formula (1-1), it is compoundable similarly by changing the compound a suitably.

[構造単位(II)]
[A]重合体成分は、構造単位(I)と共に構造単位(II)を有する。上記式(2)で表される構造単位(II)は、露光により[B]酸発生体から発生する酸の作用により解離し易い酸解離性基を有しているため、当該フォトレジスト組成物は、[A]重合体成分中に構造単位(II)を有することで、感度等の基本特性を十分満足すると共に、MEEF、DOF、LWR等を指標としたリソグラフィー性能により優れるレジストパターンの形成が可能となる。
[Structural unit (II)]
[A] The polymer component has the structural unit (II) together with the structural unit (I). Since the structural unit (II) represented by the above formula (2) has an acid dissociable group that is easily dissociated by the action of an acid generated from the [B] acid generator upon exposure, the photoresist composition [A] Having the structural unit (II) in the polymer component sufficiently satisfies the basic characteristics such as sensitivity, and can form a resist pattern that is superior in lithography performance with MEEF, DOF, LWR, etc. as an index. It becomes possible.

構造単位(II)は上記式(2)で表される。上記式(2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基若しくは炭素数4〜20の脂環式基であるか、又はR及びRが互いに結合してそれらが結合している炭素原子と共に2価の脂環式基を形成している。Rは、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数4〜20の脂環式基である。上記アルキル基及び脂環式基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。The structural unit (II) is represented by the above formula (2). In the above formula (2), R 5 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 6 and R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic group having 4 to 20 carbon atoms, or R 6 and R 7 are bonded to each other. A divalent alicyclic group is formed together with the carbon atom. R 8 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic group having 4 to 20 carbon atoms. Some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group and alicyclic group may be substituted.

上記R〜Rが表す炭素数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、i−ブチル基、tert−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基等が挙げられる。Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 6 to R 8 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, and a tert-butyl group. , 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group and the like.

上記R〜Rが表す炭素数4〜20の脂環式基、並びにR及びRが互いに結合してそれらが結合している炭素原子と共に形成している脂環式基としては、例えばアダマンタン骨格、ノルボルナン骨格等の有橋式骨格を有する多環の脂環式基;シクロペンタン、シクロヘキサン等のシクロアルカン骨格を有する単環の脂環式基が挙げられる。また、これらの基は、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基の1種以上で置換されていてもよい。Examples of the alicyclic group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 6 to R 8 and the alicyclic group formed together with the carbon atoms to which R 6 and R 7 are bonded to each other are as follows: Examples thereof include polycyclic alicyclic groups having a bridged skeleton such as an adamantane skeleton and norbornane skeleton; and monocyclic alicyclic groups having a cycloalkane skeleton such as cyclopentane and cyclohexane. In addition, these groups may be substituted with one or more linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, for example.

構造単位(II)としては、下記式(2A)〜(2I)で表される構造単位が好ましい。   As the structural unit (II), structural units represented by the following formulas (2A) to (2I) are preferable.

Figure 0005967082
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上記式(2A)〜(2I)中、Rは、上記式(2)と同義である。Rは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基である。m1及びm2は、それぞれ独立して、1〜6の整数である。Rは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基である。In the above formulas (2A) to (2I), R 5 has the same meaning as the above formula (2). Each R A is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. m1 and m2 are each independently an integer of 1 to 6. R B is each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

上記R及びRが表す炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、上記R〜Rが表す炭素数1〜4のアルキル基として例示した基と同様の基等が挙げられる。Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R A and R B include the same groups as those exemplified as the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 6 to R 8 .

[A]重合体成分は、上記構造単位(II)として上記式(2A)〜(2C)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種(以下、「構造単位(II−1)」ともいう)を含むことが好ましく、この構造単位(II−1)に加え、上記式(2D)〜(2I)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種(以下、「構造単位(II−2)」ともいう)をさらに含むことがより好ましい。[A]重合体成分が、構造単位(II)として上記構造単位(II−1)を含むことで、上記リソグラフィー性能の向上を維持しつつ、ブリッジ欠陥の発生を抑制することができる。また、これに加えて[A]重合体成分が、構造単位(II)として上記構造単位(II−2)をさらに含むことで、レジストパターンの耐パターン倒れ性を高めることができる。   [A] The polymer component is at least one selected from the group consisting of structural units represented by the above formulas (2A) to (2C) as the structural unit (II) (hereinafter referred to as “structural unit (II-1)”). In addition to the structural unit (II-1), at least one selected from the group consisting of structural units represented by the above formulas (2D) to (2I) (hereinafter referred to as “structure”). It is more preferable to further include a unit (II-2) ”. [A] When the polymer component contains the structural unit (II-1) as the structural unit (II), it is possible to suppress the occurrence of bridge defects while maintaining the improvement of the lithography performance. In addition to this, the [A] polymer component further includes the structural unit (II-2) as the structural unit (II), whereby the resistance to pattern collapse of the resist pattern can be improved.

上記構造単位(II−1)としては、
式(2A)で表される構造単位として、下記式(2−2)〜(2−10)で表される構造単位が、
式(2B)で表される構造単位として、下記式(2−1)、(2−19)及び(2−20)で表される構造単位が、
式(2C)で表される構造単位として、下記式(2−23)及び(2−24)で表される構造単位が好ましい。
As the structural unit (II-1),
As the structural unit represented by the formula (2A), structural units represented by the following formulas (2-2) to (2-10)
As the structural unit represented by the formula (2B), structural units represented by the following formulas (2-1), (2-19) and (2-20)
As the structural unit represented by the formula (2C), structural units represented by the following formulas (2-23) and (2-24) are preferable.

上記構造単位(II−2)としては、
式(2D)で表される構造単位として、下記式(2−11)〜(2−13)で表される構造単位が、
式(2E)で表される構造単位として、下記式(2−15)で表される構造単位が、
式(2F)で表される構造単位として、下記式(2−16)及び(2−17)で表される構造単位が、
式(2G)で表される構造単位として、下記式(2−14)で表される構造単位が、
式(2H)で表される構造単位として、下記式(2−18)で表される構造単位が、
式(2I)で表される構造単位として、下記式(2−25)で表される構造単位が好ましい。
As the structural unit (II-2),
As the structural unit represented by the formula (2D), structural units represented by the following formulas (2-11) to (2-13)
As a structural unit represented by the formula (2E), a structural unit represented by the following formula (2-15)
As the structural unit represented by the formula (2F), structural units represented by the following formulas (2-16) and (2-17) are:
As a structural unit represented by the formula (2G), a structural unit represented by the following formula (2-14)
As a structural unit represented by the formula (2H), a structural unit represented by the following formula (2-18)
As the structural unit represented by the formula (2I), a structural unit represented by the following formula (2-25) is preferable.

Figure 0005967082
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上記式中、Rは上記式(2)と同義である。In said formula, R < 5 > is synonymous with the said Formula (2).

これらのうち、ブリッジ欠陥の発生を抑制できる観点から、上記式(2−1)〜(2−10)、(2−19)〜(2−20)及び(2−23)〜(2−24)で表される構造単位がより好ましく、中でも、構造単位(II)が含む酸解離性基の炭素数が4〜9である上記式(2−1)〜(2−8)、(2−19)、(2−20)及び(2−23)で表される構造単位がさらに好ましい。   Among these, from the viewpoint of suppressing the occurrence of bridge defects, the above formulas (2-1) to (2-10), (2-19) to (2-20), and (2-23) to (2-24) The structural units represented by formula (2-1) are more preferred, and among them, the above formulas (2-1) to (2-8), (2- The structural units represented by 19), (2-20) and (2-23) are more preferred.

[A]重合体成分において、構造単位(II)の含有率としては、[A]重合体成分を構成する全構造単位に対して、10モル%以上80モル%以下が好ましく、15モル%以上80モル%以下がより好ましく、20モル%以上70モル%以下がさらに好ましい。構造単位(II)の含有率を上記範囲とすることで、得られるレジストパターンのリソグラフィー性能がより向上する。なお、[A]重合体成分は構造単位(II)を1種又は2種以上有していてもよい。   [A] In the polymer component, the content of the structural unit (II) is preferably 10% by mole or more and 80% by mole or less, and more preferably 15% by mole or more with respect to all structural units constituting the [A] polymer component. 80 mol% or less is more preferable, and 20 mol% or more and 70 mol% or less is more preferable. By making the content rate of structural unit (II) into the said range, the lithography performance of the resist pattern obtained improves more. In addition, the [A] polymer component may have 1 type, or 2 or more types of structural units (II).

構造単位(II)を与える単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−ビシクロ[2.2.2]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−7−イルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イルエステル等が挙げられる。Examples of the monomer that gives the structural unit (II) include (meth) acrylic acid-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-bicyclo [2.2.2] octa. 2-yl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] dec-7-yl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [3.3.1.1 3,7 Deca-1-yl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] dec-2-yl ester, and the like.

[構造単位(III)]
[A]重合体成分は、構造単位(III)を有していることが好ましい。構造単位(III)は、構造単位(I)及び構造単位(II)以外の構造単位であって、極性基を含む構造単位である。[A]重合体成分が構造単位(III)をさらに有することで、[A]重合体成分と[B]酸発生体等の他の成分との相溶性が向上するため、レジストパターンのリソグラフィー性能をより優れたものとすることができる。
[Structural unit (III)]
[A] The polymer component preferably has a structural unit (III). The structural unit (III) is a structural unit other than the structural unit (I) and the structural unit (II) and includes a polar group. Since the [A] polymer component further has the structural unit (III), the compatibility between the [A] polymer component and other components such as the [B] acid generator is improved, so that the lithography performance of the resist pattern Can be made more excellent.

極性基としては、例えば、水酸基、ケトン性カルボニル基、カルボキシ基、アミド基、ウレタン基、ウレア基、カーボネート基、スルフィド基、スルフォニル基、ハロゲン化アルキル基、シアノ基、チオール基等が挙げられる。これらのうち、水酸基、スルフォニル基及びハロゲン化アルキル基が好ましく、水酸基がより好ましい。   Examples of the polar group include a hydroxyl group, a ketonic carbonyl group, a carboxy group, an amide group, a urethane group, a urea group, a carbonate group, a sulfide group, a sulfonyl group, a halogenated alkyl group, a cyano group, and a thiol group. Among these, a hydroxyl group, a sulfonyl group, and a halogenated alkyl group are preferable, and a hydroxyl group is more preferable.

構造単位(III)としては、例えば、下記式で表される構造単位が挙げられる。   As structural unit (III), the structural unit represented by a following formula is mentioned, for example.

Figure 0005967082
Figure 0005967082

上記式中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。In the above formula, R 9 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

[A]重合体成分における構造単位(III)の含有率としては、[A]重合体成分を構成する全構造単位に対して、0モル%以上50モル%以下が好ましく、5モル%以上40モル%以下がより好ましい。[A]重合体成分は、構造単位(III)を1種又は2種以上有していてもよい。   [A] The content of the structural unit (III) in the polymer component is preferably 0 mol% or more and 50 mol% or less, and preferably 5 mol% or more and 40 mol%, based on all the structural units constituting the [A] polymer component. The mol% or less is more preferable. [A] The polymer component may have one or more structural units (III).

[構造単位(IV)]
構造単位(IV)は、構造単位(I)以外の構造単位であって、上記基(a)を含む構造単位である。当該フォトレジスト組成物は、構造単位(IV)を有する[A]重合体成分を含有することで、MEEF、DOF及びLWRを指標としたリソグラフィー性能を向上させることができる。
[Structural unit (IV)]
The structural unit (IV) is a structural unit other than the structural unit (I) and includes the group (a). The said photoresist composition can improve the lithography performance which used MEEF, DOF, and LWR as a parameter | index by containing the [A] polymer component which has structural unit (IV).

構造単位(IV)は、下記式(3)で表される構造単位であることが好ましい。当該フォトレジスト組成物は、上記特定構造の構造単位を有する[A]重合体成分を含有することで、MEEF、DOF及びLWRを指標としたリソグラフィー性能をより向上させることができる。   The structural unit (IV) is preferably a structural unit represented by the following formula (3). The said photoresist composition can improve the lithography performance which made MEEF, DOF, and LWR a parameter | index more by containing the [A] polymer component which has a structural unit of the said specific structure.

Figure 0005967082
Figure 0005967082

上記式(3)中、R10は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R11は、炭素数1〜10の炭化水素基である。Xは、−O−、−COO−、−OCO−又は−NH−である。nは、0〜10の整数である。nが2以上の場合、複数のR11及びXは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。R12は、単結合又は炭素数1〜5の炭化水素基である。R13は、基(a)である。但し、R11〜R13が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。In the above formula (3), R 10 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 11 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. X is —O—, —COO—, —OCO— or —NH—. n is an integer of 0-10. When n is 2 or more, the plurality of R 11 and X may be the same or different. R 12 is a single bond or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms. R 13 is the group (a). However, one part or all part of the hydrogen atom which R < 11 > -R < 13 > has may be substituted.

上記R11で表される炭素数1〜10の炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜10の鎖状炭化水素基、炭素数3〜10の脂環式炭化水素基、炭素数6〜10の芳香族炭化水素基等が挙げられる。Examples of the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 11 include a chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 10 aromatic hydrocarbon groups and the like.

上記炭素数1〜10の鎖状炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が挙げられる。これらのうち、メチレン基及びエチレン基が好ましい。   Examples of the chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group. Of these, a methylene group and an ethylene group are preferred.

上記炭素数3〜10の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基等が挙げられる。これらのうち、アダマンチレン基が好ましい。   Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms include a cyclopropylene group, a cyclohexylene group, and an adamantylene group. Of these, an adamantylene group is preferred.

上記炭素数6〜10の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられる。   As said C6-C10 aromatic hydrocarbon group, a phenylene group, a naphthylene group, etc. are mentioned, for example.

上記Xとしては、−O−及び−COO−が好ましい。   As said X, -O- and -COO- are preferable.

上記nとしては、0〜5の整数が好ましく、0及び1がより好ましい。   As said n, the integer of 0-5 is preferable and 0 and 1 are more preferable.

上記R12で表される炭素数1〜5の炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜5の鎖状炭化水素基、炭素数3〜5の脂環式炭化水素基等が挙げられる。Examples of the hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 12 include a chain hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms and an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 5 carbon atoms.

上記炭素数1〜5の鎖状炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が挙げられる。これらのうち、メチレン基が好ましい。   Examples of the chain hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group. Of these, a methylene group is preferred.

上記炭素数3〜5の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基等が挙げられる。   Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 5 carbon atoms include a cyclopropylene group and a cyclobutylene group.

上記R12としては、単結合及びメチレン基が好ましい。R 12 is preferably a single bond or a methylene group.

上記R13で表される基(a)としては、例えば、
環状カーボネート基として、エチレンカーボネート基、1,3−プロピレンカーボネート基、シクロペンテンカーボネート基、シクロヘキセンカーボネート基、ノルボルネンカーボネート基等が、
スルトン基として、プロピオスルトン基、ブチロスルトン基、バレロスルトン基、アダマンタンスルトン基等が、
ラクトン基として、プロピオラクトン基、ブチロラクトン基、バレロラクトン基、アダマンタンラクトン基等がそれぞれ挙げられる。
Examples of the group (a) represented by R 13 include:
As the cyclic carbonate group, ethylene carbonate group, 1,3-propylene carbonate group, cyclopentene carbonate group, cyclohexene carbonate group, norbornene carbonate group, etc.
As sultone groups, propiosluton groups, butyrosulton groups, valerosultone groups, adamantane sultone groups, etc.
Examples of the lactone group include a propiolactone group, a butyrolactone group, a valerolactone group, an adamantane lactone group, and the like.

これらのうち、環状カーボネート基としては、エチレンカーボネート基が好ましく、スルトン基としては、ノルボルナンスルトン基が好ましく、ラクトン基としては、ノルボルナンラクトン基及びブチロラクトン基が好ましい。   Of these, the cyclic carbonate group is preferably an ethylene carbonate group, the sultone group is preferably a norbornane sultone group, and the lactone group is preferably a norbornane lactone group or a butyrolactone group.

上記R11〜R13が有する水素原子の一部又は全部が置換されていてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシ基、ケト基、スルホンアミド基、アミノ基、アミド基、シアノ基、アセチル基等が挙げられる。Examples of the substituent in which part or all of the hydrogen atoms of R 11 to R 13 may be substituted include, for example, a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxy group, a keto group, a sulfonamide group, an amino group, an amide group, A cyano group, an acetyl group, etc. are mentioned.

構造単位(IV)としては、下記式(3−1)〜(3−18)で表される構造単位を好ましい構造単位として挙げることができる。   As the structural unit (IV), structural units represented by the following formulas (3-1) to (3-18) can be mentioned as preferred structural units.

Figure 0005967082
Figure 0005967082

Figure 0005967082
Figure 0005967082

上記式(3−1)〜(3−18)中、R10は、上記式(3)と同義である。In the above formulas (3-1) to (3-18), R 10 has the same meaning as the above formula (3).

これらのうち、当該フォトレジスト組成物のリソグラフィー性能を向上させる観点から、上記式(3−1)〜(3−14)で表される構造単位がより好ましく、上記式(3−1)、(3−3)及び(3−5)で表される構造単位がさらに好ましい。   Among these, from the viewpoint of improving the lithography performance of the photoresist composition, the structural units represented by the above formulas (3-1) to (3-14) are more preferable, and the above formulas (3-1), ( The structural units represented by (3-3) and (3-5) are more preferable.

[A]重合体成分において、構造単位(IV)の含有率は、[A]重合体成分を構成する全構造単位に対して、5モル%以上80モル%以下が好ましく、5モル%以上60モル%以下がより好ましい。構造単位(IV)の含有率を上記範囲とすることで、感度等の基本特性を維持しつつ優れたリソグラフィー性能を発揮することができる。   [A] In the polymer component, the content of the structural unit (IV) is preferably 5 mol% or more and 80 mol% or less, and preferably 5 mol% or more and 60 mol% or less with respect to all the structural units constituting the [A] polymer component. The mol% or less is more preferable. By making the content rate of structural unit (IV) into the said range, the outstanding lithography performance can be exhibited, maintaining basic characteristics, such as a sensitivity.

構造単位(IV)を与える単量体化合物としては、下記式で表される化合物を好ましい化合物として挙げることができる。   As a monomer compound which gives structural unit (IV), the compound represented by a following formula can be mentioned as a preferable compound.

Figure 0005967082
Figure 0005967082

[A]重合体成分は、その他の構造単位として非酸解離性化合物に由来する構造単位(V)をさらに含有していてもよい。ここで非酸解離性化合物とは、酸の作用によって解離する基(酸解離性基)を含有しない化合物をいう。[A]重合体成分が、構造単位(V)を含有することで、リソグラフィー特性により優れるレジストパターンを形成することができる。   [A] The polymer component may further contain a structural unit (V) derived from a non-acid dissociable compound as another structural unit. Here, the non-acid dissociable compound refers to a compound that does not contain a group (acid dissociable group) that dissociates by the action of an acid. [A] When the polymer component contains the structural unit (V), it is possible to form a resist pattern having better lithography properties.

構造単位(V)を生成するための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)アクリレート等が挙げられる。これらのうち、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が好ましい。   Examples of the non-acid dissociable compound for generating the structural unit (V) include styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, isobornyl acrylate, tricyclodeca Nyl (meth) acrylate, tetracyclododecenyl (meth) acrylate, etc. are mentioned. Of these, styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, and tricyclodecanyl acrylate are preferable.

[A]重合体成分における構造単位(V)の含有率は、[A]重合体成分を構成する全構造単位に対して、60モル%以下であることが好ましく、より好ましくは50モル%以下である。この含有率が60モル%を超える場合、リソグラフィー特性が悪化するおそれがある。なお、構造単位(V)は、[A]重合体成分に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。   [A] The content of the structural unit (V) in the polymer component is preferably 60 mol% or less, more preferably 50 mol% or less, based on all structural units constituting the [A] polymer component. It is. When this content rate exceeds 60 mol%, there exists a possibility that a lithography characteristic may deteriorate. In addition, 1 type of structural units (V) may be contained in the [A] polymer component, and may be contained 2 or more types.

なお、当該フォトレジスト組成物のMEEF等を指標としたリソグラフィー性能を向上させる観点から、[A]重合体成分における構造単位(I)の含有率が1モル%以上70モル%以下であり、かつ構造単位(I)及び構造単位(II)の含有率の合計が10モル%以上80モル%以下であることが好ましく、構造単位(I)の含有率が5モル%以上60モル%以下であり、かつ構造単位(I)及び構造単位(II)の含有率の合計が20モル%以上70モル%以下であることがより好ましい。構造単位(I)の含有率が10モル%以上50モル%以下であり、かつ構造単位(I)及び構造単位(II)の含有率の合計が30モル%以上60モル%以下であることがさらに好ましい。   In addition, from the viewpoint of improving the lithography performance using MEEF or the like of the photoresist composition as an index, the content of the structural unit (I) in the polymer component [A] is 1 mol% or more and 70 mol% or less, and The total content of the structural unit (I) and the structural unit (II) is preferably 10 mol% or more and 80 mol% or less, and the content of the structural unit (I) is 5 mol% or more and 60 mol% or less. More preferably, the total content of the structural unit (I) and the structural unit (II) is 20 mol% or more and 70 mol% or less. The content of the structural unit (I) is from 10 mol% to 50 mol%, and the total content of the structural unit (I) and the structural unit (II) is from 30 mol% to 60 mol%. Further preferred.

また、[A]重合体成分が、異なる重合体中に構造単位(I)及び構造単位(IV)をそれぞれ含む場合、構造単位(I)を有する重合体(i)の重量平均分子量が、構造単位(IV)を有する重合体(ii)の重量平均分子量より大きいことが好ましい。当該フォトレジスト組成物は、[A]重合体成分が、構造単位(I)を有する重合体(i)と構造単位(IV)を有する重合体(ii)とのブレンドである場合には、重合体(i)の重量平均分子量が重合体(ii)の重量平均分子量より大きいと、MEEF、LWR等を指標としたリソグラフィー性能により優れる。   [A] When the polymer component contains the structural unit (I) and the structural unit (IV) in different polymers, the weight average molecular weight of the polymer (i) having the structural unit (I) It is preferably larger than the weight average molecular weight of the polymer (ii) having the unit (IV). In the photoresist composition, when the polymer component [A] is a blend of the polymer (i) having the structural unit (I) and the polymer (ii) having the structural unit (IV), When the weight average molecular weight of the polymer (i) is larger than the weight average molecular weight of the polymer (ii), the lithography performance using MEEF, LWR or the like as an index is excellent.

<[A]重合体成分の合成方法>
[A]重合体成分は、例えば所定の各構造単位に対応する単量体を、ラジカル重合開始剤を使用し、適当な溶媒中で重合することにより製造できる。例えば、単量体及びラジカル開始剤を含有する溶液を、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法、単量体を含有する溶液と、ラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法、各々の単量体を含有する複数種の溶液と、ラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法等の方法で合成することが好ましい。
<[A] Polymer component synthesis method>
[A] The polymer component can be produced, for example, by polymerizing monomers corresponding to predetermined structural units in a suitable solvent using a radical polymerization initiator. For example, a method of dropping a solution containing a monomer and a radical initiator into a reaction solvent or a solution containing the monomer to cause a polymerization reaction, a solution containing the monomer, and a solution containing the radical initiator Separately, a method of dropping a reaction solvent or a monomer-containing solution into a polymerization reaction, a plurality of types of solutions containing each monomer, and a solution containing a radical initiator, It is preferable to synthesize by a method such as a method of dropping it into a reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction.

これらの方法における反応温度は開始剤種によって適宜決定すればよい。通常30℃〜180℃であり、40℃〜160℃が好ましく、50℃〜140℃がより好ましい。滴下時間は、反応温度、開始剤の種類、反応させる単量体等の条件によって異なるが、通常、30分〜8時間であり、45分〜6時間が好ましく、1時間〜5時間がより好ましい。また、滴下時間を含む全反応時間も、滴下時間と同様に条件により異なるが、通常、30分〜8時間であり、45分〜7時間が好ましく、1時間〜6時間がより好ましい。   What is necessary is just to determine the reaction temperature in these methods suitably with initiator seed | species. Usually, it is 30 degreeC-180 degreeC, 40 degreeC-160 degreeC is preferable, and 50 degreeC-140 degreeC is more preferable. The dropping time varies depending on the reaction temperature, the type of initiator, the monomer to be reacted, etc., but is usually 30 minutes to 8 hours, preferably 45 minutes to 6 hours, and more preferably 1 hour to 5 hours. . Further, the total reaction time including the dropping time varies depending on the conditions similarly to the dropping time, but is usually 30 minutes to 8 hours, preferably 45 minutes to 7 hours, and more preferably 1 hour to 6 hours.

上記重合に使用されるラジカル開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、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(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)等が挙げられる。これらの開始剤は2種以上を混合して使用してもよい。   Examples of the radical initiator used for the polymerization include azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), and 2,2′-azobis (2-cyclopropyl). Propionitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-methylpropionitrile), and the like. Two or more of these initiators may be mixed and used.

重合溶媒としては、重合を阻害する溶媒(重合禁止効果を有するニトロベンゼン、連鎖移動効果を有するメルカプト化合物等)以外の溶媒であって、その単量体を溶解可能な溶媒であれば限定されない。重合溶媒としては、例えば、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル・ラクトン系溶媒、ニトリル系溶媒及びその混合溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は、単独又は2種以上を併用できる。   The polymerization solvent is not limited as long as it is a solvent other than a solvent that inhibits polymerization (nitrobenzene having a polymerization inhibiting effect, mercapto compound having a chain transfer effect, etc.) and can dissolve the monomer. Examples of the polymerization solvent include alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents, ester / lactone solvents, nitrile solvents, and mixed solvents thereof. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

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

なお、[A]重合体成分が同一の重合体中に上記構造単位(I)、構造単位(II)等を有する重合体成分である場合、構造単位(I)を与える単量体、構造単位(II)を与える単量体等を、上述の方法により共重合させて製造できる。また、[A]重合体成分が異なる重合体中に上記構造単位(I)、構造単位(II)等の構造単位を有する重合体成分である場合、各構造単位を与える単量体を上述の方法により重合し、これらを混合することにより、[A]重合体成分を調製することができる。   [A] When the polymer component is a polymer component having the structural unit (I), the structural unit (II), etc. in the same polymer, the monomer or structural unit giving the structural unit (I) A monomer or the like that gives (II) can be produced by copolymerization by the method described above. [A] When the polymer component is a polymer component having a structural unit such as the structural unit (I) or the structural unit (II) in a different polymer, the monomer that gives each structural unit is the above-described monomer. By polymerizing by the method and mixing them, the [A] polymer component can be prepared.

[A]重合体成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、1,000以上500,000以下が好ましく、2,000以上400,000以下がより好ましい。なお、[A]重合体のMwが1,000未満であると、レジストとしたときの耐熱性が低下する傾向がある。一方、[A]重合体のMwが500,000を超えると、レジストとしたときの現像性が低下する傾向がある。   [A] The polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) of the polymer component by gel permeation chromatography (GPC) is not particularly limited, but is preferably 1,000 or more and 500,000 or less, and preferably 2,000 or more and 400,000 or less. More preferred. In addition, when the Mw of the [A] polymer is less than 1,000, the heat resistance when used as a resist tends to decrease. On the other hand, when the Mw of the [A] polymer exceeds 500,000, the developability when used as a resist tends to be lowered.

また、[A]重合体成分のGPCによるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)に対するMwの比(Mw/Mn)は、通常1以上5以下であり、1以上3以下が好ましく、1以上2以下がより好ましい。Mw/Mnをこのような範囲とすることで、フォトレジスト膜が解像性能に優れたものとなる。   [A] The ratio (Mw / Mn) of Mw to polystyrene-converted number average molecular weight (Mn) by GPC of the polymer component is usually from 1 to 5, preferably from 1 to 3, preferably from 1 to 2. More preferred. By setting Mw / Mn in such a range, the photoresist film has excellent resolution performance.

なお、[A]重合体成分が異なる重合体中に上記構造単位(I)及び構造単位(II)を有する重合体成分である場合には、それぞれの重合体におけるMw及びMw/Mnについて、上記と同様の範囲であるとよい。   [A] When the polymer component is a polymer component having the structural unit (I) and the structural unit (II) in different polymers, the Mw and Mw / Mn in the respective polymers are as described above. It is good if it is in the same range.

なお、ここでMw及びMnとは、GPCカラム(東ソー製、G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した値をいう。   Here, Mw and Mn are GPC columns (manufactured by Tosoh, 2 G2000HXL, 1 G3000HXL, 1 G4000HXL), flow rate of 1.0 ml / min, elution solvent tetrahydrofuran, and column temperature of 40 ° C. The value measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard.

<[B]酸発生体>
[B]酸発生体は、レジストパターン形成の一工程である露光工程において、マスクを通過した光によって酸を発生する化合物である。当該フォトレジスト組成物における[B]酸発生体の含有形態としては、後述するような化合物の態様(以下、この態様を「[B]酸発生剤」ともいう)でも、重合体の一部として組み込まれた態様でも、これらの両方の態様でもよい。
<[B] Acid generator>
[B] The acid generator is a compound that generates an acid by light passing through a mask in an exposure process, which is one process of forming a resist pattern. As the form of inclusion of the [B] acid generator in the photoresist composition, even in an embodiment of a compound as described later (hereinafter, this embodiment is also referred to as “[B] acid generator”), as a part of the polymer It may be a built-in embodiment or both of these embodiments.

[B]酸発生剤としては、例えば、オニウム塩化合物、N−スルホニルオキシイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物等が挙げられる。これらの[B]酸発生剤のうち、オニウム塩化合物が好ましい。   [B] Examples of the acid generator include onium salt compounds, N-sulfonyloxyimide compounds, halogen-containing compounds, and diazoketone compounds. Of these [B] acid generators, onium salt compounds are preferred.

オニウム塩化合物としては、例えば、スルホニウム塩(テトラヒドロチオフェニウム塩を含む)、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等が挙げられる。   Examples of the onium salt compounds include sulfonium salts (including tetrahydrothiophenium salts), iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like.

スルホニウム塩としては、例えば、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジ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、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジ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、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルホスホニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−6−(1−アダマンタンカルボニロキシ)−ヘキサン−1−スルホネート、トリフェニルスルホニウム2−アダマンタン−1−イル−1,1−ジフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。これらのうち、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−6−(1−アダマンタンカルボニロキシ)−ヘキサン−1−スルホネート及びトリフェニルスルホニウム2−アダマンタン−1−イル−1,1−ジフルオロエタンスルホネートが好ましい。   Examples of the sulfonium salt include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept. 2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium perfluoro N-octane sulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept 2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium Perfluoro-n-octanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylphosphonium 1,1 , 2,2-Tetrafluoro-6- (1-adamantanecarbonyloxy) -hexane-1-sulfonate, triphenylsulfonium 2-adamantan-1-yl-1,1-difluoroethane Sulfonates, and the like. Of these, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluoro-6- (1-adamantanecarbonyloxy) -hexane-1 Sulfonate and triphenylsulfonium 2-adamantan-1-yl-1,1-difluoroethane sulfonate are preferred.

テトラヒドロチオフェニウム塩としては、例えば、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。これらのテトラヒドロチオフェニウム塩のうち、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート及び1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネートが好ましい。   Examples of the tetrahydrothiophenium salt include 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium. Nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothio Phenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium trifluoro L-methanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalene- -Yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalene) -2-yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxy Phenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) Tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octane Sulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, and the like. Can be mentioned. Of these tetrahydrothiophenium salts, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2, 2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiofe Nitroperfluoro-n-octane sulfonate and 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butane sulfonate are preferred.

ヨードニウム塩としては、例えば、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。これらのヨードニウム塩のうち、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネートが好ましい。   Examples of the iodonium salt include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl. -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4- t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-teto Fluoro ethanesulfonate. Of these iodonium salts, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate is preferred.

N−スルホニルオキシイミド化合物としては、例えば、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド等が挙げられる。これらのN−スルホニルオキシイミド化合物のうち、N−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミドが好ましい。   Examples of the N-sulfonyloxyimide compound include N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyl). Oxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene- 2,3-dicarboximide, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept -5-ene-2,3-dicarboximide and the like. Of these N-sulfonyloxyimide compounds, N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide is preferred.

これらの[B]酸発生剤は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。[B]酸発生体が[B]酸発生剤である場合の使用量としては、当該フォトレジスト組成物により形成されるレジスト塗膜の感度及びリソグラフィー性能を確保する観点から、[A]重合体成分100質量部に対して、0.01質量部以上25質量部以下が好ましく、0.1質量部以上20質量部以下がより好ましい。   These [B] acid generators may be used alone or in combination of two or more. [B] The amount used when the acid generator is a [B] acid generator is the [A] polymer from the viewpoint of ensuring the sensitivity and lithography performance of the resist coating film formed from the photoresist composition. 0.01 mass part or more and 25 mass parts or less are preferable with respect to 100 mass parts of components, and 0.1 mass part or more and 20 mass parts or less are more preferable.

<任意成分>
当該フォトレジスト組成物に含有されてもよい任意成分としては、[C]酸拡散制御剤、[D]添加剤、[E]溶媒、[F]フッ素原子を含む重合体、脂環式骨格含有化合物、界面活性剤、増感剤等を挙げることができる。以下、各成分について詳述する。
<Optional component>
As optional components that may be contained in the photoresist composition, [C] acid diffusion controller, [D] additive, [E] solvent, [F] polymer containing fluorine atom, alicyclic skeleton containing Examples thereof include compounds, surfactants and sensitizers. Hereinafter, each component will be described in detail.

<[C]酸拡散制御剤>
当該フォトレジスト組成物は、[C]酸拡散制御剤をさらに含有してもよい。この[C]酸拡散制御剤は、露光により[B]酸発生体から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制するものである。このような[C]酸拡散制御剤を配合することにより、得られるフォトレジスト組成物の貯蔵安定性が向上し、またレジストとしての解像度がさらに向上するとともに、露光から露光後の加熱処理までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物が得られる。
<[C] acid diffusion controller>
The photoresist composition may further contain a [C] acid diffusion controller. This [C] acid diffusion control agent controls the diffusion phenomenon in the resist film of the acid generated from the [B] acid generator by exposure, and suppresses an undesirable chemical reaction in the non-exposed region. By blending such a [C] acid diffusion control agent, the storage stability of the resulting photoresist composition is improved, the resolution as a resist is further improved, and from exposure to heat treatment after exposure. A change in the line width of the resist pattern due to fluctuations in the holding time (PED) can be suppressed, and a composition having excellent process stability can be obtained.

[C]酸拡散制御剤としては、例えば、N−t−アルコキシカルボニル基を有する窒素含有化合物が好ましく用いられる。具体的には、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−アミロキシカルボニルジ−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−アミロキシカルボニルジ−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−アミロキシカルボニルジ−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−アミロ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−アミロキシカルボニル−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−アミロキシカルボニル−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、N−t−アミロキシカルボニル−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、(S)−(−)−1−(t−アミロキシカルボニル)−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、(R)−(+)−1−(t−アミロキシカルボニル)−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−アミロキシカルボニル−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−アミロキシカルボニルピロリジン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルピペラジン、N,N’−ジ−t−アミロ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−アミロキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t−アミロキシカルボニル−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’−ジ−t−アミロ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,N’,N’−テトラ−t−アミロ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−アミロキシカルボニル−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−アミロキシカルボニル−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−アミロキシカルボニル−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−アミロキシカルボニル−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−アミロキシカルボニル−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,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−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ベンズイミダゾール、N−t−アミロキシカルボニル−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、N−t−アミロキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール等の化合物が挙げられる。これらのうち、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン及びN−t−アミロキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジンが好ましい。   [C] As the acid diffusion controller, for example, a nitrogen-containing compound having an Nt-alkoxycarbonyl group is preferably used. Specifically, Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-amyloxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-amyloxy Carbonyl di-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-decylamine, Nt-amyloxycarbonyldi-n-decylamine, Nt-butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-amyloxycarbonyldicyclohexylamine Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-amyloxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-2-adamantylamine, Nt-amyloxycarbonyl-2-adamantylamine Nt-butoxycarbonyl-N-methyl-1 Adamantylamine, Nt-amyloxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, (S)-(-)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (S)-(-)- 1- (t-amyloxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-(+)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-(+)-1- (t- Amyloxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, Nt-amyloxycarbonyl Pyrrolidine, N, N′-di-t-butoxycarbonylpiperazine, N, N′-di-t-amyloxycarbonylpipe Gin, N, N-di-t-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, N, N-di-t-amyloxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, Nt-amyloxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, N, N′-di-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N′-di-t-amyloxycarbonylhexamethylenediamine, N, N , N ′, N′-tetra-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetra-t-amyloxycarbonylhexamethylenediamine, N, N′-di-t-butoxycarbonyl- 1,7-diaminoheptane, N, N′-di-t-amyloxycarbonyl-1,7-diaminoheptane, N, N '-Di-t-butoxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N'-di-t-amyloxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N'-di-t-butoxycarbonyl-1, 9-diaminononane, N, N′-di-t-amyloxycarbonyl-1,9-diaminononane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N′-di-t -Amyloxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N'-di-t-butoxycarbonyl-1,12-diaminododecane, N, N'-di-t-amyloxycarbonyl-1,12-diaminododecane N, N′-di-t-butoxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, N, N′-di-t-amyloxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, N t-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-amyloxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole, Nt-amyloxycarbonyl And compounds such as -2-phenylbenzimidazole. Of these, Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine and Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine are preferred.

また、[C]酸拡散制御剤としては、上記化合物以外にも、例えば、3級アミン化合物、4級アンモニウムヒドロキシド化合物、含窒素複素環化合物等の含窒素化合物が用いられる。   [C] In addition to the above compounds, for example, nitrogen-containing compounds such as tertiary amine compounds, quaternary ammonium hydroxide compounds, and nitrogen-containing heterocyclic compounds are used as the acid diffusion controller.

3級アミン化合物としては、例えば、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、シクロヘキシルジメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;
アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、2,6−ジメチルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン等の芳香族アミン類;
トリエタノールアミン、N,N−ジ(ヒドロキシエチル)アニリン等のアルカノールアミン類;
N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼンテトラメチレンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル等が挙げられる。
Examples of tertiary amine compounds include triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octyl. Tri (cyclo) alkylamines such as amine, cyclohexyldimethylamine, dicyclohexylmethylamine, and tricyclohexylamine;
Fragrances such as aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, 2,6-dimethylaniline, 2,6-diisopropylaniline Group amines;
Alkanolamines such as triethanolamine and N, N-di (hydroxyethyl) aniline;
N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1- Methylethyl] benzenetetramethylenediamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, bis (2-diethylaminoethyl) ether and the like.

4級アンモニウムヒドロキシド化合物としては、例えばテトラ−n−プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。   Examples of the quaternary ammonium hydroxide compound include tetra-n-propylammonium hydroxide and tetra-n-butylammonium hydroxide.

含窒素複素環化合物としては、例えば2−フェニルベンズイミダゾール、ピリジン、2−メチルピリジン、ピラジン、ピラゾール等が挙げられる。これらのうち、2−フェニルベンズイミダゾールが好ましい。   Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include 2-phenylbenzimidazole, pyridine, 2-methylpyridine, pyrazine, pyrazole and the like. Of these, 2-phenylbenzimidazole is preferred.

さらに、[C]酸拡散制御剤としては、露光により分解して酸拡散制御性としての塩基性を失うオニウム塩化合物を用いることもできる。このようなオニウム塩化合物の具体例としては、下記式(4−1)で表されるスルホニウム塩化合物、および下記式(4−2)で表されるヨードニウム塩化合物を挙げることができる。   Furthermore, as the [C] acid diffusion control agent, an onium salt compound that decomposes by exposure and loses basicity as acid diffusion controllability can be used. Specific examples of such an onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the following formula (4-1) and an iodonium salt compound represented by the following formula (4-2).

Figure 0005967082
Figure 0005967082

上記式(4−1)及び式(4−2)におけるRc1〜Rc5は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、水酸基、又はハロゲン原子である。
また、Anbは、OH、Rc6−COO、Rc6−SO (但し、Rc6は、それぞれ独立して、アルキル基、アリール基、又はアルカノール基である。)、又は下記式(5)で表されるアニオンを表す。
R c1 to R c5 in the above formulas (4-1) and (4-2) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom.
Anb represents OH , R c6 —COO , R c6 —SO 3 (wherein R c6 independently represents an alkyl group, an aryl group, or an alkanol group), or the following formula: The anion represented by (5) is represented.

Figure 0005967082
Figure 0005967082

上記スルホニウム塩化合物およびヨードニウム塩化合物の具体例としては、トリフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、トリフェニルスルホニウムアセテート、トリフェニルスルホニウムサリチレート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムアセテート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムサリチレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムサリチレート、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムハイドロオキサイド、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムアセテート、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムサリチレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、4−t−ブトキシフェニル・ジフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート等を挙げることができる。これらのうち、トリフェニルスルホニウムサリチレート及びトリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネートが好ましい。   Specific examples of the sulfonium salt compound and the iodonium salt compound include triphenylsulfonium hydroxide, triphenylsulfonium acetate, triphenylsulfonium salicylate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium hydroxide, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium acetate. Diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hydroxide, bis (4-t-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hydroxide, Bis (4-t-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium salicylate, 4-t- Tylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium hydroxide, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium acetate, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium Examples thereof include 10-camphor sulfonate, diphenyliodonium 10-camphor sulfonate, triphenylsulfonium 10-camphor sulfonate, and 4-t-butoxyphenyl diphenylsulfonium 10-camphor sulfonate. Of these, triphenylsulfonium salicylate and triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate are preferred.

[C]酸拡散制御剤は、1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。酸拡散制御剤の含有割合としては、[A]重合体成分100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、0.1質量部以上8質量部以下がより好ましい。使用量が10質量部を超えると、レジストとしての感度が低下する傾向にある。   [C] The acid diffusion controller can be used alone or in combination of two or more. The content ratio of the acid diffusion controller is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 0.1 parts by mass or more and 8 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer component [A]. When the amount used exceeds 10 parts by mass, the sensitivity as a resist tends to decrease.

<[D]添加剤>
当該フォトレジスト組成物は、液浸露光法を使用しレジストパターンを形成する場合等に、[D]添加剤を配合することができる。当該フォトレジスト組成物が含有してもよい[D]添加剤としては、例えば、γ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネート等が挙げられる。これらのうち、γ−ブチロラクトンが好ましい。
<[D] Additive>
The photoresist composition can be blended with an additive [D] when a resist pattern is formed using an immersion exposure method. Examples of the [D] additive that may be contained in the photoresist composition include γ-butyrolactone, propylene carbonate, and the like. Of these, γ-butyrolactone is preferred.

<[E]溶媒>
当該フォトレジスト組成物は、通常[E]溶媒を含有する。当該フォトレジスト組成物が含有する溶媒としては、少なくとも[A]重合体成分、[B]酸発生体及びその他の成分を溶解可能な溶媒であれば特に限定されない。溶媒としては、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、炭化水素系溶媒等を用いることができる。
<[E] solvent>
The photoresist composition usually contains an [E] solvent. The solvent contained in the photoresist composition is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving at least the [A] polymer component, the [B] acid generator, and other components. As the solvent, alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, amide solvents, ester solvents, hydrocarbon solvents and the like can be used.

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

エーテル系溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジフェニルエーテル等が挙げられる。   Examples of the ether solvent include diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, diphenyl ether and the like.

ケトン系溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−i−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン等が挙げられる。   Examples of ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-i-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n. -Hexylketone, di-i-butylketone, trimethylnonanone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, acetophenone, and the like.

アミド系溶媒としては、例えば、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドン等が挙げられる。   Examples of amide solvents include N, N′-dimethylimidazolidinone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide. , N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone and the like.

エステル系溶媒としては、例えば、ジエチルカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−バレロラクトン、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等が挙げられる。   Examples of ester solvents include diethyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-valerolactone, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, sec-butyl acetate, and n-acetate. Pentyl, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl pentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, Ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene acetate Cole monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, glycol diacetate, methoxytriglycol acetate, propionic acid Ethyl, n-butyl propionate, i-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, diethyl malonate, dimethyl phthalate, And diethyl phthalate.

炭化水素系溶媒としては、例えば、
n−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、i−ヘキサン、n−ヘプタン、i−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、i−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;
ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、i−プロピルベンゼン、ジエチルベンゼン、i−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−i−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon solvent include
Aliphatic carbonization such as n-pentane, i-pentane, n-hexane, i-hexane, n-heptane, i-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, i-octane, cyclohexane, methylcyclohexane A hydrogen-based solvent;
Fragrances such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, i-propylbenzene, diethylbenzene, i-butylbenzene, triethylbenzene, di-i-propylbenzene, n-amylnaphthalene Group hydrocarbon solvents and the like.

これらの有機溶媒は、単独で使用してもよく2種以上を併用してもよい。   These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

<[F]フッ素原子を含む重合体>
当該フォトレジスト組成物は、[F]フッ素原子を含む重合体(以下、「[F]重合体」ともいう)をさらに含有できる。[F]重合体はフッ素原子を含む重合体であり、[A]重合体成分よりフッ素原子含有率が高いことが好ましい。当該フォトレジスト組成物が[F]重合体を含有することで、レジスト膜の疎水性が向上し液浸露光を行った場合においても物質溶出抑制に優れ、また、レジスト膜と液浸液との後退接触角を十分に高くでき、高速でスキャン露光した場合に水滴が残らない等の効果を奏するため、当該フォトレジスト組成物の液浸露光用としての有用性が高まる。
<[F] Polymer containing fluorine atom>
The photoresist composition may further contain a polymer containing [F] fluorine atoms (hereinafter also referred to as “[F] polymer”). [F] A polymer is a polymer containing a fluorine atom, and it is preferable that a fluorine atom content rate is higher than a [A] polymer component. When the photoresist composition contains the [F] polymer, the hydrophobicity of the resist film is improved, and even when immersion exposure is performed, it is excellent in suppressing substance elution, and between the resist film and the immersion liquid. The receding contact angle can be made sufficiently high, and there are effects such as no water droplets remaining when scanning exposure is performed at high speed, so that the usefulness of the photoresist composition for immersion exposure is enhanced.

[F]重合体の態様としては、例えば、
主鎖にフッ素化アルキル基が結合した構造;
側鎖にフッ素化アルキル基が結合した構造;
主鎖と側鎖とにフッ素化アルキル基が結合した構造が挙げられる。
[F] As an aspect of the polymer, for example,
A structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the main chain;
Structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the side chain;
Examples include a structure in which a fluorinated alkyl group is bonded to the main chain and the side chain.

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

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

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

[F]重合体は、下記式(6)で表される構造単位(f1)及び/又は式(7)で表される構造単位(f2)を有することが好ましく、また構造単位(f1)及び構造単位(f2)以外の「他の構造単位」を有してもよい。以下、各構造単位を詳述する。   [F] The polymer preferably has a structural unit (f1) represented by the following formula (6) and / or a structural unit (f2) represented by the formula (7), and the structural unit (f1) and You may have "another structural unit" other than a structural unit (f2). Hereinafter, each structural unit will be described in detail.

[構造単位(f1)]
構造単位(f1)は下記式(6)で表される構造単位である。
[Structural unit (f1)]
The structural unit (f1) is a structural unit represented by the following formula (6).

Figure 0005967082
Figure 0005967082

上記式(6)中、R17は水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R18はフッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基は、水素原子の一部又は全部が置換されていてもよい。In the above formula (6), R 17 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 18 is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a fluorine atom, or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom. However, in the alkyl group and alicyclic hydrocarbon group, part or all of the hydrogen atoms may be substituted.

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

構造単位(f1)としては、例えば下記式(6−1)及び(6−2)で表される構造単位が挙げられる。   Examples of the structural unit (f1) include structural units represented by the following formulas (6-1) and (6-2).

Figure 0005967082
Figure 0005967082

上記式(6−1)及び(6−2)中、R17は上記式(6)と同義である。In the formulas (6-1) and (6-2), R 17 has the same meaning as the formula (6).

[F]重合体において、構造単位(f1)の含有率としては[F]重合体を構成する全構造単位に対して、10モル%以上70モル%以下が好ましく、20モル%以上50モル%以下がより好ましい。なお[F]重合体は、構造単位(f1)を1種又は2種以上を有してもよい。   In the [F] polymer, the content of the structural unit (f1) is preferably 10 mol% or more and 70 mol% or less, and more preferably 20 mol% or more and 50 mol% with respect to all the structural units constituting the [F] polymer. The following is more preferable. [F] The polymer may have one or more structural units (f1).

[構造単位(f2)]
構造単位(f2)は、下記式(7)で表される構造単位である。
[Structural unit (f2)]
The structural unit (f2) is a structural unit represented by the following formula (7).

Figure 0005967082
Figure 0005967082

上記式(7)中、R19は水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R20は(k+1)価の連結基である。Yはフッ素原子を有する2価の連結基である。R21は水素原子又は1価の有機基である。kは1〜3の整数である。但し、kが2又は3の場合、複数のY及びR21はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。In the above formula (7), R 19 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 20 is a (k + 1) -valent linking group. Y is a divalent linking group having a fluorine atom. R 21 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. k is an integer of 1 to 3. However, when k is 2 or 3, the plurality of Y and R 21 may be the same or different.

上記構造単位(f2)としては、例えば下記式(7−1)及び(7−2)で表される構造単位が挙げられる。   Examples of the structural unit (f2) include structural units represented by the following formulas (7-1) and (7-2).

Figure 0005967082
Figure 0005967082

上記式(7−1)中、R20は炭素数1〜20の2価の直鎖状、分岐状又は環状の飽和若しくは不飽和の炭化水素基である。R19、Y及びR21は上記式(7)と同義である。
上記式(7−2)中、R19、Y、R21及びkは、上記式(7)と同義である。但し、kが2又は3の場合、複数のY及びR21は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
In the formula (7-1), R 20 is a divalent linear, branched or cyclic hydrocarbon group of saturated or unsaturated having 1 to 20 carbon atoms. R 19 , Y and R 21 have the same meaning as in the above formula (7).
In said formula (7-2), R < 19 >, Y, R < 21 > and k are synonymous with said formula (7). However, when k is 2 or 3, the plurality of Y and R 21 may be the same or different.

上記式(7−1)及び式(7−2)で表される構造単位としては、例えば下記式(7−1−1)、式(7−1−2)及び式(7−2−1)で表される構造単位が挙げられる。   Examples of the structural unit represented by the above formula (7-1) and formula (7-2) include the following formula (7-1-1), formula (7-1-2), and formula (7-2-1). ).

Figure 0005967082
Figure 0005967082

上記式(7−1−1)、(7−1−2)及び(7−2−1)中、R19は上記式(7)と同義である。In the formulas (7-1-1), (7-1-2), and (7-2-1), R 19 has the same meaning as the formula (7).

構造単位(f2)を与える単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−3−プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−5−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2−{[5−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル}エステル等が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the structural unit (f2) include (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-3-propyl) ester and (meth) acrylic acid. (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy -5-pentyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester, (meth) acrylic acid 2-{[5- ( 1 ′, 1 ′, 1′-trifluoro-2′-trifluoromethyl-2′-hydroxy) propyl] bicyclo [2.2.1] heptyl} ester and the like.

[F]重合体において、構造単位(f2)の含有率としては[F]重合体を構成する全構造単位に対して、20モル%以上80モル%以下が好ましく、30モル%以上70モル%以下がより好ましい。なお、[F]重合体は、構造単位(f2)を1種、又は2種以上を有してもよい。   In the [F] polymer, the content of the structural unit (f2) is preferably 20% by mole or more and 80% by mole or less, and more preferably 30% by mole or more and 70% by mole with respect to all the structural units constituting the [F] polymer. The following is more preferable. In addition, the [F] polymer may have 1 type, or 2 or more types of structural units (f2).

[F]重合体は、さらに「他の構造単位」として、現像液への可溶性を高めるためにラクトン構造、環状カーボネート構造又はスルトン構造を有する構造単位、エッチング耐性を高めるために脂環式構造を含む構造単位等を1種以上有してもよい。   [F] The polymer further includes, as “other structural units”, a structural unit having a lactone structure, a cyclic carbonate structure or a sultone structure for enhancing solubility in a developer, and an alicyclic structure for enhancing etching resistance. One or more structural units may be included.

ラクトン構造、環状カーボネート構造又はスルトン構造を有する構造単位としては、上記[A]重合体成分が有する構造単位(IV)として例示した構造単位と同様の構造単位を挙げることができる。   Examples of the structural unit having a lactone structure, a cyclic carbonate structure or a sultone structure include the same structural units as those exemplified as the structural unit (IV) of the above-mentioned [A] polymer component.

脂環式構造を含む構造単位としては、例えば下記式(8)で表される構造単位が挙げられる。   As a structural unit containing an alicyclic structure, the structural unit represented, for example by following formula (8) is mentioned.

Figure 0005967082
Figure 0005967082

式(8)中、R22は水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Yは炭素数4〜20の脂環式炭化水素基である。In the formula (8), R 22 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. Y 2 is an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms.

脂環式化合物を含む構造単位を与える単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−ビシクロ[2.2.2]オクタ−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−7−イルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−1−イルエステル、(メタ)アクリル酸−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−2−イルエステル等が挙げられる。As a monomer which gives the structural unit containing an alicyclic compound, for example, (meth) acrylic acid-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-bicyclo [2.2. 2] Oct-2-yl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] dec-7-yl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [3.3.1.1]. 3,7 ] dec-1-yl ester, (meth) acrylic acid-tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] dec-2-yl ester, and the like.

[F]重合体において、構造単位(f1)、構造単位(f2)及び他の構造単位は、それぞれの構造単位を1種のみを有していても2種以上を含有してもよいが、[F]重合体は芳香族基を有する単位を含まないことが好ましい。特にArF光源を用いる場合、感度の低下の原因となる場合がある。また、ネガ型現像液を用いて現像すると形状が劣化する場合がある。   In the [F] polymer, the structural unit (f1), the structural unit (f2), and the other structural unit may have only one kind of each structural unit or may contain two or more kinds. [F] The polymer preferably contains no unit having an aromatic group. In particular, when an ArF light source is used, it may cause a decrease in sensitivity. Further, when developing with a negative developer, the shape may deteriorate.

[F]重合体の含有割合としては、[A]重合体成分100質量部に対して、1質量部〜15質量部が好ましく、2質量部〜10質量部がより好ましい。   [F] As a content rate of a polymer, 1 mass part-15 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymer components, and 2 mass parts-10 mass parts are more preferable.

<[F]重合体の合成方法>
[F]重合体は、例えば所定の各構造単位に対応する単量体を、ラジカル重合開始剤を使用し、適当な溶媒中で重合することにより製造できる。なお、[F]重合体の合成に使用される重合開始剤、溶媒等としては、上記[A]重合体成分の合成方法において例示したものと同様のものを挙げることができる。
<[F] Polymer Synthesis Method>
[F] The polymer can be produced, for example, by polymerizing a monomer corresponding to each predetermined structural unit in a suitable solvent using a radical polymerization initiator. In addition, as a polymerization initiator, a solvent, etc. which are used for the synthesis | combination of a [F] polymer, the thing similar to what was illustrated in the synthesis method of the said [A] polymer component can be mentioned.

上記重合における反応温度としては、通常40℃〜150℃、50℃〜120℃が好ましい。反応時間としては、通常1時間〜48時間、1時間〜24時間が好ましい。   As reaction temperature in the said superposition | polymerization, 40 to 150 degreeC and 50 to 120 degreeC are preferable normally. The reaction time is usually preferably 1 hour to 48 hours and 1 hour to 24 hours.

[F]重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)としては、1,000〜50,000が好ましく、1,000〜30,000がより好ましく、1,000〜10,000が特に好ましい。[F]重合体のMwが1,000未満の場合、十分な前進接触角を得ることができない。一方、Mwが50,000を超えると、レジストとした際の現像性が低下する傾向にある。   [F] The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 1,000 to 30,000, and 1,000. Is particularly preferred. [F] When the Mw of the polymer is less than 1,000, a sufficient advancing contact angle cannot be obtained. On the other hand, when Mw exceeds 50,000, the developability of the resist tends to decrease.

[F]重合体のMwとGPC法によるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)としては、通常1〜3であり、好ましくは1〜2である。   [F] The ratio (Mw / Mn) of Mw of the polymer to the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene by GPC method is usually 1 to 3, preferably 1 to 2.

[脂環式骨格化合物]
脂環式骨格化合物は、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さらに改善する作用を示す成分である。脂環式骨格化合物としては、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−エトキシエチル等のリトコール酸エステル類;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、2−ヒドロキシ−9−メトキシカルボニル−5−オキソ−4−オキサ−トリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン等が挙げられる。
[Alicyclic skeleton compound]
An alicyclic skeleton compound is a component that exhibits an action of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like. Examples of the alicyclic skeleton compound include adamantane derivatives such as 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, and 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl; deoxycholic acid t-butyl, deoxycholic acid t-butoxycarbonylmethyl, Deoxycholic acid esters such as 2-ethoxyethyl deoxycholic acid; Lithocholic acid esters such as tert-butyl lithocholic acid, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid; 3- [2-hydroxy-2 , 2-bis (trifluoromethyl) ethyl] tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane, 2-hydroxy-9-methoxycarbonyl-5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane, and the like.

[界面活性剤]
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。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他、以下商品名として、KP341(信越化学工業製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ製)、メガファックF171、同F173(以上、大日本インキ化学工業製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子製)等が挙げられる。
[Surfactant]
Surfactants are components that have the effect of improving coatability, striation, developability, and the like. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol diacrylate. In addition to nonionic surfactants such as stearate, the following trade names are KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products), MegaFac F171, F173 (above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals), Fluorad FC430, FC431 ( As above, manufactured by Sumitomo 3M, Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (above, manufactured by Asahi Glass) ) And the like.

[増感剤]
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[B]酸発生体に伝達しそれにより酸の生成量を増加する作用を示すものであり、当該フォトレジスト組成物の「みかけの感度」を向上させる効果を有する。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が挙げられる。
[Sensitizer]
The sensitizer absorbs radiation energy and transmits the energy to the [B] acid generator, thereby increasing the amount of acid produced. It has the effect of improving the “sensitivity”. Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines and the like.

<フォトレジスト組成物の調製方法>
当該フォトレジスト組成物は、例えば上記溶媒中で[A]重合体成分、[B]酸発生体及び任意成分を所定の割合で混合することにより調製できる。当該フォトレジスト組成物は通常、その使用に際して、全固形分濃度が1質量%〜30質量%、好ましくは1.5質量%〜25質量%となるように溶媒に溶解した後、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過することによって、調製される。
<Method for preparing photoresist composition>
The photoresist composition can be prepared, for example, by mixing the [A] polymer component, the [B] acid generator and the optional component in a predetermined ratio in the solvent. When the photoresist composition is used, it is usually dissolved in a solvent so that the total solid concentration is 1% by mass to 30% by mass, preferably 1.5% by mass to 25% by mass. It is prepared by filtering with a filter of about 2 μm.

<レジストパターンの形成方法>
本発明のフォトレジスト組成物を用いたレジストパターンの形成方法について、以下に説明する。
<Method for forming resist pattern>
A method for forming a resist pattern using the photoresist composition of the present invention will be described below.

当該フォトレジスト組成物を用いたレジストパターンの形成方法としては、
(1)当該フォトレジスト組成物の塗膜を基板上に形成する工程(以下、「工程(1)」ともいう)、
(2)上記塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程(以下、「工程(2)」ともいう)、及び
(3)上記放射線が照射された塗膜を現像する工程(以下、「工程(3)」ともいう)
を有する方法等が挙げられる。以下、各工程を詳述する。
As a method of forming a resist pattern using the photoresist composition,
(1) A step of forming a coating film of the photoresist composition on a substrate (hereinafter also referred to as “step (1)”),
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film (hereinafter also referred to as “step (2)”), and (3) a step of developing the coating film irradiated with the radiation (hereinafter referred to as “step”). (Also referred to as (3))
And the like. Hereinafter, each process is explained in full detail.

上記形成方法によると、当該フォトレジスト組成物を用いてMEEF、LWR及びDOFに優れるレジストパターンを形成できる。従って、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光、EUV等の放射線であっても、当該フォトレジスト組成物から微細パターンを高精度にかつ安定して形成することができ、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に好適に用いることができる。   According to the said formation method, the resist pattern excellent in MEEF, LWR, and DOF can be formed using the said photoresist composition. Therefore, even with radiation such as KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, EUV, etc., a fine pattern can be formed from the photoresist composition with high accuracy and stability, and further miniaturization will progress in the future. It can be suitably used for expected semiconductor device manufacturing.

[工程(1)]
本工程では、フォトレジスト組成物又はこれを溶媒に溶解させて得られた当該フォトレジスト組成物の溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布手段によって、シリコンウエハ、二酸化シリコン、反射防止膜で被覆されたウエハ等の基板上に所定の膜厚となるように塗布し、場合によっては通常70℃〜160℃程度の温度でソフトベーク(SB)することにより塗膜中の溶媒を揮発させレジスト膜を形成する。
[Step (1)]
In this step, a photoresist composition or a solution of the photoresist composition obtained by dissolving the photoresist composition in a solvent is applied to a silicon wafer, silicon dioxide, reflection by a coating means such as spin coating, cast coating, roll coating or the like. It is applied to a substrate such as a wafer coated with a prevention film so as to have a predetermined film thickness, and in some cases, the solvent in the coating film is usually baked (SB) at a temperature of about 70 ° C. to 160 ° C. Volatilizes to form a resist film.

[工程(2)]
本工程では、工程(1)で形成されたレジスト膜に(場合によっては、水等の液浸媒体を介して)、放射線を照射し露光させる。なお、この際所定のパターンを有するマスクを通して放射線を照射する。放射線としては、目的とするパターンの線幅に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線、EUV等から適宜選択して照射する。これらのうち、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)、KrFエキシマレーザー光(波長248nm)に代表される遠紫外線が好ましく、EUV(極紫外線、波長13.5nm)等のより微細なパターンを形成可能な光源であっても好適に使用できる。次いで、ポストエクスポージャーベーク(PEB)を行うことが好ましい。このPEBにより、[A]重合体成分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、フォトレジスト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、通常50℃〜180℃程度である。
[Step (2)]
In this step, the resist film formed in the step (1) is exposed by irradiation with radiation (in some cases through an immersion medium such as water). At this time, radiation is irradiated through a mask having a predetermined pattern. The radiation is appropriately selected from visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, charged particle beams, EUV, etc. according to the line width of the target pattern. Among these, far ultraviolet rays represented by ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) are preferable, and finer patterns such as EUV (extreme ultraviolet light, wavelength 13.5 nm) can be formed. Even a light source can be suitably used. Subsequently, it is preferable to perform post-exposure baking (PEB). By this PEB, it is possible to smoothly proceed with elimination of the acid dissociable group of the [A] polymer component. The heating condition of PEB can be appropriately selected depending on the composition of the photoresist composition, but is usually about 50 ° C to 180 ° C.

[工程(3)]
本工程は、露光されたレジスト膜を、現像液で現像することによりレジストパターンを形成する。現像後は、水で洗浄し、乾燥することが一般的である。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、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、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水溶液が好ましい。
[Step (3)]
In this step, a resist pattern is formed by developing the exposed resist film with a developer. After development, it is common to wash with water and dry. As the developer, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, ethyl Dimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3.0] An aqueous alkaline solution in which at least one alkaline compound such as -5-nonene is dissolved is preferable.

なお、液浸露光を行う場合は、工程(2)の前に、液浸液とレジスト膜との直接の接触を保護するために、液浸液不溶性の液浸用保護膜をレジスト膜上に設けてもよい。液浸用保護膜としては、工程(3)の前に溶媒により剥離する溶媒剥離型保護膜(例えば、特開2006−227632号公報等参照)、工程(3)の現像と同時に剥離する現像液剥離型保護膜(例えば、WO2005−069076号公報、WO2006−035790号公報等参照)のいずれを用いてもよい。   In the case of performing immersion exposure, before the step (2), in order to protect the direct contact between the immersion liquid and the resist film, an immersion liquid insoluble immersion protective film is formed on the resist film. It may be provided. As the protective film for immersion, a solvent-peeling protective film that peels off with a solvent before the step (3) (see, for example, JP-A-2006-227632), a developer that peels off simultaneously with the development in the step (3) Any of peelable protective films (for example, see WO2005-069096, WO2006-035790, etc.) may be used.

以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

重合体のMw及びMnは、GPCカラム(東ソー製、G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用い、以下の条件により測定した。
カラム温度:40℃
溶出溶媒:ジメチルホルムアミド
(LiBr 0.3質量%、HPO 0.1質量% 混合溶液)
流速:1.0mL/分
試料濃度:0.2質量%
試料注入量:100μL
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
Mw and Mn of the polymer were measured using GPC columns (manufactured by Tosoh Corporation, two G2000HXL, one G3000HXL, one G4000HXL) under the following conditions.
Column temperature: 40 ° C
Elution solvent: dimethylformamide (LiBr 0.3 mass%, H 3 PO 4 0.1 mass% mixed solution)
Flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: 0.2% by mass
Sample injection volume: 100 μL
Detector: Differential refractometer Standard material: Monodisperse polystyrene

重合体中の単量体由来の構成単位の分析は、核磁気共鳴装置(JNM−ECX400、日本電子製)を使用し、測定溶媒として重クロロホルムを使用して分析を行った。重合体における構造単位の含有率は、重合体の13C−NMRスペクトルを測定し、得られたスペクトルにおける各構造単位に対応するピークの面積比から、重合体における平均値として求めることができる。The structural unit derived from the monomer in the polymer was analyzed using a nuclear magnetic resonance apparatus (JNM-ECX400, manufactured by JEOL Ltd.) and using deuterated chloroform as a measurement solvent. The content rate of the structural unit in a polymer can be calculated | required as an average value in a polymer from the area ratio of the peak corresponding to each structural unit in the obtained spectrum by measuring the 13 C-NMR spectrum of a polymer.

<[A]重合体成分の合成>
[A]重合体成分及び後述する[F]重合体の合成に用いた単量体を下記に示す。
<[A] Synthesis of polymer component>
[A] The monomer used for the synthesis | combination of a polymer component and the [F] polymer mentioned later is shown below.

Figure 0005967082
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Figure 0005967082
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Figure 0005967082
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構造単位(I)を与える単量体化合物のうち、上記式(Ss−1)で表される化合物及び式(Ss−2)で表される化合物は以下の方法により合成した。   Among the monomer compounds that give the structural unit (I), the compound represented by the above formula (Ss-1) and the compound represented by the formula (Ss-2) were synthesized by the following method.

[合成例1]
滴下漏斗及びコンデンサーを備え乾燥させた1Lの三口反応器に、亜鉛粉末(和光純薬製 和光特級)13.1g(200mmol)を添加し、アルゴン雰囲気にした後、テトラヒドロフラン(THF)240mLを加えマグネチックスターラーで攪拌しながら、クロロトリメチルシラン1.9mL(15mmol)を加え、20℃〜25℃で30分間撹拌した。そこへ、2−メチルテトラヒドロフラン−3−オン20.0g(200mmol)をTHF40mLに溶解させた溶液を添加した。次に、エチル(2−ブロモメチル)アクリレート34.8g(180mmol)のTHF50mL溶液を滴下した。滴下後、室温で2時間攪拌した。ガスクロマトグラフィーにより反応終了を確認した後、塩化アンモニウム水溶液、酢酸エチルを加え分液した。得られた有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄した。その後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後減圧濃縮した。その後減圧蒸留を行い、透明油状物として6−メチル−3−メチレン−1,7−ジオキサスピロ[4.4]ノナン−2−オン(上記式(Ss−1)で表される化合物)20.4gを得た。
[Synthesis Example 1]
To a 1 L three-necked reactor equipped with a dropping funnel and a condenser, 13.1 g (200 mmol) of zinc powder (Wako Pure Chemical Co., Ltd., Wako Special Grade) was added and brought to an argon atmosphere. Then, 240 mL of tetrahydrofuran (THF) was added and magnetized. While stirring with a tic stirrer, 1.9 mL (15 mmol) of chlorotrimethylsilane was added, and the mixture was stirred at 20 ° C. to 25 ° C. for 30 minutes. A solution prepared by dissolving 20.0 g (200 mmol) of 2-methyltetrahydrofuran-3-one in 40 mL of THF was added thereto. Next, a solution of 34.8 g (180 mmol) of ethyl (2-bromomethyl) acrylate in 50 mL of THF was added dropwise. After dropping, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After confirming the completion of the reaction by gas chromatography, an aqueous ammonium chloride solution and ethyl acetate were added to separate the layers. The obtained organic layer was washed successively with water and saturated brine. Thereafter, the organic layer was dried over magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. Thereafter, distillation under reduced pressure was performed, and 20.4 g of 6-methyl-3-methylene-1,7-dioxaspiro [4.4] nonan-2-one (compound represented by the above formula (Ss-1)) as a transparent oily substance. Got.

[合成例2]
1000mLの三口反応器に、1,4−シクロヘキサンジオン22.4g(200mmol)を添加し、そこへ、メタノールを300mL添加し、マグネチックスターラーで攪拌し溶解させた。反応器を0℃に下げた後、ヒドロホウ素化ナトリウム2.65gを溶解させたメタノール溶液を加え反応させた。その後、飽和塩化アンモニウム水溶液に空け、酢酸エチルで抽出した。抽出液を減圧乾燥し、粗生成物を12g得た。次に、この粗生成物を300mLの三口反応器に入れ、塩化メチレン100mLを加えた後、マグネチックスターラーで攪拌し溶解させた。そこへ、イミダゾール15.5g(227mmol)、ジメチルアミノピリジン4.2g(34mmol)を加えた後、反応器を0℃に冷却した。次に、tert−ブチルジメチルシリルクロリド25.7g(170mmol)を加え、0℃2時間、その後室温で6時間反応させた。次に塩化アンモニウム水溶液を加え分液した。得られた有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄し、その後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮した。その後ショートカラムにて精製を行い、粗生成物を9.5g得た。次に、合成例1と同様に亜鉛粉末を用いた反応を実施し、粗生成物4.3gを得た。続いて、粗生成物をテトラヒドロフラン5mLに溶解させた後、1mol/Lのテトラブチルアンモニウムフロリド−THF溶液を50ml添加し、18時間反応させた酢酸エチルで抽出し、水、飽和食塩水で洗浄した後、カラムクロマトグラフィーで、精製し、上記式(Ss−2)で表される化合物を2.5g(14mmol)得た。
[Synthesis Example 2]
To a 1000 mL three-necked reactor, 22.4 g (200 mmol) of 1,4-cyclohexanedione was added, and 300 mL of methanol was added thereto, and dissolved by stirring with a magnetic stirrer. After the reactor was lowered to 0 ° C., a methanol solution in which 2.65 g of sodium hydroborate was dissolved was added to cause the reaction. Thereafter, the mixture was poured into a saturated aqueous ammonium chloride solution and extracted with ethyl acetate. The extract was dried under reduced pressure to obtain 12 g of a crude product. Next, this crude product was put into a 300 mL three-necked reactor, 100 mL of methylene chloride was added, and the mixture was stirred and dissolved with a magnetic stirrer. Thereto, 15.5 g (227 mmol) of imidazole and 4.2 g (34 mmol) of dimethylaminopyridine were added, and then the reactor was cooled to 0 ° C. Next, 25.7 g (170 mmol) of tert-butyldimethylsilyl chloride was added and reacted at 0 ° C. for 2 hours and then at room temperature for 6 hours. Next, an aqueous ammonium chloride solution was added for liquid separation. The obtained organic layer was washed successively with water and saturated brine, and then the organic layer was dried over magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. Thereafter, purification was performed with a short column to obtain 9.5 g of a crude product. Next, the reaction using zinc powder was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain 4.3 g of a crude product. Subsequently, after dissolving the crude product in 5 mL of tetrahydrofuran, 50 ml of 1 mol / L tetrabutylammonium fluoride-THF solution was added, extracted with ethyl acetate reacted for 18 hours, washed with water and saturated brine Then, it was purified by column chromatography to obtain 2.5 g (14 mmol) of the compound represented by the above formula (Ss-2).

[A]重合体成分は、上記式で表される単量体化合物を用いて、下記の方法により合成した。   [A] The polymer component was synthesized by the following method using the monomer compound represented by the above formula.

[合成例3]
化合物(M−1)20g(50モル%)、及び化合物(Ss−1)20g(50モル%)を80gの2−ブタノンに溶解し、AIBN 3.9gを添加して単量体溶液を調製した。40gの2−ブタノンを入れた200mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。800gのメタノール中に冷却した重合溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を160gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体成分(A−1)を得た(30g、収率75%)。得られた重合体成分(A−1)のMwは4,500であり、Mw/Mnは1.4であった。また、13C−NMR分析の結果、化合物(M−1)由来の構造単位:化合物(Ss−1)由来の構造単位の含有比率は、50:50(モル%)であった。
[Synthesis Example 3]
20 g (50 mol%) of compound (M-1) and 20 g (50 mol%) of compound (Ss-1) are dissolved in 80 g of 2-butanone, and 3.9 g of AIBN is added to prepare a monomer solution. did. A 200 mL three-necked flask containing 40 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower. The cooled polymerization solution was put into 800 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 160 g of methanol, filtered and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powdery polymer component (A-1) (30 g, yield 75%). ). Mw of the obtained polymer component (A-1) was 4,500, and Mw / Mn was 1.4. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of the structural unit derived from the compound (M-1) to the structural unit derived from the compound (Ss-1) was 50:50 (mol%).

[合成例4〜30、比較合成例1〜3]
表1に記載の単量体を所定量配合した以外は、合成例3と同様に操作して重合体成分(A−2)〜(A−28)及び(a−1)〜(a−3)を得た。また、得られた各重合体のMw、Mw/Mn、収率(%)及び各重合体における各単量体に由来する構造単位の含有比率を合わせて表1に示す。
[Synthesis Examples 4-30, Comparative Synthesis Examples 1-3]
The polymer components (A-2) to (A-28) and (a-1) to (a-3) were operated in the same manner as in Synthesis Example 3 except that a predetermined amount of the monomers listed in Table 1 were blended. ) In addition, Table 1 shows the Mw, Mw / Mn, yield (%), and the content ratio of the structural unit derived from each monomer in each polymer.

[合成例31]
化合物(M−1)20g(50モル%)及び化合物(Ss−1)20g(50モル%)を80gの2−ブタノンに溶解し、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)1.95gを添加して単量体溶液を調製した。40gの2−ブタノンを入れた200mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。800gのメタノール中に冷却した重合溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を160gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体を得た(35g、収率88%)。さらに、化合物(Ss−1)20g(50モル%)の代わりに、化合物(L−1)22.8g(50モル%)を用いた以外は、上記と同様の方法により重合体を得た。上記2種類の重合体を1:1のモル比で混合し、重合体成分(A−29)とした。なお、上記2種類の重合体の物性値は表1に示す。
[Synthesis Example 31]
20 g (50 mol%) of compound (M-1) and 20 g (50 mol%) of compound (Ss-1) are dissolved in 80 g of 2-butanone, and 1.95 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) is added. A monomer solution was prepared. A 200 mL three-necked flask containing 40 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower. The cooled polymerization solution was put into 800 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 160 g of methanol, filtered, and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powdery polymer (35 g, yield 88%). Furthermore, a polymer was obtained by the same method as above except that 22.8 g (50 mol%) of the compound (L-1) was used instead of 20 g (50 mol%) of the compound (Ss-1). The above two types of polymers were mixed at a molar ratio of 1: 1 to obtain a polymer component (A-29). The physical properties of the two types of polymers are shown in Table 1.

[合成例32]
表1に記載の単量体を所定量配合した以外は、合成例31と同様に操作して重合体成分(A−30)を得た。また、得られた各重合体のMw、Mw/Mn及び各重合体における各単量体に由来する構造単位の含有率を合わせて表1に示す。
[Synthesis Example 32]
A polymer component (A-30) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 31, except that a predetermined amount of the monomers listed in Table 1 were blended. Moreover, Mw of each obtained polymer, Mw / Mn, and the content rate of the structural unit derived from each monomer in each polymer are shown together in Table 1.

Figure 0005967082
Figure 0005967082

<[F]重合体の合成>
[合成例33]
化合物(M−7)13.7g(50モル%)及び化合物(X−5)16.3g(50モル%)を60gの2−ブタノンに溶解し、AIBN1.82gを添加して単量体溶液を調製した。30gの2−ブタノンを入れた300mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。600gのメタノール:水=8:2の溶液に重合溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を120gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体成分(F−1)を得た(24g、収率80%)。得られた重合体(F−1)のMwは4,100であり、Mw/Mnは1.4であった。また、13C−NMR分析の結果、化合物(M−7)由来の構造単位:化合物(X−5)由来の構造単位の含有比率は、48.5:51.5(モル%)であった。
<Synthesis of [F] polymer>
[Synthesis Example 33]
13.7 g (50 mol%) of the compound (M-7) and 16.3 g (50 mol%) of the compound (X-5) are dissolved in 60 g of 2-butanone, and 1.82 g of AIBN is added to the monomer solution. Was prepared. A 300 mL three-necked flask containing 30 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower. The polymerization solution was put into 600 g of methanol: water = 8: 2 solution, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 120 g of methanol, filtered, and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powdery polymer component (F-1) (24 g, yield 80%). ). Mw of the obtained polymer (F-1) was 4,100, and Mw / Mn was 1.4. As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of the structural unit derived from the compound (M-7): the structural unit derived from the compound (X-5) was 48.5: 51.5 (mol%). .

[合成例34〜35]
表2に記載の単量体を所定量配合した以外は、合成例33と同様に操作して重合体(F−2)〜(F−3)を得た。また、得られた各重合体のMw、Mw/Mn及び各重合体における各単量体に由来する構造単位の含有率を合わせて表2に示す。
[Synthesis Examples 34 to 35]
Polymers (F-2) to (F-3) were obtained in the same manner as in Synthesis Example 33 except that a predetermined amount of the monomers listed in Table 2 were blended. Table 2 shows the Mw, Mw / Mn of each polymer obtained, and the content of the structural unit derived from each monomer in each polymer.

Figure 0005967082
Figure 0005967082

<フォトレジスト組成物の調製>
フォトレジスト組成物の調製に用いた[B]酸発生体、[C]酸拡散制御剤、[D]添加剤及び[E]溶媒について以下に示す。
<Preparation of photoresist composition>
The [B] acid generator, [C] acid diffusion controller, [D] additive and [E] solvent used for the preparation of the photoresist composition are shown below.

<[B]酸発生剤>
B−1〜B−4:下記式で表される化合物
<[B] Acid generator>
B-1 to B-4: Compounds represented by the following formulas

Figure 0005967082
Figure 0005967082

<[C]酸拡散制御剤>
C−1〜C−5:下記式で表される化合物
<[C] acid diffusion controller>
C-1 to C-5: a compound represented by the following formula

Figure 0005967082
Figure 0005967082

<[D]添加剤>
D−1:γ−ブチロラクトン
<[D] Additive>
D-1: γ-butyrolactone

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

[実施例1]
重合体成分(A−1)100質量部、酸発生剤(B−1)10質量部、酸拡散制御剤(C−3)5質量部、重合体(F−1)3質量部、添加剤(D−1)30質量部、並びに溶媒(E−1)2,600質量部及び(E−2)1,100質量部を混合し、得られた混合溶液を孔径0.2μmのフィルターでろ過して、フォトレジスト組成物を調製した。
[Example 1]
100 parts by mass of polymer component (A-1), 10 parts by mass of acid generator (B-1), 5 parts by mass of acid diffusion controller (C-3), 3 parts by mass of polymer (F-1), additive (D-1) 30 parts by mass, solvent (E-1) 2,600 parts and (E-2) 1,100 parts by mass were mixed, and the resulting mixed solution was filtered through a filter having a pore size of 0.2 μm. Thus, a photoresist composition was prepared.

[実施例2〜30及び比較例1〜3]
表3に示す種類及び量の各成分を使用した以外は実施例1と同様に、フォトレジスト組成物を調製した。
[Examples 2 to 30 and Comparative Examples 1 to 3]
A photoresist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that each type and amount of components shown in Table 3 were used.

Figure 0005967082
Figure 0005967082

<評価>
実施例1〜30及び比較例1〜3のフォトレジスト組成物について、下記評価を行った。評価結果は表4に示す。なお、レジストパターンの測長及びブリッジ欠陥の測定には走査型電子顕微鏡(CG4000、日立ハイテクノロジーズ製)を用いた。
[感度]
下層反射防止膜(「ARC66」、日産化学製)を形成した12インチシリコンウエハ上にフォトレジスト組成物によって、120℃で60秒間ソフトベーク(SB)を行い、膜厚75nmの被膜を形成した。次に、この被膜を、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(NSR S610C、NIKON製)を用い、NA=1.3、ratio=0.800、Annularの条件により、50nmLine100nmPitchのパターン形成用のマスクパターンを介して露光した。露光後、表4に示した温度で60秒間ポストベーク(PEB)を行った。その後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。このとき、50nmLine100nmPitchのパターン形成用のマスクパターンを介して露光した部分が線幅50nmのLineを形成する露光量を最適露光量(Eop)とした。この最適露光量を感度(mJ/cm)とし、この感度が40(mJ/cm)以下である場合、良好であると評価した。
<Evaluation>
The following evaluation was performed about the photoresist composition of Examples 1-30 and Comparative Examples 1-3. The evaluation results are shown in Table 4. A scanning electron microscope (CG4000, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for measuring the resist pattern and measuring the bridge defect.
[sensitivity]
A 12-inch silicon wafer on which a lower antireflection film (“ARC66”, manufactured by Nissan Chemical Industries) was formed was soft-baked (SB) at 120 ° C. for 60 seconds with a photoresist composition to form a film having a thickness of 75 nm. Next, using this ArF excimer laser immersion exposure apparatus (NSR S610C, manufactured by NIKON), a mask pattern for pattern formation of 50 nm Line 100 nm Pitch is formed on this film under the conditions of NA = 1.3, ratio = 0.800, and Annular. Exposed through. After the exposure, post-baking (PEB) was performed for 60 seconds at the temperature shown in Table 4. Thereafter, the resist film was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. At this time, an exposure amount at which a portion exposed through a mask pattern for forming a pattern of 50 nm Line 100 nm Pitch forms a Line having a line width of 50 nm was defined as an optimum exposure amount (Eop). This optimum exposure dose was taken as the sensitivity (mJ / cm 2 ), and when this sensitivity was 40 (mJ / cm 2 ) or less, it was evaluated as good.

[MEEF]
上記Eopにて、48nmLine100nmPitch、49nmLine100nmPitch、50nmLine100nmPitch、51nmLine100nmPitch、52nmLine100nmPitchとするパターン形成用のマスクパターンをそれぞれ介してLSパターンを形成した。このとき、マスクのラインサイズ(nm)を横軸に、各マスクパターンを用いてレジスト膜に形成されたライン幅(nm)を縦軸にプロットしたときの直線の傾きをMEEFとして算出した。MEEF(直線の傾き)は、その値が1に近いほどマスク再現性が良好である。
[MEEF]
In the above Eop, LS patterns were formed through mask patterns for forming patterns of 48 nm Line 100 nm Pitch, 49 nm Line 100 nm Pitch, 50 nm Line 100 nm Pitch, 51 nm Line 100 nm Pitch, and 52 nm Line 100 nm Pitch, respectively. At this time, the slope of the straight line when the line size (nm) of the mask was plotted on the horizontal axis and the line width (nm) formed on the resist film using each mask pattern was plotted on the vertical axis was calculated as MEEF. As the MEEF (straight line) is closer to 1, the mask reproducibility is better.

[LWR]
上記Eopにて形成された線幅50nmLine100nmPitchを、上記走査型電子顕微鏡を用い、パターン上部から観察し、任意の10点において線幅を測定した。線幅の測定値の3シグマ値(ばらつき)をLWR(nm)とした。このLWRの値が5.4nm以下であれば、形成されたパターン形状が良好であると評価した。
[LWR]
The line width 50 nm Line 100 nm Pitch formed by the Eop was observed from the upper part of the pattern using the scanning electron microscope, and the line width was measured at arbitrary 10 points. The 3-sigma value (variation) of the measured line width was defined as LWR (nm). If the value of this LWR was 5.4 nm or less, it was evaluated that the formed pattern shape was good.

[DOF]
上記Eopにて、50nmLine100nmPitchパターン用マスクで解像されるパターン寸法が、マスクの設計寸法の±10%以内となる場合のフォーカスの振れ幅をDOF(nm)とした。
[DOF]
When the pattern dimension resolved by the 50 nm Line 100 nm Pitch pattern mask at Eop is within ± 10% of the mask design dimension, DOF (nm) was used as the focus fluctuation width.

[ブリッジ欠陥抑制性]
上記Eopにて形成された線幅50nmLine100nmPitchのパターンについて、欠陥検査装置(KLA2810、KLA−Tencor製)を用いて欠陥分布を確認した。次いで、上記走査型電子顕微鏡を用いてウエハ1枚あたりのブリッジ欠陥数を測定し、この測定値をブリッジ欠陥抑制性とした。上記測定値が20個未満であればブリッジ欠陥抑制性は良好と、20個以上50個以下ではやや良好と、50個を超えていれば不良と評価できる。
[Bridge defect suppression]
The defect distribution was confirmed using a defect inspection apparatus (KLA2810, manufactured by KLA-Tencor) for the pattern having a line width of 50 nm Line 100 nm Pitch formed by the above Eop. Subsequently, the number of bridge defects per wafer was measured using the scanning electron microscope, and the measured value was regarded as bridge defect suppression. If the measured value is less than 20, the bridging defect suppression is good, 20 to 50 is slightly good, and if it exceeds 50, it can be evaluated as defective.

[耐パターン倒れ性]
50nmLine100nmPitchのパターン形成用のマスクパターンを介して露光量を増加させたとき、パターン倒れが発生しない最小のラインパターン寸法を上記走査型電子顕微鏡を用いて測定し、この測定値を耐パターン倒れ性(nm)とした。このとき、上記測定値が35nm以下であれば耐パターン倒れ性は良好と、35nmを超えていれば不良と評価できる。
[Pattern fall resistance]
When the amount of exposure is increased through a mask pattern for pattern formation of 50 nm Line 100 nm Pitch, the minimum line pattern dimension at which pattern collapse does not occur is measured using the scanning electron microscope, and this measured value is measured against pattern collapse resistance ( nm). At this time, if the measured value is 35 nm or less, the pattern collapse resistance is good, and if it exceeds 35 nm, it can be evaluated as defective.

Figure 0005967082
Figure 0005967082

表4に示す通り、本発明のフォトレジスト組成物は、感度、MEEF、DOF及びLWR等を指標としたリソグラフィー性能全てにおいて優れていることがわかった。これに加え、当該フォトレジスト組成物は、構造単位(II)として上記式(2A)〜(2C)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する場合、ブリッジ欠陥抑制性はより優れており、構造単位(II)として上記式(2D)〜(2I)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種をさらに有する場合、ブリッジ欠陥抑制性及び耐パターン倒れ性は共に良い結果であった。   As shown in Table 4, it was found that the photoresist composition of the present invention was excellent in all lithography performances using sensitivity, MEEF, DOF, LWR and the like as indices. In addition, when the photoresist composition has at least one selected from the group consisting of the structural units represented by the above formulas (2A) to (2C) as the structural unit (II), the bridge defect suppression property is In the case where the structural unit (II) further has at least one selected from the group consisting of the structural units represented by the above formulas (2D) to (2I) as the structural unit (II), the bridge defect suppression property and the pattern collapse resistance are Both were good results.

本発明のフォトレジスト組成物は、半導体デバイス、液晶デバイス等の各種電子デバイスのリソグラフィー工程におけるレジストパターンの形成において好適に用いられる。   The photoresist composition of the present invention is suitably used in the formation of resist patterns in the lithography process of various electronic devices such as semiconductor devices and liquid crystal devices.

Claims (8)

[A]同一又は異なる重合体中に、下記式(1)で表される構造単位(I)下記式(2)で表される酸解離性基含有構造単位(II)並びにラクトン基、環状カーボネート基及びスルトン基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基(a)を有する重合体成分、並びに
[B]酸発生体
を含有するフォトレジスト組成物。
Figure 0005967082
(式(1)中、Rは、水素原子、フッ素原子、水酸基又は炭素数1〜20の1価の有機基である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、水酸基若しくは炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はR及びRが互いに結合してそれらが結合している炭素原子と共に炭素数3〜10の環構造を形成している。aは、1〜6の整数である。但し、aが2以上の場合、複数のR及びRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、水酸基若しくは炭素数1〜20の1価の有機基であるか、又はR及びRが互いに結合してそれらが結合している炭素原子と共に炭素数3〜10の環構造を形成している。但し、上記環構造が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。また、R〜Rのうち少なくともひとつはヘテロ原子を含む基である。
式(2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基若しくは炭素数4〜20の脂環式基であるか、又はR及びRが互いに結合してそれらが結合している炭素原子と共に2価の脂環式基を形成している。Rは、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数4〜20の脂環式基である。上記アルキル基及び脂環式基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。)
[A] the same or different in the polymer, the structural unit (I), the following equation (2) represented by the acid-dissociable group-containing structural units (II) and lactone group represented by the following formula (1), cyclic A photoresist composition comprising a polymer component having at least one group (a) selected from the group consisting of a carbonate group and a sultone group , and [B] an acid generator.
Figure 0005967082
(In Formula (1), R 0 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom. A hydroxyl group or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or R 1 and R 2 are bonded to each other to form a ring structure having 3 to 10 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded. A is an integer of 1 to 6. However, when a is 2 or more, a plurality of R 1 and R 2 may be the same or different, and R 3 and R 4 are each independently And a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, or R 3 and R 4 are bonded to each other and have 3 to 10 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded. Provided that one of the hydrogen atoms contained in the ring structure is Or all may be substituted. In addition, at least one of R 0 to R 4 is a group containing a hetero atom.
In formula (2), R 5 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 6 and R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic group having 4 to 20 carbon atoms, or R 6 and R 7 are bonded to each other. A divalent alicyclic group is formed together with the carbon atom. R 8 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic group having 4 to 20 carbon atoms. Some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group and alicyclic group may be substituted. )
[A]重合体成分が、上記構造単位(II)として下記式(2A)〜(2C)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む請求項1に記載のフォトレジスト組成物。
Figure 0005967082
(式(2A)〜(2C)中、Rは、上記式(2)と同義である。Rは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基である。m1及びm2は、それぞれ独立して、1〜6の整数である。)
[A] The photoresist composition according to claim 1, wherein the polymer component contains at least one selected from the group consisting of structural units represented by the following formulas (2A) to (2C) as the structural unit (II). object.
Figure 0005967082
(In the formulas (2A) to (2C), R 5 has the same meaning as the above formula (2). Each R A is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Each is independently an integer of 1 to 6.)
[A]重合体成分が、上記構造単位(II)として下記式(2D)〜(2I)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種をさらに含む請求項2に記載のフォトレジスト組成物。
Figure 0005967082
(式(2D)〜(2I)中、Rは、上記式(2)と同義である。Rは、上記式(2A)〜(2C)と同義である。Rは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基である。)
[A] The photoresist according to claim 2, wherein the polymer component further contains at least one selected from the group consisting of structural units represented by the following formulas (2D) to (2I) as the structural unit (II). Composition.
Figure 0005967082
(In the formula (2D) ~ (2I), R 5 is as defined in the above formula (2) .R A is as defined in the above formula (2A) ~ (2C) .R B are each independently And an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
[A]重合体成分が、構造単位(I)及び構造単位(II)以外の構造単位であって、極性基を含む構造単位(III)をさらに有する請求項1に記載のフォトレジスト組成物。   [A] The photoresist composition according to claim 1, wherein the polymer component further comprises a structural unit (III) containing a polar group, which is a structural unit other than the structural unit (I) and the structural unit (II). 上記基(a)が、上記構造単位(I)以外の構造単位(IV)に含まれている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のフォトレジスト組成物。 The photoresist composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the group (a) is contained in a structural unit (IV) other than the structural unit (I). 上記基(a)が、上記構造単位(I)に含まれている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のフォトレジスト組成物。 The photoresist composition according to claim 1 , wherein the group (a) is contained in the structural unit (I). 上記構造単位(II)が含有する酸解離性基の炭素数が4〜9である請求項1に記載のフォトレジスト組成物。   The photoresist composition according to claim 1, wherein the acid dissociable group contained in the structural unit (II) has 4 to 9 carbon atoms. [A]重合体成分における構造単位(I)及び構造単位(II)の含有率の合計が20モル%以上70モル%以下であり、かつ構造単位(I)の含有率が5モル%以上60モル%以下である請求項1に記載のフォトレジスト組成物。   [A] The total content of the structural unit (I) and the structural unit (II) in the polymer component is 20 mol% to 70 mol%, and the content of the structural unit (I) is 5 mol% to 60 mol. The photoresist composition according to claim 1, which is not more than mol%.
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