Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7768069B2 - Chemically amplified positive resist material and pattern formation method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7768069B2 - Chemically amplified positive resist material and pattern formation method - Google Patents

Chemically amplified positive resist material and pattern formation method

Info

Publication number
JP7768069B2
JP7768069B2 JP2022125391A JP2022125391A JP7768069B2 JP 7768069 B2 JP7768069 B2 JP 7768069B2 JP 2022125391 A JP2022125391 A JP 2022125391A JP 2022125391 A JP2022125391 A JP 2022125391A JP 7768069 B2 JP7768069 B2 JP 7768069B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
carbon atoms
bond
atom
groups
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022125391A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023074458A (en
Inventor
潤 畠山
皓介 大山
駿 菊地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to US17/986,233 priority Critical patent/US12436462B2/en
Priority to KR1020220151203A priority patent/KR102755856B1/en
Priority to TW111143883A priority patent/TWI860576B/en
Priority to CN202211439146.7A priority patent/CN116136647B/en
Publication of JP2023074458A publication Critical patent/JP2023074458A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7768069B2 publication Critical patent/JP7768069B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

本発明は、ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a positive resist material and a pattern formation method.

LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの微細化が急速に進んでいる。5Gの高速通信と人工知能(artificial intelligence、AI)の普及が進み、これを処理するための高性能デバイスが必要とされているためである。最先端の微細化技術としては、波長13.5nmの極端紫外線(EUV)リソグラフィーによる5nmノードのデバイスの量産が行われている。更には、次世代の3nmノード、次次世代の2nmノードデバイスにおいてもEUVリソグラフィーを用いた検討が進められている。 As LSIs become more highly integrated and faster, pattern rules are becoming increasingly miniaturized. This is because the widespread adoption of 5G high-speed communications and artificial intelligence (AI) requires high-performance devices to process these technologies. The most advanced miniaturization technology is extreme ultraviolet (EUV) lithography with a wavelength of 13.5 nm, which is currently being used to mass-produce 5 nm node devices. Furthermore, the use of EUV lithography is also being considered for next-generation 3 nm node and next-generation 2 nm node devices.

微細化の進行とともに酸の拡散による像のぼけが問題になっている。寸法サイズ45nm以降の微細パターンでの解像性を確保するためには、従来提案されている溶解コントラストの向上だけでなく、酸拡散の制御が重要であることが提案されている(非特許文献1)。しかしながら、化学増幅レジスト材料は、酸の拡散によって感度とコントラストを上げているため、ポストエクスポージャーベーク(PEB)温度を下げたり、時間を短くしたりして酸拡散を極限まで抑えようとすると、感度とコントラストが著しく低下する。 As miniaturization progresses, image blurring due to acid diffusion has become a problem. To ensure resolution in fine patterns with dimensions of 45 nm and smaller, it has been suggested that controlling acid diffusion is important, in addition to improving dissolution contrast, as has been proposed previously (Non-Patent Document 1). However, because chemically amplified resist materials increase sensitivity and contrast through acid diffusion, attempts to minimize acid diffusion by lowering the post-exposure bake (PEB) temperature or shortening the time result in a significant decrease in sensitivity and contrast.

バルキーな酸が発生する酸発生剤を添加して酸拡散を抑えることは有効である。そこで、重合性不飽和結合を有するオニウム塩に由来する繰り返し単位をポリマーに含ませることが提案されている。このとき、ポリマーは、酸発生剤としても機能する(ポリマーバウンド型酸発生剤)。特許文献1には、特定のスルホン酸を発生する重合性不飽和結合を有するスルホニウム塩やヨードニウム塩が提案されている。特許文献2には、スルホン酸が主鎖に直結したスルホニウム塩が提案されている。 Adding an acid generator that generates bulky acid is effective in suppressing acid diffusion. Therefore, it has been proposed to incorporate repeating units derived from onium salts with polymerizable unsaturated bonds into the polymer. In this case, the polymer also functions as an acid generator (polymer-bound acid generator). Patent Document 1 proposes sulfonium salts and iodonium salts with polymerizable unsaturated bonds that generate specific sulfonic acids. Patent Document 2 proposes sulfonium salts in which sulfonic acids are directly linked to the main chain.

ポリマーの末端を修飾したレジスト材料が提案されている。アルキルリチウムを開始剤としたリビングアニオン重合の末端に酸不安定基を付けたレジスト材料(特許文献3)、リビングラジカル重合(RAFT)においてポリマー末端にフルオロスルホン酸の酸発生剤となるスルホニウム塩を付けたレジスト材料(特許文献4)、両側にフルオロスルホン酸の酸発生剤となるスルホニウム塩を付けたアゾ系の重合開始剤を用いて重合し、ポリマーの両末端に酸発生剤を付けたレジスト材料(特許文献5)が提案されている。しかしながら、特に末端に酸発生剤を付けたポリマーは、末端が動きやすいため酸拡散が増大する欠点がある。 Resist materials with modified polymer terminals have been proposed. These include a resist material in which an acid-labile group is attached to the terminal of a living anionic polymerization using alkyllithium as an initiator (Patent Document 3), a resist material in which a sulfonium salt acting as an acid generator for fluorosulfonic acid is attached to the polymer terminal in living radical polymerization (RAFT) (Patent Document 4), and a resist material in which an acid generator is attached to both terminals of a polymer polymerized using an azo-based polymerization initiator with sulfonium salts acting as acid generators for fluorosulfonic acid attached to both ends (Patent Document 5). However, polymers with acid generators attached to the terminals, in particular, have the disadvantage of increased acid diffusion due to the easily mobile terminals.

特開2006-45311号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-45311 特開2006-178317号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-178317 特許第4132783号公報Patent No. 4132783 特開2014-65896号公報JP 2014-65896 A 特開2013-1850号公報JP 2013-1850 A

SPIE Vol. 3331 p531 (1998)SPIE Vol. 3331 p531 (1998)

本発明は、前記事情に鑑みなされたもので、酸の拡散が制御され、従来のポジ型レジスト材料を上回る解像度を有し、エッジラフネスや寸法バラツキが小さく、露光後のパターン形状が良好であるポジ型レジスト材料、及びパターン形成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a positive resist material and pattern formation method that controls acid diffusion, has resolution superior to conventional positive resist materials, has minimal edge roughness and dimensional variation, and produces a good pattern shape after exposure.

本発明者らは、近年要望される高解像度であり、エッジラフネスや寸法バラツキが小さいポジ型レジスト材料を得るべく鋭意検討を重ねた結果、これには酸拡散距離を極限まで短くする必要があること、アルカリ現像液中での膨潤を抑える必要があり、クエンチャーとなるカルボン酸アニオンを含むスルホニウム塩をポリマーの末端に付けることによって、極限まで酸拡散を低減し、膨潤低減の効果があることを知見し、特に化学増幅ポジ型レジスト材料のベースポリマーとして用いれば極めて有効であることを知見した。 The inventors of the present invention have conducted extensive research to develop a positive resist material that meets the recent demand for high resolution and has minimal edge roughness and dimensional variation. As a result, they discovered that to achieve this, it is necessary to minimize the acid diffusion distance and to suppress swelling in alkaline developers. They also discovered that by attaching a sulfonium salt containing a carboxylic acid anion, which acts as a quencher, to the end of the polymer, acid diffusion can be minimized and swelling can be reduced, and that this is particularly effective when used as the base polymer for chemically amplified positive resist materials.

更に、溶解コントラストを向上させるため、前記ベースポリマーにカルボキシ基又はフェノール性ヒドロキシ基の水素原子が酸不安定基で置換された繰り返し単位を導入することにより、露光前後のアルカリ溶解速度コントラストが大幅に高く、酸拡散を抑える効果が高く、高解像性を有し、露光後のパターン形状とエッジラフネスや寸法均一性(CDU)が良好であり、特に超LSI製造用あるいはフォトマスクの微細パターン形成材料として好適なポジ型レジスト材料が得られることを知見し、本発明を完成させた。 Furthermore, in order to improve dissolution contrast, the inventors discovered that by introducing into the base polymer repeating units in which the hydrogen atoms of the carboxyl or phenolic hydroxyl groups are substituted with acid labile groups, the alkaline dissolution rate contrast before and after exposure is significantly higher, acid diffusion is more effectively suppressed, high resolution is achieved, and the pattern shape, edge roughness, and dimensional uniformity (CDU) after exposure are excellent. This positive resist material is particularly suitable as a material for forming fine patterns in VLSI manufacturing or photomasks, and thus the present invention was completed.

すなわち、本発明は、下記ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法を提供する。
1.スルフィド基に連結したカルボン酸アニオンを含むスルホニウム塩で末端が封止されたベースポリマーを含むポジ型レジスト材料。
2.前記末端の構造が、下記式(a)で表されるものである1のポジ型レジスト材料。
(式中、X1は、炭素数1~20のヒドロカルビレン基であり、該ヒドロカルビレン基は、ヒドロキシ基、エーテル結合、スルフィド基、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、ラクトン環、スルトン環及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい。
1~R3は、それぞれ独立に、炭素数1~20のヒドロカルビル基であり、酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい。また、R1とR2とが、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成していてもよい。
破線は、結合手である。)
3.前記ベースポリマーが、カルボキシ基の水素原子が酸不安定基で置換された繰り返し単位b1又はフェノール性ヒドロキシ基の水素原子が酸不安定基で置換された繰り返し単位b2を含むベースポリマーを含む1又は2のポジ型レジスト材料。
4.繰り返し単位b1が下記式(b1)で表されるものであり、繰り返し単位b2が下記式(b2)で表されるものである3のポジ型レジスト材料。
(式中、RAは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。
1は、単結合、フェニレン基若しくはナフチレン基、又はエステル結合、エーテル結合及びラクトン環から選ばれる少なくとも1種を含む炭素数1~12の連結基である。
2は、単結合、エステル結合又はアミド結合である。
3は、単結合、エーテル結合又はエステル結合である。
11及びR12は、それぞれ独立に、酸不安定基である。
13は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、シアノ基又は炭素数1~6の飽和ヒドロカルビル基である。
14は、単結合又は炭素数1~6のアルカンジイル基であり、該アルカンジイル基は、エーテル結合又はエステル結合を含んでいてもよい。
aは、1又は2である。bは、0~4の整数である。ただし、1≦a+b≦5である。)
5.前記ベースポリマーが、更に、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ラクトン環、カーボネート結合、チオカーボネート結合、カルボニル基、環状アセタール基、エーテル結合、エステル結合、スルホン酸エステル結合、シアノ基、アミド結合、-O-C(=O)-S-及び-O-C(=O)-NH-から選ばれる密着性基を含む繰り返し単位cを含むものである1~4のいずれかのポジ型レジスト材料。
6.前記ベースポリマーが、更に、下記式(d1)~(d3)のいずれかで表される繰り返し単位を含むものである1~5のいずれかのポジ型レジスト材料。
(式中、RAは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。
1は、単結合、炭素数1~6の脂肪族ヒドロカルビレン基、フェニレン基、ナフチレン基若しくはこれらを組み合わせて得られる炭素数7~18の基、又は-O-Z11-、-C(=O)-O-Z11-若しくは-C(=O)-NH-Z11-である。Z11は、炭素数1~6の脂肪族ヒドロカルビレン基、フェニレン基、ナフチレン基又はこれらを組み合わせて得られる炭素数7~18の基であり、カルボニル基、エステル結合、エーテル結合又はヒドロキシ基を含んでいてもよい。
2は、単結合又はエステル結合である。
3は、単結合、-Z31-C(=O)-O-、-Z31-O-又は-Z31-O-C(=O)-である。Z31は、炭素数1~12の脂肪族ヒドロカルビレン基、フェニレン基又はこれらを組み合わせて得られる炭素数7~18の基であり、カルボニル基、エステル結合、エーテル結合、臭素原子又はヨウ素原子を含んでいてもよい。
4は、メチレン基、2,2,2-トリフルオロ-1,1-エタンジイル基又はカルボニル基である。
5は、単結合、メチレン基、エチレン基、フェニレン基、フッ素化フェニレン基、トリフルオロメチル基で置換されたフェニレン基、-O-Z51-、-C(=O)-O-Z51-又は-C(=O)-NH-Z51-である。Z51は、炭素数1~6の脂肪族ヒドロカルビレン基、フェニレン基、フッ素化フェニレン基又はトリフルオロメチル基で置換されたフェニレン基であり、カルボニル基、エステル結合、エーテル結合、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を含んでいてもよい。
21~R28は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~20のヒドロカルビル基である。また、R23及びR24又はR26及びR27が、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成してもよい。
-は、非求核性対向イオンである。)
7.更に、酸発生剤を含む1~6のいずれかのポジ型レジスト材料。
8.更に、有機溶剤を含む1~7のいずれかのポジ型レジスト材料。
9.更に、クエンチャーを含む1~8のいずれかのポジ型レジスト材料。
10.更に、界面活性剤を含む1~9のいずれかのポジ型レジスト材料。
11.1~10のいずれかのポジ型レジスト材料を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を高エネルギー線で露光する工程と、前記露光したレジスト膜を、現像液を用いて現像する工程とを含むパターン形成方法。
12.前記高エネルギー線が、i線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光、電子線(EB)又は波長3~15nmのEUVである11のパターン形成方法。
That is, the present invention provides the following positive resist material and pattern forming method.
1. A positive resist material comprising a base polymer end-capped with a sulfonium salt containing a carboxylate anion linked to a sulfide group.
2. The positive resist material of 1, wherein the terminal structure is represented by the following formula (a):
(In the formula, X1 is a hydrocarbylene group having 1 to 20 carbon atoms, and the hydrocarbylene group may contain at least one bond selected from a hydroxy group, an ether bond, a sulfide group, an ester bond, a carbonate bond, a urethane bond, a lactone ring, a sultone ring, and a halogen atom.
R1 to R3 are each independently a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain at least one atom selected from an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and a halogen atom. R1 and R2 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded.
The dashed lines represent bonds.)
3. The positive resist material of 1 or 2, wherein the base polymer comprises a repeating unit b1 in which a hydrogen atom of a carboxy group is substituted with an acid labile group or a repeating unit b2 in which a hydrogen atom of a phenolic hydroxy group is substituted with an acid labile group.
4. The positive resist material of 3, wherein the repeating unit b1 is represented by the following formula (b1), and the repeating unit b2 is represented by the following formula (b2).
(In the formula, each R A is independently a hydrogen atom or a methyl group.
Y 1 is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, or a linking group having 1 to 12 carbon atoms and containing at least one bond selected from an ester bond, an ether bond, and a lactone ring.
Y2 is a single bond, an ester bond or an amide bond.
Y3 is a single bond, an ether bond or an ester bond.
R 11 and R 12 are each independently an acid labile group.
R 13 is a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a cyano group or a saturated hydrocarbyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 14 is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkanediyl group may contain an ether bond or an ester bond.
a is 1 or 2, and b is an integer from 0 to 4, provided that 1≦a+b≦5.
5. The positive resist material of any one of 1 to 4, wherein the base polymer further contains a repeating unit c containing an adhesive group selected from a hydroxy group, a carboxy group, a lactone ring, a carbonate bond, a thiocarbonate bond, a carbonyl group, a cyclic acetal group, an ether bond, an ester bond, a sulfonate ester bond, a cyano group, an amide bond, —O—C(═O)—S—, and —O—C(═O)—NH—.
6. The positive resist material of any one of 1 to 5, wherein the base polymer further contains a repeating unit represented by any one of the following formulas (d1) to (d3):
(In the formula, each R A is independently a hydrogen atom or a methyl group.
Z 1 is a single bond, an aliphatic hydrocarbylene group having 1 to 6 carbon atoms, a phenylene group, a naphthylene group, or a group having 7 to 18 carbon atoms obtained by combining these, or -O-Z 11 -, -C(═O)-O-Z 11 -, or -C(═O)-NH-Z 11 -. Z 11 is an aliphatic hydrocarbylene group having 1 to 6 carbon atoms, a phenylene group, a naphthylene group, or a group having 7 to 18 carbon atoms obtained by combining these, and may contain a carbonyl group, an ester bond, an ether bond, or a hydroxy group.
Z2 is a single bond or an ester bond.
Z 3 is a single bond, -Z 31 -C(═O)-O-, -Z 31 -O-, or -Z 31 -O-C(═O)-. Z 31 is an aliphatic hydrocarbylene group having 1 to 12 carbon atoms, a phenylene group, or a group having 7 to 18 carbon atoms obtained by combining these, and may contain a carbonyl group, an ester bond, an ether bond, a bromine atom, or an iodine atom.
Z4 is a methylene group, a 2,2,2-trifluoro-1,1-ethanediyl group, or a carbonyl group.
Z5 is a single bond, a methylene group, an ethylene group, a phenylene group, a fluorinated phenylene group, a phenylene group substituted with a trifluoromethyl group, -O- Z51- , -C(=O)-O- Z51- or -C(=O)-NH- Z51- . Z51 is an aliphatic hydrocarbylene group having 1 to 6 carbon atoms, a phenylene group, a fluorinated phenylene group or a phenylene group substituted with a trifluoromethyl group, and may contain a carbonyl group, an ester bond, an ether bond, a halogen atom or a hydroxy group.
R 21 to R 28 are each independently a halogen atom or a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms which may contain a heteroatom. R 23 and R 24 or R 26 and R 27 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded.
M is a non-nucleophilic counter ion.
7. The positive resist material according to any one of 1 to 6, further comprising an acid generator.
8. The positive resist material according to any one of 1 to 7, further comprising an organic solvent.
9. The positive resist material according to any one of 1 to 8, further comprising a quencher.
10. The positive resist material according to any one of 1 to 9, further comprising a surfactant.
11. A pattern formation method comprising the steps of: forming a resist film on a substrate using the positive resist material of any one of 1 to 10; exposing the resist film to high-energy rays; and developing the exposed resist film using a developer.
12. The pattern formation method according to 11, wherein the high-energy beam is i-line, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, electron beam (EB), or EUV light having a wavelength of 3 to 15 nm.

本発明のポジ型レジスト材料は、酸の拡散を抑える効果が高く、レジスト膜としたときの露光前後のアルカリ溶解速度のコントラストが高く、高解像度を有し、露光後のパターン形状、エッジラフネス、CDUが良好である。したがって、これらの優れた特性を有することから実用性が極めて高く、特に超LSI製造用あるいはEB描画によるフォトマスクの微細パターン形成材料、EBあるいはEUV露光用のパターン形成材料として非常に有用である。本発明のポジ型レジスト材料は、例えば、半導体回路形成におけるリソグラフィーだけでなく、マスク回路パターンの形成、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド回路形成にも応用することができる。 The positive resist material of the present invention is highly effective in suppressing acid diffusion, and when formed into a resist film, it exhibits a high contrast in alkali dissolution rate before and after exposure, high resolution, and good pattern shape, edge roughness, and CDU after exposure. Therefore, due to these excellent properties, it is highly practical and is particularly useful as a fine pattern formation material for photomasks used in VLSI manufacturing or EB writing, and as a pattern formation material for EB or EUV exposure. The positive resist material of the present invention can be applied, for example, not only to lithography in semiconductor circuit formation, but also to the formation of mask circuit patterns, micromachines, and thin-film magnetic head circuits.

[ベースポリマー]
本発明のポジ型レジスト材料は、スルフィド基に連結したカルボン酸アニオンを含むスルホニウム塩で末端が封止されたベースポリマーを含むことを特徴とする。
[Base polymer]
The positive resist material of the present invention is characterized by comprising a base polymer end-capped with a sulfonium salt containing a carboxylate anion linked to a sulfide group.

前記末端の構造(以下、末端構造aともいう。)としては、下記式(a)で表される構造が好ましい。
(式中、破線は、結合手である。)
The terminal structure (hereinafter also referred to as terminal structure a) is preferably a structure represented by the following formula (a).
(In the formula, the dashed lines represent bonds.)

式(a)中、X1は、炭素数1~20のヒドロカルビレン基であり、該ヒドロカルビレン基は、ヒドロキシ基、エーテル結合、スルフィド基、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、ラクトン環、スルトン環及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい。前記ヒドロカルビレン基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、メタンジイル基、エタン-1,1-ジイル基、エタン-1,2-ジイル基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、ヘキサン-1,6-ジイル基、ヘプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、ノナン-1,9-ジイル基、デカン-1,10-ジイル基、ウンデカン-1,11-ジイル基、ドデカン-1,12-ジイル基等の炭素数1~20のアルカンジイル基;シクロペンタンジイル基、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炭素数3~20の環式飽和ヒドロカルビレン基;ビニレン基、プロペン-1,3-ジイル基、エチン-1,2-ジイル基、プロピン-1,3-ジイル基等の炭素数2~20の不飽和脂肪族ヒドロカルビレン基;フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基等の炭素数6~20のアリーレン基;これらの基の水素原子の一部又は全部が炭素数1~12のヒドロカルビル基で置換された基;これらを組み合わせて得られる基等が挙げられる。なお、前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、後述する式(1-1)及び(1-2)の説明においてR101~R105で表される炭素数1~20のヒドロカルビル基として例示するもののうち炭素数1~12のものが挙げられる。 In formula (a), X1 is a hydrocarbylene group having 1 to 20 carbon atoms, and the hydrocarbylene group may contain at least one bond selected from a hydroxy group, an ether bond, a sulfide group, an ester bond, a carbonate bond, a urethane bond, a lactone ring, a sultone ring, and a halogen atom. The hydrocarbylene group may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include alkanediyl groups having 1 to 20 carbon atoms, such as methanediyl group, ethane-1,1-diyl group, ethane-1,2-diyl group, propane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl group, and dodecane-1,12-diyl group; cyclopentanediyl group, cyclohexanediyl group, and the like. Examples of such hydrocarbyl groups include cyclic saturated hydrocarbylene groups having 3 to 20 carbon atoms, such as vinylene, propene-1,3-diyl, ethyne-1,2-diyl, and propyne-1,3-diyl; unsaturated aliphatic hydrocarbylene groups having 2 to 20 carbon atoms, such as vinylene, propene-1,3-diyl, ethyne-1,2-diyl, and propyne-1,3-diyl; arylene groups having 6 to 20 carbon atoms, such as phenylene, naphthylene, and biphenylylene; groups in which some or all of the hydrogen atoms of these groups have been substituted with hydrocarbyl groups having 1 to 12 carbon atoms; and groups obtained by combining these. The hydrocarbyl groups may be saturated or unsaturated and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include those having 1 to 12 carbon atoms, among those exemplified as hydrocarbyl groups having 1 to 20 carbon atoms represented by R 101 to R 105 in the description of formulas (1-1) and (1-2) below.

式(a)中、R1~R3は、それぞれ独立に、炭素数1~20のヒドロカルビル基であり、酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい。前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、後述する式(1-1)及び(1-2)の説明においてR101~R105で表される炭素数1~20のヒドロカルビル基として例示するものと同様のものが挙げられる。また、R1とR2とが、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成していてもよい。このとき、前記環としては、後述する式(1-1)の説明においてR101とR102とが互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に形成し得る環として例示するものと同様のものが挙げられる。 In formula (a), R 1 to R 3 are each independently a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain at least one atom selected from an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and a halogen atom. The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include the same groups as those exemplified as hydrocarbyl groups having 1 to 20 carbon atoms represented by R 101 to R 105 in the description of formulas (1-1) and (1-2) below. R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded. In this case, examples of the ring include the same groups as those exemplified as rings that may be formed when R 101 and R 102 are bonded to each other and together with the sulfur atom to which they are bonded in the description of formula (1-1) below.

ポリマー末端にスルフィド基に連結したカルボン酸アニオンを含むスルホニウム塩を付けるためには、下記式(a1)で表される化合物を連鎖移動剤として用い、これを重合前あるいは重合中に重合液に添加して重合反応を行えばよい。重合開始剤の分解によってラジカルが発生し、チオールへのラジカルの連鎖移動によって重合が始まり、末端がスルホニウム塩で封止されたポリマーが生成する。
(式中、X1及びR1~R3は、前記と同じ。)
To attach a sulfonium salt containing a carboxylate anion linked to a sulfide group to a polymer terminal, a compound represented by the following formula (a1) is used as a chain transfer agent, which is added to a polymerization solution before or during polymerization to carry out the polymerization reaction. Radicals are generated by decomposition of the polymerization initiator, and polymerization begins with chain transfer of the radicals to the thiol, producing a polymer whose terminals are capped with the sulfonium salt.
(wherein X1 and R1 to R3 are the same as above.)

式(a1)で表される化合物のアニオンとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。
Examples of the anion of the compound represented by formula (a1) include, but are not limited to, those shown below.

末端構造aのカチオン及び式(a1)で表される化合物のカチオンの具体例としては、後述する式(1-1)で表されるスルホニウム塩のカチオンの具体例として例示するものと同様のものが挙げられる。 Specific examples of the cation of the terminal structure a and the cation of the compound represented by formula (a1) include the same as those exemplified as specific examples of the cation of the sulfonium salt represented by formula (1-1) described below.

式(a1)で表される化合物は、例えば、スルフィド基に連結したカルボン酸と、スルホニウム塩の炭酸塩や塩酸塩とのイオン交換反応によって合成することができる。 The compound represented by formula (a1) can be synthesized, for example, by an ion exchange reaction between a carboxylic acid linked to a sulfide group and a carbonate or hydrochloride salt of a sulfonium salt.

前記ベースポリマーは、カルボキシ基の水素原子が酸不安定基で置換された繰り返し単位b1又はフェノール性ヒドロキシ基の水素原子が酸不安定基で置換された繰り返し単位b2を含むことが好ましい。 The base polymer preferably contains a repeating unit b1 in which the hydrogen atom of a carboxy group is substituted with an acid labile group, or a repeating unit b2 in which the hydrogen atom of a phenolic hydroxy group is substituted with an acid labile group.

繰り返し単位b1及びb2としては、それぞれ下記式(b1)及び(b2)で表されるものが挙げられる。
Examples of the repeating units b1 and b2 include those represented by the following formulae (b1) and (b2), respectively.

式(b1)及び(b2)中、RAは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。Y1は、単結合、フェニレン基若しくはナフチレン基、又はエステル結合、エーテル結合及びラクトン環から選ばれる少なくとも1種を含む炭素数1~12の連結基である。
2は、単結合、エステル結合又はアミド結合である。Y3は、単結合、エーテル結合又はエステル結合である。R11及びR12は、それぞれ独立に、酸不安定基である。R13は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、シアノ基又は炭素数1~6の飽和ヒドロカルビル基である。R14は、単結合又は炭素数1~6のアルカンジイル基であり、該アルカンジイル基は、エーテル結合又はエステル結合を含んでいてもよい。aは、1又は2である。bは、0~4の整数である。ただし、1≦a+b≦5である。
In formulas (b1) and (b2), R is each independently a hydrogen atom or a methyl group, and Y is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, or a linking group having 1 to 12 carbon atoms and containing at least one bond selected from the group consisting of an ester bond, an ether bond, and a lactone ring.
Y2 is a single bond, an ester bond, or an amide bond. Y3 is a single bond, an ether bond, or an ester bond. R11 and R12 are each independently an acid labile group. R13 is a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a cyano group, or a saturated hydrocarbyl group having 1 to 6 carbon atoms. R14 is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkanediyl group may contain an ether bond or an ester bond. a is 1 or 2. b is an integer from 0 to 4, with the proviso that 1≦a+b≦5.

繰り返し単位b1を与えるモノマーとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、RA及びR11は、前記と同じである。
Examples of monomers that provide the repeating unit b1 include, but are not limited to, the following: In the following formula, R A and R 11 are the same as defined above.

繰り返し単位b2を与えるモノマーとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、RA及びR12は、前記と同じである。
Examples of monomers that provide the repeating unit b2 include, but are not limited to, the following: In the following formula, R A and R 12 are the same as defined above.

11又はR12で表される酸不安定基としては、種々選定されるが、例えば、下記式(AL-1)~(AL-3)で表されるものが挙げられる。
(式中、破線は、結合手である。)
The acid labile group represented by R 11 or R 12 may be selected from a variety of groups, and examples thereof include those represented by the following formulae (AL-1) to (AL-3).
(In the formula, the dashed lines represent bonds.)

式(AL-1)中、cは、0~6の整数である。RL1は、炭素数4~20、好ましくは4~15の第3級ヒドロカルビル基、各ヒドロカルビル基がそれぞれ炭素数1~6の飽和ヒドロカルビル基であるトリヒドロカルビルシリル基、カルボニル基、エーテル結合若しくはエステル結合を含む炭素数4~20の飽和ヒドロカルビル基、又は式(AL-3)で表される基である。なお、第3級ヒドロカルビル基とは、炭化水素の第3級炭素原子から水素原子が脱離して得られる基を意味する。 In formula (AL-1), c is an integer of 0 to 6. R L1 is a tertiary hydrocarbyl group having 4 to 20 carbon atoms, preferably 4 to 15 carbon atoms, a trihydrocarbylsilyl group in which each hydrocarbyl group is a saturated hydrocarbyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carbonyl group, or a saturated hydrocarbyl group having 4 to 20 carbon atoms containing an ether bond or an ester bond, or a group represented by formula (AL-3). The tertiary hydrocarbyl group refers to a group obtained by eliminating a hydrogen atom from a tertiary carbon atom of a hydrocarbon.

L1で表される第3級ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、分岐状でも環状でもよい。その具体例としては、tert-ブチル基、tert-ペンチル基、1,1-ジエチルプロピル基、1-エチルシクロペンチル基、1-ブチルシクロペンチル基、1-エチルシクロヘキシル基、1-ブチルシクロヘキシル基、1-エチル-2-シクロペンテニル基、1-エチル-2-シクロヘキセニル基、2-メチル-2-アダマンチル基等が挙げられる。前記トリヒドロカルビルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメチル-tert-ブチルシリル基等が挙げられる。前記カルボニル基、エーテル結合又はエステル結合を含む飽和ヒドロカルビル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよいが、環状のものが好ましく、その具体例としては、3-オキソシクロヘキシル基、4-メチル-2-オキソオキサン-4-イル基、5-メチル-2-オキソオキソラン-5-イル基、2-テトラヒドロピラニル基、2-テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。 The tertiary hydrocarbyl group represented by R may be saturated or unsaturated, branched or cyclic. Specific examples include tert-butyl, tert-pentyl, 1,1-diethylpropyl, 1-ethylcyclopentyl, 1-butylcyclopentyl, 1-ethylcyclohexyl, 1-butylcyclohexyl, 1-ethyl-2-cyclopentenyl, 1-ethyl-2-cyclohexenyl, and 2-methyl-2-adamantyl. Examples of the trihydrocarbylsilyl group include trimethylsilyl, triethylsilyl, and dimethyl-tert-butylsilyl. The saturated hydrocarbyl group containing a carbonyl group, an ether bond, or an ester bond may be linear, branched, or cyclic, but is preferably cyclic. Specific examples thereof include a 3-oxocyclohexyl group, a 4-methyl-2-oxooxan-4-yl group, a 5-methyl-2-oxoxolan-5-yl group, a 2-tetrahydropyranyl group, and a 2-tetrahydrofuranyl group.

式(AL-1)で表される酸不安定基としては、tert-ブトキシカルボニル基、tert-ブトキシカルボニルメチル基、tert-ペンチルオキシカルボニル基、tert-ペンチルオキシカルボニルメチル基、1,1-ジエチルプロピルオキシカルボニル基、1,1-ジエチルプロピルオキシカルボニルメチル基、1-エチルシクロペンチルオキシカルボニル基、1-エチルシクロペンチルオキシカルボニルメチル基、1-エチル-2-シクロペンテニルオキシカルボニル基、1-エチル-2-シクロペンテニルオキシカルボニルメチル基、1-エトキシエトキシカルボニルメチル基、2-テトラヒドロピラニルオキシカルボニルメチル基、2-テトラヒドロフラニルオキシカルボニルメチル基等が挙げられる。 Examples of acid labile groups represented by formula (AL-1) include tert-butoxycarbonyl, tert-butoxycarbonylmethyl, tert-pentyloxycarbonyl, tert-pentyloxycarbonylmethyl, 1,1-diethylpropyloxycarbonyl, 1,1-diethylpropyloxycarbonylmethyl, 1-ethylcyclopentyloxycarbonyl, 1-ethylcyclopentyloxycarbonylmethyl, 1-ethyl-2-cyclopentenyloxycarbonyl, 1-ethyl-2-cyclopentenyloxycarbonylmethyl, 1-ethoxyethoxycarbonylmethyl, 2-tetrahydropyranyloxycarbonylmethyl, and 2-tetrahydrofuranyloxycarbonylmethyl.

更に、式(AL-1)で表される酸不安定基として、下記式(AL-1)-1~(AL-1)-10で表される基も挙げられる。
(式中、破線は、結合手である。)
Further, examples of the acid labile group represented by formula (AL-1) include groups represented by the following formulae (AL-1)-1 to (AL-1)-10.
(In the formula, the dashed lines represent bonds.)

式(AL-1)-1~(AL-1)-10中、cは、前記と同じである。RL8は、それぞれ独立に、炭素数1~10の飽和ヒドロカルビル基又は炭素数6~20のアリール基である。RL9は、水素原子又は炭素数1~10の飽和ヒドロカルビル基である。RL10は、炭素数2~10の飽和ヒドロカルビル基又は炭素数6~20のアリール基である。前記飽和ヒドロカルビル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。 In formulas (AL-1)-1 to (AL-1)-10, c is the same as defined above. Each R L8 is independently a saturated hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. R L9 is a hydrogen atom or a saturated hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms. R L10 is a saturated hydrocarbyl group having 2 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. The saturated hydrocarbyl group may be linear, branched, or cyclic.

式(AL-2)中、RL2及びRL3は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~18、好ましくは1~10の飽和ヒドロカルビル基である。前記飽和ヒドロカルビル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、2-エチルヘキシル基、n-オクチル基等が挙げられる。 In formula (AL-2), R L2 and R L3 each independently represent a hydrogen atom or a saturated hydrocarbyl group having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 10. The saturated hydrocarbyl group may be linear, branched, or cyclic, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a 2-ethylhexyl group, and an n-octyl group.

式(AL-2)中、RL4は、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~18、好ましくは1~10のヒドロカルビル基である。前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。前記ヒドロカルビル基としては、炭素数1~18の飽和ヒドロカルビル基等が挙げられ、これらの水素原子の一部が、ヒドロキシ基、アルコキシ基、オキソ基、アミノ基、アルキルアミノ基等で置換されていてもよい。このような置換された飽和ヒドロカルビル基としては、以下に示すもの等が挙げられる。
(式中、破線は、結合手である。)
In formula (AL-2), R L4 is a hydrocarbyl group having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 10, which may contain a heteroatom. The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched, or cyclic. Examples of the hydrocarbyl group include saturated hydrocarbyl groups having 1 to 18 carbon atoms, and some of the hydrogen atoms may be substituted with hydroxy groups, alkoxy groups, oxo groups, amino groups, alkylamino groups, or the like. Examples of such substituted saturated hydrocarbyl groups include those shown below.
(In the formula, the dashed lines represent bonds.)

L2とRL3と、RL2とRL4と、又はRL3とRL4とは、互いに結合してこれらが結合する炭素原子と共に、又は炭素原子と酸素原子と共に環を形成してもよく、この場合、環の形成に関与するRL2及びRL3、RL2及びRL4、又はRL3及びRL4は、それぞれ独立に、炭素数1~18、好ましくは1~10のアルカンジイル基である。これらが結合して得られる環の炭素数は、好ましくは3~10、より好ましくは4~10である。 R and R , R and R , or R and R may be bonded to each other to form a ring together with the carbon atom to which they are bonded, or together with the carbon atom and oxygen atom, and in this case , R and R , R and R participating in the formation of the ring are each independently an alkanediyl group having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 10. The number of carbon atoms in the ring obtained by bonding these is preferably 3 to 10, more preferably 4 to 10.

式(AL-2)で示される酸不安定基のうち、直鎖状又は分岐状のものとしては、下記式(AL-2)-1~(AL-2)-69で表されるものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、破線は、結合手である。
Among the acid labile groups represented by formula (AL-2), linear or branched groups include, but are not limited to, those represented by the following formulae (AL-2)-1 to (AL-2)-69, in which the dashed lines represent bonds.

式(AL-2)で表される酸不安定基のうち、環状のものとしては、テトラヒドロフラン-2-イル基、2-メチルテトラヒドロフラン-2-イル基、テトラヒドロピラン-2-イル基、2-メチルテトラヒドロピラン-2-イル基等が挙げられる。 Among the acid labile groups represented by formula (AL-2), cyclic groups include tetrahydrofuran-2-yl, 2-methyltetrahydrofuran-2-yl, tetrahydropyran-2-yl, and 2-methyltetrahydropyran-2-yl groups.

また、酸不安定基として、下記式(AL-2a)又は(AL-2b)で表される基が挙げられる。前記酸不安定基によって、ベースポリマーが分子間又は分子内架橋されていてもよい。
(式中、破線は、結合手である。)
Further, examples of the acid labile group include groups represented by the following formula (AL-2a) or (AL-2b): The base polymer may be inter- or intramolecularly crosslinked by the acid labile group.
(In the formula, the dashed lines represent bonds.)

式(AL-2a)又は(AL-2b)中、RL11及びRL12は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~8の飽和ヒドロカルビル基である。前記飽和ヒドロカルビル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。また、RL11とRL12とは、互いに結合してこれらが結合する炭素原子と共に環を形成してもよく、この場合、RL11及びRL12は、それぞれ独立に、炭素数1~8のアルカンジイル基である。RL13は、それぞれ独立に、炭素数1~10の飽和ヒドロカルビレン基である。前記飽和ヒドロカルビレン基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。d及びeは、それぞれ独立に、0~10の整数、好ましくは0~5の整数であり、fは、1~7の整数、好ましくは1~3の整数である。 In formula (AL-2a) or (AL-2b), R L11 and R L12 each independently represent a hydrogen atom or a saturated hydrocarbyl group having 1 to 8 carbon atoms. The saturated hydrocarbyl group may be linear, branched, or cyclic. R L11 and R L12 may be bonded to each other to form a ring together with the carbon atom to which they are attached. In this case, R L11 and R L12 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 8 carbon atoms. R L13 each independently represents a saturated hydrocarbylene group having 1 to 10 carbon atoms. The saturated hydrocarbylene group may be linear, branched, or cyclic. d and e each independently represent an integer of 0 to 10, preferably an integer of 0 to 5, and f is an integer of 1 to 7, preferably an integer of 1 to 3.

式(AL-2a)又は(AL-2b)中、LAは、(f+1)価の炭素数1~50の脂肪族飽和炭化水素基、(f+1)価の炭素数3~50の脂環式飽和炭化水素基、(f+1)価の炭素数6~50の芳香族炭化水素基又は(f+1)価の炭素数3~50のヘテロ環基である。また、これらの基の-CH2-の一部が、ヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、これらの基の水素原子の一部が、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アシル基又はフッ素原子で置換されていてもよい。LAとしては、炭素数1~20の飽和ヒドロカルビレン基、3価飽和炭化水素基、4価飽和炭化水素基等の飽和炭化水素基、炭素数6~30のアリーレン基等が好ましい。前記飽和炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。LBは、-C(=O)-O-、-NH-C(=O)-O-又は-NH-C(=O)-NH-である。 In formula (AL-2a) or (AL-2b), L A is an (f+1)-valent aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, an (f+1)-valent alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 50 carbon atoms, an (f+1)-valent aromatic hydrocarbon group having 6 to 50 carbon atoms, or an (f+1)-valent heterocyclic group having 3 to 50 carbon atoms. Some of the —CH 2 — groups in these groups may be substituted with a group containing a heteroatom, and some of the hydrogen atoms in these groups may be substituted with a hydroxy group, a carboxy group, an acyl group, or a fluorine atom. L A is preferably a saturated hydrocarbon group such as a saturated hydrocarbylene group having 1 to 20 carbon atoms, a trivalent saturated hydrocarbon group, or a tetravalent saturated hydrocarbon group, or an arylene group having 6 to 30 carbon atoms. The saturated hydrocarbon group may be linear, branched, or cyclic. L B is —C(═O)—O—, —NH—C(═O)—O— or —NH—C(═O)—NH—.

式(AL-2a)又は(AL-2b)で表される架橋型アセタール基としては、下記式(AL-2)-70~(AL-2)-77で表される基等が挙げられる。
(式中、破線は、結合手である。)
Examples of the crosslinked acetal group represented by formula (AL-2a) or (AL-2b) include groups represented by the following formulae (AL-2)-70 to (AL-2)-77.
(In the formula, the dashed lines represent bonds.)

式(AL-3)中、RL5、RL6及びRL7は、それぞれ独立に、炭素数1~20のヒドロカルビル基であり、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、フッ素原子等のヘテロ原子を含んでいてもよい。前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~20の環式飽和ヒドロカルビル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数3~20の環式不飽和ヒドロカルビル基、炭素数6~10のアリール基等が挙げられる。また、RL5とRL6と、RL5とRL7と、又はRL6とRL7とは、互いに結合してこれらが結合する炭素原子と共に炭素数3~20の脂環を形成してもよい。 In formula (AL-3), R L5 , R L6 , and R L7 are each independently a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms, which may contain a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, or a fluorine atom. The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples include alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, cyclic saturated hydrocarbyl groups having 3 to 20 carbon atoms, alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms, cyclic unsaturated hydrocarbyl groups having 3 to 20 carbon atoms, and aryl groups having 6 to 10 carbon atoms. R L5 and R L6 , R L5 and R L7 , or R L6 and R L7 may bond to each other to form an alicyclic ring having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atoms to which they are bonded.

式(AL-3)で表される基としては、tert-ブチル基、1,1-ジエチルプロピル基、1-エチルノルボニル基、1-メチルシクロペンチル基、1-エチルシクロペンチル基、1-イソプロピルシクロペンチル基、1-メチルシクロヘキシル基、2-(2-メチル)アダマンチル基、2-(2-エチル)アダマンチル基、tert-ペンチル基等が挙げられる。 Examples of the group represented by formula (AL-3) include a tert-butyl group, a 1,1-diethylpropyl group, a 1-ethylnorbornyl group, a 1-methylcyclopentyl group, a 1-ethylcyclopentyl group, a 1-isopropylcyclopentyl group, a 1-methylcyclohexyl group, a 2-(2-methyl)adamantyl group, a 2-(2-ethyl)adamantyl group, and a tert-pentyl group.

また、式(AL-3)で表される基として、下記式(AL-3)-1~(AL-3)-19で表される基も挙げられる。
(式中、破線は、結合手である。)
Further, examples of the group represented by formula (AL-3) include groups represented by the following formulae (AL-3)-1 to (AL-3)-19.
(In the formula, the dashed lines represent bonds.)

式(AL-3)-1~(AL-3)-19中、RL14は、それぞれ独立に、炭素数1~8の飽和ヒドロカルビル基又は炭素数6~20のアリール基である。RL15及びRL17は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~20の飽和ヒドロカルビル基である。RL16は、炭素数6~20のアリール基である。前記飽和ヒドロカルビル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。また、前記アリール基としては、フェニル基等が好ましい。RFは、フッ素原子、トリフルオロメチル基又はニトロ基である。gは、1~5の整数である。 In formulas (AL-3)-1 to (AL-3)-19, R L14 each independently represents a saturated hydrocarbyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. R L15 and R L17 each independently represent a hydrogen atom or a saturated hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms. R L16 is an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. The saturated hydrocarbyl group may be linear, branched, or cyclic. Furthermore, the aryl group is preferably a phenyl group. R F is a fluorine atom, a trifluoromethyl group, or a nitro group. g is an integer from 1 to 5.

更に、酸不安定基として、下記式(AL-3)-20又は(AL-3)-21で表される基が挙げられる。前記酸不安定基によって、ポリマーが分子内あるいは分子間架橋されていてもよい。
(式中、破線は、結合手である。)
Further examples of the acid labile group include groups represented by the following formula (AL-3)-20 or (AL-3)-21: The polymer may be intramolecularly or intermolecularly crosslinked by the acid labile group.
(In the formula, the dashed lines represent bonds.)

式(AL-3)-20及び(AL-3)-21中、RL14は、前記と同じ。RL18は、炭素数1~20の(h+1)価の飽和ヒドロカルビレン基又は炭素数6~20の(h+1)価のアリーレン基であり、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子を含んでいてもよい。前記飽和ヒドロカルビレン基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。hは、1~3の整数である。 In formulas (AL-3)-20 and (AL-3)-21, R L14 is the same as defined above. R L18 is a (h+1)-valent saturated hydrocarbylene group having 1 to 20 carbon atoms or a (h+1)-valent arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and may contain a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. The saturated hydrocarbylene group may be linear, branched, or cyclic. h is an integer of 1 to 3.

式(AL-3)で表される酸不安定基を含む繰り返し単位を与えるモノマーとしては、下記式(AL-3)-22で表されるエキソ体構造を含む(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
Examples of monomers that provide repeating units containing an acid labile group represented by formula (AL-3) include (meth)acrylates containing an exo structure represented by formula (AL-3)-22 below.

式(AL-3)-22中、RAは、前記と同じ。RLc1は、炭素数1~8の飽和ヒドロカルビル基又は置換されていてもよい炭素数6~20のアリール基である。前記飽和ヒドロカルビル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。RLc2~RLc11は、それぞれ独立に、水素原子又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~15のヒドロカルビル基である。前記ヘテロ原子としては、酸素原子等が挙げられる。前記ヒドロカルビル基としては、炭素数1~15のアルキル基、炭素数6~15のアリール基等が挙げられる。RLc2とRLc3と、RLc4とRLc6と、RLc4とRLc7と、RLc5とRLc7と、RLc5とRLc11と、RLc6とRLc10と、RLc8とRLc9と、又はRLc9とRLc10とは、互いに結合してこれらが結合する炭素原子と共に環を形成してもよく、この場合、結合に関与する基は炭素数1~15のヘテロ原子を含んでいてもよいヒドロカルビレン基である。また、RLc2とRLc11と、RLc8とRLc11と、又はRLc4とRLc6とは、隣接する炭素原子に結合するもの同士で何も介さずに結合し、二重結合を形成してもよい。なお、本式により、鏡像体も表す。 In formula (AL-3)-22, R A is the same as defined above. R Lc1 is a saturated hydrocarbyl group having 1 to 8 carbon atoms or an optionally substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms. The saturated hydrocarbyl group may be linear, branched, or cyclic. R Lc2 to R Lc11 are each independently a hydrocarbyl group having 1 to 15 carbon atoms which may contain a hydrogen atom or a heteroatom. Examples of the heteroatom include an oxygen atom. Examples of the hydrocarbyl group include an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. R Lc2 and R Lc3 , R Lc4 and R Lc6 , R Lc4 and R Lc7 , R Lc5 and R Lc7 , R Lc5 and R Lc11 , R Lc6 and R Lc10 , R Lc8 and R Lc9 , or R Lc9 and R Lc10 may be bonded to each other to form a ring together with the carbon atoms to which they are bonded, in which case the group participating in the bond is a hydrocarbylene group having 1 to 15 carbon atoms which may contain a heteroatom. Furthermore, R Lc2 and R Lc11 , R Lc8 and R Lc11 , or R Lc4 and R Lc6 may be bonded to adjacent carbon atoms without any intervening group to form a double bond. Note that this formula also represents enantiomers.

ここで、式(AL-3)-22で表されるモノマーとしては、特開2000-327633号公報に記載されたもの等が挙げられる。具体的には、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、RAは、前記と同じである。
Here, examples of the monomer represented by formula (AL-3)-22 include those described in JP-A-2000-327633. Specific examples include, but are not limited to, those shown below. In the following formula, R A is the same as defined above.

式(AL-3)で表される酸不安定基を含む繰り返し単位を与えるモノマーとしては、下記式(AL-3)-23で表される、フランジイル基、テトラヒドロフランジイル基又はオキサノルボルナンジイル基を含む(メタ)アクリル酸エステルも挙げられる。
Examples of monomers that provide repeating units containing an acid labile group represented by formula (AL-3) include (meth)acrylic acid esters containing a furandiyl group, a tetrahydrofurandiyl group, or an oxanorbornanediyl group represented by the following formula (AL-3)-23:

式(AL-3)-23中、RAは、前記と同じ。RLc12及びRLc13は、それぞれ独立に、炭素数1~10のヒドロカルビル基である。RLc12とRLc13とは、互いに結合してこれらが結合する炭素原子と共に脂環を形成してもよい。RLc14は、フランジイル基、テトラヒドロフランジイル基又はオキサノルボルナンジイル基である。RLc15は、水素原子又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~10のヒドロカルビル基である。前記ヒドロカルビル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、炭素数1~10の飽和ヒドロカルビル基等が挙げられる。 In formula (AL-3)-23, R A is the same as defined above. R Lc12 and R Lc13 each independently represent a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms. R Lc12 and R Lc13 may be bonded to each other to form an alicyclic ring together with the carbon atom to which they are attached. R Lc14 is a furandiyl group, a tetrahydrofurandiyl group, or an oxanorbornanediyl group. R Lc15 is a hydrocarbyl group having 1 to 10 carbon atoms which may contain a hydrogen atom or a heteroatom. The hydrocarbyl group may be linear, branched, or cyclic. Specific examples include saturated hydrocarbyl groups having 1 to 10 carbon atoms.

式(AL-3)-23で表されるモノマーとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、RAは、前記と同じであり、Acはアセチル基であり、Meはメチル基である。
Examples of the monomer represented by formula (AL-3)-23 include, but are not limited to, the following: In the following formula, R A is the same as above, Ac is an acetyl group, and Me is a methyl group.

前記酸不安定基に加えて、特許第5565293号公報、特許第5434983号公報、特許第5407941号公報、特許第5655756号公報及び特許第5655755号公報に記載の芳香族基を含む酸不安定基を用いることもできる。 In addition to the above-mentioned acid labile groups, acid labile groups containing aromatic groups as described in Japanese Patent Nos. 5,565,293, 5,434,983, 5,407,941, 5,655,756, and 5,655,755 can also be used.

前記ベースポリマーは、更に、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ラクトン環、カーボネート結合、チオカーボネート結合、カルボニル基、環状アセタール基、エーテル結合、エステル結合、スルホン酸エステル結合、シアノ基、アミド結合、-O-C(=O)-S-及び-O-C(=O)-NH-から選ばれる密着性基を含む繰り返し単位cを含んでもよい。 The base polymer may further contain a repeating unit c containing an adhesive group selected from a hydroxy group, a carboxy group, a lactone ring, a carbonate bond, a thiocarbonate bond, a carbonyl group, a cyclic acetal group, an ether bond, an ester bond, a sulfonate ester bond, a cyano group, an amide bond, -O-C(=O)-S-, and -O-C(=O)-NH-.

繰り返し単位cを与えるモノマーとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、RAは、前記と同じである。
Examples of monomers that provide the repeating unit c include, but are not limited to, the following: In the following formula, R A is the same as defined above.

前記ベースポリマーは、更に、下記式(d1)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位d1ともいう。)、下記式(d2)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位d2ともいう。)及び下記式(d3)で表される繰り返し単位(以下、繰り返し単位d3ともいう。)から選ばれる少なくとも1種を含んでもよい。
The base polymer may further contain at least one repeating unit selected from the group consisting of a repeating unit represented by the following formula (d1) (hereinafter also referred to as repeating unit d1), a repeating unit represented by the following formula (d2) (hereinafter also referred to as repeating unit d2), and a repeating unit represented by the following formula (d3) (hereinafter also referred to as repeating unit d3):

式(d1)~(d3)中、RAは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。Z1は、単結合、炭素数1~6の脂肪族ヒドロカルビレン基、フェニレン基、ナフチレン基若しくはこれらを組み合わせて得られる炭素数7~18の基、又は-O-Z11-、-C(=O)-O-Z11-若しくは-C(=O)-NH-Z11-である。Z11は、炭素数1~6の脂肪族ヒドロカルビレン基、フェニレン基、ナフチレン基又はこれらを組み合わせて得られる炭素数7~18の基であり、カルボニル基、エステル結合、エーテル結合又はヒドロキシ基を含んでいてもよい。Z2は、単結合又はエステル結合である。Z3は、単結合、-Z31-C(=O)-O-、-Z31-O-又は-Z31-O-C(=O)-である。Z31は、炭素数1~12の脂肪族ヒドロカルビレン基、フェニレン基又はこれらを組み合わせて得られる炭素数7~18の基であり、カルボニル基、エステル結合、エーテル結合、臭素原子又はヨウ素原子を含んでいてもよい。Z4は、メチレン基、2,2,2-トリフルオロ-1,1-エタンジイル基又はカルボニル基である。Z5は、単結合、メチレン基、エチレン基、フェニレン基、フッ素化フェニレン基、トリフルオロメチル基で置換されたフェニレン基、-O-Z51-、-C(=O)-O-Z51-又は-C(=O)-NH-Z51-である。Z51は、炭素数1~6の脂肪族ヒドロカルビレン基、フェニレン基、フッ素化フェニレン基又はトリフルオロメチル基で置換されたフェニレン基であり、カルボニル基、エステル結合、エーテル結合、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を含んでいてもよい。なお、Z1、Z11、Z31及びZ51で表される脂肪族ヒドロカルビレン基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。 In formulas (d1) to (d3), R A is each independently a hydrogen atom or a methyl group. Z 1 is a single bond, an aliphatic hydrocarbylene group having 1 to 6 carbon atoms, a phenylene group, a naphthylene group, or a group having 7 to 18 carbon atoms obtained by combining these, or -O-Z 11 -, -C(═O)-O-Z 11 -, or -C(═O)-NH-Z 11 -. Z 11 is an aliphatic hydrocarbylene group having 1 to 6 carbon atoms, a phenylene group, a naphthylene group, or a group having 7 to 18 carbon atoms obtained by combining these, and may contain a carbonyl group, an ester bond, an ether bond, or a hydroxy group. Z 2 is a single bond or an ester bond. Z 3 is a single bond, -Z 31 -C(═O)-O-, -Z 31 -O-, or -Z 31 -O-C(═O)-. Z 31 is an aliphatic hydrocarbylene group having 1 to 12 carbon atoms, a phenylene group, or a group obtained by combining these and having 7 to 18 carbon atoms, and may contain a carbonyl group, an ester bond, an ether bond, a bromine atom, or an iodine atom. Z 4 is a methylene group, a 2,2,2-trifluoro-1,1-ethanediyl group, or a carbonyl group. Z 5 is a single bond, a methylene group, an ethylene group, a phenylene group, a fluorinated phenylene group, a phenylene group substituted with a trifluoromethyl group, -O-Z 51 -, -C(═O)-O-Z 51 -, or -C(═O)-NH-Z 51 -. Z 51 is an aliphatic hydrocarbylene group having 1 to 6 carbon atoms, a phenylene group, a fluorinated phenylene group, or a phenylene group substituted with a trifluoromethyl group, and may contain a carbonyl group, an ester bond, an ether bond, a halogen atom, or a hydroxy group. The aliphatic hydrocarbylene groups represented by Z 1 , Z 11 , Z 31 , and Z 51 may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched, or cyclic.

式(d1)~(d3)中、R21~R28は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~20のヒドロカルビル基である。前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、後述する式(1-1)及び(1-2)中のR101~R105の説明において例示するものと同様のものが挙げられる。 In formulas (d1) to (d3), R 21 to R 28 are each independently a halogen atom or a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms which may contain a heteroatom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include the same groups as those exemplified in the description of R 101 to R 105 in formulas (1-1) and (1-2) below.

また、R23及びR24又はR26及びR27が、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成してもよい。このとき、前記環としては、後述する式(1-1)の説明において、R101とR102とが結合してこれらが結合する硫黄原子と共に形成し得る環として例示するものと同様のものが挙げられる。 Furthermore, R 23 and R 24 or R 26 and R 27 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded. In this case, examples of the ring include the same rings as those exemplified as the ring that can be formed by R 101 and R 102 being bonded to each other together with the sulfur atom to which they are bonded in the description of formula (1-1) below.

式(d1)中、M-は、非求核性対向イオンである。前記非求核性対向イオンとしては、塩化物イオン、臭化物イオン等のハロゲン化物イオン、トリフレートイオン、1,1,1-トリフルオロエタンスルホネートイオン、ノナフルオロブタンスルホネートイオン等のフルオロアルキルスルホネートイオン、トシレートイオン、ベンゼンスルホネートイオン、4-フルオロベンゼンスルホネートイオン、1,2,3,4,5-ペンタフルオロベンゼンスルホネートイオン等のアリールスルホネートイオン、メシレートイオン、ブタンスルホネートイオン等のアルキルスルホネートイオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドイオン、ビス(パーフルオロエチルスルホニル)イミドイオン、ビス(パーフルオロブチルスルホニル)イミドイオン等のイミドイオン、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチドイオン、トリス(パーフルオロエチルスルホニル)メチドイオン等のメチドイオンが挙げられる。 In formula (d1), M represents a non-nucleophilic counter ion. Examples of the non-nucleophilic counter ion include halide ions such as chloride ion and bromide ion, fluoroalkylsulfonate ions such as triflate ion, 1,1,1-trifluoroethanesulfonate ion and nonafluorobutanesulfonate ion, arylsulfonate ions such as tosylate ion, benzenesulfonate ion, 4-fluorobenzenesulfonate ion and 1,2,3,4,5-pentafluorobenzenesulfonate ion, alkylsulfonate ions such as mesylate ion and butanesulfonate ion, imide ions such as bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ion, bis(perfluoroethylsulfonyl)imide ion and bis(perfluorobutylsulfonyl)imide ion, and methide ions such as tris(trifluoromethylsulfonyl)methide ion and tris(perfluoroethylsulfonyl)methide ion.

前記非求核性対向イオンとしては、更に、下記式(d1-1)で表されるα位がフッ素原子で置換されたスルホン酸イオン、下記式(d1-2)で表されるα位がフッ素原子で置換され、β位がトリフルオロメチル基で置換されたスルホン酸イオン等が挙げられる。
Further examples of the non-nucleophilic counter ion include a sulfonate ion represented by the following formula (d1-1) in which the α-position is substituted with a fluorine atom, and a sulfonate ion represented by the following formula (d1-2) in which the α-position is substituted with a fluorine atom and the β-position is substituted with a trifluoromethyl group.

式(d1-1)中、R31は、水素原子又は炭素数1~20のヒドロカルビル基であり、該ヒドロカルビル基は、エーテル結合、エステル結合、カルボニル基、ラクトン環又はフッ素原子を含んでいてもよい。前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、後述する式(1A')中のR111で表されるヒドロカルビル基として例示するものと同様のものが挙げられる。 In formula (d1-1), R 31 is a hydrogen atom or a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms, and the hydrocarbyl group may contain an ether bond, an ester bond, a carbonyl group, a lactone ring, or a fluorine atom. The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include the same groups as those exemplified as the hydrocarbyl group represented by R 111 in formula (1A') described below.

式(d1-2)中、R32は、水素原子、炭素数1~30のヒドロカルビル基又は炭素数2~30のヒドロカルビルカルボニル基であり、該ヒドロカルビル基及びヒドロカルビルカルボニル基は、エーテル結合、エステル結合、カルボニル基又はラクトン環を含んでいてもよい。前記ヒドロカルビル基及びヒドロカルビルカルボニル基のヒドロカルビル部は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、後述する式(1A')中のR111で表されるヒドロカルビル基として例示するものと同様のものが挙げられる。 In formula (d1-2), R 32 represents a hydrogen atom, a hydrocarbyl group having 1 to 30 carbon atoms, or a hydrocarbyl carbonyl group having 2 to 30 carbon atoms, and the hydrocarbyl group and hydrocarbyl carbonyl group may contain an ether bond, an ester bond, a carbonyl group, or a lactone ring. The hydrocarbyl moiety of the hydrocarbyl group and hydrocarbyl carbonyl group may be saturated or unsaturated and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include the same as those exemplified as the hydrocarbyl group represented by R 111 in formula (1A') described below.

繰り返し単位d1を与えるモノマーのカチオンとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、RAは、前記と同じである。
Examples of the cation of the monomer that gives the repeating unit d1 include, but are not limited to, the following: In the following formula, R A is the same as defined above.

繰り返し単位d2又d3を与えるモノマーのカチオンの具体例としては、後述する式(1-1)で表されるスルホニウム塩のカチオンとして例示するものと同様のものが挙げられる。 Specific examples of the cation of the monomer that gives the repeating unit d2 or d3 include the same as those exemplified as the cation of the sulfonium salt represented by formula (1-1) described below.

繰り返し単位d2を与えるモノマーのアニオンとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、RAは、前記と同じである。
Examples of the anion of the monomer that gives the repeating unit d2 include, but are not limited to, the following: In the following formula, R A is the same as defined above.

繰り返し単位d3を与えるモノマーのアニオンとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、RAは、前記と同じである。
Examples of the anion of the monomer that gives the repeating unit d3 include, but are not limited to, the following: In the following formula, R A is the same as defined above.

繰り返し単位d1~d3は、酸発生剤として機能する。ポリマー主鎖に酸発生剤を結合させることによって酸拡散を小さくし、酸拡散のぼけによる解像度の低下を防止できる。また、酸発生剤が均一に分散することによってエッジラフネスやCDUが改善される。なお、繰り返し単位d1~d3を含むベースポリマー(すなわち、ポリマーバウンド型酸発生剤)を用いる場合、後述する添加型酸発生剤の配合を省略し得る。 Repeating units d1 to d3 function as an acid generator. By binding the acid generator to the polymer main chain, acid diffusion is reduced, preventing a decrease in resolution due to blurring caused by acid diffusion. Furthermore, uniform dispersion of the acid generator improves edge roughness and CDU. Note that when using a base polymer containing repeating units d1 to d3 (i.e., a polymer-bound acid generator), the addition of the additive acid generator described below can be omitted.

前記ベースポリマーは、ヨウ素原子を含む繰り返し単位eを含んでもよい。繰り返し単位eを与えるモノマーとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、RAは、前記と同じである。
The base polymer may contain a repeating unit e containing an iodine atom. Examples of monomers that provide the repeating unit e include, but are not limited to, the following: In the following formula, R A is the same as defined above.

前記ベースポリマーは、前述した繰り返し単位以外の繰り返し単位fを含んでもよい。繰り返し単位fとしては、スチレン、ビニルナフタレン、インデン、アセナフチレン、クマリン、クマロン等に由来するものが挙げられる。 The base polymer may contain a repeating unit f other than the repeating units described above. Examples of repeating unit f include those derived from styrene, vinylnaphthalene, indene, acenaphthylene, coumarin, and coumarone.

前記ベースポリマーにおいて、繰り返し単位b1、b2、c、d1、d2、d3、e及びfの含有比率は、0≦b1≦0.9、0≦b2≦0.9、0.1≦b1+b2≦0.9、0≦c≦0.9、0≦d1≦0.5、0≦d2≦0.5、0≦d3≦0.5、0≦d1+d2+d3≦0.5、0≦e≦0.5及び0≦f≦0.5が好ましく、0≦b1≦0.8、0≦b2≦0.8、0.2≦b1+b2≦0.8、0≦c≦0.8、0≦d1≦0.4、0≦d2≦0.4、0≦d3≦0.4、0≦d1+d2+d3≦0.4、0≦e≦0.4及び0≦f≦0.4がより好ましく、0≦b1≦0.7、0≦b2≦0.7、0.25≦b1+b2≦0.7、0≦c≦0.7、0≦d1≦0.3、0≦d2≦0.3、0≦d3≦0.3、0≦d1+d2+d3≦0.3、0≦e≦0.3及び0≦f≦0.3が更に好ましい。ただし、b1+b2+c+d1+d2+d3+e+f=1.0である。 In the base polymer, the content ratios of repeating units b1, b2, c, d1, d2, d3, e, and f are preferably 0≦b1≦0.9, 0≦b2≦0.9, 0.1≦b1+b2≦0.9, 0≦c≦0.9, 0≦d1≦0.5, 0≦d2≦0.5, 0≦d3≦0.5, 0≦d1+d2+d3≦0.5, 0≦e≦0.5, and 0≦f≦0.5, and are preferably 0≦b1≦0.8, 0≦b2≦0.8, 0.2≦b1+b2≦0. 8, 0≦c≦0.8, 0≦d1≦0.4, 0≦d2≦0.4, 0≦d3≦0.4, 0≦d1+d2+d3≦0.4, 0≦e≦0.4, and 0≦f≦0.4 are more preferred, and 0≦b1≦0.7, 0≦b2≦0.7, 0.25≦b1+b2≦0.7, 0≦c≦0.7, 0≦d1≦0.3, 0≦d2≦0.3, 0≦d3≦0.3, 0≦d1+d2+d3≦0.3, 0≦e≦0.3, and 0≦f≦0.3 are even more preferred, with the proviso that b1+b2+c+d1+d2+d3+e+f=1.0.

前記ベースポリマーを合成するには、例えば、前述した繰り返し単位を与えるモノマーを、有機溶剤中、ラジカル重合開始剤と、チオール基に連結したカルボン酸アニオンを含むスルホニウム塩の連鎖移動剤を加えて加熱し、重合を行う。前記連鎖移動剤を用いることで、前記ベースポリマーの末端をスルフィド基に連結したカルボン酸アニオンを含むスルホニウム塩で封止することができる。重合開始剤や連鎖移動剤の添加は、重合開始時に添加してもよいし、重合中に添加しても、重合中に徐々に添加してもよい。 To synthesize the base polymer, for example, a monomer that provides the repeating unit described above is polymerized by heating in an organic solvent with the addition of a radical polymerization initiator and a chain transfer agent, which is a sulfonium salt containing a carboxylate anion linked to a thiol group. By using the chain transfer agent, the ends of the base polymer can be capped with a sulfonium salt containing a carboxylate anion linked to a sulfide group. The polymerization initiator and chain transfer agent may be added at the start of polymerization, during polymerization, or gradually during polymerization.

連鎖移動剤は、一般的にポリマーの分子量を下げるために用いられる。重合開始剤から発生したラジカルによって重合が行われるが、活性化ラジカルが本発明のチオール基に連結したカルボン酸アニオンを含むスルホニウム塩に移動してここから重合がスタートする。このようにして本発明のチオール基に連結したカルボン酸アニオンを含むスルホニウム塩は、ポリマーの末端に結合する。 Chain transfer agents are generally used to reduce the molecular weight of polymers. Polymerization is carried out by radicals generated from a polymerization initiator, and the activated radicals move to the sulfonium salt containing a carboxylate anion linked to a thiol group of the present invention, starting polymerization. In this way, the sulfonium salt containing a carboxylate anion linked to a thiol group of the present invention bonds to the end of the polymer.

分子量が小さくなると、現像液中の膨潤が起こりづらくなるメリットがある。しかしながら、ポリマーのガラス転移点温度(Tg)が低下することによって、PEB中の酸の拡散が大きくなるというデメリットがある。ポリマー型のクエンチャーは、酸の拡散を抑える効果が高く、ポリマーの分子量を小さくしてもその効果を維持できる。特に、本発明のようにポリマー末端にクエンチャーを配置することによって、酸の捕獲能を高めることができる。低分子量化による現像液の膨潤低減と低酸拡散を両立できる材料が、本発明の狙いである。 A smaller molecular weight has the advantage of reducing swelling in the developer. However, a lower glass transition temperature (Tg) of the polymer has the disadvantage of increasing acid diffusion during PEB. Polymer-type quenchers are highly effective at suppressing acid diffusion, and this effect can be maintained even when the molecular weight of the polymer is reduced. In particular, by placing a quencher at the polymer end, as in the present invention, the acid capture ability can be enhanced. The aim of the present invention is to develop a material that can achieve both reduced swelling in the developer through lower molecular weight and low acid diffusion.

前記連鎖移動剤の使用量は、目的とする分子量、原料である単量体、重合温度や重合方法等の製造条件に応じて選択することができる。 The amount of the chain transfer agent used can be selected depending on the target molecular weight, the raw material monomers, and production conditions such as polymerization temperature and polymerization method.

重合開始剤は、ラジカル重合開始剤として市販のものを用いることができる。好ましくは、アゾ系開始剤、過酸化物系開始剤等のラジカル重合開始剤である。重合開始剤は単独若しくは混合して用いることができる。重合開始剤の使用量は、目的とする分子量、原料である単量体、重合温度や重合方法等の製造条件に応じて選択することができる。以下に重合開始剤の具体例を挙げる。 Commercially available radical polymerization initiators can be used as the polymerization initiator. Radical polymerization initiators such as azo initiators and peroxide initiators are preferred. Polymerization initiators can be used alone or in combination. The amount of polymerization initiator used can be selected depending on the target molecular weight, the raw material monomers, and production conditions such as polymerization temperature and polymerization method. Specific examples of polymerization initiators are listed below.

アゾ系開始剤の具体例としては、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオン酸)ジメチル、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(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、4,4'-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル等を挙げることができる。過酸化物系開始剤の具体例としては、ベンゾイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、コハク酸パーオキサイド、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシピバロエート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート等を挙げることができる。 Specific examples of azo initiators include 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(2-methylpropionate)dimethyl, 2,2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile), 4,4'-azobis(4-cyanovaleric acid), and 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl. Specific examples of peroxide initiators include benzoyl peroxide, decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, succinic acid peroxide, tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate, tert-butylperoxypivaloate, and 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate.

重合時に使用する有機溶剤としては、トルエン、ベンゼン、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルエーテル、ジオキサン等が挙げられる。重合時の温度は、好ましくは50~80℃である。反応時間は、好ましくは2~100時間、より好ましくは5~20時間である。 Examples of organic solvents used during polymerization include toluene, benzene, tetrahydrofuran (THF), diethyl ether, and dioxane . The temperature during polymerization is preferably 50 to 80° C. The reaction time is preferably 2 to 100 hours, and more preferably 5 to 20 hours.

ヒドロキシ基を含むモノマーを共重合する場合、重合時にヒドロキシ基をエトキシエトキシ基等の酸によって脱保護しやすいアセタール基で置換しておいて重合後に弱酸と水によって脱保護を行ってもよいし、アセチル基、ホルミル基、ピバロイル基等で置換しておいて重合後にアルカリ加水分解を行ってもよい。 When copolymerizing monomers containing hydroxy groups, the hydroxy groups can be substituted with acetal groups, such as ethoxyethoxy groups, which are easily deprotected by acid during polymerization, and then deprotected using a weak acid and water after polymerization. Alternatively, the hydroxy groups can be substituted with acetyl groups, formyl groups, pivaloyl groups, etc., and then subjected to alkaline hydrolysis after polymerization.

ヒドロキシスチレンやヒドロキシビニルナフタレンを共重合する場合は、ヒドロキシスチレンやヒドロキシビニルナフタレンのかわりにアセトキシスチレンやアセトキシビニルナフタレンを用い、重合後前記アルカリ加水分解によってアセトキシ基を脱保護してヒドロキシスチレンやヒドロキシビニルナフタレンにしてもよい。 When copolymerizing hydroxystyrene or hydroxyvinylnaphthalene, acetoxystyrene or acetoxyvinylnaphthalene can be used instead of hydroxystyrene or hydroxyvinylnaphthalene, and after polymerization, the acetoxy groups can be deprotected by alkaline hydrolysis to yield hydroxystyrene or hydroxyvinylnaphthalene.

アルカリ加水分解時の塩基としては、アンモニア水、トリエチルアミン等が使用できる。また、反応温度は、好ましくは-20~100℃、より好ましくは0~60℃である。反応時間は、好ましくは0.2~100時間、より好ましくは0.5~20時間である。 Ammonia water, triethylamine, etc. can be used as the base for alkaline hydrolysis. The reaction temperature is preferably -20 to 100°C, more preferably 0 to 60°C. The reaction time is preferably 0.2 to 100 hours, more preferably 0.5 to 20 hours.

前記ベースポリマーは、溶剤としてTHFを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)が、好ましくは1,000~500,000であり、より好ましくは2,000~30,000である。Mwが小さすぎるとレジスト材料が耐熱性に劣るものとなり、大きすぎるとアルカリ溶解性が低下し、パターン形成後に裾引き現象が生じやすくなる。 The base polymer preferably has a weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) using THF as a solvent of 1,000 to 500,000, and more preferably 2,000 to 30,000. If the Mw is too small, the resist material will have poor heat resistance, while if it is too large, it will have poor alkali solubility and be more likely to experience a footing phenomenon after pattern formation.

また、前記ベースポリマーにおいて分子量分布(Mw/Mn)が広い場合は、低分子量や高分子量のポリマーが存在するために、露光後、パターン上に異物が見られたり、パターンの形状が悪化したりするおそれがある。パターンルールが微細化するに従って、MwやMw/Mnの影響が大きくなりやすいことから、微細なパターン寸法に好適に用いられるレジスト材料を得るには、前記ベースポリマーのMw/Mnは、1.0~2.0、特に1.0~1.5と狭分散であることが好ましい。 Furthermore, if the base polymer has a broad molecular weight distribution (Mw/Mn), the presence of low-molecular-weight and high-molecular-weight polymers may result in foreign matter appearing on the pattern after exposure, or the pattern shape may be degraded. As pattern rules become finer, the effects of Mw and Mw/Mn tend to become greater. Therefore, to obtain a resist material suitable for fine pattern dimensions, it is preferable that the base polymer have a narrow Mw/Mn distribution of 1.0 to 2.0, and particularly 1.0 to 1.5.

前記ベースポリマーは、組成比率、Mw、Mw/Mnが異なる2つ以上のポリマーを含んでもよい。また、異なる末端構造aを含むポリマー同士をブレンドしてもよく、末端構造aを含むポリマーと、末端構造aを含まないポリマーとをブレンドしてもよい。 The base polymer may contain two or more polymers with different composition ratios, Mw, or Mw/Mn. Polymers containing different terminal structures a may also be blended, or a polymer containing terminal structure a may be blended with a polymer not containing terminal structure a.

[酸発生剤]
本発明のポジ型レジスト材料は、強酸を発生する酸発生剤(以下、添加型酸発生剤ともいう。)を含んでもよい。ここでいう強酸とは、ベースポリマーの酸不安定基の脱保護反応を起こすのに十分な酸性度を有している化合物を意味する。
[Acid Generator]
The positive resist composition of the present invention may contain an acid generator that generates a strong acid (hereinafter also referred to as an additive-type acid generator). The strong acid here refers to a compound that has sufficient acidity to cause a deprotection reaction of the acid labile groups in the base polymer.

前記酸発生剤としては、例えば、活性光線又は放射線に感応して酸を発生する化合物(光酸発生剤)が挙げられる。光酸発生剤としては、高エネルギー線照射により酸を発生する化合物であればいかなるものでも構わないが、スルホン酸、イミド酸又はメチド酸を発生するものが好ましい。好適な光酸発生剤としてはスルホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニルジアゾメタン、N-スルホニルオキシイミド、オキシム-O-スルホネート型酸発生剤等がある。光酸発生剤の具体例としては、特開2008-111103号公報の段落[0122]~[0142]に記載されているものが挙げられる。 Examples of the acid generator include compounds (photoacid generators) that generate acid in response to actinic rays or radiation. The photoacid generator may be any compound that generates acid upon exposure to high-energy rays, but those that generate sulfonic acid, imide acid, or methide acid are preferred. Suitable photoacid generators include sulfonium salts, iodonium salts, sulfonyldiazomethane, N-sulfonyloxyimide, and oxime-O-sulfonate-type acid generators. Specific examples of photoacid generators include those described in paragraphs [0122] to [0142] of JP 2008-111103 A.

また、光酸発生剤として、下記式(1-1)で表されるスルホニウム塩や、下記式(1-2)で表されるヨードニウム塩も好適に使用できる。
Furthermore, as the photoacid generator, a sulfonium salt represented by the following formula (1-1) or an iodonium salt represented by the following formula (1-2) can also be suitably used.

式(1-1)及び(1-2)中、R101~R105は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~20のヒドロカルビル基である。 In formulas (1-1) and (1-2), R 101 to R 105 each independently represent a halogen atom or a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms which may contain a heteroatom.

前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

101~R105で表される炭素数1~20のヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等の炭素数1~20のアルキル基;シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、4-メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等の炭素数3~20の環式飽和ヒドロカルビル基;ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基等の炭素数2~20のアルケニル基;エチニル基、プロピニル基、ブチニル基等の炭素数2~20のアルキニル基;シクロヘキセニル基、ノルボルネニル基等の炭素数3~20の環式不飽和脂肪族ヒドロカルビル基;フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、n-プロピルフェニル基、イソプロピルフェニル基、n-ブチルフェニル基、イソブチルフェニル基、sec-ブチルフェニル基、tert-ブチルフェニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基、n-プロピルナフチル基、イソプロピルナフチル基、n-ブチルナフチル基、イソブチルナフチル基、sec-ブチルナフチル基、tert-ブチルナフチル基等の炭素数6~20のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等の炭素数7~20のアラルキル基;これらを組み合わせて得られる基等が挙げられる。 The hydrocarbyl groups having 1 to 20 carbon atoms represented by R 101 to R 105 may be saturated or unsaturated, and may be straight-chain, branched, or cyclic. Specific examples thereof include alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-octyl, n-nonyl, n-decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, and icosyl groups; cyclic saturated hydrocarbyl groups having 3 to 20 carbon atoms, such as cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclopropylmethyl, 4-methylcyclohexyl, cyclohexylmethyl, norbornyl, and adamantyl groups; alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms, such as vinyl, propenyl, butenyl, and hexenyl groups; and ethynyl groups. alkynyl groups having 2 to 20 carbon atoms such as a propynyl group or a butynyl group; cyclic unsaturated aliphatic hydrocarbyl groups having 3 to 20 carbon atoms such as a cyclohexenyl group or a norbornenyl group; aryl groups having 6 to 20 carbon atoms such as a phenyl group, a methylphenyl group, an ethylphenyl group, an n-propylphenyl group, an isopropylphenyl group, an n-butylphenyl group, an isobutylphenyl group, a sec-butylphenyl group, a tert-butylphenyl group, a naphthyl group, a methylnaphthyl group, an ethylnaphthyl group, an n-propylnaphthyl group, an isopropylnaphthyl group, an n-butylnaphthyl group, an isobutylnaphthyl group, a sec-butylnaphthyl group or a tert-butylnaphthyl group; aralkyl groups having 7 to 20 carbon atoms such as a benzyl group or a phenethyl group; and groups obtained by combining these.

また、これらの基の水素原子の一部又は全部が、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ハロゲン原子等のヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、これらの基の-CH2-の一部が、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、その結果、ヒドロキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、スルホン酸エステル結合、カーボネート結合、ラクトン環、スルトン環、カルボン酸無水物、ハロアルキル基等を含んでいてもよい。 In addition, some or all of the hydrogen atoms in these groups may be substituted with groups containing heteroatoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, and halogen atoms, and some of the -CH 2 - groups in these groups may be substituted with groups containing heteroatoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms, resulting in the group containing a hydroxy group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a nitro group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a sulfonate ester bond, a carbonate bond, a lactone ring, a sultone ring, a carboxylic acid anhydride, a haloalkyl group, etc.

また、R101とR102とが、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成してもよい。このとき、前記環としては、以下に示す構造のものが好ましい。
(式中、破線は、R103との結合手である。)
Furthermore, R 101 and R 102 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded. In this case, the ring preferably has the following structure.
(In the formula, the dashed line represents a bond to R 103. )

式(1-1)で表されるスルホニウム塩のカチオンとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。
Examples of the cation of the sulfonium salt represented by formula (1-1) include, but are not limited to, those shown below.

式(1-2)で表されるヨードニウム塩のカチオンとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。
Examples of the cation of the iodonium salt represented by formula (1-2) include, but are not limited to, those shown below.

式(1-1)及び(1-2)中、Xa-は、下記式(1A)~(1D)から選ばれるアニオンである。
In formulas (1-1) and (1-2), Xa is an anion selected from the following formulas (1A) to (1D).

式(1A)中、Rfaは、フッ素原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~40のヒドロカルビル基である。前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、後述する式(1A')中のR111で表されるヒドロカルビル基として例示するものと同様のものが挙げられる。 In formula (1A), R fa represents a hydrocarbyl group having 1 to 40 carbon atoms which may contain a fluorine atom or a heteroatom. The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include the same groups as those exemplified as the hydrocarbyl group represented by R 111 in formula (1A') described below.

式(1A)で表されるアニオンとしては、下記式(1A')で表されるものが好ましい。
The anion represented by formula (1A) is preferably an anion represented by the following formula (1A').

式(1A')中、RHFは、水素原子又はトリフルオロメチル基であり、好ましくはトリフルオロメチル基である。R111は、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~38のヒドロカルビル基である。前記ヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子等が好ましく、酸素原子がより好ましい。前記ヒドロカルビル基としては、微細パターン形成において高い解像度を得る観点から、特に炭素数6~30であるものが好ましい。 In formula (1A'), R HF represents a hydrogen atom or a trifluoromethyl group, preferably a trifluoromethyl group. R 111 represents a hydrocarbyl group having 1 to 38 carbon atoms which may contain a heteroatom. The heteroatom is preferably an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom, or the like, more preferably an oxygen atom. From the viewpoint of obtaining high resolution in fine pattern formation, the hydrocarbyl group is preferably one having 6 to 30 carbon atoms.

111で表されるヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2-エチルヘキシル基、ノニル基、ウンデシル基、トリデシル基、ペンタデシル基、ヘプタデシル基、イコシル基等の炭素数1~38のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、1-アダマンチルメチル基、ノルボルニル基、ノルボルニルメチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、テトラシクロドデカニルメチル基、ジシクロヘキシルメチル基等の炭素数3~38の環式飽和ヒドロカルビル基;アリル基、3-シクロヘキセニル基等の炭素数2~38の不飽和脂肪族ヒドロカルビル基;フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等の炭素数6~38のアリール基;ベンジル基、ジフェニルメチル基等の炭素数7~38のアラルキル基;これらを組み合わせて得られる基等が挙げられる。 The hydrocarbyl group represented by R 111 may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include alkyl groups having 1 to 38 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, a hexyl group, a heptyl group, a 2-ethylhexyl group, a nonyl group, an undecyl group, a tridecyl group, a pentadecyl group, a heptadecyl group, and an icosyl group; a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a 1-adamantyl group, a 2-adamantyl group, a 1-adamantylmethyl group, a norbornyl group, Examples include cyclic saturated hydrocarbyl groups having 3 to 38 carbon atoms, such as norbornylmethyl, tricyclodecanyl, tetracyclododecanyl, tetracyclododecanylmethyl, and dicyclohexylmethyl; unsaturated aliphatic hydrocarbyl groups having 2 to 38 carbon atoms, such as allyl and 3-cyclohexenyl; aryl groups having 6 to 38 carbon atoms, such as phenyl, 1-naphthyl, and 2-naphthyl; aralkyl groups having 7 to 38 carbon atoms, such as benzyl and diphenylmethyl; and groups obtained by combining these.

また、これらの基の水素原子の一部又は全部が、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ハロゲン原子等のヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、これらの基の-CH2-の一部が、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、その結果、ヒドロキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、スルホン酸エステル結合、カーボネート結合、ラクトン環、スルトン環、カルボン酸無水物、ハロアルキル基等を含んでいてもよい。ヘテロ原子を含むヒドロカルビル基としては、テトラヒドロフリル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メチルチオメチル基、アセトアミドメチル基、トリフルオロエチル基、(2-メトキシエトキシ)メチル基、アセトキシメチル基、2-カルボキシ-1-シクロヘキシル基、2-オキソプロピル基、4-オキソ-1-アダマンチル基、3-オキソシクロヘキシル基等が挙げられる。 In addition, some or all of the hydrogen atoms in these groups may be substituted with a group containing a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom or a halogen atom, and some of the —CH 2 — groups in these groups may be substituted with a group containing a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom, resulting in the group containing a hydroxy group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a nitro group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a sulfonate ester bond, a carbonate bond, a lactone ring, a sultone ring, a carboxylic acid anhydride, a haloalkyl group, etc. Examples of hydrocarbyl groups containing a heteroatom include a tetrahydrofuryl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a methylthiomethyl group, an acetamidomethyl group, a trifluoroethyl group, a (2-methoxyethoxy)methyl group, an acetoxymethyl group, a 2-carboxy-1-cyclohexyl group, a 2-oxopropyl group, a 4-oxo-1-adamantyl group, and a 3-oxocyclohexyl group.

式(1A')で表されるアニオンを含むスルホニウム塩の合成に関しては、特開2007-145797号公報、特開2008-106045号公報、特開2009-7327号公報、特開2009-258695号公報等に詳しい。また、特開2010-215608号公報、特開2012-41320号公報、特開2012-106986号公報、特開2012-153644号公報等に記載のスルホニウム塩も好適に用いられる。 The synthesis of sulfonium salts containing the anion represented by formula (1A') is described in detail in JP-A Nos. 2007-145797, 2008-106045, 2009-7327, and 2009-258695. Sulfonium salts described in JP-A Nos. 2010-215608, 2012-41320, 2012-106986, and 2012-153644 are also suitable.

式(1A)で表されるアニオンとしては、特開2018-197853号公報の式(1A)で表されるアニオンとして例示されたものと同様のものが挙げられる。 Examples of the anion represented by formula (1A) include the same anions as those exemplified as the anion represented by formula (1A) in JP 2018-197853 A.

式(1B)中、Rfb1及びRfb2は、それぞれ独立に、フッ素原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~40のヒドロカルビル基である。前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、式(1A')中のR111で表されるヒドロカルビル基として例示したものと同様のものが挙げられる。Rfb1及びRfb2として好ましくは、フッ素原子又は炭素数1~4の直鎖状フッ素化アルキル基である。また、Rfb1とRfb2とは、互いに結合してこれらが結合する基(-CF2-SO2-N--SO2-CF2-)と共に環を形成してもよく、このとき、Rfb1とRfb2とが互いに結合して得られる基は、フッ素化エチレン基又はフッ素化プロピレン基であることが好ましい。 In formula (1B), R fb1 and R fb2 each independently represent a fluorine atom or a hydrocarbyl group having 1 to 40 carbon atoms which may contain a heteroatom. The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include the same groups as those exemplified as the hydrocarbyl group represented by R 111 in formula (1A'). R fb1 and R fb2 are preferably a fluorine atom or a linear fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R fb1 and R fb2 may be bonded to each other to form a ring together with the group to which they are bonded (-CF 2 -SO 2 -N - -SO 2 -CF 2 -), and in this case, the group obtained by bonding R fb1 and R fb2 to each other is preferably a fluorinated ethylene group or a fluorinated propylene group.

式(1C)中、Rfc1、Rfc2及びRfc3は、それぞれ独立に、フッ素原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~40のヒドロカルビル基である。前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、式(1A')中のR111で表されるヒドロカルビル基として例示したものと同様のものが挙げられる。Rfc1、Rfc2及びRfc3として好ましくは、フッ素原子又は炭素数1~4の直鎖状フッ素化アルキル基である。また、Rfc1とRfc2とは、互いに結合してこれらが結合する基(-CF2-SO2-C--SO2-CF2-)と共に環を形成してもよく、このとき、Rfc1とRfc2とが互いに結合して得られる基は、フッ素化エチレン基又はフッ素化プロピレン基であることが好ましい。 In formula (1C), Rfc1 , Rfc2 , and Rfc3 each independently represent a fluorine atom or a hydrocarbyl group having 1 to 40 carbon atoms which may contain a heteroatom. The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include the same groups as those exemplified as the hydrocarbyl group represented by R111 in formula (1A'). Rfc1 , Rfc2 , and Rfc3 are preferably a fluorine atom or a linear fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Rfc1 and Rfc2 may bond to each other to form a ring together with the group to which they are bonded ( -CF2 - SO2 -C -- SO2 - CF2- ), and in this case, the group obtained by bonding Rfc1 and Rfc2 to each other is preferably a fluorinated ethylene group or a fluorinated propylene group.

式(1D)中、Rfdは、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~40のヒドロカルビル基である。前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、式(1A')中のR111で表されるヒドロカルビル基として例示したものと同様のものが挙げられる。 In formula (1D), R fd is a hydrocarbyl group having 1 to 40 carbon atoms which may contain a heteroatom. The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include the same groups as those exemplified as the hydrocarbyl group represented by R 111 in formula (1A').

式(1D)で表されるアニオンを含むスルホニウム塩の合成に関しては、特開2010-215608号公報及び特開2014-133723号公報に詳しい。 Details on the synthesis of sulfonium salts containing the anion represented by formula (1D) are found in JP-A-2010-215608 and JP-A-2014-133723.

式(1D)で表されるアニオンとしては、特開2018-197853号公報の式(1D)で表されるアニオンとして例示されたものと同様のものが挙げられる。 Examples of the anion represented by formula (1D) include the same anions as those exemplified as the anion represented by formula (1D) in JP 2018-197853 A.

なお、式(1D)で表されるアニオンを含む光酸発生剤は、スルホ基のα位にフッ素原子を有していないが、β位に2つのトリフルオロメチル基を有していることに起因して、ベースポリマー中の酸不安定基を切断するのに十分な酸性度を有している。そのため、光酸発生剤として使用することができる。 Note that photoacid generators containing the anion represented by formula (1D) do not have a fluorine atom at the α-position of the sulfo group, but because they have two trifluoromethyl groups at the β-position, they have sufficient acidity to cleave acid-labile groups in the base polymer. Therefore, they can be used as photoacid generators.

光酸発生剤として、下記式(2)で表されるものも好適に使用できる。
As the photoacid generator, a compound represented by the following formula (2) can also be suitably used.

式(2)中、R201及びR202は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~30のヒドロカルビル基である。R203は、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~30のヒドロカルビレン基である。また、R201、R202及びR203のうちのいずれか2つが、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成してもよい。このとき、前記環としては、式(1-1)の説明において、R101とR102とが結合してこれらが結合する硫黄原子と共に形成し得る環として例示したものと同様のものが挙げられる。 In formula (2), R 201 and R 202 are each independently a halogen atom or a hydrocarbyl group having 1 to 30 carbon atoms which may contain a heteroatom. R 203 is a hydrocarbylene group having 1 to 30 carbon atoms which may contain a heteroatom. Any two of R 201 , R 202 , and R 203 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded. In this case, examples of the ring include those exemplified in the description of formula (1-1) as the ring that can be formed by R 101 and R 102 bonding together with the sulfur atom to which they are bonded.

201及びR202で表されるヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、tert-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基等の炭素数1~30のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロペンチルエチル基、シクロペンチルブチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロヘキシルブチル基、ノルボルニル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、アダマンチル基等の炭素数3~30の環式飽和ヒドロカルビル基;フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、n-プロピルフェニル基、イソプロピルフェニル基、n-ブチルフェニル基、イソブチルフェニル基、sec-ブチルフェニル基、tert-ブチルフェニル基、ナフチル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基、n-プロピルナフチル基、イソプロピルナフチル基、n-ブチルナフチル基、イソブチルナフチル基、sec-ブチルナフチル基、tert-ブチルナフチル基、アントラセニル基等の炭素数6~30のアリール基;これらを組み合わせて得られる基等が挙げられる。また、これらの基の水素原子の一部又は全部が、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ハロゲン原子等のヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、これらの基の-CH2-の一部が、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、その結果、ヒドロキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、スルホン酸エステル結合、カーボネート結合、ラクトン環、スルトン環、カルボン酸無水物、ハロアルキル基等を含んでいてもよい。 The hydrocarbyl groups represented by R 201 and R 202 may be saturated or unsaturated and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, tert-pentyl, n-hexyl, n-octyl, 2-ethylhexyl, n-nonyl, and n-decyl; cyclopentyl, cyclohexyl, cyclopentylmethyl, cyclopentylethyl, cyclopentylbutyl, cyclohexylmethyl, cyclohexylethyl, cyclohexylbutyl, norbornyl, and tricyclo[5.2.1.0 2,6 cyclic saturated hydrocarbyl groups having 3 to 30 carbon atoms such as a phenyl group, a methylphenyl group, an ethylphenyl group, an n-propylphenyl group, an isopropylphenyl group, an n-butylphenyl group, an isobutylphenyl group, a sec-butylphenyl group, a tert-butylphenyl group, a naphthyl group, a methylnaphthyl group, an ethylnaphthyl group, an n-propylnaphthyl group, an isopropylnaphthyl group, an n-butylnaphthyl group, an isobutylnaphthyl group, a sec-butylnaphthyl group, a tert-butylnaphthyl group, an anthracenyl group, and the like; and groups obtained by combining these. In addition, some or all of the hydrogen atoms in these groups may be substituted with groups containing heteroatoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, and halogen atoms, and some of the -CH 2 - groups in these groups may be substituted with groups containing heteroatoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms, resulting in the group containing a hydroxy group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a nitro group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a sulfonate ester bond, a carbonate bond, a lactone ring, a sultone ring, a carboxylic acid anhydride, a haloalkyl group, etc.

203で表されるヒドロカルビレン基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、メタンジイル基、エタン-1,1-ジイル基、エタン-1,2-ジイル基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、ヘキサン-1,6-ジイル基、ヘプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、ノナン-1,9-ジイル基、デカン-1,10-ジイル基、ウンデカン-1,11-ジイル基、ドデカン-1,12-ジイル基、トリデカン-1,13-ジイル基、テトラデカン-1,14-ジイル基、ペンタデカン-1,15-ジイル基、ヘキサデカン-1,16-ジイル基、ヘプタデカン-1,17-ジイル基等の炭素数1~30のアルカンジイル基;シクロペンタンジイル基、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炭素数3~30の環式飽和ヒドロカルビレン基;フェニレン基、メチルフェニレン基、エチルフェニレン基、n-プロピルフェニレン基、イソプロピルフェニレン基、n-ブチルフェニレン基、イソブチルフェニレン基、sec-ブチルフェニレン基、tert-ブチルフェニレン基、ナフチレン基、メチルナフチレン基、エチルナフチレン基、n-プロピルナフチレン基、イソプロピルナフチレン基、n-ブチルナフチレン基、イソブチルナフチレン基、sec-ブチルナフチレン基、tert-ブチルナフチレン基等の炭素数6~30のアリーレン基;これらを組み合わせて得られる基等が挙げられる。また、これらの基の水素原子の一部又は全部が、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ハロゲン原子等のヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、これらの基の-CH2-の一部が、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、その結果、ヒドロキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、スルホン酸エステル結合、カーボネート結合、ラクトン環、スルトン環、カルボン酸無水物、ハロアルキル基等を含んでいてもよい。前記ヘテロ原子としては、酸素原子が好ましい。 The hydrocarbylene group represented by R 203 may be saturated or unsaturated, and may be straight-chain, branched, or cyclic. Specific examples thereof include alkanediyl groups having 1 to 30 carbon atoms, such as methanediyl group, ethane-1,1-diyl group, ethane-1,2-diyl group, propane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl group, dodecane-1,12-diyl group, tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group, and heptadecane-1,17-diyl group; cyclopentanediyl group, cyclohexanediyl group, and the like. Examples of the alkylene group include cyclic saturated hydrocarbylene groups having 3 to 30 carbon atoms, such as xanediyl, norbornanediyl, and adamantanediyl; arylene groups having 6 to 30 carbon atoms, such as phenylene, methylphenylene, ethylphenylene, n-propylphenylene, isopropylphenylene, n-butylphenylene, isobutylphenylene, sec-butylphenylene, tert-butylphenylene, naphthylene, methylnaphthylene, ethylnaphthylene, n-propylnaphthylene, isopropylnaphthylene, n-butylnaphthylene, isobutylnaphthylene, sec-butylnaphthylene, and tert-butylnaphthylene; and groups obtained by combining these groups. In addition, some or all of the hydrogen atoms in these groups may be substituted with a group containing a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom or a halogen atom, and some of the —CH 2 — groups in these groups may be substituted with a group containing a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom, resulting in the group containing a hydroxy group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a nitro group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a sulfonate ester bond, a carbonate bond, a lactone ring, a sultone ring, a carboxylic acid anhydride, a haloalkyl group, etc. As the heteroatom, an oxygen atom is preferred.

式(2)中、LCは、単結合、エーテル結合、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~20のヒドロカルビレン基である。前記ヒドロカルビレン基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、R203で表されるヒドロカルビレン基として例示したものと同様のものが挙げられる。 In formula (2), L represents a single bond, an ether bond, or a hydrocarbylene group having 1 to 20 carbon atoms which may contain a heteroatom. The hydrocarbylene group may be saturated or unsaturated and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include the same groups as those exemplified as the hydrocarbylene group represented by R.

式(2)中、XA、XB、XC及びXDは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。ただし、XA、XB、XC及びXDのうち少なくとも1つは、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。 In formula (2), XA , XB , XC, and XD each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or a trifluoromethyl group, provided that at least one of XA , XB , XC , and XD is a fluorine atom or a trifluoromethyl group.

式(2)中、tは、0~3の整数である。 In formula (2), t is an integer from 0 to 3.

式(2)で表される光酸発生剤としては、下記式(2')で表されるものが好ましい。
The photoacid generator represented by formula (2) is preferably one represented by the following formula (2').

式(2')中、LCは、前記と同じ。RHFは、水素原子又はトリフルオロメチル基であり、好ましくはトリフルオロメチル基である。R301、R302及びR303は、それぞれ独立に、水素原子又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~20のヒドロカルビル基である。前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、式(1A')中のR111で表されるヒドロカルビル基として例示したものと同様のものが挙げられる。x及びyは、それぞれ独立に、0~5の整数であり、zは、0~4の整数である。 In formula (2'), L is the same as defined above. R HF is a hydrogen atom or a trifluoromethyl group, preferably a trifluoromethyl group. R 301 , R 302 , and R 303 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms which may contain a heteroatom. The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples include the same groups as those exemplified as the hydrocarbyl group represented by R 111 in formula (1A'). x and y are each independently an integer of 0 to 5, and z is an integer of 0 to 4.

式(2)で表される光酸発生剤としては、特開2017-26980号公報の式(2)で表される光酸発生剤として例示されたものと同様のものが挙げられる。 Examples of photoacid generators represented by formula (2) include those exemplified as photoacid generators represented by formula (2) in JP 2017-26980 A.

前記光酸発生剤のうち、式(1A')又は(1D)で表されるアニオンを含むものは、酸拡散が小さく、かつ溶剤への溶解性にも優れており、特に好ましい。また、式(2')で表されるものは、酸拡散が極めて小さく、特に好ましい。 Among the above photoacid generators, those containing anions represented by formula (1A') or (1D) are particularly preferred, as they have low acid diffusion and excellent solubility in solvents. Furthermore, those represented by formula (2') are particularly preferred, as they have extremely low acid diffusion.

前記光酸発生剤として、ヨウ素原子又は臭素原子で置換された芳香環を有するアニオンを含むスルホニウム塩又はヨードニウム塩を用いることもできる。このような塩としては、下記式(3-1)又は(3-2)で表されるものが挙げられる。
The photoacid generator may also be a sulfonium salt or iodonium salt containing an anion having an aromatic ring substituted with an iodine atom or a bromine atom, such as those represented by the following formula (3-1) or (3-2):

式(3-1)及び(3-2)中、pは、1≦p≦3を満たす整数である。q及びrは、1≦q≦5、0≦r≦3及び1≦q+r≦5を満たす整数である。qは、1≦q≦3を満たす整数が好ましく、2又は3がより好ましい。rは、0≦r≦2を満たす整数が好ましい。 In formulas (3-1) and (3-2), p is an integer that satisfies 1≦p≦3. q and r are integers that satisfy 1≦q≦5, 0≦r≦3, and 1≦q+r≦5. q is preferably an integer that satisfies 1≦q≦3, more preferably 2 or 3. r is preferably an integer that satisfies 0≦r≦2.

式(3-1)及び(3-2)中、XBIは、ヨウ素原子又は臭素原子であり、p及び/又はqが2以上のとき、互いに同一であっても異なっていてもよい。 In formulas (3-1) and (3-2), X BI represents an iodine atom or a bromine atom, and when p and/or q is 2 or more, they may be the same or different.

式(3-1)及び(3-2)中、L1は、単結合、エーテル結合若しくはエステル結合、又はエーテル結合若しくはエステル結合を含んでいてもよい炭素数1~6の飽和ヒドロカルビレン基である。前記飽和ヒドロカルビレン基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。 In formulas (3-1) and (3-2), L1 is a single bond, an ether bond, an ester bond, or a saturated hydrocarbylene group having 1 to 6 carbon atoms which may contain an ether bond or an ester bond. The saturated hydrocarbylene group may be linear, branched, or cyclic.

式(3-1)及び(3-2)中、L2は、pが1のときは単結合又は炭素数1~20の2価の連結基であり、pが2又は3のときは炭素数1~20の(p+1)価の連結基であり、該連結基は酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含んでいてもよい。 In formulas (3-1) and (3-2), L2 is a single bond or a divalent linking group having 1 to 20 carbon atoms when p is 1, and is a (p+1)-valent linking group having 1 to 20 carbon atoms when p is 2 or 3, and the linking group may contain an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom.

式(3-1)及び(3-2)中、R401は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子若しくはアミノ基、若しくはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヒドロキシ基、アミノ基若しくはエーテル結合を含んでいてもよい、炭素数1~20のヒドロカルビル基、炭素数1~20のヒドロカルビルオキシ基、炭素数2~20のヒドロカルビルカルボニル基、炭素数2~20のヒドロカルビルオキシカルボニル基、炭素数2~20のヒドロカルビルカルボニルオキシ基若しくは炭素数1~20のヒドロカルビルスルホニルオキシ基、又は-N(R401A)(R401B)、-N(R401C)-C(=O)-R401D若しくは-N(R401C)-C(=O)-O-R401Dである。R401A及びR401Bは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~6の飽和ヒドロカルビル基である。R401Cは、水素原子又は炭素数1~6の飽和ヒドロカルビル基であり、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1~6の飽和ヒドロカルビルオキシ基、炭素数2~6の飽和ヒドロカルビルカルボニル基又は炭素数2~6の飽和ヒドロカルビルカルボニルオキシ基を含んでいてもよい。R401Dは、炭素数1~16の脂肪族ヒドロカルビル基、炭素数6~12のアリール基又は炭素数7~15のアラルキル基であり、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1~6の飽和ヒドロカルビルオキシ基、炭素数2~6の飽和ヒドロカルビルカルボニル基又は炭素数2~6の飽和ヒドロカルビルカルボニルオキシ基を含んでいてもよい。前記脂肪族ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。前記ヒドロカルビル基、ヒドロカルビルオキシ基、ヒドロカルビルカルボニル基、ヒドロカルビルオキシカルボニル基、ヒドロカルビルカルボニルオキシ基及びヒドロカルビルスルホニルオキシ基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。p及び/又はrが2以上のとき、各R401は互いに同一であっても異なっていてもよい。 In formulas (3-1) and (3-2), R 401 is a hydroxy group, a carboxy group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an amino group, or a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms, a hydrocarbyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydrocarbylcarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, a hydrocarbyloxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, a hydrocarbylcarbonyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, or a hydrocarbylsulfonyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, each of which may contain a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a hydroxy group, an amino group, or an ether bond, or -N(R 401A )(R 401B ), -N( R 401C )-C(═O)-R 401D or -N(R 401C )-C(═O)-O-R 401D . R 401A and R 401B are each independently a hydrogen atom or a saturated hydrocarbyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 401C is a hydrogen atom or a saturated hydrocarbyl group having 1 to 6 carbon atoms, and may contain a halogen atom, a hydroxy group, a saturated hydrocarbyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, a saturated hydrocarbylcarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a saturated hydrocarbylcarbonyloxy group having 2 to 6 carbon atoms. R 401D is an aliphatic hydrocarbyl group having 1 to 16 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 15 carbon atoms, and may contain a halogen atom, a hydroxy group, a saturated hydrocarbyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, a saturated hydrocarbylcarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a saturated hydrocarbylcarbonyloxy group having 2 to 6 carbon atoms. The aliphatic hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched, or cyclic. The hydrocarbyl group, hydrocarbyloxy group, hydrocarbylcarbonyl group, hydrocarbyloxycarbonyl group, hydrocarbylcarbonyloxy group, and hydrocarbylsulfonyloxy group may be linear, branched, or cyclic. When p and/or r is 2 or more, each R may be the same or different.

これらのうち、R401としては、ヒドロキシ基、-N(R401C)-C(=O)-R401D、-N(R401C)-C(=O)-O-R401D、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、メトキシ基等が好ましい。 Of these, preferred as R 401 are a hydroxy group, —N(R 401C )—C(═O)—R 401D , —N(R 401C )—C(═O)—O—R 401D , a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a methyl group, a methoxy group, and the like.

式(3-1)及び(3-2)中、Rf1~Rf4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はトリフルオロメチル基であるが、これらのうち少なくとも1つはフッ素原子又はトリフルオロメチル基である。また、Rf1とRf2とが合わさってカルボニル基を形成してもよい。特に、Rf3及びRf4がともにフッ素原子であることが好ましい。 In formulas (3-1) and (3-2), Rf 1 to Rf 4 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, or a trifluoromethyl group, with at least one of them being a fluorine atom or a trifluoromethyl group. Rf 1 and Rf 2 may combine to form a carbonyl group. It is particularly preferred that Rf 3 and Rf 4 are both fluorine atoms.

式(3-1)及び(3-2)中、R402~R406は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~20のヒドロカルビル基である。前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、式(1-1)及び(1-2)の説明においてR101~R105で表されるヒドロカルビル基として例示したものと同様のものが挙げられる。また、これらの基の水素原子の一部又は全部が、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、メルカプト基、スルトン環、スルホ基又はスルホニウム塩含有基で置換されていてもよく、これらの基の-CH2-の一部が、エーテル結合、エステル結合、カルボニル基、アミド結合、カーボネート結合又はスルホン酸エステル結合で置換されていてもよい。また、R402及びR403が、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成してもよい。このとき、前記環としては、式(1-1)の説明においてR101とR102とが結合してこれらが結合する硫黄原子と共に形成し得る環として例示したものと同様のものが挙げられる。 In formulas (3-1) and (3-2), R 402 to R 406 each independently represent a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms, which may contain a halogen atom or a heteroatom. The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples include the same groups as those exemplified as the hydrocarbyl groups represented by R 101 to R 105 in the description of formulas (1-1) and (1-2). Some or all of the hydrogen atoms in these groups may be substituted with a hydroxy group, a carboxy group, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a mercapto group, a sultone ring, a sulfo group, or a sulfonium salt-containing group, and some of the —CH 2 — groups in these groups may be substituted with an ether bond, an ester bond, a carbonyl group, an amide bond, a carbonate bond, or a sulfonate ester bond. R 402 and R 403 may also bond to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded. In this case, examples of the ring include the same rings as those exemplified in the explanation of formula (1-1) as rings that can be formed by combining R 101 and R 102 together with the sulfur atom to which they are bonded.

式(3-1)で表されるスルホニウム塩のカチオンとしては、式(1-1)で表されるスルホニウム塩のカチオンとして例示したものと同様のものが挙げられる。また、式(3-2)で表されるヨードニウム塩のカチオンとしては、式(1-2)で表されるヨードニウム塩のカチオンとして例示したものと同様のものが挙げられる。 Cations of the sulfonium salt represented by formula (3-1) include the same as those exemplified as cations of the sulfonium salt represented by formula (1-1). Furthermore, cations of the iodonium salt represented by formula (3-2) include the same as those exemplified as cations of the iodonium salt represented by formula (1-2).

式(3-1)又は(3-2)で表されるオニウム塩のアニオンとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、XBIは、前記と同じである。
Examples of the anion of the onium salt represented by formula (3-1) or (3-2) include, but are not limited to, those shown below: In the following formula, X BI is the same as defined above.

本発明のポジ型レジスト材料が添加型酸発生剤を含む場合、その含有量は、ベースポリマー100質量部に対し、0.1~50質量部が好ましく、1~40質量部がより好ましい。前記添加型酸発生剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上組み合わせて使用してもよい。前記ベースポリマーが繰り返し単位d1~d3を含むことで、及び/又は添加型酸発生剤を含むことで、本発明のポジ型レジスト材料は、化学増幅ポジ型レジスト材料として機能することができる。 When the positive resist material of the present invention contains an additive acid generator, the content thereof is preferably 0.1 to 50 parts by mass, and more preferably 1 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of the base polymer. The additive acid generators may be used alone or in combination of two or more types. By including repeating units d1 to d3 in the base polymer and/or by including an additive acid generator, the positive resist material of the present invention can function as a chemically amplified positive resist material.

[有機溶剤]
本発明のポジ型レジスト材料は、有機溶剤を含んでもよい。前記有機溶剤は、前述した各成分及び後述する各成分が溶解可能なものであれば、特に限定されない。前記有機溶剤としては、特開2008-111103号公報の段落[0144]~[0145]に記載の、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチル-2-n-ペンチルケトン、2-ヘプタノン等のケトン類;3-メトキシブタノール、3-メチル-3-メトキシブタノール、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、ジアセトンアルコール等のアルコール類;プロピ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、エチ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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル(L体)、乳酸エチル(D体)、乳酸エチル(DL体)ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert-ブチル、プロピオン酸tert-ブチル、プロピレングリコールモノtert-ブチルエーテルアセテート等のエステル類;γ-ブチロラクトン等のラクトン類等が挙げられる。
[Organic solvent]
The positive resist material of the present invention may contain an organic solvent. There are no particular limitations on the organic solvent, so long as it can dissolve the components described above and below. Examples of the organic solvent include ketones such as cyclohexanone, cyclopentanone, methyl-2-n-pentyl ketone, and 2-heptanone, as described in paragraphs [0144] and [0145] of JP-A No. 2008-111103; alcohols such as 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, and diacetone alcohol; propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether. Examples of suitable esters include ethers such as pyrene glycol dimethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether; esters such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate (L-form), ethyl lactate (D-form), ethyl lactate (DL-form), ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, and propylene glycol mono-tert-butyl ether acetate; and lactones such as γ-butyrolactone.

本発明のポジ型レジスト材料中、前記有機溶剤の含有量は、ベースポリマー100質量部に対し、100~10,000質量部が好ましく、200~8,000質量部がより好ましい。前記有機溶剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 In the positive resist material of the present invention, the content of the organic solvent is preferably 100 to 10,000 parts by mass, and more preferably 200 to 8,000 parts by mass, per 100 parts by mass of the base polymer. The organic solvent may be used alone or in combination of two or more types.

[クエンチャー]
本発明のポジ型レジスト材料は、ポリマーの末端にスルホニウム塩型のクエンチャーを有するが、別途クエンチャーを含んでもよい。なお、クエンチャーとは、レジスト材料中の酸発生剤より発生した酸をトラップすることで未露光部への拡散を防ぐことができる化合物を意味する。
[Quencher]
The positive resist material of the present invention has a sulfonium salt-type quencher at the polymer terminal, but may also contain a separate quencher. The quencher refers to a compound that can trap the acid generated by the acid generator in the resist material, thereby preventing it from diffusing into unexposed areas.

前記クエンチャーとしては、従来型の塩基性化合物が挙げられる。従来型の塩基性化合物としては、第1級、第2級、第3級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、ヒドロキシ基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド類、イミド類、カーバメート類等が挙げられる。特に、特開2008-111103号公報の段落[0146]~[0164]に記載の第1級、第2級、第3級のアミン化合物、特にはヒドロキシ基、エーテル結合、エステル結合、ラクトン環、シアノ基、スルホン酸エステル結合を有するアミン化合物あるいは特許第3790649号公報に記載のカーバメート基を有する化合物等が好ましい。このような塩基性化合物を添加することによって、例えば、レジスト膜中での酸の拡散速度を更に抑制したり、形状を補正したりすることができる。 Examples of the quencher include conventional basic compounds. Examples of conventional basic compounds include primary, secondary, and tertiary aliphatic amines, mixed amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxy group, nitrogen-containing compounds having a sulfonyl group, nitrogen-containing compounds having a hydroxy group, nitrogen-containing compounds having a hydroxyphenyl group, alcoholic nitrogen-containing compounds, amides, imides, and carbamates. Particularly preferred are the primary, secondary, and tertiary amine compounds described in paragraphs [0146] to [0164] of JP 2008-111103 A, particularly amine compounds having a hydroxy group, an ether bond, an ester bond, a lactone ring, a cyano group, or a sulfonate ester bond, and compounds having a carbamate group described in Japanese Patent No. 3790649 A. Addition of such basic compounds can, for example, further suppress the diffusion rate of acid in the resist film or correct the shape.

また、前記クエンチャーとして、特開2008-158339号公報に記載されているα位がフッ素化されていないスルホン酸、カルボン酸又はフッ素化されたアルコキシドの、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、アンモニウム塩等のオニウム塩が挙げられる。α位がフッ素化されたスルホン酸、イミド酸又はメチド酸は、カルボン酸エステルの酸不安定基を脱保護させるために必要であるが、α位がフッ素化されていないオニウム塩との塩交換によってα位がフッ素化されていないスルホン酸、カルボン酸又はフッ素化アルコールが放出される。α位がフッ素化されていないスルホン酸、カルボン酸及びフッ素化アルコールは脱保護反応を起こさないため、クエンチャーとして機能する。 Further examples of the quencher include onium salts such as sulfonium salts, iodonium salts, and ammonium salts of sulfonic acids, carboxylic acids, or fluorinated alkoxides that are not fluorinated at the α-position, as described in JP 2008-158339 A. Sulfonic acids, imide acids, or methide acids that are fluorinated at the α-position are necessary to deprotect the acid labile group of a carboxylic acid ester, and salt exchange with an onium salt that is not fluorinated at the α-position releases sulfonic acids, carboxylic acids, or fluorinated alcohols that are not fluorinated at the α-position. Sulfonic acids, carboxylic acids, and fluorinated alcohols that are not fluorinated at the α-position do not undergo deprotection reactions, and therefore function as quenchers.

このようなクエンチャーとしては、例えば、下記式(4)で表される化合物(α位がフッ素化されていないスルホン酸のオニウム塩)、下記式(5)で表される化合物(カルボン酸のオニウム塩)及び下記式(6)で表される化合物(アルコキシドのオニウム塩)が挙げられる。
Examples of such quenchers include compounds represented by the following formula (4) (onium salts of sulfonic acids not fluorinated at the α-position), compounds represented by the following formula (5) (onium salts of carboxylic acids), and compounds represented by the following formula (6) (onium salts of alkoxides).

式(4)中、R501は、水素原子又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~40のヒドロカルビル基であるが、スルホ基のα位の炭素原子に結合する水素原子が、フッ素原子又はフルオロアルキル基で置換されたものを除く。 In formula (4), R 501 is a hydrocarbyl group having 1 to 40 carbon atoms which may contain a hydrogen atom or a heteroatom, but excludes those in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position of the sulfo group is substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group.

前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、tert-ペンチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基等の炭素数1~40のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロペンチルエチル基、シクロペンチルブチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロヘキシルブチル基、ノルボルニル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、アダマンチル基、アダマンチルメチル基等の炭素数3~40の環式飽和ヒドロカルビル基;ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基等の炭素数2~40のアルケニル基;シクロヘキセニル基等の炭素数3~40の環式不飽和脂肪族ヒドロカルビル基;フェニル基、ナフチル基、アルキルフェニル基(2-メチルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、4-エチルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、4-n-ブチルフェニル基等)、ジアルキルフェニル基(2,4-ジメチルフェニル基等)、2,4,6-トリイソプロピルフェニル基、アルキルナフチル基(メチルナフチル基、エチルナフチル基等)、ジアルキルナフチル基(ジメチルナフチル基、ジエチルナフチル基等)等の炭素数6~40のアリール基;ベンジル基、1-フェニルエチル基、2-フェニルエチル基等の炭素数7~40のアラルキル基等が挙げられる。 The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated, and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include alkyl groups having 1 to 40 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, tert-pentyl, n-pentyl, n-hexyl, n-octyl, 2-ethylhexyl, n-nonyl, and n-decyl; cyclopentyl, cyclohexyl, cyclopentylmethyl, cyclopentylethyl, cyclopentylbutyl, cyclohexylmethyl, cyclohexylethyl, cyclohexylbutyl, norbornyl, and tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]Cyclic saturated hydrocarbyl groups having 3 to 40 carbon atoms such as decanyl group, adamantyl group, and adamantylmethyl group; C2 to 40 alkenyl groups such as vinyl group, allyl group, propenyl group, butenyl group, and hexenyl group; C3 to 40 unsaturated aliphatic hydrocarbyl groups such as cyclohexenyl group; phenyl group, naphthyl group, alkylphenyl groups (2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, 4-ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-n-butylphenyl group, etc.), dialkylphenyl groups (2,4-dimethylphenyl group, etc.) aryl groups having 6 to 40 carbon atoms such as a 2,4,6-triisopropylphenyl group, an alkylnaphthyl group (e.g., a methylnaphthyl group, an ethylnaphthyl group), and a dialkylnaphthyl group (e.g., a dimethylnaphthyl group, a diethylnaphthyl group); and aralkyl groups having 7 to 40 carbon atoms such as a benzyl group, a 1-phenylethyl group, and a 2-phenylethyl group.

また、前記ヒドロカルビル基の水素原子の一部が、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ハロゲン原子等のヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、前記ヒドロカルビル基の-CH2-の一部が、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、その結果、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、スルホン酸エステル結合、カーボネート結合、ラクトン環、スルトン環、カルボン酸無水物、ハロアルキル基等を含んでいてもよい。ヘテロ原子を含むヒドロカルビル基としては、チエニル基、インドリル基等のヘテロアリール基;4-ヒドロキシフェニル基、4-メトキシフェニル基、3-メトキシフェニル基、2-メトキシフェニル基、4-エトキシフェニル基、4-tert-ブトキシフェニル基、3-tert-ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基;メトキシナフチル基、エトキシナフチル基、n-プロポキシナフチル基、n-ブトキシナフチル基等のアルコキシナフチル基;ジメトキシナフチル基、ジエトキシナフチル基等のジアルコキシナフチル基;2-フェニル-2-オキソエチル基、2-(1-ナフチル)-2-オキソエチル基、2-(2-ナフチル)-2-オキソエチル基等の2-アリール-2-オキソエチル基等のアリールオキソアルキル基等が挙げられる。 In addition, some of the hydrogen atoms in the hydrocarbyl group may be substituted with groups containing heteroatoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, and halogen atoms, and some of the -CH 2 - groups in the hydrocarbyl group may be substituted with groups containing heteroatoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms, and as a result, the hydrocarbyl group may contain a hydroxy group, a cyano group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a sulfonate ester bond, a carbonate bond, a lactone ring, a sultone ring, a carboxylic acid anhydride, a haloalkyl group, etc. Examples of the hydrocarbyl group containing a heteroatom include heteroaryl groups such as a thienyl group and an indolyl group; alkoxyphenyl groups such as a 4-hydroxyphenyl group, a 4-methoxyphenyl group, a 3-methoxyphenyl group, a 2-methoxyphenyl group, a 4-ethoxyphenyl group, a 4-tert-butoxyphenyl group, and a 3-tert-butoxyphenyl group; alkoxynaphthyl groups such as a methoxynaphthyl group, an ethoxynaphthyl group, an n-propoxynaphthyl group, and an n-butoxynaphthyl group; dialkoxynaphthyl groups such as a dimethoxynaphthyl group and a diethoxynaphthyl group; and aryloxoalkyl groups such as a 2-aryl-2-oxoethyl group, a 2-(1-naphthyl)-2-oxoethyl group, and a 2-(2-naphthyl)-2-oxoethyl group.

式(5)中、R502は、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~40のヒドロカルビル基である。R502で表されるヒドロカルビル基としては、R501で表されるヒドロカルビル基として例示したものと同様のものが挙げられる。また、その他の具体例として、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、2,2,2-トリフルオロ-1-メチル-1-ヒドロキシエチル基、2,2,2-トリフルオロ-1-(トリフルオロメチル)-1-ヒドロキシエチル基等の含フッ素アルキル基;ペンタフルオロフェニル基、4-トリフルオロメチルフェニル基等の含フッ素アリール基等が挙げられる。 In formula (5), R 502 is a hydrocarbyl group having 1 to 40 carbon atoms which may contain a heteroatom. Examples of the hydrocarbyl group represented by R 502 include the same groups as those exemplified as the hydrocarbyl group represented by R 501. Other specific examples include fluorine-containing alkyl groups such as a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group, a 2,2,2-trifluoro-1-methyl-1-hydroxyethyl group, and a 2,2,2-trifluoro-1-(trifluoromethyl)-1-hydroxyethyl group; and fluorine-containing aryl groups such as a pentafluorophenyl group and a 4-trifluoromethylphenyl group.

式(6)中、R503は、少なくとも3つのフッ素原子を有する炭素数1~8の飽和ヒドロカルビル基又は少なくとも3つのフッ素原子を有する炭素数6~10のアリール基であり、ニトロ基を有していてもよい。 In formula (6), R 503 is a saturated hydrocarbyl group having 1 to 8 carbon atoms and at least three fluorine atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms and at least three fluorine atoms, which may have a nitro group.

式(4)~(6)中、Mq+は、オニウムカチオンである。前記オニウムカチオンとしては、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオン又はアンモニウムカチオンが好ましく、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンがより好ましい。前記スルホニウムカチオンとしては、式(1-1)で表されるスルホニウム塩のカチオンとして例示したものと同様のものが挙げられる。また、前記ヨードニウムカチオンとしては、式(1-2)で表されるヨードニウム塩のカチオンとして例示したものと同様のものが挙げられる。 In formulas (4) to (6), Mq + represents an onium cation. The onium cation is preferably a sulfonium cation, an iodonium cation, or an ammonium cation, and more preferably a sulfonium cation or an iodonium cation. Examples of the sulfonium cation include the same cations as those exemplified as the cations of the sulfonium salt represented by formula (1-1). Examples of the iodonium cation include the same cations as those exemplified as the cations of the iodonium salt represented by formula (1-2).

クエンチャーとして、下記式(7)で表されるヨウ素化ベンゼン環含有カルボン酸のスルホニウム塩も好適に使用できる。
As the quencher, a sulfonium salt of an iodinated benzene ring-containing carboxylic acid represented by the following formula (7) can also be suitably used.

式(7)中、R601は、ヒドロキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、若しくは水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換されていてもよい、炭素数1~6の飽和ヒドロカルビル基、炭素数1~6の飽和ヒドロカルビルオキシ基、炭素数2~6の飽和ヒドロカルビルカルボニルオキシ基若しくは炭素数1~4の飽和ヒドロカルビルスルホニルオキシ基、又は-N(R601A)-C(=O)-R601B若しくは-N(R601A)-C(=O)-O-R601Bである。R601Aは、水素原子又は炭素数1~6の飽和ヒドロカルビル基である。R601Bは、炭素数1~6の飽和ヒドロカルビル基又は炭素数2~8の不飽和脂肪族ヒドロカルビル基である。 In formula (7), R 601 represents a hydroxy group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an amino group, a nitro group, a cyano group, or a saturated hydrocarbyl group having 1 to 6 carbon atoms, a saturated hydrocarbyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, a saturated hydrocarbylcarbonyloxy group having 2 to 6 carbon atoms, or a saturated hydrocarbylsulfonyloxy group having 1 to 4 carbon atoms, in which some or all of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms, or -N(R 601A )-C(═O)-R 601B or -N(R 601A )-C(═O)-O-R 601B . R 601A represents a hydrogen atom or a saturated hydrocarbyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 601B represents a saturated hydrocarbyl group having 1 to 6 carbon atoms or an unsaturated aliphatic hydrocarbyl group having 2 to 8 carbon atoms.

式(7)中、x'は、1~5の整数である。y'は、0~3の整数である。z'は、1~3の整数である。L11は、単結合又は炭素数1~20の(z'+1)価の連結基であり、エーテル結合、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、スルトン環、ラクタム環、カーボネート結合、ハロゲン原子、ヒドロキシ基及びカルボキシ基から選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい。前記飽和ヒドロカルビル基、飽和ヒドロカルビルオキシ基、飽和ヒドロカルビルカルボニルオキシ基及び飽和ヒドロカルビルスルホニルオキシ基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。y'及び/又はz'が2以上のとき、各R601は互いに同一であっても異なっていてもよい。 In formula (7), x' is an integer of 1 to 5. y' is an integer of 0 to 3. z' is an integer of 1 to 3. L 11 is a single bond or a (z'+1)-valent linking group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain at least one selected from an ether bond, a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, a sultone ring, a lactam ring, a carbonate bond, a halogen atom, a hydroxy group, and a carboxy group. The saturated hydrocarbyl group, saturated hydrocarbyloxy group, saturated hydrocarbylcarbonyloxy group, and saturated hydrocarbylsulfonyloxy group may be linear, branched, or cyclic. When y' and/or z' is 2 or greater, each R 601 may be the same or different.

式(7)中、R602、R603及びR604は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~20のヒドロカルビル基である。前記ヒドロカルビル基は、飽和でも不飽和でもよく、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。その具体例としては、式(1-1)及び(1-2)中のR101~R105で表されるヒドロカルビル基として例示したものと同様のものが挙げられる。また、前記ヒドロカルビル基の水素原子の一部又は全部が、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子、オキソ基、シアノ基、ニトロ基、スルトン環、スルホ基又はスルホニウム塩含有基で置換されていてもよく、前記ヒドロカルビル基の-CH2-の一部が、エーテル結合、エステル結合、カルボニル基、アミド結合、カーボネート結合又はスルホン酸エステル結合で置換されていてもよい。また、R602とR603とが、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成してもよい。 In formula (7), R 602 , R 603 , and R 604 each independently represent a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms which may contain a halogen atom or a heteroatom. The hydrocarbyl group may be saturated or unsaturated and may be linear, branched, or cyclic. Specific examples thereof include the same groups as those exemplified as the hydrocarbyl groups represented by R 101 to R 105 in formulas (1-1) and (1-2). In addition, some or all of the hydrogen atoms in the hydrocarbyl group may be substituted with a hydroxy group, a carboxy group, a halogen atom, an oxo group, a cyano group, a nitro group, a sultone ring, a sulfo group, or a sulfonium salt-containing group, and some of the —CH 2 — groups in the hydrocarbyl group may be substituted with an ether bond, an ester bond, a carbonyl group, an amide bond, a carbonate bond, or a sulfonate ester bond. Furthermore, R 602 and R 603 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded.

式(7)で表される化合物の具体例としては、特開2017-219836号公報に記載されたものが挙げられる。 Specific examples of compounds represented by formula (7) include those described in JP 2017-219836 A.

前記クエンチャーの他の例として、特開2008-239918号公報に記載のポリマー型のクエンチャーが挙げられる。これは、レジスト膜表面に配向することによってレジストパターンの矩形性を高める。ポリマー型クエンチャーは、液浸露光用の保護膜を適用したときのパターンの膜減りやパターントップのラウンディングを防止する効果もある。 Another example of the quencher is the polymer-type quencher described in JP 2008-239918 A. This enhances the rectangularity of the resist pattern by orienting on the surface of the resist film. Polymer-type quenchers also have the effect of preventing pattern film loss and rounding of the pattern top when a protective film for immersion lithography is applied.

本発明のポジ型レジスト材料が前記クエンチャーを含む場合、その含有量は、ベースポリマー100質量部に対し、0~5質量部が好ましく、0~4質量部がより好ましい。前記クエンチャーは、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 When the positive resist material of the present invention contains the quencher, the content thereof is preferably 0 to 5 parts by mass, and more preferably 0 to 4 parts by mass, per 100 parts by mass of the base polymer. The quencher may be used alone or in combination of two or more types.

[その他の成分]
本発明のポジ型レジスト材料は、前述した成分に加えて、界面活性剤、溶解阻止剤、撥水性向上剤、アセチレンアルコール類等を含んでもよい。
[Other ingredients]
The positive resist composition of the present invention may contain, in addition to the above-mentioned components, surfactants, dissolution inhibitors, water repellency improvers, acetylene alcohols, and the like.

前記界面活性剤としては、特開2008-111103号公報の段落[0165]~[0166]に記載されたものが挙げられる。界面活性剤を添加することによって、レジスト材料の塗布性を一層向上させ、あるいは制御することができる。本発明のポジ型レジスト材料が前記界面活性剤を含む場合、その含有量は、ベースポリマー100質量部に対し、0.0001~10質量部が好ましい。前記界面活性剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of the surfactant include those described in paragraphs [0165] to [0166] of JP 2008-111103 A. Adding a surfactant can further improve or control the coatability of the resist material. When the positive resist material of the present invention contains the surfactant, the content is preferably 0.0001 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the base polymer. The surfactant may be used alone or in combination of two or more types.

本発明のポジ型レジスト材料に溶解阻止剤を配合することによって、露光部と未露光部との溶解速度の差を一層大きくすることができ、解像度を一層向上させることができる。前記溶解阻止剤としては、分子量が好ましくは100~1,000、より好ましくは150~800で、かつ分子内にフェノール性ヒドロキシ基を2つ以上含む化合物の該フェノール性ヒドロキシ基の水素原子を酸不安定基によって全体として0~100モル%の割合で置換した化合物、又は分子内にカルボキシ基を含む化合物の該カルボキシ基の水素原子を酸不安定基によって全体として平均50~100モル%の割合で置換した化合物が挙げられる。具体的には、ビスフェノールA、トリスフェノール、フェノールフタレイン、クレゾールノボラック、ナフタレンカルボン酸、アダマンタンカルボン酸、コール酸のヒドロキシ基、カルボキシ基の水素原子を酸不安定基で置換した化合物等が挙げられ、例えば、特開2008-122932号公報の段落[0155]~[0178]に記載されている。 By incorporating a dissolution inhibitor into the positive resist material of the present invention, the difference in dissolution rate between exposed and unexposed areas can be further increased, resulting in improved resolution. Examples of dissolution inhibitors include compounds with a molecular weight of preferably 100 to 1,000, more preferably 150 to 800, containing two or more phenolic hydroxy groups in the molecule, in which the hydrogen atoms of the phenolic hydroxy groups have been substituted with acid labile groups in an overall ratio of 0 to 100 mol %, and compounds containing carboxy groups in the molecule, in which the hydrogen atoms of the carboxy groups have been substituted with acid labile groups in an overall average ratio of 50 to 100 mol %. Specific examples include compounds in which the hydrogen atoms of the hydroxyl groups and carboxyl groups of bisphenol A, trisphenol, phenolphthalein, cresol novolak, naphthalenecarboxylic acid, adamantanecarboxylic acid, and cholic acid have been substituted with acid labile groups. These compounds are described, for example, in paragraphs [0155] to [0178] of JP 2008-122932 A.

本発明のポジ型レジスト材料が前記溶解阻止剤を含む場合、その含有量は、ベースポリマー100質量部に対し、0~50質量部が好ましく、5~40質量部がより好ましい。前記溶解阻止剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 When the positive resist material of the present invention contains the dissolution inhibitor, the content thereof is preferably 0 to 50 parts by mass, and more preferably 5 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of the base polymer. The dissolution inhibitor may be used alone or in combination of two or more types.

前記撥水性向上剤は、レジスト膜表面の撥水性を向上させるものであり、トップコートを用いない液浸リソグラフィーに用いることができる。前記撥水性向上剤としては、フッ化アルキル基を含むポリマー、特定構造の1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール残基を含むポリマー等が好ましく、特開2007-297590号公報、特開2008-111103号公報等に例示されているものがより好ましい。前記撥水性向上剤は、アルカリ現像液や有機溶剤現像液に溶解する必要がある。前述した特定の1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール残基を有する撥水性向上剤は、現像液への溶解性が良好である。撥水性向上剤として、アミノ基やアミン塩を含む繰り返し単位を含むポリマーは、PEB中の酸の蒸発を防いで現像後のホールパターンの開口不良を防止する効果が高い。本発明のポジ型レジスト材料が撥水性向上剤を含む場合、その含有量は、ベースポリマー100質量部に対し、0~20質量部が好ましく、0.5~10質量部がより好ましい。前記撥水性向上剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The water-repellency improver improves the water-repellency of the resist film surface and can be used in immersion lithography without a topcoat. Preferred examples of the water-repellency improver include polymers containing fluorinated alkyl groups and polymers containing a specific 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol residue structure, with those exemplified in JP 2007-297590 A and JP 2008-111103 A being more preferred. The water-repellency improver must be soluble in an alkaline developer or an organic solvent developer. The water-repellency improver containing the specific 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol residue described above has good solubility in the developer. As a water-repellency improver, polymers containing repeating units containing amino groups or amine salts are highly effective in preventing acid evaporation during PEB and preventing poor hole pattern opening after development. When the positive resist material of the present invention contains a water repellency improver, the content thereof is preferably 0 to 20 parts by mass, and more preferably 0.5 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the base polymer. The water repellency improver may be used alone or in combination of two or more types.

前記アセチレンアルコール類としては、特開2008-122932号公報の段落[0179]~[0182]に記載されたものが挙げられる。本発明のポジ型レジスト材料がアセチレンアルコール類を含む場合、その含有量は、ベースポリマー100質量部に対し、0~5質量部が好ましい。前記アセチレンアルコール類は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of the acetylene alcohols include those described in paragraphs [0179] to [0182] of JP 2008-122932 A. When the positive resist material of the present invention contains an acetylene alcohol, the content is preferably 0 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the base polymer. The acetylene alcohols may be used alone or in combination of two or more types.

[パターン形成方法]
本発明のポジ型レジスト材料を種々の集積回路製造に用いる場合は、公知のリソグラフィー技術を適用することができる。例えば、パターン形成方法としては、前述したポジ型レジスト材料を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を高エネルギー線で露光する工程と、前記露光したレジスト膜を、現像液を用いて現像する工程とを含む方法が挙げられる。
[Pattern formation method]
When the positive resist material of the present invention is used in the manufacture of various integrated circuits, known lithography techniques can be applied. For example, a pattern formation method can include a method comprising the steps of forming a resist film on a substrate using the above-mentioned positive resist material, exposing the resist film to high-energy rays, and developing the exposed resist film using a developer.

まず、本発明のポジ型レジスト材料を、集積回路製造用の基板(Si、SiO2、SiN、SiON、TiN、WSi、BPSG、SOG、有機反射防止膜等)あるいはマスク回路製造用の基板(Cr、CrO、CrON、MoSi2、SiO2等)上にスピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコート等の適当な塗布方法により塗布膜厚が0.01~2μmとなるように塗布する。これをホットプレート上で、好ましくは60~150℃、10秒~30分間、より好ましくは80~120℃、30秒~20分間プリベークし、レジスト膜を形成する。 First, the positive resist material of the present invention is applied to a substrate for integrated circuit production (Si, SiO2 , SiN, SiON, TiN, WSi, BPSG, SOG, organic antireflective coating, etc.) or a substrate for mask circuit production (Cr, CrO, CrON, MoSi2 , SiO2 , etc.) by a suitable coating method such as spin coating, roll coating, flow coating, dip coating, spray coating, doctor coating, etc., to a coating thickness of 0.01 to 2 μm. This is then prebaked on a hot plate, preferably at 60 to 150°C for 10 seconds to 30 minutes, more preferably at 80 to 120°C for 30 seconds to 20 minutes, to form a resist film.

次いで、高エネルギー線を用いて、前記レジスト膜を露光する。前記高エネルギー線としては、紫外線、遠紫外線、EB、波長3~15nmのEUV、X線、軟X線、エキシマレーザー光、γ線、シンクロトロン放射線等が挙げられる。前記高エネルギー線として紫外線、遠紫外線、EUV、X線、軟X線、エキシマレーザー光、γ線、シンクロトロン放射線等を用いる場合は、直接又は目的のパターンを形成するためのマスクを用いて、露光量が好ましくは1~200mJ/cm2程度、より好ましくは10~100mJ/cm2程度となるように照射する。前記高エネルギー線としてEBを用いる場合は、露光量が好ましくは0.1~100μC/cm2程度、より好ましくは0.5~50μC/cm2程度で直接又は目的のパターンを形成するためのマスクを用いて描画する。なお、本発明のポジ型レジスト材料は、特に高エネルギー線の中でもKrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光、EB、EUV、i線、X線、軟X線、γ線、シンクロトロン放射線による微細パターニングに好適であり、特にEB又はEUVによる微細パターニングに好適である。 Next, the resist film is exposed to high-energy radiation. Examples of such high-energy radiation include ultraviolet radiation, far ultraviolet radiation, EB, EUV radiation with a wavelength of 3 to 15 nm, X-rays, soft X-rays, excimer laser light, gamma rays, and synchrotron radiation. When ultraviolet radiation, far ultraviolet radiation, EUV, X-rays, soft X-rays, excimer laser light, gamma rays, and synchrotron radiation are used as the high-energy radiation, the radiation is applied directly or using a mask for forming the desired pattern, with an exposure dose of preferably about 1 to 200 mJ/ cm2 , more preferably about 10 to 100 mJ/ cm2 . When EB is used as the high-energy radiation, the radiation is applied directly or using a mask for forming the desired pattern, with an exposure dose of preferably about 0.1 to 100 μC/ cm2 , more preferably about 0.5 to 50 μC/ cm2 . The positive resist material of the present invention is particularly suitable for fine patterning using high-energy rays such as KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, EB, EUV, i-rays, X-rays, soft X-rays, γ-rays, and synchrotron radiation, and is particularly suitable for fine patterning using EB or EUV.

露光後、ホットプレート上又はオーブン中で、好ましくは50~150℃、10秒~30分間、より好ましくは60~120℃、30秒~20分間PEBを行ってもよい。 After exposure, PEB may be performed on a hot plate or in an oven, preferably at 50 to 150°C for 10 seconds to 30 minutes, more preferably at 60 to 120°C for 30 seconds to 20 minutes.

露光後又はPEB後、好ましくは0.1~10質量%、より好ましくは2~5質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド(TEAH)、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド(TPAH)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)等のアルカリ水溶液の現像液を用い、3秒~3分間、好ましくは5秒~2分間、浸漬(dip)法、パドル(puddle)法、スプレー(spray)法等の常法により露光したレジスト膜を現像することで、光を照射した部分は現像液に溶解し、露光されなかった部分は溶解せず、基板上に目的のポジ型パターンが形成される。 After exposure or PEB, the exposed resist film is developed using a developer, preferably an aqueous alkaline solution of 0.1 to 10% by weight, more preferably 2 to 5% by weight, such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide (TEAH), tetrapropylammonium hydroxide (TPAH), or tetrabutylammonium hydroxide (TBAH), for 3 seconds to 3 minutes, preferably 5 seconds to 2 minutes, by a standard method such as dipping, puddling, or spraying. The irradiated areas dissolve in the developer, while the unexposed areas do not, forming the desired positive-tone pattern on the substrate.

前記ポジ型レジスト材料を用いて、有機溶剤現像によってネガ型パターンを得るネガティブ現像を行うこともできる。このときに用いる現像液としては、2-オクタノン、2-ノナノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、4-ヘプタノン、2-ヘキサノン、3-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノン、アセトフェノン、メチルアセトフェノン、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸ブテニル、酢酸イソペンチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、ギ酸イソブチル、ギ酸ペンチル、ギ酸イソペンチル、吉草酸メチル、ペンテン酸メチル、クロトン酸メチル、クロトン酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、乳酸イソブチル、乳酸ペンチル、乳酸イソペンチル、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル、2-ヒドロキシイソ酪酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸フェニル、酢酸ベンジル、フェニル酢酸メチル、ギ酸ベンジル、ギ酸フェニルエチル、3-フェニルプロピオン酸メチル、プロピオン酸ベンジル、フェニル酢酸エチル、酢酸2-フェニルエチル等が挙げられる。これらの有機溶剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 The positive resist material can also be used for negative development, which produces a negative pattern by organic solvent development. Developers used in this case include 2-octanone, 2-nonanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-hexanone, 3-hexanone, diisobutyl ketone, methylcyclohexanone, acetophenone, methylacetophenone, propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, pentyl acetate, butenyl acetate, isopentyl acetate, propyl formate, butyl formate, isobutyl formate, pentyl formate, isopentyl formate, methyl valerate, methyl pentenoate, methyl crotonate, ethyl crotonate, Examples of organic solvents include methyl propionate, ethyl propionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, isobutyl lactate, pentyl lactate, isopentyl lactate, methyl 2-hydroxyisobutyrate, ethyl 2-hydroxyisobutyrate, methyl benzoate, ethyl benzoate, phenyl acetate, benzyl acetate, methyl phenylacetate, benzyl formate, phenylethyl formate, methyl 3-phenylpropionate, benzyl propionate, ethyl phenylacetate, and 2-phenylethyl acetate. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

現像の終了時には、リンスを行う。リンス液としては、現像液と混溶し、レジスト膜を溶解させない溶剤が好ましい。このような溶剤としては、炭素数3~10のアルコール、炭素数8~12のエーテル化合物、炭素数6~12のアルカン、アルケン、アルキン、芳香族系の溶剤が好ましく用いられる。 After development is complete, the resist film is rinsed. A preferred rinse solution is a solvent that is miscible with the developer but does not dissolve the resist film. Preferred solvents include alcohols with 3 to 10 carbon atoms, ether compounds with 8 to 12 carbon atoms, alkanes, alkenes, alkynes, and aromatic solvents with 6 to 12 carbon atoms.

具体的に、炭素数3~10のアルコールとしては、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、1-ブチルアルコール、2-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、tert-ペンチルアルコール、ネオペンチルアルコール、2-メチル-1-ブタノール、3-メチル-1-ブタノール、3-メチル-3-ペンタノール、シクロペンタノール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、3-ヘキサノール、2,3-ジメチル-2-ブタノール、3,3-ジメチル-1-ブタノール、3,3-ジメチル-2-ブタノール、2-エチル-1-ブタノール、2-メチル-1-ペンタノール、2-メチル-2-ペンタノール、2-メチル-3-ペンタノール、3-メチル-1-ペンタノール、3-メチル-2-ペンタノール、3-メチル-3-ペンタノール、4-メチル-1-ペンタノール、4-メチル-2-ペンタノール、4-メチル-3-ペンタノール、シクロヘキサノール、1-オクタノール等が挙げられる。 Specific examples of alcohols having 3 to 10 carbon atoms include n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, 1-butyl alcohol, 2-butyl alcohol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, tert-pentyl alcohol, neopentyl alcohol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 3-methyl-3-pentanol, cyclopentanol, 1-hexanol, 2-hexanol, and 3-hexanol. , 2,3-dimethyl-2-butanol, 3,3-dimethyl-1-butanol, 3,3-dimethyl-2-butanol, 2-ethyl-1-butanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-2-pentanol, 2-methyl-3-pentanol, 3-methyl-1-pentanol, 3-methyl-2-pentanol, 3-methyl-3-pentanol, 4-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 4-methyl-3-pentanol, cyclohexanol, 1-octanol, etc.

炭素数8~12のエーテル化合物としては、ジ-n-ブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジ-sec-ブチルエーテル、ジ-n-ペンチルエーテル、ジイソペンチルエーテル、ジ-sec-ペンチルエーテル、ジ-tert-ペンチルエーテル、ジ-n-ヘキシルエーテル等が挙げられる。 Examples of ether compounds having 8 to 12 carbon atoms include di-n-butyl ether, diisobutyl ether, di-sec-butyl ether, di-n-pentyl ether, diisopentyl ether, di-sec-pentyl ether, di-tert-pentyl ether, and di-n-hexyl ether.

炭素数6~12のアルカンとしては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、メチルシクロペンタン、ジメチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン等が挙げられる。炭素数6~12のアルケンとしては、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキセン、ジメチルシクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン等が挙げられる。炭素数6~12のアルキンとしては、ヘキシン、ヘプチン、オクチン等が挙げられる。 Examples of alkanes having 6 to 12 carbon atoms include hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, methylcyclopentane, dimethylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, dimethylcyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, and cyclononane. Examples of alkenes having 6 to 12 carbon atoms include hexene, heptene, octene, cyclohexene, methylcyclohexene, dimethylcyclohexene, cycloheptene, and cyclooctene. Examples of alkynes having 6 to 12 carbon atoms include hexyne, heptine, and octyne.

芳香族系の溶剤としては、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、tert-ブチルベンゼン、メシチレン等が挙げられる。 Aromatic solvents include toluene, xylene, ethylbenzene, isopropylbenzene, tert-butylbenzene, and mesitylene.

リンスを行うことによってレジストパターンの倒れや欠陥の発生を低減させることができる。また、リンスは必ずしも必須ではなく、リンスを行わないことによって溶剤の使用量を削減することができる。 Rinsing can reduce the occurrence of resist pattern collapse and defects. Rinsing is not always necessary, and eliminating rinsing can reduce the amount of solvent used.

現像後のホールパターンやトレンチパターンを、サーマルフロー、RELACS技術又はDSA技術でシュリンクすることもできる。ホールパターン上にシュリンク剤を塗布し、ベーク中のレジスト膜からの酸触媒の拡散によってレジスト膜の表面でシュリンク剤の架橋が起こり、シュリンク剤がホールパターンの側壁に付着する。ベーク温度は、好ましくは70~180℃、より好ましくは80~170℃であり、ベーク時間は、好ましくは10~300秒であり、余分なシュリンク剤を除去し、ホールパターンを縮小させる。 After development, hole or trench patterns can also be shrunk using thermal flow, RELACS, or DSA techniques. A shrink agent is applied to the hole pattern, and the diffusion of acid catalyst from the resist film during baking causes crosslinking of the shrink agent on the surface of the resist film, resulting in the shrink agent adhering to the sidewalls of the hole pattern. The bake temperature is preferably 70 to 180°C, more preferably 80 to 170°C, and the bake time is preferably 10 to 300 seconds. Excess shrink agent is removed, and the hole pattern is shrunk.

以下、合成例、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されない。 The present invention will be specifically explained below using synthesis examples, working examples, and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

ベースポリマーの合成に用いた連鎖移動剤CTA-1~CTA-16は、以下のとおりである。
The chain transfer agents CTA-1 to CTA-16 used in the synthesis of the base polymer are as follows:

[1]ベースポリマーの合成
ベースポリマーの合成に用いたモノマーPM-1~PM-3及びAM-1~AM-10、FM-1、FM-2は、以下のとおりである。また、ポリマーのMwは、溶剤としてTHFを用いたGPCによるポリスチレン換算測定値である。
[1] Synthesis of Base Polymer The monomers PM-1 to PM-3, AM-1 to AM-10, FM-1, and FM-2 used in the synthesis of the base polymer are as follows. The Mw of the polymer is a polystyrene-equivalent value measured by GPC using THF as the solvent.

[合成例1]ポリマーP-1の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを8.4g、4-ヒドロキシスチレンを6.0g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-1を2.2g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-1を得た。ポリマーP-1の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 1 Synthesis of Polymer P-1 8.4 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 6.0 g of 4-hydroxystyrene, and 40 g of THF as a solvent were added to a 2 L flask. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of dimethyl 2,2'-azobis(isobutyrate) as a polymerization initiator and 2.2 g of CTA-1 were added, and the temperature was raised to 60°C and the reaction was carried out for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60 ° C to obtain Polymer P-1. The composition of Polymer P-1 was confirmed by C-NMR and H-NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例2]ポリマーP-2の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを8.4g、4-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-1を11.9g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-2を2.5g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-2を得た。ポリマーP-2の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 2: Synthesis of Polymer P-2: A 2-L flask was charged with 8.4 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 4.2 g of 4-hydroxystyrene, 11.9 g of monomer PM-1, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 2.5 g of CTA-2 were added, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours . This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-2. The composition of Polymer P-2 was confirmed by C-NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例3]ポリマーP-3の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを8.4g、3-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-2を11.0g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-3を3.0g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-3を得た。ポリマーP-3の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 3: Synthesis of Polymer P-3 A 2-L flask was charged with 8.4 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 4.2 g of 3-hydroxystyrene, 11.0 g of Monomer PM-2, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 3.0 g of CTA-3 were added, and the temperature was raised to 60°C and the reaction was carried out for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-3. The composition of Polymer P-3 was confirmed by C-NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例4]ポリマーP-4の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを8.4g、3-ヒドロキシスチレンを4.8g、モノマーPM-3を8.2g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-6を3.1g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-4を得た。ポリマーP-4の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 4: Synthesis of Polymer P-4 To a 2-L flask were added 8.4 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 4.8 g of 3-hydroxystyrene, 8.2 g of Monomer PM-3, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 3.1 g of CTA-6 were added, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-4. The composition of Polymer P-4 was confirmed by C -NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例5]ポリマーP-5の合成
2Lのフラスコに、モノマーAM-1を11.1g、3-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-2を11.0g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-5の2.2gを加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-5を得た。ポリマーP-5の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 5 Synthesis of Polymer P-5 To a 2-L flask were added 11.1 g of Monomer AM-1, 4.2 g of 3-hydroxystyrene, 11.0 g of Monomer PM-2, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 2.2 g of CTA-5 were added, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-5. The composition of Polymer P-5 was confirmed by C -NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例6]ポリマーP-6の合成
2Lのフラスコに、モノマーAM-2を8.2g、モノマーAM-3を4.0g、3-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-2を11.0g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-4を3.3g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-6を得た。ポリマーP-6の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 6: Synthesis of Polymer P-6 To a 2-L flask were added 8.2 g of Monomer AM-2, 4.0 g of Monomer AM-3, 4.2 g of 3-hydroxystyrene, 11.0 g of Monomer PM-2, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 3.3 g of CTA-4 were added, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-6. The composition of Polymer P-6 was confirmed by C -NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例7]ポリマーP-7の合成
2Lのフラスコに、モノマーAM-1を6.7g、モノマーAM-4を3.8g、3-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-1を11.9g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-7を2.5g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-7を得た。ポリマーP-7の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 7 Synthesis of Polymer P-7 To a 2-L flask were added 6.7 g of Monomer AM-1, 3.8 g of Monomer AM-4, 4.2 g of 3-hydroxystyrene, 11.9 g of Monomer PM-1, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 2.5 g of CTA-7 were added, and the temperature was raised to 60°C and the reaction was carried out for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-7. The composition of Polymer P-7 was confirmed by C -NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例8]ポリマーP-8の合成
2Lのフラスコに、モノマーAM-5を9.0g、3-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-1を11.9g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-8を4.8g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-8を得た。ポリマーP-8の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 8 Synthesis of Polymer P-8 To a 2-L flask were added 9.0 g of Monomer AM-5, 4.2 g of 3-hydroxystyrene, 11.9 g of Monomer PM-1, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 4.8 g of CTA-8 were added, and the temperature was raised to 60°C and the reaction was carried out for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-8. The composition of Polymer P-8 was confirmed by C -NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例9]ポリマーP-9の合成
2Lのフラスコに、モノマーAM-6を10.8g、3-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-2を11.0g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-9を3.1g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-9を得た。ポリマーP-9の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 9 Synthesis of Polymer P-9 To a 2-L flask were added 10.8 g of Monomer AM-6, 4.2 g of 3-hydroxystyrene, 11.0 g of Monomer PM-2, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 3.1 g of CTA-9 were added, and the temperature was raised to 60°C and the reaction was carried out for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-9. The composition of Polymer P-9 was confirmed by C -NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例10]ポリマーP-10の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを8.4g、3-ヒドロキシスチレンを3.0g、モノマーFM-1を3.2g、モノマーPM-2を11.0g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-5を2.2g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-10を得た。ポリマーP-10の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 10: Synthesis of Polymer P-10 To a 2 L flask were added 8.4 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 3.0 g of 3-hydroxystyrene, 3.2 g of Monomer FM-1, 11.0 g of Monomer PM-2, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 2.2 g of CTA-5 were added, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-10. The composition of polymer P-10 was confirmed by 13 C-NMR and 1 H-NMR, and Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例11]ポリマーP-11の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを8.4g、3-ヒドロキシスチレンを3.0g、モノマーFM-2を2.7g、モノマーPM-2を11.0g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-5を2.2g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-11を得た。ポリマーP-11の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 11 Synthesis of Polymer P-11 To a 2 L flask were added 8.4 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 3.0 g of 3-hydroxystyrene, 2.7 g of Monomer FM-2, 11.0 g of Monomer PM-2, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70 °C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 2.2 g of CTA-5 were added, and the mixture was heated to 60 °C and reacted for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60 °C to obtain Polymer P-11. The composition of polymer P-11 was confirmed by 13 C-NMR and 1 H-NMR, and Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例12]ポリマーP-12の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを8.4g、3-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-1を11.9g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-10を3.3g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-12を得た。ポリマーP-12の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 12: Synthesis of Polymer P-12: A 2-L flask was charged with 8.4 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 4.2 g of 3-hydroxystyrene, 11.9 g of monomer PM-1, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of dimethyl 2,2'-azobis(isobutyrate) as a polymerization initiator and 3.3 g of CTA-10 were added, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours . This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-12. The composition of Polymer P-12 was confirmed by C-NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例13]ポリマーP-13の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを8.4g、3-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-1を11.9g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-11を4.5g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-13を得た。ポリマーP-13の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 13: Synthesis of Polymer P-13 To a 2-L flask were added 8.4 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 4.2 g of 3-hydroxystyrene, 11.9 g of monomer PM-1, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of dimethyl 2,2'-azobis(isobutyrate) as a polymerization initiator and 4.5 g of CTA-11 were added, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-13. The composition of Polymer P-13 was confirmed by C -NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例14]ポリマーP-14の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを8.4g、3-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-1を11.9g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-12を3.3g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-14を得た。ポリマーP-14の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 14: Synthesis of Polymer P-14 To a 2-L flask were added 8.4 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 4.2 g of 3-hydroxystyrene, 11.9 g of monomer PM-1, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 3.3 g of CTA-12 were added, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-14. The composition of Polymer P-14 was confirmed by C -NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例15]ポリマーP-15の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを8.4g、3-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-1を11.9g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-13を1.9g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-15を得た。ポリマーP-15の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 15: Synthesis of Polymer P-15: A 2-L flask was charged with 8.4 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 4.2 g of 3-hydroxystyrene, 11.9 g of monomer PM-1, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of dimethyl 2,2'-azobis(isobutyrate) as a polymerization initiator and 1.9 g of CTA-13 were added, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours . This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-15. The composition of Polymer P-15 was confirmed by C-NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例16]ポリマーP-16の合成
2Lのフラスコに、モノマーAM-7を13.2g、3-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-1を11.9g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-14を2.2g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-16を得た。ポリマーP-16の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 16: Synthesis of Polymer P-16 To a 2-L flask were added 13.2 g of Monomer AM-7, 4.2 g of 3-hydroxystyrene, 11.9 g of Monomer PM-1, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 2.2 g of CTA-14 were added, and the temperature was raised to 60°C and the reaction was carried out for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-16. The composition of Polymer P-16 was confirmed by C -NMR and H -NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例17]ポリマーP-17の合成
2Lのフラスコに、モノマーAM-8を12.4g、3-ヒドロキシスチレンを4.2g、モノマーPM-1を11.9g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-15を4.4g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-17を得た。ポリマーP-17の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 17 Synthesis of Polymer P-17 To a 2-L flask were added 12.4 g of Monomer AM-8, 4.2 g of 3-hydroxystyrene, 11.9 g of Monomer PM-1, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 4.4 g of CTA-15 were added, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-17. The composition of Polymer P-17 was confirmed by C -NMR and H-NMR, and the Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例18]ポリマーP-18の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを3.6g、モノマーAM-4を5.8g、3-ヒドロキシスチレンを3.6g、2-ヒドロキシスチレンを2.4g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-14を1.9g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-18を得た。ポリマーP-18の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 18 Synthesis of Polymer P-18 To a 2 L flask were added 3.6 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 5.8 g of Monomer AM-4, 3.6 g of 3-hydroxystyrene, 2.4 g of 2-hydroxystyrene, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 1.9 g of CTA-14 were added, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-18. The composition of polymer P-18 was confirmed by 13 C-NMR and 1 H-NMR, and Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例19]ポリマーP-19の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを3.6g、モノマーAM-9を5.3g、4-ヒドロキシスチレンを4.8g、スチレンを1.0g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-14を1.9g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-19を得た。ポリマーP-19の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 19 Synthesis of Polymer P-19 To a 2 L flask were added 3.6 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 5.3 g of Monomer AM-9, 4.8 g of 4-hydroxystyrene, 1.0 g of styrene, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of dimethyl 2,2'-azobis(isobutyrate) and 1.9 g of CTA-14 were added as a polymerization initiator, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-19. The composition of polymer P-19 was confirmed by 13 C-NMR and 1 H-NMR, and Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[合成例20]ポリマーP-20の合成
2Lのフラスコに、メタクリル酸1-メチル-1-シクロペンチルを3.6g、モノマーAM-10を5.4g、3-ヒドロキシスチレンを3.0g、2-ヒドロキシスチレンを3.0g、及び溶剤としてTHFを40g添加した。この反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気及び窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温した後、重合開始剤として2,2'-アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを1.2g、CTA-16を2.7g加え、60℃まで昇温し、15時間反応させた。この反応溶液をイソプロピルアルコール1L中に加え、析出した白色固体を濾別した。得られた白色固体を60℃で減圧乾燥し、ポリマーP-20を得た。ポリマーP-20の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Synthesis Example 20: Synthesis of Polymer P-20 To a 2-L flask were added 3.6 g of 1-methyl-1-cyclopentyl methacrylate, 5.4 g of Monomer AM-10, 3.0 g of 3-hydroxystyrene, 3.0 g of 2-hydroxystyrene, and 40 g of THF as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After warming to room temperature, 1.2 g of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator and 2.7 g of CTA-16 were added, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours. This reaction solution was added to 1 L of isopropyl alcohol, and the precipitated white solid was filtered off. The resulting white solid was dried under reduced pressure at 60°C to obtain Polymer P-20. The composition of polymer P-20 was confirmed by 13 C-NMR and 1 H-NMR, and Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[比較合成例1]比較ポリマーcP-1の合成
CTA-1を用いずに、合成例1と同様の方法で比較ポリマーcP-1を得た。比較ポリマーcP-1の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Comparative Synthesis Example 1 Synthesis of Comparative Polymer cP-1 Comparative polymer cP-1 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, without using CTA-1. The composition of comparative polymer cP-1 was confirmed by C -NMR and H -NMR, and Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[比較合成例2]比較ポリマーcP-2の合成
CTA-1の代わりに2-メルカプトエタノールを連鎖移動剤として用い、合成例1と同様の方法で比較ポリマーcP-2を得た。比較ポリマーcP-2の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Comparative Synthesis Example 2 Synthesis of Comparative Polymer cP-2 Comparative polymer cP-2 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 2 -mercaptoethanol was used as a chain transfer agent instead of CTA-1. The composition of comparative polymer cP-2 was confirmed by C-NMR and H -NMR, and Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[比較合成例3]比較ポリマーcP-3の合成
CTA-2を用いずに、合成例2と同様の方法で比較ポリマーcP-3を得た。比較ポリマーcP-3の組成は13C-NMR及び1H-NMRにより、Mw及びMw/MnはGPCにより確認した。
Comparative Synthesis Example 3 Synthesis of Comparative Polymer cP-3 Comparative polymer cP-3 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2, without using CTA-2. The composition of comparative polymer cP-3 was confirmed by C -NMR and H -NMR, and Mw and Mw/Mn were confirmed by GPC.

[2]ポジ型レジスト材料の調製及びその評価
[実施例1~22、比較例1~3]
(1)ポジ型レジスト材料の調製
界面活性剤としてオムノバ社製界面活性剤PolyFox PF-636を50ppm溶解させた溶剤に、表1に示す組成で各成分を溶解させた溶液を、0.02μmサイズの高密度ポリエチレンフィルターで濾過してポジ型レジスト材料を調製した。
[2] Preparation and evaluation of positive resist materials [Examples 1 to 22, Comparative Examples 1 to 3]
(1) Preparation of Positive Resist Material A solution of the components shown in Table 1 dissolved in a solvent containing 50 ppm of Omnova surfactant PolyFox PF-636 was filtered through a 0.02 μm high-density polyethylene filter to prepare a positive resist material.

表1中、各成分は以下のとおりである。
・有機溶剤:PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
DAA(ジアセトンアルコール)
EL(L体乳酸エチル)
In Table 1, the components are as follows:
Organic solvent: PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate)
DAA (diacetone alcohol)
EL (L-ethyl lactate)

・酸発生剤:PAG-1、PAG-2
Acid generator: PAG-1, PAG-2

・クエンチャー:Q-1~Q-3
Quencher: Q-1 to Q-3

(2)EUVリソグラフィー評価
表1に示す各ポジ型レジスト材料を、信越化学工業(株)製ケイ素含有スピンオンハードマスクSHB-A940(ケイ素の含有量が43質量%)を膜厚20nmで形成したSi基板上にスピンコートし、ホットプレートを用いて105℃で60秒間プリベークして膜厚60nmのレジスト膜を作製した。ASML社製EUVスキャナーNXE3400(NA0.33、σ0.9/0.6、クアドルポール照明、ウエハー上寸法がピッチ46nm、+20%バイアスのホールパターンのマスク)を用いて前記レジスト膜を露光し、ホットプレート上で表1記載の温度で60秒間PEBを行い、2.38質量%のTMAH水溶液で30秒間現像を行って寸法23nmのホールパターンを得た。
ホール寸法がそれぞれ23nmで形成されるときの露光量を測定して、これを感度とした。また、(株)日立ハイテク製測長SEM(CG6300)を用いてホール50個の寸法を測定し、その結果から算出した標準偏差(σ)の3倍値(3σ)をCDUとして求めた。結果を表1に併記する。
(2) EUV Lithography Evaluation Each positive resist material shown in Table 1 was spin-coated onto a Si substrate with a 20 nm thick silicon-containing spin-on hard mask SHB-A940 (silicon content: 43% by mass) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and pre-baked at 105 ° C. for 60 seconds using a hot plate to produce a 60 nm thick resist film. The resist film was exposed using an ASML EUV scanner NXE3400 (NA 0.33, σ 0.9/0.6, quadruple pole illumination, wafer dimensions with a pitch of 46 nm and a hole pattern mask with a +20% bias), and then subjected to PEB on a hot plate at the temperature shown in Table 1 for 60 seconds. Development was performed for 30 seconds with a 2.38% by mass TMAH aqueous solution to obtain a hole pattern with a dimension of 23 nm.
The exposure dose when each hole dimension was 23 nm was measured and used as the sensitivity. The dimensions of 50 holes were measured using a Hitachi High-Technologies Corporation critical dimension SEM (CG6300), and the CDU was calculated as three times the standard deviation (σ) (3σ). The results are also shown in Table 1.

表1に示した結果より、スルフィド基に連結したカルボン酸アニオンを含むスルホニウム塩で末端が封止されたベースポリマーを用いる本発明のポジ型レジスト材料は、CDUが良好であった。 The results shown in Table 1 show that the positive resist material of the present invention, which uses a base polymer end-capped with a sulfonium salt containing a carboxylic acid anion linked to a sulfide group, exhibited good CDU.

Claims (10)

スルフィド基に連結したカルボン酸アニオンを含むスルホニウム塩で末端が封止されたベースポリマーを含む化学増幅ポジ型レジスト材料であって、
前記ポジ型レジスト材料が、更に光酸発生剤を含むものである、又は前記ベースポリマーが、下記式(d1)~(d3)のいずれかで表される繰り返し単位を含む化学増幅ポジ型レジスト材料
(式中、R A は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。
1 は、単結合、炭素数1~6の脂肪族ヒドロカルビレン基、フェニレン基、ナフチレン基若しくはこれらを組み合わせて得られる炭素数7~18の基、又は-O-Z 11 -、-C(=O)-O-Z 11 -若しくは-C(=O)-NH-Z 11 -である。Z 11 は、炭素数1~6の脂肪族ヒドロカルビレン基、フェニレン基、ナフチレン基又はこれらを組み合わせて得られる炭素数7~18の基であり、カルボニル基、エステル結合、エーテル結合又はヒドロキシ基を含んでいてもよい。
2 は、単結合又はエステル結合である。
3 は、単結合、-Z 31 -C(=O)-O-、-Z 31 -O-又は-Z 31 -O-C(=O)-である。Z 31 は、炭素数1~12の脂肪族ヒドロカルビレン基、フェニレン基又はこれらを組み合わせて得られる炭素数7~18の基であり、カルボニル基、エステル結合、エーテル結合、臭素原子又はヨウ素原子を含んでいてもよい。
4 は、メチレン基、2,2,2-トリフルオロ-1,1-エタンジイル基又はカルボニル基である。
5 は、単結合、メチレン基、エチレン基、フェニレン基、フッ素化フェニレン基、トリフルオロメチル基で置換されたフェニレン基、-O-Z 51 -、-C(=O)-O-Z 51 -又は-C(=O)-NH-Z 51 -である。Z 51 は、炭素数1~6の脂肪族ヒドロカルビレン基、フェニレン基、フッ素化フェニレン基又はトリフルオロメチル基で置換されたフェニレン基であり、カルボニル基、エステル結合、エーテル結合、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を含んでいてもよい。
21 ~R 28 は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、又はヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数1~20のヒドロカルビル基である。また、R 23 及びR 24 又はR 26 及びR 27 が、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成してもよい。
- は、非求核性対向イオンである。)
1. A chemically amplified positive resist material comprising a base polymer end-capped with a sulfonium salt comprising a carboxylate anion linked to a sulfide group ,
The positive resist material further comprises a photoacid generator, or the base polymer comprises a repeating unit represented by any one of the following formulas (d1) to (d3) :
(In the formula, each R A is independently a hydrogen atom or a methyl group.
Z 1 is a single bond, an aliphatic hydrocarbylene group having 1 to 6 carbon atoms, a phenylene group, a naphthylene group, or a group having 7 to 18 carbon atoms obtained by combining these, or -O-Z 11 -, -C(═O)-O-Z 11 -, or -C(═O)-NH-Z 11 -. Z 11 is an aliphatic hydrocarbylene group having 1 to 6 carbon atoms, a phenylene group, a naphthylene group, or a group having 7 to 18 carbon atoms obtained by combining these, and may contain a carbonyl group, an ester bond, an ether bond, or a hydroxy group.
Z2 is a single bond or an ester bond .
Z 3 is a single bond, -Z 31 -C(═O)-O-, -Z 31 -O-, or -Z 31 -O-C(═O)-. Z 31 is an aliphatic hydrocarbylene group having 1 to 12 carbon atoms, a phenylene group, or a group having 7 to 18 carbon atoms obtained by combining these, and may contain a carbonyl group, an ester bond, an ether bond, a bromine atom, or an iodine atom.
Z4 is a methylene group, a 2,2,2-trifluoro-1,1-ethanediyl group, or a carbonyl group .
Z5 is a single bond, a methylene group, an ethylene group, a phenylene group, a fluorinated phenylene group, a phenylene group substituted with a trifluoromethyl group, -O-Z51- , -C(=O)-O-Z51- or -C(=O)-NH-Z51- . Z51 is an aliphatic hydrocarbylene group having 1 to 6 carbon atoms, a phenylene group, a fluorinated phenylene group or a phenylene group substituted with a trifluoromethyl group, and may contain a carbonyl group, an ester bond, an ether bond, a halogen atom or a hydroxy group.
R 21 to R 28 are each independently a halogen atom or a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms which may contain a heteroatom. R 23 and R 24 or R 26 and R 27 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded.
M is a non-nucleophilic counter ion.
前記末端の構造が、下記式(a)で表されるものである請求項1記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
(式中、X1は、炭素数1~20のヒドロカルビレン基であり、該ヒドロカルビレン基は、ヒドロキシ基、エーテル結合、スルフィド基、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、ラクトン環、スルトン環及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい。
1~R3は、それぞれ独立に、炭素数1~20のヒドロカルビル基であり、酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよい。また、R1とR2とが、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成していてもよい。
破線は、結合手である。)
2. The chemically amplified positive resist material according to claim 1, wherein the terminal structure is represented by the following formula (a):
(In the formula, X1 is a hydrocarbylene group having 1 to 20 carbon atoms, and the hydrocarbylene group may contain at least one bond selected from a hydroxy group, an ether bond, a sulfide group, an ester bond, a carbonate bond, a urethane bond, a lactone ring, a sultone ring, and a halogen atom.
R1 to R3 are each independently a hydrocarbyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain at least one atom selected from an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and a halogen atom. R1 and R2 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom to which they are bonded.
The dashed lines represent bonds.)
前記ベースポリマーが、カルボキシ基の水素原子が酸不安定基で置換された繰り返し単位b1又はフェノール性ヒドロキシ基の水素原子が酸不安定基で置換された繰り返し単位b2を含むベースポリマーを含む請求項1記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。 2. The chemically amplified positive resist material according to claim 1, wherein the base polymer comprises a repeating unit b1 in which a hydrogen atom of a carboxy group is substituted with an acid labile group or a repeating unit b2 in which a hydrogen atom of a phenolic hydroxy group is substituted with an acid labile group. 繰り返し単位b1が下記式(b1)で表されるものであり、繰り返し単位b2が下記式(b2)で表されるものである請求項3記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
(式中、RAは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。
1は、単結合、フェニレン基若しくはナフチレン基、又はエステル結合、エーテル結合及びラクトン環から選ばれる少なくとも1種を含む炭素数1~12の連結基である。
2は、単結合、エステル結合又はアミド結合である。
3は、単結合、エーテル結合又はエステル結合である。
11及びR12は、それぞれ独立に、酸不安定基である。
13は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、シアノ基又は炭素数1~6の飽和ヒドロカルビル基である。
14は、単結合又は炭素数1~6のアルカンジイル基であり、該アルカンジイル基は、エーテル結合又はエステル結合を含んでいてもよい。
aは、1又は2である。bは、0~4の整数である。ただし、1≦a+b≦5である。)
4. The chemically amplified positive resist material according to claim 3, wherein the repeating unit b1 is represented by the following formula (b1), and the repeating unit b2 is represented by the following formula (b2).
(In the formula, each R A is independently a hydrogen atom or a methyl group.
Y 1 is a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, or a linking group having 1 to 12 carbon atoms and containing at least one bond selected from an ester bond, an ether bond, and a lactone ring.
Y2 is a single bond, an ester bond or an amide bond.
Y3 is a single bond, an ether bond or an ester bond.
R 11 and R 12 are each independently an acid labile group.
R 13 is a fluorine atom, a trifluoromethyl group, a cyano group or a saturated hydrocarbyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 14 is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the alkanediyl group may contain an ether bond or an ester bond.
a is 1 or 2, and b is an integer from 0 to 4, provided that 1≦a+b≦5.
前記ベースポリマーが、更に、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ラクトン環、カーボネート結合、チオカーボネート結合、カルボニル基、環状アセタール基、エーテル結合、エステル結合、スルホン酸エステル結合、シアノ基、アミド結合、-O-C(=O)-S-及び-O-C(=O)-NH-から選ばれる密着性基を含む繰り返し単位cを含むものである請求項1記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。 2. The chemically amplified positive resist material according to claim 1, wherein the base polymer further comprises a repeating unit c containing an adhesive group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxy group, a lactone ring, a carbonate bond, a thiocarbonate bond, a carbonyl group, a cyclic acetal group, an ether bond, an ester bond, a sulfonate ester bond, a cyano group, an amide bond, —O—C(═O)—S—, and —O—C(═O)—NH—. 更に、有機溶剤を含む請求項1記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。 2. The chemically amplified positive resist composition according to claim 1, further comprising an organic solvent. 更に、クエンチャーを含む請求項1記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。 2. The chemically amplified positive resist material according to claim 1, further comprising a quencher. 更に、界面活性剤を含む請求項1記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。 2. The chemically amplified positive resist material according to claim 1, further comprising a surfactant. 請求項1~のいずれか1項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を高エネルギー線で露光する工程と、前記露光したレジスト膜を、現像液を用いて現像する工程とを含むパターン形成方法。 A pattern formation method comprising the steps of: forming a resist film on a substrate using the chemically amplified positive resist material according to any one of claims 1 to 8 ; exposing the resist film to high-energy radiation; and developing the exposed resist film using a developer. 前記高エネルギー線が、i線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光、電子線又は波長3~15nmの極端紫外線である請求項記載のパターン形成方法。 10. The pattern forming method according to claim 9 , wherein the high-energy beam is i-ray, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, electron beam, or extreme ultraviolet light having a wavelength of 3 to 15 nm.
JP2022125391A 2021-11-17 2022-08-05 Chemically amplified positive resist material and pattern formation method Active JP7768069B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/986,233 US12436462B2 (en) 2021-11-17 2022-11-14 Positive resist composition and pattern forming process
KR1020220151203A KR102755856B1 (en) 2021-11-17 2022-11-14 Positive resist composition and pattern forming process
TW111143883A TWI860576B (en) 2021-11-17 2022-11-17 Positive resist composition and pattern forming process
CN202211439146.7A CN116136647B (en) 2021-11-17 2022-11-17 Positive resist materials and pattern formation methods

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021187306 2021-11-17
JP2021187306 2021-11-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023074458A JP2023074458A (en) 2023-05-29
JP7768069B2 true JP7768069B2 (en) 2025-11-12

Family

ID=86537664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022125391A Active JP7768069B2 (en) 2021-11-17 2022-08-05 Chemically amplified positive resist material and pattern formation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7768069B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024067732A (en) * 2022-11-07 2024-05-17 東京応化工業株式会社 Resist composition, method for forming resist pattern, compound and acid diffusion controller

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003140350A (en) 2001-11-07 2003-05-14 Shin Etsu Chem Co Ltd Polymer compound, resist material and pattern forming method
JP2003301006A (en) 2002-04-12 2003-10-21 Toray Ind Inc Method for producing polymer for resist, and positive-type radiation-sensitive composition
JP2008102506A (en) 2006-09-19 2008-05-01 Fujifilm Corp A positive photosensitive composition, a polymer compound used in the positive photosensitive composition, a method for producing the polymer compound, a compound used in the production of the polymer compound, and a positive photosensitive composition thereof Pattern forming method used

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003140350A (en) 2001-11-07 2003-05-14 Shin Etsu Chem Co Ltd Polymer compound, resist material and pattern forming method
JP2003301006A (en) 2002-04-12 2003-10-21 Toray Ind Inc Method for producing polymer for resist, and positive-type radiation-sensitive composition
JP2008102506A (en) 2006-09-19 2008-05-01 Fujifilm Corp A positive photosensitive composition, a polymer compound used in the positive photosensitive composition, a method for producing the polymer compound, a compound used in the production of the polymer compound, and a positive photosensitive composition thereof Pattern forming method used

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023074458A (en) 2023-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7639675B2 (en) Positive resist material and pattern forming method
JP7637598B2 (en) Positive resist material and pattern forming method
JP7494731B2 (en) Positive resist material and pattern forming method
JP7666321B2 (en) Positive resist material and pattern forming method
TWI837959B (en) Positive resist composition and pattern forming process
JP7550731B2 (en) Positive resist material and pattern forming method
JP7622544B2 (en) Chemically amplified positive resist material and pattern formation method
KR102682173B1 (en) Positive resist composition and pattern forming process
JP7468295B2 (en) Positive resist material and pattern forming method
JP7626044B2 (en) Positive resist material and pattern forming method
JP2024154791A (en) Resist material, resist composition, and pattern forming method
TWI860576B (en) Positive resist composition and pattern forming process
KR102734809B1 (en) Positive resist composition and pattern forming process
JP7673652B2 (en) Positive resist material and pattern forming method
JP7768069B2 (en) Chemically amplified positive resist material and pattern formation method
JP7647673B2 (en) Positive resist material and pattern forming method
JP2024155758A (en) Resist material, resist composition, pattern forming method, and monomer
JP2024154790A (en) Monomer, resist material, resist composition, and pattern forming method
JP7768065B2 (en) Chemically amplified positive resist material and pattern formation method
JP7757911B2 (en) Positive resist material and pattern forming method
KR102933425B1 (en) Positive resist composition and pattern forming process
JP2025087601A (en) Positive resist material and pattern forming method
JP2026004979A (en) Resist material and pattern forming method
JP2026004975A (en) Resist material and pattern forming method
JP2025082813A (en) Positive resist material and pattern forming method

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221116

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230130

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240726

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250424

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250527

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250723

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250930

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20251013

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7768069

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150