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JP5724265B2 - Radiation sensitive resin composition, resist pattern forming method, and polymer - Google Patents

Radiation sensitive resin composition, resist pattern forming method, and polymer Download PDF

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JP5724265B2 JP2010208700A JP2010208700A JP5724265B2 JP 5724265 B2 JP5724265 B2 JP 5724265B2 JP 2010208700 A JP2010208700 A JP 2010208700A JP 2010208700 A JP2010208700 A JP 2010208700A JP 5724265 B2 JP5724265 B2 JP 5724265B2
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Description

本発明は化学増幅型レジスト、特に液浸露光用のレジストとして好適に用いることができる感放射線性樹脂組成物、当該組成物を用いたレジストパターン形成方法及び当該組成物の構成成分となるフッ素を含有する重合体に関するものである。   The present invention relates to a chemically amplified resist, particularly a radiation-sensitive resin composition that can be suitably used as a resist for immersion exposure, a resist pattern forming method using the composition, and fluorine as a constituent component of the composition. It relates to the polymer to be contained.

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、酸解離性基を有する重合体を含む樹脂組成物によって基板上にレジスト被膜を形成し、マスクパターンを介してそのレジスト被膜に短波長の放射線(エキシマレーザー等)を照射して露光させ、露光部をアルカリ現像で除去することにより微細なレジストパターンを形成することが行われている。この際、樹脂組成物中に放射線照射により酸を発生する感放射線性酸発生剤を含有させ、その酸の作用により感度を向上させた「化学増幅型レジスト」が利用されている。   In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, a resist film is formed on a substrate with a resin composition containing a polymer having an acid-dissociable group, and the resist film has a short wavelength via a mask pattern. A fine resist pattern is formed by irradiating with radiation (excimer laser or the like) and exposing, and removing the exposed portion by alkali development. At this time, a “chemically amplified resist” is used in which a radiation-sensitive acid generator that generates an acid upon irradiation with radiation is contained in the resin composition, and the sensitivity is improved by the action of the acid.

また、更に微細なレジストパターン(例えば、線幅45nm程度)を形成する方法として、「液浸露光法(リキッドイマージョンリソグラフィ)」の利用が拡大しつつある。この方法では露光光路空間(レンズとレジスト被膜との間)を空気や不活性ガスに比して屈折率(n)が大きい液浸露光液(例えば、純水、フッ素系不活性液体等)で満たした状態で露光を行う。従って、レンズの開口数(NA)を増大させた場合でも、焦点深度が低下し難く、しかも高い解像性が得られるという利点がある。   In addition, as a method for forming a finer resist pattern (for example, a line width of about 45 nm), the use of “immersion exposure (liquid immersion lithography)” is expanding. In this method, the exposure optical path space (between the lens and the resist film) is immersed in an immersion exposure liquid (for example, pure water or a fluorine-based inert liquid) having a refractive index (n) larger than that of air or an inert gas. Exposure is performed in the satisfied state. Therefore, even when the numerical aperture (NA) of the lens is increased, there is an advantage that the depth of focus is hardly lowered and high resolution can be obtained.

そして、前記液浸露光法に用いられる樹脂組成物としては、レジスト被膜から液浸露光液への酸発生剤等の溶出を防止し、レジスト被膜の水切れを良くすることを目的として、疎水性が高いフッ素含有重合体を含有せしめた樹脂組成物が提案されている(特許文献1参照)。   The resin composition used in the immersion exposure method has hydrophobicity for the purpose of preventing elution of an acid generator and the like from the resist film to the immersion exposure liquid and improving drainage of the resist film. A resin composition containing a high fluorine-containing polymer has been proposed (see Patent Document 1).

更に、レジスト被膜の疎水化に伴う未露光部の現像欠陥等を抑制することを目的として、液浸露光時には疎水性で、アルカリ現像時には親水性となるフッ素含有重合体、具体的には、フェノール性水酸基に疎水性が高いフルオロアシル基を導入したフッ素含有重合体も提案されている(特許文献2,3参照)。   Furthermore, for the purpose of suppressing development defects and the like in the unexposed areas associated with the hydrophobization of the resist film, a fluorine-containing polymer that is hydrophobic during immersion exposure and hydrophilic during alkali development, specifically, phenol. A fluorine-containing polymer in which a highly hydrophobic fluoroacyl group is introduced into a functional hydroxyl group has also been proposed (see Patent Documents 2 and 3).

国際公開2007/116664A号International Publication No. 2007 / 116664A 特開2009−132843号公報JP 2009-132843 A 特開2009−139909号公報JP 2009-139909 A

特許文献2,3に示すフッ素含有重合体は、液浸露光時にはフルオロアシル基により疎水性が発揮される一方、アルカリ現像時にはそのフルオロアシル基が除去されてフェノール性水酸基による親水性が発揮される。従って、未露光部の現像欠陥を抑制する効果を期待できる。   The fluorine-containing polymers shown in Patent Documents 2 and 3 exhibit hydrophobicity due to the fluoroacyl group during immersion exposure, while the fluoroacyl group is removed during alkali development to exhibit hydrophilicity due to the phenolic hydroxyl group. . Therefore, the effect of suppressing development defects in the unexposed areas can be expected.

しかしながら、特許文献2,3に示すようなフッ素含有重合体は、未露光部の現像欠陥を抑制する効果をある程度は発揮するものの、現像時におけるスカムの発生、現像後のパターン形状がラウンドトップ形状となる等の不具合があった。   However, the fluorine-containing polymers as shown in Patent Documents 2 and 3 exhibit a certain degree of effect of suppressing development defects in the unexposed portions, but the occurrence of scum during development and the pattern shape after development are round-top shapes. There were problems such as becoming.

本発明は、前記のような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、液浸露光時における疎水性を確保しつつアルカリ現像時における親水性を向上させることができ、未露光部の現像欠陥を抑制し得ることに加えて、現像後のパターン形状に優れるレジスト塗膜を与えることが可能な感放射線性樹脂組成物、当該組成物を用いたレジストパターン形成方法、当該組成物の構成成分となるフッ素含有重合体を提供するものである。 The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and can improve the hydrophilicity during alkali development while ensuring the hydrophobicity during immersion exposure. In addition to being able to suppress development defects, a radiation-sensitive resin composition capable of providing a resist coating film having an excellent pattern shape after development, a resist pattern forming method using the composition, and the composition The present invention provides a fluorine-containing polymer as a constituent component.

本発明者らは、前記のような従来技術の課題を解決するために鋭意検討した結果、重合体のフェノール性水酸基以外の親水性基(アルコール性水酸基、アミノ基、カルボキシル基等)がアルカリ解離性基によって修飾されたフッ素含有重合体を感放射線性樹脂組成物の構成成分とすることによって、上記課題を解決可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明により、以下の感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法及びフッ素を含有する重合体が提供される。   As a result of intensive studies to solve the problems of the prior art as described above, the present inventors have found that hydrophilic groups (alcoholic hydroxyl groups, amino groups, carboxyl groups, etc.) other than phenolic hydroxyl groups of the polymer are alkali-dissociated. It has been found that the above problem can be solved by using a fluorine-containing polymer modified with a functional group as a constituent of the radiation-sensitive resin composition, and the present invention has been completed. Specifically, the present invention provides the following radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method and fluorine-containing polymer.

[1] 酸解離性基を有するフッ素原子含有量5質量%未満の重合体(A)と、放射線照射により酸を発生する酸発生剤(B)と、下記一般式(x)で表される官能基を有するフッ素原子含有量5質量%以上の重合体(C)と、を含有する感放射線性樹脂組成物。

Figure 0005724265
[一般式(x)中、Rはアルカリ解離性基、Aは酸素原子(但し、芳香環、カルボニル基及びスルホキシル基に直結するものを除く。)、イミノ基、−CO−O−*又は−SO−O−*(「*」はRに結合する結合手を示す。)を示す。] [1] A polymer (A) having an acid dissociable group and a fluorine atom content of less than 5% by mass, an acid generator (B) that generates an acid upon irradiation with radiation, and the following general formula (x) A radiation-sensitive resin composition comprising a polymer (C) having a functional group-containing fluorine atom content of 5% by mass or more.
Figure 0005724265
[In general formula (x), R 1 is an alkali-dissociable group, A is an oxygen atom (excluding those directly connected to an aromatic ring, a carbonyl group and a sulfoxyl group), an imino group, —CO—O— * or —SO 2 —O— * (“*” represents a bond bonded to R 1 ). ]

[2] 前記重合体(C)が、下記一般式(c−1)で表される繰り返し単位を有する重合体である前記[1]に記載の感放射線性樹脂組成物。

Figure 0005724265
[一般式(c−1)中、Rはアルカリ解離性基、Aは酸素原子、イミノ基、−CO−O−*又は−CO−O−*又は−SO−O−*(「*」はRに結合する結合手を示す。)、Rは単結合、メチレン基、炭素数2〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基又は炭素数4〜20の環状炭化水素基、Xは単結合、ジフルオロメチレン基又は炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状のパーフルオロアルキレン基を示す。Rは炭素数が1〜20の(n+1)価の炭化水素基を示し、R側の末端に酸素原子、硫黄原子、イミノ基、カルボニル基、−CO−O−又は−CO−NH−が結合された構造のものも含む。Eは酸素原子、−CO−O−*又は−CO−NH−*(「*」はRに結合する結合手を示す。)、Rは水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基、nは1〜3の整数を示す。但し、nが2又は3の場合、R、R、X及びAは相互に独立である。] [2] The radiation sensitive resin composition according to [1], wherein the polymer (C) is a polymer having a repeating unit represented by the following general formula (c-1).
Figure 0005724265
[In General Formula (c-1), R 1 is an alkali-dissociable group, A is an oxygen atom, an imino group, —CO—O— *, —CO—O— *, or —SO 2 —O— * (“* "Represents a bond bonded to R 1. ), R 2 represents a single bond, a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, or a cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, X 1 represents a single bond, a difluoromethylene group or a linear or branched perfluoroalkylene group having 2 to 20 carbon atoms. R 3 represents an (n + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and an oxygen atom, a sulfur atom, an imino group, a carbonyl group, —CO—O— or —CO—NH— at the terminal on the R 2 side. Also includes a structure in which is bound. E is an oxygen atom, —CO—O— * or —CO—NH— * (“*” represents a bond bonded to R 3 ), R is a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, and n is An integer of 1 to 3 is shown. However, when n is 2 or 3, R 1 , R 2 , X 1 and A are independent of each other. ]

[3] 前記重合体(C)が、下記一般式(c−1a)で表される繰り返し単位を有する重合体である前記[1]に記載の感放射線性樹脂組成物。

Figure 0005724265
[一般式(c−1a)中、R、R、R、R、X及びAは一般式(c−1)の説明と同義である。] [3] The radiation sensitive resin composition according to [1], wherein the polymer (C) is a polymer having a repeating unit represented by the following general formula (c-1a).
Figure 0005724265
[In the general formula (c-1a), R, R 1 , R 2 , R 3 , X 1 and A are as defined in the general formula (c-1). ]

[4] 前記重合体(C)が、下記一般式(c−1a−1)で表される繰り返し単位を有する重合体である前記[1]に記載の感放射線性樹脂組成物。

Figure 0005724265
[一般式(c−1a−1)中、R、R、R及びXは一般式(c−1)の説明と同義である。Rは少なくとも一の水素原子がフッ素原子に置換された、炭素数1〜10のフッ素置換炭化水素基を示す。] [4] The radiation sensitive resin composition according to [1], wherein the polymer (C) is a polymer having a repeating unit represented by the following general formula (c-1a-1).
Figure 0005724265
[In the general formula (c-1a-1), R, R 2 , R 3 and X 1 have the same meanings as in the description of the general formula (c-1). R 8 represents a fluorine-substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. ]

[5] 前記重合体(C)が、下記一般式(c−1a−2)で表される繰り返し単位を有する重合体である前記[1]に記載の感放射線性樹脂組成物。

Figure 0005724265
[一般式(c−1a−2)中、R、R及びXは一般式(c−1)の説明と同義である。R31はメチレン基、炭素数2〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基又は炭素数4〜20の2価の環状炭化水素基を示し、R側の末端に酸素原子、硫黄原子、イミノ基、カルボニル基、−CO−O−又は−CO−NH−が結合された構造のものも含む。Rは下記式(1)〜(3)で表される基のうちいずれかを示す。]
Figure 0005724265
[一般式(1)及び(2)中、R10はハロゲン原子又は炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシル基、アシル基若しくはアシロキシ基を示し、複数存在する場合は同一でも異なっていてもよい。m1は0〜5の整数を示し、mは0〜4の整数を示す。一般式(3)中、R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を示し、R11及びR12が互いに結合して炭素数4〜20の脂環式構造を形成してもよい。] [5] The radiation sensitive resin composition according to [1], wherein the polymer (C) is a polymer having a repeating unit represented by the following general formula (c-1a-2).
Figure 0005724265
[In the general formula (c-1a-2), R, R 2 and X 1 are as defined in the general formula (c-1). R 31 represents a methylene group, a divalent cyclic hydrocarbon group in the alkylene group or from 4 to 20 carbon atoms linear or branched having 2 to 10 carbon atoms, an oxygen atom at the terminal of R 2 side, a sulfur atom, A structure in which an imino group, a carbonyl group, —CO—O— or —CO—NH— is bonded is also included. R 9 represents any one of groups represented by the following formulas (1) to (3). ]
Figure 0005724265
[In the general formulas (1) and (2), R 10 represents a halogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group, an acyl group, or an acyloxy group. . m1 represents an integer of 0 to 5, m 2 represents an integer of 0 to 4. In General Formula (3), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 11 and R 12 are bonded to each other to form an alicyclic structure having 4 to 20 carbon atoms. May be formed. ]

[6] 前記重合体(C)が、更に下記一般式(c−2)で表される繰り返し単位又は下記一般式(c−3)で表される繰り返し単位を有する重合体である前記[1]〜[5]のいずれかに記載の感放射線性樹脂組成物。

Figure 0005724265
[一般式(c−2)中、Rは一般式(c−1)の説明と同義である。Gは単結合、酸素原子、硫黄原子、−CO−O−、−SO−O−NH−、−CO−NH−、−O−CO−NH−、Rは少なくとも一の水素原子がフッ素原子に置換された、炭素数1〜6のフッ素置換鎖状炭化水素基又は少なくとも一の水素原子がフッ素原子に置換された、炭素数4〜20のフッ素置換環状炭化水素基を示す。]
Figure 0005724265
[一般式(c−3)中、R及びAは一般式(c−1)の説明と同義である。Rは水素原子又は酸解離性基、Rは一般式(c−1)のRと、Rは一般式(c−1)のRと、Xは一般式(c−1)のXと、各々同義である。mは1〜3の整数を示す。但し、mが2又は3の場合、R、R、X及びAは相互に独立である。] [6] The polymer [C] is a polymer further having a repeating unit represented by the following general formula (c-2) or a repeating unit represented by the following general formula (c-3) [1] ] The radiation sensitive resin composition in any one of [5].
Figure 0005724265
[In general formula (c-2), R is synonymous with description of general formula (c-1). G is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, —CO—O—, —SO 2 —O—NH—, —CO—NH—, —O—CO—NH—, and R 4 is fluorine containing at least one hydrogen atom. A fluorine-substituted chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorine-substituted cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. ]
Figure 0005724265
[In general formula (c-3), R and A are synonymous with description of general formula (c-1). R 7 is a hydrogen atom or an acid-dissociable group, and R 2 of R 6 is the formula (c-1), and R 3 of R 5 of the general formula (c-1), X 2 is Formula (c-1 ) And X 1 . m shows the integer of 1-3. However, when m is 2 or 3, R 6 , R 7 , X 2 and A are independent of each other. ]

[7] 前記重合体(A)100質量部に対し、前記重合体(C)を0.1〜20質量部含有する前記[1]〜[6]のいずれかに記載の感放射線性樹脂組成物。 [7] The radiation sensitive resin composition according to any one of [1] to [6], wherein 0.1 to 20 parts by mass of the polymer (C) is contained with respect to 100 parts by mass of the polymer (A). object.

[8] 液浸露光用の感放射線性樹脂組成物である前記[1]〜[7]のいずれかに記載の感放射線性樹脂組成物。 [8] The radiation sensitive resin composition according to any one of [1] to [7], which is a radiation sensitive resin composition for immersion exposure.

[9] 基板上に、前記[1]〜[8]のいずれかに記載の感放射線性樹脂組成物からなるレジスト被膜を形成する被膜形成工程(1)と、マスクパターンを介して前記レジスト被膜に放射線を照射し、前記レジスト被膜を露光させる露光工程(2)と、露光された前記レジスト被膜を現像してレジストパターンを形成する現像工程(3)と、を備えるレジストパターン形成方法。 [9] A film forming step (1) for forming a resist film made of the radiation-sensitive resin composition according to any one of [1] to [8] on a substrate, and the resist film through a mask pattern A resist pattern forming method comprising: an exposure step (2) in which the resist film is exposed to radiation, and a development step (3) in which the exposed resist film is developed to form a resist pattern.

[10] 前記露光工程(2)が、前記被膜形成工程(1)で形成されたレジスト被膜上に液浸露光液を配置し、前記液浸露光液を介して前記レジスト被膜を露光させるものである前記[9]に記載のレジストパターン形成方法。 [10] In the exposure step (2), an immersion exposure liquid is disposed on the resist film formed in the film formation step (1), and the resist film is exposed through the immersion exposure liquid. The resist pattern forming method according to [9].

[11] 下記一般式(c−1)で表される繰り返し単位を有する重合体。

Figure 0005724265
[一般式(c−1)中、Rはアルカリ解離性基、Aは酸素原子、イミノ基、−CO−O−*又は−CO−O−*又は−SO−O−*(「*」はRに結合する結合手を示す。)、Rは単結合、メチレン基、炭素数2〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基又は炭素数4〜20の環状炭化水素基、Xは単結合、ジフルオロメチレン基又は炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状のパーフルオロアルキレン基を示す。Rは炭素数が1〜20の(n+1)価の炭化水素基を示し、R側の末端に酸素原子、硫黄原子、イミノ基、カルボニル基、−CO−O−又は−CO−NH−が結合された構造のものも含む。Eは酸素原子、−CO−O−*又は−CO−NH−*(「*」はRに結合する結合手を示す。)、Rは水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基、nは1〜3の整数を示す。但し、nが2又は3の場合、R、R、X及びAは相互に独立である。] [11] A polymer having a repeating unit represented by the following general formula (c-1).
Figure 0005724265
[In General Formula (c-1), R 1 is an alkali-dissociable group, A is an oxygen atom, an imino group, —CO—O— *, —CO—O— *, or —SO 2 —O— * (“* "Represents a bond bonded to R 1. ), R 2 represents a single bond, a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, or a cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, X 1 represents a single bond, a difluoromethylene group or a linear or branched perfluoroalkylene group having 2 to 20 carbon atoms. R 3 represents an (n + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and an oxygen atom, a sulfur atom, an imino group, a carbonyl group, —CO—O— or —CO—NH— at the terminal on the R 2 side. Also includes a structure in which is bound. E is an oxygen atom, —CO—O— * or —CO—NH— * (“*” represents a bond bonded to R 3 ), R is a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, and n is An integer of 1 to 3 is shown. However, when n is 2 or 3, R 1 , R 2 , X 1 and A are independent of each other. ]

本発明の感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法及び重合体は、液浸露光時における疎水性を確保しつつしながらアルカリ現像時における親水性を向上させることができ、未露光部の現像欠陥を抑制し得ることに加えて、かつ現像後のパターン形状に優れるレジスト塗膜を与えることができる。   The radiation-sensitive resin composition, resist pattern forming method and polymer of the present invention can improve hydrophilicity during alkali development while ensuring hydrophobicity during immersion exposure, and develop unexposed areas. In addition to being able to suppress defects, a resist coating film having excellent pattern shape after development can be provided.

以下、本発明の感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法及び重合体を実施するための形態について具体的に説明する。但し、本発明は、その発明特定事項を備える全ての実施形態を包含するものであり、以下に示す実施形態のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the radiation sensitive resin composition, the resist pattern forming method and the form for carrying out the polymer of the present invention will be specifically described. However, the present invention includes all embodiments provided with the invention-specific matters, and is not limited to only the embodiments described below.

なお、以下の説明においては、同種の置換基には、同一の符号を付した上で、説明を省略する。また、本明細書にいう「炭化水素基」には鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基が含まれる。この「炭化水素基」は飽和炭化水素基であってもよいし、不飽和炭化水素基であってもよい。 In the following description, the same type of substituent is given the same reference numeral, and the description is omitted. In addition, the “hydrocarbon group” referred to in this specification includes a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. This “hydrocarbon group” may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group.

「鎖状炭化水素基」とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された炭化水素基を意味し、直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基の双方を含むものとする。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては、脂環式炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。但し、脂環式炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を含んでいてもよい。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として、芳香環構造を含む炭化水素基を意味する。但し、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環式炭化水素の構造を含んでいてもよい。   The term “chain hydrocarbon group” means a hydrocarbon group composed of only a chain structure without a cyclic structure in the main chain, and includes both a linear hydrocarbon group and a branched hydrocarbon group. Shall be. The “alicyclic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group that includes only an alicyclic hydrocarbon structure as a ring structure and does not include an aromatic ring structure. However, it is not necessary to be constituted only by the structure of the alicyclic hydrocarbon, and a part thereof may include a chain structure. The “aromatic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it is not necessary to be composed only of an aromatic ring structure, and a part thereof may include a chain structure or an alicyclic hydrocarbon structure.

[1]:重合体(C):
重合体(C)は、下記一般式(x)で表される官能基(以下、「官能基(x)」と記す場合がある。)を有するフッ素含有重合体である。
[1]: Polymer (C):
The polymer (C) is a fluorine-containing polymer having a functional group represented by the following general formula (x) (hereinafter sometimes referred to as “functional group (x)”).

重合体(C)と後述する重合体(A)とを含む感放射線性樹脂組成物は、レジスト被膜を形成した際に、重合体(C)の撥油性に起因して、レジスト被膜の表面において重合体(C)の分布が高くなる傾向がある。即ち、重合体(A)が、被膜表層に偏在化する。従って、フォトレジスト膜と液浸媒体を遮断することを目的とした上層膜を別途形成する必要がなく、液浸露光法に好適に用いることができる。   The radiation-sensitive resin composition containing the polymer (C) and the polymer (A) described later is formed on the surface of the resist film due to the oil repellency of the polymer (C) when the resist film is formed. There exists a tendency for the distribution of a polymer (C) to become high. That is, the polymer (A) is unevenly distributed in the coating surface layer. Therefore, it is not necessary to separately form an upper layer film for the purpose of blocking the photoresist film from the immersion medium, and can be suitably used for the immersion exposure method.

また、官能基(x)はアルカリ現像時には加水分解によりアルカリ解離性基が解離して極性基を生じるため、レジスト被膜表面の撥水性を低下させることができる。従って、アルカリ現像後のレジスト膜に生じる現像欠陥を抑制することができると考えられる。また、アルカリ現像時にフェノール性水酸基を生じるものを用いた場合と比較して、現像後のパターン形状等に優れたフォトレジスト膜を形成することができる。   Further, since the functional group (x) undergoes hydrolysis to dissociate the alkali-dissociable group to produce a polar group during alkali development, the water repellency on the resist coating surface can be lowered. Therefore, it is considered that development defects occurring in the resist film after alkali development can be suppressed. In addition, a photoresist film having an excellent pattern shape after development can be formed as compared with a case where a phenolic hydroxyl group is generated during alkali development.

[1−1]官能基(x)
重合体(C)は、下記一般式(x)で表される官能基(x)を有する。

Figure 0005724265
[1-1] Functional group (x)
The polymer (C) has a functional group (x) represented by the following general formula (x).
Figure 0005724265

このような官能基(x)は、アルカリ水溶液と下記に示すような反応を生じ、極性基を生じる。

Figure 0005724265
一般式(x)中、Aは酸素原子(但し、芳香環、カルボニル基及びスルホキシル基に直結するものを除く。)、イミノ基、−CO−O−*又は−SO−O−*(「*」はRに結合する結合手を示す。)である。即ち、官能基(x)は水酸基、アミノ基、カルボキシル基又はスルホキシル基がアルカリ解離性基によって修飾されたものである。 Such a functional group (x) causes a reaction as shown below with an alkaline aqueous solution to generate a polar group.
Figure 0005724265
In the general formula (x), A represents an oxygen atom (excluding those directly bonded to an aromatic ring, a carbonyl group and a sulfoxyl group), an imino group, —CO—O— * or —SO 2 —O— * (“ “*” Represents a bond bonded to R 1 ). That is, the functional group (x) is a group in which a hydroxyl group, amino group, carboxyl group or sulfoxyl group is modified with an alkali dissociable group.

また、上記一般式(x)において、Rはアルカリ解離性基を示す。「アルカリ解離性基」とは、極性官能基中の水素原子を置換する基であって、アルカリの存在下で解離する基をいう。 In the general formula (x), R 1 represents an alkali dissociable group. The “alkali dissociable group” refers to a group that substitutes a hydrogen atom in a polar functional group and dissociates in the presence of an alkali.

このようなアルカリ解離性基としては、上記の性質を示すものであれば特に限定されないが、上記一般式(x)中、Aが酸素原子又はイミノ基の場合、下記一般式(R1−1)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0005724265
Such an alkali dissociable group is not particularly limited as long as it exhibits the above-mentioned properties. When A is an oxygen atom or an imino group in the general formula (x), the following general formula (R1-1) Can be mentioned.
Figure 0005724265

一般式(R1−1)中、Rは少なくとも一の水素原子がフッ素原子に置換された、炭素数が1〜10の炭化水素基である。 In General Formula (R1-1), R 8 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.

例えば、Rは直鎖状又は分岐状で炭素数が1〜10のアルキル基又は炭素数3〜20の脂環式炭化水素基の水素原子の全部又は一部がフッ素原子に置換された基が好ましい。 For example, R 8 is a linear or branched group in which all or part of the hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms are substituted with fluorine atoms Is preferred.

前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、2−(2−メチルプロピル)基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、1−(2−メチルブチル)基、1−(3−メチルブチル)基、2−(2−メチルブチル)基、2−(3−メチルブチル)基、ネオペンチル基、1−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、1−(2−メチルペンチル)基、1−(3−メチルペンチル)基、1−(4−メチルペンチル)基、2−(2−メチルペンチル)基、2−(3−メチルペンチル)基、2−(4−メチルペンチル)基、3−(2−メチルペンチル)基、3−(3−メチルペンチル)基等を挙げることができる。   Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, 1-propyl group, 2-propyl group, 1-butyl group, 2-butyl group, 2- (2-methylpropyl) group, 1-pentyl group, 2- Pentyl group, 3-pentyl group, 1- (2-methylbutyl) group, 1- (3-methylbutyl) group, 2- (2-methylbutyl) group, 2- (3-methylbutyl) group, neopentyl group, 1-hexyl Group, 2-hexyl group, 3-hexyl group, 1- (2-methylpentyl) group, 1- (3-methylpentyl) group, 1- (4-methylpentyl) group, 2- (2-methylpentyl) Group, 2- (3-methylpentyl) group, 2- (4-methylpentyl) group, 3- (2-methylpentyl) group, 3- (3-methylpentyl) group and the like.

また、前記脂環式炭化水素基としては、例えばシクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、1−(1−シクロペンチルエチル)基、1−(2−シクロペンチルエチル)基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、1−(1−シクロヘキシルエチル)基、1−(2−シクロヘキシルエチル基)、シクロヘプチル基、シクロヘプチルメチル基、1−(1−シクロヘプチルエチル)基、1−(2−シクロヘプチルエチル)基、2−ノルボルニル基等を挙げることができる。   Examples of the alicyclic hydrocarbon group include a cyclopentyl group, cyclopentylmethyl group, 1- (1-cyclopentylethyl) group, 1- (2-cyclopentylethyl) group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, 1- ( 1-cyclohexylethyl) group, 1- (2-cyclohexylethyl group), cycloheptyl group, cycloheptylmethyl group, 1- (1-cycloheptylethyl) group, 1- (2-cycloheptylethyl) group, 2- A norbornyl group etc. can be mentioned.

としては、前記炭化水素基の水素原子の全部がフッ素原子に置換された直鎖状又は分岐状で炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基が更に好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。 R 8 is more preferably a linear or branched perfluoroalkyl group in which all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group are substituted with fluorine atoms, and particularly preferably a trifluoromethyl group.

官能基(x)はアルコール、アミン、カルボン酸を従来公知の方法によりフルオロアシル化することで形成することができる。例えば、1)酸の存在下、アルコールとフルオロカルボン酸を縮合させてエステル化する、2)塩基の存在下、アルコールとフルオロカルボン酸ハロゲン化物を縮合させてエステル化する等の方法を挙げることができる。   The functional group (x) can be formed by fluoroacylating an alcohol, amine, or carboxylic acid by a conventionally known method. For example, 1) condensation of an alcohol and a fluorocarboxylic acid in the presence of an acid for esterification, and 2) condensation of an alcohol and a fluorocarboxylic acid halide in the presence of a base for esterification. it can.

また、上記一般式(x)中、Aが−CO−O−*の場合、下記一般式(R1−2)〜(R1−4)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Moreover, in the said general formula (x), when A is -CO-O- *, what is represented by the following general formula (R1-2)-(R1-4) can be mentioned.
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265

[一般式(R1−2)及び(R1−3)中、R10はハロゲン原子、又は炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシル基、アシル基、若しくはアシロキシ基を示し、複数存在する場合は同一でも異なっていてもよい。mは0〜5の整数を示し、mは0〜4の整数を示す。一般式(R1−4)中、R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を示し、R11及びR12が互いに結合して炭素数4〜20の脂環式構造を形成してもよい。] [In the general formulas (R1-2) and (R1-3), R 10 represents a halogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group, an acyl group, or an acyloxy group. But it can be different. m 1 represents an integer of 0 to 5, and m 2 represents an integer of 0 to 4. In General Formula (R1-4), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 11 and R 12 are bonded to each other to form an alicyclic ring having 4 to 20 carbon atoms. A formula structure may be formed. ]

一般式(R1−2)及び(R1−3)中、R10として表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などを挙げることができる。これらのうち、フッ素原子が好ましい。 In general formulas (R1-2) and (R1-3), examples of the halogen atom represented by R 10 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Of these, fluorine atoms are preferred.

一般式(R1−2)及び(R1−3)中、R10として表される炭素数1〜10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、2−(2−メチルプロピル)基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、1−(2−メチルブチル)基、1−(3−メチルブチル)基、2−(2−メチルブチル)基、2−(3−メチルブチル)基、ネオペンチル基、1−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、1−(2−メチルペンチル)基、1−(3−メチルペンチル)基、1−(4−メチルペンチル)基、2−(2−メチルペンチル)基、2−(3−メチルペンチル)基、2−(4−メチルペンチル)基、3−(2−メチルペンチル)基、3−(3−メチルペンチル)基等を挙げることができる。 In general formulas (R1-2) and (R1-3), examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 10 include a methyl group, an ethyl group, a 1-propyl group, a 2-propyl group, 1- Butyl group, 2-butyl group, 2- (2-methylpropyl) group, 1-pentyl group, 2-pentyl group, 3-pentyl group, 1- (2-methylbutyl) group, 1- (3-methylbutyl) group , 2- (2-methylbutyl) group, 2- (3-methylbutyl) group, neopentyl group, 1-hexyl group, 2-hexyl group, 3-hexyl group, 1- (2-methylpentyl) group, 1- ( 3-methylpentyl) group, 1- (4-methylpentyl) group, 2- (2-methylpentyl) group, 2- (3-methylpentyl) group, 2- (4-methylpentyl) group, 3- ( 2-methylpentyl) group, 3- (3-methylpentyl) group Etc.

一般式(R1−2)及び(R1−3)中、R10として表される炭素数1〜10のアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等が挙げられる。 In the general formulas (R1-2) and (R1-3), examples of the alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 10 include a methoxy group, an ethoxy group, an n-butoxy group, a t-butoxy group, A propoxy group, an isopropoxy group, etc. are mentioned.

一般式(R1−2)及び(R1−3)中、R10として表される炭素数1〜10のアシル基としては、例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基等が挙げられる。 Examples of the acyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 10 in the general formulas (R1-2) and (R1-3) include an acetyl group, an ethylcarbonyl group, and a propylcarbonyl group.

一般式(R1−2)及び(R1−3)中、R10として表される炭素数1〜10のアシロキシ基としては、例えば、アセトキシ基、エチリルオキシ基、ブチリルオキシ基、t−ブチリルオキシ基、t−アミリルオキシ基、n−ヘキサンカルボニロキシ基、n−オクタンカルボニロキシ基等が挙げられる。 In the general formulas (R1-2) and (R1-3), examples of the acyloxy group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 10 include an acetoxy group, an ethylyloxy group, a butyryloxy group, a t-butyryloxy group, a t- An amylyloxy group, n-hexane carbonyloxy group, n-octane carbonyloxy group, etc. are mentioned.

一般式(R1−4)中、R11又はR12として表される炭素数1〜10のアルキル基としては、上記R10と同じものを挙げることができる。 In the general formula (R1-4), examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by R 11 or R 12 include the same groups as those described above for R 10 .

また、R11及びR12が互いに結合してそれぞれが結合する炭素原子とともに形成する脂環式構造としては、シクロペンチル基、シクロペンチルメチル基、1−(1−シクロペンチルエチル)基、1−(2−シクロペンチルエチル)基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、1−(1−シクロヘキシルエチル)基、1−(2−シクロヘキシルエチル基)、シクロヘプチル基、シクロヘプチルメチル基、1−(1−シクロヘプチルエチル)基、1−(2−シクロヘプチルエチル)基、2−ノルボルニル基等を挙げることができる。 Examples of the alicyclic structure formed by R 11 and R 12 bonded to each other and the carbon atoms to which they are bonded include a cyclopentyl group, cyclopentylmethyl group, 1- (1-cyclopentylethyl) group, 1- (2- Cyclopentylethyl) group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, 1- (1-cyclohexylethyl) group, 1- (2-cyclohexylethyl group), cycloheptyl group, cycloheptylmethyl group, 1- (1-cycloheptylethyl) Group, 1- (2-cycloheptylethyl) group, 2-norbornyl group and the like.

一般式(R1−4)として表されるものの具体例としては、メチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基、1−ペンチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、1−(2−メチルブチル)基、1−(3−メチルブチル)基、2−(3−メチルブチル)基、ネオペンチル基、1−ヘキシル基、2−ヘキシル基、3−ヘキシル基、1−(2−メチルペンチル)基、1−(3−メチルペンチル)基、1−(4−メチルペンチル)基、2−(3−メチルペンチル)基、2−(4−メチルペンチル)基、3−(2−メチルペンチル)基等を挙げることができる。これらの中でも、メチル基、エチル基、1−プロピル基、2−プロピル基、1−ブチル基、2−ブチル基が好ましい。   Specific examples of the compound represented by the general formula (R1-4) include methyl group, ethyl group, 1-propyl group, 2-propyl group, 1-butyl group, 2-butyl group, 1-pentyl group, 2- Pentyl group, 3-pentyl group, 1- (2-methylbutyl) group, 1- (3-methylbutyl) group, 2- (3-methylbutyl) group, neopentyl group, 1-hexyl group, 2-hexyl group, 3- Hexyl group, 1- (2-methylpentyl) group, 1- (3-methylpentyl) group, 1- (4-methylpentyl) group, 2- (3-methylpentyl) group, 2- (4-methylpentyl) ) Group, 3- (2-methylpentyl) group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group, a 1-propyl group, a 2-propyl group, a 1-butyl group, and a 2-butyl group are preferable.

[1−2]:フッ素原子含有割合:
重合体(C)におけるフッ素原子含有割合は、フッ素含有重合体全体を100質量%とした際に、5質量%以上であり、好ましくは5〜50質量%、更に好ましくは5〜40質量%である。尚、このフッ素原子含有割合は13C−NMRにより測定することができる。重合体(C)におけるフッ素原子含有割合が上記範囲内であると、重合体(C)及び後述の重合体(A)を含む感放射線性樹脂組成物によって形成されたレジスト塗膜表面の撥水性を高めることができ、液浸露光時に上層膜を別途形成する必要がない。
[1-2]: Fluorine atom content ratio:
The fluorine atom content ratio in the polymer (C) is 5% by mass or more, preferably 5 to 50% by mass, more preferably 5 to 40% by mass when the entire fluorine-containing polymer is 100% by mass. is there. In addition, this fluorine atom content rate can be measured by 13 C-NMR. When the fluorine atom content ratio in the polymer (C) is within the above range, the water repellency of the resist coating film surface formed by the radiation sensitive resin composition containing the polymer (C) and the polymer (A) described later is included. It is not necessary to separately form an upper layer film during the immersion exposure.

[1−3]:繰り返し単位(c−1)
重合体(C)としては、下記一般式(c−1)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(c−1)」と記す場合がある。)を有するものを挙げることができる。繰り返し単位(c−1)は前記官能基(x)がX、R、R及びEを介して主鎖に結合された構造の繰り返し単位である。一般式(c−1)中、Rは水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。

Figure 0005724265
[1-3]: Repeating unit (c-1)
Examples of the polymer (C) include those having a repeating unit represented by the following general formula (c-1) (hereinafter sometimes referred to as “repeating unit (c-1)”). The repeating unit (c-1) is a repeating unit having a structure in which the functional group (x) is bonded to the main chain via X 1 , R 2 , R 3 and E. In general formula (c-1), R is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
Figure 0005724265

一般式(c−1)中、Xは単結合、ジフルオロメチレン基又は炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状のパーフルオロアルキレン基である。 In General Formula (c-1), X 1 is a single bond, a difluoromethylene group, or a linear or branched perfluoroalkylene group having 2 to 20 carbon atoms.

前記Xとしては、下記一般式(X−1)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0005724265
一般式(X−1)中、pは1〜4の整数を示す。Rfは相互に独立にフッ素原子又は炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基を示す。 Examples of the X 1, may include those represented by the following general formula (X-1).
Figure 0005724265
In general formula (X-1), p shows the integer of 1-4. Rf represents a fluorine atom or a C1-C10 perfluoroalkyl group mutually independently.

上記式(X−1)で表される構造の具体例としては、下記式(X−2)、(X−3)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0005724265
Figure 0005724265
Specific examples of the structure represented by the formula (X-1) include those represented by the following formulas (X-2) and (X-3).
Figure 0005724265
Figure 0005724265

一般式(c−1)中、Rは単結合又は炭素数が1〜20で、(n+1)価の炭化水素基であり、nは1〜3の整数を示す。従って、繰り返し単位(c−1)には官能基(x)が1〜3個導入される。nが2又は3の場合、R、R及びAは相互に独立である。即ち、nが2又は3の場合、複数の官能基(x)は同じ構造のものであってもよいし、異なる構造のものであってもよい。また、nが2又は3の場合、複数の官能基(x)がRの同一の炭素原子に結合していてもよいし、異なる炭素原子に結合していてもよい。 In General Formula (c-1), R 3 is a single bond or a carbon number of 1 to 20 and is an (n + 1) -valent hydrocarbon group, and n is an integer of 1 to 3. Accordingly, 1 to 3 functional groups (x) are introduced into the repeating unit (c-1). When n is 2 or 3, R 1 , R 2 and A are independent of each other. That is, when n is 2 or 3, the plurality of functional groups (x) may have the same structure or different structures. When n is 2 or 3, a plurality of functional groups (x) may be bonded to the same carbon atom of R 2 or may be bonded to different carbon atoms.

鎖状構造のRとしては、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、2−メチルプロパン、ペンタン、2−メチルブタン、2,2−ジメチルプロパン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の炭素数1〜10の鎖状炭化水素から水素原子を(n+1)個取り除いた構造の(n+1)価炭化水素基等を挙げることができる。 Examples of the chain structure R 3 include methane, ethane, propane, butane, 2-methylpropane, pentane, 2-methylbutane, 2,2-dimethylpropane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, and the like. (N + 1) -valent hydrocarbon group having a structure in which (n + 1) hydrogen atoms are removed from 10 chain hydrocarbons.

また、環状構造のRとしては、例えばシクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン等の脂環式炭化水素から水素原子を(n+1)個取り除いた構造の(n+1)価炭化水素基;ベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素から水素原子を(n+1)個取り除いた構造の(n+1)価炭化水素基;等を挙げることができる。 Examples of the cyclic structure R 3 include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, and tricyclo [5.2.1.0 2,6. ] (N + 1) -valent hydrocarbon group having a structure in which (n + 1) hydrogen atoms are removed from alicyclic hydrocarbon such as decane, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane; aromatic such as benzene and naphthalene (N + 1) -valent hydrocarbon group having a structure obtained by removing (n + 1) hydrogen atoms from the group hydrocarbon.

また、RのR側の末端に酸素原子、硫黄原子、イミノ基、カルボニル基、−CO−O−又は−CO−NH−が結合された構造としては、例えば、下記一般式で表されるものを挙げることができる。

Figure 0005724265
The structure in which an oxygen atom, a sulfur atom, an imino group, a carbonyl group, —CO—O— or —CO—NH— is bonded to the R 2 end of R 3 is represented by the following general formula, for example. Can be mentioned.
Figure 0005724265

一般式(c−1)中、Rで表される基のうち、炭素数1〜20の2価の直鎖状又は分岐状の飽和又は不飽和の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状のアルキル基に由来する2価の炭化水素基等を挙げることができる。 Among the groups represented by R 2 in the general formula (c-1), examples of the divalent linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include, for example, a methyl group , Ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group And a divalent hydrocarbon group derived from a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as an octyl group, a nonyl group, and a decyl group.

また、2価の環状の飽和又は不飽和の炭化水素基としては、例えば、炭素数3〜20の脂環式炭化水素又は芳香族炭化水素に由来する基等を挙げることができる。脂環式炭化水素としては、具体的には、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン等のシクロアルカン類等を挙げることができる。また、芳香族炭化水素としては、具体的には、ベンゼン、ナフタレン等を挙げることができる。 Examples of the divalent cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group include groups derived from alicyclic hydrocarbons or aromatic hydrocarbons having 3 to 20 carbon atoms. Specific examples of the alicyclic hydrocarbon include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, and tricyclo [5.2.1.0 2. , 6 ] decane, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . And cycloalkanes such as 0 2,7 ] dodecane. Specific examples of aromatic hydrocarbons include benzene and naphthalene.

なお、一般式(c−1)中、Rで表される炭化水素基としては、少なくとも1つの水素原子を、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、ヒドロキシル基、シアノ基、炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基、カルボキシル基、酸素原子等の1種又は2種以上により置換されたものであってもよい。 In the general formula (c-1), as the hydrocarbon group represented by R 2 , at least one hydrogen atom is a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, or an n-butyl group. , 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like, linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, hydroxyl group, cyano group, hydroxy having 1 to 10 carbon atoms It may be substituted by one or more of an alkyl group, a carboxyl group, an oxygen atom and the like.

[1−3−1]繰り返し単位(c−1a)
一般式(c−1)中、Rは水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基であり、Eは酸素原子、−CO−O−*又は−CO−NH−*(「*」はRに結合する結合手を示す。)である。中でも、Eが−CO−O−*のものが好ましい。即ち、重合体(C)は、繰り返し単位(c−1)として下記一般式(c−1a)で表される繰返し単位(以下、「繰り返し単位(c−1a)」と記す場合がある。)を有する重合体であることが好ましい。

Figure 0005724265
[1-3-1] Repeating unit (c-1a)
In general formula (c-1), R is a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, E is an oxygen atom, -CO-O- * or -CO-NH- * ("*" represents R 3 The bond to be combined is shown.) Among them, those in which E is —CO—O— * are preferable. That is, the polymer (C) is a repeating unit represented by the following general formula (c-1a) as the repeating unit (c-1) (hereinafter sometimes referred to as “repeating unit (c-1a)”). It is preferable that it is a polymer which has.
Figure 0005724265

このような繰り返し単位(c−1a)としては、下記一般式(c−1a−1)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(c−1a−1)」と記す場合がある。)又は下記式(c−1a−2)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(c−1a−2)」と記す場合がある。)を挙げることができる。

Figure 0005724265
As such a repeating unit (c-1a), a repeating unit represented by the following general formula (c-1a-1) (hereinafter sometimes referred to as “repeating unit (c-1a-1)”). Alternatively, a repeating unit represented by the following formula (c-1a-2) (hereinafter may be referred to as “repeating unit (c-1a-2)”) can be given.
Figure 0005724265

[一般式(c−1a−1)中、R、R、R及びXは一般式(c−1)の説明と同義である。Rは一般式(R1−1)の説明と同義である。]

Figure 0005724265
[一般式(c−1a−1)中、R、R及びXは一般式(c−1)の説明と同義である。R31はメチレン基、炭素数2〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基又は炭素数4〜20の2価の環状炭化水素基を示し、R側の末端に酸素原子、硫黄原子、イミノ基、カルボニル基、−CO−O−又は−CO−NH−が結合された構造のものも含む。Rは下記式(1)〜(3)で表される基のうちいずれかを示す。]
Figure 0005724265
[一般式(1)及び(2)中、R10はハロゲン原子又は炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシル基、アシル基若しくはアシロキシ基を示し、複数存在する場合は同一でも異なっていてもよい。m1は0〜5の整数を示し、mは0〜4の整数を示す。一般式(3)中、R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を示し、R11及びR12が互いに結合して炭素数4〜20の脂環式構造を形成してもよい。] [In the general formula (c-1a-1), R, R 2 , R 3 and X 1 have the same meanings as in the description of the general formula (c-1). R 8 has the same meaning as in the description of General Formula (R1-1). ]
Figure 0005724265
[In the general formula (c-1a-1), R, R 2 and X 1 are as defined in the general formula (c-1). R 31 represents a methylene group, a divalent cyclic hydrocarbon group in the alkylene group or from 4 to 20 carbon atoms linear or branched having 2 to 10 carbon atoms, an oxygen atom at the terminal of R 2 side, a sulfur atom, A structure in which an imino group, a carbonyl group, —CO—O— or —CO—NH— is bonded is also included. R 9 represents any one of groups represented by the following formulas (1) to (3). ]
Figure 0005724265
[In the general formulas (1) and (2), R 10 represents a halogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group, an acyl group, or an acyloxy group. . m1 represents an integer of 0 to 5, m 2 represents an integer of 0 to 4. In General Formula (3), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 11 and R 12 are bonded to each other to form an alicyclic structure having 4 to 20 carbon atoms. May be formed. ]

31の具体例としては上記Rの説明においてn=1としたものと同義である。 A specific example of R 31 has the same meaning as n = 1 in the description of R 3 above.

[1−3−1−1]繰り返し単位(c−1a−1):
繰り返し単位(c−1a−1)の具体例としては、例えば、下記式(c−1a−1a)〜(c−1a−1b)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0005724265
Figure 0005724265
[1-3-1-1] Repeating unit (c-1a-1):
Specific examples of the repeating unit (c-1a-1) include those represented by the following formulas (c-1a-1a) to (c-1a-1b).
Figure 0005724265
Figure 0005724265

一般式(c−1a−1a)及び一般式(c−1a−1b)中、Rは一般式(c−1)の説明と同義である。Rは一般式(R1−1)の説明と同義である。n1は相互に独立に0〜4の整数を示す。Rfは相互に独立にフッ素原子又は炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基を示し、好ましくはフッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Rは一般式(c−1)の説明と同義である。R31は一般式(c−1a−2)の説明と同義である。R32は炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状の3価の炭化水素基、又は炭素数4〜20で3価の環状炭化水素基を示し、R側の末端に酸素原子、硫黄原子、カルボニル基又はイミノ基を有していてもよい。R32の具体例としては上記Rの説明においてn=2としたものと同義である。 In general formula (c-1a-1a) and general formula (c-1a-1b), R is synonymous with the description of general formula (c-1). R 8 has the same meaning as in the description of General Formula (R1-1). n1 represents an integer of 0 to 4 independently of each other. Rf each independently represents a fluorine atom or a C 1-10 perfluoroalkyl group, preferably a fluorine atom or a trifluoromethyl group. R 2 has the same meaning as in the description of General Formula (c-1). R 31 has the same definition as in the general formula (c-1a-2). R 32 represents a linear or branched trivalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a trivalent cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, and an oxygen atom or sulfur at the terminal on the R 2 side. You may have an atom, a carbonyl group, or an imino group. A specific example of R 32 has the same meaning as that in which n = 2 in the description of R 3 above.

一般式(c−1a−1a)及び一般式(c−1a−1b)においてn1が1以上のものは、アルカリ水溶液との反応によりα位にフッ素原子又はパーフルオロアルキル基を有するOH基が生じる。このようなOH基はアルコール性OH基と比較して低いpKa値を有するため、親水性の向上の観点から好ましい。   In the general formulas (c-1a-1a) and (c-1a-1b), those having n1 of 1 or more generate an OH group having a fluorine atom or a perfluoroalkyl group at the α-position by reaction with an aqueous alkaline solution. . Such an OH group has a low pKa value as compared with an alcoholic OH group, and thus is preferable from the viewpoint of improving hydrophilicity.

上記式(c−1a−1a)で表される繰り返し単位の具体例としては、下記式(c−1a−1c)〜(c−1a−1f)で表されるものを挙げることができる。また、上記式(c−1a−1b)で表される繰り返し単位の具体例としては、下記式(c−1a−1g)〜(c−1a−1h)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Specific examples of the repeating unit represented by the above formula (c-1a-1a) include those represented by the following formulas (c-1a-1c) to (c-1a-1f). Specific examples of the repeating unit represented by the formula (c-1a-1b) include those represented by the following formulas (c-1a-1g) to (c-1a-1h). .
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265

上記一般式(c−1a−1f)〜(c−1a−1g)中、Rは一般式(R1−1)の説明と同義である。Rは一般式(c−1)の説明と同義である。 In the general formulas (c-1a-1f) to (c-1a-1g), R 8 has the same meaning as the description of the general formula (R1-1). R is synonymous with the description of the general formula (c-1).

[1−3−1−2]繰り返し単位(c−1a−2):
繰り返し単位(c−1a−2)の具体例としては、例えば、下記式(c−1a−2a)〜(c−1a−2b)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0005724265
Figure 0005724265
[1-3-1-2] Repeating unit (c-1a-2):
Specific examples of the repeating unit (c-1a-2) include those represented by the following formulas (c-1a-2a) to (c-1a-2b).
Figure 0005724265
Figure 0005724265

一般式(c−1a−2a)及び一般式(c−1a−2b)中、Rは一般式(c−1)の説明と同義である。Rは一般式(c−1a−2)の説明と同義である。n2は相互に独立に0〜4の整数を示す。Rfは相互に独立にフッ素原子又は炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基を示し、好ましくはフッ素原子又はトリフルオロメチル基である。R21は相互に独立にメチレン基、炭素数2〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基、又は炭素数4〜20の2価の環状炭化水素基を示す。R22は単結合又はR21の説明におけるものと同義のものを示す。 In general formula (c-1a-2a) and general formula (c-1a-2b), R is synonymous with the description of general formula (c-1). R 9 is synonymous with the description of the general formula (c-1a-2). n2 represents an integer of 0 to 4 independently of each other. Rf each independently represents a fluorine atom or a C 1-10 perfluoroalkyl group, preferably a fluorine atom or a trifluoromethyl group. R 21 independently represents a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, or a divalent cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. R 22 represents a single bond or the same meaning as in the description of R 21 .

一般式(c−1a−2a)及び一般式(c−1a−2b)においてn2が1以上のものは、カルボニルオキシ基のα位にフッ素原子又はパーフルオロアルキル基を有しており、アルカリ水溶液に対する反応性が高くなると考えられる。また、アルカリ解離性基が加水分解して生じるCOOH基のpKaも低いものとなり、親水性の向上の観点から好ましい。   In the general formula (c-1a-2a) and the general formula (c-1a-2b), those having n2 of 1 or more have a fluorine atom or a perfluoroalkyl group at the α-position of the carbonyloxy group, and an alkaline aqueous solution It is thought that the reactivity with respect to increases. Moreover, the pKa of the COOH group generated by hydrolysis of the alkali dissociable group is also low, which is preferable from the viewpoint of improving hydrophilicity.

上記一般式(c−1a−2a)で表される繰り返し単位の具体例としては、下記一般式(c−1a−2e)〜(c−1a−2f)で表されるものを挙げることができる。また、上記一般式(c−1a−2b)で表される繰り返し単位の具体例としては、下記一般式(c−1a−2c)〜(c−1a−2d)で表されるものを挙げることができる。

Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (c-1a-2a) include those represented by the following general formulas (c-1a-2e) to (c-1a-2f). . Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (c-1a-2b) include those represented by the following general formulas (c-1a-2c) to (c-1a-2d). Can do.
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265

[1−4]:繰り返し単位(c−2)
また、本発明のフッ素含有重合体は、前記繰り返し単位(c−1)に加えて、下記一般式(c−2)で表される繰り返し単位(c−2)を有する重合体であることが好ましい。

Figure 0005724265
[1-4]: Repeating unit (c-2)
The fluorine-containing polymer of the present invention is a polymer having a repeating unit (c-2) represented by the following general formula (c-2) in addition to the repeating unit (c-1). preferable.
Figure 0005724265

一般式(c−2)中、Rは一般式(c−1)の説明と同義である。Gは単結合、酸素原子、硫黄原子、−CO−O−、−SO−O−NH−、−CO−NH−、−O−CO−NH−であり、Rは少なくとも一の水素原子がフッ素原子に置換された、炭素数1〜6のフッ素置換鎖状炭化水素基又は少なくとも一の水素原子がフッ素原子に置換された、炭素数4〜20のフッ素置換環状炭化水素基である。 In general formula (c-2), R is synonymous with the description of general formula (c-1). G is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, —CO—O—, —SO 2 —O—NH—, —CO—NH—, —O—CO—NH—, and R 4 is at least one hydrogen atom. Is a fluorine-substituted chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms in which is substituted with a fluorine atom or a fluorine-substituted cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.

繰り返し単位(c−2)を与える単量体としては、例えばトリフルオロメチル(メタ)アクリル酸エステル、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロエチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリル酸エステル、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチル)(メタ)アクリル酸エステル、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリル酸エステル、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシル)(メタ)アクリル酸エステル、1−(5−トリフルオロメチル−3,3,4,4,5,6,6,6−オクタフルオロヘキシル)(メタ)アクリル酸エステル等を挙げることができる。   Examples of the monomer that gives the repeating unit (c-2) include trifluoromethyl (meth) acrylic acid ester, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylic acid ester, and perfluoroethyl (meth) acrylic acid. Ester, perfluoro n-propyl (meth) acrylate, perfluoro i-propyl (meth) acrylate, perfluoro n-butyl (meth) acrylate, perfluoro i-butyl (meth) acrylate, Perfluoro t-butyl (meth) acrylic acid ester, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoropropyl) (meth) acrylic acid ester, 1- (2,2,3,3,4 , 4,5,5-octafluoropentyl) (meth) acrylic acid ester, perfluorocyclohexylmethyl (meth) Acrylic acid ester, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl) (meth) acrylic acid ester, 1- (3,3,4,4,5,5,6,6,7,7 , 8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl) (meth) acrylic acid ester, 1- (5-trifluoromethyl-3,3,4,4,5,6,6, 6-octafluorohexyl) (meth) acrylic acid ester and the like.

[1−5]:繰り返し単位(c−3)
更に、本発明のフッ素含有重合体は、前記繰り返し単位(c−1)に加えて、下記一般式(c−3)で表される繰り返し単位(c−3)を有する重合体であることが好ましい。

Figure 0005724265
[1-5]: Repeating unit (c-3)
Furthermore, the fluorine-containing polymer of the present invention is a polymer having a repeating unit (c-3) represented by the following general formula (c-3) in addition to the repeating unit (c-1). preferable.
Figure 0005724265

一般式(c−3)中、R及びAは一般式(c−1)の説明と同義である。Rは一般式(c−1)のRと、Rは一般式(c−1)のRと、Xは一般式(c−1)のXと、各々同義である。 In general formula (c-3), R and A are synonymous with description of general formula (c-1). R 6 has the same meaning as R 2 in formula (c-1), R 5 has the same meaning as R 3 in formula (c-1), and X 2 has the same meaning as X 1 in formula (c-1).

一般式(c−3)中、Rは水素原子又は酸解離性基である。「酸解離性基」とは、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の極性官能基中の水素原子を置換する基であって、酸の存在下で解離する基をいう。 In general formula (c-3), R 7 is a hydrogen atom or an acid dissociable group. The “acid-dissociable group” refers to a group that substitutes a hydrogen atom in a polar functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group and dissociates in the presence of an acid.

具体的には、t−ブトキシカルボニル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、(チオテトラヒドロピラニルスルファニル)メチル基、(チオテトラヒドロフラニルスルファニル)メチル基や、アルコキシ置換メチル基、アルキルスルファニル置換メチル基等を挙げることができる。なお、アルコキシ置換メチル基におけるアルコキシル基(置換基)としては、例えば、炭素数1〜4のアルコキシル基がある。また、アルキルスルファニル置換メチル基におけるアルキル基(置換基)としては、例えば、炭素数1〜4のアルキル基がある。また、酸解離性基としては、後述する繰り返し単位(c−4)の項に記載した一般式(i)で表される基であってもよい。   Specifically, t-butoxycarbonyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, (thiotetrahydropyranylsulfanyl) methyl group, (thiotetrahydrofuranylsulfanyl) methyl group, alkoxy-substituted methyl group, alkylsulfanyl-substituted methyl group Etc. In addition, as an alkoxyl group (substituent) in an alkoxy substituted methyl group, there exists a C1-C4 alkoxyl group, for example. Examples of the alkyl group (substituent) in the alkylsulfanyl-substituted methyl group include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Moreover, as an acid dissociable group, group represented by general formula (i) described in the term of the repeating unit (c-4) mentioned later may be sufficient.

なお、一般式(c−3)中、mは1〜3の整数を示す。従って、繰り返し単位(c−3)にはRが1〜3個導入される。nが2又は3の場合mが2又は3の場合、R、R、X及びAは相互に独立である。即ち、mが2又は3の場合、複数のRは同じ構造のものであってもよいし、異なる構造のものであってもよい。また、mが2又は3の場合、複数のRがRの同一の炭素原子に結合していてもよいし、異なる炭素原子に結合していてもよい。 In general formula (c-3), m represents an integer of 1 to 3. Accordingly, 1 to 3 R 7 are introduced into the repeating unit (c-3). When n is 2 or 3, when m is 2 or 3, R 6 , R 7 , X 2 and A are independent of each other. That is, when m is 2 or 3, the plurality of R 7 may have the same structure or different structures. When m is 2 or 3, a plurality of R 6 may be bonded to the same carbon atom of R 5 or may be bonded to different carbon atoms.

繰り返し単位(c−3)の具体例としては、一般式(c−3a)〜(c−3c)で表される繰り返し単位を挙げることができる。

Figure 0005724265
Specific examples of the repeating unit (c-3) include repeating units represented by general formulas (c-3a) to (c-3c).
Figure 0005724265

一般式(c−3a)〜(c−3c)中、R16は、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、Lは、フッ素原子で置換されたメチレン基、又は炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状のフルオロアルキレン基を示し、R20は、水素原子又は酸解離性基を示す。また、一般式(c−3a)及び(c−3b)中、R19は、単結合、又は炭素数1〜20の2価の直鎖状、分岐状若しくは環状の、飽和若しくは不飽和の炭化水素基を示す。更に、一般式(c−3c)中、qは、1〜3の整数を示す。但し、qが2又は3である場合、L及びR20は相互に独立である。 In the general formulas (c-3a) to (c-3c), R 16 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and L represents a methylene group substituted with a fluorine atom, or a carbon number of 2 20 represents a linear or branched fluoroalkylene group, and R 20 represents a hydrogen atom or an acid dissociable group. In the general formulas (c-3a) and (c-3b), R 19 is a single bond or a divalent linear, branched or cyclic, saturated or unsaturated carbon atom having 1 to 20 carbon atoms. Indicates a hydrogen group. Furthermore, q represents the integer of 1-3 in general formula (c-3c). However, when q is 2 or 3, L and R 20 are independent of each other.

繰り返し単位(c−3)を与える単量体の具体例としては、一般式(Mc−3a)〜(Mc−3f)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 0005724265
Specific examples of the monomer that gives the repeating unit (c-3) include compounds represented by general formulas (Mc-3a) to (Mc-3f).
Figure 0005724265

一般式(M−3a)〜(M−3f)中、R16は、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、R20は、相互に独立に、水素原子又は酸解離性基を示す。 In the general formulas (M-3a) to (M-3f), R 16 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and R 20 independently represents a hydrogen atom or an acid dissociable group. Show.

[1−6]:繰り返し単位(c−4)
本発明のフッ素含有重合体は、前記繰り返し単位(c−1)に加えて、下記一般式(c−4)で表される繰り返し単位(c−4)を有していてもよい。フッ素含有重合体が繰り返し単位(c−4)を含むことにより、現像後のレジストパターンの形状をより改善させることができる。
[1-6]: Repeating unit (c-4)
The fluorine-containing polymer of the present invention may have a repeating unit (c-4) represented by the following general formula (c-4) in addition to the repeating unit (c-1). When the fluorine-containing polymer contains the repeating unit (c-4), the shape of the resist pattern after development can be further improved.

Figure 0005724265
Figure 0005724265

一般式(c−4)中、Rは、一般式(c−1)の説明と同義である。Yは酸解離性基を示す。   In general formula (c-4), R is synonymous with the description of general formula (c-1). Y represents an acid dissociable group.

一般式(c−4)中のYは、一般式(i)で表される基であることが好ましい。

Figure 0005724265
Y in general formula (c-4) is preferably a group represented by general formula (i).
Figure 0005724265

一般式(i)中、R13は、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基を示し、R14及びR15は、相互に独立に、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数4〜20の脂環式炭化水素基を示すか、或いは相互に結合してそれぞれが結合している炭素原子とともに形成される炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基を示す。 In the general formula (i), R 13 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, and R 14 and R 15 are independently of each other, 2 to 4 carbon atoms having a carbon number of 1 to 4 or alicyclic hydrocarbon groups having a carbon number of 4 to 20 or formed together with carbon atoms bonded to each other. A valent alicyclic hydrocarbon group is shown.

一般式(i)中、R13〜R15として表される基のうち、炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等がある。また、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基、R14及びR15が相互に結合してそれぞれが結合している炭素原子とともに形成される炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、アダマンタン骨格、ノルボルナン骨格、トリシクロデカン骨格、テトラシクロドデカン骨格等の有橋式骨格や、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のシクロアルカン骨格を有する基;これらの基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基の1種又は1個以上で置換した基等の脂環式骨格を有する基がある。
これらの中でも、現像後のレジストパターンの形状をより改善させることができる点でシクロアルカン骨格を有する基が好ましい。
Among the groups represented by R 13 to R 15 in the general formula (i), examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, and n There are -butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group and the like. In addition, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms, R 14 and R 15 are bonded to each other and formed together with the carbon atom to which each is bonded, and is a divalent divalent having 4 to 20 carbon atoms. Examples of the alicyclic hydrocarbon group include bridged skeletons such as an adamantane skeleton, norbornane skeleton, tricyclodecane skeleton, and tetracyclododecane skeleton, and cycloalkanes such as cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane. A group having a skeleton; these groups are, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group, t-butyl group, etc. Group having an alicyclic skeleton such as a group substituted with one or more of linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
Among these, a group having a cycloalkane skeleton is preferable in that the shape of the resist pattern after development can be further improved.

繰り返し単位(c−4)を構成するための単量体として、具体的には、(メタ)アクリル酸2−メチルアダマンタン−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−メチル−3−ヒドロキシアダマンタン−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルアダマンタン−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチル−3−ヒドロキシアダマンタン−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−n−プロピルアダマンタン−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−イソプロピルアダマンタン−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−8−メチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルエステル、(メタ)アクリル酸−8−エチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−メチルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン−4−イルエステル、(メタ)アクリル酸−4−エチルテトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン−4−イルエステル、 Specific examples of the monomer for constituting the repeating unit (c-4) include (meth) acrylic acid 2-methyladamantan-2-yl ester and (meth) acrylic acid 2-methyl-3-hydroxyadamantane. -2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-ethyladamantan-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-ethyl-3-hydroxyadamantan-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-n-propyl Adamantan-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-isopropyladamantan-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic Acid-2-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-8-methyltricyclo [ .2.1.0 2,6] decan-8-yl ester, (meth) ethyl-8-acrylic acid tricyclo [5.2.1.0 2,6] decan-8-yl ester, (meth) 4-methyltetracycloacrylic acid [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecan-4-yl ester, (meth) acrylic acid-4-ethyltetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecan-4-yl ester,

(メタ)アクリル酸2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−2−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸2−(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル)−2−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸2−(テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン−4−イル)−2−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸2−(アダマンタン−2−イル)−2−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸2−(3−ヒドロキシアダマンタン−2−イル)−2−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸1,2−ジシクロヘキシルエチルエステイル、(メタ)アクリル酸1,2−ジ(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)エチルエステル、(メタ)アクリル酸1,2−ジ(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル)エチルエステル、(メタ)アクリル酸1,2−ジ(テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン−4−イル)エチルエステル、(メタ)アクリル酸1,2−ジ(アダマンタン−2−イル)エチルエステル、(メタ)アクリル酸2−メチル−2−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチル−2−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸2−メチル−2−シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチル−2−シクロヘキシルエステル等を挙げることができる。 (Meth) acrylic acid 2- (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) -2-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 2- (tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl) -2-methyl ethyl ester, (meth) acrylic acid 2- (tetracyclo [6.2.1.1 3,6 .0 2,7] dodecane-4-yl) -2-methylethyl Ester, (meth) acrylic acid 2- (adamantan-2-yl) -2-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 2- (3-hydroxyadamantan-2-yl) -2-methylethyl ester, (meth) 1,2-dicyclohexylethyl esteryl acrylate, 1,2-di (bicyclo [2.2.1] hept-2-yl) ethyl ester, (meth) acrylic acid 1,2-di (meth) acrylate Torishi B [5.2.1.0 2,6] decan-8-yl) ethyl ester, (meth) acrylic acid 1,2-di (tetracyclo [6.2.1.1 3,6 .0 2,7 ] Dodecan-4-yl) ethyl ester, (meth) acrylic acid 1,2-di (adamantan-2-yl) ethyl ester, (meth) acrylic acid 2-methyl-2-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 2 -Ethyl-2-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 2-methyl-2-cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid 2-ethyl-2-cyclohexyl ester, and the like.

これらの単量体の中でも、(メタ)アクリル酸2−メチルアダマンタン−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルアダマンタン−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸−2−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イルエステル、(メタ)アクリル酸2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル)−2−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸2−(アダマンタン−2−イル)−2−メチルエチルエステル、(メタ)アクリル酸2−メチル−2−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチル−2−シクロペンチルエステル、(メタ)アクリル酸2−メチル−2−シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチル−2−シクロヘキシルエステルが好ましい。   Among these monomers, (meth) acrylic acid 2-methyladamantan-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2-ethyladamantan-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-methylbicyclo [2 2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid-2-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl ester, (meth) acrylic acid 2- (bicyclo [2.2. 1] hept-2-yl) -2-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 2- (adamantan-2-yl) -2-methylethyl ester, (meth) acrylic acid 2-methyl-2-cyclopentyl ester, (Meth) acrylic acid 2-ethyl-2-cyclopentyl ester, (meth) acrylic acid 2-methyl-2-cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid 2-e Le 2-cyclohexyl ester.

なお、重合体(A)は、繰り返し単位(c−4)を、1種単独で又は2種以上を組み合わせて有してもよい。   In addition, a polymer (A) may have a repeating unit (c-4) individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

[1−7]:繰り返し単位(c−5) [1-7]: Repeating unit (c-5)

本発明のフッ素含有重合体は、前記繰り返し単位(c−1)に加えて、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(c−5)」と記す場合がある。)を有していてもよい。フッ素含有重合体が繰り返し単位(c−5)を含むことにより、現像液に対する親和性を向上させることができる。
繰り返し単位(c−5)におけるアルカリ可溶性基は、pKaが4〜11の水素原子を有する官能基であることが好ましい。これは、現像液に対する溶解性向上の観点からである。このような官能基として、具体的には、一般式(D3a)、式(D3b)で表される官能基等を挙げることができる。

Figure 0005724265
In addition to the repeating unit (c-1), the fluorine-containing polymer of the present invention has a repeating unit having an alkali-soluble group (hereinafter sometimes referred to as “repeating unit (c-5)”). It may be. When the fluorine-containing polymer contains the repeating unit (c-5), the affinity for the developer can be improved.
The alkali-soluble group in the repeating unit (c-5) is preferably a functional group having a pKa of 4 to 11 hydrogen atoms. This is from the viewpoint of improving solubility in a developer. Specific examples of such functional groups include functional groups represented by general formula (D3a) and formula (D3b).
Figure 0005724265

一般式(D3a)中、R23は、フッ素原子で置換された炭素数1〜10の炭化水素基を示す。 In the general formula (D3a), R 23 represents a C 1-10 hydrocarbon group substituted with a fluorine atom.

一般式(D3a)中、R23として表されるフッ素原子で置換された炭素数1〜10の炭化水素基は、炭素数1〜10の炭化水素基における1又は2以上の水素原子がフッ素原子に置換されたものであれば特に限定されないが、例えば、トリフルオロメチル基等が好ましい。 In the general formula (D3a), the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms substituted with a fluorine atom represented by R 23 is such that one or more hydrogen atoms in the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms are fluorine atoms. Although it will not specifically limit if substituted by, For example, a trifluoromethyl group etc. are preferable.

なお、繰り返し単位(D3)の主鎖骨格は、特に限定されるものではないが、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、又はα−トリフルオロアクリル酸エステル等の骨格であることが好ましい。   The main chain skeleton of the repeating unit (D3) is not particularly limited, but is preferably a skeleton such as methacrylic acid ester, acrylic acid ester, or α-trifluoroacrylic acid ester.

繰り返し単位(D3)としては、例えば、一般式(D3a−1)、(D3b−1)で表される化合物に由来する繰り返し単位がある。   As the repeating unit (D3), for example, there are repeating units derived from the compounds represented by the general formulas (D3a-1) and (D3b-1).

Figure 0005724265
Figure 0005724265

一般式(D3a−1)及び(D3b−1)中、R24は、水素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基を示し、R25は、単結合、又は炭素数1〜20の2価の直鎖状、分岐状若しくは環状の、飽和若しくは不飽和の炭化水素基を示す。一般式(D3a−1)中、R23は、フッ素原子で置換された炭素数1〜10の炭化水素基を示す。 In the general formulas (D3a-1) and (D3b-1), R 24 represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and R 25 represents a single bond or a divalent group having 1 to 20 carbon atoms. A linear, branched or cyclic, saturated or unsaturated hydrocarbon group is shown. In General Formula (D3a-1), R 23 represents a C 1-10 hydrocarbon group substituted with a fluorine atom.

一般式(D3a−1)及び(D3b−1)中、R25として表される基に関しては、一般式(c−1)におけるRと同様のことがいえる。また、一般式(D3a−1)中、R23として表される基に関しては、前記一般式(D3a)におけるR23と同様のことがいえる。 In general formulas (D3a-1) and (D3b-1), the group represented by R 25 is the same as R 2 in general formula (c-1). Further, in the general formula (D3a-1), with respect to the group represented by R 23, the same can be said with R 23 in the general formula (D3a).

[1−8]:繰り返し単位(c−6)
本発明のフッ素含有重合体は、前記繰り返し単位(c−1)に加えて、下記一般式(c−6)で表される繰り返し単位(c−6)を有していてもよい。フッ素含有重合体が繰り返し単位(C−6)を含むことにより、現像液に対する親和性を向上させることができる。

Figure 0005724265
[1-8]: Repeating unit (c-6)
The fluorine-containing polymer of the present invention may have a repeating unit (c-6) represented by the following general formula (c-6) in addition to the repeating unit (c-1). When the fluorine-containing polymer contains the repeating unit (C-6), the affinity for the developer can be improved.
Figure 0005724265

一般式(c−6)中、Rは、一般式(c−1)の説明と同義である。Zはラクトン骨格を有する基又は環状カーボネート構造を有する基を示す。   In general formula (c-6), R is synonymous with the description of general formula (c-1). Z represents a group having a lactone skeleton or a group having a cyclic carbonate structure.

[1−8a]:繰り返し単位(c−6a)
繰り返し単位(2−2)のうち、ラクトン骨格を有する基を有する繰り返し単位としては、例えば、一般式(2−2−1a)〜(2−2−1f)で表される繰り返し単位がある。

Figure 0005724265
[1-8a]: Repeating unit (c-6a)
Among the repeating units (2-2), examples of the repeating unit having a group having a lactone skeleton include repeating units represented by general formulas (2-2-1a) to (2-2-1f).
Figure 0005724265

一般式(2−2−1a)〜(2−2−1f)中、Rは、一般式(c−1)の説明と同義である。また、一般式(2−2−1a)中、Ra1は、水素原子又は炭素数1〜4の置換基を有してもよいアルキル基を示し、s1は、1〜3の整数を示す。更に、一般式(2−2−1d)及び(2−2−1e)中、Ra4は、水素原子又はメトキシ基を示す。また、一般式(2−2−1b)及び(2−2−1c)中、Ra2は、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、炭素数1〜30の2価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜30の2価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基、又はこれらを組み合わせた2価の基を示し、s2は、0又は1である。更に、一般式(2−2−1c)及び(2−2−1e)中、Ra3は、酸素原子又はメチレン基を示す。 In the general formulas (2-2-1a) to (2-2-1f), R has the same meaning as in the description of the general formula (c-1). Moreover, in general formula (2-2-1a), R < a1 > shows a hydrogen atom or the alkyl group which may have a C1-C4 substituent, and s1 shows the integer of 1-3. Furthermore, in the general formulas (2-2-1d) and (2-2-1e), R a4 represents a hydrogen atom or a methoxy group. In general formulas (2-2-1b) and (2-2-1c), R a2 represents a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent chain hydrocarbon having 1 to 30 carbon atoms. A divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or a divalent group obtained by combining these, s2 is 0 or 1. Furthermore, in the general formulas (2-2-1c) and (2-2-1e), R a3 represents an oxygen atom or a methylene group.

このような繰り返し単位を与える単量体としては、国際公開2007/116664公報[0043]段落に記載のものを挙げることができる。   Examples of the monomer that gives such a repeating unit include those described in paragraph [0043] of International Publication No. 2007/116664.

これらの単量体のうち、好ましくは を挙げることができる。
[1−8b]:繰り返し単位(C−6b)
環状カーボネート構造を有する基を有する繰り返し単位としては、例えば、一般式(2−2−2)で表される繰り返し単位がある。

Figure 0005724265
Of these monomers, the following can be mentioned.
[1-8b]: Repeating unit (C-6b)
Examples of the repeating unit having a group having a cyclic carbonate structure include a repeating unit represented by the general formula (2-2-2).
Figure 0005724265

一般式(2−2−2)中、Rは、式(c−1)におけるものと同義である。Dは、炭素数1〜30の3価の鎖状炭化水素基、炭素数3〜30の3価の脂環式炭化水素基、又は炭素数6〜30の3価の芳香族炭化水素基を示す。Dは、その骨格中に酸素原子、カルボニル基、イミノ基を有していてもよい。また、Dは置換基を有していてもよい。但し、一般式(2−2−2)において、下記部分構造が必ず形成されるものとする。

Figure 0005724265
In general formula (2-2-2), R is as defined in formula (c-1). D represents a trivalent chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a trivalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, or a trivalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms. Show. D may have an oxygen atom, a carbonyl group, or an imino group in its skeleton. D may have a substituent. However, in the general formula (2-2-2), the following partial structure is necessarily formed.
Figure 0005724265

上記式中、tは1〜4の整数を示す。   In said formula, t shows the integer of 1-4.

Dが有していてもよい置換基としては、前述のR10と同義のもの、及び水酸基を挙げることができる。 Examples of the substituent that D may have include the same groups as those described above for R 10 and hydroxyl groups.

一般式(2−2−2)で表される繰り返し単位を与える単量体は、例えば、Tetrahedron Letters,Vol.27,No.32 p.3741(1986)、Organic Letters,Vol.4,No.15 p.2561(2002)等に記載された、従来公知の方法により合成することができる。   Monomers that give a repeating unit represented by the general formula (2-2-2) are described in, for example, Tetrahedron Letters, Vol. 27, no. 32 p. 3741 (1986), Organic Letters, Vol. 4, no. 15 p. 2561 (2002), etc., and can be synthesized by a conventionally known method.

一般式(2−2−2)で表される繰り返し単位の特に好ましい例としては、一般式(2−2−2a)〜(2−2−2v)で表される繰り返し単位がある。

Figure 0005724265
Particularly preferred examples of the repeating unit represented by the general formula (2-2-2) include repeating units represented by the general formulas (2-2-2a) to (2-2-2v).
Figure 0005724265

[1−9]:各繰り返し単位の含有割合:
繰り返し単位(c−1)の含有割合は、10mol%以上であることが好ましく、50mol%以上であることが更に好ましい。繰り返し単位(c−1)の含有割合が上記範囲内であると、液浸露光時における撥水性の確保と現像時における現像液への親和性向上の観点から特に好ましい。
[1-9]: Content ratio of each repeating unit:
The content ratio of the repeating unit (c-1) is preferably 10 mol% or more, and more preferably 50 mol% or more. When the content ratio of the repeating unit (c-1) is within the above range, it is particularly preferable from the viewpoint of ensuring water repellency at the time of immersion exposure and improving the affinity to the developer at the time of development.

また、繰り返し単位(c−2)又は繰り返し単位(c−3)の含有割合は、20〜90mol%であることが好ましく、20〜80mol%であることが更に好ましく、20〜70mol%であることが特に好ましい。繰り返し単位(c−2)や繰り返し単位(c−3)の含有割合がこの範囲内である場合には、塗布後の撥水性確保と、PEB後の現像液に対する親和性の向上との両立という観点から特に有効である。   Moreover, it is preferable that the content rate of a repeating unit (c-2) or a repeating unit (c-3) is 20-90 mol%, It is more preferable that it is 20-80 mol%, It is 20-70 mol% Is particularly preferred. When the content ratio of the repeating unit (c-2) or the repeating unit (c-3) is within this range, it is said that both water repellency after coating and improved affinity for the developer after PEB are achieved. This is particularly effective from the viewpoint.

更に、繰り返し単位(c−4)の含有割合は、80mol%以下であることが好ましく、20〜80mol%であることが更に好ましく、30〜70mol%であることが特に好ましい。繰り返し単位(c−4)の含有割合がこの範囲内である場合には、現像後のレジストパターン形状改善の観点から特に有効である。   Furthermore, the content of the repeating unit (c-4) is preferably 80 mol% or less, more preferably 20 to 80 mol%, and particularly preferably 30 to 70 mol%. When the content ratio of the repeating unit (c-4) is within this range, it is particularly effective from the viewpoint of improving the resist pattern shape after development.

更に、繰り返し単位(c−5)の含有割合は、通常50mol%以下であり、好ましくは5〜30mol%であり、更に好ましくは5〜20mol%である。繰り返し単位(c−5)の含有割合がこの範囲内である場合には、塗布後の撥水性確保と、PEB後の現像液に対する接触角の上昇との両立という観点から特に有効である。   Furthermore, the content rate of a repeating unit (c-5) is 50 mol% or less normally, Preferably it is 5-30 mol%, More preferably, it is 5-20 mol%. When the content ratio of the repeating unit (c-5) is within this range, it is particularly effective from the viewpoint of ensuring water repellency after coating and increasing the contact angle with respect to the developer after PEB.

また、繰り返し単位(c−6)の含有割合は、通常50mol%以下であり、好ましくは5〜30mol%であり、更に好ましくは5〜20mol%である。繰り返し単位(D4)の含有割合がこの範囲内である場合には、塗布後の撥水性確保と、PEB後の現像液に対する接触角の上昇との両立という観点から特に有効である。   Moreover, the content rate of a repeating unit (c-6) is 50 mol% or less normally, Preferably it is 5-30 mol%, More preferably, it is 5-20 mol%. When the content ratio of the repeating unit (D4) is within this range, it is particularly effective from the viewpoint of both ensuring water repellency after coating and increasing the contact angle with respect to the developer after PEB.

[1−10]物性値:
重合体(C)のMwは、1,000〜50,000であることが好ましく、1,000〜40,000であることが更に好ましく、1,000〜30,000であることが特に好ましい。Mwが1,000未満であると、十分な後退接触角を有するレジスト被膜を得ることができないおそれがある。一方、50,000超であると、レジスト被膜の現像性が低下するおそれがある。また、重合体(C)のMwとGPC法によるポリスチレン換算の数平均分子量(以下、「Mn」という)との比(Mw/Mn)は、1〜5であることが好ましく、1〜4であることが更に好ましい。
[1-10] Physical property values:
The Mw of the polymer (C) is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 1,000 to 40,000, and particularly preferably 1,000 to 30,000. When Mw is less than 1,000, there is a possibility that a resist film having a sufficient receding contact angle cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 50,000, the developability of the resist film may be lowered. Further, the ratio (Mw / Mn) of the polymer (C) Mw and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter referred to as “Mn”) by GPC method is preferably 1 to 5, preferably 1 to 4. More preferably it is.

なお、重合体(C)は、ハロゲン、金属等の不純物の含有量が少ないほど好ましい。このような不純物の含有量が少ないと、レジスト被膜の感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等を更に向上させることができる。   In addition, a polymer (C) is so preferable that there is little content of impurities, such as a halogen and a metal. When the content of such impurities is small, the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape and the like of the resist film can be further improved.

[1−11]重合体(C)の調整:
重合体(C)は下記一般式(m−1)で表されるフッ素含有化合物(以下、「化合物(m−1)」と記す場合がある。)をモノマー成分として用い、ラジカル重合開始剤及び必要に応じて連鎖移動剤の存在下、適当な溶媒中で重合させることにより、重合体(C)を得ることができる。この際の「ラジカル重合開始剤」としては、ヒドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、アゾ化合物等を用いることができる。

Figure 0005724265
[1-11] Preparation of polymer (C):
The polymer (C) uses a fluorine-containing compound represented by the following general formula (m-1) (hereinafter sometimes referred to as “compound (m-1)”) as a monomer component, and includes a radical polymerization initiator and The polymer (C) can be obtained by polymerizing in an appropriate solvent in the presence of a chain transfer agent as necessary. In this case, as the “radical polymerization initiator”, hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, azo compounds and the like can be used.
Figure 0005724265

一般式(m−1)中、R及びAは一般式(x)の説明と同義であり、R、R、R、nは一般式(c−1)の説明と同義である。nが2又は3の場合、R、R及びAは相互に独立である点についても一般式(c−1)と同様である。 In General Formula (m-1), R 1 and A have the same meaning as in the description of General Formula (x), and R 2 , R 3 , R, and n have the same meaning as in the description of General Formula (c-1). When n is 2 or 3, R 1 , R 2 and A are the same as in the general formula (c-1) in that they are mutually independent.

溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;クロロブタン、ブロモヘキサン、ジクロロエタン、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン等のエーテル類等がある。これらの溶媒は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、反応温度は、通常、40〜120℃であり、好ましくは50〜90℃であり、反応時間は、通常、1〜48時間であり、好ましくは1〜24時間である。   Examples of the solvent include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane and n-decane; cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin and norbornane. Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and cumene; halogenated hydrocarbons such as chlorobutane, bromohexane, dichloroethane, hexamethylene dibromide and chlorobenzene; ethyl acetate, n-butyl acetate, i-acetate Saturated carboxylic acid esters such as butyl and methyl propionate; ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethane and diethoxyethane. These solvents can be used alone or in combination of two or more. Moreover, reaction temperature is 40-120 degreeC normally, Preferably it is 50-90 degreeC, and reaction time is 1-48 hours normally, Preferably it is 1-24 hours.

[1−11−1]フッ素含有化合物:
フッ素含有化合物としては、例えば、下記一般式(m−1−1)で表される化合物又は下記一般式(m−1−2)で表される化合物を挙げることができる。

Figure 0005724265
[1-11-1] Fluorine-containing compound:
As a fluorine-containing compound, the compound represented by the following general formula (m-1-1) or the compound represented by the following general formula (m-1-2) can be mentioned, for example.
Figure 0005724265

[一般式(m−1−1)中、R、R、R、R及びXは一般式(c−1)の説明と同義である。Rは一般式(R1−1)の説明と同義である。]

Figure 0005724265
[In General Formula (m-1-1), R, R 1 , R 2 , R 3, and X 1 have the same meaning as in the description of General Formula (c-1). R 8 has the same meaning as in the description of General Formula (R1-1). ]
Figure 0005724265

[一般式(m−1−2)中、R及びXは一般式(c−1)の説明におけるものと同義である。Rは上記式(R1−2)〜(R1−4)で表される基のうちのいずれかを示す。R31は一般式(c−1a−2)の説明におけるものと同義である。] [In General Formula (m-1-2), R and X 1 have the same meaning as in the description of General Formula (c-1). R 9 represents any one of groups represented by the above formulas (R1-2) to (R1-4). R 31 has the same meaning as in the description of the general formula (c-1a-2). ]

このような化合物の具体例としては下記式で表される化合物を挙げることができる。

Figure 0005724265
上記式中、Rは一般式(c−1)の説明におけるものと同義である。Rは式(R1−1)の説明におけるものと同義である。 Specific examples of such a compound include compounds represented by the following formula.
Figure 0005724265
In said formula, R is synonymous with the thing in description of general formula (c-1). R 8 has the same meaning as in the description of formula (R1-1).

化合物(m−1−1)を与えるためには、例えば、下記一般式(m−2−1)で表される化合物と下記一般式(m−2−1)で表される化合物とを反応させることによって得ることができる。

Figure 0005724265
[一般式(m−2−1)中、R、R、R、及びX1は一般式(c−1)の説明におけるものと同義である。]
Figure 0005724265
[一般式(m−2−2)中、Rは一般式(R1−1)の説明におけるものと同義である。R81は水酸基、ハロゲン原子又は−O−CO−Rを示す。] In order to give the compound (m-1-1), for example, a compound represented by the following general formula (m-2-1) and a compound represented by the following general formula (m-2-1) are reacted. Can be obtained.
Figure 0005724265
[In General Formula (m-2-1), R, R 2 , R 3 , and X1 have the same meanings as in the description of General Formula (c-1). ]
Figure 0005724265
[In General Formula (m-2-2), R 8 has the same meaning as in the description of General Formula (R1-1). R 81 represents a hydroxyl group, a halogen atom or —O—CO—R 8 . ]

化合物(m−1−2)を与えるためには、例えば、下記一般式(m−2−3)で表される化合物と、下記式(m−2−4−1)〜(m−2−4−3)で表される化合物とを反応させることによって得ることができる。

Figure 0005724265
In order to give the compound (m-1-2), for example, a compound represented by the following general formula (m-2-3) and the following formulas (m-2-4-1) to (m-2-2) It can be obtained by reacting with the compound represented by 4-3).
Figure 0005724265

一般式(m−2−3)中、R及びXは一般式(c−1)の説明におけるものと同義である。R31は一般式(c−1a−2)の説明におけるものと同義である。R91は水酸基又はハロゲン原子を示す。

Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
一般式(m−2−4−1)及び一般式(m−2−4−2)中、R10は式(R9−2)の説明と同義である。一般式(m−2−4−1)中、R92はハロゲン原子を示し、好ましくはClである。m1は0〜5の整数を示す。一般式(m−2−4−2)中、R93はハロゲン原子を示し、好ましくはBrである。m2は0〜4の整数を示す。 In general formula (m-2-3), R and X 1 have the same meanings as in the description of general formula (c-1). R 31 has the same meaning as in the description of the general formula (c-1a-2). R 91 represents a hydroxyl group or a halogen atom.
Figure 0005724265
Figure 0005724265
Figure 0005724265
In general formula (m-2-4-1) and general formula (m-2-4-2), R 10 has the same meaning as in the description of formula (R9-2). In general formula (m-2-4-1), R 92 represents a halogen atom, preferably Cl. m1 represents an integer of 0 to 5. In general formula (m-2-4-2), R 93 represents a halogen atom, preferably Br. m2 represents an integer of 0 to 4.

また、下記式(m−2−5)で表される化合物と下記式(m−2−6)で表される化合物とを反応させることによっても得ることができる。

Figure 0005724265
Figure 0005724265
It can also be obtained by reacting a compound represented by the following formula (m-2-5) with a compound represented by the following formula (m-2-6).
Figure 0005724265
Figure 0005724265

一般式(m−2−5)中、R31、XおよびRは式(m−2−3)の説明と同義である。一般式(m−2−6)中、Rは式(m−2−3)の説明と同義である。Rhは水酸基またはハロゲン原子を示す。 In the general formula (m-2-5), R 31 , X 1 and R 9 are as defined in the formula (m-2-3). In general formula (m-2-6), R has the same meaning as in the description of formula (m-2-3). Rh represents a hydroxyl group or a halogen atom.

式(m−2−5)を得る方法については特に限定されないが、例えば特開2009−19199号公報[0112]〜[0123]段落に記載の方法によって得ることができる。   The method for obtaining the formula (m-2-5) is not particularly limited, but for example, it can be obtained by the method described in paragraphs [0112] to [0123] of JP-A-2009-19199.

[2]:感放射線性樹脂組成物:
本発明の感放射線性樹脂組成物は、前記の重合体(C)の他、重合体(A)及び酸発生剤(B)を必須成分として含有し、目的に応じて他の任意成分を含有するものである。
[2]: Radiation sensitive resin composition:
The radiation-sensitive resin composition of the present invention contains the polymer (C) and the acid generator (B) as essential components in addition to the polymer (C), and other optional components depending on the purpose. To do.

本発明の感放射線性樹脂組成物は、既に説明した本発明の重合体(C)を必須成分として含有するため、フォトレジスト膜と液浸媒体を遮断することを目的とした上層膜を別途形成する必要がなく、液浸露光法に好適に用いることができる。   Since the radiation-sensitive resin composition of the present invention contains the polymer (C) of the present invention described above as an essential component, an upper layer film is separately formed for the purpose of blocking the photoresist film and the immersion medium. Therefore, it can be suitably used for the immersion exposure method.

重合体(C)は、感放射線性後述する重合体(A)100質量部に対し、0.1〜20質量部配合されていることがレジスト塗膜の撥水性の確保及び現像後のレジストパターン形状の観点から好ましい。重合体(C)の含有量が過小であると重合体(C)の添加効果を得られない場合がある。重合体(C)の含有量が過剰になるとT−top形状やスカムの発生など、パターニングに著しいダメージを与えるおそれがある。   The polymer (C) has a radiation sensitivity of 0.1 to 20 parts by mass based on 100 parts by mass of the polymer (A) described later. It is preferable from the viewpoint of shape. If the content of the polymer (C) is too small, the effect of adding the polymer (C) may not be obtained. If the content of the polymer (C) is excessive, there is a risk of significant damage to patterning such as T-top shape and scum generation.

[2−1]:重合体(A):
「酸解離性重合体」とは酸解離性基を有する重合体である。より具体的には、酸の作用前はアルカリ不溶性又はアルカリ難溶性で、酸の作用により酸解離性基が脱離するとアルカリ可溶性となる重合体である。
[2-1]: Polymer (A):
An “acid-dissociable polymer” is a polymer having an acid-dissociable group. More specifically, it is a polymer that is insoluble or hardly soluble in alkali before the action of acid and becomes alkali-soluble when an acid-dissociable group is eliminated by the action of acid.

「アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性」とは、重合体(A)を含有する感放射線性樹脂組成物を用いて形成したレジスト被膜からレジストパターンを形成する際に採用されるアルカリ現像条件下で、レジスト被膜に代えて重合体(A)のみを用いた膜厚100nmの被膜を現像した場合に、被膜の初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質をいう。   “Alkali insoluble or hardly soluble in alkali” means that the resist is developed under alkaline development conditions employed when a resist pattern is formed from a resist film formed using a radiation-sensitive resin composition containing the polymer (A). When a 100 nm thick film using only the polymer (A) is developed instead of the film, 50% or more of the initial film thickness remains after development.

[2−1−1]フッ素原子含割合:
重合体(A)におけるフッ素原子含有割合は、重合体(A)全体を100質量%とした際に、5質量%未満であり、好ましくは0〜4.9質量%、更に好ましくは0〜4質量%である。尚、このフッ素含割合は13C−NMRにより測定することができる。重合体(A)におけるフッ素原子含有割合が上記範囲内であると、前述のフッ素含有重合体及び重合体(A)を含む感放射線性樹脂組成物によって形成されたレジスト塗膜表面の撥水性を高めることができ、液浸露光時に上層膜を別途形成する必要がない。
[2-1-1] Fluorine atom content:
The fluorine atom content ratio in the polymer (A) is less than 5% by mass, preferably 0 to 4.9% by mass, and more preferably 0 to 4% when the entire polymer (A) is 100% by mass. % By mass. The fluorine content can be measured by 13 C-NMR. When the fluorine atom content in the polymer (A) is within the above range, the water repellency of the resist coating surface formed by the radiation-sensitive resin composition containing the fluorine-containing polymer and the polymer (A) described above is improved. Therefore, it is not necessary to separately form an upper layer film during immersion exposure.

前記のような性質を有する重合体である限り、重合体(A)の具体的な構造は特に限定されるものではない。但し、上記一般式(c−3)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(2−1)」という)及び一般式(c−6)で表される繰り返し単位(以下、「繰り返し単位(2−2)」という)を有する樹脂であることが好ましい。   As long as the polymer has the above properties, the specific structure of the polymer (A) is not particularly limited. However, the repeating unit represented by the general formula (c-3) (hereinafter referred to as “repeating unit (2-1)”) and the repeating unit represented by the general formula (c-6) (hereinafter referred to as “repeating unit”). (2-2) ") is preferable.

[2−1−2]繰り返し単位(2−1):
重合体(A)中、繰り返し単位(2−1)の含有割合は、15〜85mol%であることが好ましく、25〜75mol%であることが更に好ましく、35〜60mol%であることが特に好ましい。15mol%未満であると、溶解した後のコントラストが損なわれ、パターン形状が低下する場合がある。一方、85mol%超であると、基板との密着性が不十分となりパターンが剥がれてしまう場合がある。
[2-1-2] Repeating unit (2-1):
In the polymer (A), the content of the repeating unit (2-1) is preferably 15 to 85 mol%, more preferably 25 to 75 mol%, and particularly preferably 35 to 60 mol%. . If it is less than 15 mol%, the contrast after dissolution is impaired, and the pattern shape may be lowered. On the other hand, if it exceeds 85 mol%, the adhesion to the substrate is insufficient and the pattern may be peeled off.

[2−1−3]繰り返し単位(2−2):
重合体(A)中、繰り返し単位(2−2)の含有割合は、5〜75mol%であることが好ましく、15〜65mol%であることが更に好ましく、25〜55mol%であることが特に好ましい。5mol%未満であると、レジストとして基板との密着性が不十分となりパターンが剥がれてしまう場合がある。一方、75mol%超であると、溶解した後のコントラストが損なわれ、パターン形状が低下する場合がある。
[2-1-3] Repeating unit (2-2):
In the polymer (A), the content of the repeating unit (2-2) is preferably 5 to 75 mol%, more preferably 15 to 65 mol%, and particularly preferably 25 to 55 mol%. . If it is less than 5 mol%, the resist may have insufficient adhesion to the substrate and the pattern may be peeled off. On the other hand, if it exceeds 75 mol%, the contrast after dissolution is impaired, and the pattern shape may be lowered.

[2−1−4]他の繰り返し単位:
重合体(A)は、上記フッ素原子含有割合を有する限り、繰り返し単位(2−1)及び(2−2)以外の他の繰り返し単位を有するものであってもよい。他の繰り返し単位を構成する重合性不飽和単量体としては、国際公開2007/116664A号[0047]〜[0048]段落、[0073]〜[0077]段落、及び[0079]〜[0082]段落に開示されている単量体を挙げることができる。
[2-1-4] Other repeating units:
The polymer (A) may have another repeating unit other than the repeating units (2-1) and (2-2) as long as it has the fluorine atom content. As the polymerizable unsaturated monomer constituting the other repeating unit, International Publication No. 2007 / 116664A, [0047] to [0048] paragraph, [0073] to [0077] paragraph, and [0079] to [0082] paragraph And monomers disclosed in (1).

重合体(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(以下、「Mw」という)は、通常、3,000〜300,000であり、好ましくは4,000〜200,000であり、更に好ましくは4,000〜100,000である。Mwが3,000未満であると、レジストとしての耐熱性が低下する場合がある。一方、300,000超であると、レジストとしての現像性が低下する場合がある。   The weight average molecular weight (hereinafter referred to as “Mw”) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer (A) is usually 3,000 to 300,000, preferably 4,000 to 200. 1,000, more preferably 4,000 to 100,000. If the Mw is less than 3,000, the heat resistance as a resist may decrease. On the other hand, if it exceeds 300,000, developability as a resist may be lowered.

なお、重合体(A)は、レジストとしての感度、解像度、プロセス安定性、パターン形状等を向上させる観点から、ハロゲン、金属等の不純物が少ないほど好ましい。重合体(A)の精製法としては、例えば、水洗、液々抽出等の化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠心分離等の物理的精製法との組み合わせ等がある。なお、本発明の感放射線性樹脂組成物は、重合体(A)を1種単独で又は2種以上を組み合わせて配合することができる。   The polymer (A) is preferably as less as possible as impurities such as halogen and metal from the viewpoint of improving the sensitivity, resolution, process stability, pattern shape and the like as a resist. Examples of the purification method of the polymer (A) include chemical purification methods such as washing with water and liquid-liquid extraction, and combinations of these chemical purification methods with physical purification methods such as ultrafiltration and centrifugation. is there. In addition, the radiation sensitive resin composition of this invention can mix | blend a polymer (A) individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

[2−2]酸発生剤(B):
(B)感放射線性酸発生剤((B)酸発生剤)は、放射線の照射(以下、「露光」という)により酸を発生するものである。(B)酸発生剤は、露光により発生した酸の作用によって、(A)重合体中に存在する酸解離性基を解離させて、(A)重合体をアルカリ可溶性にする。その結果、レジスト被膜の露光部がアルカリ現像液に易溶性となり、ポジ型のレジストパターンを形成することができる。このような(B)酸発生剤としては、例えば、特開2009−134088号公報の段落[0080]〜[0113]に記載されている化合物などを挙げることができる。
[2-2] Acid generator (B):
(B) The radiation-sensitive acid generator ((B) acid generator) generates an acid upon irradiation with radiation (hereinafter referred to as “exposure”). (B) The acid generator dissociates the acid dissociable group present in the polymer (A) by the action of the acid generated by exposure, and makes the polymer (A) alkali-soluble. As a result, the exposed portion of the resist film becomes readily soluble in an alkali developer, and a positive resist pattern can be formed. Examples of the acid generator (B) include compounds described in paragraphs [0080] to [0113] of JP2009-134088A.

(B)酸発生剤としては、具体的には、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、シクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシル・メチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシル・2−オキソシクロヘキシルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、2−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、   (B) Specific examples of the acid generator include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, and bis (4-t-butylphenyl) iodonium. Trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium Nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, cyclohexyl 2-oxocyclohexyl Le methyl trifluoromethanesulfonate, dicyclohexyl-2-oxo-cyclohexyl trifluoromethane sulfonate, 2-oxo-cyclohexyl dimethyl sulfonium trifluoromethane sulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyl dimethyl sulfonium trifluoromethane sulfonate,

4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(1−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(1−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(1−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、   4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium perfluoro-n- Octanesulfonate, 1- (1-naphthylacetomethyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (1-naphthylacetomethyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (1-naphthylacetomethyl) Tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- 3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro -n- butane sulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium perfluoro -n- octane sulfonate,

トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、パーフルオロ−n−オクタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N−ヒドロキシスクシイミドトリフルオロメタンスルホネート、N−ヒドロキシスクシイミドノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、N−ヒドロキシスクシイミドパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネートが好ましい。なお、(C)酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて含有させることができる。   Trifluoromethanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, nonafluoro-n-butanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide , Perfluoro-n-octanesulfonylbicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarbodiimide, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonate, N-hydroxysuccinimide nonafluoro-n- Butanesulfonate, N-hydroxysuccinimide perfluoro-n-octanesulfonate, and 1,8-naphthalenedicarboxylic acid imide trifluoromethanesulfonate are preferred. In addition, (C) acid generator can be contained individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(B)酸発生剤の含有量は、(A)重合体100質量部に対して、0.1〜30質量部であることが好ましく、2〜27質量部であることが更に好ましく、5〜25質量部であることが特に好ましい。0.1質量部未満であると、レジスト被膜としての感度や解像度が低下する場合がある。一方、30質量部超であると、レジスト被膜としての塗布性やパターン形状が低下する場合がある。   The content of the (B) acid generator is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 2 to 27 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the (A) polymer. Particularly preferred is 25 parts by mass. If it is less than 0.1 parts by mass, the sensitivity and resolution as a resist film may be lowered. On the other hand, if it exceeds 30 parts by mass, the coatability and pattern shape as a resist film may be deteriorated.

[2−3]その他の成分:
本発明の感放射線性樹脂組成物には、必要に応じて、酸拡散制御剤、脂環族添加剤、界面活性剤、増感剤、ハレーション防止剤、接着助剤、保存安定化剤、消泡剤等の各種の添加剤を含有することができる。
[2-3] Other components:
The radiation-sensitive resin composition of the present invention includes an acid diffusion controller, an alicyclic additive, a surfactant, a sensitizer, an antihalation agent, an adhesion aid, a storage stabilizer, Various additives such as foaming agents can be contained.

[2−3−1]酸拡散制御剤:
酸拡散制御剤としては、例えば、一般式(10)で表される化合物(以下、「含窒素化合物(I)」という)、同一分子内に窒素原子を2個有する化合物(以下、「含窒素化合物(II)」という)、窒素原子を3個以上有する化合物(以下、「含窒素化合物(III)」という)、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複素環化合物等を挙げることができる。酸拡散制御剤を含有すると、レジストとしてのパターン形状や寸法忠実度を向上させることができる。

Figure 0005724265
(上記一般式(10)中、R45〜R47は、相互に独立に、水素原子、置換されていてもよい、直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を示す。) [2-3-1] Acid diffusion controller:
Examples of the acid diffusion controller include a compound represented by the general formula (10) (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound (I)”), a compound having two nitrogen atoms in the same molecule (hereinafter referred to as “nitrogen-containing compound”). Compound (II) ”, compounds having 3 or more nitrogen atoms (hereinafter referred to as“ nitrogen-containing compound (III) ”), amide group-containing compounds, urea compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds, and the like. When an acid diffusion control agent is contained, the pattern shape and dimensional fidelity as a resist can be improved.
Figure 0005724265
(In the general formula (10), R 45 to R 47 each independently represent a hydrogen atom, an optionally substituted linear, branched or cyclic alkyl group, aryl group, or aralkyl group. Show.)

含窒素化合物(I)としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン等のジアルキルアミン類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン等のトリアルキルアミン類;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、1−ナフチルアミン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等の芳香族アミン類等を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing compound (I) include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; di-n-butylamine, di-n- Dialkylamines such as pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine; triethylamine, tri-n-propylamine, Trialkylamines such as tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine Aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methyl Ruaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, 1-naphthylamine, 2- (4-aminophenyl) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl)- Aromatic amines such as 2- (4-hydroxyphenyl) propane can be exemplified.

含窒素化合物(II)としては、例えば、エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、1,4−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン等を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing compound (II) include ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, tetramethylenediamine, Hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,2′-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- ( 4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene and the like.

含窒素化合物(III)としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ジメチルアミノエチルアクリルアミドの重合体等を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing compound (III) include polymers of polyethyleneimine, polyallylamine, dimethylaminoethylacrylamide, and the like.

アミド基含有化合物としては、例えば、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン等を挙げることができる。   Examples of amide group-containing compounds include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone and the like. Can be mentioned.

ウレア化合物としては、例えば、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリブチルチオウレア等を挙げることができる。   Examples of urea compounds include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tributylthiourea and the like. Can do.

含窒素複素環化合物としては、例えば、ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、N−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、8−オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類の他、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、4−メチルモルホリン、ピペラジン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等を挙げることができる。   Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, and N-methyl-4-phenylpyridine. , Nicotine, nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 8-oxyquinoline, pyridines such as acridine, pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 4-methylmorpholine, piperazine, 1, 4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane and the like can be mentioned.

これらの酸拡散制御剤の中でも、含窒素化合物(I)、含窒素化合物(II)、含窒素複素環化合物が好ましい。なお、酸拡散制御剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。酸拡散制御剤の含有量は、(B)重合体100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、5質量部以下が更に好ましい。酸拡散制御剤の含有量が過剰になると、形成したレジスト被膜の感度が著しく低下する傾向にある。   Among these acid diffusion control agents, nitrogen-containing compounds (I), nitrogen-containing compounds (II), and nitrogen-containing heterocyclic compounds are preferable. In addition, an acid diffusion control agent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The content of the acid diffusion controller is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the polymer (B). When the content of the acid diffusion control agent is excessive, the sensitivity of the formed resist film tends to be remarkably lowered.

[2−3−2]脂環族添加剤:
脂環族添加剤は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を更に改善する作用を示す成分である。このような脂環族添加剤としては、例えば、1−アダマンタンカルボン酸t−ブチル、1−アダマンタンカルボン酸t−ブトキシカルボニルメチル、1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブトキシカルボニルメチル、1,3−アダマンタンジ酢酸ジ−t−ブチル等のアダマンタン誘導体類;デオキシコール酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル、デオキシコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、デオキシコール酸3−オキソシクロヘキシル、デオキシコール酸テトラヒドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラクトンエステル等のデオキシコール酸エステル類;リトコール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル、リトコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸3−オキソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロピラニル、リトコール酸メバロノラクトンエステル等のリトコール酸エステル類等を挙げることができる。これらの脂環族添加剤は、1種単独で又は2種以上を混合して使用することができる。脂環族添加剤の含有量は、(B)重合体100質量部に対して、通常、50質量部以下であり、好ましくは30質量部以下である。
[2-3-2] Alicyclic additive:
An alicyclic additive is a component that exhibits an action of further improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion to a substrate, and the like. Examples of such alicyclic additives include 1-adamantanecarboxylate t-butyl, 1-adamantanecarboxylate t-butoxycarbonylmethyl, 1,3-adamantanedicarboxylate di-t-butyl, 1-adamantaneacetic acid. adamantane derivatives such as t-butyl, 1-adamantane acetate t-butoxycarbonylmethyl, 1,3-adamantanediacetate di-t-butyl; deoxycholate t-butyl, deoxycholate t-butoxycarbonylmethyl, deoxychol Deoxycholic acid esters such as 2-ethoxyethyl acid, 2-cyclohexyloxyethyl deoxycholic acid, 3-oxocyclohexyl deoxycholic acid, tetrahydropyranyl deoxycholic acid, mevalonolactone ester deoxycholic acid; t-butyl lithocholic acid , Lithocholic acid esters such as t-butoxycarbonylmethyl cholic acid, 2-ethoxyethyl lithocholic acid, 2-cyclohexyloxyethyl lithocholic acid, 3-oxocyclohexyl lithocholic acid, tetrahydropyranyl lithocholic acid, mevalonolactone ester of lithocholic acid, etc. Can be mentioned. These alicyclic additives can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. Content of an alicyclic additive is 50 mass parts or less normally with respect to 100 mass parts of (B) polymers, Preferably it is 30 mass parts or less.

[2−3−3]界面活性剤:
界面活性剤は、塗布性、現像性等を改良する作用を示す成分である。このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤のほか、以下商品名で、KP341(信越化学工業社製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学社製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ社製)、メガファックスF171、同F173(以上、大日本インキ化学工業社製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子社製)等を挙げることができる。これらの界面活性剤は、1種単独で又は2種以上を混合して使用することができる。界面活性剤の含有量は、(B)重合体100質量部に対して、通常、2質量部以下である。
[2-3-3] Surfactant:
A surfactant is a component that exhibits an effect of improving coatability, developability, and the like. Examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, and polyethylene glycol dilaurate. In addition to nonionic surfactants such as polyethylene glycol distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products), Megafax F171, F173 (above, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 (above, manufactured by Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 ( As mentioned above, Asahi Glass Co., Ltd.) can be mentioned. These surfactants can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. The content of the surfactant is usually 2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer (B).

[2−4]組成物溶液の調製:
本発明の感放射線性樹脂組成物は、通常、その使用に際して、全固形分濃度が1〜50質量%、好ましくは3〜25質量%となるように溶剤に溶解した後、例えば孔径0.02μm程度のフィルターでろ過することによって、組成物溶液として調製される。
[2-4] Preparation of composition solution:
The radiation sensitive resin composition of the present invention is usually dissolved in a solvent so that the total solid content concentration is 1 to 50% by mass, preferably 3 to 25% by mass, and then, for example, the pore size is 0.02 μm. It is prepared as a composition solution by filtering with a filter of a degree.

組成物溶液の調製に使用される溶剤としては、例えば、直鎖状又は分岐状のケトン類;環状のケトン類;プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類;3−アルコキシプロピオン酸アルキル類のほか   Examples of the solvent used for the preparation of the composition solution include linear or branched ketones; cyclic ketones; propylene glycol monoalkyl ether acetates; alkyl 2-hydroxypropionate; 3-alkoxypropion. In addition to alkyl acids

n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、   n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether , Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol di-n-propyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono-n-propyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monoethyl Ether, propylene glycol mono -n- propyl ether,

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

これらの溶剤は、1種単独で又は2種以上を混合して使用することができるが、これらの中でも、直鎖状又は分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオン酸アルキル類等が好ましい。   These solvents can be used singly or in combination of two or more, and among these, linear or branched ketones, cyclic ketones, propylene glycol monoalkyl ether acetates , Alkyl 2-hydroxypropionate, alkyl 3-alkoxypropionate and the like are preferable.

[3]レジストパターンの形成方法:
本発明のレジストパターン形成方法は、被膜形成工程(1)、露光工程(2)及び現像工程(3)を必須工程として備える。
[3] Method for forming resist pattern:
The resist pattern forming method of the present invention includes a film forming step (1), an exposure step (2), and a developing step (3) as essential steps.

[3−1]:被膜形成工程(1):
被膜形成工程(1)は、基板上に、本発明の感放射線性樹脂組成物からなるレジスト被膜を形成する工程である。例えば、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の塗布方法によって、本発明の感放射線性樹脂組成物の溶液を基板上に塗布し、レジスト被膜を形成する。
[3-1]: Film formation step (1):
A film formation process (1) is a process of forming the resist film which consists of a radiation sensitive resin composition of this invention on a board | substrate. For example, the solution of the radiation-sensitive resin composition of the present invention is applied on a substrate by a coating method such as spin coating, cast coating, roll coating, and the like to form a resist film.

基板としては、例えばシリコンウエハー、アルミニウムで被覆されたウエハー等を用いることができる。レジスト被膜の厚さは0.1〜5μmであることが好ましく、0.1〜2μmであることが更に好ましい。   As the substrate, for example, a silicon wafer, a wafer coated with aluminum, or the like can be used. The thickness of the resist film is preferably 0.1 to 5 μm, and more preferably 0.1 to 2 μm.

被膜形成工程においては被膜中の溶剤分を揮発させるためプレベーク(PB)を行ってもよい。プレベークの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって異なるが、30〜200℃であることが好ましく、50〜150℃であることが更に好ましい。   In the film forming step, pre-baking (PB) may be performed in order to volatilize the solvent in the film. Although the prebaking heating conditions differ depending on the composition of the radiation-sensitive resin composition, it is preferably 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C.

なお、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、基板上に有機系又は無機系の反射防止膜を形成してもよい(例えば特公平6−12452号公報参照)。また、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、レジスト被膜上に保護膜を形成してもよい(例えば特開平5−188598号公報参照)。更には、これらの技術を併用してもよい。 In order to maximize the potential of the radiation sensitive resin composition, an organic or inorganic antireflection film may be formed on the substrate (see, for example, Japanese Patent Publication No. 6-12458). Further, a protective film may be formed on the resist film in order to prevent the influence of basic impurities and the like contained in the environmental atmosphere (see, for example, JP-A-5-188598). Furthermore, these techniques may be used in combination.

[3−2]露光工程(2):
露光工程(2)は、マスクパターンを介して前記レジスト被膜に放射線を照射し、前記レジスト被膜を露光させる工程である。レジスト被膜に放射線を照射すると露光部に酸発生剤(B)に由来する酸が発生し、その酸の作用により重合体(A)中の酸解離性基が解離し、当初アルカリ不溶性又はアルカリ難溶性であった重合体(A)がアルカリ可溶性の重合体に変換される。
[3-2] Exposure step (2):
The exposure step (2) is a step of exposing the resist film by irradiating the resist film with radiation through a mask pattern. When the resist film is irradiated with radiation, an acid derived from the acid generator (B) is generated in the exposed area, and the acid-dissociable group in the polymer (A) is dissociated by the action of the acid, and is initially insoluble or difficult to alkali. The soluble polymer (A) is converted into an alkali-soluble polymer.

照射する放射線としては、酸発生剤(B)の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等の中から適宜選択すればよい。但し、これらの放射線の中でもArFエキシマレーザー(波長193nm)又はKrFエキシマレーザー(波長248nm)を照射することが好ましい。   The radiation to be irradiated may be appropriately selected from visible rays, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, charged particle beams and the like according to the type of the acid generator (B). However, among these radiations, it is preferable to irradiate an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) or a KrF excimer laser (wavelength 248 nm).

なお、露光後には、ポストイクスポージャーベーク(PEB)を行うことが好ましい。このPEBにより、重合体(A)中の酸解離性基の解離反応が円滑に進行する。PEBの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって異なるが、通常、30〜200℃であり、50〜170℃とすることが好ましい。   In addition, after exposure, it is preferable to perform post exposure baking (PEB). By this PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group in the polymer (A) proceeds smoothly. The heating conditions for PEB vary depending on the composition of the radiation-sensitive resin composition, but are usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 170 ° C.

露光工程(2)は、前記被膜形成工程(1)で形成されたレジスト被膜上に液浸露光液を配置し、前記液浸露光液を介して前記レジスト被膜を露光させるものであることが好ましい(液浸露光)。   In the exposure step (2), an immersion exposure liquid is preferably disposed on the resist film formed in the film formation step (1), and the resist film is exposed through the immersion exposure liquid. (Immersion exposure).

液浸露光用液体としては、例えば、純水、長鎖又は環状の脂肪族化合物等を用いることができる。   As the liquid for immersion exposure, for example, pure water, a long chain or cyclic aliphatic compound, or the like can be used.

通常、液浸露光においては、レジスト被膜からの酸発生剤等の流出を防止するため、レジスト被膜上に上層膜(保護膜)を形成する(例えば特開2005−352384号公報参照)。しかし、本発明の感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト被膜を形成した場合には必ずしも前記上層膜を形成する必要がない。このように上層膜を設けない方法は上層膜の成膜工程を省くことができ、スループットの向上を期待することができる。   Usually, in immersion exposure, an upper layer film (protective film) is formed on the resist film in order to prevent the acid generator and the like from flowing out of the resist film (see, for example, JP-A-2005-352384). However, when the resist film is formed using the radiation sensitive resin composition of the present invention, it is not always necessary to form the upper layer film. Thus, the method without providing the upper layer film can omit the step of forming the upper layer film and can be expected to improve the throughput.

[3−3]現像工程(3):
現像工程(3)は、露光された前記レジスト被膜を現像してレジストパターンを形成する工程である。露光工程(2)においてアルカリ可溶性に変換された重合体(A)がアルカリ現像液によって溶解、除去され、ポジ型のレジストパターンが形成される。通常、現像工程(3)の後、水洗浄及び乾燥を行う。
[3-3] Development step (3):
The development step (3) is a step of developing the exposed resist film to form a resist pattern. The polymer (A) converted to alkali-soluble in the exposure step (2) is dissolved and removed by an alkali developer, and a positive resist pattern is formed. Usually, after the development step (3), washing with water and drying are performed.

現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。   Examples of the developer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, Ethyldimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3.0 An alkaline aqueous solution in which at least one of alkaline compounds such as -5-nonene is dissolved is preferable.

アルカリ性水溶液の濃度は、通常、10質量%以下である。アルカリ性水溶液の濃度が10質量%超であると、非露光部も現像液に溶解するおそれがある。 The concentration of the alkaline aqueous solution is usually 10% by mass or less. If the concentration of the alkaline aqueous solution is more than 10% by mass, the unexposed area may be dissolved in the developer.

また、アルカリ性水溶液からなる現像液には有機溶媒や界面活性剤を添加してもよい。有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン等の直鎖状、分岐状又は環状のケトン類;メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホルムアミド等がある。   Moreover, you may add an organic solvent and surfactant to the developing solution which consists of alkaline aqueous solution. Examples of the organic solvent include linear, branched or cyclic ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl i-butyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 3-methylcyclopentanone, and 2,6-dimethylcyclohexanone; methanol , Ethanol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 1,4-hexanediol, 1,4-hexanedimethylol, and the like; tetrahydrofuran And ethers such as dioxane; esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate and i-amyl acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; phenol, acetonylacetone and dimethylformamide.

これらの有機溶媒は、1種単独で又は2種以上を混合して使用することができる。有機溶媒の使用量は、アルカリ性水溶液に対して、100容量%以下が好ましい。有機溶媒の使用量が100容量%超であると、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなる場合がある。   These organic solvents can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. The amount of the organic solvent used is preferably 100% by volume or less with respect to the alkaline aqueous solution. If the amount of the organic solvent used is more than 100% by volume, the developability may be deteriorated and the development residue in the exposed area may increase.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限りモル基準である。また、各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” are on a molar basis unless otherwise specified. Moreover, the measuring method of various physical-property values and the evaluation method of various characteristics are shown below.

[後退接触角の測定]:
まず、感放射線性樹脂組成物によって基板(ウェハ)上に被膜を形成した。その後、形成した被膜について、室温23℃、湿度45%、常圧の環境下で、KRUS社製の「DSA−10」を用いて以下の手順で後退接触角を算出した。
[Measurement of receding contact angle]:
First, a film was formed on a substrate (wafer) with the radiation sensitive resin composition. Thereafter, the receding contact angle of the formed film was calculated in the following procedure using “DSA-10” manufactured by KRUS under an environment of room temperature 23 ° C., humidity 45%, and normal pressure.

まず、ウェハステージ位置を調整する。次に、ウェハをステージにセットする。「DSA−10」の針に水を注入する。次に、針の位置を微調整する。次に、針から水を排出してウェハ上に25μLの水滴を形成した後、水滴から針を一旦引き抜く。次に、針を、上記微調整した位置に再び引き下げる。次に、針によって水滴を10μL/分の速度で90秒間吸引するとともに、接触角を毎秒(計90回)測定する。次に、接触角が安定した時点から計20点の接触角について平均値を算出して後退接触角(°)とする。   First, the wafer stage position is adjusted. Next, the wafer is set on the stage. Water is injected into the “DSA-10” needle. Next, the position of the needle is finely adjusted. Next, water is discharged from the needle to form a 25 μL water droplet on the wafer, and then the needle is once pulled out of the water droplet. Next, the needle is pulled down again to the finely adjusted position. Next, a water droplet is sucked with a needle at a speed of 10 μL / min for 90 seconds, and the contact angle is measured every second (total 90 times). Next, an average value is calculated for a total of 20 contact angles from the time when the contact angle is stabilized, and is set as the receding contact angle (°).

8インチシリコンウェハ上に、感放射線性樹脂組成物によって、膜厚110nmの被膜を形成し、120度で60秒間ソフトベーク(SB)を行った基盤の後退接触角を「SB後の後退接触角」とした。   A substrate with a film thickness of 110 nm was formed on an 8-inch silicon wafer with a radiation-sensitive resin composition, and the substrate was subjected to soft baking (SB) at 120 degrees for 60 seconds. "

8インチシリコンウェハ上に、感放射線性樹脂組成物によって、膜厚110nmの被膜を形成し、120度で60秒間ソフトベーク(SB)を行った。その後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により現像し、水洗し、乾燥した基盤の後退接触角を「現像後の後退接触角」とした。   A film having a film thickness of 110 nm was formed on an 8-inch silicon wafer with a radiation-sensitive resin composition, and soft baking (SB) was performed at 120 degrees for 60 seconds. Thereafter, the substrate was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, washed with water, and the receding contact angle of the dried substrate was defined as “the receding contact angle after development”.

[現像欠陥]:
まず、下層反射防止膜(「ARC66」、日産化学社製)を形成した12インチシリコンウェハ上に、感放射線性樹脂組成物によって、膜厚110nmの被膜を形成し、120度で60秒間ソフトベーク(SB)を行った。次に、この被膜を、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(「NSR S610C」、NIKON社製)を用い、NA=1.3、ratio=0.800、Dipoleの条件により、マスクパターンを介して露光した。露光後、95℃で60秒間ポストベーク(PEB)を行った。その後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。このとき、幅45nmのラインアンドスペースを形成する露光量を最適露光量とした。この最適露光量にてウェハ全面に線幅45nmのラインアンドスペースを形成し、欠陥検査用ウェハとした。なお、測長には走査型電子顕微鏡(「CC−4000」、日立ハイテクノロジーズ社製)を用いた。
[Development defects]:
First, a coating having a film thickness of 110 nm is formed from a radiation-sensitive resin composition on a 12-inch silicon wafer on which an underlayer antireflection film (“ARC66”, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is formed, and soft baking is performed at 120 degrees for 60 seconds. (SB) was performed. Next, this film is exposed through a mask pattern using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (“NSR S610C”, manufactured by NIKON) under the conditions of NA = 1.3, ratio = 0.800, Dipole. did. After the exposure, post-baking (PEB) was performed at 95 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the resist film was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. At this time, the exposure amount for forming a line and space having a width of 45 nm was determined as the optimum exposure amount. With this optimum exposure amount, a line and space having a line width of 45 nm was formed on the entire surface of the wafer to obtain a defect inspection wafer. A scanning electron microscope (“CC-4000”, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) was used for length measurement.

その後、欠陥検査用ウェハ上の欠陥数を、KLA−Tencor社製の「KLA2810」を用いて測定した。更に、「KLA2810」にて測定された欠陥を、レジスト由来と判断されるものと外部由来の異物とに分類した。分類後、レジスト被膜由来と判断されるものの数(欠陥数)の合計が100個/wafer未満であった場合「良好」とし、100個から500個/waferであった場合は「やや良好」、500個/waferを超える場合は「不良」とした。   Thereafter, the number of defects on the defect inspection wafer was measured using “KLA2810” manufactured by KLA-Tencor. Furthermore, the defects measured by “KLA2810” were classified into those judged to be resist-derived and foreign matters derived from the outside. After classification, if the total number of defects determined from the resist film (number of defects) was less than 100 pieces / wafer, “good”, if 100 to 500 pieces / wafer, “slightly good” When exceeding 500 pieces / wafer, it was determined as “bad”.

[パターンの断面形状]:
まず、下層反射防止膜(「ARC66」、日産化学社製)を形成した12インチシリコンウェハ上に、感放射線性樹脂組成物によって、膜厚110nmの被膜を形成し、120度で60秒間ソフトベーク(SB)を行った。次に、この被膜を、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(「NSR S610C」、NIKON社製)を用い、NA=1.3、ratio=0.800、Dipoleの条件により、マスクパターンを介して露光した。露光後、95℃で60秒間ポストベーク(PEB)を行った。その後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。
[Pattern shape of pattern]:
First, a coating having a film thickness of 110 nm is formed from a radiation-sensitive resin composition on a 12-inch silicon wafer on which an underlayer antireflection film (“ARC66”, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is formed, and soft baking is performed at 120 degrees for 60 seconds. (SB) was performed. Next, this film is exposed through a mask pattern using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (“NSR S610C”, manufactured by NIKON) under the conditions of NA = 1.3, ratio = 0.800, Dipole. did. After the exposure, post-baking (PEB) was performed at 95 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the resist film was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, washed with water, and dried to form a positive resist pattern.

形成したパターンの断面形状を、日立ハイテクノロジーズ社製の「S−4800」にて観察し、ライン部の、被膜の厚さ方向の中間部における線幅Lbと、被膜表面における線幅Laを測定した。その後、式:(La−Lb)/Lbを算出し、算出された値が、0.90<(La−Lb)の場合は「T−top」とし、(La−Lb)<1.1の場合は「トップラウンド」とした。0.90≦(La−Lb)≦1.1の場合は「良好」とした。また、露光部に溶けのこりが発生していた場合は「スカム」とした。   The cross-sectional shape of the formed pattern is observed with “S-4800” manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, and the line width Lb in the middle part of the film in the thickness direction of the film and the line width La on the film surface are measured. did. Thereafter, the formula: (La−Lb) / Lb is calculated, and when the calculated value is 0.90 <(La−Lb), “T-top” is set, and (La−Lb) <1.1. In this case, the top round was selected. When 0.90 ≦ (La−Lb) ≦ 1.1, it was determined as “good”. Further, when melted residue was generated in the exposed portion, it was determined as “scum”.

[マスクエラーファクター(MEF)]
まず、下層反射防止膜(「ARC66」、日産化学社製)を形成した12インチシリコンウェハ上に、感放射線性樹脂組成物によって、膜厚110nmの被膜を形成し、120度で60秒間ソフトベーク(SB)を行った。次に、この被膜を、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(「NSR S610C」、NIKON社製)を用い、NA=1.3、ratio=0.800、Dipoleの条件により、マスクパターンを介して露光した。
[Mask error factor (MEF)]
First, a coating having a film thickness of 110 nm is formed from a radiation-sensitive resin composition on a 12-inch silicon wafer on which an underlayer antireflection film (“ARC66”, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is formed, and soft baking is performed at 120 degrees for 60 seconds. (SB) was performed. Next, this film is exposed through a mask pattern using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (“NSR S610C”, manufactured by NIKON) under the conditions of NA = 1.3, ratio = 0.800, Dipole. did.

露光後、95℃で60秒間ポストベーク(PEB)を行った。その後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により現像し、水洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成した。このとき、幅45nmのラインアンドスペースを形成する露光量を最適露光量とした。上記Eopにて、ライン幅のターゲットサイズを40nm、42nm、44nm、46nm、48nm、50nmとするマスクパターンをそれぞれ用い、ピッチ90nmのLSパターンを形成した。   After the exposure, post-baking (PEB) was performed at 95 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the resist film was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. At this time, the exposure amount for forming a line and space having a width of 45 nm was determined as the optimum exposure amount. In the above Eop, LS patterns with a pitch of 90 nm were formed using mask patterns with target sizes of 40 nm, 42 nm, 44 nm, 46 nm, 48 nm, and 50 nm, respectively.

このとき、ターゲットサイズ(nm)を横軸に、各マスクパターンを用いてレジスト膜に形成されたライン幅(nm)を縦軸にプロットしたときの直線の傾きをMEFとして算出した。MEF(直線の傾き)は、その値が1に近いほどマスク再現性が良好であり、値が1.10≦MEF<1.25の場合を「良好」とし、1.25≦MEF<1.50の場合を「やや良好」とし、1.50≦MEFを「不良」とした。得られた結果を表に示す。   At this time, the slope of the straight line when the target size (nm) was plotted on the horizontal axis and the line width (nm) formed on the resist film using each mask pattern was plotted on the vertical axis was calculated as MEF. As the MEF (straight line) is closer to 1, the reproducibility of the mask is better. When the value is 1.10 ≦ MEF <1.25, “good” is set, and 1.25 ≦ MEF <1. The case of 50 was “slightly good”, and 1.50 ≦ MEF was “bad”. The results obtained are shown in the table.

(合成例1)
2−(2,2,2―トリフルオロアセトキシ)エチルメタクリラート(式(M−16)で表される化合物)を合成した。
(Synthesis Example 1)
2- (2,2,2-trifluoroacetoxy) ethyl methacrylate (compound represented by the formula (M-16)) was synthesized.

真空加熱により内部を十分に乾燥させた反応器を、乾燥窒素で置換した後、上記反応器内に、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル130.14g(1.0mol)とメチルイソブチルケトン(MIBK)500mLを加えた。氷浴にて0℃に冷却し、攪拌しながら、トリフルオロ酢酸無水物231.03g(1.1mol)を30分かけて加えた。その後、よく攪拌しながら炭酸水素ナトリウム92.41g(1.1mol)を水500mLに溶かしたものを加えた。その後、MIBK層を分離し、水層を再びMIBKで抽出して抽出液を得た。この抽出液を、上記MIBK層と合わせて飽和食塩水で洗浄した後、硫酸ナトリウム(乾燥剤)で乾燥させた。その後、ブフナー漏斗にて上記乾燥剤を濾別後、有機溶剤を留去し、残渣を2mmHg下で減圧蒸留した。このようにして、2−(2,2,2―トリフルオロアセトキシ)エチルメタクリラート(207.34g(収率92%))を得た。

Figure 0005724265
After replacing the reactor sufficiently dried by vacuum heating with dry nitrogen, 130.14 g (1.0 mol) of 2-hydroxyethyl methacrylate and 500 mL of methyl isobutyl ketone (MIBK) were placed in the reactor. added. The mixture was cooled to 0 ° C. in an ice bath, and 231.03 g (1.1 mol) of trifluoroacetic anhydride was added over 30 minutes while stirring. Then, what melt | dissolved 92.41 g (1.1 mol) of sodium hydrogencarbonate in 500 mL of water was added, stirring well. Thereafter, the MIBK layer was separated, and the aqueous layer was extracted again with MIBK to obtain an extract. This extract was combined with the MIBK layer, washed with saturated saline, and then dried over sodium sulfate (desiccant). Thereafter, the desiccant was filtered off with a Buchner funnel, the organic solvent was distilled off, and the residue was distilled under reduced pressure under 2 mmHg. In this way, 2- (2,2,2-trifluoroacetoxy) ethyl methacrylate (207.34 g (yield 92%)) was obtained.
Figure 0005724265

なお、本実施例で得られた2−(2,2,2―トリフルオロアセトキシ)エチルメタクリラートのH−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.95(s,3H,C−CH)、4.45(m,3H,CH)、4.62(m,3H,CH)、5.62(s,1H,C=CH)、6.13(s,1H,C=CH
In addition, 1 H-NMR data of 2- (2,2,2-trifluoroacetoxy) ethyl methacrylate obtained in this example is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.95 (s, 3H, C—CH 3 ), 4.45 (m, 3H, CH 2 ), 4.62 (m, 3H, CH 2 ), 5. 62 (s, 1H, C = CH 2 ), 6.13 (s, 1H, C = CH 2 )

(合成例2)
式(M−17)で表される化合物を合成した。

Figure 0005724265
(Synthesis Example 2)
A compound represented by the formula (M-17) was synthesized.
Figure 0005724265

窒素雰囲気下、0℃にて5,5,5−トリフルオロ−4−ヒドロキシ−4−(トリフルオロメチル)ペンタン−2−イルメタクリレート29.42g(100mmol)に4−メチル−2−ペンタノン200mLを加えた。その後トリフルオロ酢酸無水物23.10g(100mmol)を30分かけて滴下した。その後室温にて2時間攪拌した後、炭酸水素ナトリウム水溶液を加えて反応を停止した。反応液に4−メチル−2−ペンタノンを加えて抽出を3回行い、得られた有機層を水、飽和食塩水でそれぞれ1回ずつ洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。その後、減圧下で溶媒留去して得られた生成物をカラムクロマトグラフィーで精製し、上記式(M−17)で表される5,5,5−トリフルオロ−4−(2,2,2−トリフルオロアセトキシ)−4−(トリフルオロメチル)ペンタン−2−イルメタクリレートを17.29g得た(収率44%)。   In a nitrogen atmosphere at 0 ° C., 200 mL of 4-methyl-2-pentanone was added to 29.42 g (100 mmol) of 5,5,5-trifluoro-4-hydroxy-4- (trifluoromethyl) pentan-2-yl methacrylate. added. Thereafter, 23.10 g (100 mmol) of trifluoroacetic anhydride was added dropwise over 30 minutes. Then, after stirring at room temperature for 2 hours, an aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added to stop the reaction. 4-Methyl-2-pentanone was added to the reaction solution for extraction three times, and the obtained organic layer was washed once with water and saturated brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. Then, the product obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was purified by column chromatography, and 5,5,5-trifluoro-4- (2,2,2) represented by the above formula (M-17). 17.29 g of 2-trifluoroacetoxy) -4- (trifluoromethyl) pentan-2-yl methacrylate was obtained (44% yield).

なお、本実施例で得られた5,5,5−トリフルオロ−4−(2,2,2−トリフルオロアセトキシ)−4−(トリフルオロメチル)ペンタン−2−イルメタクリレートのH−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.35(d,3H,CH)、1.92(s,3H,CH)、2.70−2.90(m,2H,CH)、5.11−5.22(m,1H,O−CH)、5.47(s,1H,C=CH)、6.10(s,1H,C=CH
1 H-NMR of 5,5,5-trifluoro-4- (2,2,2-trifluoroacetoxy) -4- (trifluoromethyl) pentan-2-yl methacrylate obtained in this example The data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.35 (d, 3H, CH 3 ), 1.92 (s, 3H, CH 3 ), 2.70-2.90 (m, 2H, CH 2 ), 5.11-5.22 (m, 1H, O—CH), 5.47 (s, 1H, C═CH 2 ), 6.10 (s, 1H, C═CH 2 )

(合成例3)
式(M−18)で表される化合物を合成した。

Figure 0005724265
(Synthesis Example 3)
A compound represented by the formula (M-18) was synthesized.
Figure 0005724265

窒素雰囲気下、0℃にて4−[(2−メタクリロイルオキシ)エトキシ]−4−オキソ酪酸11.51g(50mmol)に脱水塩化メチレン400mL、トリエチルアミン11.13g(110mmol)を加えた。その後クロロぎ酸ベンジル17.06g(100mmol)を10分かけて滴下した。その後室温にて2時間攪拌した。薄層クロマトグラフィー(TLC)にて原料の消失を確認した後、炭酸水素ナトリウム水溶液を加えて反応を停止した。その後、反応液に酢酸エチルを加えて抽出を3回行い、得られた有機層を水、飽和食塩水でそれぞれ1回ずつ洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。その後、減圧下で溶媒留去して得られた生成物をカラムクロマトグラフィーで精製し、上記式(M−19)で表されるベンジル2−(メタクリロイルオキシ)エチルスクシナートを11.21g得た(収率70%)。   Under a nitrogen atmosphere, 400 mL of dehydrated methylene chloride and 11.13 g (110 mmol) of triethylamine were added to 11.51 g (50 mmol) of 4-[(2-methacryloyloxy) ethoxy] -4-oxobutyric acid at 0 ° C. Thereafter, 17.06 g (100 mmol) of benzyl chloroformate was added dropwise over 10 minutes. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After confirming the disappearance of the raw material by thin layer chromatography (TLC), an aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added to stop the reaction. Thereafter, ethyl acetate was added to the reaction solution to perform extraction three times. The obtained organic layer was washed once with water and saturated brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. Then, the product obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was purified by column chromatography to obtain 11.21 g of benzyl 2- (methacryloyloxy) ethyl succinate represented by the above formula (M-19). (Yield 70%).

なお、本実施例で得られた1−ベンジル2−[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]シクロヘキサン−1,2−ジカルボキシレートのH−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.94(s,3H,C−CH)、2.55−2.71(m,4H,C(=O)CH)、4.26−4.45(m,4H,O−CH)、5.12−5.28(m,2H,Ar−CH)、5.59(s,1H,C=CH)、6.12(s,1H,C=CH)、7.28−7.49(m,5H,Ar)
In addition, 1 H-NMR data of 1 -benzyl 2- [2- (methacryloyloxy) ethyl] cyclohexane-1,2-dicarboxylate obtained in this example is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.94 (s, 3H, C—CH 3 ), 2.55-2.71 (m, 4H, C (═O) CH 2 ), 4.26-4 .45 (m, 4H, O—CH 2 ), 5.12-5.28 (m, 2H, Ar—CH 2 ), 5.59 (s, 1H, C═CH 2 ), 6.12 (s , 1H, C = CH 2) , 7.28-7.49 (m, 5H, Ar)

(合成例4)
式(M−19)で表される化合物を合成した。

Figure 0005724265
(Synthesis Example 4)
A compound represented by the formula (M-19) was synthesized.
Figure 0005724265

窒素雰囲気下、0℃にて2−{[2−(メタクリロイルオキシ)エトキシ]カルボニル}シクロヘキサンカルボン酸28.43g(100mmol)に脱水塩化メチレン400mL、トリエチルアミン11.13g(110mmol)を加えた。その後クロロぎ酸ベンジル17.06g(100mmol)を10分かけて滴下した。その後室温にて2時間攪拌した。薄層クロマトグラフィー(TLC)にて原料の消失を確認した後、炭酸水素ナトリウム水溶液を加えて反応を停止した。その後、反応液に酢酸エチルを加えて抽出を3回行い、得られた有機層を水、飽和食塩水でそれぞれ1回ずつ洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。その後、減圧下で溶媒留去して得られた生成物をカラムクロマトグラフィーで精製し、上記式(M−19)で表される1−ベンジル2−[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]シクロヘキサン−1,2−ジカルボキシレートを26.66g得た(収率71%)。   Under a nitrogen atmosphere, at 0 ° C., 400 mL of dehydrated methylene chloride and 11.13 g (110 mmol) of triethylamine were added to 28.43 g (100 mmol) of 2-{[2- (methacryloyloxy) ethoxy] carbonyl} cyclohexanecarboxylic acid. Thereafter, 17.06 g (100 mmol) of benzyl chloroformate was added dropwise over 10 minutes. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After confirming the disappearance of the raw material by thin layer chromatography (TLC), an aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added to stop the reaction. Thereafter, ethyl acetate was added to the reaction solution to perform extraction three times. The obtained organic layer was washed once with water and saturated brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. Then, the product obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was purified by column chromatography, and 1-benzyl 2- [2- (methacryloyloxy) ethyl] cyclohexane- represented by the above formula (M-19). 26.66 g of 1,2-dicarboxylate was obtained (yield 71%).

なお、本実施例で得られた1−ベンジル2−[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]シクロヘキサン−1,2−ジカルボキシレートのH−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.31−2.26(m,8H,CH)、1.92(s,3H,CH)、2.87−2.91(m,2H,CH)、4.18−4.42(m,4H,O−CH)、5.17−5.30(m,2H,Ar−CH)、5.59(s,1H,C=CH)、6.11(s,1H,C=CH)、7.29−7.51(m,5H,Ar)
In addition, 1 H-NMR data of 1 -benzyl 2- [2- (methacryloyloxy) ethyl] cyclohexane-1,2-dicarboxylate obtained in this example is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.31-2.26 (m, 8H, CH 2 ), 1.92 (s, 3H, CH 3 ), 2.87-2.91 (m, 2H, CH), 4.18-4.42 (m, 4H , O-CH 2), 5.17-5.30 (m, 2H, Ar-CH 2), 5.59 (s, 1H, C = CH 2), 6.11 (s, 1H , C = CH 2), 7.29-7.51 (m, 5H, Ar)

(合成例5)
(1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)メチル2−(メタクリロイルオキシ)エチルスクシナート(式(M−20)で表される化合物)を合成した。
(Synthesis Example 5)
(1,3-Dioxoisoindoline-2-yl) methyl 2- (methacryloyloxy) ethyl succinate (compound represented by formula (M-20)) was synthesized.

真空加熱により内部を十分に乾燥させた反応器を、乾燥窒素で置換した後、上記反応器内に、4−[(2−メタクリロイルオキシ)エトキシ]−4−オキソ酪酸11.51g(0.05mol)、トリエチルアミン6.07g(0.06mol)、ジメチルホルムアミド(DMF)150mLを加えた。オイルバスにて65℃に加熱し、攪拌しながら、N−(ブロモメチル)フタルイミド12.00g(0.05mol)をDMF100mLに溶解したものを15分かけて加えた。一時間攪拌した後、ロータリーエバポレーターにてDMFを留去し、残渣を酢酸エチルにて抽出して抽出液を得た。この抽出液を水にて3回洗浄し、その後飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で順次洗浄し、硫酸ナトリウム(乾燥剤)で乾燥させた。その後、ブフナー漏斗にて上記乾燥剤を濾別後、有機溶剤を留去し、た。このようにして、(1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)メチル2−(メタクリロイルオキシ)エチルスクシナート(13.95g(収率72%))を得た。

Figure 0005724265
After replacing the reactor sufficiently dried by vacuum heating with dry nitrogen, 11.51 g (0.05 mol) of 4-[(2-methacryloyloxy) ethoxy] -4-oxobutyric acid was added to the reactor. ), 6.07 g (0.06 mol) of triethylamine, and 150 mL of dimethylformamide (DMF) were added. A solution prepared by dissolving 12.00 g (0.05 mol) of N- (bromomethyl) phthalimide in 100 mL of DMF was added over 15 minutes while stirring at 65 ° C. in an oil bath. After stirring for 1 hour, DMF was distilled off with a rotary evaporator, and the residue was extracted with ethyl acetate to obtain an extract. This extract was washed three times with water, then washed successively with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and saturated brine, and dried over sodium sulfate (desiccant). Thereafter, the desiccant was filtered off with a Buchner funnel, and then the organic solvent was distilled off. Thus, (1,3-dioxoisoindoline-2-yl) methyl 2- (methacryloyloxy) ethyl succinate (13.95 g (yield 72%)) was obtained.
Figure 0005724265

なお、本実施例で得られた(1,3−ジオキソイソインドリン−2−イル)メチル2−(メタクリロイルオキシ)エチルスクシナートのH−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.94(s,3H,C−CH)、2.57−2.74(m,4H,C(=O)CH)、4.26−4.43(m,4H,O−CH)、5.59(s,1H,C=CH)、5.66−5.78(m,2H,CH−N)、6.12(s,1H,C=CH)、7.71−7.83(m、2H、Ar)、7.84−7.98(m、2H、Ar)
The 1 H-NMR data of (1,3-dioxoisoindoline-2-yl) methyl 2- (methacryloyloxy) ethyl succinate obtained in this example is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.94 (s, 3H, C—CH 3 ), 2.57-2.74 (m, 4H, C (═O) CH 2 ), 4.26-4 .43 (m, 4H, O—CH 2 ), 5.59 (s, 1H, C═CH 2 ), 5.66-5.78 (m, 2H, CH 2 —N), 6.12 (s , 1H, C = CH 2) , 7.71-7.83 (m, 2H, Ar), 7.84-7.98 (m, 2H, Ar)

(合成例6−1)
ベンジル2,2−ジフルオロ−3−(メタクロイルオキシ)ペンタノアート(式(M−21)で表される化合物)を合成した。
(Synthesis Example 6-1)
Benzyl 2,2-difluoro-3- (methacryloyloxy) pentanoate (a compound represented by the formula (M-21)) was synthesized.

真空加熱により内部を十分に乾燥させた反応器を、乾燥窒素で置換した後、上記反応器内に、2,2−ジフルオロ−3−(メタクロイルオキシ)ペンタン酸25.54g(0.1mol)、トリエチルアミン11.13g(0.11mol)、塩化メチレン250mLを加えた。氷浴にて0℃に冷却し、攪拌しながら、クロロぎ酸ベンジル17.06g(0.1mol)を10分かけて加えた。その後、反応器を室温まで昇温し、2時間攪拌した後、よく攪拌しながら飽和炭酸水素ナトリウム水溶液300gを加えた。その後、塩化メチレン層を分離し、水層を再び塩化メチレンで抽出して抽出液を得た。この抽出液を、上記塩化メチレン層と合わせて飽和食塩水で洗浄した後、硫酸ナトリウム(乾燥剤)で乾燥させた。その後、ブフナー漏斗にて上記乾燥剤を濾別後、有機溶剤を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。このようにして、ベンジル2,2−ジフルオロ−3−(メタクロイルオキシ)ペンタノアート(23.14g(収率74%))を得た。

Figure 0005724265
After replacing the reactor sufficiently dried by vacuum heating with dry nitrogen, 25.54 g (0.1 mol) of 2,2-difluoro-3- (methacryloyloxy) pentanoic acid was placed in the reactor. Then, 11.13 g (0.11 mol) of triethylamine and 250 mL of methylene chloride were added. The mixture was cooled to 0 ° C. in an ice bath, and 17.06 g (0.1 mol) of benzyl chloroformate was added over 10 minutes while stirring. Thereafter, the temperature of the reactor was raised to room temperature, and after stirring for 2 hours, 300 g of a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added with good stirring. Thereafter, the methylene chloride layer was separated, and the aqueous layer was extracted again with methylene chloride to obtain an extract. The extract was combined with the methylene chloride layer and washed with saturated brine, and then dried over sodium sulfate (desiccant). Thereafter, the desiccant was filtered off with a Buchner funnel, the organic solvent was distilled off, and the residue was purified by silica gel column chromatography. In this way, benzyl 2,2-difluoro-3- (methacryloyloxy) pentanoate (23.14 g (74% yield)) was obtained.
Figure 0005724265

なお、本実施例で得られたベンジル2,2−ジフルオロ−3−(メタクロイルオキシ)ペンタノアートのH−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:0.95(t,3H,CH−CH)、1.75−1.89(m,2H,CH−CH)、1.87(s,3H,CH−C)、5.24(s,2H,Ph−CH)、5.34−5.39(m,1H,CH−CF)、5.55(s,1H,C=CH)、6.06(s,1H,C=CH)、7.33−7.42(m、5H、Ar)
In addition, 1 H-NMR data of benzyl 2,2-difluoro-3- (methacryloyloxy) pentanoate obtained in this example is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 0.95 (t, 3H, CH 2 —CH 3 ), 1.75-1.89 (m, 2H, CH 2 —CH 3 ), 1.87 (s, 3H, CH 3 -C), 5.24 (s, 2H, Ph-CH 2), 5.34-5.39 (m, 1H, CH-CF 2), 5.55 (s, 1H, C = CH 2), 6.06 (s, 1H, C = CH 2), 7.33-7.42 (m, 5H, Ar)

(合成例6−2)
式(M−21)で表される化合物を、下記方法によっても得ることができた。

Figure 0005724265
(Synthesis Example 6-2)
The compound represented by the formula (M-21) could also be obtained by the following method.
Figure 0005724265

窒素雰囲気下、0℃にて、エチル2−ブロモ2,2−ジフルオロアセテート20.30g(0.1mol)、が溶解したベンジルアルコール140mLとヘキサン1200mL混合溶液に、tert−ブトキシカリウム1.60g(14mmol)を加えた。その後0℃にて1時間撹拌した。薄層クロマトグラフィー(TLC)にて原料の消失を確認した後、濃塩酸120mLを加えて反応を停止した。その後、水、飽和食塩水でそれぞれ2回ずつ洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。その後、減圧下で溶媒留去して得られた生成物をカラムクロマトグラフィーで精製し、ベンジル2−ブロモ−2,2−ジフルオロアセテートを15.37g得た(収率58%)。

Figure 0005724265
Under a nitrogen atmosphere at 0 ° C., 1.60 g (14 mmol) of tert-butoxy potassium was added to a mixed solution of 140 mL of benzyl alcohol and 1200 mL of hexane in which 20.30 g (0.1 mol) of ethyl 2-bromo-2,2-difluoroacetate was dissolved. ) Was added. Thereafter, the mixture was stirred at 0 ° C. for 1 hour. After confirming the disappearance of the raw material by thin layer chromatography (TLC), 120 mL of concentrated hydrochloric acid was added to stop the reaction. Thereafter, each was washed twice with water and saturated brine, dried over anhydrous sodium sulfate. Then, the product obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was purified by column chromatography to obtain 15.37 g of benzyl 2-bromo-2,2-difluoroacetate (yield 58%).
Figure 0005724265

窒素雰囲気下、活性化した金属亜鉛3.79g(58.0mmol)に脱水THF100mLを加えた。その後THFが還流するまで加温した。加温後、ベンジル2−ブロモ−2,2−ジフルオロアセテート15.37g(58.0mmol)、続いてプロピオンアルデヒド2.81g(48.3mmol)を加えた。その後15分攪拌した。薄層クロマトグラフィー(TLC)にて原料の消失を確認した後、反応液を室温に冷却し、硫酸水素ナトリウム水溶液を加えて反応を停止した。その後、反応液に酢酸エチルを加えて抽出を3回行い、得られた有機層を炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水でそれぞれ1回ずつ洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。その後、減圧下で溶媒留去して得られた生成物をカラムクロマトグラフィーで精製し、ベンジル2,2−ジフルオロ−3−ヒドロキシペンタノエートを9.32g得た(収率79%)。

Figure 0005724265
Under a nitrogen atmosphere, 100 mL of dehydrated THF was added to 3.79 g (58.0 mmol) of activated metal zinc. Thereafter, the mixture was heated until THF was refluxed. After warming, 15.37 g (58.0 mmol) of benzyl 2-bromo-2,2-difluoroacetate was added followed by 2.81 g (48.3 mmol) of propionaldehyde. Thereafter, the mixture was stirred for 15 minutes. After confirming the disappearance of the raw materials by thin layer chromatography (TLC), the reaction solution was cooled to room temperature, and an aqueous sodium hydrogen sulfate solution was added to stop the reaction. Thereafter, ethyl acetate was added to the reaction solution and extraction was performed three times. The obtained organic layer was washed once each with an aqueous sodium hydrogen carbonate solution, water and saturated brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. Then, the product obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was purified by column chromatography to obtain 9.32 g of benzyl 2,2-difluoro-3-hydroxypentanoate (yield 79%).
Figure 0005724265

窒素雰囲気下、室温にてベンジル2,2−ジフルオロ−3−ヒドロキシペンタノエート9.32(38.2mmol)に脱水THF50mL、トリエチルアミン4.63g(45.8mmol)、ジメチルアミノピリジン466mg(3.82mmol)を加えた。その後メタクリル酸クロリド4.39g(42.0mmol)を10分かけて滴下した。その後2時間攪拌した。薄層クロマトグラフィー(TLC)にて原料の消失を確認した後、炭酸水素ナトリウム水溶液を加えて反応を停止した。その後、反応液に酢酸エチルを加えて抽出を3回行い、得られた有機層を水、飽和食塩水でそれぞれ1回ずつ洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。その後、減圧下で溶媒留去して得られた生成物をカラムクロマトグラフィーで精製し、ベンジル2,2−ジフルオロ−3−(メタクリロイルオキシ)ペンタノエートを6.20g得た(収率52%)。   Under nitrogen atmosphere, benzyl 2,2-difluoro-3-hydroxypentanoate 9.32 (38.2 mmol) and dehydrated THF 50 mL, triethylamine 4.63 g (45.8 mmol), dimethylaminopyridine 466 mg (3.82 mmol) at room temperature ) Was added. Thereafter, 4.39 g (42.0 mmol) of methacrylic acid chloride was added dropwise over 10 minutes. The mixture was then stirred for 2 hours. After confirming the disappearance of the raw material by thin layer chromatography (TLC), an aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added to stop the reaction. Thereafter, ethyl acetate was added to the reaction solution to perform extraction three times. The obtained organic layer was washed once with water and saturated brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. Then, the product obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was purified by column chromatography to obtain 6.20 g of benzyl 2,2-difluoro-3- (methacryloyloxy) pentanoate (yield 52%).

(合成例7)
式(M−22)で表される化合物を、特開2009−19199号公報の実施例2を参照して合成した。

Figure 0005724265
(合成例8)
式(M−23)で表される化合物の合成を、特開2009−139909号公報の実施例10を参照して合成した。
Figure 0005724265
(Synthesis Example 7)
A compound represented by the formula (M-22) was synthesized with reference to Example 2 of JP2009-19199A.
Figure 0005724265
(Synthesis Example 8)
The compound represented by the formula (M-23) was synthesized with reference to Example 10 of JP-A-2009-139909.
Figure 0005724265

(合成例9)
メチル2,2−ジフルオロ−3−(メタクリロイルオキシ)ペンタノアート(下記式(M−24)で表される化合物)を合成した。

Figure 0005724265
(Synthesis Example 9)
Methyl 2,2-difluoro-3- (methacryloyloxy) pentanoate (a compound represented by the following formula (M-24)) was synthesized.
Figure 0005724265

窒素雰囲気下、エチル2,2−ジフルオロ−3−(メタクリロイルオキシ)ペンタノアート100gを1000gの脱水メタノールに溶解させ、そこへN,N−ジメチルアミノピリジン(DMAP)を0.1g加え、5時間加熱還留した。反応液を溶媒留去し、再び1000gの脱水メタノールに溶解させ5時間加熱還留した。反応液を溶媒留去し、残留物をn−ヘキサン300gに溶解させた。その溶液を、50gのシリカゲルにてろ過してDMAPを取り除き、メチル2,2−ジフルオロ−3−(メタクリロイルオキシ)ペンタノアート(M−24)を89.7g得た(収率95%)。   Under a nitrogen atmosphere, 100 g of ethyl 2,2-difluoro-3- (methacryloyloxy) pentanoate is dissolved in 1000 g of dehydrated methanol, and 0.1 g of N, N-dimethylaminopyridine (DMAP) is added thereto for 5 hours. It was heated to return. The reaction solution was evaporated, dissolved again in 1000 g of dehydrated methanol, and heated for 5 hours. The solvent of the reaction solution was distilled off, and the residue was dissolved in 300 g of n-hexane. The solution was filtered through 50 g of silica gel to remove DMAP, and 89.7 g of methyl 2,2-difluoro-3- (methacryloyloxy) pentanoate (M-24) was obtained (yield 95%).

なお、本実施例で得られたメチル2,2−ジフルオロ−3−(メタクリロイルオキシ)ペンタノアートのH−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.00(t,3H,CH)、1.70−1.90(m,2H,CH)、1.95(s,3H,CH)、3.85(s,3H,CH−O)、5.30−5.45(m,1H,CH−CF)、5.65(s,1H,C=CH)、6.17(s,1H,C=CH
In addition, 1 H-NMR data of methyl 2,2-difluoro-3- (methacryloyloxy) pentanoate obtained in this example is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.00 (t, 3H, CH 3 ), 1.70-1.90 (m, 2H, CH 2 ), 1.95 (s, 3H, CH 3 ), 3.85 (s, 3H, CH 3 -O), 5.30-5.45 (m, 1H, CH-CF 2), 5.65 (s, 1H, C = CH 2), 6.17 ( s, 1H, C = CH 2 )

(重合体(A)の調製)
下記に示す化合物を用いて樹脂(A)を調製した。
(Preparation of polymer (A))
Resin (A) was prepared using the compound shown below.

Figure 0005724265
Figure 0005724265

(合成例A−1) 化合物(M−1)10.40g(0.062mol)及び化合物(M−11)2.01g(0.015mol)及び化合物(M−7)13.74g(0.062mol)を、2−ブタノン60gに溶解し、更にジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)1.27gを投入した単量体溶液を準備した。化合物(M−5)3.84g(0.015mol)を500mLの三口フラスコに投入し、30gの2−ブタノンを投入して溶解させ、30分窒素パージした後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱し、事前に準備した単量体溶液を滴下漏斗を用いて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合開始時間とし、重合反応を6時間実施した。 (Synthesis Example A-1) 10.40 g (0.062 mol) of the compound (M-1), 2.01 g (0.015 mol) of the compound (M-11) and 13.74 g (0.062 mol) of the compound (M-7) ) Was dissolved in 60 g of 2-butanone, and a monomer solution in which 1.27 g of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) was further added was prepared. 3.84 g (0.015 mol) of the compound (M-5) was put into a 500 mL three-necked flask, 30 g of 2-butanone was added and dissolved, purged with nitrogen for 30 minutes, and then stirred at 80 ° C. while stirring the reaction kettle. The monomer solution prepared in advance was added dropwise using a dropping funnel over 3 hours. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time.

重合終了後、重合溶液を水冷することにより30℃以下に冷却し、600gのメタノールへ投入して析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末をメタノールに分散させてスラリー状にして洗浄した後にろ別する操作を2回行い、60℃にて15時間乾燥し、白色粉末の共重合体を得た(収量23g、収率 76.7%)。この共重合体は、Mwが5500であり、Mw/Mn=1.43であり、13C−NMR分析の結果、化合物(M−1)、化合物(M−5)、化合物(M−11)、化合物(M−7)に由来する繰り返し単位の含有率(mol%)がそれぞれ39.8:8.6:11.1:40.5であった。この共重合体を樹脂(A−1)とする。 After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled with water to 30 ° C. or lower, and poured into 600 g of methanol, and the precipitated white powder was filtered off. The filtered white powder was dispersed in methanol to form a slurry, washed, and then filtered off twice, followed by drying at 60 ° C. for 15 hours to obtain a white powder copolymer (yield 23 g, yield). Rate 76.7%). This copolymer has Mw of 5500 and Mw / Mn = 1.43, and as a result of 13 C-NMR analysis, compound (M-1), compound (M-5), and compound (M-11). The content (mol%) of repeating units derived from the compound (M-7) was 39.8: 8.6: 11.1: 40.5, respectively. This copolymer is referred to as “resin (A-1)”.

(合成例A−2〜A−4)
化合物の配合処方を表2に記載したこと以外は合成例1と同様にして樹脂(A−2)〜(A−4)を調製した。樹脂(A−1)〜(A−4)の物性値を表3に記す。
(Synthesis Examples A-2 to A-4)
Resins (A-2) to (A-4) were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the compounding recipe of the compounds was shown in Table 2. Table 3 shows the physical properties of the resins (A-1) to (A-4).

Figure 0005724265
Figure 0005724265

Figure 0005724265
Figure 0005724265

(重合体(C)の調製)
表1に示す化合物を用いて重合体(C)を調製した。
(Preparation of polymer (C))
A polymer (C) was prepared using the compounds shown in Table 1.

(合成例C−1)
化合物(M−16)5.0g(0.022mol)を2−ブタノン10gに溶解し、更にジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)0.25gを200mLの三口フラスコに投入し、30分窒素パージした後、反応釜を攪拌しながら80℃に加熱した。加温開始を重合開始時間とし、重合反応を4時間実施した。重合終了後、重合溶液を水冷することにより30℃以下に冷却した。その重合溶液をエバポレーターにて重合溶液の重量が7.5gになるまで減圧濃縮した。その後、50gのメタノール及び50gの水の混合液中に濃縮液を投入し、スライム状の白色固体を析出させた。デカンテーションにて液体部を取り除き、再度50gのメタノール及び50gの水の混合液を投入してスライム状の白色固体を繰り返し2回洗浄した。回収した固体を60度15時間真空乾燥することにより、白色の粉体を3.1g得た(収率62%)。Mwは7000であり、Mw/Mnは1.48であり、13C−NMR分析の結果、化合物(M−16)に由来する繰り返し単位の含有率が100mol%であった。この共重合体を重合体(C−1)とする。
(Synthesis Example C-1)
Compound (M-16) (5.0 g, 0.022 mol) is dissolved in 2-butanone (10 g), and dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) (0.25 g) is added to a 200 mL three-necked flask. After purging with nitrogen for 30 minutes, the reaction kettle was heated to 80 ° C. with stirring. The start of heating was set as the polymerization start time, and the polymerization reaction was carried out for 4 hours. After completion of the polymerization, the polymerization solution was cooled to 30 ° C. or lower by water cooling. The polymerization solution was concentrated under reduced pressure using an evaporator until the weight of the polymerization solution became 7.5 g. Thereafter, the concentrated solution was poured into a mixed solution of 50 g of methanol and 50 g of water to precipitate a slime-like white solid. The liquid part was removed by decantation, and a mixed solution of 50 g of methanol and 50 g of water was added again to wash the slime-like white solid twice. The collected solid was vacuum-dried at 60 degrees for 15 hours to obtain 3.1 g of white powder (yield 62%). Mw was 7000, Mw / Mn was 1.48, and as a result of 13 C-NMR analysis, the content of the repeating unit derived from the compound (M-16) was 100 mol%. This copolymer is referred to as “polymer (C-1)”.

(合成例C−2〜C−21)
化合物の配合処方を表4に記載したこと以外は合成例C−2と同様にして重合体(C−3)〜(C−21)を調製した。重合体(C−1)〜(C−21)の物性値を表3に記す。
(Synthesis Examples C-2 to C-21)
Polymers (C-3) to (C-21) were prepared in the same manner as in Synthesis Example C-2 except that the compounding recipe of the compounds was shown in Table 4. Table 3 shows physical property values of the polymers (C-1) to (C-21).

Figure 0005724265
Figure 0005724265

(酸発生剤(B)) 以下、実施例及び比較例で用いた酸発生剤(B)を表に示す。 (Acid generator (B)) Hereinafter, the acid generator (B) used by the Example and the comparative example is shown to a table | surface.

Figure 0005724265
Figure 0005724265

(酸拡散制御剤(D))
以下、実施例及び比較例で用いた酸拡散制御剤(D)を表に示す。
(Acid diffusion control agent (D))
Hereinafter, the acid diffusion controller (D) used in Examples and Comparative Examples is shown in the table.

Figure 0005724265
Figure 0005724265

(溶剤(E))
以下、実施例及び比較例で用いた溶剤(E)を示す。
(E−1):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、
(E−2):シクロヘキサノン。
(Solvent (E))
Hereinafter, the solvent (E) used in Examples and Comparative Examples is shown.
(E-1): Propylene glycol monomethyl ether acetate,
(E-2): Cyclohexanone.

その他、添加剤としてγ−ブチロラクトンを用いた。   In addition, γ-butyrolactone was used as an additive.

(実施例1)
合成例A1で調製した重合体(A−1)100部、合成例C−1で調製した含フッ素重合体(C−1)5部、酸発生剤(B−1)9.9部、酸拡散制御剤(D−1)1.5部、添加剤としてγ−ブチロラクトン100部及び溶剤(E−1)1500部、(E−2)650部を混合して感放射線性樹脂組成物の組成物溶液を調製した。
Example 1
100 parts of the polymer (A-1) prepared in Synthesis Example A1, 5 parts of the fluoropolymer (C-1) prepared in Synthesis Example C-1, 9.9 parts of the acid generator (B-1), acid Composition of radiation sensitive resin composition by mixing 1.5 parts of diffusion control agent (D-1), 100 parts of γ-butyrolactone as an additive, 1500 parts of solvent (E-1), and 650 parts of (E-2). A product solution was prepared.

(実施例2〜21、比較例1〜7)
表7に示す配合処方にしたこと以外は実施例1と同様にして各感放射線性樹脂組成物の組成物溶液を調製した。
(Examples 2 to 21, Comparative Examples 1 to 7)
A composition solution of each radiation-sensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation shown in Table 7 was used.

Figure 0005724265
Figure 0005724265

評価の結果を表8に示す。   The evaluation results are shown in Table 8.

Figure 0005724265
Figure 0005724265

本発明の感放射線性樹脂組成物は半導体デバイス製造用の化学増幅型レジスト、特に液浸露光用のレジストとして好適に用いることができる。   The radiation-sensitive resin composition of the present invention can be suitably used as a chemically amplified resist for manufacturing semiconductor devices, particularly a resist for immersion exposure.

Claims (9)

酸解離性基を有するフッ素原子含有量5質量%未満の重合体(A)と、放射線照射により酸を発生する酸発生剤(B)と、下記一般式(x)で表される官能基を有するフッ素原子含有量5質量%以上の重合体(C)と、を含有し、
前記重合体(A)が、下記一般式(a−1)で表される構造単位を有さず、
前記重合体(C)が、下記一般式(c−2)で表される繰り返し単位を有する感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005724265
[一般式(x)中、Aは、酸素原子(但し、芳香環、カルボニル基又はスルホニル基に直結するものを除く。)、イミノ基又は−CO−O−*(「*」はRに結合する結合手を示す。)を示す。Rは、アルカリ現像液の作用により解離するアルカリ解離性基であり、Aが酸素原子又はイミノ基の場合、R は下記一般式(R1−1)で表される基を示し、Aが−CO−O−*の場合、R は下記一般式(1)〜(3)のいずれかの式で表される基を示す。
Figure 0005724265
[一般式(R1−1)中、R は、少なくとも1の水素原子がフッ素原子に置換された炭素数1〜10のフッ素置換炭化水素基を示す。]
Figure 0005724265
[一般式(1)及び(2)中、R 10 はハロゲン原子又は炭素数1〜10のアルキル基、アルコキシル基、アシル基若しくはアシロキシ基を示し、複数存在する場合は同一でも異なっていてもよい。m は0〜5の整数を示し、m は0〜4の整数を示す。一般式(3)中、R 11 及びR 12 はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を示す。また、R 11 及びR 12 が互いに結合してそれぞれが結合する炭素原子とともに炭素数4〜20の脂環式構造を形成してもよい。]
Figure 0005724265
[一般式(a−1)中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基、Rは2価の連結基、Rはその環骨格中に−SO−を含む環式基を示す。]
Figure 0005724265
[一般式(c−2)中、Rは水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。Gは単結合、酸素原子、硫黄原子、−CO−O−、−SO −O−NH−、−CO−NH−又は−O−CO−NH−を示す。R は少なくとも1の水素原子がフッ素原子に置換された炭素数1〜6のフッ素置換鎖状炭化水素基又は少なくとも1の水素原子がフッ素原子に置換された炭素数4〜20のフッ素置換環状炭化水素基を示す。]
A polymer (A) having a fluorine atom content of less than 5% by mass having an acid dissociable group, an acid generator (B) that generates an acid upon irradiation with radiation, and a functional group represented by the following general formula (x) And a polymer having a fluorine atom content of 5% by mass or more (C),
The polymer (A) does not have a structural unit represented by the following general formula (a-1) ,
The radiation sensitive resin composition in which the polymer (C) has a repeating unit represented by the following general formula (c-2) .
Figure 0005724265
[In general formula (x), A represents an oxygen atom (excluding those directly connected to an aromatic ring, a carbonyl group or a sulfonyl group), an imino group, or —CO—O— * ( “*” represents R 1) . The bond to be bonded is shown.) R 1 is an alkali-dissociable group dissociates by the action of an alkali developer, when A is an oxygen atom or an imino group, R 1 represents a group represented by the following general formula (R1-1), A is In the case of —CO—O— *, R 1 represents a group represented by any one of the following general formulas (1) to (3). ]
Figure 0005724265
[In General Formula (R1-1), R 8 represents a C1-C10 fluorine-substituted hydrocarbon group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. ]
Figure 0005724265
[In the general formulas (1) and (2), R 10 represents a halogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group, an acyl group, or an acyloxy group. . m 1 represents an integer of 0 to 5, and m 2 represents an integer of 0 to 4. In General Formula (3), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 11 and R 12 may be bonded to each other to form an alicyclic structure having 4 to 20 carbon atoms together with the carbon atom to which each is bonded. ]
Figure 0005724265
[In General Formula (a-1), R a is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R b is a divalent linking group, and R c is a ring thereof. A cyclic group containing —SO 2 — in the skeleton is shown. ]
Figure 0005724265
[In General Formula (c-2), R represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. G represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, —CO—O—, —SO 2 —O—NH— , —CO —NH— or —O—CO—NH—. R 4 is a fluorine-substituted chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, or a fluorine-substituted cyclic group having 4 to 20 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. A hydrocarbon group is shown. ]
前記重合体(C)が、下記一般式(c−1)で表される繰り返し単位を有する重合体である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005724265
[一般式(c−1)中、 及びAは一般式(x)の説明と同義である。は単結合、メチレン基、炭素数2〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基又は炭素数4〜20の環状炭化水素基を示す。Xは単結合、ジフルオロメチレン基又は炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状のパーフルオロアルキレン基を示す。Rは炭素数が1〜20の(n+1)価の炭化水素基を示し、R側の末端に酸素原子、硫黄原子、イミノ基、カルボニル基、−CO−O−又は−CO−NH−が結合された構造のものも含む。Eは酸素原子、−CO−O−*又は−CO−NH−*(「*」はRに結合する結合手を示す。)、Rは水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。nは1〜3の整数を示す。但し、nが2又は3の場合、R、R、X及びAは相互に独立である。]
The radiation sensitive resin composition according to claim 1, wherein the polymer (C) is a polymer having a repeating unit represented by the following general formula (c-1).
Figure 0005724265
[In General Formula (c-1), R 1 and A have the same meaning as in the description of General Formula (x). R 2 represents a single bond, a methylene group, a linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, or a cyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. X 1 represents a single bond, a difluoromethylene group or a linear or branched perfluoroalkylene group having 2 to 20 carbon atoms. R 3 represents an (n + 1) -valent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and an oxygen atom, a sulfur atom, an imino group, a carbonyl group, —CO—O— or —CO—NH— at the terminal on the R 2 side. Also includes a structure in which is bound. E represents an oxygen atom, —CO—O— * or —CO—NH— * (“*” represents a bond bonded to R 3 ), and R represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. n shows the integer of 1-3. However, when n is 2 or 3, R 1 , R 2 , X 1 and A are independent of each other. ]
前記重合体(C)が、下記一般式(c−1a)で表される繰り返し単位を有する重合体である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005724265
[一般式(c−1a)中、 及びAは一般式(x)の説明と同義であり、R、R 、R 、X 及びnは一般式(c−1)の説明と同義である。]
The radiation sensitive resin composition according to claim 1, wherein the polymer (C) is a polymer having a repeating unit represented by the following general formula (c-1a).
Figure 0005724265
[In General Formula (c-1a), R 1 and A have the same meaning as in the description of General Formula (x), and R, R 2 , R 3 , X 1 and n are the same as in the description of General Formula (c-1). It is synonymous. ]
前記重合体(C)が、下記一般式(c−1a−1)で表される繰り返し単位を有する重合体である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005724265
[一般式(c−1a−1)中、R、R、R、X 及びnは一般式(c−1)の説明と同義である。R一般式(R1−1)の説明と同義である。]
The radiation sensitive resin composition according to claim 1, wherein the polymer (C) is a polymer having a repeating unit represented by the following general formula (c-1a-1).
Figure 0005724265
[In the general formula (c-1a-1), R, R 2 , R 3 , X 1 and n are as defined in the general formula (c-1). R 8 has the same meaning as in the description of General Formula (R1-1) . ]
前記重合体(C)が、下記一般式(c−1a−2)で表される繰り返し単位を有する重合体である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005724265
[一般式(c−1a−2)中、R、R及びXは一般式(c−1)の説明と同義である。R31はメチレン基、炭素数2〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基又は炭素数4〜20の2価の環状炭化水素基を示し、R側の末端に酸素原子、硫黄原子、イミノ基、カルボニル基、−CO−O−又は−CO−NH−が結合された構造のものも含む。R上記一般式(1)〜(3)のいずれかの式で表される基を示す。]
The radiation sensitive resin composition according to claim 1, wherein the polymer (C) is a polymer having a repeating unit represented by the following general formula (c-1a-2).
Figure 0005724265
[In the general formula (c-1a-2), R, R 2 and X 1 are as defined in the general formula (c-1). R 31 represents a methylene group, a divalent cyclic hydrocarbon group in the alkylene group or from 4 to 20 carbon atoms linear or branched having 2 to 10 carbon atoms, an oxygen atom at the terminal of R 2 side, a sulfur atom, A structure in which an imino group, a carbonyl group, —CO—O— or —CO—NH— is bonded is also included. R 9 represents a group represented by any one of the general formulas (1) to (3) . ]
前記重合体(A)100質量部に対し、前記重合体(C)を0.1〜20質量部含有する請求項1〜のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物。 The radiation sensitive resin composition of any one of Claims 1-5 which contain 0.1-20 mass parts of said polymers (C) with respect to 100 mass parts of said polymers (A). 液浸露光用の感放射線性樹脂組成物である請求項1〜のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物。 The radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6 , which is a radiation-sensitive resin composition for immersion exposure. 基板上に、請求項1〜のいずれか1項に記載の感放射線性樹脂組成物からなるレジスト被膜を形成する被膜形成工程(1)と、
マスクパターンを介して前記レジスト被膜に放射線を照射し、前記レジスト被膜を露光させる露光工程(2)と、
露光された前記レジスト被膜を現像してレジストパターンを形成する現像工程(3)と、を備えるレジストパターン形成方法。
A film forming step (1) for forming a resist film comprising the radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7 , on a substrate;
An exposure step (2) of irradiating the resist film with radiation through a mask pattern to expose the resist film;
And a developing step (3) for developing the exposed resist film to form a resist pattern.
前記露光工程(2)が、前記被膜形成工程(1)で形成されたレジスト被膜上に液浸露光液を配置し、前記液浸露光液を介して前記レジスト被膜を露光させるものである請求項に記載のレジストパターン形成方法。 The exposure step (2) comprises placing an immersion exposure liquid on the resist film formed in the film formation step (1), and exposing the resist film through the immersion exposure liquid. 9. The resist pattern forming method according to 8 .
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