(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸解離性基を含む構造単位を有する重合体、
感放射線性酸発生体、及び
オニウムカチオンと、ＨＣＯ３−、ＣＯ３２−又はこれらの組み合わせとを含む塩
を含有する感放射線性樹脂組成物。
【請求項２】
上記オニウムカチオンが、スルホニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ヨードニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、ジアゾニウムカチオン又はこれらの組み合わせである請求項１に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項３】
上記オニウムカチオンが、スルホニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ヨードニウムカチオン又はこれらの組み合わせである請求項２に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項４】
上記オニウムカチオンが、下記式（ｂ−１）又は下記式（ｂ−２）で表される請求項１、請求項２又は請求項３に記載の感放射線性樹脂組成物。
【化１】
0006485240.tif 000054
（式（ｂ−１）中、Ｒｂ１、Ｒｂ２及びＲｂ３は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数１〜１０のアルキル基若しくは置換若しくは非置換の炭素数６〜１８のアリール基であるか、又はこれらの基のうちの２つ以上が互いに合わせられこれらが結合する硫黄原子と共に構成される環員数３〜２０の環構造を表す。
式（ｂ−２）中、Ｒｂ４及びＲｂ５は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数１〜１０のアルキル基若しくは置換若しくは非置換の炭素数６〜１８のアリール基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合するヨウ素原子と共に構成される環員数３〜２０の環構造を表す。）
【請求項５】
上記感放射線性酸発生体から発生する酸が、スルホン酸、イミド酸、アミド酸、メチド酸又はこれらの組み合わせである請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項６】
上記感放射線性酸発生体が、下記式（３）で表される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の感放射線性樹脂組成物。
【化２】
0006485240.tif 000055
（式（３）中、Ａ−は、１価のスルホン酸アニオン、１価のイミド酸アニオン、１価のアミド酸アニオン又は１価のメチド酸アニオンである。Ｘ＋は、１価のオニウムカチオンである。）
【請求項７】
上記Ａ−がスルホン酸アニオンであり、上記式（３）で表される感放射線性酸発生体が下記式（４）で表される請求項６に記載の感放射線性樹脂組成物。
【化３】
0006485240.tif 000056
（式（４）中、Ｒｐ１は、環員数６以上の環構造を含む１価の基である。Ｒｐ２は、２価の連結基である。Ｒｐ３及びＲｐ４は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数１〜２０の１価の炭化水素基又は炭素数１〜２０の１価のフッ素化炭化水素基である。Ｒｐ５及びＲｐ６は、それぞれ独立して、フッ素原子又は炭素数１〜２０の１価のフッ素化炭化水素基である。ｎｐ１は、０〜１０の整数である。ｎｐ２は、０〜１０の整数である。ｎｐ３は、０〜１０の整数である。但し、ｎｐ１＋ｎｐ２＋ｎｐ３は、１以上３０以下である。ｎｐ１が２以上の場合、複数のＲｐ２は同一でも異なっていてもよい。ｎｐ２が２以上の場合、複数のＲｐ３は同一でも異なっていてもよく、複数のＲｐ４は同一でも異なっていてもよい。ｎｐ３が２以上の場合、複数のＲｐ５は同一でも異なっていてもよく、複数のＲｐ６は同一でも異なっていてもよい。Ｘ＋は、上記式（３）と同義である。）
【請求項８】
上記ｎｐ３が１以上である請求項７に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項９】
上記Ｘ＋が、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンである請求項６、請求項７又は請求項８に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項１０】
上記Ｘ＋が、下記式（ｂ−１）又は下記式（ｂ−２）で表される請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の感放射線性樹脂組成物。
【化４】
0006485240.tif 000057
（式（ｂ−１）中、Ｒｂ１、Ｒｂ２及びＲｂ３は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数１〜１０のアルキル基若しくは置換若しくは非置換の炭素数６〜１８のアリール基であるか、又はこれらの基のうちの２つ以上が互いに合わせられこれらが結合する硫黄原子と共に構成される環員数３〜２０の環構造を表す。
式（ｂ−２）中、Ｒｂ４及びＲｂ５は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数１〜１０のアルキル基若しくは置換若しくは非置換の炭素数６〜１８のアリール基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合するヨウ素原子と共に構成される環員数３〜２０の環構造を表す。）
【請求項１１】
上記感放射線性酸発生体が感放射線性酸発生剤であり、この感放射線性酸発生剤の含有量が、固形分換算で５質量％以上３０質量％以下である請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項１２】
上記感放射線性酸発生剤の含有量が、固形分換算で１０質量％以上である請求項１１に記載の感放射線性樹脂組成物。
【請求項１３】
上記酸解離性基を含む構造単位が下記式（ａ−１）又は下記式（ａ−２）で表される請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の感放射線性樹脂組成物。
【化５】
0006485240.tif 000058
（式（ａ−１）中、Ｒ１は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Ｙ１は、下記式（Ｙ−１）で表される１価の酸解離性基である。
式（ａ−２）中、Ｒ２は、水素原子又はメチル基である。Ｙ２は、下記式（Ｙ−２）で表される１価の酸解離性基である。）
【化６】
0006485240.tif 000059
（式（Ｙ−１）中、Ｒｅ１は、炭素数１〜２０の１価の炭化水素基である。Ｒｅ２及びＲｅ３は、それぞれ独立して、炭素数１〜２０の１価の炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数３〜２０の脂環構造を表す。）
【化７】
0006485240.tif 000060
（式（Ｙ−２）中、Ｒｅ４、Ｒｅ５及びＲｅ６は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜２０の１価の鎖状炭化水素基、炭素数３〜２０の１価の脂環式炭化水素基、炭素数１〜２０のオキシ鎖状炭化水素基又は炭素数３〜２０のオキシ脂環式炭化水素基である。但し、Ｒｅ４、Ｒｅ５及びＲｅ６が同時に水素原子である場合はない。）
【請求項１４】
レジスト膜を形成する工程、
上記レジスト膜を露光する工程、及び
上記露光されたレジスト膜を現像する工程
を備え、
上記レジスト膜を請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の感放射線性樹脂組成物により形成するレジストパターン形成方法。
【請求項１５】
上記現像工程で用いる現像液がアルカリ水溶液である請求項１４に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１６】
上記現像工程で用いる現像液が有機溶媒を含有する請求項１４に記載のレジストパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィーによる微細加工に用いられる感放射線性樹脂組成物は、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）及び極紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、波長１３．５ｎｍ）等の遠紫外線、電子線等の荷電粒子線などの照射により露光部に酸を発生させ、この酸を触媒とする化学反応により、露光部と未露光部との現像液に対する溶解速度に差を生じさせ、基板上にレジストパターンを形成する。
【０００３】
現在では、より波長の短いレーザー光や電子線の使用及び液浸露光装置等により、レジストパターンの加工技術の微細化が図られている。これに伴い、かかる感放射線性樹脂組成物には、形成されるレジストパターンの解像性及び断面形状の矩形性に優れるだけでなく、ＬＷＲ（Ｌｉｎｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）性能、ＣＤＵ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）性能、焦点深度及びＭＥＥＦ（Ｍａｓｋ  Ｅｒｒｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆａｃｔｏｒ）性能にも優れ、高精度なパターンを高い歩留まりで得られることが要求される。これらの要求に対して、感放射線性樹脂組成物に用いられる酸発生体、酸拡散制御体及びその他の成分についてその種類や分子構造等が詳細に検討されている。かかる酸拡散制御体としては、オニウムカチオンと、カルボン酸アニオンやスルホン酸アニオンとを含むオニウム塩化合物が知られており、上記性能を向上させることができるとされている（特開平１１−１２５９０７号公報、特開２００２−１２２９９４号公報及び特開２０１０−０６１０４３号公報参照）。
【０００４】
しかし、レジストパターンの微細化が線幅４５ｎｍ以下のレベルまで進展している現在にあっては、上記性能の要求レベルはさらに高まり、上記従来の感放射線性樹脂組成物では、これらの要求を満足させることはできていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１２５９０７号公報
【特許文献２】特開２００２−１２２９９４号公報
【特許文献３】特開２０１０−０６１０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、ＬＷＲ性能、ＣＤＵ性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度及びＭＥＥＦ性能（以下、「ＬＷＲ性能等」ともいう）に優れる感放射線性樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた発明は、酸解離性基を含む構造単位（以下、「構造単位（Ｉ）」ともいう）を有する重合体（以下、「［Ａ］重合体」ともいう）、感放射線性酸発生体（以下、「［Ｂ］酸発生体」ともいう）、及びオニウムカチオンと、ＨＣＯ３−、ＣＯ３２−又はこれらの組み合わせとを含む塩（以下、「［Ｃ］塩」ともいう）を含有する感放射線性樹脂組成物である。
【０００８】
上記課題を解決するためになされた別の発明は、レジスト膜を形成する工程、上記レジスト膜を露光する工程、及び上記露光されたレジスト膜を現像する工程を備え、上記レジスト膜を当該感放射線性樹脂組成物により形成するレジストパターン形成方法である。
【０００９】
ここで、「酸解離性基」とは、カルボキシ基、ヒドロキシ基等の水素原子を置換する基であって、酸の作用により解離する基をいう。また、「環員数」とは、脂環構造、芳香環構造、脂肪族複素環構造又は芳香族複素環構造における環を構成する原子の数をいう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、優れた焦点深度及びＭＥＥＦ性能を発揮しつつ、ＬＷＲ性能、ＣＤＵ性能、解像性及び断面形状の矩形性に優れるレジストパターンを形成することができる。従って、これらは、さらなる微細化が進行すると予想される半導体デバイス製造等におけるパターン形成に好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜感放射線性樹脂組成物＞
当該感放射線性樹脂組成物は、［Ａ］重合体、［Ｂ］酸発生体及び［Ｃ］塩を含有する。当該感放射線性樹脂組成物は、好適成分として、［Ａ］重合体よりもフッ素原子の質量含有率が大きい重合体（以下、「［Ｄ］重合体」ともいう）、［Ｅ］溶媒、［Ｆ］偏在化促進剤及び／又は［Ｃ］塩以外の他の酸拡散制御体（以下、「［Ｇ］他の酸拡散制御体」ともいう）を含有していてもよい。さらに、当該感放射線性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の任意成分を含有していてもよい。以下、各成分について説明する。
【００１２】
＜［Ａ］重合体＞
［Ａ］重合体は、構造単位（Ｉ）を有する重合体である。当該感放射線性樹脂組成物によれば、放射線の照射により［Ｂ］酸発生体等から生じる酸により露光部の［Ａ］重合体の酸解離性基が解離して、露光部と未露光部とで現像液に対する溶解性に差異が生じ、その結果、レジストパターンを形成することができる。［Ａ］重合体は、通常、当該感放射線性樹脂組成物におけるベース重合体となる。「ベース重合体」とは、レジストパターンを構成する重合体のうちの主成分となる重合体であって、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上を占める重合体をいう。
【００１３】
［Ａ］重合体は、構造単位（Ｉ）以外にも、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造若しくはこれらの組み合わせを含む構造単位（以下、「構造単位（ＩＩ）」ともいう）、フェノール性水酸基を含む構造単位（以下、「構造単位（ＩＩＩ）」ともいう）、及び／又はアルコール性水酸基を含む構造単位（以下、「構造単位（ＩＶ）」ともいう）を有することが好ましく、構造単位（Ｉ）〜（ＩＶ）以外のその他の構造単位を有していてもよい。［Ａ］重合体はこれらの構造単位を１種又は２種以上有していてもよい。以下、各構造単位について説明する。
【００１４】
［構造単位（Ｉ）］
構造単位（Ｉ）は、酸解離性基を含む構造単位である。構造単位（Ｉ）としては、例えば下記式（ａ−１）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｉ−１）」ともいう）、下記式（ａ−２）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｉ−２）」ともいう）等が挙げられる。
【００１５】
【化１】
0006485240.tif 000002
【００１６】
上記式（ａ−１）中、Ｒ１は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Ｙ１は、下記式（Ｙ−１）で表される１価の酸解離性基である。
上記式（ａ−２）中、Ｒ２は、水素原子又はメチル基である。Ｙ２は、下記式（Ｙ−２）で表される１価の酸解離性基である。
【００１７】
【化２】
0006485240.tif 000003
【００１８】
上記式（Ｙ−１）中、Ｒｅ１は、炭素数１〜２０の１価の炭化水素基である。Ｒｅ２及びＲｅ３は、それぞれ独立して、炭素数１〜２０の１価の炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数３〜２０の脂環構造を表す。
【００１９】
【化３】
0006485240.tif 000004
【００２０】
上記式（Ｙ−２）中、Ｒｅ４、Ｒｅ５及びＲｅ６は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜２０の１価の鎖状炭化水素基、炭素数３〜２０の１価の脂環式炭化水素基、炭素数１〜２０のオキシ鎖状炭化水素基又は炭素数３〜２０のオキシ脂環式炭化水素基である。但し、Ｒｅ４、Ｒｅ５及びＲｅ６が同時に水素原子である場合はない。
【００２１】
「炭化水素基」には、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基が含まれる。この「炭化水素基」は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。「鎖状炭化水素基」とは、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いい、直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基の両方を含む。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基をいい、単環の脂環式炭化水素基及び多環の脂環式炭化水素基の両方を含む。但し、脂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いう。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構造を含んでいてもよい。
【００２２】
Ｒ１としては、構造単位（Ｉ−１）を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
【００２３】
Ｒｅ１、Ｒｅ２及びＲｅ３で表される炭素数１〜２０の１価の炭化水素基としては、例えば炭素数１〜２０の１価の鎖状炭化水素基、炭素数３〜２０の１価の脂環式炭化水素基、炭素数６〜２０の１価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。
【００２４】
Ｒｅ１、Ｒｅ２及びＲｅ３で表される炭素数１〜２０の１価の鎖状炭化水素基としては、例えば
メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基等のアルキル基；
エテニル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基；
エチニル基、プロピニル基、ブチニル基等のアルキニル基等が挙げられる。これらの中で、アルキル基が好ましく、炭素数１〜４のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基及びｉ−プロピル基がさらに好ましく、エチル基が特に好ましい。
【００２５】
Ｒｅ１、Ｒｅ２及びＲｅ３で表される炭素数３〜２０の１価の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基；
シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の単環のシクロアルケニル基；
ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基等の多環のシクロアルキル基；
ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基等の多環のシクロアルケニル基等が挙げられる。これらの中で単環のシクロアルキル基及び多環のシクロアルキル基が好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基及びアダマンチル基がより好ましい。
【００２６】
Ｒｅ１、Ｒｅ２及びＲｅ３で表される炭素数６〜２０の１価の芳香族炭化水素基としては、例えば
フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基、メチルナフチル基、アントリル基、メチルアントリル基等のアリール基；
ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、アントリルメチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
【００２７】
Ｒｅ１、Ｒｅ２及びＲｅ３の基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される炭素数３〜２０の脂環構造としては、例えば
シクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造等の単環のシクロアルカン構造；
ノルボルナン構造、アダマンタン構造、トリシクロデカン構造、テトラシクロドデカン構造等の多環のシクロアルカン構造等が挙げられる。これらの中で、炭素数５〜８の単環のシクロアルカン構造及び炭素数７〜１２の多環のシクロアルカン構造が好ましく、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、シクロオクタン構造、ノルボルナン構造及びアダマンタン構造がより好ましく、シクロペンタン構造及びアダマンタン構造がさらに好ましい。
【００２８】
Ｒｅ２及びＲｅ３としては、炭素数１〜２０の１価の鎖状炭化水素基及び炭素数３〜２０の１価の脂環式炭化水素基が好ましい。
【００２９】
Ｒ２としては、構造単位（Ｉ−２）を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子が好ましい。
【００３０】
Ｒｅ４、Ｒｅ５及びＲｅ６で表される炭素数１〜２０の１価の鎖状炭化水素基としては、例えば上記Ｒｅ１、Ｒｅ２及びＲｅ３として例示したものと同様の基等が挙げられる。これらの中で、アルキル基が好ましく、炭素数１〜４のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基及びｎ−プロピル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。
【００３１】
Ｒｅ４、Ｒｅ５及びＲｅ６で表される炭素数３〜２０の１価の脂環式炭化水素基としては、例えば上記Ｒｅ１、Ｒｅ２及びＲｅ３として例示したものと同様の基等が挙げられる。これらの中で、単環のシクロアルキル基及び多環のシクロアルキル基が好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基及びアダマンチル基がより好ましい。
【００３２】
Ｒｅ４、Ｒｅ５及びＲｅ６で表される炭素数１〜２０の１価のオキシ鎖状炭化水素基としては、例えば
メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｉ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基等のアルコキシ基；
エテニルオキシ基、プロペニルオキシ基、ブテニルオキシ基、ペンテニルオキシ基等のアルケニルオキシ基；
エチニルオキシ基、プロピニルオキシ基、ブチニルオキシ基、ペンチニルオキシ基等のアルキニルオキシ基等が挙げられる。これらの中で、アルコキシ基が好ましく、炭素数１〜４のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基及びｎ−プロポキシ基がさらに好ましい。
【００３３】
Ｒｅ４、Ｒｅ５及びＲｅ６で表される炭素数３〜２０の１価のオキシ脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロオクチルオキシ基等の単環のシクロアルキルオキシ基；
ノルボルニルオキシ基、アダマンチルオキシ基、トリシクロデシルオキシ基、テトラシクロドデシルオキシ基等の多環のシクロアルキルオキシ基；
シクロプロペニルオキシ基、シクロブテニルオキシ基、シクロペンテニルオキシ基、シクロヘキセニルオキシ基等の単環のシクロアルケニルオキシ基；
ノルボルネニルオキシ基、トリシクロデセニルオキシ基等の多環のシクロアルケニルオキシ基等が挙げられる。これらの中で、単環のシクロアルキルオキシ基及び多環のシクロアルキルオキシ基が好ましく、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ノルボルニルオキシ基及びアダマンチルオキシ基がより好ましい。
【００３４】
上記式（Ｙ−２）で表される基としては、Ｒｅ４、Ｒｅ５及びＲｅ６が１価の鎖状炭化水素基である基、Ｒｅ４及びＲｅ５が１価の鎖状炭化水素基かつＲｅ６が１価のオキシ鎖状炭化水素基である基、並びにＲｅ４が１価の鎖状炭化水素基かつＲｅ５及びＲｅ６が１価のオキシ鎖状炭化水素基である基が好ましく、Ｒｅ４、Ｒｅ５及びＲｅ６がアルキル基である基、Ｒｅ４及びＲｅ５がアルキル基かつＲｅ６がアルコキシ基である基、並びにＲｅ４がアルキル基かつＲｅ５及びＲｅ６がアルコキシ基である基がより好ましく、Ｒｅ４、Ｒｅ５及びＲｅ６がアルキル基である基がさらに好ましく、ｔ−ブチル基、ｔ−ペンチル基、ｔ−ヘキシル基及びｔ−ヘプチル基が特に好ましい。
【００３５】
上記構造単位（Ｉ）としては、例えば
構造単位（Ｉ−１）として、下記式（ａ−１−１）〜（ａ−１−６）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｉ−１−１）〜（Ｉ−１−６）」ともいう）等；
構造単位（Ｉ−２）として、下記式（ａ−２−１）〜（ａ−２−３）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｉ−２−１）〜（Ｉ−２−３）」ともいう）等が挙げられる。
【００３６】
【化４】
0006485240.tif 000005
【００３７】
上記式（ａ−１−１）〜（ａ−１−６）中、Ｒ１は、上記式（ａ−１）と同義である。Ｒｅ１〜Ｒｅ３は、上記式（Ｙ−１）と同義である。Ｒｅ１’〜Ｒｅ３’は、炭素数１〜１０の１価の鎖状炭化水素基である。ｉ及びｊは、それぞれ独立して、１〜４の整数である。
上記式（ａ−２−１）〜（ａ−２−３）中、Ｒ２は、上記式（ａ−２）と同義である。
【００３８】
構造単位（Ｉ）としては、構造単位（Ｉ−１−１）〜（Ｉ−１−５）及び構造単位（Ｉ−２−３）が好ましい。
【００３９】
構造単位（Ｉ−１）としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。
【００４０】
【化５】
0006485240.tif 000006
【００４１】
【化６】
0006485240.tif 000007
【００４２】
上記式中、Ｒ１は、上記式（ａ−１）と同義である。
【００４３】
構造単位（Ｉ）としては、１−アルキル−単環シクロアルカン−１−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位、２−アルキル−多環シクロアルカン−２−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位及び２−（シクロアルカン−イル）プロパン−２−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位に由来する構造単位が好ましく、１−エチル−シクロペンチル−１−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位、２−メチル−アダマンチル−２−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位、２−エチル−アダマンチル−２−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位、２−（アダマンタン−イル）−プロパン−２−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位、２−シクロヘキシル−プロパン−２−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位及び２−エチル−２−テトラシクロドデカン−２−イル（メタ）アクリレートがより好ましい。
【００４４】
構造単位（Ｉ）の含有割合の下限としては、［Ａ］重合体を構成する全構造単位に対して、１０モル％が好ましく、２０モル％がより好ましく、３０モル％がさらに好ましく、３５モル％が特に好ましい。上記含有割合の上限としては、８０モル％が好ましく、７５モル％がより好ましく、７０モル％がさらに好ましく、６０モル％が特に好ましい。構造単位（Ｉ）の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のＬＷＲ性能等をさらに向上させることができる。
【００４５】
［構造単位（ＩＩ）］
構造単位（ＩＩ）は、ラクトン構造、環状カーボネート構造、スルトン構造又はこれらの組み合わせを含む構造単位である。［Ａ］重合体は、構造単位（Ｉ）に加え、構造単位（ＩＩ）をさらに有することで現像液への溶解性をより調整することができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のＬＷＲ性能等をより向上させることができる。また、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジストパターンと基板との密着性を向上させることができる。
【００４６】
構造単位（ＩＩ）としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。
【００４７】
【化７】
0006485240.tif 000008
【００４８】
【化８】
0006485240.tif 000009
【００４９】
【化９】
0006485240.tif 000010
【００５０】
【化１０】
0006485240.tif 000011
【００５１】
上記式中、ＲＬ１は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。
【００５２】
構造単位（ＩＩ）としては、ラクトン構造を有する構造単位が好ましく、ラクトン−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位がより好ましく、ノルボルナンラクトン−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位、５−シアノ−ノルボルナンラクトン−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位、オキシノルボルナンラクトン−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位及びγ−ブチロラクトン−イル（メタ）アクリレートに由来する構造単位がさらに好ましい。
【００５３】
［Ａ］重合体が構造単位（ＩＩ）を有する場合、構造単位（ＩＩ）の含有割合の下限としては、［Ａ］重合体における全構造単位に対して、１０モル％が好ましく、２０モル％がより好ましく、３０モル％がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、８０モル％が好ましく、７０モル％がより好ましく、６０モル％がさらに好ましい。構造単位（ＩＩ）の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のＬＷＲ性能等をさらに向上させることができる。また、得られるレジストパターンと基板との密着性をさらに向上させることができる。
【００５４】
［構造単位（ＩＩＩ）］
構造単位（ＩＩＩ）は、フェノール性水酸基を含む構造単位である。レジストパターン形成方法における露光工程で照射する放射線として、ＫｒＦエキシマレーザー光、ＥＵＶ、電子線等を用いる場合には、［Ａ］重合体が構造単位（ＩＩＩ）を有することで、感度をより高めることができる。
【００５５】
構造単位（ＩＩＩ）としては、例えば下記式（ａ−３）で表される構造単位等が挙げられる。
【００５６】
【化１１】
0006485240.tif 000012
【００５７】
上記式（ａ−３）中、Ｒ３は、水素原子又はメチル基である。Ｒ４は、炭素数１〜２０の１価の有機基である。ｐは、０〜３の整数である。ｐが２又は３の場合、複数のＲ４は同一でも異なっていてもよい。ｑは、１〜３の整数である。但し、ｐ＋ｑは、５以下である。
【００５８】
「有機基」とは、少なくとも１個の炭素原子を含む基をいう。
【００５９】
上記Ｒ３としては、構造単位（ＩＩＩ）を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子が好ましい。
【００６０】
上記Ｒ４で表される炭素数１〜２０の１価の有機基としては、例えば炭素数１〜２０の１価の鎖状炭化水素基、炭素数３〜２０の１価の脂環式炭化水素基、炭素数６〜２０の１価の芳香族炭化水素基、これらの基が有する水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基、これらの基の炭素−炭素間に、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−Ｏ−、−Ｓ−若しくは−ＮＲ”−又はこれらのうちの２種以上を組み合わせた基を含む基等が挙げられる。Ｒ”は、水素原子又は１価の有機基である。これらの中で、１価の鎖状炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
【００６１】
上記ｐとしては、０〜２の整数が好ましく、０及び１がより好ましく、０がさらに好ましい。
【００６２】
上記ｑとしては、１及び２が好ましく、１がより好ましい。
【００６３】
構造単位（ＩＩＩ）としては、例えば下記式（ａ−３−１）〜（ａ−３−４）で表される構造単位（以下、「構造単位（ＩＩＩ−１）〜（ＩＩＩ−４）」ともいう）等が挙げられる。
【００６４】
【化１２】
0006485240.tif 000013
【００６５】
上記式（ａ−３−１）〜（ａ−３−４）中、Ｒ３は、上記式（ａ−３）と同義である。
【００６６】
構造単位（ＩＩＩ）としては、構造単位（ＩＩＩ−１）及び構造単位（ＩＩＩ−２）が好ましく、構造単位（ＩＩＩ−１）がより好ましい。
【００６７】
［Ａ］重合体が構造単位（ＩＩＩ）を有する場合、構造単位（ＩＩＩ）の含有割合の下限としては、［Ａ］重合体を構成する全構造単位に対して、１０モル％が好ましく、３０モル％がより好ましく、５０モル％がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、９０モル％が好ましく、８０モル％がより好ましく、７５モル％がさらに好ましい。構造単位（ＩＩＩ）の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物は感度をさらに向上させることができる。
【００６８】
なお、構造単位（ＩＩＩ）は、ヒドロキシスチレンの−ＯＨ基の水素原子をアセチル基等で置換した単量体を重合した後、得られた重合体を、アミン等の塩基存在下で加水分解反応を行うこと等により形成することができる。
【００６９】
［構造単位（ＩＶ）］
構造単位（ＩＶ）は、アルコール性水酸基を含む構造単位である。［Ａ］重合体は、構造単位（ＩＶ）を有することで、現像液への溶解性をより適度に調製することができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のＬＷＲ性能等をより向上させることができる。また、レジストパターンの基板への密着性をより高めることができる。
【００７０】
構造単位（ＩＶ）としては、例えば下記式で表される構造単位等が挙げられる。
【００７１】
【化１３】
0006485240.tif 000014
【００７２】
上記式中、ＲＬ２は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。
【００７３】
構造単位（ＩＶ）としては、ヒドロキシアダマンチル基を含む構造単位が好ましく、３−ヒドロキシアダマンチル（メタ）アクリレートに由来する構造単位がより好ましい。
【００７４】
［Ａ］重合体が構造単位（ＩＶ）を有する場合、構造単位（ＩＶ）の含有割合の下限としては、［Ａ］重合体を構成する全構造単位に対して、３モル％が好ましく、５モル％がより好ましく、１０モル％がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、３５モル％が好ましく、３０モル％がより好ましく、２５モル％がさらに好ましい。構造単位（ＩＶ）の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のＬＷＲ性能等をさらに向上することができる。また、レジストパターンの基板への密着性をさらに高めることができる。
【００７５】
［その他の構造単位］
［Ａ］重合体は、上記構造単位（Ｉ）〜（ＩＶ）以外にもその他の構造単位を有してもよい。上記その他の構造単位としては、例えばケトン性カルボニル基、シアノ基、カルボキシ基、ニトロ基、アミノ基又はこれらの組み合わせを含む構造単位、非解離性の１価の脂環式炭化水素基を含む（メタ）アクリル酸エステルに由来する構造単位等が挙げられる。その他の構造単位の含有割合の上限としては、［Ａ］重合体を構成する全構造単位に対して、２０モル％が好ましく、１０モル％がより好ましい。
【００７６】
［Ａ］重合体の含有量の下限としては、当該感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して、７０質量％が好ましく、８０質量％がより好ましく、８５質量％がさらに好ましい。「全固形分」とは、当該感放射線性樹脂組成物中の［Ｅ］溶媒以外の成分の総和をいう。
【００７７】
＜［Ａ］重合体の合成方法＞
［Ａ］重合体は、例えば各構造単位を与える単量体を、ラジカル重合開始剤等を用い、適当な溶媒中で重合することにより合成できる。
【００７８】
上記ラジカル重合開始剤としては、例えば
アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−シクロプロピルプロピオニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、ジメチル２，２’−アゾビスイソブチレート等のアゾ系ラジカル開始剤；
ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系ラジカル開始剤などが挙げられる。これらの中で、ＡＩＢＮ及びジメチル２，２’−アゾビスイソブチレートが好ましく、ＡＩＢＮがより好ましい。これらのラジカル重合開始剤は１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００７９】
重合に使用される溶媒としては、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；
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；
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；
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；
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；
アセトン、メチルエチルケトン、４−メチル−２−ペンタノン、２−ヘプタノン等のケトン；
テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル；
メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、４−メチル−２−ペンタノール等のアルコールなどが挙げられる。これらの重合に使用される溶媒は、１種単独で又は２種以上を併用してもよい。
【００８０】
重合における反応温度の下限としては、４０℃が好ましく、５０℃がより好ましい。上記反応温度の上限としては、１５０℃が好ましく、１２０℃がより好ましい。重合における反応時間の下限としては、１時間が好ましく、２時間がより好ましい。上記反応時間の上限としては、４８時間が好ましく、２４時間がより好ましい。
【００８１】
［Ａ］重合体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重量平均分子量（Ｍｗ）の下限としては、１，０００が好ましく、２，０００がより好ましく、２，５００がさらに好ましく、３，０００が特に好ましい。上記Ｍｗの上限としては、５０，０００が好ましく、３０，０００がより好ましく、２０，０００がさらに好ましく、１５，０００が特に好ましい。［Ａ］重合体のＭｗを上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の塗布性及び現像欠陥抑制性が向上する。
【００８２】
［Ａ］重合体のＧＰＣによるポリスチレン換算数平均分子量（Ｍｎ）に対するＭｗの比（Ｍｗ／Ｍｎ）の下限としては、通常１であり、１．１が好ましい。上記比の上限としては、５が好ましく、３がより好ましく、２がさらに好ましい。
【００８３】
本明細書における重合体のＭｗ及びＭｎは、以下の条件によるＧＰＣを用いて測定される値である。
ＧＰＣカラム：例えば東ソー社の「Ｇ２０００ＨＸＬ」２本、「Ｇ３０００ＨＸＬ」１本及び「Ｇ４０００ＨＸＬ」１本
カラム温度：４０℃
溶出溶媒：テトラヒドロフラン
流速：１．０ｍＬ／分
試料濃度：１．０質量％
試料注入量：１００μＬ
検出器：示差屈折計
標準物質：単分散ポリスチレン
【００８４】
＜［Ｂ］酸発生体＞
［Ｂ］酸発生体は、露光により酸を発生する物質である。この発生した酸により［Ａ］重合体等が有する酸解離性基が解離してカルボキシ基、ヒドロキシ基等が生じ、［Ａ］重合体の現像液への溶解性が変化するため、当該感放射線性樹脂組成物からレジストパターンを形成することができる。当該感放射線性樹脂組成物における［Ｂ］酸発生体の含有形態としては、低分子化合物の形態（以下、適宜「［Ｂ］酸発生剤」ともいう）でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
【００８５】
［Ｂ］酸発生剤としては、例えばオニウム塩化合物、Ｎ−スルホニルオキシイミド化合物、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物等が挙げられる。
【００８６】
オニウム塩化合物としては、例えばスルホニウム塩、テトラヒドロチオフェニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等が挙げられる。
【００８７】
［Ｂ］酸発生剤の具体例としては、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等が挙げられる。
【００８８】
［Ｂ］酸発生体から発生する酸としては、例えばスルホン酸、イミド酸、アミド酸、メチド酸、ホスフィン酸、カルボン酸等が挙げられる。これらの中で、スルホン酸、イミド酸、アミド酸及びメチド酸が好ましい。
【００８９】
［Ｂ］酸発生剤としては、例えば下記式（３）で表される化合物（以下、「［Ｂ１］酸発生剤」ともいう）等が挙げられる。
【００９０】
【化１４】
0006485240.tif 000015
【００９１】
上記式（３）中、Ａ−は、１価のスルホン酸アニオン、１価のイミド酸アニオン、１価のアミド酸アニオン又は１価のメチド酸アニオンである。Ｘ＋は、１価のオニウムカチオンである。
【００９２】
上記式（３）におけるＡ−がスルホン酸アニオンの場合、［Ｂ１］酸発生剤からスルホン酸が発生する。Ａ−がイミド酸アニオンの場合、［Ｂ１］酸発生剤からイミド酸が発生する。Ａ−がアミド酸アニオンの場合、［Ｂ１］酸発生剤からアミド酸が発生する。Ａ−がメチド酸アニオンの場合、［Ｂ１］酸発生剤からメチド酸が発生する。
【００９３】
上記Ａ−がスルホン酸アニオンである［Ｂ１］酸発生剤としては、例えば下記式（４）で表される化合物（以下、「化合物（４）」ともいう）等が挙げられる。［Ｂ１］酸発生剤が下記構造を有することで、［Ａ］重合体の構造単位（Ｉ）との相互作用等により、露光により発生する酸のレジスト膜中の拡散長がより適度に短くなると考えられ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のＬＷＲ性能等をより向上させることができる。
【００９４】
【化１５】
0006485240.tif 000016
【００９５】
上記式（４）中、Ｒｐ１は、環員数６以上の環構造を含む１価の基である。Ｒｐ２は、２価の連結基である。Ｒｐ３及びＲｐ４は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、炭素数１〜２０の１価の炭化水素基又は炭素数１〜２０の１価のフッ素化炭化水素基である。Ｒｐ５及びＲｐ６は、それぞれ独立して、フッ素原子又は炭素数１〜２０の１価のフッ素化炭化水素基である。ｎｐ１は、０〜１０の整数である。ｎｐ２は、０〜１０の整数である。ｎｐ３は、０〜１０の整数である。但し、ｎｐ１＋ｎｐ２＋ｎｐ３は、１以上３０以下である。ｎｐ１が２以上の場合、複数のＲｐ２は同一でも異なっていてもよい。ｎｐ２が２以上の場合、複数のＲｐ３は同一でも異なっていてもよく、複数のＲｐ４は同一でも異なっていてもよい。ｎｐ３が２以上の場合、複数のＲｐ５は同一でも異なっていてもよく、複数のＲｐ６は同一でも異なっていてもよい。Ｘ＋は、上記式（３）と同義である。
【００９６】
Ｒｐ１で表される環員数６以上の環構造を含む１価の基としては、例えば環員数６以上の脂環構造を含む１価の基、環員数６以上の脂肪族複素環構造を含む１価の基、環員数６以上の芳香環構造を含む１価の基、環員数６以上の芳香族複素環構造を含む１価の基等が挙げられる。
【００９７】
環員数６以上の脂環構造としては、例えば
シクロヘキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造、シクロノナン構造、シクロデカン構造、シクロドデカン構造等の単環のシクロアルカン構造；
シクロヘキセン構造、シクロヘプテン構造、シクロオクテン構造、シクロデセン構造等の単環のシクロアルケン構造；
ノルボルナン構造、アダマンタン構造、トリシクロデカン構造、テトラシクロドデカン構造等の多環のシクロアルカン構造；
ノルボルネン構造、トリシクロデセン構造等の多環のシクロアルケン構造などが挙げられる。
【００９８】
環員数６以上の脂肪族複素環構造としては、例えば
ヘキサノラクトン構造、ノルボルナンラクトン構造等のラクトン構造；
ヘキサノスルトン構造、ノルボルナンスルトン構造等のスルトン構造；
オキサシクロヘプタン構造、オキサノルボルナン構造等の酸素原子含有複素環構造；
アザシクロヘキサン構造、ジアザビシクロオクタン構造等の窒素原子含有複素環構造；
チアシクロヘキサン構造、チアノルボルナン構造のイオウ原子含有複素環構造などが挙げられる。
【００９９】
環員数６以上の芳香環構造としては、例えば
ベンゼン構造、ナフタレン構造、フェナントレン構造、アントラセン構造等が挙げられる。
【０１００】
環員数６以上の芳香族複素環構造としては、例えば
フラン構造、ピラン構造、ベンゾピラン構造等の酸素原子含有複素環構造；
ピリジン構造、ピリミジン構造、インドール構造等の窒素原子含有複素環構造などが挙げられる。
【０１０１】
Ｒｐ１の環構造の環員数の下限としては、７が好ましく、８がより好ましく、９がさらに好ましく、１０が特に好ましい。上記環員数の上限としては、１５が好ましく、１４がより好ましく、１３がさらに好ましく、１２が特に好ましい。上記環員数を上記範囲とすることで、上述の酸の拡散長をさらに適度に短くすることができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のＬＷＲ性能等をより向上させることができる。
【０１０２】
Ｒｐ１の環構造が有する水素原子の一部又は全部は、置換基で置換されていてもよい。上記置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。これらの中でヒドロキシ基が好ましい。
【０１０３】
Ｒｐ１としては、環員数６以上の脂環構造を含む１価の基及び環員数６以上の脂肪族複素環構造を含む１価の基が好ましく、環員数９以上の脂環構造を含む１価の基及び環員数９以上の脂肪族複素環構造を含む１価の基がより好ましく、アダマンチル基、ヒドロキシアダマンチル基、ノルボルナンラクトン−イル基、ノルボルナンスルトン−イル基及び５−オキソ−４−オキサトリシクロ［４．３．１．１３，８］ウンデカン−イル基がさらに好ましく、アダマンチル基が特に好ましい。
【０１０４】
Ｒｐ２で表される２価の連結基としては、例えばカルボニル基、エーテル基、カルボニルオキシ基、スルフィド基、チオカルボニル基、スルホニル基、２価の炭化水素基等が挙げられる。これらの中で、カルボニルオキシ基、スルホニル基、アルカンジイル基及びシクロアルカンジイル基が好ましく、カルボニルオキシ基及びシクロアルカンジイル基がより好ましく、カルボニルオキシ基及びノルボルナンジイル基がさらに好ましく、カルボニルオキシ基が特に好ましい。
【０１０５】
Ｒｐ３及びＲｐ４で表される炭素数１〜２０の１価の炭化水素基としては、例えば炭素数１〜２０のアルキル基等が挙げられる。Ｒｐ３及びＲｐ４で表される炭素数１〜２０の１価のフッ素化炭化水素基としては、例えば炭素数１〜２０のフッ素化アルキル基等が挙げられる。Ｒｐ３及びＲｐ４としては、水素原子、フッ素原子及びフッ素化アルキル基が好ましく、フッ素原子及びパーフルオロアルキル基がより好ましく、フッ素原子及びトリフルオロメチル基がさらに好ましい。
【０１０６】
Ｒｐ５及びＲｐ６で表される炭素数１〜２０の１価のフッ素化炭化水素基としては、例えば炭素数１〜２０のフッ素化アルキル基等が挙げられる。Ｒｐ５及びＲｐ６としては、フッ素原子及びフッ素化アルキル基が好ましく、フッ素原子及びパーフルオロアルキル基がより好ましく、フッ素原子及びトリフルオロメチル基がさらに好ましく、フッ素原子が特に好ましい。
【０１０７】
ｎｐ１としては、０〜５の整数が好ましく、０〜３の整数がより好ましく、０〜２の整数がさらに好ましく、０及び１が特に好ましい。
【０１０８】
ｎｐ２としては、０〜５の整数が好ましく、０〜２の整数がより好ましく、０及び１がさらに好ましく、０が特に好ましい。
【０１０９】
ｎｐ３の下限としては、１が好ましく、２がより好ましい。ｎｐ３を１以上とすることで、化合物（４）から生じる酸の強さを高めることができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のＬＷＲ性能等をより向上させることができる。ｎｐ３の上限としては、４が好ましく、３がより好ましく、２がさらに好ましい。
【０１１０】
ｎｐ１＋ｎｐ２＋ｎｐ３の下限としては、１であり、２が好ましく、４がより好ましい。ｎｐ１＋ｎｐ２＋ｎｐ３の上限としては、３０であり、２０が好ましく、１０がより好ましい。
【０１１１】
上記Ａ−がイミド酸アニオンである［Ｂ１］酸発生剤としては、例えば下記式（５）で表される化合物（以下、「化合物（５）」ともいう）等が挙げられる。
【０１１２】
【化１６】
0006485240.tif 000017
【０１１３】
上記式（５）中、Ｒｑ１及びＲｑ２は、それぞれ独立して、フッ素原子を有する炭素数１〜２０の１価の有機基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する原子鎖と共に構成される環員数４〜２０の環構造を表す。Ｅ１及びＥ２は、それぞれ独立して、−ＳＯ２−又は−ＣＯ−である。Ｘ＋は、上記式（３）と同義である。
【０１１４】
上記Ａ−がアミド酸アニオンである［Ｂ１］酸発生剤としては、例えば下記式（６）で表される化合物（以下、「化合物（６）」ともいう）等が挙げられる。
【０１１５】
【化１７】
0006485240.tif 000018
【０１１６】
上記式（６）中、Ｒｒ１及びＲｒ２は、それぞれ独立して、フッ素原子を有する炭素数１〜２０の１価の有機基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する原子鎖と共に構成される環員数４〜２０の環構造を表す。Ｅ３は、−ＳＯ２−又は−ＣＯ−である。Ｘ＋は、上記式（３）と同義である。
【０１１７】
上記Ａ−がメチド酸アニオンである［Ｂ１］酸発生剤としては、例えば下記式（７）で表される化合物（以下、「化合物（７）」ともいう）等が挙げられる。
【０１１８】
【化１８】
0006485240.tif 000019
【０１１９】
上記式（７）中、Ｒｓ１、Ｒｓ２及びＲｓ３は、それぞれ独立して、フッ素原子を有する炭素数１〜２０の１価の有機基であるか、又はこれらの基のうちの２つ以上が互いに合わせられこれらが結合する原子鎖と共に構成される環員数４〜２０の環構造を表す。Ｅ４、Ｅ５及びＥ６は、−ＳＯ２−又は−ＣＯ−である。Ｘ＋は、上記式（３）と同義である。
【０１２０】
Ｒｑ１及びＲｑ２、Ｒｒ１及びＲｒ２、並びにＲｓ１、Ｒｓ２及びＲｓ３で表されるフッ素原子を有する炭素数１〜２０の１価の有機基としては、例えば炭素数１〜２０の１価のフッ素化炭化水素基等が挙げられる。これらの中で、炭素数１〜２０のフッ素化アルキル基が好ましく、炭素数１〜４のフッ素化アルキル基がより好ましく、炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基がさらに好ましく、トリフルオロメチル基及びノナフルオロブチル基が特に好ましい。
【０１２１】
Ｒｑ１及びＲｑ２、Ｒｒ１及びＲｒ２並びにＲｓ１及びＲｓ２が互いに合わせられ構成される基としては、例えば炭素数２〜２０の２価のフッ素化炭化水素基等が挙げられる。これらの中で、炭素数２〜２０のフッ素化アルカンジイル基が好ましく、炭素数２〜４のフッ素化アルカンジイル基がより好ましく、炭素数２〜４のパーフルオロアルカンジイル基がさらに好ましく、ヘキサフルオロプロパンジイル基が特に好ましい。
【０１２２】
Ｅ１〜Ｅ６としては、［Ｂ］酸発生剤から生じる酸の強さの観点から、−ＳＯ２−が好ましい。
【０１２３】
Ｘ＋で表される１価のオニウムカチオンは、通常、感放射線性オニウムカチオン、すなわち、放射線の照射により分解するカチオンである。露光部では、この感放射線性オニウムカチオンの分解により生成するプロトンと、スルホネートアニオン等の酸アニオンとからスルホン酸等の酸を生じる。感放射線性オニウムカチオンとしては、例えばスルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオン等が挙げられる。スルホニウムカチオンとしては、例えば下記式（ｂ−１）で表されるカチオン（以下、「カチオン（ｂ−１）」ともいう）等が挙げられる。ヨードニウムカチオンとしては、例えば下記式（ｂ−２）で表されるカチオン（以下、「カチオン（ｂ−２）」ともいう）等が挙げられる。
【０１２４】
【化１９】
0006485240.tif 000020
【０１２５】
上記式（ｂ−１）中、Ｒｂ１、Ｒｂ２及びＲｂ３は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数１〜１０のアルキル基若しくは置換若しくは非置換の炭素数６〜１８のアリール基であるか、又はこれらの基のうちの２つ以上が互いに合わせられこれらが結合する硫黄原子と共に構成される環員数３〜２０の環構造を表す。
【０１２６】
【化２０】
0006485240.tif 000021
【０１２７】
上記式（ｂ−２）中、Ｒｂ４及びＲｂ５は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数１〜１０のアルキル基若しくは置換若しくは非置換の炭素数６〜１８のアリール基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合するヨウ素原子と共に構成される環員数３〜２０の環構造を表す。
【０１２８】
カチオン（ｂ−１）としては、例えば下記式（Ｘ−１）で表されるカチオン（以下、「カチオン（Ｘ−１）」ともいう）、下記式（Ｘ−２）で表されるカチオン（以下、「カチオン（Ｘ−２）」ともいう）等が挙げられる。カチオン（ｂ−２）としては、例えば下記式（Ｘ−３）で表されるカチオン（以下、「カチオン（Ｘ−３）」ともいう）等が挙げられる。
【０１２９】
【化２１】
0006485240.tif 000022
【０１３０】
上記式（Ｘ−１）中、Ｒａ１、Ｒａ２及びＲａ３は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数１〜１２のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、−ＯＳＯ２−ＲＰ若しくは−ＳＯ２−ＲＱであるか、又はこれらの基のうちの２つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。ＲＰ及びＲＱは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数１〜１２のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数５〜２５の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基である。ｋ１、ｋ２及びｋ３は、それぞれ独立して０〜５の整数である。Ｒａ１〜Ｒａ３並びにＲＰ及びＲＱがそれぞれ複数の場合、複数のＲａ１〜Ｒａ３並びにＲＰ及びＲＱはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
【０１３１】
上記式（Ｘ−２）中、Ｒａ４は、置換若しくは非置換の炭素数１〜８のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数６〜８の芳香族炭化水素基である。ｋ４は、０〜７の整数である。Ｒａ４が複数の場合、複数のＲａ４は同一でも異なっていてもよく、また、複数のＲａ４は、互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。Ｒａ５は、置換若しくは非置換の炭素数１〜７のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数６若しくは７の芳香族炭化水素基である。ｋ５は、０〜６の整数である。Ｒａ５が複数の場合、複数のＲａ５は同一でも異なっていてもよく、また、複数のＲａ５は互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。ｒは、０〜３の整数である。Ｒａ６は、単結合又は炭素数１〜２０の２価の有機基である。ｔは、０〜２の整数である。
【０１３２】
上記式（Ｘ−３）中、Ｒａ７及びＲａ８は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数１〜１２のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、−ＯＳＯ２−ＲＲ若しくは−ＳＯ２−ＲＳであるか、又はこれらの基のうちの２つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。ＲＲ及びＲＳは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数１〜１２のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数５〜２５の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基である。ｋ６及びｋ７は、それぞれ独立して０〜５の整数である。Ｒａ７、Ｒａ８、ＲＲ及びＲＳがそれぞれ複数の場合、複数のＲａ７、Ｒａ８、ＲＲ及びＲＳはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
【０１３３】
Ｒａ１〜Ｒａ３、Ｒａ４、Ｒａ５、Ｒａ７及びＲａ８で表されるアルキル基としては、例えば
メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基等の直鎖状アルキル基；
ｉ−プロピル基、ｉ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基等の分岐状アルキル基などが挙げられる。
【０１３４】
Ｒａ１〜Ｒａ３、Ｒａ４及びＲａ５で表される芳香族炭化水素基としては、例えば
フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基等のアリール基；
ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基などが挙げられる。
【０１３５】
Ｒａ４及びＲａ５で表される芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、トリル基、ベンジル基等が挙げられる。
【０１３６】
Ｒａ６で表される２価の有機基としては、例えば上記式（ａ−３）のＲ４の１価の有機基から１個の水素原子を除いた基等が挙げられる。
【０１３７】
アルキル基及び芳香族炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシル基、アシロキシ基等が挙げられる。これらの中で、ハロゲン原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
【０１３８】
Ｒａ１〜Ｒａ３、Ｒａ４、Ｒａ５、Ｒａ７及びＲａ８としては、非置換のアルキル基、フッ素化アルキル基、非置換の１価の芳香族炭化水素基、−ＯＳＯ２−Ｒ”及び−ＳＯ２−Ｒ”が好ましく、フッ素化アルキル基及び非置換の１価の芳香族炭化水素基がより好ましく、フッ素化アルキル基がさらに好ましい。Ｒ”は、非置換の１価の脂環式炭化水素基又は非置換の１価の芳香族炭化水素基である。
【０１３９】
式（Ｘ−１）におけるｋ１、ｋ２及びｋ３としては、０〜２の整数が好ましく、０及び１がより好ましく、０がさらに好ましい。式（Ｘ−２）におけるｋ４としては、０〜２の整数が好ましく、０及び１がより好ましく、１がさらに好ましい。ｋ５としては、０〜２の整数が好ましく、０及び１がより好ましく、０がさらに好ましい。ｒとしては、２及び３が好ましく、２がより好ましい。ｔとしては、０及び１が好ましく、０がより好ましい。式（Ｘ−３）におけるｋ６及びｋ７としては、０〜２の整数が好ましく、０及び１がより好ましく、０がさらに好ましい。
【０１４０】
Ｘ＋としては、これらの中で、カチオン（Ｘ−１）及びカチオン（Ｘ−２）が好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン及び１−［２−（４−シクロヘキシルフェニルカルボニル）プロパン−２−イル］テトラヒドロチオフェニウムカチオンがより好ましい。
【０１４１】
スルホニウムカチオンとしては、例えば下記式（ｉ−１）〜（ｉ−６５）で表されるカチオン（以下、「カチオン（ｉ−１）〜（ｉ−６５）」ともいう）等が挙げられる。
【０１４２】
【化２２】
0006485240.tif 000023
【０１４３】
【化２３】
0006485240.tif 000024
【０１４４】
【化２４】
0006485240.tif 000025
【０１４５】
【化２５】
0006485240.tif 000026
【０１４６】
ヨードニウムカチオンとしては、例えば下記式（ｉｉ−１）〜（ｉｉ−３９）で表されるカチオン等が挙げられる。
【０１４７】
【化２６】
0006485240.tif 000027
【０１４８】
【化２７】
0006485240.tif 000028
【０１４９】
Ｘ＋としては、カチオン（ｉ−１）、（ｉ−１２）、（ｉ−６５）及び（ｉｉ−１）が好ましく、カチオン（ｉ−１）がより好ましい。
【０１５０】
化合物（４）としては例えば下記式（４−１）〜（４−１５）で表される化合物（以下、「化合物（４−１）〜（４−１５）」ともいう）等が、化合物（５）としては、例えば下記式（５−１）〜（５−３）で表される化合物（以下、「化合物（５−１）〜（５−３）」ともいう）等が、化合物（６）としては、例えば下記式（６−１）、下記式（６−２）で表される化合物（以下、「化合物（６−１）、（６−２）」ともいう）等が、化合物（７）としては、例えば下記式（７−１）、下記式（７−２）で表される化合物（以下、「化合物（７−１）、（７−２）」ともいう）等が挙げられる。
【０１５１】
【化２８】
0006485240.tif 000029
【０１５２】
【化２９】
0006485240.tif 000030
【０１５３】
上記式（４−１）〜（４−１５）、（５−１）〜（５−３）、（６−１）、（６−２）、（７−１）及び（７−２）中、Ｘ＋は、１価のオニウムカチオンである。
【０１５４】
［Ｂ１］酸発生剤としては、化合物（４）及び化合物（５）が好ましく、化合物（４−１）、化合物（４−２）、化合物（４−１１）、化合物（４−１２）、化合物（４−１４）、化合物（４−１５）及び化合物（５−１）がより好ましい。
【０１５５】
［Ｂ１］酸発生剤としては、オニウム塩化合物が好ましく、スルホニウム塩化合物がより好ましく、トリフェニルスルホニウム塩化合物がさらに好ましい。
【０１５６】
また、［Ｂ］酸発生体としては、下記式（４’）で表される構造単位を有する重合体等の酸発生体の構造が重合体の一部として組み込まれた重合体も好ましい。
【０１５７】
【化３０】
0006485240.tif 000031
【０１５８】
上記式（４’）中、Ｒｐ７は、水素原子又はメチル基である。Ｌ１は、単結合、−ＣＯＯ−、−Ａｒ−、−ＣＯＯ−Ａｒ−又は−Ａｒ−ＯＳＯ２−である。Ａｒは、炭素数６〜２０の置換又は非置換のアレーンジイル基である。Ｒｐ８は、炭素数１〜１０のフッ素化アルカンジイル基である。Ｘ＋は、１価のオニウムカチオンである。
【０１５９】
Ｒｐ７としては、上記式（４’）で表される構造単位を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
【０１６０】
Ｌ１としては、−ＣＯＯ−及び−Ａｒ−ＯＳＯ２−が好ましく、−Ａｒ−ＯＳＯ２−がより好ましい。
【０１６１】
Ｒｐ８としては、炭素数１〜４のフッ素化アルカンジイル基が好ましく、炭素数１〜４のパーフルオロアルカンジイル基がより好ましく、ヘキサフルオロプロパンジイル基がさらに好ましい。
【０１６２】
［Ｂ］酸発生体が［Ｂ］酸発生剤の場合、［Ｂ］酸発生剤の含有量の下限としては、［Ａ］重合体１００質量部に対して、０．１質量部が好ましく、０．５質量部がより好ましく、１質量部がさらに好ましく、５質量部が特に好ましく、１０質量部がさらに特に好ましく、１５質量部が最も好ましい。上記含有量の上限としては、５０質量部が好ましく、４０質量部がより好ましく、３０質量部がさらに好ましく、２５質量部が特に好ましい。
【０１６３】
また、［Ｂ］酸発生剤の含有量の下限としては、固形分換算、すなわち当該感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して、０．１質量％が好ましく、０．５質量％がより好ましく、１質量％がさらに好ましく、５質量％が特に好ましく、１０質量％がさらに特に好ましく、１５質量％が最も好ましい。上記含有量の上限としては、５０質量％が好ましく、４０質量％がより好ましく、３０質量％がさらに好ましく、２５質量％が特に好ましい。
【０１６４】
［Ｂ］酸発生剤の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の感度及び現像性が向上し、その結果、ＬＷＲ性能等を向上させることができる。特に、露光光が電子線又はＥＵＶの場合、当該感放射線性樹脂組成物の感度をより高める観点から、［Ｂ］酸発生剤の含有量としては、［Ａ］重合体１００質量部に対して１０質量部以上が好ましく、また、当該感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して１０質量％以上が好ましい。［Ｂ］酸発生体は、１種又は２種以上を用いることができる。
【０１６５】
＜［Ｃ］塩＞
［Ｃ］塩は、オニウムカチオン（以下、「オニウムカチオン（Ｃ）」ともいう）と、ＨＣＯ３−、ＣＯ３２−又はこれらの組み合わせとを含む塩である。［Ｃ］塩は、ＨＣＯ３−及び／又はＣＯ３２−による酸捕捉機能を発揮することができるので、酸拡散制御剤として機能する。
【０１６６】
当該感放射線性樹脂組成物は、［Ａ］重合体及び［Ｂ］酸発生体に加えて、［Ｃ］塩を含有することにより、ＬＷＲ性能に優れる。当該感放射線性樹脂組成物が上記構成を有することで上記効果を奏する理由については必ずしも明確ではないが、例えば以下のように推察することができる。すなわち、［Ｃ］塩は、ＨＣＯ３−及び／又はＣＯ３２−の炭酸に由来するアニオンを含むので、スルホン酸アニオンやカルボン酸アニオンの場合に比べ適度に高い塩基性を有する。従って、［Ｃ］塩は、従来のスルホン酸アニオンやカルボン酸アニオンを含む酸拡散制御剤と比べて酸捕捉機能が適度に高いと考えられる。また、［Ｃ］塩のＨＣＯ３−及び／又はＣＯ３２−は、酸を捕捉することで、二酸化炭素と水とに変化する。そのため、従来のスルホン酸アニオンやカルボン酸アニオンを含む酸拡散制御剤のように、アニオンが酸を捕捉して生成する物質がレジスト膜中に留まることが影響して［Ｂ］酸発生体から生じる酸のレジスト膜中の拡散長が長くなること等が抑制される。これらの結果、当該感放射線性樹脂組成物のＬＷＲ性能等が向上すると考えられる。
【０１６７】
オニウムカチオン（Ｃ）としては、例えばスルホニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ヨードニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、ジアゾニウムカチオン等が挙げられる。これらの中で、スルホニウムカチオン、アンモニウムカチオン及びヨードニウムカチオンが好ましい。
【０１６８】
オニウムカチオン（Ｃ）は、感放射線性でも感放射線性でなくてもよいが、感放射線性オニウムカチオンが好ましい。オニウムカチオン（Ｃ）が感放射線性であると、露光部では、露光によりこの感放射線性オニウムカチオンから生じたプロトンが結合してＨＣＯ３−及び／又はＣＯ３２−は二酸化炭素と水とになりその酸捕捉機能が低下するので、［Ｃ］塩は感放射線性の酸拡散制御剤として機能し、露光部と未露光部とのクエンチコントラストがより高くなる。その結果、当該感放射線性樹脂組成物のＬＷＲ性能等がより向上する。但し、この場合、［Ｃ］塩は、上記［Ｂ］酸発生体に該当しないものとする。
【０１６９】
［Ｃ］塩が複数種のオニウムカチオン（Ｃ）を含む場合、一部又は全部のオニウムカチオン（Ｃ）が感放射線性であることが好ましく、全部のオニウムカチオン（Ｃ）が感放射線性であることがより好ましい。
【０１７０】
オニウムカチオン（Ｃ）の価数は特に限定されず、１価でも２価でも３価以上でもよいが、［Ｃ］塩のレジスト膜中における分散性の観点から、１価及び２価が好ましく、１価がより好ましい。
【０１７１】
スルホニウムカチオンとしては、例えば［Ｂ］酸発生体のＸ＋として例示したカチオン（ｂ−１）等が挙げられる。ヨードニウムカチオンとしては、例えば［Ｂ］酸発生体のＸ＋として例示したカチオン（ｂ−２）等が挙げられる。
【０１７２】
スルホニウムカチオンとしては、トリ（４−トリフルオロメチルフェニル）スルホニウムカチオン、４−シクロヘキシルスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムカチオン並びに上述の［Ｂ］酸発生体のＸ＋として例示したカチオン（ｉ−１）、（ｉ−１３）、（ｉ−１４）、（ｉ−５４）及び（ｉ−５９）が好ましい。
【０１７３】
アンモニウムカチオンとしては、例えば下記式（ｂ−３）で表されるカチオン等が挙げられる。
【０１７４】
【化３１】
0006485240.tif 000032
【０１７５】
上記式（ｂ−３）中、Ｒｂ６〜Ｒｂ９は、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは非置換の炭素数１〜２０の１価の炭化水素基であるか、又はこれらの基のうちの２つ以上が互いに合わせられこれらが結合する窒素原子と共に構成される環構造を表す。
【０１７６】
ホスホニウムカチオンとしては、例えば下記式（ｂ−４）で表されるカチオン等が挙げられる。
【０１７７】
【化３２】
0006485240.tif 000033
【０１７８】
上記式（ｂ−４）中、Ｒｂ１０〜Ｒｂ１３は、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは非置換の炭素数１〜２０の１価の炭化水素基であるか、又はこれらの基のうちの２つ以上が互いに合わせられこれらが結合する窒素原子と共に構成される環構造を表す。
【０１７９】
Ｒｂ６〜Ｒｂ１３としては、アルキル基及びシクロアルキル基が好ましく、炭素数１〜６のアルキル基及び炭素数５〜８のシクロアルキル基がより好ましく、ｎ−ブチル基及びシクロヘキシル基がさらに好ましい。
【０１８０】
ジアゾニウムカチオンとしては、例えば下記式（ｂ−５）で表されるカチオン等が挙げられる。
【０１８１】
【化３３】
0006485240.tif 000034
【０１８２】
上記式（ｂ−５）中、Ｒｂ１４は、置換若しくは非置換の炭素数１〜２０の１価の炭化水素基である。
【０１８３】
Ｒｂ１４としては、アラルキル基が好ましく、炭素数７〜１２のアラルキル基がより好ましく、ベンジル基がさらに好ましい。
【０１８４】
［Ｃ］塩としては、下記式（１）で表される化合物（以下、「化合物（１）」ともいう）、下記式（２）で表される化合物（以下、「化合物（２）」ともいう）及びこれらの組み合わせが好ましい。
【０１８５】
【化３４】
0006485240.tif 000035
【０１８６】
上記式（１）中、Ｚａ＋は、１価のオニウムカチオンである。
上記式（２）中、Ｚｂ＋及びＺｃ＋は、それぞれ独立して、１価のオニウムカチオンである。
【０１８７】
［Ｃ］塩としては、例えば化合物（１）として下記式（１−１）〜（１−１０）で表される化合物（以下、「化合物（１−１）〜（１−１０）」ともいう）等が挙げられ、化合物（２）として下記式（２−１）〜（２−８）で表される化合物（以下、「化合物（２−１）〜（２−８）」ともいう）等が挙げられる。
【０１８８】
【化３５】
0006485240.tif 000036
【０１８９】
【化３６】
0006485240.tif 000037
【０１９０】
［Ｃ］塩としては、化合物（１−１）〜（１−６）並びに化合物（２−１）及び（２−２）が好ましい。
【０１９１】
［Ｃ］塩は、例えば１価のオニウムカチオン及びハロゲン化物アニオンを含む塩と、アルカリ金属炭酸塩又はアルカリ金属炭酸水素塩との間で塩交換させることで合成することができる。
【０１９２】
［Ｃ］塩の含有量の下限としては、［Ａ］重合体１００質量部に対して、０．１質量部が好ましく、０．５質量部がより好ましく、１質量部がさらに好ましく、２質量部が特に好ましい。上記含有量の上限としては、３０質量部が好ましく、２０質量部がより好ましく、１０質量部がさらに好ましく、５質量部が特に好ましい。
【０１９３】
［Ｃ］塩の含有量の下限としては、固形分換算、すなわち、当該感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して、０．１質量％が好ましく、０．５質量％がより好ましく、１質量％がさらに好ましく、２質量％が特に好ましい。上記含有量の上限としては、３０質量％が好ましく、２０質量％がより好ましく、１０質量％がさらに好ましく、５質量％が特に好ましい。
【０１９４】
［Ｃ］塩の含有量を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物のＬＷＲ性能等をさらに向上させることができる。当該感放射線性樹脂組成物は［Ｃ］塩を１種又は２種以上含有してもよい。
【０１９５】
＜［Ｄ］重合体＞
［Ｄ］重合体は、［Ａ］重合体よりもフッ素原子の質量含有率が大きい重合体である。［Ｄ］重合体は、［Ａ］重合体よりもフッ素原子の質量含有率が大きいため、その撥油性的特徴により、レジスト膜を形成した際にその分布がレジスト膜表層に偏在化する傾向がある。その結果、当該感放射線性樹脂組成物によれば、液浸露光時における酸発生体、酸拡散制御体等が液浸媒体に溶出することを抑制することができる。また、当該感放射線性樹脂組成物によれば、この［Ｄ］重合体の撥水性的特徴により、レジスト膜と液浸媒体との前進接触角を所望の範囲に制御でき、バブル欠陥の発生を抑制できる。さらに、当該感放射線性樹脂組成物によれば、レジスト膜と液浸媒体との後退接触角が大きくなり、水滴が残らずに高速でのスキャン露光が可能となる。当該感放射線性樹脂組成物は、このように［Ｄ］重合体を含有することにより、液浸露光法に好適なレジスト膜を形成することができる。
【０１９６】
［Ｄ］重合体のフッ素原子の質量含有率の下限としては、１質量％が好ましく、２質量％がより好ましく、４質量％がさらに好ましく、７質量％が特に好ましい。上記質量含有率の上限としては、６０質量％が好ましく、５０質量％がより好ましく、４０質量％がさらに好ましく、３０質量％が特に好ましい。フッ素原子の質量含有率を上記範囲とすることで、［Ｄ］重合体のレジスト膜における偏在化をより適度に調整することができる。なお、重合体のフッ素原子の質量含有率は、１３Ｃ−ＮＭＲスペクトル測定により重合体の構造を求め、その構造から算出することができる。
【０１９７】
［Ｄ］重合体におけるフッ素原子の含有形態は特に限定されず、主鎖、側鎖及び末端のいずれに結合するものでもよいが、フッ素原子を含む構造単位（以下、「構造単位（Ｆ）」ともいう）を有することが好ましい。［Ｄ］重合体は、構造単位（Ｆ）以外にも、当該感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性向上の観点から、酸解離性基を含む構造単位を有することが好ましい。酸解離性基を含む構造単位としては、例えば、［Ａ］重合体における構造単位（Ｉ）等が挙げられる。
【０１９８】
また、［Ｄ］重合体は、アルカリ解離性基を有することが好ましい。［Ｄ］重合体がアルカリ解離性基を有すると、アルカリ現像時にレジスト膜表面を疎水性から親水性に効果的に変えることができ、当該感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性がより向上する。「アルカリ解離性基」とは、カルボキシ基、ヒドロキシ基等の水素原子を置換する基であって、アルカリ水溶液（例えば、２３℃の２．３８質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液）中で解離する基をいう。
【０１９９】
構造単位（Ｆ）としては、下記式（ｆ−１）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｆ−１）」ともいう）及び下記式（ｆ−２）で表される構造単位（以下、「構造単位（Ｆ−２）」ともいう）が好ましい。構造単位（Ｆ）は、構造単位（Ｆ−１）及び構造単位（Ｆ−２）をそれぞれ１種又は２種以上有していてもよい。
【０２００】
［構造単位（Ｆ−１）］
構造単位（Ｆ−１）は、下記式（ｆ−１）で表される構造単位である。［Ｄ］重合体は構造単位（Ｆ−１）を有することでフッ素原子の質量含有率を調整することができる。
【０２０１】
【化３７】
0006485240.tif 000038
【０２０２】
上記式（ｆ−１）中、ＲＡは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Ｇは、単結合、酸素原子、硫黄原子、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２ＯＮＨ−、−ＣＯＮＨ−又は−ＯＣＯＮＨ−である。ＲＢは、炭素数１〜６の１価のフッ素化鎖状炭化水素基又は炭素数４〜２０の１価のフッ素化脂環式炭化水素基である。
【０２０３】
ＲＡとしては、構造単位（Ｆ−１）を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
【０２０４】
Ｇとしては、−ＣＯＯ−、−ＳＯ２ＯＮＨ−、−ＣＯＮＨ−及び−ＯＣＯＮＨ−が好ましく、−ＣＯＯ−がより好ましい。
【０２０５】
ＲＢで表される炭素数１〜６の１価のフッ素化鎖状炭化水素基としては、例えばトリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロピル基、パーフルオロｎ−プロピル基、パーフルオロｉ−プロピル基、パーフルオロｎ−ブチル基、パーフルオロｉ−ブチル基、パーフルオロｔ−ブチル基、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられる。
【０２０６】
上記ＲＢで表される炭素数４〜２０の１価のフッ素化脂環式炭化水素基としては、例えばモノフルオロシクロペンチル基、ジフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロペンチル基、モノフルオロシクロヘキシル基、ジフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロヘキシルメチル基、フルオロノルボルニル基、フルオロアダマンチル基、フルオロボルニル基、フルオロイソボルニル基、フルオロトリシクロデシル基、フルオロテトラシクロデシル基等が挙げられる。
【０２０７】
ＲＢとしては、フッ素化鎖状炭化水素基が好ましく、２，２，２−トリフルオロエチル基及び１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロピル基がより好ましく、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロピル基がさらに好ましい。
【０２０８】
［Ｄ］重合体が構造単位（Ｆ−１）を有する場合、構造単位（Ｆ−１）の含有割合の下限としては、［Ｄ］重合体を構成する全構造単位に対して、３モル％が好ましく、５モル％がより好ましい。上記含有割合の上限としては、９０モル％が好ましく、７０モル％がより好ましく、５０モル％がさらに好ましい。構造単位（Ｆ−１）の含有割合を上記範囲とすることで、［Ｄ］重合体のフッ素原子の質量含有率をさらに適度に調整することができる。
【０２０９】
［構造単位（Ｆ−２）］
構造単位（Ｆ−２）は、下記式（ｆ−２）で表される構造単位である。［Ｄ］重合体は構造単位（Ｆ−２）を有することで、フッ素原子の質量含有率を調整すると共に、アルカリ現像前後において、レジスト膜表面を撥水性から親水性へ変化させることができる。
【０２１０】
【化３８】
0006485240.tif 000039
【０２１１】
上記式（ｆ−２）中、ＲＣは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。ＲＤは、炭素数１〜２０の（ｓ＋１）価の炭化水素基、又はこの炭化水素基のＲＥ側の末端に酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ’−、カルボニル基、−ＣＯＯ−若しくは−ＣＯＮＨ−が結合された構造である。Ｒ’は、水素原子又は炭素数１〜１０の１価の炭化水素基である。ＲＥは、単結合又は炭素数１〜２０の２価の有機基である。Ｗ１は、単結合又は炭素数１〜２０の２価のフッ素化鎖状炭化水素基である。Ａ１は、酸素原子、−ＮＲ”−、−ＣＯＯ−＊又は−ＳＯ２Ｏ−＊である。Ｒ”は、水素原子又は炭素数１〜１０の１価の炭化水素基である。＊は、ＲＦに結合する部位を示す。ＲＦは、水素原子又は炭素数１〜３０の１価の有機基である。ｓは、１〜３の整数である。但し、ｓが１の場合、ＲＤは単結合であってもよい。ｓが２又は３の場合、複数のＲＥ、Ｗ１、Ａ１及びＲＦはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｗ１が単結合の場合、ＲＦは、フッ素原子を含む基である。
【０２１２】
ＲＣとしては、構造単位（Ｆ−２）を与える単量体の共重合性等の観点から、水素原子及びメチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
【０２１３】
ＲＤで表される炭素数１〜２０の（ｓ＋１）価の炭化水素基としては、例えば上記式（Ｙ−１）のＲｅ１として例示した１価の炭化水素基からｓ個の水素原子を除いた基等が挙げられる。
【０２１４】
ｓとしては、１及び２が好ましく、１がより好ましい。
【０２１５】
ＲＤとしては、ｓが１の場合、単結合及び２価の炭化水素基が好ましく、単結合及びアルカンジイル基がより好ましく、単結合及び炭素数１〜４のアルカンジイル基がさらに好ましく、単結合、メタンジイル基及びプロパンジイル基が特に好ましい。
【０２１６】
ＲＥで表される炭素数１〜２０の２価の有機基としては、例えば上記式（ａ−３）のＲ４として例示した炭素数１〜２０の１価の有機基から１個の水素原子を除いた基等が挙げられる。
【０２１７】
ＲＥとしては、単結合及びラクトン構造を有する基が好ましく、単結合及び多環のラクトン構造を有する基がより好ましく、単結合及びノルボルナンラクトン構造を有する基がより好ましい。
【０２１８】
Ｗ１で表される炭素数１〜２０の２価のフッ素化鎖状炭化水素基としては、例えば
フルオロメタンジイル基、ジフルオロメタンジイル基、フルオロエタンジイル基、ジフルオロエタンジイル基、テトラフルオロエタンジイル基、ヘキサフルオロプロパンジイル基、オクタフルオロブタンジイル基等のフッ素化アルカンジイル基；
フルオロエテンジイル基、ジフルオロエテンジイル基等のフッ素化アルケンジイル基などが挙げられる。これらの中で、フッ素化アルカンジイル基が好ましく、ジフルオロメタンジイル基がより好ましい。
【０２１９】
Ａ１としては、酸素原子、−ＣＯＯ−＊、−ＳＯ２Ｏ−＊が好ましく、−ＣＯＯ−＊がより好ましい。
【０２２０】
ＲＦで表される炭素数１〜３０の１価の有機基としては、例えばアルカリ解離性基、酸解離性基、炭素数１〜３０の炭化水素基等が挙げられる。ＲＦとしては、これらの中で、アルカリ解離性基が好ましい。ＲＦをアルカリ解離性基とすることで、アルカリ現像時に、レジスト膜表面を疎水性から親水性により効果的に変えることができ、当該感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性がさらに向上する。
【０２２１】
ＲＦがアルカリ解離性基である場合、ＲＦとしては、下記式（ｉｉｉ）〜（ｖ）で表される基（以下、「基（ｉｉｉ）〜（ｖ）」ともいう）が好ましい。
【０２２２】
【化３９】
0006485240.tif 000040
【０２２３】
上記式（ｉｉｉ）中、Ｒ５ａ及びＲ５ｂは、それぞれ独立して、炭素数１〜２０の１価の有機基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される環員数３〜２０の脂環構造を表す。
【０２２４】
【化４０】
0006485240.tif 000041
【０２２５】
上記式（ｉｖ）中、Ｒ５ｃ及びＲ５ｄは、それぞれ独立して、炭素数１〜２０の１価の有機基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する窒素原子と共に構成される環員数３〜２０の複素環構造を表す。
【０２２６】
【化４１】
0006485240.tif 000042
【０２２７】
上記式（ｖ）中、Ｒ５ｅは、炭素数１〜２０の１価の炭化水素基又は炭素数１〜２０の１価のフッ素化炭化水素基である。
【０２２８】
炭素数１〜２０の１価の有機基及び上記炭素数１〜２０の１価の炭化水素基としては、上記式（Ｙ−１）のＲｅ１として例示したものと同様の基等が挙げられる。
【０２２９】
炭素数１〜２０の１価のフッ素化炭化水素基としては、例えば上記炭素数１〜２０の１価の炭化水素基として例示した基が有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基等が挙げられる。
【０２３０】
基（ｉｉｉ）としては下記式（ｉｉｉ−１）〜（ｉｉｉ−４）で表される基（以下、「基（ｉｉｉ−１）〜（ｉｉｉ−４）」ともいう）が、基（ｉｖ）としては下記式（ｉｖ−１）で表される基（以下、「基（ｉｖ−１）」ともいう）が、基（ｖ）としては下記式（ｖ−１）〜（ｖ−５）で表される基（以下、「基（ｖ−１）〜（ｖ−５）」ともいう）が好ましい。
【０２３１】
【化４２】
0006485240.tif 000043
【０２３２】
これらの中で、基（ｖ−３）及び基（ｖ−５）が好ましい。
【０２３３】
また、ＲＦが水素原子であると、［Ｄ］重合体のアルカリ現像液に対する親和性が向上するため好ましい。この場合、Ａ１が酸素原子かつＷ１が１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２，２−メタンジイル基であると、上記親和性がさらに向上する。
【０２３４】
［Ｄ］重合体が構造単位（Ｆ−２）を有する場合、構造単位（Ｆ−２）の含有割合の下限としては、［Ｄ］重合体を構成する全構造単位に対して、１０モル％が好ましく、２０モル％がより好ましく、４０モル％がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、９０モル％が好ましく、８５モル％がより好ましく、８０モル％がさらに好ましい。構造単位（Ｆ−２）の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物から形成されたレジスト膜表面をアルカリ現像前後で撥水性から親水性へより適切に変えることができる。
【０２３５】
構造単位（Ｆ）の含有割合の下限としては、［Ｄ］重合体を構成する全構造単位に対して、２０モル％が好ましく、３０モル％がより好ましく、４０モル％がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、９０モル％が好ましく、８５モル％がより好ましく、８０モル％がさらに好ましい。
【０２３６】
［Ｄ］重合体における酸解離性基を含む構造単位の下限としては、［Ｄ］重合体を構成する全構造単位に対して、１０モル％が好ましく、１５モル％がより好ましく、２０モル％がさらに好ましい。上記含有割合の上限としては、６０モル％が好ましく、５０モル％がより好ましく、４０モル％がさらに好ましい。酸解離性基を含む構造単位の含有割合を上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の現像欠陥抑制性をさらに向上させることができる。
【０２３７】
当該感放射線性樹脂組成物が［Ｄ］重合体を含有する場合、［Ｄ］重合体の含有量の下限としては、［Ａ］重合体１００質量部に対して、０．１質量部が好ましく、０．２質量部がより好ましく、０．５質量部がさらに好ましく、１質量部が特に好ましい。上記含有量の上限としては、３０質量部が好ましく、２０質量部がより好ましく、１５質量部がさらに好ましく、１０質量部が特に好ましい。
【０２３８】
［Ｄ］重合体は、上述した［Ａ］重合体と同様の方法で合成することができる。
【０２３９】
［Ｄ］重合体のＧＰＣによるＭｗの下限としては、１，０００が好ましく、２，０００がより好ましく、２，５００がさらに好ましく、３，０００が特に好ましい。上記Ｍｗの上限としては、５０，０００が好ましく、３０，０００がより好ましく、２０，０００がさらに好ましく、１５，０００が特に好ましい。［Ｄ］重合体のＭｗを上記範囲とすることで、当該感放射線性樹脂組成物の塗布性及び現像欠陥抑制性が向上する。
【０２４０】
［Ｄ］重合体のＧＰＣによるＭｎに対するＭｗの比（Ｍｗ／Ｍｎ）の下限としては、通常１であり、１．２が好ましい。上記比の上限としては、５が好ましく、３がより好ましく、２がさらに好ましい。
【０２４１】
＜［Ｅ］溶媒＞
当該感放射線性樹脂組成物は、通常［Ｅ］溶媒を含有する。［Ｅ］溶媒は、少なくとも［Ａ］重合体、［Ｂ］酸発生体、［Ｃ］塩、必要に応じて含有される［Ｄ］重合体等を溶解又は分散可能な溶媒であれば特に限定されない。
【０２４２】
［Ｅ］溶媒としては、例えばアルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、炭化水素系溶媒等が挙げられる。
【０２４３】
アルコール系溶媒としては、例えば
４−メチル−２−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール等の炭素数１〜１８の脂肪族モノアルコール系溶媒；
シクロヘキサノール等の炭素数３〜１８の脂環式モノアルコール系溶媒；
１，２−プロピレングリコール等の炭素数２〜１８の多価アルコール系溶媒；
プロピレングリコールモノメチルエーテル等の炭素数３〜１９の多価アルコール部分エーテル系溶媒などが挙げられる。
【０２４４】
エーテル系溶媒としては、例えば
ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジヘプチルエーテル等のジアルキルエーテル系溶媒；
テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル系溶媒；
ジフェニルエーテル、アニソール等の芳香環含有エーテル系溶媒などが挙げられる。
【０２４５】
ケトン系溶媒としては、例えば
アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−ｉｓｏ−ブチルケトン、２−ヘプタノン、エチル−ｎ−ブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、ジ−ｉｓｏ−ブチルケトン、トリメチルノナノン等の鎖状ケトン系溶媒：
シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン等の環状ケトン系溶媒：
２，４−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン等が挙げられる。
【０２４６】
アミド系溶媒としては、例えば
Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン、Ｎ−メチルピロリドン等の環状アミド系溶媒；
Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルプロピオンアミド等の鎖状アミド系溶媒などが挙げられる。
【０２４７】
エステル系溶媒としては、例えば
酢酸ｎ−ブチル、乳酸エチル等のモノカルボン酸エステル系溶媒；
プロピレングリコールアセテート等の多価アルコールカルボキシレート系溶媒；
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒；
シュウ酸ジエチル等の多価カルボン酸ジエステル系溶媒；
ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のカーボネート系溶媒などが挙げられる。
【０２４８】
炭化水素系溶媒としては、例えば
ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン等の炭素数５〜１２の脂肪族炭化水素系溶媒；
トルエン、キシレン等の炭素数６〜１６の芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられる。
【０２４９】
［Ｅ］溶媒としては、エステル系溶媒及びケトン系溶媒が好ましく、多価アルコール部分エーテルカルボキシレート系溶媒及び環状ケトン系溶媒がより好ましく、多価アルコール部分アルキルエーテルアセテート及びシクロアルカノンがさらに好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びシクロヘキサノンが特に好ましい。当該感放射線性樹脂組成物は、［Ｅ］溶媒を１種又は２種以上含有していてもよい。
【０２５０】
＜［Ｆ］偏在化促進剤＞
［Ｆ］偏在化促進剤は、当該感放射線性樹脂組成物が［Ｄ］重合体を含有する場合等に、［Ｄ］重合体を、より効率的にレジスト膜表層に偏在化させる成分である。当該感放射線性樹脂組成物が［Ｆ］偏在化促進剤を含有することで、［Ｄ］重合体をレジスト膜表層により効果的に偏在化させることができ、結果として［Ｄ］重合体の使用量を少なくすることができる。［Ｆ］偏在化促進剤としては、例えばラクトン化合物、カーボネート化合物、ニトリル化合物、多価アルコール等が挙げられる。［Ｆ］偏在化促進剤は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０２５１】
上記ラクトン化合物としては、例えばγ−ブチロラクトン、バレロラクトン、メバロニックラクトン、ノルボルナンラクトン等が挙げられる。
【０２５２】
上記カーボネート化合物としては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等が挙げられる。
【０２５３】
上記ニトリル化合物としては、例えばスクシノニトリル等が挙げられる。
【０２５４】
上記多価アルコールとしては、例えばグリセリン等が挙げられる。
【０２５５】
これらの中で、ラクトン化合物が好ましく、γ−ブチロラクトンがより好ましい。
【０２５６】
当該感放射線性樹脂組成物が［Ｆ］偏在化促進剤を含有する場合、［Ｆ］偏在化促進剤の含有量の下限としては、［Ａ］重合体１００質量部に対して、５質量部が好ましく、１０質量部がより好ましく、２０質量部がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、３００質量部が好ましく、１００質量部がより好ましく、７０質量部がさらに好ましい。
【０２５７】
＜［Ｇ］他の酸拡散制御体＞
［Ｇ］他の酸拡散制御体は、［Ｃ］塩以外の酸拡散制御体である。［Ｇ］他の酸拡散制御体は、露光により［Ｂ］酸発生体から生じる酸のレジスト膜中における拡散現象を制御する。その結果、未露光部における好ましくない化学反応を抑制する効果を奏する。また、当該感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性がさらに向上する。さらに、当該感放射線性樹脂組成物の解像度がさらに向上すると共に、露光から現像処理までの引き置き時間の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に優れた感放射線性樹脂組成物が得られる。［Ｇ］他の酸拡散制御体の当該感放射線性樹脂組成物における含有形態としては、低分子化合物の形態（以下、適宜「［Ｇ］他の酸拡散制御剤」と称する）でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。［Ｇ］他の酸拡散制御体は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０２５８】
［Ｇ］他の酸拡散制御剤としては、例えば下記式（８）で表される化合物（以下、「含窒素化合物（Ｉ）」ともいう）、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）」ともいう）、窒素原子を３個有する化合物（以下、「含窒素化合物（ＩＩＩ）」ともいう）、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が挙げられる。
【０２５９】
【化４３】
0006485240.tif 000044
【０２６０】
上記式（８）中、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは非置換のアルキル基、置換若しくは非置換のシクロアルキル基、置換若しくは非置換のアリール基又は置換若しくは非置換のアラルキル基である。
【０２６１】
含窒素化合物（Ｉ）としては、例えばｎ−ヘキシルアミン等のモノアルキルアミン類；ジ−ｎ−ブチルアミン等のジアルキルアミン類；トリエチルアミン、トリｎ−ペンチルアミン等のトリアルキルアミン類；アニリン等の芳香族アミン類等が挙げられる。
【０２６２】
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等が挙げられる。
【０２６３】
含窒素化合物（ＩＩＩ）としては、例えばポリエチレンイミン、ポリアリルアミン等のポリアミン化合物；ジメチルアミノエチルアクリルアミド等の重合体などが挙げられる。
【０２６４】
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が挙げられる。
【０２６５】
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が挙げられる。
【０２６６】
含窒素複素環化合物としては、例えばピリジン、２−メチルピリジン等のピリジン類；Ｎ−プロピルモルホリン、Ｎ−（ウンデカン−１−イルカルボニルオキシエチル）モルホリン等のモルホリン類；ピラジン、ピラゾール等が挙げられる。
【０２６７】
また、含窒素化合物として、酸解離性基を有する化合物を用いることもできる。このような酸解離性基を有する含窒素化合物としては、例えばＮ−ｔ−ブトキシカルボニルピペリジン、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニルイミダゾール、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニル−２−フェニルベンズイミダゾール、Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）ジ−ｎ−オクチルアミン、Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）ジエタノールアミン、Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）ジシクロヘキシルアミン、Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）ジフェニルアミン、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニル−４−ヒドロキシピペリジン、Ｎ−ｔ−アミルオキシカルボニル−４−ヒドロキシピペリジン等が挙げられる。
【０２６８】
これらの中で、含窒素複素環化合物が好ましく、モルホリン類がより好ましく、Ｎ−（ウンデカン−１−イルカルボニルオキシエチル）モルホリンがさらに好ましい。
【０２６９】
また、［Ｇ］他の酸拡散制御体として、露光により感光し弱酸を発生する光崩壊性塩基を用いることもできる。光崩壊性塩基としては、例えば露光により分解して酸拡散制御性を失うオニウム塩化合物等が挙げられる（但し、［Ｃ］塩に該当するものを除く）。
【０２７０】
オニウム塩化合物としては、例えばトリフェニルスルホニウムサリチレート、４−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムサリチレート、トリフェニルスルホニウムアセチルアセテート、トリフェニルスルホニウム２，４，６−トリｉ−プロピルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム１０−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウム１−シクロヘキシルブタン−１，３−ジオン−２−エート等が挙げられる。これらの中で、４−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムサリチレート、トリフェニルスルホニウムアセチルアセテート、トリフェニルスルホニウム２，４，６−トリｉ−プロピルベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウム１０−カンファースルホネート及びトリフェニルスルホニウム１−シクロヘキシルブタン−１，３−ジオン−２−エートが好ましく、４−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムサリチレート及びトリフェニルスルホニウム１−シクロヘキシルブタン−１，３−ジオン−２−エートがより好ましい。
【０２７１】
当該感放射線性樹脂組成物が［Ｇ］他の酸拡散制御剤を含有する場合、［Ｇ］他の酸拡散制御剤の含有量の下限としては、［Ａ］重合体１００質量部に対して、０．１質量部が好ましく、０．３質量部がより好ましく、０．５質量部がさらに好ましく、１質量部が特に好ましい。上記含有量の上限としては、２０質量部が好ましく、１５質量部がより好ましく、１０質量部がさらに好ましく、５質量部が特に好ましい。
【０２７２】
また、［Ｇ］他の酸拡散制御剤の含有量の下限としては、［Ｃ］塩１００質量部に対して、１０質量部が好ましく、２０質量部がより好ましく、２５質量部がさらに好ましい。上記含有量の上限としては、９５質量部が好ましく、９０質量部がより好ましく、８５質量部がさらに好ましい。
【０２７３】
＜その他の任意成分＞
当該感放射線性樹脂組成物は、上記［Ａ］〜［Ｇ］成分以外のその他の任意成分を含有していてもよい。その他の任意成分としては、例えば界面活性剤、脂環式骨格含有化合物、増感剤等が挙げられる。これらのその他の任意成分は、それぞれ１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０２７４】
［界面活性剤］
界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する効果を奏する。界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンｎ−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンｎ−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤；市販品としては、信越化学工業社の「ＫＰ３４１」、共栄社化学社の「ポリフローＮｏ．７５」、「同Ｎｏ．９５」、トーケムプロダクツ社の「エフトップＥＦ３０１」、「同ＥＦ３０３」、「同ＥＦ３５２」、ＤＩＣ社の「メガファックＦ１７１」、「同Ｆ１７３、住友スリーエム社の「フロラードＦＣ４３０」、「同ＦＣ４３１」、旭硝子工業社の「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」等が挙げられる。界面活性剤の含有量の上限としては、［Ａ］重合体１００質量部に対して、２質量部が好ましく、１質量部がより好ましい。
【０２７５】
［脂環式骨格含有化合物］
脂環式骨格含有化合物は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を改善する効果を奏する。
【０２７６】
［増感剤］
増感剤は、［Ｂ］酸発生体等からの酸の生成量を増加する作用を示すものであり、当該感放射線性樹脂組成物の「みかけの感度」を向上させる効果を奏する。
【０２７７】
増感剤としては、例えばカルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等が挙げられる。これらの増感剤は、単独で使用してもよく２種以上を併用してもよい。増感剤の含有量の上限としては、［Ａ］重合体１００質量部に対して、２質量部が好ましく、１質量部がより好ましい。
【０２７８】
＜感放射線性樹脂組成物の調製方法＞
当該感放射線性樹脂組成物は、例えば［Ａ］重合体、［Ｂ］酸発生体、［Ｃ］塩、必要に応じて含有される［Ｄ］重合体、［Ｅ］溶媒及びその他の任意成分を所定の割合で混合し、好ましくは、得られた混合液を、例えば孔径０．２μｍ程度のフィルター等でろ過することで調製することができる。当該感放射線性樹脂組成物の固形分濃度の下限としては、０．１質量％が好ましく、０．５質量部がより好ましく、１質量％がさらに好ましい。上記固形分濃度の上限としては、５０質量％が好ましく、３０質量％がより好ましく、２０質量％がさらに好ましい。
【０２７９】
当該感放射線性樹脂組成物は、アルカリ現像液を用いるポジ型パターン形成用にも、有機溶媒を含有する現像液を用いるネガ型パターン形成用にも用いることができる。これらのうち、有機溶媒を含有する現像液を用いるネガ型パターン形成に用いる場合、当該感放射線性樹脂組成物は、より高い解像性を発揮することができる。
【０２８０】
＜レジストパターン形成方法＞
当該レジストパターン形成方法は、レジスト膜を形成する工程（以下、「レジスト膜形成工程」ともいう）、上記レジスト膜を露光する工程（以下、「露光工程」ともいう）、及び上記露光されたレジスト膜を現像する工程（以下、「現像工程」ともいう）を備える。当該レジストパターン形成方法は、上記レジスト膜を当該感放射線性樹脂組成物により形成する。
【０２８１】
当該レジストパターン形成方法によれば、上述した当該感放射線性樹脂組成物を用いているので、優れた焦点深度及びＭＥＥＦ性能を発揮しつつ、ＬＷＲ性能、ＣＤＵ性能、解像性及び断面形状の矩形性に優れるレジストパターンを形成することができる。以下、各工程について説明する。
【０２８２】
［レジスト膜形成工程］
本工程では、当該感放射線性樹脂組成物によりレジスト膜を形成する。上記レジスト膜を形成する基板としては、例えばシリコンウェハ、アルミニウムで被覆したウェハ等が挙げられる。この基板上に当該感放射線性樹脂組成物を塗布することによりレジスト膜が形成される。当該感放射線性樹脂組成物の塗布方法としては、特に限定されないが、例えばスピンコート法等の公知の方法等が挙げられる。当該感放射線性樹脂組成物を塗布する際には、形成されるレジスト膜が所望の厚みとなるように、塗布する当該感放射線性樹脂組成物の量を調整する。なお当該感放射線性樹脂組成物を基板上に塗布した後、溶媒を揮発させるためにソフトベーク（以下、「ＳＢ」ともいう）を行ってもよい。ＳＢの温度の下限としては、３０℃が好ましく、５０℃がより好ましい。上記温度の上限としては、２００℃が好ましく、１５０℃がより好ましい。ＳＢの時間の下限としては、１０秒が好ましく、３０秒がより好ましい。上記時間の上限としては、６００秒が好ましく、３００秒がより好ましい。レジスト膜の平均厚みの下限としては、１０ｎｍが好ましく、２０ｎｍがより好ましい。上記平均厚みの上限としては、１，０００ｎｍが好ましく、２００ｎｍがより好ましい。
【０２８３】
［露光工程］
本工程では、上記レジスト膜形成工程で形成されたレジスト膜を露光する。この露光は、場合によっては、水等の液浸露光液を介し、所定のパターンを有するマスクを介して放射線を照射することにより行う。
【０２８４】
液浸露光液としては、通常、空気より屈折率の大きい液体を使用する。具体的には、例えば純水、長鎖又は環状の脂肪族化合物等が挙げられる。この液浸露光液を介した状態、すなわち、レンズとレジスト膜との間に液浸露光液を満たした状態で、露光装置から放射線を照射し、所定のパターンを有するマスクを介してレジスト膜を露光する。
【０２８５】
上記放射線としては、使用される感放射線性酸発生体の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、荷電粒子線等から適宜選定されて使用されるが、この中でも、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外線が好ましく、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）がより好ましい。なお、露光量等の露光条件は、液浸露光用レジスト組成物の配合組成、添加剤の種類等に応じて適宜選定することができる。
【０２８６】
露光後のレジスト膜に対し、加熱処理（以下、「ポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）」ともいう）を行うことが好ましい。このＰＥＢにより、［Ａ］重合体等の酸解離性基の解離反応を円滑に進行させることができる。ＰＥＢの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって適宜調整されるが、ＰＥＢの温度の下限としては、３０℃が好ましく、５０℃がより好ましく、６０℃がさらに好ましい。上記温度の上限としては、２００℃が好ましく、１５０℃がより好ましく、１２０℃がさらに好ましい。ＰＥＢの時間の下限としては、１０秒が好ましく、３０秒がより好ましい。上記時間の上限としては、６００秒が好ましく、３００秒がより好ましい。
【０２８７】
また、感放射線性樹脂組成物の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば特公平６−１２４５２号公報、特開昭５９−９３４４８号公報等に開示されているように、使用される基板上に有機系又は無機系の反射防止膜を形成しておくこともできる。また、環境雰囲気中に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、例えば特開平５−１８８５９８号公報等に開示されているように、レジスト膜上に保護膜を設けることもできる。
【０２８８】
［現像工程］
本工程では、上記露光工程で露光されたレジスト膜を現像する。この現像に用いる現像液としては、例えばアルカリ水溶液（アルカリ現像液）、有機溶媒を含有する液（有機溶媒現像液）等が挙げられる。これにより、所定のレジストパターンが形成される。
【０２８９】
アルカリ現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、ピロール、ピペリジン、コリン、１，８−ジアザビシクロ−［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ−［４．３．０］−５−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも１種を溶解したアルカリ水溶液等が挙げられる。これらの中で、ＴＭＡＨ水溶液が好ましく、２．３８質量％ＴＭＡＨ水溶液がより好ましい。
【０２９０】
有機溶媒現像液としては、例えば炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒等の有機溶媒、又は有機溶媒を含有する液が挙げられる。有機溶媒としては、例えば上述の感放射線性樹脂組成物の［Ｅ］溶媒として例示した溶媒の１種又は２種以上等が挙げられる。これらの中でも、エステル系溶媒及びケトン系溶媒が好ましい。エステル系溶媒としては、酢酸エステル系溶媒が好ましく、酢酸ｎ−ブチルがより好ましい。ケトン系溶媒としては、鎖状ケトンが好ましく、２−ヘプタノンがより好ましい。有機溶媒現像液中の有機溶媒の含有量の下限としては、８０質量％が好ましく、９０質量％がより好ましく、９５質量％がさらに好ましく、９９質量％が特に好ましい。有機溶媒現像液中の有機溶媒以外の成分としては、例えば水、シリコンオイル等が挙げられる。
【０２９１】
これらの現像液は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、現像後は、水等で洗浄し、乾燥することが一般的である。
【実施例】
【０２９２】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。各種物性値の測定方法を以下に示す。
【０２９３】
［重量平均分子量（Ｍｗ）及び数平均分子量（Ｍｎ）］
ＧＰＣカラム（東ソー社の「Ｇ２０００ＨＸＬ」２本、「Ｇ３０００ＨＸＬ」１本及び「Ｇ４０００ＨＸＬ」１本）を用い、流量：１．０ｍＬ／分、溶出溶媒：テトラヒドロフラン（和光純薬工業社）、試料濃度：１．０質量％、試料注入量：１００μＬ、カラム温度：４０℃、検出器：示差屈折計の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするＧＰＣにより測定した。また、Ｍｗ／Ｍｎの値（分散度）は、Ｍｗ及びＭｎの測定結果より算出した。
【０２９４】
［１３Ｃ−ＮＭＲ分析］
核磁気共鳴装置（日本電子社の「ＪＮＭ−ＥＣＸ４００」）を用い、測定溶媒として重クロロホルムを使用して、重合体における各構造単位の含有割合（モル％）を求める分析を行った。
【０２９５】
＜［Ａ］重合体及び［Ｄ］重合体の合成＞
各重合体の合成で用いた単量体を以下に示す。
【０２９６】
【化４４】
0006485240.tif 000045
【０２９７】
［［Ａ］重合体の合成］
［合成例１］（重合体（Ａ−１）の合成）
化合物（Ｍ−１）７．９７ｇ（３５モル％）、化合物（Ｍ−２）７．４４ｇ（４５モル％）及び化合物（Ｍ−３）４．４９ｇ（２０モル％）を２−ブタノン４０ｇに溶解し、ラジカル重合開始剤としてのＡＩＢＮ０．８０ｇ（化合物の合計に対して５モル％）を添加して単量体溶液を調製した。次に、２−ブタノン２０ｇを入れた１００ｍＬの三口フラスコを３０分窒素パージした後、攪拌しながら８０℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて３時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を６時間実施した。重合反応終了後、重合反応液を水冷して３０℃以下に冷却した。メタノール４００ｇ中に冷却した重合反応液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末をメタノール８０ｇで２回洗浄した後、ろ別し、５０℃で１７時間乾燥させて白色粉末状の重合体（Ａ−１）を合成した（収量１５．２ｇ、収率７６％）。重合体（Ａ−１）のＭｗは７，３００、Ｍｗ／Ｍｎは１．５３であった。１３Ｃ−ＮＭＲ分析の結果、（Ｍ−１）、（Ｍ−２）及び（Ｍ−３）に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ３４．３モル％、４５．１モル％及び２０．６モル％であった。
【０２９８】
［合成例２〜４、６及び７］（重合体（Ａ−２）〜（Ａ−４）、（Ａ−６）及び（Ａ−７）の合成）
下記表１に示す種類及び使用量の単量体を用いた以外は、合成例１と同様にして、重合体（Ａ−２）〜（Ａ−４）、（Ａ−６）及び（Ａ−７）を合成した。用いる単量体の合計質量は２０ｇとした。得られた重合体の収率（％）、Ｍｗ、Ｍｗ／Ｍｎ及び各構造単位の含有割合（モル％）を下記表１に合わせて示す。
【０２９９】
［合成例５］（重合体（Ａ−５）の合成）
化合物（Ｍ−４）５５．０ｇ（６５モル％）及び化合物（Ｍ−５）４５．０ｇ（３５モル％）、ラジカル重合開始剤としてのＡＩＢＮ４ｇ並びにｔ−ドデシルメルカプタン１ｇをプロピレングリコールモノメチルエーテル１００ｇに溶解した後、窒素雰囲気下、反応温度を７０℃に保持して、１６時間共重合させた。重合反応終了後、重合反応液をｎ−ヘキサン１，０００ｇ中に滴下して、重合体を凝固精製した。次いで、得られた重合体に、プロピレングリコールモノメチルエーテル１５０ｇを加えた後、さらに、メタノール１５０ｇ、トリエチルアミン３４ｇ及び水６ｇを加えて、沸点にて還流させながら、８時間加水分解反応を行った。反応終了後、溶媒及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた重合体をアセトン１５０ｇに溶解した後、水２，０００ｇ中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ過し、５０℃で１７時間乾燥させて白色粉末状の重合体（Ａ−５）を得た（収量６５．７ｇ、収率７７％）。重合体（Ａ−５）のＭｗは７，５００、Ｍｗ／Ｍｎは１．９０であった。１３Ｃ−ＮＭＲ分析の結果、ｐ−ヒドロキシスチレン及び（Ｍ−５）に由来する各構造単位の含有割合はそれぞれ６５．４モル％及び３４．６モル％であった。
【０３００】
【表１】
0006485240.tif 000046
【０３０１】
［［Ｄ］重合体の合成］
［合成例８］（重合体（Ｄ−１）の合成）
化合物（Ｍ−１５）８２．２ｇ（７０モル％）及び化合物（Ｍ−１２）１７．８ｇ（３０モル％）を２−ブタノン２００ｇに溶解し、ラジカル重合開始剤としてのＡＩＢＮ０．４６ｇ（化合物の合計に対して１モル％）を添加して単量体溶液を調製した。次に、２−ブタノン１００ｇを入れた５００ｍＬの三口フラスコを３０分窒素パージした後、攪拌しながら８０℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて３時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を６時間実施した。重合反応終了後、重合反応液を水冷して３０℃以下に冷却した。アセトニトリル４００ｇに溶媒を置換した後、ヘキサン１００ｇを加えて撹拌しアセトニトリル層を回収する操作を３回繰り返した。溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに置換して、重合体（Ｄ−１）６０．１ｇを含む溶液を得た（収率６０％）。重合体（Ｄ−１）のＭｗは１５，０００、Ｍｗ／Ｍｎは１．９０であった。１３Ｃ−ＮＭＲ分析の結果、（Ｍ−１５）及び（Ｍ−１２）に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ７０．３モル％及び２９．７モル％であった。
【０３０２】
＜感放射線性樹脂組成物の調製＞
感放射線性樹脂組成物の調製に用いた［Ｂ］酸発生剤、［Ｃ］塩、［Ｅ］溶媒、［Ｆ］偏在化促進剤及び［Ｇ］他の酸拡散制御剤を以下に示す。
【０３０３】
［［Ｂ］酸発生剤］
各構造式を下記に示す。
Ｂ−１：トリフェニルスルホニウム２−（アダマンタン−１−イルカルボニルオキシ）−１，１，３，３，３−ペンタフルオロプロパン−１−スルホネート
Ｂ−２：ノルボルナンスルトン−２−イルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホネート
Ｂ−３：トリフェニルスルホニウム３−（ピペリジン−１−イルスルホニル）−１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン−１−スルホネート
Ｂ−４：トリフェニルスルホニウムアダマンタン−１−イルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホネート
Ｂ−５：トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロプロパンジスルホニルイミド
Ｂ−６：トリフェニルスルホニウム３−（４，４−エタンジイルジオキシアダマンタン−１−イル）−２−トリフルオロメチルプロパン−１−スルホネート
Ｂ−７：トリフェニルスルホニウム１，２−ジ（シクロヘキシルメトキシカルボニル）エタン−１−スルホネート
【０３０４】
【化４５】
0006485240.tif 000047
【０３０５】
［［Ｃ］塩］
各構造式を下記に示す。
Ｚ−１：炭酸水素４−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム
Ｚ−２：炭酸水素トリ（４−ｔ−ブチルフェニル）スルホニウム
Ｚ−３：炭酸水素トリ（４−トリフルオロメチルフェニル）スルホニウム
Ｚ−４：炭酸水素テトラｎ−ブチルアンモニウム
Ｚ−５：炭酸水素４−ｎ−ブトキシナフタレン−１−イルテトラヒドロチオフェニウム
Ｚ−６：炭酸水素ナフタレン−２−イルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウム
Ｚ−７：炭酸ビス（４−シクロヘキシルスルホニルフェニルジフェニルスルホニウム）
Ｚ−８：炭酸４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム・シクロヘキシルメチルトリｎ−ブチルアンモニウム
【０３０６】
【化４６】
0006485240.tif 000048
【０３０７】
［［Ｅ］溶媒］
Ｅ−１：酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル
Ｅ−２：シクロヘキサノン
【０３０８】
［［Ｆ］偏在化促進剤］
Ｆ−１：γ−ブチロラクトン
【０３０９】
［［Ｇ］他の酸拡散制御剤］
各構造式を下記に示す。
Ｇ−１：４−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムベンゾエート
Ｇ−２：トリフェニルスルホニウム１−シクロヘキシル−１，３−ジオキソ−２−ブタニド
Ｇ−３：Ｎ−ｎ−ウンデシルカルボニルオキシエチルモルホリン
Ｇ−４：トリエタノールアミン
Ｇ−５：Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニル−４−ヒドロキシピペリジン
【０３１０】
【化４７】
0006485240.tif 000049
【０３１１】
（ＡｒＦ露光用感放射線性樹脂組成物の調製）
［実施例１］
［Ａ］重合体としての（Ａ−１）１００質量部、［Ｂ］酸発生剤としての（Ｂ−１）８．５質量部、［Ｃ］塩としての（Ｚ−１）２．３質量部、［Ｄ］重合体としての（Ｄ−１）３質量部、［Ｅ］溶媒としての（Ｅ−１）２，２４０質量部及び（Ｅ−２）９６０質量部並びに［Ｆ］偏在化促進剤としての（Ｆ−１）３０質量部を混合し、得られた混合液を孔径０．２μｍのメンブランフィルターでろ過することにより感放射線性樹脂組成物（Ｊ１−１）を調製した。
【０３１２】
［実施例２〜１４及び比較例１〜１０］
下記表２に示す種類及び含有量の各成分を用いた以外は、実施例１と同様に操作して、各感放射線性樹脂組成物を調製した。表２中の「−」は該当する成分を用いなかったことを示す。
【０３１３】
【表２】
0006485240.tif 000050
【０３１４】
（電子線露光用感放射線性樹脂組成物の調製）
［実施例１５］
［Ａ］重合体としての（Ａ−５）１００質量部、［Ｂ］酸発生剤としての（Ｂ−１）２０質量部、［Ｃ］塩としての（Ｚ−１）３．６質量部並びに［Ｅ］溶媒としての（Ｅ−１）４，２８０質量部及び（Ｅ−２）１，８３０質量部を混合し、得られた混合液を孔径０．２μｍのメンブランフィルターでろ過することにより感放射線性樹脂組成物（Ｊ２−１）を調製した。
【０３１５】
［実施例１６〜３０及び比較例１１〜２２］
下記表３に示す種類及び含有量の各成分を用いた以外は、実施例１５と同様に操作して、各感放射線性樹脂組成物を調製した。表３中の「−」は該当する成分を用いなかったことを示す。
【０３１６】
【表３】
0006485240.tif 000051
【０３１７】
＜レジストパターンの形成＞
（ＡｒＦ露光）
［レジストパターンの形成（１）］
１２インチのシリコンウエハ表面に、スピンコーター（東京エレクトロン社の「ＣＬＥＡＮ  ＴＲＡＣＫ  ＡＣＴ１２」）を使用して、下層反射防止膜形成用組成物（ブルワーサイエンス社の「ＡＲＣ６６」）を塗布した後、２０５℃で６０秒間加熱することにより平均厚み１０５ｎｍの下層反射防止膜を形成した。この下層反射防止膜上に、上記スピンコーターを使用して上記調製した感放射線性樹脂組成物を塗布し、９０℃で６０秒間ＰＢを行った。その後、２３℃で３０秒間冷却し、平均厚み９０ｎｍのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜を、ＡｒＦエキシマレーザー液浸露光装置（ＮＩＫＯＮ社の「ＮＳＲ−Ｓ６１０Ｃ」）を用い、ＮＡ＝１．３、ダイポール（シグマ０．９７７／０．７８２）の光学条件にて、４０ｎｍラインアンドスペース（１Ｌ１Ｓ）マスクパターンを介して露光した。露光後、９０℃で６０秒間ＰＥＢを行った。その後、アルカリ現像液としての２．３８質量％のＴＭＡＨ水溶液を用いてアルカリ現像し、水で洗浄し、乾燥してポジ型のレジストパターンを形成した。このレジストパターン形成の際、ターゲット寸法が４０ｎｍの１対１ラインアンドスペースのマスクを介して形成した線幅が、線幅４０ｎｍの１対１ラインアンドスペースに形成される露光量を最適露光量（Ｅｏｐ）とした。
【０３１８】
［レジストパターンの形成（２）］
上記［レジストパターンの形成（１）］においてＴＭＡＨ水溶液の代わりに酢酸ｎ−ブチルを用いて有機溶媒現像し、かつ水での洗浄を行わなかった以外は、上記［レジストパターンの形成（１）］と同様に操作して、ネガ型のレジストパターンを形成した。
【０３１９】
（電子線露光）
［レジストパターンの形成（３）］
８インチのシリコンウエハ表面に、スピンコーター（東京エレクトロン社の「ＣＬＥＡＮ  ＴＲＡＣＫ  ＡＣＴ８」）を使用して、上記調製した感放射線性樹脂組成物を塗布し、９０℃で６０秒間ＰＢを行った。その後、２３℃で３０秒間冷却し、平均厚み５０ｎｍのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜に、簡易型の電子線描画装置（日立製作所社の「ＨＬ８００Ｄ」、出力：５０ＫｅＶ、電流密度：５．０Ａ／ｃｍ２）を用いて電子線を照射した。照射後、１２０℃で６０秒間ＰＥＢを行った。その後、アルカリ現像液としての２．３８質量％のＴＭＡＨ水溶液を用いて２３℃で３０秒間現像し、水で洗浄し、乾燥してポジ型のレジストパターンを形成した。
【０３２０】
［レジストパターンの形成（４）］
上記［レジストパターンの形成（３）］においてＴＭＡＨ水溶液の代わりに酢酸ｎ−ブチルを用いて有機溶媒現像し、かつ水での洗浄を行わなかった以外は、上記［レジストパターンの形成（３）］と同様に操作して、ネガ型のレジストパターンを形成した。
【０３２１】
＜評価＞
上記各感放射線性樹脂組成物を用いて形成したレジストパターンについて、ＬＷＲ性能、ＣＤＵ性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度及びＭＥＥＦ性能を下記方法に従い評価した。評価結果を表４及び表５にそれぞれ示す。上記レジストパターンの測長には、走査型電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社の「ＣＧ−４１００」）を用いた。
【０３２２】
［ＬＷＲ性能］
上記Ｅｏｐの露光量を照射して形成したレジストパターンを、上記走査型電子顕微鏡を用いてパターン上部から観察した。線幅を任意のポイントで計５０点測定し、その測定値の分布から３シグマ値を求め、これをＬＷＲ性能（ｎｍ）とした。ＬＷＲ性能は、その値が小さいほどラインのガタつきが小さく良いことを示す。ＬＷＲ性能は、ＡｒＦ露光においては、３．４ｎｍ以下の場合は「良好」と、３．４ｎｍを超える場合は「不良」と評価できる。また、ＬＷＲ性能は、電子線露光においては、５．５ｎｍ以下の場合は「良好」と、５．５ｎｍを超える場合は「不良」と評価できる。
【０３２３】
［ＣＤＵ性能］
上記Ｅｏｐの露光量を照射して形成したレジストパターンを、上記走査型電子顕微鏡を用いてパターン上部から観察した。４００ｎｍの範囲で線幅を２０点測定してその平均値を求め、その平均値を任意のポイントで計５００点測定し、その測定値の分布から３シグマ値を求め、これをＣＤＵ性能（ｎｍ）とした。ＣＤＵ性能は、その値が小さいほど長周期での線幅のバラつきが小さく良いことを示す。ＣＤＵ性能は、ＡｒＦ露光においては、４．２ｎｍ以下の場合は「良好」と、４．２ｎｍを超える場合は「不良」と評価できる。また、ＣＤＵ性能は、電子線露光においては、５．０ｎｍ以下の場合は「良好」と、５．０ｎｍを超える場合は「不良」と評価できる。
【０３２４】
［解像性］
上記Ｅｏｐの露光量を照射して解像される最小のレジストパターンの寸法を測定し、この測定値を解像性（ｎｍ）とした。解像性は、その値が小さいほどより微細なパターンを形成でき良いことを示す。解像性は、３５ｎｍ以下の場合は「良好」と、３５ｎｍを超える場合は「不良」と評価できる。
【０３２５】
［断面形状の矩形性］
上記Ｅｏｐの露光量を照射して解像されるレジストパターンの断面形状を観察し、レジストパターンの高さ方向での中間での線幅Ｌｂ及びレジストパターンの上部での線幅Ｌａを測定し、Ｌａ／Ｌｂを算出し、断面形状の矩形性の指標とした。断面形状の矩形性は、その値が１に近いほど、レジストパターンがより矩形であり良いことを示す。断面形状の矩形性は、０．９５以上１．０５以下の場合は「良好」と、０．９５未満又は１．０５超の場合は「不良」と評価できる。
【０３２６】
［焦点深度］
上記Ｅｏｐの露光量を照射して解像されるレジストパターンにおいて、深さ方向にフォーカスを変化させた際の寸法を観測し、ブリッジや残渣が無いままパターン寸法が基準の９０％〜１１０％に入る深さ方向の余裕度を測定し、この測定値を焦点深度（ｎｍ）とした。焦点深度は、その値が大きいほど、焦点の位置が変動した際に得られるパターンの寸法の変動が小さく、デバイス作製時の歩留まりを高くすることができ、良いことを示す。焦点深度は、５０ｎｍ以上の場合は「良好」と、５０ｎｍ未満の場合は「不良」と評価できる。
【０３２７】
［ＭＥＥＦ性能］
上記Ｅｏｐの露光量を照射して解像されるレジストパターンにおいて、線幅が４１ｎｍ、４３ｎｍ、４５ｎｍ、４７ｎｍ、４９ｎｍとなるマスクパターンを用いて形成されたレジストパターンの線幅を縦軸に、マスクパターンのサイズを横軸にプロットしたときの直線の傾きを算出し、この傾きの値をＭＥＥＦ性能とした。ＭＥＥＦ性能は、その値が１に近いほどマスク再現性が高く、良いことを示す。ＭＥＥＦ性能は、３．７以下の場合は「良好」と、３．７を超える場合は「不良」と評価できる。
【０３２８】
【表４】
0006485240.tif 000052
【０３２９】
【表５】
0006485240.tif 000053
【０３３０】
表４及び表５の結果から明らかなように、実施例の感放射線性樹脂組成物はＡｒＦ露光及び電子線露光の場合、かつアルカリ現像及び有機溶媒現像の場合とも、ＬＷＲ性能、ＣＤＵ性能、解像性、断面形状の矩形性、焦点深度及びＭＥＥＦ性能に優れている。比較例では、これらの各特性が実施例に比べて劣っていた。一般的に、電子線露光によれば、ＥＵＶ露光の場合と同様の傾向を示すことが知られており、従って、実施例の感放射線性樹脂組成物によれば、ＥＵＶ露光の場合においても、ＬＷＲ性能等に優れると推測される。
【産業上の利用可能性】
【０３３１】
本発明の感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法によれば、優れた焦点深度及びＭＥＥＦ性能を発揮しつつ、ＬＷＲ性能、ＣＤＵ性能、解像性及び断面形状の矩形性に優れるレジストパターンを形成することができる。従って、これらは、さらなる微細化が進行すると予想される半導体デバイス製造等におけるパターン形成に好適に用いることができる。