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JP5737211B2 - Composition for forming liquid immersion upper layer film and method for forming resist pattern - Google Patents

Composition for forming liquid immersion upper layer film and method for forming resist pattern Download PDF

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JP5737211B2 JP2012038007A JP2012038007A JP5737211B2 JP 5737211 B2 JP5737211 B2 JP 5737211B2 JP 2012038007 A JP2012038007 A JP 2012038007A JP 2012038007 A JP2012038007 A JP 2012038007A JP 5737211 B2 JP5737211 B2 JP 5737211B2
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Description

本発明は、液浸上層膜形成用組成物及びレジストパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a composition for forming a liquid immersion upper layer film and a method for forming a resist pattern.

半導体デバイス、液晶デバイス等の各種電子デバイス構造の微細化に伴って、リソグラフィー工程におけるパターンの微細化が要求されている。現在、例えばArFエキシマレーザーを用いて線幅90nm程度の微細なパターンを形成することができるが、今後はさらに微細なパターン形成が要求される。   With the miniaturization of various electronic device structures such as semiconductor devices and liquid crystal devices, pattern miniaturization in the lithography process is required. At present, it is possible to form a fine pattern with a line width of about 90 nm using, for example, an ArF excimer laser, but further fine pattern formation will be required in the future.

このような要求に対し、レンズとレジスト膜との間を純水やフッ素系不活性液体等の液浸媒体で満たして露光を行う液浸露光法の利用が拡大しつつある。この液浸露光法によれば、レンズの開口数(NA)の拡大が可能となり高い解像性が得られるといった利点がある。   In response to such demands, the use of an immersion exposure method in which exposure is performed by filling a space between a lens and a resist film with an immersion medium such as pure water or a fluorine-based inert liquid is expanding. This immersion exposure method has the advantage that the numerical aperture (NA) of the lens can be increased and high resolution can be obtained.

この液浸露光法によるパターン形成方法では、レジスト膜成分の液浸媒体への溶出や、レジスト膜表面に残存した液浸媒体の液滴によるパターン欠陥を抑制すること等が要求されている。これらの要求を満たすための技術として、レジスト膜と液浸媒体との間に保護膜(液浸上層膜)を設けることが提案されている(特開2006−91798号公報、国際公開第2008/47678号及び国際公開第2009/41270号参照)。これらの公報には、非水溶性かつアルカリ可溶性の重合体を用いてレジスト膜上に液浸上層膜を形成し、露光時には、この液浸上層膜が有する撥水性によりレジスト膜成分の溶出抑制等を図ると共に、その後のアルカリ現像工程において、液浸上層膜を現像液に溶解させることで、レジスト膜表面から液浸上層膜を除去することが開示されている。   In this pattern formation method by the immersion exposure method, it is required to suppress elution of the resist film component into the immersion medium, and to suppress pattern defects caused by droplets of the immersion medium remaining on the resist film surface. As a technique for satisfying these requirements, it has been proposed to provide a protective film (immersion upper layer film) between a resist film and an immersion medium (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-91798, International Publication No. 2008/2008). 47678 and International Publication No. 2009/41270). In these publications, a liquid immersion upper layer film is formed on a resist film using a water-insoluble and alkali-soluble polymer, and at the time of exposure, elution of resist film components is suppressed by the water repellency of the liquid immersion upper film. In addition, in the subsequent alkali development process, it is disclosed that the liquid immersion upper layer film is removed from the resist film surface by dissolving the liquid immersion upper film in the developer.

しかし、液浸上層膜の撥水性を高めると、形成されるレジストパターンにおいてパターン同士の一部が繋がるブリッジ欠陥や、現像残渣の付着によるブロッブ欠陥等の現像欠陥が増加する傾向にある。このように高い撥水性を示す液浸上層膜を形成すること、及び形成されるレジストパターンにおいて欠陥の発生を抑制することを両立させる液浸上層膜形成用組成物の開発が望まれている。   However, when the water repellency of the liquid immersion upper layer film is increased, there is a tendency that development defects such as bridge defects in which a part of the patterns are connected in the formed resist pattern and blob defects due to adhesion of development residues increase. Thus, development of a composition for forming a liquid immersion upper layer film that is capable of simultaneously forming a liquid immersion upper layer film exhibiting high water repellency and suppressing the occurrence of defects in the formed resist pattern is desired.

特開2006−91798号公報JP 2006-91798 A 国際公開第2008/47678号International Publication No. 2008/47678 国際公開第2009/41270号International Publication No. 2009/41270

本発明は、上述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、高い撥水性を示す液浸上層膜を形成でき、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生を抑制することができる液浸上層膜形成用組成物を提供することである。   The present invention has been made on the basis of the above-described circumstances, and the purpose thereof is to form a liquid immersion upper layer film exhibiting high water repellency, and to generate development defects such as a bridge defect and a blob defect in a resist pattern. It is an object to provide a composition for forming a liquid immersion upper layer film that can suppress the above.

上記課題を解決するためになされた発明は、
[A]下記式(1)で表される構造単位(I)を有する重合体(a)を含む重合体成分(以下、「[A]重合体成分」とも称する)、及び
[B]溶媒
を含有する液浸上層膜形成用組成物である。

Figure 0005737211
(式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜6のアルキル基である。但し、R及びRが共にヒドロキシ基である場合はない。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基であり、互いに結合して、これらが結合している炭素原子と共に炭素数3〜20の環構造を形成してもよい。この環構造が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。nは、1〜4の整数である。nが2以上の場合、複数のR及びRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。) The invention made to solve the above problems is
[A] a polymer component containing a polymer (a) having a structural unit (I) represented by the following formula (1) (hereinafter also referred to as “[A] polymer component”), and [B] a solvent. A composition for forming a liquid immersion upper layer film.
Figure 0005737211
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group. R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxy group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Provided that R 2 and R 3 are not both hydroxy groups, and R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and bonded to each other. Then, together with the carbon atom to which they are bonded, a ring structure having 3 to 20 carbon atoms may be formed, part or all of the hydrogen atoms of the ring structure may be substituted. It is an integer of 1 to 4. When n is 2 or more, the plurality of R 2 and R 3 may be the same or different.

当該液浸上層膜形成用組成物は、[A]重合体成分として、上記式(1)で表される構造単位(I)を有する重合体(a)を含有することで、高い撥水性を示す液浸上層膜を形成することができ、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生を抑制することができる。   The composition for forming a liquid immersion upper layer film has high water repellency by containing the polymer (a) having the structural unit (I) represented by the above formula (1) as the [A] polymer component. The liquid immersion upper layer film shown can be formed, and the occurrence of development defects such as bridge defects and blob defects in the resist pattern can be suppressed.

上記式(1)におけるR及びRのうち少なくとも1つは、フッ素原子を含む1価の有機基であることが好ましい。R及びRのうち少なくとも1つがフッ素原子を有する1価の有機基であると、より高い撥水性を示す液浸上層膜を形成することができ、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生をより抑制することができる。 At least one of R 4 and R 5 in the above formula (1) is preferably a monovalent organic group containing a fluorine atom. When at least one of R 4 and R 5 is a monovalent organic group having a fluorine atom, a liquid immersion upper film exhibiting higher water repellency can be formed, and a resist pattern bridge defect, blob defect, etc. The occurrence of development defects can be further suppressed.

上記フッ素原子を含む1価の有機基は−R−R、−R−OR又は−R−OCORで表され、Rは単結合又は2価の連結基、かつRはフッ素化アルキル基又はヒドロキシフッ素化アルキル基であることが好ましい。このような有機基は、アルカリ現像液によりRが解離し、現像後の[A]重合体成分のフッ素原子含有率が低減するので、当該液浸上層膜形成用組成物によれば、ブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生をさらに抑制することができる。 The monovalent organic group containing a fluorine atom is represented by -R E -R f , -R E -OR f or -R E -OCOR f , and R E is a single bond or a divalent linking group, and R f Is preferably a fluorinated alkyl group or a hydroxyfluorinated alkyl group. Such an organic group has Rf dissociated by an alkali developer, and the fluorine atom content of the [A] polymer component after development is reduced. Therefore, according to the composition for forming a liquid immersion upper layer film, Occurrence of development defects such as defects and blob defects can be further suppressed.

構造単位(I)は、下記式(1−1)で表されることが好ましい。

Figure 0005737211
(式(1−1)中、R、R、R及びnは、上記式(1)と同義である。Rは、ラクトン環を構成している炭素原子と共に炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を形成する(m+2)価の基である。但し、上記脂環式炭化水素基は、その構造中に−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を含んでいてもよい。Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。Rは、フッ素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜20の1価の有機基である。mは、1〜6の整数である。mが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。但し、Rのうち少なくとも1つは、フッ素原子又はフッ素原子を含む有機基である。) The structural unit (I) is preferably represented by the following formula (1-1).
Figure 0005737211
(In the formula (1-1), R 1 , R 2 , R 3 and n have the same meanings as in the above formula (1). R A together with the carbon atom constituting the lactone ring has 3 to 20 carbon atoms. The (m + 2) -valent group that forms an alicyclic hydrocarbon group of the above formula, provided that the alicyclic hydrocarbon group includes —CO—, —COO—, —OCO—, —O—, It may contain at least one group selected from the group consisting of —NR—, —CS—, —S—, —SO— and —SO 2 —, wherein R is a hydrogen atom or a C 1-10 carbon atom. R B is a fluorine atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, m is an integer of 1 to 6. When m is 2 or more, the plurality of R B, may be the same or different. However, at least one of R B is an organic group containing a fluorine atom or a fluorine atom A.)

構造単位(I)を上記特定の構造単位とすることで、より高い撥水性を示す液浸上層膜を形成することができ、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生をより抑制することができる。   By using the structural unit (I) as the specific structural unit, it is possible to form a liquid immersion upper layer film having higher water repellency, and to further develop development defects such as bridge defects and blob defects in the resist pattern. Can be suppressed.

上記式(1−1)におけるRは−R−R、−R−OR又は−R−OCORで表され、Rは単結合又は2価の連結基、かつRはフッ素化アルキル基又はヒドロキシフッ素化アルキル基であることが好ましい。上記式(1−1)におけるRが、上記特定基であることで、形成される液浸上層膜の現像時の水切れ性の低下がより大きくなり、液浸上層膜のアルカリ現像液に対する溶解性がより向上する。 R B in the formula (1-1) is represented by -R E -R f, -R E -OR f or -R E -OCOR f, R E is a single bond or a divalent linking group and R f, Is preferably a fluorinated alkyl group or a hydroxyfluorinated alkyl group. R B in the formula (1-1) is, that it is the specific group, reduction of drainage during development of the immersion upper layer film is formed becomes larger, solubility in an alkali developer of the immersion upper layer film More improved.

構造単位(I)は、下記式(1−2)で表されることも好ましい。

Figure 0005737211
(式(1−2)中、R、R、R及びnは、上記式(1)と同義である。Rは、ラクトン環を構成している炭素原子と共に炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を形成する(p+2)価の基である。但し、上記脂環式炭化水素基は、その構造中に−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を含んでいてもよい。Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。Rは、ヒドロキシ基又は炭素数1〜20の1価の有機基である。pは、0〜6の整数である。pが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。但し、Rは、フッ素原子を含まない。) The structural unit (I) is also preferably represented by the following formula (1-2).
Figure 0005737211
(In the formula (1-2), R 1 , R 2 , R 3 and n have the same meaning as in the above formula (1). R C has 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atoms constituting the lactone ring. A (p + 2) -valent group which forms an alicyclic hydrocarbon group of the above-mentioned alicyclic hydrocarbon group, wherein -CO-, -COO-, -OCO-, -O-, It may contain at least one group selected from the group consisting of —NR—, —CS—, —S—, —SO— and —SO 2 —, wherein R is a hydrogen atom or a C 1-10 carbon atom. RD is a hydroxy group or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, p is an integer of 0 to 6. When p is 2 or more, a plurality of R D may be the same or different, provided that R D does not contain a fluorine atom.

構造単位(I)が上記式(1−2)で表される場合でも、高い撥水性を示す液浸上層膜を形成することができ、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生を抑制することができる。   Even when the structural unit (I) is represented by the above formula (1-2), it is possible to form a liquid immersion upper layer film having high water repellency, and to develop development defects such as a bridge defect and a blob defect in a resist pattern. Occurrence can be suppressed.

[A]重合体は、重合体(a)と同一又は異なる重合体中に、下記式(2)で表される構造単位(II)をさらに有することが好ましい。

Figure 0005737211
(式(2)中、Rは、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Rは、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。) [A] The polymer preferably further has a structural unit (II) represented by the following formula (2) in the same or different polymer as the polymer (a).
Figure 0005737211
(In the formula (2), R 6 is a hydrogen atom, a methyl group, a fluorine atom or a trifluoromethyl group. R 7 is a C 1-6 linear or branched alkyl group having a fluorine atom. Or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom, provided that a part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group and alicyclic hydrocarbon group may be substituted. Good.)

このように、[A]重合体成分が構造単位(II)をさらに有することで、形成される液浸上層膜の撥水性を高めることができる。   Thus, when the [A] polymer component further has the structural unit (II), the water repellency of the formed liquid immersion upper layer film can be increased.

[A]重合体成分は、重合体(a)と同一又は異なる重合体中に、フッ素化スルホンアミド基を含む構造単位及びα−トリフルオロメチルアルコール基を含む構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位(III)をさらに有することが好ましい。当該液浸上層膜形成用組成物は、[A]重合体成分が構造単位(III)をさらに有することで、形成される液浸上層膜の除去性を向上させることができる。   [A] The polymer component is at least selected from the group consisting of a structural unit containing a fluorinated sulfonamide group and a structural unit containing an α-trifluoromethyl alcohol group in the same or different polymer as the polymer (a). It is preferable to further have one type of structural unit (III). In the composition for forming a liquid immersion upper film, the [A] polymer component further has the structural unit (III), whereby the removability of the formed liquid immersion upper film can be improved.

[A]重合体成分は、重合体(a)と同一又は異なる重合体中に、スルホ基を含む構造単位(IV)をさらに有することが好ましい。当該液浸上層膜形成用組成物は、[A]重合体成分が構造単位(IV)をさらに有することで、形成される液浸上層膜の除去性及び剥がれ耐性を向上させることができる。   [A] The polymer component preferably further has a structural unit (IV) containing a sulfo group in the same or different polymer as the polymer (a). In the composition for forming a liquid immersion upper layer film, the [A] polymer component further has the structural unit (IV), whereby the removability and the peeling resistance of the formed liquid immersion upper film can be improved.

[A]重合体成分は、重合体(a)と同一又は異なる重合体中に、カルボキシ基を含む構造単位及び下記式(v)で表される基を含む構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位(V)をさらに有することが好ましい。

Figure 0005737211
(式(v)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、アルキル基、1価の脂環式炭化水素基、アルコキシ基、アシル基、アラルキル基又はアリール基である。上記アルキル基、脂環式炭化水素基、アルコキシ基、アシル基、アラルキル基及びアリール基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。Rは、−C(=O)−R10、−S(=O)−R11、−R12−CN又は−R13−NOである。R10及びR11は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フッ素化アルキル基、1価の脂環式炭化水素基、アルコキシ基、シアノ基、シアノメチル基、アラルキル基又はアリール基である。但し、R10又はR11とRとが互いに結合して環構造を形成していてもよい。R12及びR13は、それぞれ独立して、単結合、メチレン基又は炭素数2〜5のアルキレン基である。) [A] The polymer component is at least selected from the group consisting of a structural unit containing a carboxy group and a structural unit containing a group represented by the following formula (v) in the same or different polymer as the polymer (a). It is preferable to further have one type of structural unit (V).
Figure 0005737211
(In the formula (v), R 8 is a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, an alkyl group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group, an alkoxy group, an acyl group, an aralkyl group or an aryl group. The above alkyl group A part or all of hydrogen atoms of the alicyclic hydrocarbon group, alkoxy group, acyl group, aralkyl group and aryl group may be substituted, and R 9 is —C (═O) —R 10 , —S (═O) 2 —R 11 , —R 12 —CN or —R 13 —NO 2 , wherein R 10 and R 11 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, 1 A valent alicyclic hydrocarbon group, an alkoxy group, a cyano group, a cyanomethyl group, an aralkyl group or an aryl group, provided that R 10 or R 11 and R 8 may be bonded to each other to form a ring structure. good .R 12 and R 13 Each, independently, a single bond, a methylene group or an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms.)

当該液浸上層膜形成用組成物は、[A]重合体成分が構造単位(V)をさらに有することで、形成される液浸上層膜の除去性及び剥がれ耐性を向上させることができる。   In the composition for forming a liquid immersion upper layer film, the [A] polymer component further has the structural unit (V), whereby the removability and the peeling resistance of the formed liquid immersion upper film can be improved.

[B]溶媒は、エーテル系溶媒を含むことが好ましい。レジスト膜はエーテル系溶媒には溶解し難いため、当該液浸上層膜形成用組成物をレジスト膜上に塗布した際に、液浸上層膜形成用組成物中の溶媒によりレジスト膜表面が侵食されるという不都合を防止することができる。また、エーテル系溶媒は粘度が低いため、液浸上層膜形成用組成物の粘度を低減することができ、塗布量を低減することができる。   [B] The solvent preferably contains an ether solvent. Since the resist film is difficult to dissolve in an ether solvent, the resist film surface is eroded by the solvent in the composition for forming an upper liquid immersion film when the composition for forming the upper liquid film is applied on the resist film. Can prevent the inconvenience. Moreover, since the ether solvent has a low viscosity, the viscosity of the composition for forming a liquid immersion upper layer film can be reduced, and the coating amount can be reduced.

本発明のレジストパターン形成方法は、
(1)基板上にレジスト膜を形成する工程、
(2)当該液浸上層膜形成用組成物を用い、上記レジスト膜上に液浸上層膜を形成する工程、
(3)上記液浸上層膜が積層されたレジスト膜にフォトマスクを介して放射線を照射し、液浸露光する工程、及び
(4)上記液浸露光されたレジスト膜を現像する工程
を有する。
The resist pattern forming method of the present invention comprises:
(1) forming a resist film on the substrate;
(2) forming a liquid immersion upper film on the resist film using the liquid immersion upper film forming composition;
(3) a step of irradiating the resist film on which the liquid immersion upper layer film is laminated with radiation through a photomask to perform liquid immersion exposure; and (4) a step of developing the liquid immersion exposed resist film.

当該レジストパターン形成方法を用いると、ブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥を抑制することができ、パターン形状により優れるレジストパターンを形成することができる。   When the resist pattern forming method is used, development defects such as bridge defects and blob defects can be suppressed, and a resist pattern that is more excellent in pattern shape can be formed.

ここで、「有機基」とは、少なくとも1個の炭素原子を含む基をいう。   Here, the “organic group” refers to a group containing at least one carbon atom.

本発明の液浸上層膜形成用組成物は、高い撥水性を示す液浸上層膜を形成することができ、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生を抑制することができる。従って、当該液浸上層膜形成用組成物は、更なる微細化が求められるリソグラフィー工程において好適に用いることができる。   The composition for forming a liquid immersion upper film of the present invention can form a liquid immersion upper film exhibiting high water repellency, and can suppress the occurrence of development defects such as bridge defects and blob defects in resist patterns. . Therefore, the composition for forming a liquid immersion upper layer film can be suitably used in a lithography process that requires further miniaturization.

<液浸上層膜形成用組成物>
本発明の液浸上層膜形成用組成物は、[A]重合体成分及び[B]溶媒を含有する。また、当該液浸上層膜形成用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、任意成分を含有してもよい。以下、各成分を詳述する。
<Composition for forming liquid immersion upper layer film>
The composition for forming an immersion upper layer film of the present invention contains [A] a polymer component and [B] a solvent. Moreover, the said composition for liquid immersion upper film formation may contain arbitrary components in the range which does not impair the effect of this invention. Hereinafter, each component will be described in detail.

<[A]重合体成分>
[A]重合体成分は、上記式(1)で表される構造単位(I)を有する重合体(a)を含む。[A]重合体成分は、重合体(a)のみからなっていてもよく、重合体(a)以外にも、構造単位(I)を有さない重合体(b)を含んでいてもよい。
<[A] Polymer component>
[A] The polymer component includes a polymer (a) having the structural unit (I) represented by the above formula (1). [A] The polymer component may consist only of the polymer (a), and may contain a polymer (b) having no structural unit (I) in addition to the polymer (a). .

[A]重合体成分は、フッ素原子を有する重合体を含むことが好ましい。これにより、形成される液浸上層膜の撥水性を高めることができる。フッ素原子を有する重合体の形態としては、重合体(a)がフッ素原子を有していてもよく、重合体(b)がフッ素原子を有していてもよい。[A]重合体成分は、重合体を1種又は2種以上含んでいてもよい。   [A] The polymer component preferably contains a polymer having a fluorine atom. Thereby, the water repellency of the formed liquid immersion upper layer film can be increased. As a form of the polymer having a fluorine atom, the polymer (a) may have a fluorine atom, and the polymer (b) may have a fluorine atom. [A] The polymer component may contain one or more polymers.

[A]重合体成分は、重合体(a)中に、構造単位(I)以外にも、上記式(2)で表される構造単位(II)、フッ素化スルホンアミド基を含む構造単位及びα−トリフルオロメチルアルコール基を含む構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位(III)、スルホ基を含む構造単位(IV)、カルボキシ基を含む構造単位及び上記式(v)で表される基を含む構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位(V)等をさらに有してもよい。また、[A]重合体成分が含んでいてもよい重合体(b)としては、例えば上記構造単位(II)〜(V)等を有する重合体などが挙げられる。以下、各構造単位について詳述する。   [A] In the polymer (a), in addition to the structural unit (I), the polymer component includes a structural unit (II) represented by the above formula (2), a structural unit containing a fluorinated sulfonamide group, and At least one structural unit (III) selected from the group consisting of structural units containing an α-trifluoromethyl alcohol group, a structural unit (IV) containing a sulfo group, a structural unit containing a carboxy group, and the above formula (v) You may further have at least 1 type of structural unit (V) etc. chosen from the group which consists of a structural unit containing group represented. Moreover, as a polymer (b) which the polymer component [A] may contain, the polymer etc. which have the said structural unit (II)-(V) etc. are mentioned, for example. Hereinafter, each structural unit will be described in detail.

[構造単位(I)]
構造単位(I)は、上記式(1)で表される構造単位である。重合体(a)が、構造単位(I)を有することで、当該液浸上層膜形成用組成物は、高い撥水性を示す液浸上層膜を形成でき、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生を抑制することができる。
[Structural unit (I)]
The structural unit (I) is a structural unit represented by the above formula (1). When the polymer (a) has the structural unit (I), the liquid immersion upper film forming composition can form a liquid immersion upper film exhibiting high water repellency, and resist pattern bridging defects and blob defects. The occurrence of development defects such as the above can be suppressed.

上記式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜6のアルキル基である。但し、R及びRが共にヒドロキシ基である場合はない。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基であり、互いに結合して、これらが結合している炭素原子と共に炭素数3〜20の環構造を形成してもよい。この環構造が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。nは、1〜4の整数である。nが2以上の場合、複数のR及びRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 In said formula (1), R < 1 > is a hydrogen atom or a methyl group. R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxy group or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. However, there is no case where R 2 and R 3 are both hydroxy groups. R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, bonded to each other, and a ring having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded. A structure may be formed. Some or all of the hydrogen atoms of the ring structure may be substituted. n is an integer of 1 to 4. When n is 2 or more, the plurality of R 2 and R 3 may be the same or different.

上記R及びRで表される炭素数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基等が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 2 and R 3, for example a methyl group, an ethyl group, and a n- propyl group.

上記R及びRで表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、例えば炭素数1〜20の炭化水素基、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−、及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される1価の有機基等が挙げられ、さらにこれらが置換基を有するもの等が挙げられる。但し、上記Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。置換基としては、フッ素原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基等が挙げられる。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 4 and R 5 include a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, —CO—, —COO—, —OCO—, and —O—. , —NR—, —CS—, —S—, —SO—, and —SO 2 —, a monovalent group composed of at least one group selected from the group consisting of —SO 2 — and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. And those having a substituent. However, said R is a hydrogen atom or a C1-C10 monovalent organic group. Examples of the substituent include a fluorine atom, a hydroxy group, a carboxy group, and a cyano group.

上記炭素数1〜20の1価の炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐状の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を挙げることができる。   Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a linear or branched chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms. There may be mentioned hydrocarbon groups.

上記炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状の鎖状炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、オクチル基、ドデシル基等が挙げられる。   Examples of the linear or branched chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, and a dodecyl group. It is done.

上記炭素数3〜20の脂環式炭化水素基としては、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基等が挙げられる。   Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, and a cyclododecyl group.

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

上記RとRとが互いに結合して形成してもよい炭素数3〜20の環構造としては、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、シクロデカン構造、メチルシクロヘキサン構造、エチルシクロヘキサン構造等の単環式飽和炭化水素構造;
シクロブテン構造、シクロペンテン構造、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、シクロペンタジエン構造、シクロヘキサジエン構造、シクロオクタジエン構造、シクロデカジエン構造等の単環式不飽和炭化水素構造;
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン構造、ビシクロ[2.2.2]オクタン構造、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン構造、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン構造、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン構造、アダマンタン構造等の多環式飽和炭化水素構造;
ビシクロ[2.2.1]ヘプテン構造、ビシクロ[2.2.2]オクテン構造、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン構造、トリシクロ[3.3.1.13,7]デセン構造、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデセン構造等の多環式不飽和炭化水素構造等が挙げられ、さらにこれらの構造に−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−、及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基が含まれるもの等が挙げられる。Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。RとRとが互いに結合して形成してもよい炭素数3〜20の環構造は置換基を含んでいてもよい。この置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基等が挙げられる。
Examples of the ring structure having 3 to 20 carbon atoms that may be formed by combining R 4 and R 5 with each other include, for example, cyclopropane structure, cyclobutane structure, cyclopentane structure, cyclohexane structure, cycloheptane structure, cyclooctane structure Monocyclic saturated hydrocarbon structures such as cyclodecane structure, methylcyclohexane structure, and ethylcyclohexane structure;
Monocyclic unsaturated hydrocarbon structures such as cyclobutene structure, cyclopentene structure, cyclohexene structure, cycloheptene structure, cyclooctene structure, cyclodecene structure, cyclopentadiene structure, cyclohexadiene structure, cyclooctadiene structure, cyclodecadiene structure;
Bicyclo [2.2.1] heptane structure, bicyclo [2.2.2] octane structure, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane structure, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] Decane structure, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] polycyclic saturated hydrocarbon structures such as dodecane structure and adamantane structure;
Bicyclo [2.2.1] heptene structure, bicyclo [2.2.2] octene structure, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decene structure, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] Decene structure, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecene structure and the like, and polycyclic unsaturated hydrocarbon structures and the like, and -CO-, -COO-, -OCO-, -O-, -NR-, -CS- , —S—, —SO—, and —SO 2 —, which contain at least one group selected from the group consisting of —. R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms. The ring structure having 3 to 20 carbon atoms which R 4 and R 5 may be bonded to each other may contain a substituent. Examples of this substituent include a hydroxy group, a carboxy group, and a cyano group.

上記−CO−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8の環状ケトン構造等を挙げることができる。   Examples of the ring structure composed of -CO- and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a cyclic ketone structure having 3 to 8 carbon atoms.

上記−COO−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8のラクトン構造等を挙げることができる。   Examples of the ring structure composed of the -COO- and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a lactone structure having 3 to 8 carbon atoms.

上記−O−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8の環状エーテル構造等を挙げることができる。   Examples of the ring structure composed of -O- and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a cyclic ether structure having 3 to 8 carbon atoms.

上記−NR−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8の環状アミン構造等を挙げることができる。Rで表される炭素数1〜10の有機基としては、それぞれ炭素数1〜10の鎖状炭化水素基、脂肪族環状炭化水素基、芳香族炭化水素基、エポキシ基、シアノ基、カルボキシル基等を挙げることができる。   Examples of the ring structure composed of -NR- and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a cyclic amine structure having 3 to 8 carbon atoms. Examples of the organic group having 1 to 10 carbon atoms represented by R include a chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an aliphatic cyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, an epoxy group, a cyano group, and a carboxyl group. Etc.

上記−S−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8の環状チオエーテル構造等をあげることができる。   Examples of the ring structure composed of -S- and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a cyclic thioether structure having 3 to 8 carbon atoms.

上記−SO−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8の環状スルホキシド構造等をあげることができる。   Examples of the ring structure composed of -SO- and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a cyclic sulfoxide structure having 3 to 8 carbon atoms.

上記−SO−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8の環状スルホニル構造等をあげることができる。 Examples of the ring structure composed of the —SO 2 — and the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a cyclic sulfonyl structure having 3 to 8 carbon atoms.

また、上記RとRが結合している炭素原子と共に形成するこの環構造としては、5員環又は6員環構造のものが、合成の容易性の点から好ましい。 As the ring structure formed together with the carbon atom to which R 4 and R 5 are bonded, a 5-membered or 6-membered ring structure is preferable from the viewpoint of ease of synthesis.

nとしては、1又は2が好ましく、1がより好ましい。   n is preferably 1 or 2, and more preferably 1.

上記式(1)におけるR及びRのうち少なくとも1つは、フッ素原子を含む1価の有機基であることが好ましい。上記式(1)におけるR及びRのうち少なくとも1つがフッ素原子を含む1価の有機基であることで、より高い撥水性を示す液浸上層膜を形成でき、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生をより抑制することができる。 At least one of R 4 and R 5 in the above formula (1) is preferably a monovalent organic group containing a fluorine atom. When at least one of R 4 and R 5 in the above formula (1) is a monovalent organic group containing a fluorine atom, a liquid immersion upper film showing higher water repellency can be formed, and a bridge defect of a resist pattern Further, development defects such as blob defects can be further suppressed.

上記フッ素原子を有する1価の有機基としては、例えばトリフルオロメチル基やトリフルオロエチル基等の炭素数1〜20のフッ素化炭化水素基、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−、及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成されかつ水素原子の一部が少なくともフッ素原子で置換された1価の有機基等が挙げられ、さらにこれらが置換基を有するものが挙げられる。置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基等が挙げられる。Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。 Examples of the monovalent organic group having a fluorine atom include a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms such as a trifluoromethyl group and a trifluoroethyl group, -CO-, -COO-, -OCO-,- Composed of at least one group selected from the group consisting of O—, —NR—, —CS—, —S—, —SO—, and —SO 2 —, and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; Examples thereof include monovalent organic groups in which a part of hydrogen atoms are substituted with at least fluorine atoms, and those having a substituent. Examples of the substituent include a hydroxy group, a carboxy group, and a cyano group. R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms.

上記フッ素原子を含む1価の有機基は、−R−R、−R−OR又は−R−OCORで表され、Rは単結合又は2価の連結基、かつRはフッ素化アルキル基又はヒドロキシフッ素化アルキル基であることが好ましい。このような有機基は、より高い撥水性を示す液浸上層膜を形成でき、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生をより抑制することができる。 The monovalent organic group containing a fluorine atom is represented by -R E -R f , -R E -OR f or -R E -OCOR f , where R E is a single bond or a divalent linking group, and R f is preferably a fluorinated alkyl group or a hydroxyfluorinated alkyl group. Such an organic group can form a liquid immersion upper layer film having higher water repellency, and can further suppress development defects such as a bridge defect and a blob defect of a resist pattern.

上記Rで表される2価の連結基としては、例えば2価の鎖状炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基又はこれらの基と−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−、及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基のうち1つ又は2つ以上を組み合わせた基が挙げられる。Rは水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。 Examples of the divalent linking group represented by R E include a divalent chain hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, or a group thereof and —CO. -, - COO -, - OCO -, - O -, - NR -, - CS -, - S -, - SO-, and -SO 2 - one of the at least one group selected from the group consisting of Or the group which combined 2 or more is mentioned. R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms.

上記Rとしては、単結合がより好ましい。 As the R E, a single bond is more preferable.

上記Rで表されるフッ素化アルキル基としては、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、2,2,3,3,3−ペンタフルオロn−プロピル基、1−トリフルオロメチル−2,2,2−トリフルオロエチル基、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロn−ブチル基等が挙げられる。 Examples of the fluorinated alkyl group represented by R f include trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoron-propyl group, 1- Examples thereof include trifluoromethyl-2,2,2-trifluoroethyl group, 2,2,3,3,4,4,4-heptafluoro n-butyl group.

上記Rで表されるヒドロキシフッ素化アルキル基としては、例えば2−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチル−3,3,3−トリフルオロプロピル基等が挙げられる。 Examples of the hydroxyfluorinated alkyl group represented by R f include a 2-hydroxy-2-trifluoromethyl-3,3,3-trifluoropropyl group.

この中でもRとしては、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、2−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチル−3,3,3−トリフルオロプロピル基が好ましい。 Among these, Rf is preferably a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group, or a 2-hydroxy-2-trifluoromethyl-3,3,3-trifluoropropyl group.

構造単位(I)は、上記式(1−1)で表される構造単位であることが好ましい。構造単位(I)が上記特定の構造単位であると、当該液浸上層膜形成用組成物は、より高い撥水性を示す液浸上層膜を形成でき、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生をより抑制することができる。   The structural unit (I) is preferably a structural unit represented by the above formula (1-1). When the structural unit (I) is the specific structural unit, the liquid immersion upper layer film-forming composition can form a liquid immersion upper layer film exhibiting higher water repellency, and resist pattern bridging defects, blob defects, etc. The occurrence of development defects can be further suppressed.

式(1−1)中、R、R、R及びnは、上記式(1)と同義である。Rは、ラクトン環を構成している炭素原子と共に炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を形成する(m+2)価の基である。但し、上記脂環式炭化水素基は、その構造中に−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を含んでいてもよい。Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。Rは、フッ素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜20の1価の有機基である。mは、1〜6の整数である。mが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。但し、Rのうち少なくとも1つは、フッ素原子又はフッ素原子を含む有機基である。 In formula (1-1), R 1 , R 2 , R 3 and n have the same meaning as in formula (1). R A is a (m + 2) -valent group that forms an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atoms constituting the lactone ring. However, the alicyclic hydrocarbon group has —CO—, —COO—, —OCO—, —O—, —NR—, —CS—, —S—, —SO— and —SO 2 in its structure. It may contain at least one group selected from the group consisting of-. R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms. R B is a fluorine atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. m is an integer of 1-6. When m is 2 or more, the plurality of R B may be the same or different. However, at least one of R B is a fluorine atom or an organic group containing a fluorine atom.

上記Rとラクトン環を構成している炭素原子とが形成する炭素数3〜20の脂環式炭化水素基の環構造としては、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、シクロデカン構造、メチルシクロヘキサン構造、エチルシクロヘキサン構造等の単環式飽和炭化水素構造;
シクロブテン構造、シクロペンテン構造、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、シクロペンタジエン構造、シクロヘキサジエン構造、シクロオクタジエン構造、シクロデカジエン構造等の単環式不飽和炭化水素構造;
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン構造、ビシクロ[2.2.2]オクタン構造、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン構造、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン構造、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン構造、スピロ[4.5]デカン構造、スピロ[4.4]ノナン構造、スピロ[3.5]ノナン構造、アダマンタン構造等の多環式飽和炭化水素構造;
ビシクロ[2.2.1]ヘプテン構造、ビシクロ[2.2.2]オクテン構造、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン構造、トリシクロ[3.3.1.13,7]デセン構造、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデセン構造等の多環式不飽和炭化水素構造等が挙げられ、さらにこれらの構造の一部の炭素−炭素間結合に−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−、及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基が含まれるもの等が挙げられる。これらのうち、炭素数3〜20の脂環式構造、複素環式構造等が好ましい。Rは水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。
Examples of the ring structure of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms formed by R A and the carbon atom constituting the lactone ring include, for example, a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, Monocyclic saturated hydrocarbon structures such as cycloheptane structure, cyclooctane structure, cyclodecane structure, methylcyclohexane structure, ethylcyclohexane structure;
Monocyclic unsaturated hydrocarbon structures such as cyclobutene structure, cyclopentene structure, cyclohexene structure, cycloheptene structure, cyclooctene structure, cyclodecene structure, cyclopentadiene structure, cyclohexadiene structure, cyclooctadiene structure, cyclodecadiene structure;
Bicyclo [2.2.1] heptane structure, bicyclo [2.2.2] octane structure, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane structure, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] Decane structure, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecane structure, spiro [4.5] decane structure, spiro [4.4] nonane structure, spiro [3.5] nonane structure, adamantane structure, etc .;
Bicyclo [2.2.1] heptene structure, bicyclo [2.2.2] octene structure, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decene structure, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] Decene structure, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2, 7 ] dodecene structure and the like, and polycyclic unsaturated hydrocarbon structures and the like are included, and a carbon-carbon bond in a part of these structures further includes —CO—, —COO—, —OCO—, —O And those containing at least one group selected from the group consisting of —, —NR—, —CS—, —S—, —SO—, and —SO 2 —. Of these, C3-C20 alicyclic structures, heterocyclic structures, and the like are preferable. R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms.

上記Rで表される炭素数1〜20の有機基としては、例えば上記R及びRとして例示した炭素数1〜20の1価の有機基においてフッ素原子を含む基と同様の基等が挙げられる。 The R As the organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by B, for example, the R 4 and same groups containing a fluorine atom in the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms exemplified as R 5, etc. Is mentioned.

なお、上記式(1−1)におけるmは、1であることが好ましい。mを1とすることでRを含むこの環構造の嵩高さを抑え、[A]重合体の剛直性を適度に制御することができ、解像性能をより高めることができる。 In addition, it is preferable that m in the said Formula (1-1) is 1. By setting m to 1, the bulkiness of this ring structure containing RA can be suppressed, the rigidity of the [A] polymer can be appropriately controlled, and the resolution performance can be further improved.

上記式(1−1)におけるRとしては、−R−R、−R−OR、−R−OCORで表され、Rが単結合又は2価の連結基、かつRがフッ素化アルキル基又はヒドロキシフッ素化アルキル基であることが好ましい。Rとしては、単結合が好ましい。Rで表されるフッ素化アルキル基としては、トリフルオロメチル基又はトリフルオロエチル基が好ましい。上記式(1−1)におけるRが、上記特定基であることで、より高い撥水性を示す液浸上層膜を形成することができ、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生をより抑制することができる。 R B in the above formula (1-1) is represented by —R E —R f , —R E —OR f , —R E —OCOR f , and R E is a single bond or a divalent linking group; R f is preferably a fluorinated alkyl group or a hydroxyfluorinated alkyl group. R E is preferably a single bond. The fluorinated alkyl group represented by R f is preferably a trifluoromethyl group or a trifluoroethyl group. R B in the formula (1-1) is, that it is the specific group, a higher water repellency can be formed an immersion upper layer film exhibiting, and resist pattern bridging defects, development defects such as blob defects Can be further suppressed.

構造単位(I)は、上記式(1−2)で表される構造単位であることも好ましい。構造単位(I)が上記式(1−2)で表される構造単位の場合でも、高い撥水性を示す液浸上層膜を形成することができ、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生を抑制することができる。   The structural unit (I) is also preferably a structural unit represented by the above formula (1-2). Even when the structural unit (I) is a structural unit represented by the above formula (1-2), it is possible to form a liquid immersion upper layer film exhibiting high water repellency, and to prevent bridging defects, blob defects, etc. Occurrence of development defects can be suppressed.

式(1−2)中、R、R、R及びnは、上記式(1)と同義である。Rは、ラクトン環を構成している炭素原子と共に炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を形成する(p+2)価の基である。但し、上記脂環式炭化水素基は、その構造中に−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を含んでいてもよい。Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。Rは、ヒドロキシ基又は炭素数1〜20の1価の有機基である。pは、0〜6の整数である。pが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。但し、Rは、フッ素原子を含まない。) In formula (1-2), R 1 , R 2 , R 3 and n have the same meaning as in formula (1). R C is a (p + 2) -valent group that forms an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atoms constituting the lactone ring. However, the alicyclic hydrocarbon group has —CO—, —COO—, —OCO—, —O—, —NR—, —CS—, —S—, —SO— and —SO 2 in its structure. It may contain at least one group selected from the group consisting of-. R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms. RD is a hydroxy group or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. p is an integer of 0-6. When p is 2 or more, the plurality of R D may be the same or different. However, RD does not contain a fluorine atom. )

としては、上記式(1−1)におけるRで例示した基が挙げられる。 Examples of R C include the groups exemplified for R A in the above formula (1-1).

としては、上記式(1−1)におけるR及びRで例示した炭素数1〜20の有機基において、フッ素原子を含まない基等が挙げられる。 Examples of RD include a group containing no fluorine atom in the organic group having 1 to 20 carbon atoms exemplified by R 4 and R 5 in the above formula (1-1).

構造単位(I)としては、例えば下記式(I−1)〜(I−29)で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (I) include structural units represented by the following formulas (I-1) to (I-29).

Figure 0005737211
Figure 0005737211

Figure 0005737211
Figure 0005737211

上記式中、Rは、上記式(1)と同義である。 In the above formula, R 1 is as defined in the above formula (1).

上記構造単位のうち、上記式(I−1)〜(I−8)で表される構造単位が好ましく、式(I−1)、(I−2)、(I−4)、(I−6)、(I−7)及び(I−8)で表される構造単位がより好ましく、式(I−4)、(I−6)及び(I−7)で表される構造単位が特に好ましい。   Among the above structural units, structural units represented by the above formulas (I-1) to (I-8) are preferable, and the formulas (I-1), (I-2), (I-4), (I— 6), structural units represented by (I-7) and (I-8) are more preferred, and structural units represented by formulas (I-4), (I-6) and (I-7) are particularly preferred. preferable.

[A]重合体成分における構造単位(I)の含有割合としては、[A]重合体成分を構成する全構造単位に対して3モル%以上100モル%以下が好ましく、5モル%以上95モル%以下がより好ましい。[A]重合体成分における構造単位(I)の含有割合を上記範囲とすることで、より高い撥水性を示す液浸上層膜を形成することができ、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生をより抑制することができる。   [A] The content ratio of the structural unit (I) in the polymer component is preferably 3 mol% or more and 100 mol% or less, and preferably 5 mol% or more and 95 mol% with respect to all the structural units constituting the [A] polymer component. % Or less is more preferable. [A] By setting the content of the structural unit (I) in the polymer component in the above range, a liquid immersion upper layer film having higher water repellency can be formed, and a resist pattern bridge defect, blob defect, etc. The occurrence of development defects can be further suppressed.

また、重合体(a)における構造単位(I)の含有割合としては、重合体(a)を構成する全構造単位に対して、10モル%〜100モル%が好ましく、20モル%〜99モル%がより好ましく、30モル%〜98モル%がさらに好ましい。重合体(a)における構造単位(I)の含有割合を上記範囲とすることで、より高い撥水性を示す液浸上層膜を形成することができ、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生をより抑制することができる。   Moreover, as content rate of the structural unit (I) in a polymer (a), 10 mol%-100 mol% are preferable with respect to all the structural units which comprise a polymer (a), 20 mol%-99 mol % Is more preferable, and 30 mol% to 98 mol% is more preferable. By setting the content ratio of the structural unit (I) in the polymer (a) within the above range, a liquid immersion upper layer film exhibiting higher water repellency can be formed, and resist pattern bridging defects, blob defects, etc. The occurrence of development defects can be further suppressed.

[構造単位(II)]
構造単位(II)は、上記式(2)で表される構造単位である。[A]重合体成分が、上記構造単位(II)をさらに有することで、当該液浸上層膜形成用組成物は、形成される液浸上層膜の撥水性を高めることができる。
[Structural unit (II)]
The structural unit (II) is a structural unit represented by the above formula (2). [A] When the polymer component further has the structural unit (II), the composition for forming a liquid immersion upper layer film can increase the water repellency of the liquid immersion upper layer film to be formed.

上記式(2)中、Rは、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Rは、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。置換基としては、フッ素原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基等が挙げられる。 In the formula (2), R 6 is a hydrogen atom, a methyl group, a fluorine atom or a trifluoromethyl group. R 7 is a C 1-6 linear or branched alkyl group having a fluorine atom or a C 4-20 monovalent alicyclic hydrocarbon group having a fluorine atom. However, one part or all part of the hydrogen atom which the said alkyl group and alicyclic hydrocarbon group have may be substituted. Examples of the substituent include a fluorine atom, a hydroxy group, a carboxy group, and an amino group.

上記Rで表されるフッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基のうち、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。 Among the linear or branched alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms having the fluorine atom represented by R 7 , as the linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, for example, a methyl group , Ethyl group, propyl group, butyl group and the like.

上記Rで表されるフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基のうち、炭素数4〜20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、シクロペンチルプロピル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクチルメチル基等が挙げられる。 Among the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom represented by R 7 , examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms include a cyclopentyl group. , Cyclopentylpropyl group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclooctylmethyl group and the like.

構造単位(II)としては、例えば下記式(2−1)〜(2−6)で表される構造単位等が挙げられる。

Figure 0005737211
Examples of the structural unit (II) include structural units represented by the following formulas (2-1) to (2-6).
Figure 0005737211

上記式(2−1)〜(2−6)中、Rは、上記式(2)と同義である。 In the above formula (2-1) ~ (2-6), R 6 is as defined in the above formula (2).

これらのうち、上記式(2−1)及び(2−3)で表される構造単位が好ましい。   Among these, the structural units represented by the above formulas (2-1) and (2-3) are preferable.

[A]重合体成分における構造単位(II)の含有割合としては、[A]重合体成分を構成する全構造単位に対して、0モル%〜50モル%が好ましく、1モル%〜40モル%がより好ましく、2モル%〜30モル%がさらに好ましい。[A]重合体成分における構造単位(II)の含有割合を上記範囲とすることで、当該液浸上層膜形成用組成物から形成される液浸上層膜の撥水性及び除去性がより向上する。   [A] The content ratio of the structural unit (II) in the polymer component is preferably 0 mol% to 50 mol%, preferably 1 mol% to 40 mol, with respect to all structural units constituting the [A] polymer component. % Is more preferable, and 2 mol% to 30 mol% is more preferable. [A] By setting the content ratio of the structural unit (II) in the polymer component within the above range, the water repellency and removability of the liquid immersion upper film formed from the liquid immersion upper film forming composition are further improved. .

重合体(a)における構造単位(II)の含有割合としては、重合体(a)を構成する全構造単位に対して、0モル%〜70モル%が好ましく、5モル%〜65モル%がより好ましく、10モル%〜60モル%がさらに好ましい。重合体(a)における構造単位(II)の含有割合を上記範囲とすることで、当該液浸上層膜形成用組成物から形成される液浸上層膜の撥水性及び除去性がより向上する。   The content ratio of the structural unit (II) in the polymer (a) is preferably 0 mol% to 70 mol%, and preferably 5 mol% to 65 mol% with respect to all the structural units constituting the polymer (a). More preferably, it is more preferably 10 mol% to 60 mol%. By making the content rate of structural unit (II) in a polymer (a) into the said range, the water repellency and removability of the liquid immersion upper film formed from the said composition for liquid immersion upper film formation improve more.

[構造単位(III)]
構造単位(III)は、フッ素化スルホンアミド基を含む構造単位(以下、「構造単位(III−1)」とも称する)及びα−トリメチルアルコール基を含む構造単位(以下、「構造単位(III−2)」とも称する)からなる群より選ばれる1種の構造単位である。当該液浸上層膜形成用組成物は、[A]重合体成分が構造単位(III)を有することで、形成される液浸上層膜の撥水性及び除去性がより向上する。
[Structural unit (III)]
The structural unit (III) includes a structural unit containing a fluorinated sulfonamide group (hereinafter also referred to as “structural unit (III-1)”) and a structural unit containing an α-trimethyl alcohol group (hereinafter referred to as “structural unit (III-)”. 2) is also a structural unit selected from the group consisting of: In the composition for forming a liquid immersion upper film, the [A] polymer component has the structural unit (III), whereby the water repellency and removability of the formed liquid immersion upper film are further improved.

構造単位(III−1)としては、例えば下記式(3−1)で表される構造単位(以下、「構造単位(III−1a)」とも称する」等が挙げられる。   Examples of the structural unit (III-1) include a structural unit represented by the following formula (3-1) (hereinafter also referred to as “structural unit (III-1a)”).

Figure 0005737211
Figure 0005737211

上記式(3−1)中、R14は、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Rn1は、2価の連結基である。Rn2は、炭素数1〜20のフッ素化アルキル基である。 In the formula (3-1), R 14 is a hydrogen atom, a methyl group, a fluorine atom or a trifluoromethyl group. R n1 is a divalent linking group. R n2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

上記R14としては、構造単位(III−1a)を与える単量体の共重合性の観点から、水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 R 14 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a methyl group, from the viewpoint of the copolymerizability of the monomer that gives the structural unit (III-1a).

上記Rn1で表される2価の連結基としては、例えば、炭素数1〜6の2価の鎖状炭化水素基、炭素数4〜12の2価の脂環式炭化水素基等が挙げられる。 Examples of the divalent linking group represented by R n1 include a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms and a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms. It is done.

上記炭素数1〜6の2価の鎖状炭化水素基としては、例えば、メタンジイル基、1,2−エタンジイル基、1,1−エタンジイル基、1,3−プロパンジイル基、1,2−プロパンジイル基、1,1−プロパンジイル基、2,2−プロパンジイル基、1,4−プロパンジイル基、1,5−ペンタンジイル基、1,6−ヘキサンジイル基、1−メチル−1,3−プロパンジイル基、2−メチル−1,3−プロパンジイル基、2−メチル−1,2−プロパンジイル基、1−メチル−1,4−ブタンジイル基、2−メチル−1,4−ブタンジイル基等の飽和鎖状炭化水素基;1,2−エテンジイル基、1,3−プロペンジイル基、1,2−プロペンジイル基等の不飽和鎖状炭化水素基等が挙げられる。   Examples of the divalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms include methanediyl group, 1,2-ethanediyl group, 1,1-ethanediyl group, 1,3-propanediyl group, and 1,2-propane. Diyl group, 1,1-propanediyl group, 2,2-propanediyl group, 1,4-propanediyl group, 1,5-pentanediyl group, 1,6-hexanediyl group, 1-methyl-1,3- Propanediyl group, 2-methyl-1,3-propanediyl group, 2-methyl-1,2-propanediyl group, 1-methyl-1,4-butanediyl group, 2-methyl-1,4-butanediyl group, etc. Saturated chain hydrocarbon groups, unsaturated chain hydrocarbon groups such as 1,2-ethenediyl group, 1,3-propenediyl group, 1,2-propenediyl group, and the like.

上記炭素数4〜12の2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、1,3−シクロブタンジイル基等のシクロブタンジイル基;1,3−シクロペンタンジイル基等のシクロペンタンジイル基;1,4−シクロヘキサンジイル基、1,2−シクロヘキサンジイル基等のシクロヘキサンジイル基;1,5−シクロオクタンジイル基等のシクロオクタンジイル基などの単環式炭化水素基;
1,4−ノルボルナンジイル基、2,5−ノルボルナンジイル基等のノルボルナンジイル基、1,3−アダマンタンジイル基、2,4−アダマンタンジイル基等のアダマンタンジイル基等の多環式炭化水素基等が挙げられる。これらの中で、単環式炭化水素基が好ましく、シクロヘキサンジイル基がより好ましく、1,2−シクロヘキサンジイル基がさらに好ましい。
Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms include a cyclobutanediyl group such as a 1,3-cyclobutanediyl group; a cyclopentanediyl group such as a 1,3-cyclopentanediyl group; Cyclohexanediyl groups such as 1,4-cyclohexanediyl group and 1,2-cyclohexanediyl group; monocyclic hydrocarbon groups such as cyclooctanediyl group such as 1,5-cyclooctanediyl group;
1,4-norbornanediyl group, norbornanediyl group such as 2,5-norbornanediyl group, polycyclic hydrocarbon group such as 1,3-adamantanediyl group, adamantanediyl group such as 2,4-adamantanediyl group, etc. Is mentioned. Among these, a monocyclic hydrocarbon group is preferable, a cyclohexanediyl group is more preferable, and a 1,2-cyclohexanediyl group is more preferable.

n1としては、これらの中でも、炭素数1〜3の2価の鎖状炭化水素基が好ましく、1,2−エタンジイル基がより好ましい。 Among these, R n1 is preferably a C 1-3 divalent chain hydrocarbon group, more preferably a 1,2-ethanediyl group.

上記Rn2で表される炭素数1〜20のフッ素化アルキル基としては、例えばフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロメチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。これらのうち、トリフルオロメチル基が好ましい。 Examples of the fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R n2 include a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group, a pentafluoromethyl group, a heptafluoropropyl group, and a nona group. A fluorobutyl group etc. are mentioned. Of these, a trifluoromethyl group is preferred.

上記構造単位(III−2)において、トリフルオロメチルアルコール基とは、−C(R)(OH)(CF)基、(Rは1価の有機基である)をいう。構造単位(III−2)としては、例えば下記式(3−2)で表される構造単位(以下、「構造単位(III−2a)」とも称する)等が挙げられる。 In the structural unit (III-2), the trifluoromethyl alcohol group means a —C (R) (OH) (CF 3 ) group (where R is a monovalent organic group). Examples of the structural unit (III-2) include a structural unit represented by the following formula (3-2) (hereinafter also referred to as “structural unit (III-2a)”).

Figure 0005737211
Figure 0005737211

上記式(3−2)中、R15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。Rt1は、2価の連結基である。 In the formula (3-2), R 15 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R t1 is a divalent linking group.

上記R15としては、構造単位(III−2a)を与える単量体の共重合性等の観点から、水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 R 15 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a methyl group, from the viewpoint of copolymerizability of the monomer that gives the structural unit (III-2a).

上記Rt1で表される2価の連結基としては、例えば、上記式(3−1)におけるRn1として例示したものと同様の基等が挙げられる。また、これらの鎖状炭化水素基及び脂環式炭化水素基中のメチレン基(−CH−)は、酸素原子、カルボニル基又はエステル基で置換されていてもよい。Rt1としては炭素数1〜3の2価の鎖状炭化水素基、炭素数4〜12の2価の脂環式炭化水素基が好ましく、プロパンジイル基、シクロヘキサン骨格を含む2価の基、ノルボルネン骨格を含む2価の基、アダマンタン骨格を含む2価の基がより好ましく、1,2−プロパンジイル基、1−シクロヘキシル−1,2−エタンジイル基がさらに好ましい。 Examples of the divalent linking group represented by R t1 include the same groups as those exemplified as R n1 in the above formula (3-1). Moreover, the methylene group (—CH 2 —) in these chain hydrocarbon groups and alicyclic hydrocarbon groups may be substituted with an oxygen atom, a carbonyl group or an ester group. R t1 is preferably a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms, a propanediyl group, a divalent group containing a cyclohexane skeleton, A divalent group containing a norbornene skeleton and a divalent group containing an adamantane skeleton are more preferred, and a 1,2-propanediyl group and a 1-cyclohexyl-1,2-ethanediyl group are more preferred.

構造単位(III−2a)としては、例えば下記式(3−2−1)〜(3−2−8)で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (III-2a) include structural units represented by the following formulas (3-2-1) to (3-2-8).

Figure 0005737211
Figure 0005737211

式(3−2−1)〜(3−2−8)中、R15は、上記式(3−2)と同義である。 In the formulas (3-2-1) to (3-2-8), R 15 has the same meaning as the formula (3-2).

これらのうち、上記式(3−2−4)及び(3−2−8)で表される構造単位が好ましい。   Among these, the structural units represented by the above formulas (3-2-4) and (3-2-8) are preferable.

[A]重合体成分における構造単位(III)の含有割合としては、[A]重合体成分を構成する全構造単位に対して、0モル%〜90モル%が好ましく、1モル%〜80モル%がより好ましく、4モル%〜75モル%がさらに好ましく、20モル%〜70モル%が特に好ましい。[A]重合体成分における構造単位(III)の含有割合を上記範囲とすることで、当該液浸上層膜形成用組成物から形成される液浸上層膜の撥水性及び上層膜除去性がより向上する。   [A] The content of the structural unit (III) in the polymer component is preferably 0 mol% to 90 mol%, preferably 1 mol% to 80 mol, based on all structural units constituting the [A] polymer component. % Is more preferable, 4 mol% to 75 mol% is further preferable, and 20 mol% to 70 mol% is particularly preferable. [A] By making the content ratio of the structural unit (III) in the polymer component in the above range, the water repellency and the upper layer removability of the liquid upper layer film formed from the liquid upper layer film forming composition are more improved. improves.

重合体(a)における構造単位(III)の含有割合としては、重合体(a)を構成する全構造単位に対して、0〜90モル%が好ましく、0モル%〜85モル%がより好ましく、0モル%〜65モル%がさらに好ましい。重合体(a)における構造単位(III)の含有割合を上記範囲とすることで、当該液浸上層膜形成用組成物から形成される液浸上層膜の撥水性及び上層膜除去性がより向上する。   As a content rate of structural unit (III) in a polymer (a), 0-90 mol% is preferable with respect to all the structural units which comprise a polymer (a), and 0 mol%-85 mol% are more preferable. 0 mol% to 65 mol% is more preferable. By making the content ratio of the structural unit (III) in the polymer (a) within the above range, the water repellency and the upper layer removability of the liquid upper layer film formed from the liquid upper layer film forming composition are further improved. To do.

[構造単位(IV)]
構造単位(IV)は、スルホ基を含む構造単位である。構造単位(IV)としては、例えば、下記式(4)で表される構造単位等が挙げられる。
[Structural unit (IV)]
The structural unit (IV) is a structural unit containing a sulfo group. Examples of the structural unit (IV) include a structural unit represented by the following formula (4).

Figure 0005737211
Figure 0005737211

上記式(4)中、R16は、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Rs1は、単結合、酸素原子、硫黄原子、炭素数1〜6の2価の鎖状炭化水素基、炭素数4〜12の2価の脂環式炭化水素基、炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基又は−C(=O)−X’−R’−基である。但し、X’は、酸素原子、硫黄原子又はNH基である。R’は、単結合、炭素数1〜6の2価の鎖状炭化水素基、炭素数4〜12の2価の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基である。 In the formula (4), R 16 is a hydrogen atom, a methyl group, a fluorine atom or a trifluoromethyl group. R s1 is a single bond, oxygen atom, sulfur atom, divalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms, or 6 to 12 carbon atoms. A divalent aromatic hydrocarbon group or a —C (═O) —X′—R′— group. However, X 'is an oxygen atom, a sulfur atom, or NH group. R ′ is a single bond, a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms, or a divalent aromatic carbon group having 6 to 12 carbon atoms. It is a hydrogen group.

上記R16としては、例えば構造単位(IV)を与える単量体の共重合性等の観点から、水素原子、メチル基が好ましい。 R 16 is preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of, for example, the copolymerizability of the monomer that gives the structural unit (IV).

上記Rs1及びR’で表される炭素数1〜6の2価の鎖状炭化水素基、並びに炭素数4〜12の2価の脂環式炭化水素基としては、例えば上記式(3−1)においてRn1として例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the divalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms and the divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms represented by R s1 and R ′ include, for example, the above formula (3- Examples thereof include the same groups as those exemplified as R n1 in 1).

上記Rs1で表される炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基としては、例えば、例えば、フェニレン基、トリレン基等のアリーレン基等が挙げられる。 As a C6-C12 bivalent aromatic hydrocarbon group represented by said Rs1 , arylene groups, such as a phenylene group and a tolylene group, etc. are mentioned, for example.

上記Rs1としては、単結合、炭素数1〜6の2価の鎖状炭化水素基、炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素、又はR’が炭素数1〜6の2価の鎖状炭化水素基である−C(=O)−NH−R’が好ましく、単結合、メタンジイル基、フェニレン基、−C(=O)−NH−CH(CH)−CH−がより好ましく、単結合、−C(=O)−NH−CH(CH)−CH−がさらに好ましい。 As R s1 , a single bond, a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a divalent aromatic hydrocarbon having 6 to 12 carbon atoms, or R ′ is divalent having 1 to 6 carbon atoms. —C (═O) —NH—R ′, which is a chain hydrocarbon group, is preferably a single bond, a methanediyl group, a phenylene group, or —C (═O) —NH—CH (CH 3 ) —CH 2 —. more preferably, a single bond, -C (= O) -NH- CH (CH 3) -CH 2 - is more preferred.

構造単位(IV)としては、例えば下記式(4−1)〜(4−4)で表される構造単位等が挙げられる。   Examples of the structural unit (IV) include structural units represented by the following formulas (4-1) to (4-4).

Figure 0005737211
Figure 0005737211

上記式(4−1)〜(4−4)中、R16は、上記式(4)と同義である。 In the above formulas (4-1) to (4-4), R 16 has the same meaning as the above formula (4).

これらのうち、上記式(4−1)及び(4−4)で表される構造単位が好ましい。   Among these, the structural units represented by the above formulas (4-1) and (4-4) are preferable.

[A]重合体成分における構造単位(IV)の含有割合としては、[A]重合体成分を構成する全構造単位に対して、0モル%〜10モル%が好ましく、0.1モル%〜5モル%がより好ましく、0.2モル%〜2モル%がさらに好ましい。[A]重合体成分における構造単位(IV)の含有割合を上記範囲とすることで、ブロッブ欠陥をさらに抑制することができる。   [A] The content of the structural unit (IV) in the polymer component is preferably 0 mol% to 10 mol%, preferably 0.1 mol% to the total structural unit constituting the [A] polymer component. 5 mol% is more preferable, and 0.2 mol% to 2 mol% is more preferable. [A] By setting the content ratio of the structural unit (IV) in the polymer component in the above range, blob defects can be further suppressed.

重合体(a)における構造単位(IV)の含有割合としては、重合体(a)を構成する全構造単位に対して、0モル%〜20モル%が好ましく、0.2モル%〜10モル%がより好ましく、0.5モル%〜7モル%がさらに好ましい。重合体(a)における構造単位(IV)の含有割合を上記範囲とすることで、ブロッブ欠陥をさらに抑制することができる。   As a content rate of structural unit (IV) in a polymer (a), 0 mol%-20 mol% are preferable with respect to all the structural units which comprise a polymer (a), 0.2 mol%-10 mol % Is more preferable, and 0.5 mol% to 7 mol% is more preferable. A blob defect can be further suppressed by making the content rate of the structural unit (IV) in a polymer (a) into the said range.

[構造単位(V)]
構造単位(V)は、カルボキシ基を含む構造単位(以下、「構造単位(V−1)」とも称する)及び上記式(v)で表される基を含む構造単位(以下、「構造単位(V−2)」とも称する)からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位である。[A]重合体成分が構造単位(V)を有することで、当該液浸上層膜形成用組成物は、形成される液浸上層膜の除去性及び剥がれ耐性を向上させることができる。
[Structural unit (V)]
The structural unit (V) includes a structural unit containing a carboxy group (hereinafter also referred to as “structural unit (V-1)”) and a structural unit containing the group represented by the above formula (v) (hereinafter referred to as “structural unit ( V-2) ") is at least one structural unit selected from the group consisting of: [A] Since the polymer component has the structural unit (V), the composition for forming a liquid immersion upper layer film can improve the removability and the peeling resistance of the liquid immersion upper layer film to be formed.

構造単位(V−1)としては、例えば下記式(5−1−1)〜(5−1−3)で表される構造単位(以下、これらをまとめて「構造単位(V−1a)」とも称する)等が挙げられる。   As the structural unit (V-1), for example, structural units represented by the following formulas (5-1-1) to (5-1-3) (hereinafter referred to as “structural unit (V-1a)”) Also referred to).

Figure 0005737211
Figure 0005737211

上記式(5−1−1)〜(5−1−3)中、R17は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。
上記式(5−1−1)及び(5−1−2)中、Rc1及びRc2は、それぞれ独立して、炭素数1〜6の2価の鎖状炭化水素基、炭素数4〜12の2価の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基である。
In the above formulas (5-1-1) to (5-1-3), R 17 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
In the above formulas (5-1-1) and (5-1-2), R c1 and R c2 are each independently a divalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms and 4 to 4 carbon atoms. 12 divalent alicyclic hydrocarbon groups or divalent aromatic hydrocarbon groups having 6 to 12 carbon atoms.

上記R17としては、構造単位(V−1a)を与える単量体の共重合性等の観点から、水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 R 17 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group, from the viewpoint of copolymerization of the monomer that gives the structural unit (V-1a).

上記Rc1及びRc2で表される炭素数1〜6の2価の鎖状炭化水素基としては、上記式(3−1)におけるRn1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、飽和鎖状炭化水素基が好ましく、1,2−エタンジイル基がさらに好ましい。 Examples of the divalent chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R c1 and R c2 include the same groups as those exemplified as R n1 in the above formula (3-1). Of these, a saturated chain hydrocarbon group is preferred, and a 1,2-ethanediyl group is more preferred.

上記Rc1及びRc2で表される炭素数4〜12の2価の脂環式炭化水素基としては、上記式(3−1)におけるRn1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、単環式炭化水素基が好ましく、シクロヘキサンジイル基がより好ましく、1,2−シクロヘキサンジイル基がさらに好ましい。 Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 12 carbon atoms represented by R c1 and R c2 include groups similar to those exemplified as R n1 in the above formula (3-1). . Among these, a monocyclic hydrocarbon group is preferable, a cyclohexanediyl group is more preferable, and a 1,2-cyclohexanediyl group is more preferable.

上記Rc1及びRc2で表される炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基としては、例えば、上記式(4)におけるRs1として例示したものと同様の基等が挙げられる。 Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms represented by R c1 and R c2 include the same groups as those exemplified as R s1 in the above formula (4).

構造単位(V−1a)としては、例えば、下記式(5−1−1−1)〜(5−1−1−3)で表される構造単位、並びに下記式(5−1−2−1)及び(5−1−2−2)で表される構造単位等が挙げられる。   As the structural unit (V-1a), for example, structural units represented by the following formulas (5-1-1-1) to (5-1-1-3) and the following formula (5-1-2-) Examples thereof include structural units represented by 1) and (5-1-2-2).

Figure 0005737211
Figure 0005737211

上記式(5−1−1−1)〜(5−1−2−2)中、R17は、上記式(5−1−1)〜(5−1−3)と同義である。 In the above formulas (5-1-1-1) to (5-1-2-2), R 17 has the same meaning as the above formulas (5-1-1) to (5-1-3).

構造単位(V−1a)としては、上記式(5−1−1)及び(5−1−3)で表される構造単位が好ましい。また、上記式(5−1−1)で表される構造単位の中でも、式(5−1−1−1)で表される構造単位がより好ましい。   As the structural unit (V-1a), structural units represented by the above formulas (5-1-1) and (5-1-3) are preferable. Moreover, among the structural units represented by the formula (5-1-1), the structural unit represented by the formula (5-1-1-1) is more preferable.

構造単位(V−2)は、上記式(v)で表される基(以下、「基(v)」とも称する)を有する構造単位である。   The structural unit (V-2) is a structural unit having a group represented by the above formula (v) (hereinafter also referred to as “group (v)”).

上記式(v)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、アルキル基、1価の脂環式炭化水素基、アルコキシ基、アシル基、アラルキル基又はアリール基である。上記アルキル基、脂環式炭化水素基、アルコキシ基、アシル基、アラルキル基及びアリール基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。Rは、−C(=O)−R10、−S(=O)−R11、−R12−CN又は−R13−NOである。R10及びR11は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フッ素化アルキル基、1価の脂環式炭化水素基、アルコキシ基、シアノ基、シアノメチル基、アラルキル基又はアリール基である。但し、R10又はR11とRとが互いに結合して環構造を形成していてもよい。R12及びR13は、それぞれ独立して、単結合、メチレン基又は炭素数2〜5のアルキレン基である。 In the above formula (v), R 8 is a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, an alkyl group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group, an alkoxy group, an acyl group, an aralkyl group or an aryl group. Some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group, alicyclic hydrocarbon group, alkoxy group, acyl group, aralkyl group and aryl group may be substituted. R 9 is —C (═O) —R 10 , —S (═O) 2 —R 11 , —R 12 —CN or —R 13 —NO 2 . R 10 and R 11 are each independently a hydrogen atom, alkyl group, fluorinated alkyl group, monovalent alicyclic hydrocarbon group, alkoxy group, cyano group, cyanomethyl group, aralkyl group or aryl group. However, R 10 or R 11 and R 8 may be bonded to each other to form a ring structure. R 12 and R 13 are each independently a single bond, a methylene group or an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms.

上記Rで表されるハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。この中で、フッ素原子及び塩素原子が好ましい。 Examples of the halogen atom represented by R 8 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Among these, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable.

上記R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のアルキル基;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のアルキル基等が挙げられる。上記アルキル基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましい。 Examples of the alkyl group represented by R 8 include linear alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an n-butyl group; an i-propyl group, an i-butyl group, and a sec-butyl group. Group, branched alkyl groups such as t-butyl group, and the like. As said alkyl group, a C1-C20 alkyl group is preferable.

上記Rで表される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脂環式炭化水素基;アダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基等の多環の脂環式炭化水素基等が挙げられる。上記脂環式炭化水素基としては、炭素数3〜20の脂環式炭化水素基が好ましい。 Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group represented by R 8 include monocyclic alicyclic hydrocarbon groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; adamantyl group, norbornyl group, tetracyclodecanyl group and the like. Examples include polycyclic alicyclic hydrocarbon groups. As said alicyclic hydrocarbon group, a C3-C20 alicyclic hydrocarbon group is preferable.

上記Rで表されるアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。上記アルコキシ基としては、炭素数1〜20のアルコキシ基が好ましい。 Examples of the alkoxy group represented by R 8 include a methoxy group and an ethoxy group. As said alkoxy group, a C1-C20 alkoxy group is preferable.

上記Rで表されるアシル基としては、例えばアセチル基、プロピオニル基等が挙げられる。上記アシル基としては、炭素数2〜20のアシル基が好ましい。 Examples of the acyl group represented by R 8 include an acetyl group and a propionyl group. As said acyl group, a C2-C20 acyl group is preferable.

上記Rで表されるアラルキル基としては、例えばベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。上記アラルキル基としては、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましい。 Examples of the aralkyl group represented by R 8 include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group. As said aralkyl group, a C7-C12 aralkyl group is preferable.

上記Rで表されるアリール基としては、例えばフェニル基、トリル基、ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。上記アリール基としては、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。 Examples of the aryl group represented by R 8 include a phenyl group, a tolyl group, a dimethylphenyl group, a 2,4,6-trimethylphenyl group, and a naphthyl group. As said aryl group, a C6-C10 aryl group is preferable.

上記Rで表されるアルキル基、1価の脂環式炭化水素基、アルコキシ基、アシル基、アラルキル基及びアリール基が有していてもよい置換基としては、例えばフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。 Examples of the substituent that the alkyl group, monovalent alicyclic hydrocarbon group, alkoxy group, acyl group, aralkyl group, and aryl group represented by R 8 may have include a fluorine atom and a chlorine atom. And a halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, and the like.

上記Rとしては、当該液浸上層膜形成用組成物から形成される上層膜の現像液溶解性と剥がれ耐性とをバランスさせる観点から、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基及び炭素数2〜5のアシル基が好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、アセチル基がさらに好ましい。 R 8 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a carbon number from the viewpoint of balancing the developer solubility and peeling resistance of the upper film formed from the immersion upper film forming composition. A 1-5 alkoxy group and a C2-C5 acyl group are preferable, and a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, and an acetyl group are more preferable.

が−C(=O)−R10又は−S(=O)−R11の場合、R10及びR11で表されるアルキル基、1価の脂環式炭化水素基、アルコキシ基、アラルキル基及びアリール基としては、例えば上記Rのそれぞれの基として例示したものと同様の基等が挙げられる。また、R10及びR11で表されるフッ素化アルキル基としては、例えば上記Rのアルキル基として例示した基の水素原子の少なくとも1つがフッ素原子で置換された基等が挙げられる。これらのうち、R及びRとしては、水素原子、アルキル基が好ましく、水素原子、メチル基、エチル基がより好ましい。 When R 9 is —C (═O) —R 10 or —S (═O) 2 —R 11 , the alkyl group represented by R 10 and R 11 , a monovalent alicyclic hydrocarbon group, or an alkoxy group Examples of the aralkyl group and aryl group include the same groups as those exemplified as the respective groups for R 8 . Examples of the fluorinated alkyl group represented by R 10 and R 11 include groups in which at least one of the hydrogen atoms exemplified as the alkyl group for R 8 is substituted with a fluorine atom. Among these, as R 6 and R 7 , a hydrogen atom and an alkyl group are preferable, and a hydrogen atom, a methyl group, and an ethyl group are more preferable.

上記R10又はR11とRとが互いに結合して形成する環構造を含む基としては、R10又はR11とRとがそれぞれ結合する炭素原子を含み、かつオキソ基を有する炭素数5〜12の2価の脂環式炭化水素基が好ましい。 The group containing a ring structure formed by bonding R 10 or R 11 and R 8 to each other includes the carbon atom to which R 10 or R 11 and R 8 are bonded, and having an oxo group. A divalent alicyclic hydrocarbon group of 5 to 12 is preferred.

が、−R12−CN又は−R13−NOの場合、R12及びR13としては、単結合、メタンジイル基又はエタンジイル基が好ましい。 When R 9 is —R 12 —CN or —R 13 —NO 2 , R 12 and R 13 are preferably a single bond, a methanediyl group or an ethanediyl group.

基(v)としては、下記式(v−1)〜(v−8)で表される基が好ましい。   As the group (v), groups represented by the following formulas (v-1) to (v-8) are preferable.

Figure 0005737211
Figure 0005737211

上記式(v−1)〜(v−8)中、*は結合部位を示す。   In the above formulas (v-1) to (v-8), * represents a binding site.

構造単位(V−2)としては、例えば基(v)を有する(メタ)アクリル酸エステル誘導体、(メタ)アクリルアミド誘導体、ビニルエーテル誘導体、オレフィン誘導体、スチレン誘導体等に由来する構造単位等が挙げられる。この中で、(メタ)アクリル酸エステル誘導体由来の構造単位が好ましい。すなわち、構造単位(V−2)としては、下記式(5−2)で表される構造単位(V−2a)が好ましい。   Examples of the structural unit (V-2) include structural units derived from (meth) acrylic acid ester derivatives having a group (v), (meth) acrylamide derivatives, vinyl ether derivatives, olefin derivatives, styrene derivatives, and the like. In this, the structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester derivative is preferable. That is, as the structural unit (V-2), a structural unit (V-2a) represented by the following formula (5-2) is preferable.

Figure 0005737211
Figure 0005737211

上記式(5−2)中、R及びRは、上記式(v)と同義である。kは、1〜3の整数である。kが2以上の場合、複数のR及びRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。Lは、(k+1)価の連結基である。R18は、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。 In the formula (5-2), R 8 and R 9 is as defined in the above formula (v). k is an integer of 1 to 3. When k is 2 or more, the plurality of R 8 and R 9 may be the same or different. L 1 is a (k + 1) -valent linking group. R 18 is a hydrogen atom, a methyl group, a fluorine atom or a trifluoromethyl group.

上記R18としては、構造単位(V−2a)を与える単量体の共重合性等の観点から、水素原子、メチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。 R 18 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group, from the viewpoint of copolymerization of the monomer that gives the structural unit (V-2a).

上記Lで表される(k+1)価の連結基としては、例えば2価の連結基(kが1の場合)としては、アルカンジイル基、2価の脂環式炭化水素基、アルケンジイル基、アレーンジイル基等が挙げられる。なお、これらの基が有する水素原子の一部又は全部は、フッ素原子や塩素原子等のハロゲン原子、シアノ基等で置換されていてもよい。 As the (k + 1) -valent linking group represented by L 1 , for example, as a divalent linking group (when k is 1), an alkanediyl group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, an alkenediyl group, And arenediyl groups. Note that some or all of the hydrogen atoms contained in these groups may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom, a cyano group, or the like.

上記アルカンジイル基としては、例えばメタンジイル基、エタンジイル基、プロパンジイル基、ブタンジイル基、ヘキサンジイル基、オクタンジイル基等が挙げられる。上記アルカンジイル基としては、炭素数1〜8のアルカンジイル基が好ましい。   Examples of the alkanediyl group include methanediyl group, ethanediyl group, propanediyl group, butanediyl group, hexanediyl group, and octanediyl group. As said alkanediyl group, a C1-C8 alkanediyl group is preferable.

上記2価の脂環式炭化水素基としては、例えばシクロペンタンジイル基、シクロヘキサンジイル基等の単環の脂環式炭化水素基;ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基等の多環の脂環式炭化水素等が挙げられる。上記2価の脂環式炭化水素基としては、炭素数5〜12の脂環式炭化水素基が好ましい。   Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include monocyclic alicyclic hydrocarbon groups such as cyclopentanediyl group and cyclohexanediyl group; polycyclic alicyclic carbon groups such as norbornanediyl group and adamantanediyl group. Hydrogen etc. are mentioned. As said bivalent alicyclic hydrocarbon group, a C5-C12 alicyclic hydrocarbon group is preferable.

上記アルケンジイル基としては、例えばエテンジイル基、プロペンジイル基、ブテンジイル基等が挙げられる。上記アルケンジイル基としては、炭素数2〜6のアルケンジイル基が好ましい。   Examples of the alkenediyl group include an ethenediyl group, a propenediyl group, and a butenediyl group. As said alkenediyl group, a C2-C6 alkenediyl group is preferable.

上記アレーンジイル基としては、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等が挙げられる。上記アレーンジイル基としては、炭素数6〜15のアレーンジイル基が好ましい。   Examples of the arenediyl group include a phenylene group, a tolylene group, and a naphthylene group. As the above arenediyl group, an arenediyl group having 6 to 15 carbon atoms is preferable.

これらのうち、Lとしては、アルカンジイル基、2価の脂環式炭化水素基が好ましく、炭素数1〜4のアルカンジイル基、炭素数6〜11の2価の脂環式炭化水素基がより好ましい。Lが2価の脂環式炭化水素基である場合は、得られる上層膜の撥水性を高めることができる観点から好ましい。 Among these, as L 1 , an alkanediyl group, a divalent alicyclic hydrocarbon group is preferable, an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a divalent alicyclic hydrocarbon group having 6 to 11 carbon atoms. Is more preferable. When L 1 is a divalent alicyclic hydrocarbon group, it is preferable from the viewpoint of improving the water repellency of the obtained upper layer film.

構造単位(V−2a)としては、下記式(5−2−1)〜(5−2−10)で表される構造単位が好ましい。   As the structural unit (V-2a), structural units represented by the following formulas (5-2-1) to (5-2-10) are preferable.

Figure 0005737211
Figure 0005737211

上記式(5−2−1)〜(5−2−10)中、R18は、上記式(5−2)と同義である。 In the formulas (5-2-1) to (5-2-10), R 18 has the same meaning as the formula (5-2).

[A]重合体成分における構造単位(V)の含有割合としては、[A]重合体成分を構成する全構造単位に対して、0モル%〜30モル%が好ましく、1モル%〜20モル%がより好ましく、4モル%〜15モル%がさらに好ましい。[A]重合体成分における構造単位(V)の含有割合を上記範囲とすることで、当該液浸上層膜形成用組成物から形成される液浸上層膜の除去性及び剥がれ耐性が向上する。   [A] The content ratio of the structural unit (V) in the polymer component is preferably 0 mol% to 30 mol%, preferably 1 mol% to 20 mol, with respect to all the structural units constituting the [A] polymer component. % Is more preferable, and 4 mol% to 15 mol% is more preferable. [A] By making the content rate of the structural unit (V) in a polymer component into the said range, the removability and peeling resistance of the liquid immersion upper film formed from the said composition for liquid immersion upper film formation improve.

重合体(a)における構造単位(V)の含有割合としては、重合体(a)を構成する全構造単位に対して、0モル%〜60モル%が好ましく、10モル%〜55モル%がより好ましく、25モル%〜50モル%がさらに好ましい。重合体(a)における構造単位(V)の含有割合を上記範囲とすることで、当該液浸上層膜形成用組成物から形成される液浸上層膜の除去性及び剥がれ耐性が向上する。   As a content rate of the structural unit (V) in a polymer (a), 0 mol%-60 mol% are preferable with respect to all the structural units which comprise a polymer (a), and 10 mol%-55 mol% are preferable. More preferably, it is more preferably 25 mol% to 50 mol%. By making the content rate of the structural unit (V) in a polymer (a) into the said range, the removability and peeling resistance of the liquid immersion upper film formed from the said composition for liquid immersion upper film formation improve.

[その他の構造単位]
[A]重合体成分は、本発明の効果を損なわない限り、上記構造単位(I)〜(V)以外にも、その他の構造単位を有していてもよい。上記その他の構造単位としては、例えば撥水性を向上させる観点からは、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ラウリル等の(メタ)アクリル酸アルキルに由来する構造単位等が挙げられる。また、[A]重合体成分の分子量、ガラス転移点、溶媒への溶解性などを制御する観点からは、酸解離性基を有する構造単位等が挙げられる。[A]重合体成分における上記その他の構造単位の含有割合としては、[A]重合体成分を構成する全構造単位に対して、通常20モル%以下であり、10モル%以下が好ましい。重合体(a)における上記その他の構造単位の含有割合としては、重合体(a)を構成する全構造単位に対して、通常20モル%以下であり、10モル%以下が好ましい。
[Other structural units]
[A] The polymer component may have other structural units in addition to the structural units (I) to (V) as long as the effects of the present invention are not impaired. As the other structural unit, for example, from the viewpoint of improving water repellency, a structure derived from alkyl (meth) acrylate such as propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, etc. Examples include units. [A] From the viewpoint of controlling the molecular weight of the polymer component, the glass transition point, the solubility in a solvent, and the like, a structural unit having an acid-dissociable group is exemplified. [A] The content ratio of the other structural units in the polymer component is usually 20 mol% or less and preferably 10 mol% or less with respect to all the structural units constituting the [A] polymer component. As a content rate of the said other structural unit in a polymer (a), it is 20 mol% or less normally with respect to all the structural units which comprise a polymer (a), and 10 mol% or less is preferable.

<[A]重合体成分の合成方法>
[A]重合体成分を構成する重合体(a)及び重合体(b)は、例えば適宜選択された重合開始剤や連鎖移動剤の存在下、重合溶媒中で、所定の単量体をラジカル重合等の重合をさせることによって合成することができる。
<[A] Polymer component synthesis method>
[A] The polymer (a) and the polymer (b) constituting the polymer component are radicals of a predetermined monomer in a polymerization solvent in the presence of a suitably selected polymerization initiator or chain transfer agent, for example. It can be synthesized by polymerization such as polymerization.

上記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;
クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、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;
アセトン、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノンなどのケトン類;
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類;
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類等が挙げられる。なお、これらの溶媒は、2種以上を併用してもよい。
Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane;
Cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane;
Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene;
Halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide, chlorobenzene;
Saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate;
Ketones such as acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone, 2-heptanone;
Ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, diethoxyethanes;
Examples include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, and 4-methyl-2-pentanol. In addition, these solvents may use 2 or more types together.

上記重合における反応温度としては、通常40℃〜150℃であり、好ましくは50℃〜120℃である。反応時間としては、通常1時間〜48時間であり、好ましくは1時間〜24時間である。   As reaction temperature in the said superposition | polymerization, it is 40 to 150 degreeC normally, Preferably it is 50 to 120 degreeC. The reaction time is usually 1 hour to 48 hours, preferably 1 hour to 24 hours.

[A]重合体成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)としては、2,000以上50,000以下が好ましく、2,000以上30,000以下がより好ましく、5,000以上20,000以下がさらに好ましい。[A]重合体成分のMwを2,000以上とすることで液浸上層膜としての耐水性及び機械的特性を良好にでき、Mwを50,000以下とすることで、重合体の溶媒に対する溶解性を高めることができる。重合体(a)のMwとしては、2,000〜50,000が好ましく、3,000〜30,000がより好ましく、5,000〜20,000がさらに好ましい。重合体(a)のMwを2,000以上とすることで、液浸上層膜としての耐水性及び機械的特性を良好にでき、Mwを50,000以下とすることで、重合体の溶媒に対する溶解性を高めることができる。   [A] The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) of the polymer component is preferably 2,000 or more and 50,000 or less, more preferably 2,000 or more and 30,000 or less, 5,000 or more and 20,000 or less are more preferable. [A] By making Mw of the polymer component 2,000 or more, water resistance and mechanical properties as a liquid immersion upper layer film can be improved, and by making Mw 50,000 or less, Solubility can be increased. As Mw of a polymer (a), 2,000-50,000 are preferable, 3,000-30,000 are more preferable, 5,000-20,000 are further more preferable. By setting the Mw of the polymer (a) to 2,000 or more, water resistance and mechanical properties as a liquid immersion upper layer film can be improved, and by setting the Mw to 50,000 or less, the polymer can be used with respect to the solvent. Solubility can be increased.

[A]重合体成分のMwとGPC法によるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)としては、1〜5が好ましく、1〜3がより好ましく、1〜2.5がさらに好ましい。重合体(a)のMw/Mnとしては、1〜5が好ましく、1〜3がより好ましく、1〜2.5がさらに好ましい。   [A] The ratio (Mw / Mn) of Mw of the polymer component to the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene by GPC method is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and 1 to 2.5. Further preferred. The Mw / Mn of the polymer (a) is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and still more preferably 1 to 2.5.

当該液浸上層膜形成用組成物は、ハロゲンイオン、金属等の不純物が少ないほど好ましい。不純物を少なくすることにより、液浸上層膜としての塗布性とアルカリ現像液への均一な溶解性とを改善することができる。不純物を少なくするために[A]重合体成分を精製する方法としては、例えば水洗、液々抽出、脱メタルフィルター通液等の化学的精製法、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挙げられる。   The liquid immersion upper layer film-forming composition is more preferable as it contains less impurities such as halogen ions and metals. By reducing the impurities, it is possible to improve the coating property as a liquid immersion upper layer film and the uniform solubility in an alkali developer. Examples of methods for purifying the polymer component [A] in order to reduce impurities include chemical purification methods such as water washing, liquid-liquid extraction, and demetalization filter passage, and these chemical purification methods and ultrafiltration and centrifugation. A combination with a physical purification method such as separation may be mentioned.

[A]重合体成分の含有量としては、当該液浸上層膜形成用組成物中の全固形分に対して、70質量%〜100質量%が好ましく、80質量%〜100質量%がより好ましく、90質量%〜100質量%がさらに好ましい。   [A] The content of the polymer component is preferably 70% by mass to 100% by mass and more preferably 80% by mass to 100% by mass with respect to the total solid content in the composition for forming an immersion upper layer film. 90 mass% to 100 mass% is more preferable.

<[B]溶媒>
当該液浸上層膜形成用組成物は[B]溶媒を含有する。[B]溶媒としては、[A]重合体成分及び必要に応じて含有する任意成分を溶解又は分散することができれば用いることができるが、当該液浸上層膜形成用組成物をレジスト膜上に塗布する際に、レジスト膜と過度のインターミキシングを生じる等によるリソグラフィ性能の低下がほとんどないものが好適に用いられる。なお、これらの溶媒は2種以上を併用してもよい。
<[B] Solvent>
The composition for forming a liquid immersion upper layer film contains a [B] solvent. [B] The solvent can be used as long as it can dissolve or disperse the [A] polymer component and optional components contained as necessary, but the liquid immersion upper layer film-forming composition is formed on the resist film. In the application, those having almost no deterioration in lithography performance due to excessive intermixing with the resist film are preferably used. Two or more of these solvents may be used in combination.

[B]溶媒としては、例えばアルコール系溶媒、エーテル系溶媒、炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、水等が挙げられる。   [B] Examples of the solvent include alcohol solvents, ether solvents, hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, water, and the like.

アルコール系溶媒としては、例えば
ブタノール、ペンタノール等の1価アルコール類;
エチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコール類等が挙げられる。
Examples of alcohol solvents include monohydric alcohols such as butanol and pentanol;
Examples thereof include polyhydric alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol.

エーテル系溶媒としては、例えば
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等の多価アルコールの部分アルキルエーテル類;
エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、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メチルエーテル等の多価アルコールのアルキルエーテル類;
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、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の多価アルコールのアルキルエーテルアセテート類;
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、ブチルメチルエーテル、ブチルエチルエーテル、ジイソアミルエーテル、ヘキシルメチルエーテル、オクチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、ジシクロペンチルエーテル等の脂肪族エーテル類;
アニソール、フェニルエチルエーテル等の脂肪族−芳香族エーテル類;
テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、ジオキサン等の環状エーテル類等が挙げられる。
Examples of ether solvents include partial alkyl ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether;
Alkyl ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether;
Alkyl ether acetates of polyhydric alcohols such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate;
Aliphatic ethers such as diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, butyl methyl ether, butyl ethyl ether, diisoamyl ether, hexyl methyl ether, octyl methyl ether, cyclopentyl methyl ether, dicyclopentyl ether;
Aliphatic-aromatic ethers such as anisole and phenylethyl ether;
Examples include cyclic ethers such as tetrahydrofuran, tetrahydropyran, and dioxane.

炭化水素系溶媒として、例えば
ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の低級炭化水素類;
デカン、ドデセン、ウンデカン等の高級炭化水素類等が挙げられる。
Examples of hydrocarbon solvents include lower hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, heptane;
Higher hydrocarbons such as decane, dodecene, and undecane are listed.

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等のジアルキルケトン類;
シクロペンタノン、シクロヘキサノン等の環状ケトン類等が挙げられる。
Examples of ketone solvents include dialkyl ketones such as acetone and methyl ethyl ketone;
And cyclic ketones such as cyclopentanone and cyclohexanone.

エステル系溶媒としては、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル等が挙げられる。   Examples of the ester solvent include ethyl acetate and butyl acetate.

これらのうち、エーテル系溶媒が好ましい。[B]溶媒が、エーテル系溶媒を含むことで、液浸上層膜形成時における液浸上層膜へのレジスト膜成分の溶出を抑制し、インターミキシングを低減することができる。また、エーテル系溶媒は粘度が低いため、液浸上層膜形成用組成物の粘度を低減することができ、塗布量を低減することができる。その結果、コストの低下を図ることができる。   Of these, ether solvents are preferred. [B] When the solvent contains an ether solvent, elution of the resist film component to the liquid immersion upper layer film during the formation of the liquid immersion upper layer film can be suppressed, and intermixing can be reduced. Moreover, since the ether solvent has a low viscosity, the viscosity of the composition for forming a liquid immersion upper layer film can be reduced, and the coating amount can be reduced. As a result, cost can be reduced.

<任意成分>
当該液浸上層膜形成用組成物は、[A]重合体成分及び[B]溶媒以外に任意成分を含有してもよい。上記任意成分としては、例えば当該液浸上層膜形成用組成物のレジスト膜上への塗布性を向上させることができる界面活性剤等が挙げられる。
<Optional component>
The composition for forming a liquid immersion upper layer film may contain an optional component in addition to the [A] polymer component and the [B] solvent. As said arbitrary component, surfactant etc. which can improve the applicability | paintability on the resist film of the said composition for liquid immersion upper film formation, etc. are mentioned, for example.

上記界面活性剤としては、例えばBM−1000、BM−1100(以上、BMケミー製)、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183(以上、大日本インキ化学工業製)等の市販のフッ素系界面活性剤等が挙げられる。上記界面活性剤の含有量としては、[A]重合体成分100質量部に対して、5質量部以下が好ましい。   Examples of the surfactant include commercially available fluorine such as BM-1000, BM-1100 (above, manufactured by BM Chemie), MegaFac F142D, F172, F173, F183 (above, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals). And surface active agents. As content of the said surfactant, 5 mass parts or less are preferable with respect to 100 mass parts of [A] polymer components.

<液浸上層膜形成用組成物の調製方法>
当該液浸上層膜形成用組成物は、例えば[A]重合体成分、[B]溶媒及び必要に応じて任意成分を所定の割合で混合することにより調製できる。
<Method for preparing composition for forming liquid immersion upper layer film>
The composition for forming a liquid immersion upper layer film can be prepared, for example, by mixing the [A] polymer component, the [B] solvent and, if necessary, optional components at a predetermined ratio.

当該液浸上層膜形成用組成物を溶液状態として調製する場合、[A]重合体、[B]溶媒、及び任意成分の合計量の割合は、使用目的や必要な膜厚の値等に応じて任意の濃度に設定することができる。液浸上層膜形成用組成物の固形分濃度としては、通常、0.5質量%〜30質量%であり、1質量%〜20質量%が好ましい。   When the composition for forming an immersion upper layer film is prepared as a solution, the ratio of the total amount of the [A] polymer, [B] solvent, and optional components depends on the purpose of use, the required film thickness, etc. Can be set to any density. As solid content concentration of the composition for liquid immersion upper film formation, it is 0.5 mass%-30 mass% normally, and 1 mass%-20 mass% are preferable.

<レジストパターン形成方法>
本発明のレジストパターン形成方法は、
(1)基板上にレジスト膜を形成する工程(以下、「工程(1)」とも称する)、
(2)当該液浸上層膜形成用組成物を用い、上記レジスト膜上に液浸上層膜を形成する工程(以下、「工程(2)」とも称する)、
(3)上記液浸上層膜が積層されたレジスト膜にフォトマスクを介して放射線を照射し、液浸露光する工程(以下、「工程(3)」とも称する)、及び
(4)上記液浸露光されたレジスト膜を現像する工程(以下、「工程(4)」とも称する)
を有する。
<Resist pattern formation method>
The resist pattern forming method of the present invention comprises:
(1) a step of forming a resist film on the substrate (hereinafter also referred to as “step (1)”),
(2) a step of forming a liquid immersion upper layer film on the resist film using the liquid immersion upper layer film forming composition (hereinafter also referred to as “step (2)”);
(3) a step of irradiating the resist film on which the liquid immersion upper layer film is laminated with a radiation through a photomask to perform liquid immersion exposure (hereinafter also referred to as “step (3)”); and (4) the liquid immersion Step of developing the exposed resist film (hereinafter also referred to as “step (4)”)
Have

当該レジストパターン形成方法によれば、当該液浸上層膜形成用組成物を用いているので、高い撥水性を示す液浸上層膜を形成することができ、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生を抑制することができる。以下、各工程を詳述する。   According to the resist pattern forming method, since the liquid immersion upper layer film forming composition is used, a liquid immersion upper layer film exhibiting high water repellency can be formed, and the resist pattern has a bridge defect, a blob defect, etc. The occurrence of development defects can be suppressed. Hereinafter, each process is explained in full detail.

[工程(1)]
本工程では、基板上にフォトレジスト組成物を塗布し、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されたウェハ等の従来公知の基板を使用できる。また、例えば特公平6−12452号公報や特開昭59−93448号公報等に開示されている有機系又は無機系の下層反射防止膜を基板上に形成してもよい。
[Step (1)]
In this step, a photoresist composition is applied on the substrate to form a resist film. As the substrate, for example, a conventionally known substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum can be used. Further, for example, an organic or inorganic lower antireflection film disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12452, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-93448, etc. may be formed on the substrate.

上記フォトレジスト組成物としては、例えば酸発生剤を含有するポジ型又はネガ型の化学増幅型レジスト組成物、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド系感光剤とからなるポジ型レジスト組成物、アルカリ可溶性樹脂と架橋剤とからなるネガ型レジスト組成物等が挙げられる。なお、フォトレジスト組成物として、市販のフォトレジスト組成物を使用することもできる。フォトレジスト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により塗布することができる。なお、フォトレジスト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膜厚となるように、塗布するフォトレジスト組成物の量を調整する。形成されるレジスト膜の膜厚としては、通常0.01μm〜1μmであり、0.01μm〜0.5μmが好ましい。   Examples of the photoresist composition include a positive-type or negative-type chemically amplified resist composition containing an acid generator, a positive-type resist composition comprising an alkali-soluble resin and a quinonediazide-based photosensitizer, and an alkali-soluble resin and a crosslinking agent. And negative resist compositions composed of an agent. A commercially available photoresist composition can also be used as the photoresist composition. Although it does not specifically limit as a coating method of a photoresist composition, For example, it can apply | coat by well-known methods, such as a spin coat method. In addition, when apply | coating a photoresist composition, the quantity of the photoresist composition to apply | coat is adjusted so that the resist film formed may become a desired film thickness. The thickness of the resist film to be formed is usually 0.01 μm to 1 μm, preferably 0.01 μm to 0.5 μm.

フォトレジスト組成物を基板上に塗布した後、溶媒を揮発させるためにプレベーク(以下、「PB」とも称する)によって塗膜中の溶媒を揮発させてもよい。PBの加熱条件としては、上記フォトレジスト組成物の配合組成によって適宜選択されるが、通常30℃〜200℃程度であり、50℃〜150℃が好ましい。   After applying the photoresist composition on the substrate, the solvent in the coating film may be volatilized by pre-baking (hereinafter also referred to as “PB”) in order to volatilize the solvent. The heating conditions for PB are appropriately selected depending on the composition of the photoresist composition, but are usually about 30 ° C to 200 ° C, preferably 50 ° C to 150 ° C.

[工程(2)]
本工程では、レジスト膜上に、当該液浸上層膜形成用組成物を塗布し、液浸上層膜を形成する。本工程では、当該液浸上層膜形成用組成物を塗布した後、焼成することが好ましい。この焼成により液浸媒体とレジスト膜とが直接接触しなくなるため、液浸媒体がレジスト膜に浸透することに起因するレジスト膜のリソグラフィー性能が低下したり、レジスト膜から液浸媒体に溶出した成分によって投影露光装置のレンズが汚染されたりすることを効果的に防止できる。液浸上層膜を形成する方法は、上記フォトレジスト組成物に代えて当該液浸上層膜形成用組成物を用いること以外は、上記レジスト膜を形成する方法と同様の方法を採用することができる。
[Step (2)]
In this step, the liquid immersion upper layer film-forming composition is applied onto the resist film to form a liquid immersion upper layer film. In this step, it is preferable that the liquid immersion upper layer film forming composition is applied and then baked. Since the immersion medium and the resist film are not in direct contact with each other by this baking, the lithography performance of the resist film due to the immersion medium penetrating into the resist film is deteriorated or the components eluted from the resist film into the immersion medium This effectively prevents the lens of the projection exposure apparatus from being contaminated. As a method for forming the liquid immersion upper layer film, a method similar to the method for forming the resist film can be employed except that the liquid immersion upper layer film forming composition is used instead of the photoresist composition. .

液浸上層膜の厚さは、λ/4m(但し、λ:放射線の波長、m:保護膜の屈折率)の奇数倍にできる限り近づけることが好ましい。このようにすることで、レジスト膜の上側界面における反射抑制効果を大きくすることができる。   The thickness of the immersion upper layer film is preferably as close as possible to an odd multiple of λ / 4m (where λ is the wavelength of radiation and m is the refractive index of the protective film). By doing in this way, the reflection suppression effect in the upper interface of a resist film can be enlarged.

[工程(3)]
本工程では、液浸上層膜とレンズとの間に液浸媒体を配置し、この液浸媒体と所定のパターンを有するマスクとを介して、放射線をレジスト膜及び液浸上層膜に照射し、レジスト膜及び液浸上層膜を露光する。
[Step (3)]
In this step, an immersion medium is disposed between the immersion upper layer film and the lens, and the resist film and the immersion upper layer film are irradiated with radiation through the immersion medium and a mask having a predetermined pattern, The resist film and the liquid immersion upper layer film are exposed.

上記液浸媒体としては、通常、空気より屈折率の高い液体を使用する。具体的には、水を用いることが好ましく、純水を用いることがさらに好ましい。この液浸媒体を介在させた状態、すなわち、レンズと液浸上層膜との間に液浸媒体を満たした状態で、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及び液浸上層膜を露光する。   As the immersion medium, a liquid having a higher refractive index than air is usually used. Specifically, water is preferably used, and pure water is more preferably used. In a state where the immersion medium is interposed, that is, in a state where the immersion medium is filled between the lens and the immersion upper layer film, radiation is irradiated from the exposure apparatus, and the resist film is passed through a mask having a predetermined pattern. And exposing the liquid immersion upper layer film.

上記放射線としては、例えば、可視光線;g線、i線等の紫外線;エキシマレーザ等の遠紫外線;X線;電子線等が挙げられる。この中でも、ArFエキシマレーザ(波長193nm)及びKrFエキシマレーザ(波長248nm)が好ましい。なお、放射線量等の照射条件は、レジスト組成物、液浸上層膜形成用組成物等に応じて適宜設定することができる。   Examples of the radiation include visible light; ultraviolet rays such as g rays and i rays; far ultraviolet rays such as excimer lasers; X rays; Among these, an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) and a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) are preferable. Irradiation conditions such as radiation dose can be appropriately set according to the resist composition, the composition for forming an immersion upper layer film, and the like.

露光後にポストエクスポージャーベーク(PEB)を行なうことが好ましい。PEBを行なうことにより、上記フォトレジスト組成物中の酸解離性基の解離反応を円滑に進行できる。PEBの加熱条件としては、通常30℃〜200℃であり、50℃〜170℃が好ましい。   Post exposure baking (PEB) is preferably performed after exposure. By performing PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group in the photoresist composition can proceed smoothly. As a heating condition of PEB, it is 30 degreeC-200 degreeC normally, and 50 degreeC-170 degreeC is preferable.

[工程(4)]
本工程では、露光されたレジスト膜及び液浸上層膜を現像液により現像し、レジストパターンを形成する。液浸上層膜は、当該液浸上層膜形成用組成物から形成されているため、現像液により液浸上層膜を容易に除去することができ、液浸上層膜を除去する特別な工程を必要としない。
[Step (4)]
In this step, the exposed resist film and immersion upper layer film are developed with a developing solution to form a resist pattern. Since the liquid immersion upper film is formed from the composition for forming the liquid immersion upper film, the liquid immersion upper film can be easily removed with a developer, and a special process for removing the liquid immersion upper film is required. And not.

上記現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、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、ジメチルエタノールアミン、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)、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類、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−ノナン等のアルカリ性化合物を少なくとも1種溶解したアルカリ性水溶液が好ましい。この中でも、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド類の水溶液がより好ましい。   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, dimethylethanolamine. , Triethanolamine, tetraalkylammonium hydroxide (TMAH), tetraalkylammonium hydroxides such as tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene An alkaline aqueous solution in which at least one alkaline compound such as 1,5-diazabicyclo- [4.3.0] -5-nonane is dissolved is preferable. Among these, tetraalkylammonium hydroxide aqueous solutions are more preferable.

上記現像液には、例えばメタノール、エタノール等のアルコール類等の水溶性有機溶媒や、界面活性剤を適量添加することもできる。なお、アルカリ性水溶液を用いて現像した場合には、現像後に水洗することが好ましく、水洗後、乾燥してもよい。   An appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as alcohols such as methanol and ethanol, and a surfactant can be added to the developer. In addition, when developing using alkaline aqueous solution, it is preferable to wash with water after image development, and you may dry after washing with water.

なお、レジスト膜の解像度等を向上させるために、露光後現像前に焼成(以下、「PEB」とも称する)を行うことが好ましい。焼成温度は、使用するレジスト組成物、液浸上層膜形成用組成物等によって適宜設定することができるが、30〜200℃が好ましく、50〜150℃がより好ましい。   In order to improve the resolution and the like of the resist film, it is preferable to perform baking (hereinafter also referred to as “PEB”) after development after exposure. The baking temperature can be appropriately set depending on the resist composition to be used, the composition for forming a liquid immersion upper layer film, and the like, but is preferably 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C.

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例に本発明が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。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is explained in full detail based on an Example, this invention is not limited to this Example. The measuring method of various physical property values is shown below.

H−NMR分析及び13C−NMR分析]
化合物のH−NMR分析及び重合体の13C−NMR分析は、核磁気共鳴装置(JNM−EX400、日本電子製)を用い、測定溶媒としてCDClを用いて、テトラメチルシラン(TMS)を内部標準として測定した。
[ 1 H-NMR analysis and 13 C-NMR analysis]
1 H-NMR analysis of the compound and 13 C-NMR analysis of the polymer were performed using a nuclear magnetic resonance apparatus (JNM-EX400, manufactured by JEOL Ltd.), using CDCl 3 as a measurement solvent, and tetramethylsilane (TMS). Measured as an internal standard.

[Mw及びMn測定]
重合体のMw及びMnは、下記条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
[Mw and Mn measurement]
Mw and Mn of the polymer were measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.

カラム:G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、及びG4000HXL 1本(東ソー製)
移動相:テトラヒドロフラン
カラム温度:40℃
流量:1.0mL/分
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
Column: 2 G2000HXL, 1 G3000HXL, and 1 G4000HXL (manufactured by Tosoh)
Mobile phase: Tetrahydrofuran Column temperature: 40 ° C
Flow rate: 1.0 mL / min Detector: Differential refractometer Standard material: Monodisperse polystyrene

<単量体の合成>
[合成例1]
滴下漏斗及びコンデンサーを備え乾燥させた1Lの三口反応器に、亜鉛粉末(Aldrich製、粒子径150μm以下)13.1g(200mmol)を添加し、窒素雰囲気にした後、テトラヒドロフラン(THF)240mLを加えマグネチックスターラーで攪拌しながら、クロロトリメチルシラン1.9mL(15mmol)を加え、20℃〜25℃で30分間撹拌した。そこへ、ヘキサフルオロアセトン33.2g(200mmol)をTHF40mLに溶解させた溶液を添加した。次に、エチル(2−ブロモメチル)アクリレート34.8g(180mmol)のTHF50mL溶液を滴下した。滴下後、室温で2時間攪拌した。ガスクロマトグラフィーにより反応終了を確認した後、塩化アンモニウム水溶液、酢酸エチルを加え分液した。得られた有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄した。その後、有機層を乾燥後減圧濃縮した。その後カラムクロマトグラフィーによる精製を行い、下記式(S−1)で表される化合物14.9gを合成した(64mmol、収率32%)。
<Synthesis of monomer>
[Synthesis Example 1]
To a dry 1 L three-neck reactor equipped with a dropping funnel and a condenser, 13.1 g (200 mmol) of zinc powder (manufactured by Aldrich, particle diameter of 150 μm or less) was added, and after making the nitrogen atmosphere, 240 mL of tetrahydrofuran (THF) was added. While stirring with a magnetic stirrer, 1.9 mL (15 mmol) of chlorotrimethylsilane was added, and the mixture was stirred at 20 ° C. to 25 ° C. for 30 minutes. A solution prepared by dissolving 33.2 g (200 mmol) of hexafluoroacetone in 40 mL of THF was added thereto. Next, a solution of 34.8 g (180 mmol) of ethyl (2-bromomethyl) acrylate in 50 mL of THF was added dropwise. After dropping, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After confirming the completion of the reaction by gas chromatography, an aqueous ammonium chloride solution and ethyl acetate were added to separate the layers. The obtained organic layer was washed successively with water and saturated brine. Thereafter, the organic layer was dried and concentrated under reduced pressure. Thereafter, purification by column chromatography was performed to synthesize 14.9 g of a compound represented by the following formula (S-1) (64 mmol, yield 32%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:2.21−2.43(m、2H)、5.51−5.61(m、1H)、6.00−6.18(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 2.21-2.43 (m, 2H), 5.51-5.61 (m, 1H), 6.00-6.18 (m, 1H)

Figure 0005737211
Figure 0005737211

[合成例2]
合成例1において、ヘキサフルオロアセトン33.2gの代わりに、4−トリフルオロメチルシクロヘキサノン33.2gを用いた以外は、合成例1と同様に操作して、下記式(S−2)で表される化合物31.9gを合成した(136mmol、収率68%)。
[Synthesis Example 2]
In Synthesis Example 1, except that 33.2 g of 4-trifluoromethylcyclohexanone was used instead of 33.2 g of hexafluoroacetone, the same operation as in Synthesis Example 1 was carried out, and represented by the following formula (S-2). 31.9 g of the above compound was synthesized (136 mmol, yield 68%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.53−2.11(m、8H)、2.16−2.31(m、1H)、2.70(t、J=2.8Hz、1H)、2.75(t、J=2.8Hz、1H)、5.60−5.65(m、1H)、6.20−6.27(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.53-2.11 (m, 8H), 2.16-2.31 (m, 1H), 2.70 (t, J = 2.8 Hz, 1H) 2.75 (t, J = 2.8 Hz, 1H), 5.60-5.65 (m, 1H), 6.20-6.27 (m, 1H)

Figure 0005737211
Figure 0005737211

[合成例3]
まず、20Lの反応器に、1,4−シクロヘキサンジオール1,004g(8.64mol)を添加し、そこへTHFを4,320mL加え、メカニカルスターラーで攪拌した。反応器にp−トルエンスルホン酸ピリジニウム21.71g(86.39mmol)、続いて3,4−ジヒドロ−2H−ピラン726.73g(8.64mol)を加え室温にて12時間反応させた。その後、トリエチルアミン17.28g(170.77mmol)を加えて反応を停止させ、濃縮した。濃縮液をヘキサンと水で分液し、得られた水層にNaClを飽和するまで加えた後、塩化メチレンにて抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮することにより、下記式(S−3−A)で表される化合物737gを合成した(3.68mol、収率43%)。
[Synthesis Example 3]
First, 1,004 g (8.64 mol) of 1,4-cyclohexanediol was added to a 20 L reactor, and 4,320 mL of THF was added thereto, followed by stirring with a mechanical stirrer. To the reactor was added 21.71 g (86.39 mmol) of pyridinium p-toluenesulfonate, followed by 726.73 g (8.64 mol) of 3,4-dihydro-2H-pyran and allowed to react at room temperature for 12 hours. Thereafter, 17.28 g (170.77 mmol) of triethylamine was added to stop the reaction, and the mixture was concentrated. The concentrated solution was partitioned between hexane and water, and NaCl was added to the obtained aqueous layer until saturation, followed by extraction with methylene chloride. The obtained organic layer was dried over magnesium sulfate and then concentrated under reduced pressure to synthesize 737 g of a compound represented by the following formula (S-3-A) (3.68 mol, yield 43%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.24−1.91(m、13H)、1.94−2.05(m、2H)、3.45−3.53(m、1H)、3.59−3.70(m、1H)、3.71−3.78(m、1H)、3.87−3.95(m、1H)、4.67−4.71(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.24-1.91 (m, 13H), 1.94-2.05 (m, 2H), 3.45-3.53 (m, 1H), 3 .59-3.70 (m, 1H), 3.71-3.78 (m, 1H), 3.87-3.95 (m, 1H), 4.67-4.71 (m, 1H)

Figure 0005737211
Figure 0005737211

次に、5Lの三口反応器に、上記合成した(S−3−A)300g(1.5mol)を添加し、そこへ塩化メチレン1,200mL、2−アザアダマンタン−N−オキシル0.228g(1.5mmol)、臭化カリウム17.85g(150mmol)、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液450mLを順次添加し、メカニカルスターラーで攪拌した。反応器を0℃に冷却し、7質量%次亜塩素酸ナトリウム水溶液1,913gと飽和炭酸水素ナトリウム水溶液450mLを混合した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後0℃にて30分攪拌後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液100mL加えて反応を停止させ分液した。得られた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後減圧濃縮することにより、下記式(S−3−B)で表される化合物214gを合成した(1.08mol、収率72%)。   Next, 300 g (1.5 mol) of the above synthesized (S-3-A) was added to a 5 L three-necked reactor, to which 1,200 mL of methylene chloride and 0.228 g of 2-azaadamantane-N-oxyl ( 1.5 mmol), 17.85 g (150 mmol) of potassium bromide, and 450 mL of a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution were sequentially added, and the mixture was stirred with a mechanical stirrer. The reactor was cooled to 0 ° C., and a solution prepared by mixing 1,913 g of a 7 mass% sodium hypochlorite aqueous solution and 450 mL of a saturated sodium hydrogen carbonate aqueous solution was added dropwise over 3 hours. After completion of dropping, the mixture was stirred at 0 ° C. for 30 minutes, and then 100 mL of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added to stop the reaction and liquid separation was performed. The obtained organic layer was washed with saturated brine, dried over magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure to synthesize 214 g of the compound represented by the following formula (S-3-B) (1.08 mol, yield 72). %).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.51−2.16(m、10H)、2.22−2.35(m、2H)、2.50−2.69(m、2H)、3.49−3.56(m、1H)、3.88−3.95(m、1H)、4.05−4.11(m、1H)、4.74−4.78(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.51-2.16 (m, 10H), 2.22-2.35 (m, 2H), 2.50-2.69 (m, 2H), 3 .49-3.56 (m, 1H), 3.88-3.95 (m, 1H), 4.05-4.11 (m, 1H), 4.74-4.78 (m, 1H)

Figure 0005737211
Figure 0005737211

続いて、合成例1において、ヘキサフルオロアセトン33.2gの代わりに、上記合成した(S−3−B)39.7gを用いた以外は、合成例1と同様に操作し、得られた粗生成物をエタノール500mLに溶解させた後、パラトルエンスルホン酸一水和物9.51g(50mmol)を加えて室温にて3時間反応させた。これを塩化メチレンで抽出し、水、飽和食塩水で洗浄した後、カラムクロマトグラフィーで精製することにより下記式(S−3)で表される化合物25.1gを合成した(138mmol、収率69%)。   Subsequently, the same procedure as in Synthesis Example 1 was carried out except that 39.7 g of (S-3-B) synthesized above was used in place of 33.2 g of hexafluoroacetone in Synthesis Example 1, and the resulting crude After the product was dissolved in 500 mL of ethanol, 9.51 g (50 mmol) of paratoluenesulfonic acid monohydrate was added and reacted at room temperature for 3 hours. This was extracted with methylene chloride, washed with water and saturated brine, and then purified by column chromatography to synthesize 25.1 g of a compound represented by the following formula (S-3) (138 mmol, yield 69). %).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.55−2.09(m、8H)、2.72(t、J=2.8Hz、1H)、2.76(t、J=2.8Hz、1H)、3.67−3.77(m、0.5H)、3.96−4.04(m、0.5H)、5.62−5.68(m、1H)、6.22−6.28(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.55-2.09 (m, 8H), 2.72 (t, J = 2.8 Hz, 1H), 2.76 (t, J = 2.8 Hz, 1H), 3.67-3.77 (m, 0.5H), 3.96-4.04 (m, 0.5H), 5.62-5.68 (m, 1H), 6.22- 6.28 (m, 1H)

Figure 0005737211
Figure 0005737211

[合成例4]
窒素雰囲気下、500mLの三口反応器に上記合成した(S−3)18.2g(100mmol)を添加し、そこへ塩化メチレン100mLを加えた。反応器を0℃に冷却した後、トリフルオロ酢酸無水物23.1g(110mmol)を15分かけて滴下した。滴下終了後0℃にて2時間攪拌し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液300mL加えて反応を停止させ分液した。得られた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後減圧濃縮した後、カラムクロマトグラフィーで精製することにより、下記式(S−4)で表される化合物19.7gを合成した(70.8mmol、収率71%)。
[Synthesis Example 4]
Under a nitrogen atmosphere, 18.2 g (100 mmol) of (S-3) synthesized above was added to a 500 mL three-necked reactor, and 100 mL of methylene chloride was added thereto. After the reactor was cooled to 0 ° C., 23.1 g (110 mmol) of trifluoroacetic anhydride was added dropwise over 15 minutes. After completion of dropping, the mixture was stirred at 0 ° C. for 2 hours, and 300 mL of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added to stop the reaction and liquid separation was performed. The obtained organic layer was washed with saturated brine, dried over magnesium sulfate, concentrated under reduced pressure, and purified by column chromatography to synthesize 19.7 g of a compound represented by the following formula (S-4). (70.8 mmol, 71% yield).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.62−2.01(m、8H)、2.22(s、3H)、2.75−2.89(m、2H)、4.81−4.95(m、0.5H)、5.02−5.16(m、0.5H)、5.64−5.72(m、1H)、6.27−6.33(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.62-2.01 (m, 8H), 2.22 (s, 3H), 2.75-2.89 (m, 2H), 4.81-4 .95 (m, 0.5H), 5.02-5.16 (m, 0.5H), 5.64-5.72 (m, 1H), 6.27-6.33 (m, 1H)

Figure 0005737211
Figure 0005737211

[合成例5]
合成例4において、トリフルオロ酢酸無水物23.1gの代わりに、酢酸無水物11.2gを用いた以外は、合成例4と同様に操作して、下記式(S−5)で表される化合物16.0gを合成した(71.4mmol、収率71%)。
[Synthesis Example 5]
In Synthesis Example 4, the procedure is the same as in Synthesis Example 4 except that 11.2 g of acetic anhydride is used instead of 23.1 g of trifluoroacetic anhydride, and represented by the following formula (S-5). 16.0 g of compound was synthesized (71.4 mmol, 71% yield).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.40−1.90(m、8H)、2.00−2.4(m、5H)、5.50−6.00(m、1H)、6.10−6.50(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.40-1.90 (m, 8H), 2.00-2.4 (m, 5H), 5.50-6.00 (m, 1H), 6 .10-6.50 (m, 1H)

Figure 0005737211
Figure 0005737211

[合成例6]
合成例4において、トリフルオロ酢酸無水物23.1gの代わりに、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸無水物23.8gを用いた以外は、合成例4と同様に操作して、下記式(S−6)で表される化合物14.9gを合成した(51.0mmol、収率51%)。
[Synthesis Example 6]
In Synthesis Example 4, the same procedure as in Synthesis Example 4 was performed except that 23.8 g of 3,3,3-trifluoropropionic anhydride was used instead of 23.1 g of trifluoroacetic anhydride. 14.9 g of a compound represented by (S-6) was synthesized (51.0 mmol, yield 51%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.61−2.00(m、8H)、2.61−2.91(m、4H)、4.86−4.99(m、0.5H)、5.06−5.19(m、0.5H)、5.63−5.70(m、1H)、6.21−6.30(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.61-2.00 (m, 8H), 2.61-2.91 (m, 4H), 4.86-4.99 (m, 0.5H) , 5.06-5.19 (m, 0.5H), 5.63-5.70 (m, 1H), 6.21-6.30 (m, 1H)

Figure 0005737211
Figure 0005737211

[合成例7]
まず、合成例4において、(S−3)18.2gの代わりに、5−ヒドロキシアダマンタン−2―オン16.6gを用いた以外は、合成例4と同様に操作して、下記式(S−7−A)で表される化合物22.0gを合成した(83.9mmol、収率84%)。
[Synthesis Example 7]
First, in Synthesis Example 4, except that 16.6 g of 5-hydroxyadamantan-2-one was used instead of 18.2 g of (S-3), the same operation as in Synthesis Example 4 was performed. 22.0 g of the compound represented by -7-A) was synthesized (83.9 mmol, 84% yield).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.13−2.69(m、13H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.13-2.69 (m, 13H)

Figure 0005737211
Figure 0005737211

次に、合成例1において、ヘキサフルオロアセトン33.2gの代わりに、上記合成した(S−7−A)52.4gを用いた以外は、合成例1と同様に操作して、下記式(S−7)で表される化合物21.8gを合成した(66.0mmol、収率33%)。   Next, in Synthesis Example 1, instead of 33.2 g of hexafluoroacetone, except that 52.4 g of (S-7-A) synthesized above was used, the same operation as in Synthesis Example 1 was performed, and the following formula ( 21.8 g of the compound represented by S-7) was synthesized (66.0 mmol, yield 33%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.10−2.68(m、13H)、2.77−2.91(m、2H)、5.63−5.70(m、1H)、6.21−6.30(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.10-2.68 (m, 13H), 2.77-2.91 (m, 2H), 5.63-5.70 (m, 1H), 6 .21-6.30 (m, 1H)

Figure 0005737211
Figure 0005737211

[合成例8]
合成例1において、ヘキサフルオロアセトン33.2gの代わりに、文献(Chemische Berichte 1986,119,3502−3506)に従い合成した4,4,4−トリフルオロ−3−ヒドロキシ−3−トリフルオロメチルブタナール45.0gを用いた以外は、合成例1と同様に操作して、下記式(S−8)で表される化合物11.8gを合成した(42.4mmol、収率21%)。
[Synthesis Example 8]
In Synthesis Example 1, 4,4,4-trifluoro-3-hydroxy-3-trifluoromethylbutanal synthesized according to the literature (Chemische Berichte 1986, 119, 3502-3506) instead of 33.2 g of hexafluoroacetone Except for using 45.0 g, the same operation as in Synthesis Example 1 was performed to synthesize 11.8 g of a compound represented by the following formula (S-8) (42.4 mmol, yield 21%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.55−1.65(m、3H)、2.35−2.65(m、2H)、2.75−3.05(m、1H)、3.10−3.45(m、1H)、5.55−5.75(m、1H)、6.00−6.20(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.55-1.65 (m, 3H), 2.35-2.65 (m, 2H), 2.75-3.05 (m, 1H), 3 .10-3.45 (m, 1H), 5.55-5.75 (m, 1H), 6.00-6.20 (m, 1H)

Figure 0005737211
Figure 0005737211

<[A]重合体成分の合成>
[A]重合体成分を構成する重合体(a)及び重合体(b)の合成に用いた各単量体を以下に示す。
<[A] Synthesis of polymer component>
[A] Each monomer used for the synthesis of the polymer (a) and the polymer (b) constituting the polymer component is shown below.

Figure 0005737211
Figure 0005737211

なお、単量体(S−1)〜(S−8)は構造単位(I)を、単量体(M−4)及び(M−5)は構造単位(II)を、単量体(M−1)〜(M−3)は構造単位(III)を、単量体(M−6)及び(M−7)は構造単位(IV)を、単量体(M−8)及び(M−9)は構造単位(V)をそれぞれ与える。   Monomers (S-1) to (S-8) are structural units (I), monomers (M-4) and (M-5) are structural units (II), monomers ( M-1) to (M-3) are structural units (III), monomers (M-6) and (M-7) are structural units (IV), monomers (M-8) and (M-8) M-9) gives structural units (V), respectively.

<重合体(a)の合成>
[合成例9]
重合開始剤としてのジメチル2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)0.7gをメチルエチルケトン0.7gに溶解させた重合開始剤溶液を調製した。一方、温度計及び滴下漏斗を備えた200mLの三口フラスコに、上記単量体(S−1)6.1g(50モル%)、単量体(M−1)10.6g(50モル%)、及びメチルエチルケトン19.3gを投入し、30分間窒素パージした。窒素パージ後、フラスコ内をマグネティックスターラーで撹拌しながら75℃になるように加熱した。続いて、滴下漏斗を用い、上記調製した重合開始剤溶液を5分かけて滴下し、360分間熟成させた。その後、30℃以下に冷却して重合反応液を得た。
<Synthesis of polymer (a)>
[Synthesis Example 9]
A polymerization initiator solution was prepared by dissolving 0.7 g of dimethyl 2,2-azobis (2-methylpropionate) as a polymerization initiator in 0.7 g of methyl ethyl ketone. Meanwhile, in a 200 mL three-necked flask equipped with a thermometer and a dropping funnel, 6.1 g (50 mol%) of the monomer (S-1) and 10.6 g (50 mol%) of the monomer (M-1). , And 19.3 g of methyl ethyl ketone were added and purged with nitrogen for 30 minutes. After purging with nitrogen, the flask was heated to 75 ° C. while stirring with a magnetic stirrer. Subsequently, using the dropping funnel, the polymerization initiator solution prepared above was dropped over 5 minutes and aged for 360 minutes. Then, it cooled to 30 degrees C or less, and obtained the polymerization reaction liquid.

次いで、得られた重合反応液を40gに濃縮した後、分液漏斗に移した。この分液漏斗にメタノール44g、及びn−ヘキサン220gを投入し、分液精製を実施した。分離後、下層液を回収した。回収した下層液にn−ヘキサン220gを投入し、分液精製を実施した。分離後、下層液を回収した。回収した下層液を4−メチル−2−ペンタノールに置換し、重合体(a−1)を含む溶液を得た。その重合体溶液0.5gをアルミ皿にのせ、155℃に加熱したホットプレート上で30分間加熱した後の残渣の質量から上記重合体(a−1)を含む溶液の固形分濃度を算出し、その固形分濃度の値をその後の上層膜形成用組成物の調製と収率計算に用いた。得られた重合体(a−1)は、Mwが10,000、Mw/Mnが2.1であり、収率は75%であった。H−NMR、13C−NMR及び19F−NMR分析により求めた結果、構造単位(I)の含有割合及び構造単位(III)の含有割合は、それぞれ50モル%及び50モル%であった。 Subsequently, after concentrating the obtained polymerization reaction liquid to 40 g, it moved to the separatory funnel. The separation funnel was charged with 44 g of methanol and 220 g of n-hexane to carry out separation purification. After separation, the lower layer solution was recovered. Into the recovered lower layer liquid, 220 g of n-hexane was added to carry out liquid separation purification. After separation, the lower layer solution was recovered. The recovered lower layer solution was replaced with 4-methyl-2-pentanol to obtain a solution containing the polymer (a-1). 0.5 g of the polymer solution was placed on an aluminum dish, and the solid content concentration of the solution containing the polymer (a-1) was calculated from the mass of the residue after heating for 30 minutes on a hot plate heated to 155 ° C. Then, the value of the solid content concentration was used for the subsequent preparation of the composition for forming the upper layer film and the yield calculation. The obtained polymer (a-1) had Mw of 10,000, Mw / Mn of 2.1, and the yield was 75%. As a result of 1 H-NMR, 13 C-NMR and 19 F-NMR analyses, the content ratio of the structural unit (I) and the content ratio of the structural unit (III) were 50 mol% and 50 mol%, respectively. .

[合成例10〜16]
表1に示す種類及び量の単量体を用いた以外は合成例9と同様に操作して、各重合体を合成した。合成した各重合体の収率(%)、Mw及びMw/Mnを表1に合わせて示す。なお、「−」は、該当する単量体を使用しなかったことを示す。
[Synthesis Examples 10 to 16]
Each polymer was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 9 except that the types and amounts of monomers shown in Table 1 were used. Table 1 shows the yield (%), Mw, and Mw / Mn of each polymer synthesized. “-” Indicates that the corresponding monomer was not used.

Figure 0005737211
Figure 0005737211

<重合体(b)の合成>
[合成例17]
<Synthesis of polymer (b)>
[Synthesis Example 17]

上記単量体(M−1)19.0g(85モル%)、及び重合開始剤としてのジメチル2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)0.8gをイソプロパノール20.0gに溶解させた単量体溶液を調製した。一方、温度計及び滴下漏斗を備えた200mLの三口フラスコにイソプロパノール20gを投入し、30分間窒素パージした。窒素パージの後、フラスコ内をマグネティックスターラーで攪拌しながら、80℃になるように加熱した。そして、滴下漏斗を用い、上記調製した単量体溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間反応を行い、次いで、単量体(M−7)1.0g(15モル%)のイソプロパノール溶液2gを30分かけて滴下した。その後、さらに1時間反応を行った後、30℃以下に冷却して、重合反応液を得た。   19.0 g (85 mol%) of the monomer (M-1) and 0.8 g of dimethyl 2,2-azobis (2-methylpropionate) as a polymerization initiator were dissolved in 20.0 g of isopropanol. A monomer solution was prepared. On the other hand, 20 g of isopropanol was put into a 200 mL three-necked flask equipped with a thermometer and a dropping funnel, and purged with nitrogen for 30 minutes. After purging with nitrogen, the inside of the flask was heated to 80 ° C. while stirring with a magnetic stirrer. Then, using the dropping funnel, the monomer solution prepared above was dropped over 2 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction was further continued for 1 hour, and then 2 g of an isopropanol solution of 1.0 g (15 mol%) of monomer (M-7) was added dropwise over 30 minutes. Then, after reacting further for 1 hour, it cooled to 30 degrees C or less, and obtained the polymerization reaction liquid.

得られた重合反応液を44gに濃縮した後、分液漏斗に移した。この分液漏斗にメタノール44gとn−ヘキサン264gを投入し、分離精製を実施した。分離後、下層液を回収した。この下層液を再度、分液漏斗に移した。その後、n−ヘキサン264gを上記分液漏斗に投入して、分離精製を実施し、分離後、下層液を回収した。回収した下層液を4−メチル−2−ペンタノールに置換し、全量を80gに調製した。調製後、水80gを加えて分離精製を実施し、分離後、上層液を回収した。回収した上層液は、4−メチル−2−ペンタノールに置換し、重合体(b−1)を含む溶液を得た。得られた重合体(b−1)のMwは10,000、Mw/Mnは1.7であり、収率は80%であった。また、(M−1)及び(M−7)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ98モル%、2モル%であった。
[合成例18及び20〜22]
The resulting polymerization reaction solution was concentrated to 44 g and then transferred to a separatory funnel. The separation funnel was charged with 44 g of methanol and 264 g of n-hexane, and separated and purified. After separation, the lower layer solution was recovered. This lower layer solution was again transferred to a separatory funnel. Thereafter, 264 g of n-hexane was put into the above separatory funnel, separation and purification were performed, and the lower layer liquid was recovered after separation. The recovered lower layer solution was replaced with 4-methyl-2-pentanol, and the total amount was adjusted to 80 g. After the preparation, 80 g of water was added for separation and purification. After separation, the upper layer liquid was recovered. The recovered upper layer liquid was substituted with 4-methyl-2-pentanol to obtain a solution containing the polymer (b-1). Mw of the obtained polymer (b-1) was 10,000, Mw / Mn was 1.7, and the yield was 80%. Moreover, the content rate of each structural unit derived from (M-1) and (M-7) was 98 mol% and 2 mol%, respectively.
[Synthesis Examples 18 and 20-22]

表2に示す種類及び量の単量体を用いた以外は合成例17と同様に操作して、重合体(b−2)及び(b−4)〜(b−6)をそれぞれ合成した。   Polymers (b-2) and (b-4) to (b-6) were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 17 except that the types and amounts of monomers shown in Table 2 were used.

[合成例19]
表2に示す種類及び量の単量体を用いた以外は、合成例9と同様に操作して、重合体(b−3)を合成した。
[Synthesis Example 19]
A polymer (b-3) was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 9 except that the types and amounts of monomers shown in Table 2 were used.

上記合成した各重合体(b)の収率、Mw及びMw/Mnを表2に合わせて示す。なお「−」は、該当する単量体を使用しなかったことを示す。   Table 2 shows the yield, Mw, and Mw / Mn of each of the synthesized polymers (b). “-” Indicates that the corresponding monomer was not used.

Figure 0005737211
Figure 0005737211

<液浸上層膜形成用組成物の調製>
液浸上層膜形成用組成物の調製に用いた[B]溶媒について以下に示す。
<Preparation of composition for forming liquid immersion upper layer film>
The [B] solvent used for the preparation of the composition for forming the liquid immersion upper layer film is shown below.

[[B]溶媒]
B−1:4−メチル−2−ペンタノール
B−2:ジイソアミルエーテル
[[B] solvent]
B-1: 4-Methyl-2-pentanol B-2: Diisoamyl ether

[実施例1]
[A]重合体成分としての(a−1)20質量部及び(b−1)80質量部、並びに[B]溶媒としての(B−1)1,000質量部及び(B−2)4,000質量部を混合して液浸上層膜形成用組成物を調製した。
[Example 1]
[A] (a-1) 20 parts by mass and (b-1) 80 parts by mass as polymer components, and [B] (B-1) 1,000 parts by mass and (B-2) 4 as solvents. 1,000 parts by mass were mixed to prepare a composition for forming a liquid immersion upper layer film.

[実施例2〜14]
表3に示す種類及び量の各成分を混合したこと以外は実施例1と同様に操作して、各液浸上層膜形成用組成物を調製した。
[Examples 2 to 14]
Except having mixed each component of the kind and quantity shown in Table 3, it operated like Example 1 and prepared each composition for liquid immersion upper film formation.

<フォトレジスト組成物の調製>
レジスト膜形成のためのフォトレジスト組成物を以下の方法により調製した。
<Preparation of photoresist composition>
A photoresist composition for forming a resist film was prepared by the following method.

[[P]フォトレジスト組成物用重合体の合成]
[P]フォトレジスト組成物用重合体の合成に用いた単量体を以下に示す。
[[P] Synthesis of polymer for photoresist composition]
[P] Monomers used for the synthesis of the polymer for the photoresist composition are shown below.

Figure 0005737211
Figure 0005737211

[合成例23]
上記化合物(r−1)53.93g(50モル%)、化合物(r−2)35.38g(40モル%)、化合物(r−3)10.69g(10モル%)を2−ブタノン200gに溶解し、さらにジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)5.58gを溶解させた単量体溶液を調製した。また、100gの2−ブタノンを投入した500mLの三口フラスコを30分窒素パージした。窒素パージの後、反応釜を攪拌しながら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。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。2,000gのメタノール中に冷却した重合溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別された白色粉末を400gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥して、白色粉末の重合体(P−1)を合成した(74g、収率74%)。重合体(P−1)のMwは6,900であり、Mw/Mnは1.70であった。また、13C−NMR分析の結果、(r−1)、(r−2)及び(r−3)にそれぞれ由来する各構造単位の含有割合は、53.0モル%、37.2モル%及び9.8モル%であった。
[Synthesis Example 23]
The above compound (r-1) 53.93 g (50 mol%), compound (r-2) 35.38 g (40 mol%), compound (r-3) 10.69 g (10 mol%) was converted into 2-butanone 200 g. A monomer solution in which 5.58 g of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) was further dissolved was prepared. A 500 mL three-necked flask charged with 100 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes. After the nitrogen purge, the reaction kettle was heated to 80 ° C. with stirring, and the monomer solution prepared above was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The polymerization start was carried out for 6 hours with the start of dropping as the polymerization start time. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower. The cooled polymerization solution was put into 2,000 g of methanol, and the precipitated white powder was filtered off. The filtered white powder was washed twice with 400 g of methanol, filtered, and dried at 50 ° C. for 17 hours to synthesize a white powder polymer (P-1) (74 g, yield 74%). ). Mw of the polymer (P-1) was 6,900, and Mw / Mn was 1.70. Moreover, as a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio of each structural unit derived from (r-1), (r-2) and (r-3) was 53.0 mol%, 37.2 mol%, respectively. And 9.8 mol%.

<フォトレジスト組成物(α)の調製>
フォトレジスト組成物(α)の調製に用いた[Q]酸発生剤、[R]酸拡散制御剤及び[S]溶媒について以下に示す。
<Preparation of photoresist composition (α)>
The [Q] acid generator, [R] acid diffusion controller and [S] solvent used for the preparation of the photoresist composition (α) are shown below.

[[Q]酸発生剤]
Q−1: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
Q−2:1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
[[Q] acid generator]
Q-1: Triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate Q-2: 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate

[[R]酸拡散制御剤]
R−1:R−(+)−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピペリジンメタノール
[[R] acid diffusion controller]
R-1: R-(+)-(t-butoxycarbonyl) -2-piperidinemethanol

[[T]溶媒]
T−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
T−2:シクロヘキサノン
T−3:γ−ブチロラクトン
[[T] solvent]
T-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate T-2: Cyclohexanone T-3: γ-Butyrolactone

[合成例24]
[P]重合体としての(P−1)100質量部、[Q]酸発生剤としての(Q−1)1.5質量部及び(Q−2)6質量部、並びに[R]酸拡散制御剤としての(R−1)0.65質量部を混合し、この混合物に、[T]溶媒としての(T−1)2,900質量部、(T−2)1,250質量部及び(T−3)100質量部を加えて、全固形分濃度を5質量%に調整し、孔径30nmのフィルターでろ過することにより、フォトレジスト組成物(α)を調製した。
[Synthesis Example 24]
[P] 100 parts by mass of (P-1) polymer, [Q] 1.5 parts by mass and (Q-2) 6 parts by mass of acid generator, and [R] acid diffusion 0.65 parts by mass of (R-1) as a control agent is mixed, and (T-1) 2,900 parts by mass, (T-2) 1,250 parts by mass as a [T] solvent and (T-3) A photoresist composition (α) was prepared by adding 100 parts by mass, adjusting the total solid content concentration to 5% by mass, and filtering through a filter having a pore diameter of 30 nm.

<評価>
上記実施例の液浸上層膜形成用組成物について、以下に示す各種評価を行った。評価結果を下記表3に合わせて示す。
<Evaluation>
Various evaluations shown below were performed on the composition for forming a liquid immersion upper layer film of the above example. The evaluation results are shown in Table 3 below.

[組成物安定性]
液浸上層膜形成用組成物の経時的な白濁化の有無について評価した。液浸上層膜形成用組成物を30分間攪拌した後、目視で白濁の有無を観察した。組成物安定性は、白濁が認められない場合は「○」と、白濁が認められる場合は「×」と評価した。
[Composition stability]
The presence / absence of white turbidity of the composition for forming a liquid immersion upper layer film was evaluated. After stirring the composition for forming a liquid immersion upper layer film for 30 minutes, the presence or absence of cloudiness was visually observed. The composition stability was evaluated as “◯” when no white turbidity was observed, and “×” when white turbidity was observed.

[上層膜除去性]
液浸上層膜のアルカリ現像液による除去性について評価した。塗布/現像装置(CLEAN TRACK ACT8、東京エレクトロン製)にて8インチシリコンウエハ上に、液浸上層膜形成用組成物をスピンコートし、90℃で60秒間PBを行い、膜厚90nmの液浸上層膜を形成した。膜厚は膜厚測定装置(ラムダエースVM90、大日本スクリーン製)を用いて測定した。この液浸上層膜を上記塗布/現像装置にて、現像液として2.38質量%TMAH水溶液を用いて60秒間パドル現像を行い、振り切りによりスピンドライした後、ウエハ表面を観察した。上層膜除去性は、残渣が全く観察されない場合は「○」と、残渣が観察された場合は「×」と評価した。
[Removability of upper layer film]
The removability of the immersion upper layer film with an alkaline developer was evaluated. A coating / development apparatus (CLEAN TRACK ACT8, manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.) spin-coats the composition for forming a liquid immersion upper layer film on an 8-inch silicon wafer, performs PB for 60 seconds at 90 ° C., and performs liquid immersion with a film thickness of 90 nm. An upper layer film was formed. The film thickness was measured using a film thickness measuring device (Lambda Ace VM90, manufactured by Dainippon Screen). This liquid immersion upper layer film was subjected to paddle development for 60 seconds using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution as a developer with the above coating / developing apparatus, spin-dried by shaking, and the wafer surface was observed. The upper layer film removability was evaluated as “◯” when no residue was observed, and “x” when the residue was observed.

[後退接触角]
液浸上層膜表面における水の後退接触角の値を測定した。8インチシリコンウエハ上に、液浸上層膜形成用組成物をスピンコートし、ホットプレート上で90℃で60秒間PBを行い、膜厚30nmの液浸上層膜を形成した。その後接触角計(DSA−10、KRUS製)を用いて、速やかに、室温23℃、湿度45%、常圧の環境下で、以下の手順により後退接触角を測定した。まず、上記接触角計のウェハステージ位置を調整し、この調整したステージ上に上記ウェハをセットした。次に、針に水を注入し、上記セットしたウェハ上に水滴を形成可能な初期位置に針の位置を微調整した。その後、この針から水を排出させてウェハ上に25μLの水滴を形成し、一旦、この水滴から針を引き抜き、再び初期位置に針を引き下げて水滴内に配置した。続いて、10μL/minの速度で90秒間、針によって水滴を吸引すると同時に接触角を毎秒1回合計90回測定した。このうち、接触角の測定値が安定した時点から20秒間の接触角についての平均値を算出して後退接触角(単位:度(°))とした。後退接触角の測定値を下記表3に示す。
[Backward contact angle]
The value of the receding contact angle of water on the surface of the liquid immersion upper layer was measured. A composition for forming a liquid immersion upper film was spin-coated on an 8-inch silicon wafer, and PB was performed on a hot plate at 90 ° C. for 60 seconds to form a liquid immersion upper film having a thickness of 30 nm. Thereafter, using a contact angle meter (DSA-10, manufactured by KRUS), the receding contact angle was measured promptly under the environment of room temperature 23 ° C., humidity 45%, normal pressure by the following procedure. First, the wafer stage position of the contact angle meter was adjusted, and the wafer was set on the adjusted stage. Next, water was injected into the needle, and the position of the needle was finely adjusted to an initial position where water droplets can be formed on the set wafer. Thereafter, water was discharged from the needle to form a 25 μL water droplet on the wafer. The needle was once withdrawn from the water droplet, and the needle was pulled down to the initial position again and placed in the water droplet. Subsequently, a water droplet was sucked with a needle at a speed of 10 μL / min for 90 seconds, and at the same time, the contact angle was measured once per second for a total of 90 times. Among these, the average value for the contact angle for 20 seconds from the time when the measured value of the contact angle was stabilized was calculated and set as the receding contact angle (unit: degree (°)). The measured values of the receding contact angle are shown in Table 3 below.

[溶出量]
液浸上層膜を形成したレジスト膜からのレジスト膜成分の溶出量について評価した。上記塗布/現像装置にてヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理(100℃で60秒間)を行った8インチシリコンウェハ上の中心部に、中央部が直径11.3cmの円形状にくり抜かれたシリコンゴムシート(クレハエラストマー製、厚み1.0mm、1辺30cmの正方形)を乗せた。次いで、シリコンゴム中央部のくり抜き部に10mLホールピペットを用いて超純水10mLを満たした。一方、上記シリコンウエハとは別に、下層反射防止膜、レジスト膜及び液浸上層膜を形成した8インチシリコンウエハを準備し、その8インチシリコンウエハを液浸上層膜がシリコンゴムシート側に位置するように、すなわち、液浸上層膜と超純水とを接触させつつ、超純水が漏れないように乗せた。なお、下層反射防止膜、レジスト膜及び液浸上層膜を形成したシリコンウエハは、8インチシリコンウエハ上に、下層反射防止膜用組成物(ARC29A、ブルワー・サイエンス製)を、上記塗布/現像装置を用いてスピンコートして、膜厚77nmの下層反射防止膜を形成し、次いで、この下層反射防止膜上に、フォトレジスト組成物(α)を、上記塗布/現像装置を用いてスピンコートし、115℃で60秒間ベークすることにより膜厚205nmのレジスト膜を形成し、その後、このレジスト膜上に液浸上層膜形成用組成物を塗布して90℃で60秒間PBし膜厚30nmの液浸上層膜を形成することで得た。
[Elution volume]
The amount of elution of the resist film component from the resist film on which the immersion upper layer film was formed was evaluated. Silicon centered on a circular shape with a diameter of 11.3 cm at the center on an 8-inch silicon wafer that has been subjected to hexamethyldisilazane (HMDS) treatment (100 ° C. for 60 seconds) with the above coating / developing apparatus. A rubber sheet (made of Kureha elastomer, thickness 1.0 mm, square of 30 cm on one side) was placed. Next, 10 mL of ultrapure water was filled in the hollowed out portion at the center of the silicon rubber using a 10 mL hole pipette. On the other hand, apart from the silicon wafer, an 8-inch silicon wafer on which a lower antireflection film, a resist film and a liquid immersion upper film are formed is prepared, and the liquid immersion upper film is positioned on the silicon rubber sheet side. That is, in other words, the ultra-pure water was placed so as not to leak while contacting the immersion upper layer film and the ultra-pure water. The silicon wafer on which the lower antireflection film, the resist film, and the liquid immersion upper film are formed is obtained by applying the lower antireflection film composition (ARC29A, manufactured by Brewer Science) on the 8-inch silicon wafer. The lower layer antireflection film having a film thickness of 77 nm is formed by spin coating, and then the photoresist composition (α) is spin coated on the lower layer antireflection film using the coating / developing apparatus. Then, a resist film having a film thickness of 205 nm is formed by baking at 115 ° C. for 60 seconds. After that, a composition for forming a liquid immersion upper film is applied onto this resist film, PB is applied at 90 ° C. for 60 seconds, and a film thickness of 30 nm is formed. It was obtained by forming a liquid immersion upper layer film.

液浸上層膜を載せた後、その状態のまま10秒間保った。その後、上記別の8インチシリコンウェハを取り除き、超純水をガラス注射器にて回収し、これを分析用サンプルとした。なお、実験終了後の超純水の回収率は95%以上であった。   After placing the liquid immersion upper layer film, this state was maintained for 10 seconds. Thereafter, the other 8-inch silicon wafer was removed, and ultrapure water was collected with a glass syringe, which was used as a sample for analysis. Note that the recovery rate of ultrapure water after the experiment was 95% or more.

次いで、上記で得られた超純水中の光酸発生剤のアニオン部のピーク強度を、液体クロマトグラフ−質量分析計(LC−MS)(LC部:SERIES1100(AGILENT製)、MS部:Mariner(Perseptive Biosystems,Inc.製))を用いて下記測定条件により測定した。その際、上記フォトレジスト組成物(α)に用いている光酸発生剤の1ppb、10ppb、100ppb水溶液のピーク強度を、下記測定条件で測定して検量線を作成し、この検量線を用いて上記ピーク強度から溶出量を算出した。また、酸拡散制御剤についても同様にして溶出量を測定した。これらの溶出量が5.0×10−12mol/cm以下であった場合に、レジスト組成物溶出の抑制性能が「○」と、5.0×10−12mol/cmよりも大きかった場合に「×」と評価した。 Subsequently, the peak intensity of the anion part of the photoacid generator in the ultrapure water obtained above was measured using a liquid chromatograph-mass spectrometer (LC-MS) (LC part: SERIES 1100 (manufactured by AGILENT), MS part: Mariner (Perseptive Biosystems, Inc.)) under the following measurement conditions. At that time, a calibration curve was prepared by measuring the peak intensities of the 1 ppb, 10 ppb, and 100 ppb aqueous solutions of the photoacid generator used in the photoresist composition (α) under the following measurement conditions. The amount of elution was calculated from the peak intensity. Further, the amount of elution was measured in the same manner for the acid diffusion controller. When these elution amounts were 5.0 × 10 −12 mol / cm 2 or less, the resist composition elution suppression performance was “◯”, which was larger than 5.0 × 10 −12 mol / cm 2. And evaluated as “x”.

(測定条件)
使用カラム:CAPCELL PAK MG(資生堂製)、1本
流量:0.2mL/分
流出溶媒:水/メタノール(3/7)に0.1質量%のギ酸を添加したもの
測定温度:35℃
(Measurement condition)
Column used: CAPCELL PAK MG (manufactured by Shiseido), 1 Flow rate: 0.2 mL / min Outflow solvent: Water / methanol (3/7) with 0.1% by mass of formic acid Measurement temperature: 35 ° C.

[剥がれ耐性]
液浸上層膜の基板からの剥がれ難さを評価した。基板として、HMDS処理をしていない8インチシリコンウェハを用いた。上記基板上に、液浸上層膜形成組成物を上記塗布/現像装置にて、スピンコートした後に90℃で60秒間PBを行い、膜厚30nmの塗膜(液浸上層膜)を形成した。その後、上記塗布/現像装置にて純水によるリンスを60秒間行い、振り切りによる乾燥を行った。剥がれ耐性は、目視により、リンス後にウェハ全面で液浸上層膜の剥がれが認められた場合は「×」と、エッジ部でのみ剥がれが認められた場合を「○」と、剥がれが全く認められない場合を「◎」と評価した。
[Peeling resistance]
The difficulty of peeling the liquid immersion upper layer film from the substrate was evaluated. As the substrate, an 8-inch silicon wafer not subjected to HMDS treatment was used. A liquid immersion upper layer film-forming composition was spin-coated on the substrate by the coating / developing apparatus, and then subjected to PB at 90 ° C. for 60 seconds to form a 30 nm-thick coating film (immersion upper layer film). Thereafter, rinsing with pure water was performed for 60 seconds in the coating / developing apparatus, followed by drying by shaking. As for peeling resistance, when peeling of the liquid immersion upper layer film is recognized over the entire wafer surface after rinsing, it is indicated as `` X '', and when peeling is recognized only at the edge part, `` ○ '' is completely recognized. The case where there was not was evaluated as "◎".

[パターン形状]
液浸上層膜を形成させたレジスト膜からの形成したレジストパターンのパターン形状の良好性を評価した。12インチシリコンウエハ基板上に、下層反射防止膜形成組成物(ARC29A、ブルワー・サイエンス製)を塗布して膜厚77nmの下層反射防止膜を形成し、次いで、フォトレジスト組成物(α)をスピンコートした後に、115℃で60秒間PBすることにより膜厚150nmのレジスト膜を形成し、その後、このレジスト膜上に液浸上層膜形成用組成物を塗布し、90℃で60秒間PBを行うことにより膜厚30nmの液浸上層膜を形成した。次に、形成したレジスト膜を、ArFエキシマレーザ液浸露光装置(S610C、NIKON製)を用いて、線幅60nmのラインアンドスペースパターン(1L/1S)形成用のマスクパターンを介して、露光を行った。次いで、115℃で60秒間PEBを行った後、2.38質量%のTMAH水溶液を現像液として、23℃で60秒間現像し、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、線幅60nmのラインアンドスペースパターン(1L/1S)が形成される露光量を最適露光量とした。この最適露光量で形成されたレジストパターンの断面形状を、走査型電子顕微鏡(S−4800、日立ハイテクノロジーズ製)で観察した。レジストパターンが矩形の断面形状である場合を「○」と、T−トップ形状、トップラウンド形状、裾引き形状等の矩形以外の形状である場合を「×」と評価した。
[Pattern shape]
The goodness of the pattern shape of the resist pattern formed from the resist film on which the liquid immersion upper layer film was formed was evaluated. An underlayer antireflection film-forming composition (ARC29A, manufactured by Brewer Science) is applied to a 12-inch silicon wafer substrate to form a 77 nm-thick underlayer antireflection film, and then a photoresist composition (α) is spun. After coating, a resist film having a film thickness of 150 nm is formed by performing PB at 115 ° C. for 60 seconds, and then a liquid immersion upper film forming composition is applied on the resist film, and PB is performed at 90 ° C. for 60 seconds. As a result, a liquid immersion upper layer film having a thickness of 30 nm was formed. Next, the formed resist film is exposed through a mask pattern for forming a line and space pattern (1L / 1S) having a line width of 60 nm using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (S610C, manufactured by NIKON). went. Next, after performing PEB at 115 ° C. for 60 seconds, a 2.38 mass% TMAH aqueous solution was used as a developing solution, developed at 23 ° C. for 60 seconds, washed with water, and dried to form a positive resist pattern. At this time, the exposure amount at which a line and space pattern (1L / 1S) having a line width of 60 nm was formed was determined as the optimum exposure amount. The cross-sectional shape of the resist pattern formed with this optimum exposure dose was observed with a scanning electron microscope (S-4800, manufactured by Hitachi High-Technologies). A case where the resist pattern has a rectangular cross-sectional shape was evaluated as “◯”, and a case where the resist pattern was a shape other than a rectangle such as a T-top shape, a top round shape, and a skirt shape was evaluated as “X”.

[ブロッブ欠陥]
液浸上層膜を形成したレジスト膜を現像して得られるレジストパターンにおけるブロッブ欠陥の発生数を測定した。塗布/現像装置(Lithius、東京エレクトロン製)を用いて、100℃で60秒間、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を行った12インチシリコンウエハを用意した。この12インチシリコンウエハ上に、フォトレジスト組成物(α)をスピンコートし、ホットプレート上で90℃で60秒間PBを行い、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。このレジスト膜上に、液浸上層膜形成用組成物をスピンコートし、90℃で60秒間PBを行って膜厚30nmの液浸上層膜を形成した。その後、パターンが形成されていない擦りガラスを介して露光を行った。この12インチシリコンウエハをブロッブ欠陥の評価に用いた。
[Blob defect]
The number of occurrences of blob defects in the resist pattern obtained by developing the resist film on which the liquid immersion upper layer film was formed was measured. A 12-inch silicon wafer subjected to hexamethyldisilazane (HMDS) treatment at 100 ° C. for 60 seconds was prepared using a coating / developing apparatus (Lithius, manufactured by Tokyo Electron). A photoresist composition (α) was spin-coated on this 12-inch silicon wafer, and PB was performed on a hot plate at 90 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 120 nm. On this resist film, a composition for forming a liquid immersion upper film was spin-coated, and PB was performed at 90 ° C. for 60 seconds to form a liquid immersion upper film having a thickness of 30 nm. Then, it exposed through the frosted glass in which the pattern is not formed. This 12-inch silicon wafer was used for evaluation of blob defects.

ブロッブ欠陥の評価では、まず、評価用の12インチシリコンウエハの液浸上層膜上に、塗布/現像装置(Lithius、東京エレクトロン製)のリンスノズルから超純水を60秒間吐出させ、4,000rpmで15秒間振り切りによりスピンドライを行った。次に、上記(Lithius)のLDノズルによってパドル現像を30秒間行い、液浸上層膜を除去した。なお、このパドル現像では、現像液として2.38%TMAH水溶液を使用した。現像後、欠陥検査装置(KLA2351、KLAテンコール製)を用いて、ブロッブ欠陥数を測定した。検出されたブロッブ欠陥の数が、1ウエハあたり、200個以下の場合を「○」と、200個を超え500個以下の場合を「△」と、500個を超える場合を「×」と評価した。   In the evaluation of the blob defect, first, ultrapure water was discharged from a rinse nozzle of a coating / developing apparatus (Lithius, manufactured by Tokyo Electron) for 60 seconds onto a liquid immersion upper layer film of a 12-inch silicon wafer for evaluation, and 4,000 rpm Spin dry by shaking off for 15 seconds. Next, paddle development was performed for 30 seconds using the (Lithius) LD nozzle, and the liquid immersion upper layer film was removed. In this paddle development, a 2.38% TMAH aqueous solution was used as a developer. After development, the number of blob defects was measured using a defect inspection apparatus (KLA2351, manufactured by KLA Tencor). When the number of detected blob defects is 200 or less per wafer, it is evaluated as “◯”, when it exceeds 200 and is 500 or less, “△”, and when it exceeds 500, it is evaluated as “×”. did.

[ブリッジ欠陥]
液浸上層膜を形成したレジスト膜を現像して得られるレジストパターンにおけるブリッジ欠陥の発生数を測定した。12インチシリコンウエハ表面に、下層反射防止膜(ARC66、日産化学製)を塗布/現像装置(Lithius、東京エレクトロン製)を使用してスピンコートした後、PBを行うことにより膜厚105nmの塗膜を形成した。次いで、上記(Lithius)を使用してフォトレジスト組成物(α)をスピンコートし、100℃で60秒間PBした後、23℃で30秒間冷却することにより膜厚100nmのフォトレジスト膜を形成した。その後、このレジスト膜上に、液浸上層膜形成用組成物をスピンコートし、90℃で60秒間PBを行って膜厚30nmの液浸上層膜を形成した。
[Bridge defect]
The number of occurrences of bridge defects in the resist pattern obtained by developing the resist film on which the liquid immersion upper layer film was formed was measured. A 12-inch silicon wafer surface was spin-coated with a lower antireflection film (ARC66, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) using a coating / developing apparatus (Lithius, manufactured by Tokyo Electron), and then PB was applied to form a coating film having a film thickness of 105 nm. Formed. Next, the photoresist composition (α) was spin-coated using the above (Lithius), PB was applied at 100 ° C. for 60 seconds, and then cooled at 23 ° C. for 30 seconds to form a photoresist film having a thickness of 100 nm. . Thereafter, a composition for forming a liquid immersion upper film was spin-coated on this resist film, and PB was performed at 90 ° C. for 60 seconds to form a liquid immersion upper film having a thickness of 30 nm.

次に、ArF液浸露光装置(S610C、NIKON製)を使用し、NA:1.30、Crosspoleの光学条件にて、45nmライン/90nmピッチのパターン形成用のマスクを介して露光した。次に上記「Lithius」のホットプレート上で100℃で60秒間PEBを行い、23℃で30秒冷却した後、現像カップのGPノズルにて、2.38質量%TMAH水溶液を現像液として10秒間パドル現像を行い、超純水でリンスした。この後、2,000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、レジストパターンが形成された基板を得た。このとき、45nmライン/90nmピッチのレジストパターンが形成される露光量を最適露光量とした。この最適露光量におけるレジストパターン形成において、ブリッジ欠陥が認められなかった場合を「○」と、ブリッジ欠陥が認められた場合を「×」と評価した。   Next, using an ArF immersion exposure apparatus (S610C, manufactured by NIKON), exposure was performed through a pattern forming mask having a 45 nm line / 90 nm pitch under the optical conditions of NA: 1.30 and Crosspore. Next, PEB is performed on the above-mentioned “Lithius” hot plate at 100 ° C. for 60 seconds and cooled at 23 ° C. for 30 seconds. Paddle development was performed and rinsed with ultrapure water. Thereafter, spin drying was performed by shaking off at 2,000 rpm for 15 seconds to obtain a substrate on which a resist pattern was formed. At this time, the exposure amount at which a resist pattern having a 45 nm line / 90 nm pitch was formed was determined as the optimum exposure amount. In the resist pattern formation at this optimum exposure amount, a case where no bridge defect was observed was evaluated as “◯”, and a case where a bridge defect was observed was evaluated as “x”.

Figure 0005737211
Figure 0005737211

表3の結果から明らかなように、本発明の液浸上層膜形成用組成物によれば、上層膜除去性、剥がれ耐性等の性能を維持しつつ、高い撥水性を示す液浸上層膜を形成することができ、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の欠陥の発生を抑制することができることが分かった。   As is apparent from the results in Table 3, according to the composition for forming an immersion upper layer film of the present invention, an immersion upper layer film exhibiting high water repellency while maintaining performance such as upper layer film removability and peeling resistance. It can be formed and the occurrence of defects such as bridge defects and blob defects in the resist pattern can be suppressed.

本発明の液浸上層膜形成用組成物は、高い撥水性を示す液浸上層膜を形成することができ、かつレジストパターンのブリッジ欠陥、ブロッブ欠陥等の現像欠陥の発生を抑制することができる。従って、当該液浸上層膜形成用組成物は、更なる微細化が求められるリソグラフィー工程において好適に用いることができる。   The composition for forming a liquid immersion upper film of the present invention can form a liquid immersion upper film exhibiting high water repellency, and can suppress the occurrence of development defects such as bridge defects and blob defects in resist patterns. . Therefore, the composition for forming a liquid immersion upper layer film can be suitably used in a lithography process that requires further miniaturization.

Claims (12)

(1)基板上にレジスト膜を形成する工程、
(2)液浸上層膜形成用組成物を用い、上記レジスト膜上に液浸上層膜を形成する工程、
(3)上記液浸上層膜が積層されたレジスト膜にフォトマスクを介して放射線を照射し、液浸露光する工程、及び
(4)上記液浸露光されたレジスト膜を現像する工程
を有するレジストパターン形成方法に用いられる液浸上層膜形成用組成物であって、
[A]下記式(1)で表される構造単位(I)を有する重合体(a)を含む重合体成分、及び
[B]溶媒
を含有する液浸上層膜形成用組成物。
Figure 0005737211
(式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜6のアルキル基である。但し、R及びRが共にヒドロキシ基である場合はない。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基であり、互いに結合して、これらが結合している炭素原子と共に炭素数3〜20の環構造を形成してもよい。この環構造が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。nは、1〜4の整数である。nが2以上の場合、複数のR及びRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。)
(1) forming a resist film on the substrate;
(2) forming a liquid immersion upper film on the resist film using the composition for forming a liquid immersion upper film;
(3) a step of irradiating the resist film on which the liquid immersion upper layer film is laminated with radiation through a photomask to perform liquid immersion exposure; and
(4) Step of developing the immersion-exposed resist film
A liquid immersion upper layer film forming composition used for a resist pattern forming method comprising:
[A] A polymer component containing the polymer (a) having the structural unit (I) represented by the following formula (1), and [B] a composition for forming an immersion upper film containing a solvent.
Figure 0005737211
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group. R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxy group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Provided that R 2 and R 3 are not both hydroxy groups, and R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms and bonded to each other. Then, together with the carbon atom to which they are bonded, a ring structure having 3 to 20 carbon atoms may be formed, part or all of the hydrogen atoms of the ring structure may be substituted. It is an integer of 1 to 4. When n is 2 or more, the plurality of R 2 and R 3 may be the same or different.
上記式(1)におけるR及びRのうち少なくとも1つが、フッ素原子を含む1価の有機基である請求項1に記載の液浸上層膜形成用組成物。 The composition for forming an immersion upper layer film according to claim 1, wherein at least one of R 4 and R 5 in the formula (1) is a monovalent organic group containing a fluorine atom. 上記フッ素原子を含む1価の有機基が−R−R、−R−OR又は−R−OCORで表され、Rが単結合又は2価の連結基、かつRがフッ素化アルキル基又はヒドロキシフッ素化アルキル基である請求項2に記載の液浸上層膜形成用組成物。 The monovalent organic group containing a fluorine atom is represented by -R E -R f , -R E -OR f or -R E -OCOR f , and R E is a single bond or a divalent linking group, and R f The composition for forming a liquid immersion upper layer film according to claim 2, wherein is a fluorinated alkyl group or a hydroxyfluorinated alkyl group. 構造単位(I)が、下記式(1−1)で表される請求項1に記載の液浸上層膜形成用組成物。
Figure 0005737211
(式(1−1)中、R、R、R及びnは、上記式(1)と同義である。Rは、ラクトン環を構成している炭素原子と共に炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を形成する(m+2)価の基である。但し、上記脂環式炭化水素基は、その構造中に−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を含んでいてもよい。Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。Rは、フッ素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜20の1価の有機基である。mは、1〜6の整数である。mが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。但し、Rのうち少なくとも1つは、フッ素原子又はフッ素原子を含む有機基である。)
The composition for forming a liquid immersion upper layer film according to claim 1, wherein the structural unit (I) is represented by the following formula (1-1).
Figure 0005737211
(In the formula (1-1), R 1 , R 2 , R 3 and n have the same meanings as in the above formula (1). R A together with the carbon atom constituting the lactone ring has 3 to 20 carbon atoms. The (m + 2) -valent group that forms an alicyclic hydrocarbon group of the above formula, provided that the alicyclic hydrocarbon group includes —CO—, —COO—, —OCO—, —O—, It may contain at least one group selected from the group consisting of —NR—, —CS—, —S—, —SO— and —SO 2 —, wherein R is a hydrogen atom or a C 1-10 carbon atom. R B is a fluorine atom, a hydroxy group, or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, m is an integer of 1 to 6. When m is 2 or more, the plurality of R B, may be the same or different. However, at least one of R B is an organic group containing a fluorine atom or a fluorine atom A.)
上記式(1−1)におけるRが−R−R、−R−OR又は−R−OCORで表され、Rが単結合又は2価の連結基、かつRがフッ素化アルキル基又はヒドロキシフッ素化アルキル基である請求項4に記載の液浸上層膜形成用組成物。 R B in the above formula (1-1) is represented by —R E —R f , —R E —OR f or —R E —OCOR f , R E is a single bond or a divalent linking group, and R f The composition for forming a liquid immersion upper layer film according to claim 4, wherein is a fluorinated alkyl group or a hydroxyfluorinated alkyl group. 構造単位(I)が、下記式(1−2)で表される請求項1に記載の液浸上層膜形成用組成物。
Figure 0005737211
(式(1−2)中、R、R、R及びnは、上記式(1)と同義である。Rは、ラクトン環を構成している炭素原子と共に炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を形成する(p+2)価の基である。但し、上記脂環式炭化水素基は、その構造中に−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を含んでいてもよい。Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。Rは、ヒドロキシ基又は炭素数1〜20の1価の有機基である。pは、0〜6の整数である。pが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよい。但し、Rは、フッ素原子を含まない。)
The composition for forming a liquid immersion upper layer film according to claim 1, wherein the structural unit (I) is represented by the following formula (1-2).
Figure 0005737211
(In the formula (1-2), R 1 , R 2 , R 3 and n have the same meaning as in the above formula (1). R C has 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atoms constituting the lactone ring. A (p + 2) -valent group which forms an alicyclic hydrocarbon group of the above-mentioned alicyclic hydrocarbon group, wherein -CO-, -COO-, -OCO-, -O-, It may contain at least one group selected from the group consisting of —NR—, —CS—, —S—, —SO— and —SO 2 —, wherein R is a hydrogen atom or a C 1-10 carbon atom. RD is a hydroxy group or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, p is an integer of 0 to 6. When p is 2 or more, a plurality of R D may be the same or different, provided that R D does not contain a fluorine atom.
[A]重合体成分が、重合体(a)と同一又は異なる重合体中に、下記式(2)で表される構造単位(II)をさらに有する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の液浸上層膜形成用組成物。
Figure 0005737211
(式(2)中、Rは、水素原子、メチル基、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Rは、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。)
[A] The polymer component further comprises a structural unit (II) represented by the following formula (2) in the same or different polymer as the polymer (a). Item 4. A composition for forming a liquid immersion upper film according to Item.
Figure 0005737211
(In the formula (2), R 6 is a hydrogen atom, a methyl group, a fluorine atom or a trifluoromethyl group. R 7 is a C 1-6 linear or branched alkyl group having a fluorine atom. Or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom, provided that a part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group and alicyclic hydrocarbon group may be substituted. Good.)
[A]重合体成分が、重合体(a)と同一又は異なる重合体中に、フッ素化スルホンアミド基を含む構造単位及びα−トリフルオロメチルアルコール基を含む構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位(III)をさらに有する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の液浸上層膜形成用組成物。   [A] The polymer component is at least selected from the group consisting of a structural unit containing a fluorinated sulfonamide group and a structural unit containing an α-trifluoromethyl alcohol group in the same or different polymer as the polymer (a). The composition for forming a liquid immersion upper layer film according to any one of claims 1 to 7, further comprising one type of structural unit (III). [A]重合体成分が、重合体(a)と同一又は異なる重合体中に、スルホ基を含む構造単位(IV)をさらに有する請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の液浸上層膜形成用組成物。   [A] The liquid according to any one of claims 1 to 8, wherein the polymer component further has a structural unit (IV) containing a sulfo group in the same or different polymer as the polymer (a). A composition for forming a submerged layer film. [A]重合体成分が、重合体(a)と同一又は異なる重合体中に、カルボキシ基を含む構造単位及び下記式(v)で表される基を含む構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位(V)をさらに有する請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の液浸上層膜形成用組成物。
Figure 0005737211
(式(v)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、アルキル基、1価の脂環式炭化水素基、アルコキシ基、アシル基、アラルキル基又はアリール基である。上記アルキル基、脂環式炭化水素基、アルコキシ基、アシル基、アラルキル基及びアリール基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。Rは、−C(=O)−R10、−S(=O)−R11、−R12−CN又は−R13−NOである。R10及びR11は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フッ素化アルキル基、1価の脂環式炭化水素基、アルコキシ基、シアノ基、シアノメチル基、アラルキル基又はアリール基である。但し、R10又はR11とRとが互いに結合して環構造を形成していてもよい。R12及びR13は、それぞれ独立して、単結合、メチレン基又は炭素数2〜5のアルキレン基である。)
[A] The polymer component is at least selected from the group consisting of a structural unit containing a carboxy group and a structural unit containing a group represented by the following formula (v) in the same or different polymer as the polymer (a). The composition for forming a liquid immersion upper layer film according to any one of claims 1 to 9, further comprising one type of structural unit (V).
Figure 0005737211
(In the formula (v), R 8 is a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, an alkyl group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group, an alkoxy group, an acyl group, an aralkyl group or an aryl group. The above alkyl group A part or all of hydrogen atoms of the alicyclic hydrocarbon group, alkoxy group, acyl group, aralkyl group and aryl group may be substituted, and R 9 is —C (═O) —R 10 , —S (═O) 2 —R 11 , —R 12 —CN or —R 13 —NO 2 , wherein R 10 and R 11 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, 1 A valent alicyclic hydrocarbon group, an alkoxy group, a cyano group, a cyanomethyl group, an aralkyl group or an aryl group, provided that R 10 or R 11 and R 8 may be bonded to each other to form a ring structure. good .R 12 and R 13 Each, independently, a single bond, a methylene group or an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms.)
[B]溶媒が、エーテル系溶媒を含む請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の液浸上層膜形成用組成物。   [B] The composition for forming a liquid immersion upper layer film according to any one of claims 1 to 10, wherein the solvent contains an ether solvent. (1)基板上にレジスト膜を形成する工程、
(2)請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の液浸上層膜形成用組成物を用い、上記レジスト膜上に液浸上層膜を形成する工程、
(3)上記液浸上層膜が積層されたレジスト膜にフォトマスクを介して放射線を照射し、液浸露光する工程、及び
(4)上記液浸露光されたレジスト膜を現像する工程
を有するレジストパターン形成方法。
(1) forming a resist film on the substrate;
(2) A step of forming a liquid immersion upper film on the resist film using the composition for liquid immersion upper film formation according to any one of claims 1 to 11,
(3) a step of irradiating the resist film on which the liquid immersion upper layer film is laminated with a radiation through a photomask to perform liquid immersion exposure; and (4) a resist having a process of developing the liquid immersion exposed resist film. Pattern forming method.
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