ポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、この組成物を用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法
【課題】 高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス、及びアウトガスの低減を同時に達成可能とするポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法を提供する。
【解決手段】 本発明に係るポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、活性光線又は放射線の照射により分解して遊離酸を発生する含窒素複素環カチオン構造を側鎖に備えた繰り返し単位（Ａ）を含んだ樹脂（Ｐ）を含有している。
【解決手段】 本発明に係るポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、活性光線又は放射線の照射により分解して遊離酸を発生する含窒素複素環カチオン構造を側鎖に備えた繰り返し単位（Ａ）を含んだ樹脂（Ｐ）を含有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、この組成物を用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法に関する。本発明は、例えば、超ＬＳＩ及び高容量マイクロチップの製造プロセス、ナノインプリント用モールド作成プロセス及び高密度情報記録媒体の製造プロセス等に適用可能な超マイクロリソグラフィプロセス、並びに、その他のフォトファブリケーションプロセスに好適に用いられる組成物、膜、及びパターン形成方法に関する。更に詳細には、本発明は、例えば、電子線又はＥＵＶ光などの軟Ｘ線による半導体素子の微細加工に好適に用いられる組成物、膜、及びパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィーによる微細加工は、近年、集積回路の高集積化に伴い、数十ナノメートルオーダーの超微細パターン形成が要求されるようになってきている。この要求に伴い、露光波長もｇ線からｉ線に、さらにＫｒＦエキシマレーザー光に、というように短波長化の傾向が見られる。さらには、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線やＸ線、あるいはＥＵＶ光を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。
【０００３】
また、レジスト組成物による微細加工は、直接に集積回路の製造に用いられるだけでなく、近年ではいわゆるインプリント用モールド構造体の作製等にも適用されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１を参照）。
【０００４】
特に、Ｘ線、軟Ｘ線又は電子線を用いるリソグラフィーは、次世代若しくは次々世代のパターン形成技術として位置付けられており、高感度と、高解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス及びアウトガスの低減とを同時に達成することが重要な課題となっている。
【０００５】
この課題を解決する１つの方法として、光酸発生部位を備えた樹脂の使用が検討されている（例えば、特許文献２乃至４を参照）。しかしながら、上記課題に関しては、更なる改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６２１０１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／１１７０４３号明細書
【特許文献３】特開２００８−１３３４４８号公報
【特許文献４】特開２００６−２５９５０９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】平井義彦（編）「ナノインプリントの基礎と技術開発・応用展開−ナノインプリントの基板技術と最新の技術展開」フロンティア出版（２００６年６月発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス、及びアウトガスの低減を同時に達成可能とするポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、以下に例示する発明を完成するに至った。
【００１０】
〔１〕活性光線又は放射線の照射により分解して遊離酸を発生する含窒素複素環カチオン構造を側鎖に備えた繰り返し単位（Ａ）を含んだ樹脂（Ｐ）を含有したポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【００１１】
〔２〕前記繰り返し単位（Ａ）は下記一般式（ＡＺ１）又は（ＡＺ２）により表される〔１〕に記載の組成物。
【化１】
【００１２】
式中、
Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ｘ１１及びＸ１２は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒ１２とＸ１１又はＸ１２とは、互いに結合して、環を形成していてもよい。
【化２】
【００１３】
は、含窒素複素環を表す。
Ｙ１は、置換基を表す。
Ａ−は、アニオンを表す。
【００１４】
〔３〕前記含窒素複素環カチオンはアジニウムカチオンである〔１〕又は〔２〕に記載の組成物。
【００１５】
〔４〕前記樹脂（Ｐ）は、酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位（Ｂ）を更に含んでいる〔１〕〜〔３〕の何れかに記載の組成物。
【００１６】
〔５〕前記樹脂（Ｐ）は、下記一般式（Ｉ）により表される繰り返し単位（Ｃ）を更に含んでいる〔１〕〜〔４〕の何れかに記載の組成物。
【化３】
【００１７】
式中、
Ｒ４１、Ｒ４２及びＲ４３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ｘ４は、単結合、−ＣＯＯ−、又は−ＣＯＮＲ６４−を表し、Ｒ６４は、水素原子又はアルキル基を表す。
Ｌ４は、単結合又はアルキレン基を表す。
Ａｒ４は、（ｎ＋１）価の芳香環基を表す。
ｎは、１〜４の整数を表す。
【００１８】
〔６〕〔１〕〜〔５〕の何れかに記載の組成物を用いて形成された感活性光線性又は感放射線性樹脂膜。
【００１９】
〔７〕〔６〕に記載の膜を、電子線、Ｘ線又は軟Ｘ線により露光することと、前記露光された膜を現像することとを含んだパターン形成方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス、及びアウトガスの低減を同時に達成可能とするポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２２】
なお、ここでは、置換又は無置換を明示していない基及び原子団には、置換基を有していないものと置換基を有しているものとの双方が含まれることとする。例えば、置換又は無置換を明示していない「アルキル基」は、置換基を有していないアルキル基（無置換アルキル基）のみならず、置換基を有しているアルキル基（置換アルキル基）をも包含することとする。
【００２３】
また、ここで「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外（ＥＵＶ）線などの軟Ｘ線、Ｘ線又は電子線（ＥＢ）を意味している。「光」とは、活性光線又は放射線を意味している。「露光」とは、水銀灯、遠紫外線、Ｘ線及びＥＵＶ光等による光照射のみならず、電子線及びイオンビーム等の粒子線による描画をも意味している。
【００２４】
＜樹脂（Ｐ）＞
本発明に係るポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、以下に説明する繰り返し単位（Ａ）を含んだ樹脂（Ｐ）を含有している。
【００２５】
〔繰り返し単位（Ａ）〕
繰り返し単位（Ａ）は、その側鎖に、活性光線又は放射線の照射により分解して遊離酸を発生する含窒素複素環カチオン構造を備えている。このような繰り返し単位（Ａ）を含んだ樹脂（Ｐ）を用いると、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス、及び良好なアウトガス性能を同時に満足することが可能となる。
【００２６】
上記含窒素複素環は、芳香環であってもよく、非芳香環であってもよい。この複素環は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。また、この複素環は、置換基を更に有していてもよい。
【００２７】
このような複素環としては、例えば、イミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、２Ｈ−ピロール環、３Ｈ−インドール環、１Ｈ−インダゾール、プリン環、イソキノリン環、４Ｈ-キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、プテリジン環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、フェナジン環、ペリミジン環、トリアジン環、ベンズイソキノリン環、チアゾール環、チアジアジン環、アゼピン環、アゾシン環、イソチアゾール環、イソオキサゾール環、及びベンゾチアゾール環が挙げられる。中でも、ピリジン環又はキノリン環が特に好ましい。
【００２８】
上記含窒素複素環が有し得る置換基としては、例えば、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子（−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｃｌ等）、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、シアノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルキルスルホキシ基、アリールスルホキシ基、アシルチオ基、アシルアミノ基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリーロキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−アリーロキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アリール−Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アリール−Ｎ−アリーロキシカルボニルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルホ基（−ＳＯ３Ｈ）及びその共役塩基基（スルホナト基と称する）、アルコキシスルホニル基、アリーロキシスルホニル基、スルフィナモイル基、ホスホノ基（−ＰＯ３Ｈ２）及びその共役塩基基（ホスホナト基と称する）、ホスホノオキシ基（−ＯＰＯ３Ｈ２）及びその共役塩基基（ホスホナトオキシ基と称する）、ニトロ基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロ環基、並びに、シリル基が挙げられる。これらの基は、置換基を更に有していてもよい。
【００２９】
上記含窒素複素環は、下記一般式（ＡＺ−Ａ）又は（ＡＺ−Ｂ）により表されることが好ましい。即ち、含窒素複素環は、６員環又は５員環を含んでいることが好ましい。
【化４】
【００３０】
式中、
Ａは、各々独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を表す。
【００３１】
Ｙは、ｐ≧２の場合には各々独立に、置換基を表す。Ｙのうち少なくとも２つは、互いに結合して、環を形成していてもよい。ｐは、０〜５の整数を表す。
Ｚは、ｑ≧２の場合には各々独立に、置換基を表す。Ｚのうち少なくとも２つは、互いに結合して、環を形成していてもよい。ｑは、０〜４の整数を表す。
【００３２】
一般式（ＡＺ−Ａ）及び（ＡＺ−Ｂ）の各々において、Ａのうち窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子の数は、好ましくは０〜２であり、より好ましくは０又は１である。
【００３３】
一般式（ＡＺ−Ａ）及び（ＡＺ−Ｂ）の各々において、Ｙ及びＺの具体例としては、例えば、先に含窒素複素環が有し得る置換基として説明したものが挙げられる。また、Ｙ及びＺの各々は、それらの少なくとも２つが互いに結合して、環を形成していてもよい。即ち、一般式（ＡＺ−Ａ）又は（ＡＺ−Ｂ）により表されるカチオンは、縮環構造を有していてもよい。
【００３４】
Ｙ又はＺが互いに結合して形成し得る環は、芳香環であってもよく、非芳香環であってもよい。また、この環は、ヘテロ原子を含んだ複素環であってもよい。Ｙ又はＺが互いに結合して形成し得る環は、５〜７員環であることが好ましく、５又は６員環であることがより好ましく、６員環であることが特に好ましい。
【００３５】
加えて、Ｙ又はＺが互いに結合して形成し得る環は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、先に含窒素複素環が有し得る置換基として説明したものが挙げられる。
【００３６】
一般式（ＡＺ−Ａ）により表される複素環中のＡの１つが窒素原子、酸素原子又は硫黄原子である場合、含窒素複素環は、下記一般式（ＡＺ−Ａ１）又は（ＡＺ−Ａ２）により表されることがより好ましい。
【化５】
【００３７】
一般式（ＡＺ−Ａ１）及び（ＡＺ−Ａ２）中、Ａは、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ及びｐは、一般式（ＡＺ−Ａ）における各々と同義である。
【００３８】
一般式（ＡＺ−Ｂ）により表される複素環中のＡの１つが窒素原子、酸素原子又は硫黄原子である場合、含窒素複素環は、下記一般式（ＡＺ−Ｂ１）により表されることがより好ましい。
【化６】
【００３９】
一般式（ＡＺ−Ｂ１）中、Ａは、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｚ及びｑは、一般式（ＡＺ−Ｂ）における各々と同義である。
【００４０】
上記含窒素複素環カチオン構造は、アジニウムカチオンを含んでいることが好ましい。このような構成を採用すると、高感度、高い解像性、良好なパターン形状、及び良好なラインエッジラフネスを、更に高い水準で、同時に満足することができる。
【００４１】
なお、ここで「アジニウム」とは、構造内に、（１）アジン環（窒素原子を含んだ６員環）を有するもの（例えば、ピリジニウム、ジアジニウム、トリアジニウムなど）、又は、（２）アジン環及びアジン環と縮合した１個以上の芳香族環を有するもの（例えば、キノリニウム、イソキノリニウム、ベンゾアジニウム、ナフトアジニウムなど）を表す。
【００４２】
繰り返し単位（Ａ）は、下記一般式（ＡＺ１）又は（ＡＺ２）により表されることがより好ましい。このような構成を採用すると、高感度、高い解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス、及び良好なアウトガス性能を、更に高い水準で、同時に満足することができる。
【００４３】
樹脂（Ｐ）が下記一般式（ＡＺ１）により表される繰り返し単位（Ａ）を含んでいる場合、アウトガス性能が特に良好となる。他方、下記一般式（ＡＺ２）により表される繰り返し単位（Ａ）は、対応する重合性化合物の合成が比較的容易である。そのため、繰り返し単位（Ａ）として下記一般式（ＡＺ２）により表される構成を採用すると、コスト面で有利である。
【化７】
【００４４】
式中、
Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ｘ１１及びＸ１２は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒ１２とＸ１１又はＸ１２とは、互いに結合して、環を形成していてもよい。
【化８】
【００４５】
は、含窒素複素環を表す。
Ｙ１は、置換基を表す。
Ａ−は、アニオンを表す。
【００４６】
Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
【００４７】
アルキル基は、置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐状アルキル基であり、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数２０以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数８以下のアルキル基、特に好ましくは炭素数３以下のアルキル基が挙げられる。
【００４８】
アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、Ｒ１１、Ｒ１２又はＲ１３により表されるアルキル基と同様のものが好ましい。
【００４９】
シクロアルキル基としては、置換基を有していてもよい単環型又は多環型のシクロアルキル基が挙げられる。好ましくは置換基を有していてもよいシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数３〜８個で単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が特に好ましい。
【００５０】
上記各基における好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、ニトロ基、シアノ基、アミド基、スルホンアミド基、Ｒ11〜Ｒ13で挙げたアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基、アセトキシ基、ブチリルオキシ基等のアシロキシ基、カルボキシ基が挙げられる。特に、水酸基、ハロゲン原子が好ましい。
【００５１】
Ｒ11、Ｒ12及びＲ13としては、水素原子、アルキル基、又はハロゲン原子がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基（−ＣＦ3）、ヒドロキシメチル基（−ＣＨ2−ＯＨ）、クロロメチル基（−ＣＨ2−Ｃｌ）、又はフッ素原子（−Ｆ）が特に好ましい。
【００５２】
Ｘ１１及びＸ１２の各々は、単結合又は２価の連結基を表す。
２価の連結基としては、例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、芳香環基、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ2−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＲ−（Ｒは水素原子若しくはアルキル基）、又はこれらの２つ以上を組み合わせて形成される基が挙げられる。
【００５３】
Ｘ１１としては、単結合、アルキレン基、芳香環基、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−又は−ＣＯＮＨ−が好ましく、単結合、芳香環基又は−ＣＯＯ−がより好ましく、単結合又は−ＣＯＯ−が特に好ましい。
【００５４】
Ｘ１２としては、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−、芳香環、又は−ＣＯＮＨ−を含む基であることが好ましく、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−、又は芳香環を含む基であることがより好ましく、−ＣＯＯ−を含む基であることが特に好ましい。
【００５５】
なお、これら連結基は、フッ素原子などの置換基で更に置換されていてもよい。
【００５６】
Ｘ１１又はＸ１２は、Ｒ１２と結合して、環を形成していてもよい。Ｘ１１又はＸ１２とＲ１２とにより形成される環は、５〜７員環であることが好ましく、５又は６員環であることがより好ましく、５員環であることが特に好ましい。
【００５７】
含窒素複素環としては、例えば、先に説明したものが挙げられる。なお、先の説明から明らかな通り、この複素環は、式中の窒素原子以外に、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子などのヘテロ原子を更に含んでいてもよい。また、上述した通り、この複素環は、置換基を更に有していてもよい。
【００５８】
上記含窒素複素環は、Ｒ１２と結合して、環を形成していてもよい。この場合、これらの各々は、例えば、アルキレン基を表す。この環は、５〜７員環であることが好ましく、５又は６員環であることがより好ましく、５員環であることが特に好ましい。
【００５９】
ｍは、上述した通り、０以上の整数である。ｍの上限値は、上記複素環を構成している原子のうち、置換基により置換されることが可能な原子の数に等しい。
【００６０】
Ｙ１により表される置換基は、有機基であってもよく、無機基であってもよい。この置換基は、有機基であることが好ましい。このような置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、置換カルボニル基、及び、置換スルホニル基が挙げられる。これら各基は、更なる置換基を有していてもよい。
【００６１】
Ｙ１により表されるアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルキル基の炭素数は、１〜５０であることが好ましく、１〜３０であることがより好ましく、１〜２０であることが更に好ましい。このような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、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクダデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、１−エチルペンチル基、及び、２−エチルヘキシル基が挙げられる。
【００６２】
Ｙ１により表されるアルキル基は、置換基を有していてもよい。即ち、Ｙ１は、置換アルキル基であってもよい。この置換アルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、フェナシル基、１−ナフトイルメチル基、２−ナフトイルメチル基、４−メチルスルファニルフェナシル基、４−フェニルスルファニルフェナシル基、４−ジメチルアミノフェナシル基、４−シアノフェナシル基、４−メチルフェナシル基、２−メチルフェナシル基、３−フルオロフェナシル基、３−トリフルオロメチルフェナシル基、３−ニトロフェナシル基、クロロメチル基、ブロモメチル基、２−クロロエチル基、メトキシメチル基、メトキシカルボニルメチル基、イソプロポキシメチル基、ブトキシメチル基、ｓ−ブトキシブチル基、メトキシエトキシエチル基、アリルオキシメチル基、フェノキシメチル基、アセチルオキシメチル基、メチルチオメチル基、トリルチオメチル基、ピリジルメチル基、テトラメチルピペリジニルメチル基、Ｎ−アセチルテトラメチルピペリジニルメチル基、トリメチルシリルメチル基、メトキシエチル基、エチルアミノエチル基、ジエチルアミノプロピル基、モルホリノプロピル基、アセチルオキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基、Ｎ−シクロヘキシルカルバモイルオキシエチル基、Ｎ−フェニルカルバモイルオキシエチル基、アセチルアミノエチル基、Ｎ−メチルベンゾイルアミノプロピル基、２−オキソエチル基、２−オキソプロピル基、カルボキシプロピル基、メトキシカルボニルエチル基、アリルオキシカルボニルブチル基、クロロフェノキシカルボニルメチル基、カルバモイルメチル基、Ｎ−メチルカルバモイルエチル基、Ｎ，Ｎ−ジプロピルカルバモイルメチル基、Ｎ−（メトキシフェニル）カルバモイルエチル基、Ｎ−メチル−Ｎ−（スルホフェニル）カルバモイルメチル基、スルホブチル基、スルホナトブチル基、スルファモイルブチル基、Ｎ−エチルスルファモイルメチル基、Ｎ，Ｎ−ジプロピルスルファモイルプロピル基、Ｎ−トリルスルファモイルプロピル基、Ｎ−メチル−Ｎ−（ホスホノフェニル）スルファモイルオクチル基、ホスホノブチル基、ホスホナトヘキシル基、ジエチルホスホノブチル基、ジフェニルホスホノプロピル基、メチルホスホノブチル基、メチルホスホナトブチル基、トリルホスホノヘキシル基、トリルホスホナトヘキシル基、ホスホノオキシプロピル基、ホスホナトオキシブチル基、ベンジル基、フェネチル基、α−メチルベンジル基、１−メチル−１−フェニルエチル基、及び、ｐ−メチルベンジル基が挙げられる。
【００６３】
Ｙ１により表されるアルキル基に導入可能な置換基としては、例えば、上記置換アルキル基の説明中に記載された置換基の他、以下に例示する非金属原子から構成される１価の置換基も挙げられる。上述した置換基を含む好ましい例としては、ハロゲン原子（−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｃｌ、又は−Ｉ）、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルキルスルホキシ基、アリールスルホキシ基、アシルチオ基、アシルアミノ基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリーロキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−アリーロキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アリール−Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アリール−Ｎ−アリーロキシカルボニルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルホ基（−ＳＯ３Ｈ）及びその共役塩基基（スルホナト基と称する）、アルコキシスルホニル基、アリーロキシスルホニル基、スルフィナモイル基、ホスホノ基（−ＰＯ３Ｈ２）及びその共役塩基基（ホスホナト基と称する）、ホスホノオキシ基（−ＯＰＯ３Ｈ２）及びその共役塩基基（ホスホナトオキシ基と称する）、シアノ基、ニトロ基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロ環基、並びに、シリル基が挙げられる。
【００６４】
Ｙ１により表されるアルキル基に導入可能な置換基が含み得るアリール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、及び、クメニル基が挙げられる。
【００６５】
Ｙ１により表されるシクロアルキル基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。このシクロアルキル基の炭素数は、３〜５０であることが好ましく、４〜３０であることがより好ましく、５〜２０であることが更に好ましい。このようなシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、及び、ノルボニル基が挙げられる。
【００６６】
Ｙ１により表されるシクロアルキル基は、更なる置換基を有していてもよい。この更なる置換基としては、例えば、アルキル基に導入可能な置換基として先に説明したものと同様のものが挙げられる。
【００６７】
Ｙ１により表されるアリール基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。また、この基は、ヘテロアリール基であってもよい。Ｙ１により表されるアリール基の炭素数は、６〜５０であることが好ましく、６〜３０であることがより好ましく、６〜２０であることが更に好ましい。このようなアリール基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、９−アンスリル基、９−フェナントリル基、１−ピレニル基、５−ナフタセニル基、１−インデニル基、２−アズレニル基、９−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、ｏ−、ｍ−、及びｐ−トリル基、キシリル基、ｏ−、ｍ−、及びｐ−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、並びに、オバレニル基が挙げられる。
【００６８】
Ｙ１により表されるアリール基は、更なる置換基を有していてもよい。この更なる置換基としては、例えば、アルキル基に導入可能な置換基として先に説明したものと同様のものが挙げられる。
【００６９】
Ｙ１により表されるアルケニル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルケニル基の炭素数は、２〜５０であることが好ましく、２〜３０であることがより好ましく、３〜２０であることが更に好ましい。また、このアルケニル基は、更なる置換基を有していてもよい。
【００７０】
このようなアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、及びスチリル基が挙げられる。また、アルケニル基が有し得る更なる置換基としては、例えば、アルキル基に導入可能な置換基として先に説明したものと同様のものが挙げられる。
【００７１】
Ｙ１により表されるアルキニル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルキニル基の炭素数は、２〜５０であることが好ましく、２〜３０であることがより好ましく、３〜２０であることが更に好ましい。また、このアルキニル基は、更なる置換基を有していてもよい。
【００７２】
このようなアルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロピニル基、及びプロパルギル基が挙げられる。また、アルキニル基が有し得る更なる置換基としては、例えば、アルキル基に導入可能な置換基として先に説明したものと同様のものが挙げられる。
【００７３】
Ｙ１により表される置換カルボニル基は、一般式−ＣＯ−Ｒ０１３により表される基である。ここで、Ｒ０１３は、１価の非金属原子団からなる基である。
【００７４】
この置換カルボニル基としては、例えば、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、及びカルバモイル基が挙げられる。これら各基におけるアルキル基及びアリール基としては、例えば、Ｙ１により表される基として先に説明したのと同様のものが挙げられる。
【００７５】
Ｙ１により表される置換スルホニル基は、一般式−ＳＯ２−Ｒ０１１により表される基である。ここで、Ｒ０１１は、１価の非金属原子団からなる基である。
【００７６】
この置換スルホニル基としては、例えば、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、及び、スルファモイル基が挙げられる。スルファモイル基は、置換基を有していてもよく、置換基を有していなくてもよい。また、上記各基におけるアルキル基及びアリール基としては、例えば、Ｙ１により表される基として先に説明したのと同様のものが挙げられる。
【００７７】
Ｚ−は、アニオンを表す。Ｚ−により表されるアニオンについては、後で詳しく説明する。
【００７８】
以下に、式（ＡＺ１）及び（ＡＺ２）におけるカチオン構造の具体例を、対応する重合成化合物の構造として挙げる。
【化９】
【００７９】
【化１０】
【００８０】
【化１１】
【００８１】
【化１２】
【００８２】
【化１３】
【００８３】
続いて、一般式（ＡＺ１）及び（ＡＺ２）におけるＡ-により表されるアニオンについて説明する。
【００８４】
Ａ−は、典型的には、非求核性アニオンである。ここで、「非求核性アニオン」とは、求核反応を起こす能力が著しく低いアニオンであり、分子内求核反応による経時分解を抑制することができるアニオンである。このようなアニオンを用いると、組成物及び膜の経時安定性が向上する。
【００８５】
Ａ−は、好ましくは有機アニオンである。好ましい有機アニオンとしては、例えば、スルホン酸アニオン、イミド酸アニオン、及び、メチド酸アニオンが挙げられる。より具体的には、例えば、下記ＡＮ１〜ＡＮ３に示す有機アニオンが挙げられる。
【化１４】
【００８６】
式ＡＮ１〜ＡＮ３中、Ｒｃ１〜Ｒｃ３は、各々独立に、有機基を表す。この有機基としては、例えば、炭素数１〜３０のものが挙げられ、好ましくは、アルキル基、アリール基、又はこれらの複数が連結基を介して連結された基である。なお、この連結基としては、例えば、単結合、−Ｏ−、−ＣＯ２−、−Ｓ−、−ＳＯ3−及び−ＳＯ2Ｎ（Ｒｄ1）−が挙げられる。ここで、Ｒｄ1は水素原子又はアルキル基を表し、結合しているアルキル基又はアリール基と環構造を形成してもよい。
【００８７】
Ｒｃ１〜Ｒｃ３の有機基は、１位がフッ素原子又はフルオロアルキル基で置換されたアルキル基、又は、フッ素原子若しくはフルオロアルキル基で置換されたフェニル基であってもよい。フッ素原子又はフルオロアルキル基を含有させることにより、光照射によって発生する酸の酸性度を上昇させることが可能となる。これにより、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の感度を向上させることができる。なお、Ｒｃ１〜Ｒｃ３は、他のアルキル基及びアリール基等と結合して、環構造を形成していてもよい。
【００８８】
また、好ましいＡ-として、下記一般式（ＳＡ１）又は（ＳＡ２）により表されるスルホン酸アニオンが挙げられる。
【化１５】
【００８９】
式（ＳＡ１）中、
Ａｒは、アリール基を表し、−（Ｄ−Ｂ）基以外の置換基を更に有していてもよい。
ｎは、１以上の整数を表す。ｎは、好ましくは１〜４であり、より好ましくは２〜３であり、最も好ましくは３である。
Ｄは、単結合又は２価の連結基を表す。この２価の連結基は、例えば、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、スルホキシド基、スルホン基、スルホン酸エステル基又はエステル基である。
Ｂは、炭化水素基を表す。
【化１６】
【００９０】
式（ＳＡ２）中、
Ｘｆは、各々独立に、フッ素原子、又は、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
【００９１】
Ｒ１及びＲ２は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、及び、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基からなる群より選択される基を表し、複数存在する場合のＲ１及びＲ２の各々は、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
Ｌは、単結合又は２価の連結基を表し、複数存在する場合のＬは、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
Ｅは、環状構造を有する基を表す。
ｘは１〜２０の整数を表し、ｙは０〜１０の整数を表し、ｚは０〜１０の整数を表す。
【００９２】
まず、式（ＳＡ１）により表されるスルホン酸アニオンについて、詳しく説明する。
式（ＳＡ１）中、Ａｒは、好ましくは、炭素数６〜３０の芳香族環である。具体的には、Ａｒは、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ペンタレン環、インデン環、アズレン環、ヘプタレン環、インデセン環、ペリレン環、ペンタセン環、アセタフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環、ナフタセン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環又はフェナジン環である。中でも、ラフネス改良と高感度化との両立の観点から、ベンゼン環、ナフタレン環又はアントラセン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
【００９３】
Ａｒが−（Ｄ−Ｂ）基以外の置換基を更に有している場合、この置換基としては、例えば、先にＹ１について説明したのと同様のものが挙げられるが、中でも、ラフネス改良の観点から、直鎖アルキル基及び分岐鎖アルキル基が好ましい。
【００９４】
式（ＳＡ１）中、Ｄは、好ましくは、単結合であるか、又は、エーテル基若しくはエステル基である。より好ましくは、Ｄは、単結合である。
【００９５】
式（ＳＡ１）中、Ｂは、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基又は、アリール基であり、好ましくはアルキル基であり、さらに好ましくは、分岐鎖アルキル基もしくはシクロアルキル基である。
【００９６】
このようなアルキル基としては、例えば、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、イソヘキシル基、３，３−ジメチルペンチル基、２−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボルニル基、カンフェニル基、デカヒドロナフチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、カンホロイル基、ジシクロヘキシル基及びピネニル基が挙げられる。
【００９７】
次に、式（ＳＡ２）により表されるスルホン酸アニオンについて、詳しく説明する。
式（ＳＡ２）中、Ｘｆは、フッ素原子であるか、又は、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基である。このアルキル基としては、炭素数が１〜１０のものが好ましく、炭素数が１〜４のものがより好ましい。また、フッ素原子で置換されたアルキル基は、パーフルオロアルキル基であることが好ましい。
【００９８】
Ｘｆは、好ましくは、フッ素原子又は炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基である。具体的には、Ｘｆは、好ましくは、フッ素原子、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、Ｃ４Ｆ９、Ｃ５Ｆ１１、Ｃ６Ｆ１３、Ｃ７Ｆ１５、Ｃ８Ｆ１７、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２Ｃ４Ｆ９又はＣＨ２ＣＨ２Ｃ４Ｆ９である。中でも、フッ素原子又はＣＦ３が好ましく、フッ素原子が最も好ましい。
【００９９】
式（ＳＡ２）中、Ｒ１及びＲ２の各々は、水素原子、フッ素原子、アルキル基、及び、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基から選ばれる基である。フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基としては、炭素数１〜４のものが好ましい。また、フッ素原子で置換されたアルキル基としては、炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基が特に好ましい。具体的には、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、Ｃ４Ｆ９、Ｃ５Ｆ１１、Ｃ６Ｆ１３、Ｃ７Ｆ１５、Ｃ８Ｆ１７、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２Ｃ４Ｆ９及びＣＨ２ＣＨ２Ｃ４Ｆ９が挙げられ、中でもＣＦ３が好ましい。
【０１００】
式（ＳＡ２）中、ｘは１〜８が好ましく、１〜４がより好ましい。ｙは０〜４が好ましく、０がより好ましい。ｚは０〜８が好ましく、０〜４がより好ましい。
【０１０１】
式（ＳＡ２）中、Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。２価の連結基としては、例えば、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ２−、アルキレン基、シクロアルキレン基及びアルケニレン基が挙げられる。中でも、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ−又は−ＳＯ２−が好ましく、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は−ＳＯ２−がより好ましい。
【０１０２】
式（ＳＡ２）中、Ｅは、環状構造を有する基を表す。環状構造を有する基としては、例えば、環状脂肪族基、アリール基及び複素環状構造を有する基等が挙げられる。
【０１０３】
Ｅとしての環状脂肪族基は、単環構造を有していてもよく、多環構造を有していてもよい。単環構造を有した環状脂肪族基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びシクロオクチル基等の単環のシクロアルキル基が好ましい。多環構造を有した環状脂肪族基としては、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。特には、Ｅとして６員環以上のかさ高い構造を有する環状脂肪族基を採用した場合、ＰＥＢ（露光後加熱）工程での膜中拡散性が抑制され、解像力及びＥＬ（露光ラチチュード）を更に向上させることが可能となる。
【０１０４】
Ｅとしてのアリール基は、例えば、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、又はアントリル基である。
Ｅとしての複素環状構造を有する基に含まれているヘテロ原子としては、窒素原子又は酸素原子が好ましい。複素環構造の具体例としては、ラクトン環、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ピリジン環、ピペリジン環及びモルホリン環等が挙げられる。中でも、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピペリジン環及びモルホリン環が好ましい。
【０１０５】
一般式（ＡＺ１）又は（ＡＺ２）により表される繰り返し単位（Ａ）を有する樹脂（Ｐ）は、活性光線又は放射線の照射により分解して、一般式ＨＡにより表される酸を発生する。本発明者らは、一般式（ＡＺ１）及び（ＡＺ２）におけるＡ−として、一般式ＨＡにより表される酸の体積が１３０Å３以上であるものを用いると、スカム欠陥を更に抑制できることを見出している。
【０１０６】
一般式ＨＡにより表される酸の体積は、好ましくは１３０Å３以上とし、より好ましくは２００Å３以上とし、更に好ましくは２４０Å３以上とする。また、この体積は、好ましくは２０００Å３以下とし、更に好ましくは１５００Å３以下とする。この体積を過度に大きくすると、感度及び／又は塗布溶剤溶解性が低下する可能性がある。
【０１０７】
なお、酸の体積は、富士通株式会社製の「ＷｉｎＭＯＰＡＣ」を用いて、以下のようにして求めた。即ち、まず、各酸の化学構造を入力した。次に、この構造を初期構造として、ＭＭ３法を用いた分子力場計算により、各酸の最安定立体配座を決定した。その後、これら最安定立体配座についてＰＭ３法を用いた分子軌道計算を行うことにより、各酸の「accessible volume」を計算した。
【０１０８】
下記表１に、Ａ−により表されるアニオンの具体例（Ｉ−１）〜（Ｉ−５４）を挙げる。表１には、対応する発生酸の体積の計算値を併記している。
【表１−１】
【０１０９】
【表１−２】
【０１１０】
【表１−３】
【０１１１】
【表１−４】
【０１１２】
【表１−５】
【０１１３】
【表１−６】
【０１１４】
繰り返し単位（Ａ）に対応する重合性化合物（Ｍ）は、例えば、以下のようにして合成する。まず、含窒素複素環カチオン構造を備えた重合性化合物のスルホン酸塩、ＰＦ６塩、水酸化物、臭化物又は塩化物等と、アニオンＡ−を備えた化合物のリチウム、ナトリウム又はカリウム塩とを準備する。次に、これらを、塩交換法又はイオン交換樹脂を用いた方法により反応させる。このようにして、繰り返し単位（Ａ）に対応する重合性化合物を得る。
【０１１５】
なお、含窒素複素環カチオン構造を備えた重合性化合物は、例えば、J. AM. CHEM. SOC. 2004, 126, 14071-14078、又は、J. AM. CHEM. SOC. 2002, 124, 15225-15238に記載されている方法により合成することができる。
【０１１６】
以下に、繰り返し単位（Ａ）に対応する重合性化合物（Ｍ）の具体例を、カチオン構造とアニオン構造との組み合わせとして、下記表２に示す。
【表２】
【０１１７】
樹脂（Ｐ）は、繰り返し単位（Ａ）を１種類だけ含んでいてもよく、繰り返し単位（Ａ）を２種類以上含んでいてもよい。
【０１１８】
樹脂（Ｐ）中の繰り返し単位（Ａ）の含有率は、全繰り返し単位に対して、０．５〜８０モル％の範囲が好ましく、より好ましくは１〜６０モル％の範囲であり、さらに好ましくは３〜４０モル％の範囲である。
【０１１９】
〔繰り返し単位（Ｂ）〕
樹脂（Ｐ）は、繰り返し単位（Ａ）とは異なる、酸の作用により分解して、アルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位（Ｂ）（以下、「酸分解性基を有する繰り返し単位」と称することがある）を有していてもよい。
【０１２０】
アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、（アルキルスルホニル）（アルキルカルボニル）メチレン基、（アルキルスルホニル）（アルキルカルボニル）イミド基、ビス（アルキルカルボニル）メチレン基、ビス（アルキルカルボニル）イミド基、ビス（アルキルスルホニル）メチレン基、ビス（アルキルスルホニル）イミド基、トリス（アルキルカルボニル）メチレン基、トリス（アルキルスルホニル）メチレン基等が挙げられる。
【０１２１】
好ましいアルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、フッ素化アルコール基（好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール）、スルホン酸基が挙げられる。
【０１２２】
酸分解性基として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
【０１２３】
酸で脱離する基としては、例えば、−Ｃ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）、−Ｃ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（ＯＲ３９）、−Ｃ（Ｒ０１）（Ｒ０２）（ＯＲ３９）等を挙げることができる。
【０１２４】
式中、Ｒ３６〜Ｒ３９は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、１価の芳香環基、アルキレン基と１価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。Ｒ３６とＲ３７とは、互いに結合して環を形成してもよい。
【０１２５】
Ｒ０１及びＲ０２は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、１価の芳香環基、アルキレン基と１価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。
【０１２６】
酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第３級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第３級アルキルエステル基である。
繰り返し単位（Ｂ）としては、下記一般式（Ｖ）で表される繰り返し単位がより好ましい。
【化１７】
【０１２７】
一般式（Ｖ）において、Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。Ｒ５２はＬ５と結合して環（好ましくは、５員もしくは６員環）を形成していてもよく、その場合のＲ５２はアルキレン基を表わす。
Ｌ５は、単結合または２価の連結基を表し、Ｒ５２と環を形成する場合には３価の連結基
を表す。
Ｒ５４はアルキル基を表し、Ｒ５５及びＲ５６は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基または１価の芳香環基を表す。Ｒ５５及びＲ５６は互いに結合して環を形成してもよい。但し、Ｒ５５とＲ５６とが同時に水素原子であることはない。
【０１２８】
一般式（Ｖ）について、更に詳細に説明する。
一般式（Ｖ）におけるＲ５１〜Ｒ５３のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していても良いメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数２０以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数８以下のアルキル基、特に好ましくは炭素数３以下のアルキル基が挙げられる。
【０１２９】
アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記Ｒ５１〜Ｒ５３におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
【０１３０】
シクロアルキル基としては、単環型でも、多環型でもよい。好ましくは置換基を有していても良いシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数３〜８個で単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が特に好ましい。
【０１３１】
上記各基における好ましい置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等を挙げることができ、置換基の炭素数は８以下が好ましい。
【０１３２】
またＲ５２がアルキレン基でありＬ５と環を形成する場合、アルキレン基としては、好ま
しくはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数１〜８のアルキレン基が挙げられる。炭素数１〜４のアルキレン基がより好ましく、炭素数１〜２のアルキレン基が特に好ましい。
【０１３３】
式（Ｖ）におけるＲ５１及びＲ５３としては、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基（−ＣＦ３）、ヒドロキシメチル基（−ＣＨ２−ＯＨ）、クロロメチル基（−ＣＨ２−Ｃｌ）、フッ素原子（−Ｆ）が特に好ましい。Ｒ５２としては、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、アルキレン基（Ｌ５と環を形成）がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基（−ＣＦ３）、ヒドロキシメチル基（−ＣＨ２−ＯＨ）、クロロメチル基（−ＣＨ２−Ｃｌ）、フッ素原子（−Ｆ）、メチレン基（Ｌ５と環を形成）、エチレン基（Ｌ５と環を形成）が特に好ましい。
【０１３４】
Ｌ５で表される２価の連結基としては、アルキレン基、２価の芳香環基、−ＣＯＯ−Ｌ１−、−Ｏ−Ｌ１−、これらの２つ以上を組み合わせて形成される基等が挙げられる。ここで、Ｌ１はアルキレン基、シクロアルキレン基、２価の芳香環基、アルキレン基と２価の芳香環基を組み合わせた基を表す。
【０１３５】
Ｌ５は、単結合、−ＣＯＯ−Ｌ１−で表される基又は２価の芳香環基が好ましい。ＡｒＦエキシマレーザーで露光する場合には、１９３ｎｍ領域の吸収低減の観点から、単結合又は−ＣＯＯ−Ｌ１−であることが好ましい。Ｌ１は炭素数１〜５のアルキレン基が好ましく、メチレン、プロピレン基がより好ましい。
【０１３６】
Ｒ５４〜Ｒ５６のアルキル基としては炭素数１〜２０のものが好ましく、より好ましくは炭素数１〜１０のものであり、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基などの炭素数１〜４のものが特に好ましい。
【０１３７】
Ｒ５５及びＲ５６で表されるシクロアルキル基としては、炭素数３〜２０のものが好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環性のものであってもよいし、ノルボニル基、アダマンチル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、等の多環性のものであってもよい。
【０１３８】
また、Ｒ５５及びＲ５６が互いに結合して形成される環としては、炭素数３〜２０のものが好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環性のものであってもよいし、ノルボニル基、アダマンチル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、等の多環性のものであってもよい。Ｒ５５及びＲ５６が互いに結合して環を形成する場合、Ｒ５４は炭素数１〜３のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
【０１３９】
Ｒ５５及びＲ５６で表される１価の芳香環基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。Ｒ５５及びＲ５６のどちらか一方が水素原子の場合、他方は１価の芳香環基であることが好ましい。
【０１４０】
ＡｒＦエキシマレーザーで露光する場合には、１９３ｎｍ領域の吸収低減の観点から、Ｒ５５及びＲ５６は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基であることが好ましい。
【０１４１】
一般式（Ｖ）で表される繰り返し単位に相当するモノマーの合成方法としては、一般的な重合性基含有エステルの合成法を適用することが可能であり、特に限定されることはない。
以下に、一般式（Ｖ）で表される繰り返し単位（Ｂ）の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【化１８】
【０１４２】
【化１９】
【０１４３】
【化２０】
【０１４４】
【化２１】
【０１４５】
【化２２】
【０１４６】
【化２３】
【０１４７】
また、樹脂（Ｐ）は、繰り返し単位（Ｂ）として、下記一般式（ＶＩ）で表される繰り返し単位を含んでいてもよく、特に電子線又はＥＵＶ光で露光する場合に好ましい。
【化２４】
【０１４８】
一般式（ＶＩ）中、Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。Ｒ６２はＡｒ６と結合して環（好ましくは、５員もしくは６員環）を形成していてもよく、その場合のＲ６２はアルキレン基を表わす。
Ｘ６は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＲ６４−（Ｒ６４は、水素原子、アルキル基を表す）を表す。Ｌ６は、単結合、アルキレン基を表す。Ａｒ６は、２価の芳香環基を表す。
Ｙ２は、複数ある場合は各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、Ｙ２の少なくとも１つは、酸の作用により脱離する基を表す。
ｎは、１〜４の整数を表す。
【０１４９】
一般式（ＶＩ）について更に詳細に説明する。
一般式（ＶＩ）におけるＲ６１〜Ｒ６３のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数２０以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数８以下のアルキル基が挙げられる。
【０１５０】
アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記Ｒ６１〜Ｒ６３におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
【０１５１】
シクロアルキル基としては、単環型でも多環型でもよく、好ましくは置換基を有していても良いシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数３〜８個の単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子がより好ましい。
【０１５２】
Ｒ６２がアルキレン基を表す場合、アルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数１〜８個のものが挙げられる。
【０１５３】
Ｘ６により表わされる−ＣＯＮＲ６４−（Ｒ６４は、水素原子、アルキル基を表す）におけるＲ６４のアルキル基としては、Ｒ６１〜Ｒ６３のアルキル基と同様のものが挙げられる。
【０１５４】
Ｘ６としては、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−が好ましく、単結合、−ＣＯＯ−がより好ましい。
【０１５５】
Ｌ６におけるアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数１〜８個のものが挙げられる。
【０１５６】
Ａｒ６は、２価の芳香環基を表す。２価の芳香環基は、置換基を有していても良く、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基などの炭素数６〜１８のアリーレン基、あるいは、例えば、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む２価の芳香環基を好ましい例として挙げることができる。
【０１５７】
上述したアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルキレン基及び２価の芳香環基が有し得る置換基としては、上述した一般式（Ｖ）におけるＲ５１〜Ｒ５３により表わされる各基が有し得る置換基と同様の具体例が挙げられる。
【０１５８】
ｎは１又は２であることが好ましく、１であることがより好ましい。
ｎ個のＹ２は、各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、ｎ個中の少なくとも１つは、酸の作用により脱離する基を表す。
酸の作用により脱離する基Ｙ２としては、例えば、−Ｃ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｃ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）、−Ｃ（Ｒ０１）（Ｒ０２）（ＯＲ３９）、−Ｃ（Ｒ０１）（Ｒ０２）−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｃ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）、−ＣＨ（Ｒ３６）（Ａｒ）等を挙げることができる。
【０１５９】
式中、Ｒ３６〜Ｒ３９は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、１価の芳香環基、アルキレン基と１価の芳香環基を組み合わせた基又はアルケニル基を表す。Ｒ３６とＲ３７とは、互いに結合して環を形成してもよい。
【０１６０】
Ｒ０１及びＲ０２は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、１価の芳香環基、アルキレン基と１価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。
Ａｒは、１価の芳香環基を表す。
【０１６１】
Ｒ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１及びＲ０２のアルキル基は、炭素数１〜８のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、へキシル基、オクチル基等を挙げることができる。
【０１６２】
Ｒ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１及びＲ０２のシクロアルキル基は、単環型でも、多環型でもよい。単環型としては、炭素数３〜８のシクロアルキル基が好ましく、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、シクロオクチル基等を挙げることができる。多環型としては、炭素数６〜２０のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、アンドロスタニル基等を挙げることができる。なお、シクロアルキル基中の炭素原子の一部が酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
【０１６３】
Ｒ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１、Ｒ０２及びＡｒの１価の芳香環基は、炭素数６〜１０の１価の芳香環基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む２価の芳香環基を挙げることができる。
【０１６４】
Ｒ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１及びＲ０２のアルキレン基と１価の芳香環基とを組み合わせた基としては、炭素数７〜１２のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。
【０１６５】
Ｒ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１及びＲ０２のアルケニル基は、炭素数２〜８のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロへキセニル基等を挙げることができる。
【０１６６】
Ｒ３６とＲ３７とが、互いに結合して形成する環は、単環型でも、多環型でもよい。単環型としては、炭素数３〜８のシクロアルキル構造が好ましく、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、シクロへキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造等を挙げることができる。多環型としては、炭素数６〜２０のシクロアルキル構造が好ましく、例えば、アダマンタン構造、ノルボルナン構造、ジシクロペンタン構造、トリシクロデカン構造、テトラシクロドデカン構造等を挙げることができる。尚、シクロアルキル構造中の炭素原子の一部が酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
【０１６７】
Ｒ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１、Ｒ０２、及びＡｒとしての上記各基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等を挙げることができ、置換基の炭素数は８以下が好ましい。
酸の作用により脱離する基Ｙ２としては、下記一般式（ＶＩ−Ａ）で表される構造がより好ましい。
【化２５】
【０１６８】
ここで、Ｌ１及びＬ２は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、１価の芳香環基、又はアルキレン基と１価の芳香環基とを組み合わせた基を表す。
Ｍは、単結合又は２価の連結基を表す。
Ｑは、アルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよいシクロアルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよい１価の芳香環基、アミノ基、アンモニウム基、メルカプト基、シアノ基又はアルデヒド基を表す。
Ｑ、Ｍ、Ｌ１の少なくとも２つが結合して環（好ましくは、５員もしくは６員環）を形成してもよい。
【０１６９】
Ｌ１及びＬ２としてのアルキル基は、例えば炭素数１〜８個のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基を好ましく挙げることができる。
【０１７０】
Ｌ１及びＬ２としてのシクロアルキル基は、例えば炭素数３〜１５個のシクロアルキル基であって、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等を好ましい例として挙げることができる。
【０１７１】
Ｌ１及びＬ２としての１価の芳香環基は、例えば炭素数６〜１５個のアリール基であって、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基、アントリル基等を好ましい例として挙げることができる。
【０１７２】
Ｌ１及びＬ２としてのアルキレン基と１価の芳香環基を組み合わせた基は、例えば、炭素数６〜２０であって、ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基が挙げられる。
【０１７３】
Ｍとしての２価の連結基は、例えば、アルキレン基（例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基など）、シクロアルキレン基（例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基など）、アルケニレン基（例えば、エチレン基、プロペニレン基、ブテニレン基など）、２価の芳香環基（例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基など）、−Ｓ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＳＯ２−、−Ｎ（Ｒ０）−、およびこれらの複数を組み合わせた２価の連結基である。Ｒ０は、水素原子またはアルキル基（例えば炭素数１〜８個のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基など）である。
【０１７４】
Ｑとしてのアルキル基は、上述のＬ１及びＬ２としての各基と同様である。
Ｑとしてのヘテロ原子を含んでいてもよいシクロアルキル基及びヘテロ原子を含んでいてもよい１価の芳香環基に於ける、ヘテロ原子を含まない肪族炭化水素環基及びへテロ原子を含まない１価の芳香環基としては、上述のＬ１及びＬ２としてのシクロアルキル基、及び１価の芳香環基などが挙げられ、好ましくは、炭素数３〜１５である。
【０１７５】
ヘテロ原子を含むシクロアルキル基及びヘテロ原子を含む１価の芳香環基としては、例えば、チイラン、シクロチオラン、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール、ピロリドン等のヘテロ環構造を有する基が挙げられるが、一般にヘテロ環と呼ばれる構造（炭素とヘテロ原子で形成される環、あるいはヘテロ原子にて形成される環）であれば、これらに限定されない。
【０１７６】
Ｑ、Ｍ、Ｌ１の少なくとも２つが結合して形成してもよい環としては、Ｑ、Ｍ、Ｌ１の少なくとも２つが結合して、例えば、プロピレン基、ブチレン基を形成して、酸素原子を含有する５員または６員環を形成する場合が挙げられる。
【０１７７】
一般式（ＶＩ−Ａ）におけるＬ１、Ｌ２、Ｍ、Ｑで表される各基は、置換基を有していてもよく、例えば、前述のＲ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１、Ｒ０２、及びＡｒが有してもよい置換基として説明したものが挙げられ、置換基の炭素数は８以下が好ましい。
【０１７８】
−Ｍ−Ｑで表される基として、炭素数１〜３０個で構成される基が好ましく、炭素数５〜２０個で構成される基がより好ましい。
【０１７９】
以下に繰り返し単位（Ｂ）の好ましい具体例として、一般式（ＶＩ）で表される繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【化２６】
【０１８０】
【化２７】
【０１８１】
【化２８】
【０１８２】
【化２９】
【０１８３】
【化３０】
【０１８４】
また、樹脂（Ｐ）は、繰り返し単位（Ｂ）として、下記一般式（ＢＺ）で表される繰り返し単位を含んでいてもよく、特に電子線又はＥＵＶ光で露光する場合に好ましい。
【化３１】
【０１８５】
一般式（ＢＺ）中、ＡＲは、アリール基を表す。Ｒｎは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。ＲｎとＡＲとは互いに結合して非芳香族環を形成してもよい。
Ｒ１は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
【０１８６】
ＡＲのアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、又は、フルオレン基等の炭素数６〜２０のものが好ましく、炭素数６〜１５のものがより好ましい。
【０１８７】
ＡＲがナフチル基、アントリル基又はフルオレン基である場合、Ｒｎが結合している炭素原子とＡＲとの結合位置には、特に制限はない。例えば、ＡＲがナフチル基である場合、この炭素原子は、ナフチル基のα位に結合していてもよく、β位に結合していてもよい。或いは、ＡＲがアントリル基である場合、この炭素原子は、アントリル基の１位に結合していてもよく、２位に結合していてもよく、９位に結合していてもよい。
【０１８８】
ＡＲとしてのアリール基は、それぞれ、１以上の置換基を有していてもよい。このような置換基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基及びドデシル基等の炭素数が１〜２０の直鎖又は分岐鎖アルキル基、これらアルキル基部分を含んだアルコキシ基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等のシクロアルキル基、これらシクロアルキル基部分を含んだシクロアルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、アリール基、シアノ基、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基、チオフェンカルボニルオキシ基、チオフェンメチルカルボニルオキシ基、及びピロリドン残基等のヘテロ環残基が挙げられる。この置換基としては、炭素数１〜５の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基、これらアルキル基部分を含んだアルコキシ基が好ましく、パラメチル基又はパラメトキシ基がより好ましい。
【０１８９】
ＡＲとしてのアリール基が、複数の置換基を有する場合、複数の置換基のうちの少なくとも２つが互いに結合して環を形成しても良い。環は、５〜８員環であることが好ましく、５又は６員環であることがより好ましい。また、この環は、環員に酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含むヘテロ環であってもよい。
【０１９０】
更に、この環は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、Ｒｎが有していてもよい更なる置換基について後述するものと同様のものが挙げられる。
【０１９１】
また、一般式（ＢＺ）により表される繰り返し単位（Ｂ）は、ラフネス性能の観点から、２個以上の芳香環を含有ことが好ましい。この繰り返し単位が有する芳香環の個数は、通常、５個以下であることが好ましく、３個以下であることがより好ましい。
【０１９２】
また、一般式（ＢＺ）により表される繰り返し単位（Ｂ）において、ラフネス性能の観点から、ＡＲは２個以上の芳香環を含有することがより好ましく、ＡＲがナフチル基又はビフェニル基であることが更に好ましい。ＡＲが有する芳香環の個数は、通常、５個以下であることが好ましく、３個以下であることがより好ましい。
【０１９３】
Ｒｎは、上述したように、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
Ｒｎのアルキル基は、直鎖アルキル基であってもよく、分岐鎖アルキル基であってもよい。このアルキル基としては、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基及びドデシル基等の炭素数が１〜２０のものが挙げられる。Ｒｎのアルキル基は、炭素数１〜５のものが好ましく、炭素数１〜３のものがより好ましい。
【０１９４】
Ｒｎのシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の炭素数が３〜１５のものが挙げられる。
【０１９５】
Ｒｎのアリール基としては、例えば、フェニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル基、ナフチル基及びアントリル基等の炭素数が６〜１４のものが好ましい。
【０１９６】
Ｒｎとしてのアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基の各々は、置換基を更に有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基、チオフェンカルボニルオキシ基、チオフェンメチルカルボニルオキシ基、及びピロリドン残基等のヘテロ環残基が挙げられる。中でも、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基及びスルホニルアミノ基が特に好ましい。
【０１９７】
Ｒ１は、上述したように、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
【０１９８】
Ｒ１のアルキル基及びシクロアルキル基としては、例えば、先にＲｎについて説明したのと同様のものが挙げられる。これらアルキル基及びシクロアルキル基の各々は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、先にＲｎについて説明したのと同様のものが挙げられる。
【０１９９】
Ｒ１が置換基を有するアルキル基又はシクロアルキル基である場合、特に好ましいＲ１としては、例えば、トリフルオロメチル基、アルキルオキシカルボニルメチル基、アルキルカルボニルオキシメチル基、ヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基が挙げられる。
【０２００】
Ｒ１のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。中でも、フッ素原子が特に好ましい。
【０２０１】
Ｒ１のアルキルオキシカルボニル基に含まれるアルキル基部分としては、例えば、先にＲ１のアルキル基として挙げた構成を採用することができる。
【０２０２】
ＲｎとＡＲとが互いに結合して非芳香族環を形成することが好ましく、これにより、特に、ラフネス性能をより向上させることができる。
【０２０３】
ＲｎとＡＲとは互いに結合して形成しても良い非芳香族環としては、５〜８員環であることが好ましく、５又は６員環であることがより好ましい。
【０２０４】
非芳香族環は、脂肪族環であっても、環員として酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含むヘテロ環であってもよい。
【０２０５】
非芳香族環は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、Ｒｎが有していてもよい更なる置換基について先に説明したのと同様のものが挙げられる。
【０２０６】
以下に、一般式（ＢＺ）により表される繰り返し単位（Ｂ）の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。
【化３２】
【０２０７】
【化３３】
【０２０８】
【化３４】
【０２０９】
【化３５】
【０２１０】
【化３６】
【０２１１】
【化３７】
【０２１２】
【化３８】
【０２１３】
【化３９】
【０２１４】
【化４０】
【０２１５】
樹脂（Ｐ）が繰り返し単位（Ｂ）を含んでいる場合、本発明の樹脂（Ｐ）中における繰り返し単位（Ｂ）の含有率は、樹脂（Ｐ）中の全繰り返し単位に対して、５〜９０モル％の範囲が好ましく、１０〜８０モル％の範囲がより好ましく、２０〜７０モル％の範囲が特に好ましい。
【０２１６】
〔繰り返し単位（Ｃ）〕
本発明の樹脂（Ｐ）は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位（Ｃ）を更に含んでいてもよい。このアルカリ可溶性基としては、芳香環基を有するものが好ましい。
【０２１７】
繰り返し単位（Ｃ）としては、下記一般式（Ｉ）で表される構造がより好ましい。繰り返し単位（Ａ）と一般式（Ｉ）により表される繰り返し単位（Ｃ）とを組み合わせると、本発明に係る組成物の感度を更に向上させることができる。本発明者らは、その理由は、J. Org. Chem. 2005, 70, 6809-6819 に記載されている連鎖反応が起こりやすくなることにより、繰り返し単位（Ａ）からの酸の発生量が増大するためであると推測している。
【化４１】
【０２１８】
式中、
Ｒ４１、Ｒ４２及びＲ４３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ｘ４は、単結合、−ＣＯＯ−、又は−ＣＯＮＲ６４−を表し、Ｒ６４は、水素原子又はアルキル基を表す。
Ｌ４は、単結合又はアルキレン基を表す。
Ａｒ４は、（ｎ＋１）価の芳香環基を表す。
ｎは、１〜４の整数を表す。
【０２１９】
式（Ｉ）におけるＲ４１、Ｒ４２、Ｒ４３のアルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、、アルコキシカルボニル基、及びこれらの基が有し得る置換基の具体例としては、一般式（Ｖ）における各基と同様の具体例が挙げられる。
【０２２０】
Ａｒ４としての芳香環基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基などの炭素数６〜１８のアリーレン基、あるいは、例えば、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む芳香環基を好ましい例として挙げることができる。
【０２２１】
上記各基における好ましい置換基としては、一般式（Ｖ）におけるＲ５１〜Ｒ５３で挙げたアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、フェニル基等のアリール基が挙げられる。
【０２２２】
Ｘ４により表わされる−ＣＯＮＲ６４−（Ｒ６４は、水素原子、アルキル基を表す）におけるＲ６４のアルキル基としては、Ｒ６１〜Ｒ６３のアルキル基と同様のものが挙げられる。
【０２２３】
Ｘ４としては、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−が好ましく、単結合、−ＣＯＯ−がより好ましい。
【０２２４】
Ｌ４におけるアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数１〜８個のものが挙げられる。
【０２２５】
Ａｒ４としては、置換基を有していても良い炭素数６〜１８のアリーレン基がより好ましく、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基が特に好ましい。
【０２２６】
以下に、一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位（Ｃ）の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。式中、aは０〜２の整数を表す。
【化４２】
【０２２７】
【化４３】
【０２２８】
一般式（Ｉ）で表されるアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位（Ｃ）の含有率は、樹脂（Ｐ）中の全繰り返し単位に対し、３〜９０ｍｏｌ％が好ましく、より好ましくは５〜８０ｍｏｌ％、更に好ましくは７〜７０ｍｏｌ％である。
【０２２９】
〔繰り返し単位（Ｄ）〕
樹脂(Ｐ)は、さらに、アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基を有する繰り返し単位（Ｄ）を有していてもよい。
アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基としては、ラクトン構造、フェニルエステル構造などが挙げられ、下記一般式（ＡＩＩ）で表される繰り返し単位がより好ましい。
【化４４】
【０２３０】
一般式（ＡＩＩ）中、Ｖは、アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基を表す。Ａｂは、単結合、アルキレン基、単環または多環のシクロアルキル構造を有する２価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、又はこれらを組み合わせた２価の連結基を表す。Ｒｂ0は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
【０２３１】
Ｒｂ0のアルキル基として、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基であり、アルキル基は置換基を有していてもよく、好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。Ｒｂ0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Ｒｂ0として、さらに好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基であり、水素原子、メチル基が特に好ましい。
【０２３２】
Ａｂは、好ましくは、単結合、−Ａｂ1−ＣＯ2−で表される２価の連結基である。ここでＡｂ1は、アルキレン基、シクロヘキシレン基であり、好ましくはメチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。
【０２３３】
Ｖは、アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基を表すが、好ましくはエステル結合を有する基であり、中でもラクトン構造を有する基がより好ましい。
【０２３４】
ラクトン構造を有する基としては、好ましくは５〜７員環ラクトン構造であり、５〜７員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式（ＬＣ１−１）〜（ＬＣ１−１７）のいずれかで表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては（ＬＣ１−１）、（ＬＣ１−４）、（ＬＣ１−５）、（ＬＣ１−６）、（ＬＣ１−１３）、（ＬＣ１−１４）である。
【化４５】
【０２３５】
ラクトン構造部分は、置換基（Ｒｂ2）を有していてもよく、好ましい（Ｒｂ2）としては、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数４〜７の１価のシクロアルキル基、炭素数１〜８のアルコキシ基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。より好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、シアノ基、酸分解性基である。ｎ２は、０〜４の整数を表す。ｎ２が２以上の時、複数存在する置換基（Ｒｂ2）は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在する置換基（Ｒｂ2）同士が結合して環を形成してもよい。
【０２３６】
ラクトン基を有する繰り返し単位は、通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、１種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体混合して用いてもよい。１種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度（ｅｅ）が９０以上のものが好ましく、より好ましくは９５以上である。
【０２３７】
樹脂（Ｐ）が繰り返し単位（Ｄ）を含有する場合、樹脂（Ｐ）中の繰り返し単位（Ｄ）の含有率は、全繰り返し単位に対して、０．５〜８０モル％の範囲が好ましく、より好ましくは１〜６０モル％の範囲であり、さらに好ましくは２〜４０モル％の範囲である。繰り返し単位（Ｄ）は２種類以上を組み合わせて用いてもよい。特定のラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。
以下に、繰り返し単位（Ｄ）の具体例を示す。式中、Ｒｘは、Ｈ、ＣＨ３、ＣＨ２ＯＨ、又はＣＦ３を表す。
【化４６】
【０２３８】
【化４７】
【０２３９】
〔その他の繰り返し単位〕
樹脂（Ｐ）が有してよい、上述した繰り返し単位以外の繰り返し単位として、水酸基又はシアノ基を有する脂環炭化水素を有する繰り返し単位や、極性基を持たない脂環炭化水素を有する繰り返し単位があげられる。このような繰り返し単位は、酸分解性基を実質的に有さないことが好ましい。
【０２４０】
このうち、水酸基又はシアノ基を有する脂環炭化水素を有する繰り返し単位は、これらをさらに有することで、基板密着性及び現像液親和性を更に向上させることができる。上記脂環炭化水素としては、アダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルナン基が好ましい。このような繰り返し単位としては、下記一般式（ＡＩＩａ）〜（ＡＩＩｄ）で表される繰り返し単位を挙げることができる。
【化４８】
【０２４１】
一般式（ＡＩＩａ）〜（ＡＩＩｄ）に於いて、Ｒ２ｃ〜Ｒ４ｃの内の少なくとも１つは水酸基又はシアノ基を表し、残りは水素原子である。好ましくは、Ｒ２ｃ〜Ｒ４ｃの内の１つ又は２つが、水酸基で、残りが水素原子である。更に好ましくは、Ｒ２ｃ〜Ｒ４ｃの内の２つが、水酸基で、残りが水素原子である。Ｒ１ｃは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
【０２４２】
水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げる。
【化４９】
【０２４３】
また、極性基を持たない脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位としては、例えば、一般式（ＶＩＩ）で表される繰り返し単位が挙げられる。
【化５０】
【０２４４】
一般式（ＶＩＩ）中、Ｒ５は脂環炭化水素を表し、Ｒａは水素原子、アルキル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基を表す。
【０２４５】
Ｒａは、水素原子、メチル基が好ましく、水素原子、メチル基が特に好ましい。
【０２４６】
Ｒ５としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基などの炭素数３から１２のシクロアルキル基、シクロへキセニル基など炭素数３から１２のシクロアルケニル基、ビシクロヘキシル基、パーヒドロナフタレニル基などの環集合炭化水素基、ピナン、ボルナン、ノルピナン、ノルボルナン、ビシクロオクタン環（ビシクロ［２．２．２］オクタン環、ビシクロ［３．２．１］オクタン環等）、ホモブレダン、アダマンタン、トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン、トリシクロ［４．３．１．１２，５］ウンデカン環、テトラシクロ［４．４．０．１２，５．１７，１０］ドデカン、パーヒドロ−１，４−メタノ−５，８−メタノナフタレン環、パーヒドロナフタレン（デカリン）、パーヒドロアントラセン、パーヒドロフェナントレン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフルオレン、パーヒドロインデン、パーヒドロフェナレン環などの架橋環式炭化水素環が挙げられる。好ましい基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、ビシクロオクタニル基、トリシクロ［５、２、１、０２，６］デカニル基、などが挙げられる。より好ましい架橋環式炭化水素環としてノルボニル基、アダマンチル基が挙げられる。
【０２４７】
これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していても良く、好ましい置換基としてはハロゲン原子、アルキル基、保護基で保護された水酸基、保護基で保護されたアミノ基などが挙げられる。
【０２４８】
極性基を持たない脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、Ｒａは、Ｈ、ＣＨ３、ＣＨ２ＯＨ、又はＣＦ３を表す。
【化５１】
【０２４９】
極性基を持たない脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂（Ｐ）中の全繰り返し単位に対し、１〜４０モル％が好ましく、より好ましくは１〜２０モル％である。
【０２５０】
本発明の樹脂（Ｐ）は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、更にレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を有することができる。
【０２５１】
このような繰り返し構造単位としては、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、スチレン類、クロトン酸エステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を１個有する化合物等を挙げることができる。
これにより、本発明の組成物に用いられる樹脂に要求される性能、特に、（１）塗布溶剤に対する溶解性、（２）製膜性（ガラス転移点）、（３）アルカリ現像性、（４）膜べり（親疎水性、アルカリ可溶性基選択）、（５）未露光部の基板への密着性、（６）ドライエッチング耐性等の微調整が可能となる。
【０２５２】
本発明の組成物に用いられる樹脂（Ｐ）において、各繰り返し構造単位の含有モル比は、レジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、更にはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。
【０２５３】
本発明の樹脂（Ｐ）の形態としては、ランダム型、ブロック型、クシ型、スター型のいずれの形態でもよい。
樹脂（Ｐ）は、例えば、各構造に対応する不飽和モノマーのラジカル、カチオン、又はアニオン重合により合成することができる。また各構造の前駆体に相当する不飽和モノマーを用いて重合した後に、高分子反応を行うことにより目的とする樹脂を得ることも可能である。
【０２５４】
例えば、一般的合成方法としては、不飽和モノマー及び重合開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤に不飽和モノマーと重合開始剤の溶液を１〜１０時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。
【０２５５】
重合に使用される溶媒としては、例えば、後述の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を調製する際に使用することができる溶剤等を挙げることができ、より好ましくは本発明の組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。
【０２５６】
重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤（アゾ系開始剤、パーオキサイドなど）を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などが挙げられる。必要に応じて連鎖移動剤（例えば、アルキルメルカプタンなど）の存在下で重合を行ってもよい。
【０２５７】
反応の濃度は５〜７０質量％であり、好ましくは１０〜５０質量％である。反応温度は、通常１０℃〜１５０℃であり、好ましくは３０℃〜１２０℃、更に好ましくは４０〜１００℃である。
反応時間は、通常１〜４８時間であり、好ましくは１〜２４時間、更に好ましくは１〜１２時間である。
【０２５８】
反応終了後、室温まで放冷し、精製する。精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。例えば、上記樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒（貧溶媒）を、該反応溶液の１０倍以下の体積量、好ましくは１０〜５倍の体積量で、接触させることにより樹脂を固体として析出させる。
【０２５９】
ポリマー溶液からの沈殿又は再沈殿操作の際に用いる溶媒（沈殿又は再沈殿溶媒）としては、該ポリマーの貧溶媒であればよく、ポリマーの種類に応じて、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ニトロ化合物、エーテル、ケトン、エステル、カーボネート、アルコール、カルボン酸、水、これらの溶媒を含む混合溶媒等の中から適宜選択して使用できる。これらの中でも、沈殿又は再沈殿溶媒として、少なくともアルコール（特に、メタノールなど）又は水を含む溶媒が好ましい。
【０２６０】
沈殿又は再沈殿溶媒の使用量は、効率や収率等を考慮して適宜選択できるが、一般には、ポリマー溶液１００質量部に対して、１００〜１００００質量部、好ましくは２００〜２０００質量部、更に好ましくは３００〜１０００質量部である。
【０２６１】
沈殿又は再沈殿する際の温度としては、効率や操作性を考慮して適宜選択できるが、通常０〜５０℃程度、好ましくは室温付近（例えば２０〜３５℃程度）である。沈殿又は再沈殿操作は、攪拌槽などの慣用の混合容器を用い、バッチ式、連続式等の公知の方法により行うことができる。
【０２６２】
沈殿又は再沈殿したポリマーは、通常、濾過、遠心分離等の慣用の固液分離に付し、乾燥して使用に供される。濾過は、耐溶剤性の濾材を用い、好ましくは加圧下で行われる。乾燥は、常圧又は減圧下（好ましくは減圧下）、３０〜１００℃程度、好ましくは３０〜５０℃程度の温度で行われる。
【０２６３】
なお、一度、樹脂を析出させて、分離した後に、再び溶媒に溶解させ、該樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒と接触させてもよい。即ち、上記ラジカル重合反応終了後、該ポリマーが難溶あるいは不溶の溶媒を接触させ、樹脂を析出させ（工程ａ）、樹脂を溶液から分離し（工程ｂ）、改めて溶媒に溶解させ樹脂溶液Ａを調製（工程ｃ）、その後、該樹脂溶液Ａに、該樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒を、樹脂溶液Ａの１０倍未満の体積量（好ましくは５倍以下の体積量）で、接触させることにより樹脂固体を析出させ（工程ｄ）、析出した樹脂を分離する（工程ｅ）ことを含む方法でもよい。
【０２６４】
重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤（アゾ系開始剤、パーオキサイドなど）を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル２，２‘−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は５〜５０質量％であり、好ましくは１０〜３０質量％である。反応温度は、通常１０℃〜１５０℃であり、好ましくは３０℃〜１２０℃、更に好ましくは６０〜１００℃である。
【０２６５】
本発明に係わる樹脂（Ｐ）の分子量は、特に制限されないが、重量平均分子量が１０００〜１０００００の範囲であることが好ましく、１５００〜６００００の範囲であることがより好ましく、２０００〜３００００の範囲であることが特に好ましい。重量平均分子量を１０００〜１０００００の範囲とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、且つ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化することを防ぐことができる。ここで、樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣ（キャリア：ＴＨＦあるいはＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ））によって測定したポリスチレン換算分子量を示す。
【０２６６】
また分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは１．００〜５．００、より好ましくは１．０３〜３．５０であり、更に好ましくは、１．０５〜２．５０である。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。
【０２６７】
本発明の樹脂（Ｐ）は、１種類単独で、又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。樹脂（Ｐ）の含有率は、本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物中の全固形分を基準にして、３０〜１００質量％が好ましく、５０〜１００質量％がより好ましく、７０〜１００質量％が特に好ましい。
【０２６８】
以下に、樹脂（Ｐ）の具体例を示す。
【化５２】
【０２６９】
【化５３】
【０２７０】
【化５４】
【０２７１】
【化５５】
【０２７２】
【化５６】
【０２７３】
【化５７】
【０２７４】
【化５８】
【０２７５】
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物には、必要に応じて更に、酸の作用により分解してアルカリ水溶液に対する溶解速度が増大する樹脂、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物（低分子の光酸発生剤（従来型））、塩基性化合物、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物、界面活性剤、酸の作用により分解しカルボン酸よりも強い酸を生成する物質等を含有させることができる。
【０２７６】
＜酸の作用により分解してアルカリ水溶液に対する溶解速度が増大する樹脂＞
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、樹脂（Ｐ）以外に、酸の作用により分解してアルカリ水溶液に対する溶解速度が増大する樹脂を含有していてもよい。
酸の作用により分解してアルカリ水溶液に対する溶解速度が増大する樹脂（以下、「酸分解性樹脂」ともいう）は、樹脂の主鎖又は側鎖、或いは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基（酸分解性基）を有する樹脂である。この内、酸分解性基を側鎖に有する樹脂がより好ましい。
【０２７７】
酸分解性樹脂は、欧州特許２５４８５３号明細書、特開平２−２５８５０号公報、同３−２２３８６０号公報、同４−２５１２５９号公報等に開示されているように、アルカリ可溶性樹脂に酸で分解し得る基の前駆体を反応させる、もしくは、酸で分解し得る基の結合したアルカリ可溶性樹脂モノマーを種々のモノマーと共重合して得ることができる。
【０２７８】
酸分解性基としては、例えば、−ＣＯＯＨ基、−ＯＨ基などのアルカリ可溶性基を有する樹脂において、左記のアルカリ可溶性基の水素原子を酸の作用により脱離する基で置換した基が好ましい。
【０２７９】
酸分解性基として具体的には、前述した本発明の樹脂（Ｐ）で説明した酸分解性基（例えば、樹脂（Ｐ）における繰り返し単位（Ｂ）として説明した酸分解性基）と同様の基を好ましい例として挙げることができる。
【０２８０】
前記アルカリ可溶性基を有する樹脂としては、例えば、ポリ（ｏ−ヒドロキシスチレン）、ポリ（ｍ−ヒドロキシスチレン）、ポリ（ｐ−ヒドロキシスチレン）及びこれらの共重合体、水素化ポリ（ヒドロキシスチレン）、下記構造で表される置換基を有するポリ（ヒドロキシスチレン）類、およびフェノール性水酸基を有する樹脂、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、水素化ノボラック樹脂等のヒドロキシスチレン構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂、（メタ）アクリル酸、ノルボルネンカルボン酸などのカルボキシル基を有する繰り返し単位を含有するアルカリ可溶性樹脂が挙げられる。
【０２８１】
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物において、樹脂（Ｐ）を除く酸分解性樹脂の組成物中の配合率は、組成物の全固形分中０〜７０質量％が好ましく、より好ましくは０〜５０質量％、更により好ましくは０〜３０質量％である。
【０２８２】
＜活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物＞
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物では、光酸発生構造を有する樹脂（Ｐ）を含有しているが、樹脂（Ｐ）以外に、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物（以下、「酸発生剤」又は「光酸発生剤」ともいう）を含有してもよい。
【０２８３】
そのような酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
【０２８４】
酸発生剤としては、例えば、アジニウム塩、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、ｏ−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。これらの具体例としては、例えば、米国特許出願公開第２００８／０２４１７３７Ａ１号明細書の〔０１６４〕〜〔０２４８〕に説明されているものを挙げることができる。
【０２８５】
酸発生剤の組成物中の含量は、本発明の組成物の全固形分を基準として、０〜２０質量％が好ましく、より好ましくは０〜１０質量％、更に好ましくは０〜７質量％である。酸発生剤は、本発明において必須成分ではないが、添加の効果を得る上では、通常０．０１質量％以上で使用される。
【０２８６】
＜塩基性化合物＞
本発明の感活性光線又は放射線性組成物は、塩基性化合物を含有することが好ましいく、塩基性化合物は、含窒素有機塩基性化合物であることが好ましい。
使用可能な含窒素有機塩基性化合物は特に限定されないが、例えば具体例として、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ペンチルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、トリ−ｎ−デシルアミン、トリイソデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ジデシルアミン、メチルオクタデシルアミン、ジメチルウンデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルドデシルアミン、メチルジオクタデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジヘキシルアニリン、２，６−ジイソプロピルアニリン、２，４，６−トリ（ｔ−ブチル）アニリン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルアニリン、トリス（メトキシエトキシエチル）アミンや、米国特許第６０４０１１２号明細書のカラム３、６０行目以降に例示の化合物などのアミン類が挙げられる。
【０２８７】
その他に好ましい塩基性化合物として、２−フェニルベンゾイミダゾール、２，４，５−トリフェニルイミダゾール、Ｎ−ヒドロキシエチルピペリジン、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、４−ジメチルアミノピリジンなど、アンチピリン、ヒドロキシアンチピリン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノナ−５−エン、１，８−ジアザビシクロ〔５．４．０〕−ウンデカ−７−エンなどの含窒素複素環構造を有する化合物や、２−［２−｛２―（２，２―ジメトキシ−フェノキシエトキシ）エチル｝−ビス−（２−メトキシエチル）］−アミン、米国特許出願公開第２００７／０２２４５３９Ａ１号明細書の段落［００６６］に例示されている化合物（Ｃ１−１）〜（Ｃ３−３）などのフェノキシ基を有するアミン化合物や、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドのようなアンモニウム塩が挙げられる。
【０２８８】
その他、酸の作用により塩基性が増大する化合物も、塩基性化合物の１種として用いることができる。
【０２８９】
この例として、例えば下記一般式（Ａ）で表される構造を有するものが挙げられ、このもの自身は塩基性が低いが、酸によりまず−Ｃ（Ｒｂ）（Ｒｂ）（Ｒｂ）部位が分解し、次にエステル結合部位が脱炭酸することで、実質的な塩基性が発現すると考えられる。
【化５９】
【０２９０】
上式（Ａ）において、Ｒａは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示し、Ｒｂは各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示すが、３つのＲｂが同時に水素原子であることはない。ｎは０〜２の整数を表し、ｍは１〜３の整数を表し、ｎ＋ｍ＝３である。ｎ＝２のとき、２つのＲａは異なっていてもよい。また、２つのＲｂは結合して脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。
【０２９１】
以下に、酸の作用により塩基性が増大する化合物の特に好ましい具体的に示す。
【化６０】
【０２９２】
【化６１】
【０２９３】
その他、本発明の組成物に使用可能なものとして、特開２００２−３６３１４６号公報の実施例で合成されている化合物、特開２００７−２９８５６９号公報の段落０１０８に記載の化合物などが挙げられる。
塩基性化合物は、単独であるいは２種以上併用して用いられる。
塩基性化合物の使用量は、組成物の固形分を基準として、通常、０．００１〜１０質量％、好ましくは０．０１〜５質量％である。
【０２９４】
酸発生剤／塩基性化合物のモル比は、２．５〜３００であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が２．５以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から３００以下が好ましい。このモル比としてより好ましくは５．０〜２００、更に好ましくは７．０〜１５０である。
尚、上記モル比における酸発生剤とは、樹脂（Ｐ）に含まれる繰り返し単位（ａ）と、前述した樹脂（Ｐ）以外の酸発生剤の合計の量である。
【０２９５】
＜酸またはアルカリの作用により分解する基を有する低分子化合物＞
本発明の組成物は、酸またはアルカリの作用により分解する基を有する低分子化合物（但し、上述した酸の作用により塩基性が増大する化合物を除く）を含有することができる。酸またはアルカリの作用により分解する基としては特に限定されないが、アセタール基、カルボネート基、カルバメート基、３級エステル基、３級水酸基、ヘミアミナールエーテル基、ラクトン構造が好ましく、カルバメート基、ヘミアミナールエーテル基であることが特に好ましい。
【０２９６】
電子線またはＥＵＶ光で照射する場合には、フェノール化合物のフェノール性水酸基を酸分解基で置換した構造を含有するものが好ましい。フェノール化合物としてはフェノール骨格を１〜９個含有するものが好ましく、さらに好ましくは２〜６個含有するものである。
以下に具体例を示す。
【化６２】
【０２９７】
上記の酸またはアルカリの作用により分解する基を有する低分子化合物は、市販のものを用いても、公知の方法で合成したものを用いてもよい。
【０２９８】
＜界面活性剤＞
本発明の組成物は、更に界面活性剤を含有してもよい。含有する場合、界面活性剤としては、フッ素系又はシリコン系界面活性剤が好ましい。
これらに該当する界面活性剤としては、大日本インキ化学工業（株）製のメガファックＦ１７７、メガファックＲ０８、ＯＭＮＯＶＡ社製のＰＦ６５６、ＰＦ６３２０、トロイケミカル（株）製のトロイゾルＳ−３６６、住友スリーエム（株）製のフロラードＦＣ４３０、信越化学工業（株）製のポリシロキサンポリマーＫＰ−３４１などが挙げられる。
【０２９９】
また、他の界面活性剤を使用することもでき、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類などが挙げられる。その他、公知の界面活性剤が適宜使用可能である。使用可能な界面活性剤としては、例えば、米国特許出願公開第２００８／０２４８４２５Ａ１号明細書の［０２７３］以降に記載の界面活性剤が挙げられる。
界面活性剤の使用量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分量（溶剤を除く全量）に対して、好ましくは０〜２質量％、更に好ましくは０．０００１〜２質量％、特に好ましくは０．０００５〜１質量％である。
【０３００】
一方、界面活性剤の添加量を１０ｐｐｍ以下、或いは含有しないことも好ましい。
【０３０１】
＜溶剤＞
組成物を調製する際に使用できる溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、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、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−オクタノイックラクトン、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン２−ブタノン、３−メチルブタノン、ピナコロン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、３−メチル−２−ペンタノン、４−メチル−２−ペンタノン、２−メチル−３−ペンタノン、４，４−ジメチル−２−ペンタノン、２，４−ジメチル−３−ペンタノン、２，２，４，４−テトラメチル−３−ペンタノン、２−ヘキサノン、３−ヘキサノン、５−メチル−３−ヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、２−メチル−３−ヘプタノン、５−メチル−３−ヘプタノン、２，６−ジメチル−４−ヘプタノン、２−オクタノン、３−オクタノン、２−ノナノン、３−ノナノン、５−ノナノン、２−デカノン、３−デカノン、４−デカノン、５−ヘキセン−２−オン、３−ペンテン−２−オン、シクロペンタノン、２−メチルシクロペンタノン、３−メチルシクロペンタノン、２，２−ジメチルシクロペンタノン、２，４，４−トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、３−メチルシクロヘキサノン、４−メチルシクロヘキサノン、４−エチルシクロヘキサノン、２，２−ジメチルシクロヘキサノン、２，６−ジメチルシクロヘキサノン、２，２，６−トリメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、２−メチルシクロヘプタノン、３−メチルシクロヘプタノン、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、酢酸ブチル、酢酸−２−メトキシエチル、酢酸−２−エトキシエチル、酢酸−２−（２−エトキシエトキシ）エチル、酢酸−３−メトキシ−３−メチルブチル、酢酸−１−メトキシ−２−プロピル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピルが好ましく挙げられる。
【０３０２】
好ましく使用できる溶剤としては、２−ヘプタノン、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、乳酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、３−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸−２−エトキシエチル、酢酸−２−（２−エトキシエトキシ）エチル、プロピレンカーボネートが挙げられる。特に好ましい溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルが挙げられる。
これら溶媒は、２種以上を混合して用いてもよく、混合する場合、水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤とを混合することが好ましい。水酸基を有する溶剤としてはアルキレングリコールモノアルキルエーテルが好ましく、水酸基を有しない溶剤としてはアルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートが好ましい。
【０３０３】
本発明の組成物中における溶媒の含有率は、所望の膜厚等に応じて適宜調整可能であるが、一般的には組成物の全固形分濃度が０．５〜３０質量％、好ましくは１．０〜２０質量％、より好ましくは１．５〜１０質量％となるように調製される。
【０３０４】
＜酸の作用により分解し、カルボン酸よりも強い酸を生成する物質＞
本発明の組成物は、酸の作用により分解し、カルボン酸よりも強い酸を生成する物質（以下、「酸増殖剤」ともいう）を含有してもよい。
酸増殖剤から生成する酸は、その酸の強度が大きいものが好ましく、具体的にはその酸の解離定数（ｐＫａ）として３以下が好ましく、より好ましくは２以下である。酸増殖剤から発生する酸としてはスルホン酸が好ましい。
【０３０５】
酸増殖剤は、具体的には下記一般式（１）〜（６）で表される化合物が好ましい。
【化６３】
【０３０６】
一般式（１）〜（６）に於いて、Ｒは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ０は、酸の作用により脱離する基を表し、Ｒ１は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、又はアリーロキシ基を表し、Ｒ２は、アルキル基又はアラルキル基を表し、Ｒ３は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ４、Ｒ５は、各々独立に、アルキル基を表し、Ｒ４とＲ５が互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ６は、水素原子又はアルキル基を表し、Ｒ７は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ８は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ９は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ９は、Ｒ７と結合して環を形成しても良い。Ｒ１０は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、アリーロキシ基又はアルケニルオキシ基を表し、Ｒ１１は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、アリーロキシ基又はアルケニル基を表し、Ｒ１０とＲ１１は、互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ１２は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基又は環状イミド基を表す。
【０３０７】
Ｒ０の酸の作用により脱離する基としては、例えば、ｔ−ブチル基、ｔ−アミル基等の３級アルキル基、イソボロニル基、１−エトキシエチル基、１−ブトキシエチル基、１−イソブトキシエチル基、１−シクロヘキシロキシエチル基等の１−アルコキシエチル基、１−メトキシメチル基、１−エトキシメチル基等のアルコキシメチル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキルシリル基、３−オキソシクロヘキシル基等を挙げることができる。
【０３０８】
一般式（１）〜（６）で表される化合物の具体例としては、例えば、特開２００８−２０９８８９号公報の［０２１５］以降に例示された化合物（１−１）〜（１−１１）、（２−１）〜（２−６）、（３−１）〜（３−６）、（４−１）〜（４−７）、（５−１）〜（５−４）、（６−１）〜（６−２０）が挙げられる。
【０３０９】
＜その他の成分＞
本発明の組成物は、上記に説明した成分以外にも、カルボン酸オニウム塩、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ＳＰＩＥ， ２７２４，３５５ （１９９６）等に記載の分子量３０００以下の溶解阻止化合物、染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤などを適宜含有することができる。
【０３１０】
＜パターン形成方法＞
本発明の組成物は、典型的には、上記の成分を溶剤に溶解し、フィルター濾過した後、支持体に塗布して用いる。
フィルターとしては、ポアサイズ０．１μｍ以下、より好ましくは０．０５μｍ以下、更に好ましくは０．０３μｍ以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。
膜の膜厚は、特に限定されないが、０.０１〜０．２μｍが好ましく、０.０２〜０．１μｍがより好ましい。
基板上に塗布する方法としては、スピン塗布が好ましく、その回転数は１０００〜３０００ｒｐｍが好ましい。
【０３１１】
組成物は、集積回路素子、フォトマスク、インプリント用モールドなどの製造に使用されるような基板（例：シリコン／二酸化シリコン被覆）上にスピナー等の適当な塗布方法により塗布される。その後乾燥し、感光性の膜を形成する。
当該膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク（加熱）を行い、現像、リンスする。これにより良好なパターンを得ることができる。なお、電子ビームの照射では、マスクを介さない描画（直描）が一般的である。
【０３１２】
なお、本発明の組成物を適用して、インプリント用モールド構造体を作製する場合の詳細については、例えば、ナノインプリントの基礎と技術開発・応用展開―ナノインプリントの基板技術と最新の技術展開―編集：平井義彦 フロンティア出版（2006年6月発行）、特許第４１０９０８５号公報や、特開２００８−１６２１０１号公報などを参照されたい。
【０３１３】
感光性膜を形成する前に、基板上に予め反射防止膜を塗設してもよく、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。活性光線又は放射線としては、例えば、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザー、Ｘ線、軟Ｘ線、又は電子線があげられ、ＥＵＶ光又は電子線が特に適している。
【０３１４】
現像工程では、アルカリ現像液を用いる。現像工程におけるアルカリ現像液としては、通常、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドに代表される４級アンモニウム塩が用いられるが、これ以外にも無機アルカリ（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等、１〜３級アミン（例えば、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等）、アルコールアミン（例えば、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等）、環状アミン（例えば、ピロール、ピヘリジン等）等のアルカリ水溶液も使用可能である。
【０３１５】
更に、上記アルカリ現像液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加してもよい。 アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常０．１〜２０質量％である。
アルカリ現像液のｐＨは、通常１０．０〜１５．０である。
リンス液としては、純水が好ましく、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
【実施例】
【０３１６】
＜繰り返し単位（Ａ）に対応した重合性化合物の合成＞
（Ｍ−９８の合成）
４−フェニルピリジンＮ−オキシド２２．９４質量部に 2-Methacryloyloxyethyl p-toluenesulphonate ４０．００質量部を加え８０℃で２時間攪拌した。室温まで放冷し、酢酸エチル１００．００質量部を加え１時間攪拌し、濾過して得られた白色固体をメタノール３０.００質量部に溶解し、その溶液をイオン交換樹脂（Amberlite(R)；IRA410）を用いることにより、化合物Ａ４８．２１質量部を得た。
【０３１７】
1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ(ppm)： 9.58(d, 2H), 8.42(d, 2H), 7.85(d, 2H), 7.52(m, 3H), 6.09(s, 1H), 5.58(s, 1H), 5.18(t, 2H), 4.59(s, 2H), 2.97(s, 3H)。
【０３１８】
これを常法に従い化合物Ｂと塩交換して、Ｍ−９８を合成した。
【化６４】
【０３１９】
（Ｍ−１の合成）
４−ビニルピリジンＮ−オキシド１９．５１質量部に ｐ−トルエンスルホン酸メチル ３０．００質量部を加え６０℃で４時間攪拌した。室温まで放冷し、酢酸エチル１００．００質量部を加えた。その溶液をイオン交換樹脂（Amberlite(R)；IRA410）を用いることにより、化合物Ｃ４８．２１質量部を得た。
【０３２０】
1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ(ppm)： 9.43(d, 2H), 8.62(d, 2H), 6.63(dd, 1H), 5.58(dd, 1H), 5.18(dd, 1H), 3.30(s, 3H)。
【０３２１】
これを常法に従い化合物Ｄと塩交換して、Ｍ−１を合成した。
【化６５】
【０３２２】
以下、同様にして、他の繰り返し単位（Ａ）に対応した重合性化合物（Ｍ−１９、Ｍ−３５、Ｍ−３９、Ｍ−４９、Ｍ−５４、Ｍ−６５、Ｍ−１０３、Ｍ−１１４、Ｍ−１３７、Ｍ−１４５、Ｍ−１５４、Ｍ−１６３、Ｍ−２０３、Ｍ−２１２、Ｍ−２１９）を合成した。
【０３２３】
＜樹脂（Ｐ）の合成＞
（樹脂Ｐ−１の合成）
メチルエチルケトン９．３３質量部を窒素気流下、８０℃に加熱した。この液を攪拌しながら、上記合成例１にて得られたモノマー（Ｍ−９８）８．０９質量部、下記構造のモノマーＥ５．５６質量部、４−ヒドロキシスチレン６．３５質量部、メチルエチルケトン３７．３３質量部、２，２’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔Ｖ−６０１、和光純薬工業（株）製〕１．４２質量部の混合溶液を２時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃で更に４時間攪拌した。反応液を放冷後、多量のヘキサン／酢酸エチルで再沈殿・真空乾燥を行うことで、本発明の樹脂（Ｐ−１）を１１．５質量部得た。
【０３２４】
得られた樹脂のＧＰＣ（キャリア：Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ））から求めた重量平均分子量（Ｍｗ：ポリスチレン換算）は、Ｍｗ＝９４００、分散度は、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．６２であった。
【化６６】
【０３２５】
（樹脂Ｐ−２の合成）
メチルエチルケトン９．３３質量部を窒素気流下、８０℃に加熱した。この液を攪拌しながら、上記合成例３にて得られたモノマー（Ｍ−１）４．７１質量部、下記構造のモノマーＦ７．７０質量部、下記構造のモノマーＧ２．５２質量部、４−ヒドロキシスチレン５．０８質量部、メチルエチルケトン３７．３３質量部、２，２’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔Ｖ−６０１、和光純薬工業（株）製〕１．７０質量部の混合溶液を２時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃で更に４時間攪拌した。反応液を放冷後、多量のヘキサン／酢酸エチルで再沈殿・真空乾燥を行うことで、本発明の樹脂（Ｐ−２）を１５．５質量部得た。
【０３２６】
得られた樹脂のＧＰＣ（キャリア：Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ））から求めた重量平均分子量（Ｍｗ：ポリスチレン換算）は、Ｍｗ＝８９００、分散度は、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．７２であった。
【０３２７】
以下、同様にして、樹脂Ｐ−３〜Ｐ−１７を合成した。また、比較用に、樹脂Ｐ−１８及びＰ−１９を準備した。下記表３に、各々の組成比（モル％；各繰り返し単位と左から順に対応）、重量平均分子量及び分散度を示す。
【化６７】
【０３２８】
【化６８】
【０３２９】
【表３】
【０３３０】
＜レジスト評価＞
下記表４に示す成分を溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度４質量％の溶液を調製し、これを０．１０μｍのポアサイズを有するポリテトラフルオロエチレンフィルターで濾過して感活性光線性又は感放射性樹脂組成物を調製した。感活性光線性又は感放射性樹脂組成物を下記の方法で評価し、結果を下記表４に示した。
なお、下表における各成分について、複数使用した場合の比は質量比である。また、各成分の濃度は、全固形分に対する質量濃度（質量％）を表している。
【０３３１】
（露光条件１：ＥＢ露光；実施例１〜２５並びに比較例１及び２）
調製した感放射線性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、１２０℃で９０秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、膜厚１００ｎｍの感放射線性膜を形成させた。この感放射線性膜を、電子線照射装置（（株）日立製作所製ＨＬ７５０、加速電圧５０ｋｅＶ）を用いて電子線照射を行った。照射後直ぐに１３０℃で９０秒間ホットプレート上で加熱した。更に濃度２．３８質量％のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて２３℃で６０秒間現像し、３０秒間純水にてリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
【０３３２】
（露光条件２：ＥＵＶ露光；実施例２６〜３０及び比較例３）
調製した感放射線性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、１２０℃で９０秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、膜厚１００ｎｍの感放射線性膜を形成させた。この感放射線性膜を、ＥＵＶ露光装置で照射し、照射後直ぐに１３０℃で９０秒間ホットプレート上で加熱した。更に濃度２．３８質量％のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて２３℃で６０秒間現像し、３０秒間純水にてリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
【０３３３】
（感度評価）
得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ−９２２０）を用いて観察した。１００ｎｍライン（ライン：スペース＝１:１）を解像する時の最小照射エネルギーを感度とした。
【０３３４】
（解像力評価）
上記の感度を示す照射量における限界解像力（ラインとスペースとが分離解像する最小幅）を解像力とした。
【０３３５】
（パターン形状評価）
上記の感度を示す照射量における１００ｎｍラインパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡（(株)日立製作所製Ｓ−４３００）を用いて観察し、矩形、T-top、テーパーの３段階評価を行った。
【０３３６】
（ＬＥＲ評価）
上記の感度を示す照射量における１００ｎｍラインパターンの長さ方向５０μｍにおける任意の３０点について、走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ−９２２０）を用いてエッジがあるべき基準線からの距離を測定し、標準偏差を求め、３σを算出した。
【０３３７】
（アウトガス（露光後の膜厚変動率評価））
上記の感度を示す照射量の２倍の照射量を照射し、露光後（後加熱前）の膜厚を測定し、以下の式から、未露光時の膜厚からの変動率を求めた。
【０３３８】
膜厚変動率＝１００×（未露光時の膜厚−露光後の膜厚）／未露光時の膜厚
膜厚変動率が少ない方がアウトガスの低減が良好であることを示す。
【表４】
【０３３９】
【表５】
【０３４０】
なお、表中に示した略号は、以下の通りである。
【０３４１】
〔光酸発生剤〕
【化６９】
【０３４２】
〔塩基性化合物〕
ＴＢＡＨ：テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
ＴＯＡ：トリ（ｎ−オクチル）アミン
ＴＰＩ：トリフェニルイミダゾール
〔界面活性剤〕
Ｗ−１：メガファックＦ１７７（大日本インキ化学工業（株）製）（フッ素系）
Ｗ−２：メガファックＲ０８（大日本インキ化学工業（株）製）（フッ素及びシリコン系）
Ｗ−３：ポリシロキサンポリマーＫＰ−３４１（信越化学工業（株）製）（シリコン系）
Ｗ−４：ＰＦ６３２０（ＯＭＮＯＶＡ社製）（フッ素系）
〔溶剤〕
Ｓ１：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ；１−メトキシ−２−アセトキシプロパン）
Ｓ２：プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ；１−メトキシ−２−プロパノール）
Ｓ３：乳酸エチル。
【０３４３】
表４に記載の結果から、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、ＥＢ露光において、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス、及び、良好なアウトガス性能を同時に満足することが明らかである。
また、表５に記載の結果から、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、ＥＵＶ露光においても、高感度及び良好なパターン形状を同時に満足することが明らかである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、この組成物を用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法に関する。本発明は、例えば、超ＬＳＩ及び高容量マイクロチップの製造プロセス、ナノインプリント用モールド作成プロセス及び高密度情報記録媒体の製造プロセス等に適用可能な超マイクロリソグラフィプロセス、並びに、その他のフォトファブリケーションプロセスに好適に用いられる組成物、膜、及びパターン形成方法に関する。更に詳細には、本発明は、例えば、電子線又はＥＵＶ光などの軟Ｘ線による半導体素子の微細加工に好適に用いられる組成物、膜、及びパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィーによる微細加工は、近年、集積回路の高集積化に伴い、数十ナノメートルオーダーの超微細パターン形成が要求されるようになってきている。この要求に伴い、露光波長もｇ線からｉ線に、さらにＫｒＦエキシマレーザー光に、というように短波長化の傾向が見られる。さらには、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線やＸ線、あるいはＥＵＶ光を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。
【０００３】
また、レジスト組成物による微細加工は、直接に集積回路の製造に用いられるだけでなく、近年ではいわゆるインプリント用モールド構造体の作製等にも適用されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１を参照）。
【０００４】
特に、Ｘ線、軟Ｘ線又は電子線を用いるリソグラフィーは、次世代若しくは次々世代のパターン形成技術として位置付けられており、高感度と、高解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス及びアウトガスの低減とを同時に達成することが重要な課題となっている。
【０００５】
この課題を解決する１つの方法として、光酸発生部位を備えた樹脂の使用が検討されている（例えば、特許文献２乃至４を参照）。しかしながら、上記課題に関しては、更なる改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６２１０１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／１１７０４３号明細書
【特許文献３】特開２００８−１３３４４８号公報
【特許文献４】特開２００６−２５９５０９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】平井義彦（編）「ナノインプリントの基礎と技術開発・応用展開−ナノインプリントの基板技術と最新の技術展開」フロンティア出版（２００６年６月発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス、及びアウトガスの低減を同時に達成可能とするポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、以下に例示する発明を完成するに至った。
【００１０】
〔１〕活性光線又は放射線の照射により分解して遊離酸を発生する含窒素複素環カチオン構造を側鎖に備えた繰り返し単位（Ａ）を含んだ樹脂（Ｐ）を含有したポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【００１１】
〔２〕前記繰り返し単位（Ａ）は下記一般式（ＡＺ１）又は（ＡＺ２）により表される〔１〕に記載の組成物。
【化１】
【００１２】
式中、
Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ｘ１１及びＸ１２は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒ１２とＸ１１又はＸ１２とは、互いに結合して、環を形成していてもよい。
【化２】
【００１３】
は、含窒素複素環を表す。
Ｙ１は、置換基を表す。
Ａ−は、アニオンを表す。
【００１４】
〔３〕前記含窒素複素環カチオンはアジニウムカチオンである〔１〕又は〔２〕に記載の組成物。
【００１５】
〔４〕前記樹脂（Ｐ）は、酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位（Ｂ）を更に含んでいる〔１〕〜〔３〕の何れかに記載の組成物。
【００１６】
〔５〕前記樹脂（Ｐ）は、下記一般式（Ｉ）により表される繰り返し単位（Ｃ）を更に含んでいる〔１〕〜〔４〕の何れかに記載の組成物。
【化３】
【００１７】
式中、
Ｒ４１、Ｒ４２及びＲ４３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ｘ４は、単結合、−ＣＯＯ−、又は−ＣＯＮＲ６４−を表し、Ｒ６４は、水素原子又はアルキル基を表す。
Ｌ４は、単結合又はアルキレン基を表す。
Ａｒ４は、（ｎ＋１）価の芳香環基を表す。
ｎは、１〜４の整数を表す。
【００１８】
〔６〕〔１〕〜〔５〕の何れかに記載の組成物を用いて形成された感活性光線性又は感放射線性樹脂膜。
【００１９】
〔７〕〔６〕に記載の膜を、電子線、Ｘ線又は軟Ｘ線により露光することと、前記露光された膜を現像することとを含んだパターン形成方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス、及びアウトガスの低減を同時に達成可能とするポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２２】
なお、ここでは、置換又は無置換を明示していない基及び原子団には、置換基を有していないものと置換基を有しているものとの双方が含まれることとする。例えば、置換又は無置換を明示していない「アルキル基」は、置換基を有していないアルキル基（無置換アルキル基）のみならず、置換基を有しているアルキル基（置換アルキル基）をも包含することとする。
【００２３】
また、ここで「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外（ＥＵＶ）線などの軟Ｘ線、Ｘ線又は電子線（ＥＢ）を意味している。「光」とは、活性光線又は放射線を意味している。「露光」とは、水銀灯、遠紫外線、Ｘ線及びＥＵＶ光等による光照射のみならず、電子線及びイオンビーム等の粒子線による描画をも意味している。
【００２４】
＜樹脂（Ｐ）＞
本発明に係るポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、以下に説明する繰り返し単位（Ａ）を含んだ樹脂（Ｐ）を含有している。
【００２５】
〔繰り返し単位（Ａ）〕
繰り返し単位（Ａ）は、その側鎖に、活性光線又は放射線の照射により分解して遊離酸を発生する含窒素複素環カチオン構造を備えている。このような繰り返し単位（Ａ）を含んだ樹脂（Ｐ）を用いると、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス、及び良好なアウトガス性能を同時に満足することが可能となる。
【００２６】
上記含窒素複素環は、芳香環であってもよく、非芳香環であってもよい。この複素環は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。また、この複素環は、置換基を更に有していてもよい。
【００２７】
このような複素環としては、例えば、イミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、２Ｈ−ピロール環、３Ｈ−インドール環、１Ｈ−インダゾール、プリン環、イソキノリン環、４Ｈ-キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、プテリジン環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、フェナジン環、ペリミジン環、トリアジン環、ベンズイソキノリン環、チアゾール環、チアジアジン環、アゼピン環、アゾシン環、イソチアゾール環、イソオキサゾール環、及びベンゾチアゾール環が挙げられる。中でも、ピリジン環又はキノリン環が特に好ましい。
【００２８】
上記含窒素複素環が有し得る置換基としては、例えば、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子（−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｃｌ等）、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、シアノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルキルスルホキシ基、アリールスルホキシ基、アシルチオ基、アシルアミノ基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリーロキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−アリーロキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アリール−Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アリール−Ｎ−アリーロキシカルボニルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルホ基（−ＳＯ３Ｈ）及びその共役塩基基（スルホナト基と称する）、アルコキシスルホニル基、アリーロキシスルホニル基、スルフィナモイル基、ホスホノ基（−ＰＯ３Ｈ２）及びその共役塩基基（ホスホナト基と称する）、ホスホノオキシ基（−ＯＰＯ３Ｈ２）及びその共役塩基基（ホスホナトオキシ基と称する）、ニトロ基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロ環基、並びに、シリル基が挙げられる。これらの基は、置換基を更に有していてもよい。
【００２９】
上記含窒素複素環は、下記一般式（ＡＺ−Ａ）又は（ＡＺ−Ｂ）により表されることが好ましい。即ち、含窒素複素環は、６員環又は５員環を含んでいることが好ましい。
【化４】
【００３０】
式中、
Ａは、各々独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子を表す。
【００３１】
Ｙは、ｐ≧２の場合には各々独立に、置換基を表す。Ｙのうち少なくとも２つは、互いに結合して、環を形成していてもよい。ｐは、０〜５の整数を表す。
Ｚは、ｑ≧２の場合には各々独立に、置換基を表す。Ｚのうち少なくとも２つは、互いに結合して、環を形成していてもよい。ｑは、０〜４の整数を表す。
【００３２】
一般式（ＡＺ−Ａ）及び（ＡＺ−Ｂ）の各々において、Ａのうち窒素原子、酸素原子、又は硫黄原子の数は、好ましくは０〜２であり、より好ましくは０又は１である。
【００３３】
一般式（ＡＺ−Ａ）及び（ＡＺ−Ｂ）の各々において、Ｙ及びＺの具体例としては、例えば、先に含窒素複素環が有し得る置換基として説明したものが挙げられる。また、Ｙ及びＺの各々は、それらの少なくとも２つが互いに結合して、環を形成していてもよい。即ち、一般式（ＡＺ−Ａ）又は（ＡＺ−Ｂ）により表されるカチオンは、縮環構造を有していてもよい。
【００３４】
Ｙ又はＺが互いに結合して形成し得る環は、芳香環であってもよく、非芳香環であってもよい。また、この環は、ヘテロ原子を含んだ複素環であってもよい。Ｙ又はＺが互いに結合して形成し得る環は、５〜７員環であることが好ましく、５又は６員環であることがより好ましく、６員環であることが特に好ましい。
【００３５】
加えて、Ｙ又はＺが互いに結合して形成し得る環は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、先に含窒素複素環が有し得る置換基として説明したものが挙げられる。
【００３６】
一般式（ＡＺ−Ａ）により表される複素環中のＡの１つが窒素原子、酸素原子又は硫黄原子である場合、含窒素複素環は、下記一般式（ＡＺ−Ａ１）又は（ＡＺ−Ａ２）により表されることがより好ましい。
【化５】
【００３７】
一般式（ＡＺ−Ａ１）及び（ＡＺ−Ａ２）中、Ａは、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｙ及びｐは、一般式（ＡＺ−Ａ）における各々と同義である。
【００３８】
一般式（ＡＺ−Ｂ）により表される複素環中のＡの１つが窒素原子、酸素原子又は硫黄原子である場合、含窒素複素環は、下記一般式（ＡＺ−Ｂ１）により表されることがより好ましい。
【化６】
【００３９】
一般式（ＡＺ−Ｂ１）中、Ａは、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｚ及びｑは、一般式（ＡＺ−Ｂ）における各々と同義である。
【００４０】
上記含窒素複素環カチオン構造は、アジニウムカチオンを含んでいることが好ましい。このような構成を採用すると、高感度、高い解像性、良好なパターン形状、及び良好なラインエッジラフネスを、更に高い水準で、同時に満足することができる。
【００４１】
なお、ここで「アジニウム」とは、構造内に、（１）アジン環（窒素原子を含んだ６員環）を有するもの（例えば、ピリジニウム、ジアジニウム、トリアジニウムなど）、又は、（２）アジン環及びアジン環と縮合した１個以上の芳香族環を有するもの（例えば、キノリニウム、イソキノリニウム、ベンゾアジニウム、ナフトアジニウムなど）を表す。
【００４２】
繰り返し単位（Ａ）は、下記一般式（ＡＺ１）又は（ＡＺ２）により表されることがより好ましい。このような構成を採用すると、高感度、高い解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス、及び良好なアウトガス性能を、更に高い水準で、同時に満足することができる。
【００４３】
樹脂（Ｐ）が下記一般式（ＡＺ１）により表される繰り返し単位（Ａ）を含んでいる場合、アウトガス性能が特に良好となる。他方、下記一般式（ＡＺ２）により表される繰り返し単位（Ａ）は、対応する重合性化合物の合成が比較的容易である。そのため、繰り返し単位（Ａ）として下記一般式（ＡＺ２）により表される構成を採用すると、コスト面で有利である。
【化７】
【００４４】
式中、
Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ｘ１１及びＸ１２は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒ１２とＸ１１又はＸ１２とは、互いに結合して、環を形成していてもよい。
【化８】
【００４５】
は、含窒素複素環を表す。
Ｙ１は、置換基を表す。
Ａ−は、アニオンを表す。
【００４６】
Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
【００４７】
アルキル基は、置換基を有していてもよい直鎖状又は分岐状アルキル基であり、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数２０以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数８以下のアルキル基、特に好ましくは炭素数３以下のアルキル基が挙げられる。
【００４８】
アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、Ｒ１１、Ｒ１２又はＲ１３により表されるアルキル基と同様のものが好ましい。
【００４９】
シクロアルキル基としては、置換基を有していてもよい単環型又は多環型のシクロアルキル基が挙げられる。好ましくは置換基を有していてもよいシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数３〜８個で単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が特に好ましい。
【００５０】
上記各基における好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、ニトロ基、シアノ基、アミド基、スルホンアミド基、Ｒ11〜Ｒ13で挙げたアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基、アセトキシ基、ブチリルオキシ基等のアシロキシ基、カルボキシ基が挙げられる。特に、水酸基、ハロゲン原子が好ましい。
【００５１】
Ｒ11、Ｒ12及びＲ13としては、水素原子、アルキル基、又はハロゲン原子がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基（−ＣＦ3）、ヒドロキシメチル基（−ＣＨ2−ＯＨ）、クロロメチル基（−ＣＨ2−Ｃｌ）、又はフッ素原子（−Ｆ）が特に好ましい。
【００５２】
Ｘ１１及びＸ１２の各々は、単結合又は２価の連結基を表す。
２価の連結基としては、例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、芳香環基、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ2−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＲ−（Ｒは水素原子若しくはアルキル基）、又はこれらの２つ以上を組み合わせて形成される基が挙げられる。
【００５３】
Ｘ１１としては、単結合、アルキレン基、芳香環基、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−又は−ＣＯＮＨ−が好ましく、単結合、芳香環基又は−ＣＯＯ−がより好ましく、単結合又は−ＣＯＯ−が特に好ましい。
【００５４】
Ｘ１２としては、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−、芳香環、又は−ＣＯＮＨ−を含む基であることが好ましく、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−、又は芳香環を含む基であることがより好ましく、−ＣＯＯ−を含む基であることが特に好ましい。
【００５５】
なお、これら連結基は、フッ素原子などの置換基で更に置換されていてもよい。
【００５６】
Ｘ１１又はＸ１２は、Ｒ１２と結合して、環を形成していてもよい。Ｘ１１又はＸ１２とＲ１２とにより形成される環は、５〜７員環であることが好ましく、５又は６員環であることがより好ましく、５員環であることが特に好ましい。
【００５７】
含窒素複素環としては、例えば、先に説明したものが挙げられる。なお、先の説明から明らかな通り、この複素環は、式中の窒素原子以外に、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子などのヘテロ原子を更に含んでいてもよい。また、上述した通り、この複素環は、置換基を更に有していてもよい。
【００５８】
上記含窒素複素環は、Ｒ１２と結合して、環を形成していてもよい。この場合、これらの各々は、例えば、アルキレン基を表す。この環は、５〜７員環であることが好ましく、５又は６員環であることがより好ましく、５員環であることが特に好ましい。
【００５９】
ｍは、上述した通り、０以上の整数である。ｍの上限値は、上記複素環を構成している原子のうち、置換基により置換されることが可能な原子の数に等しい。
【００６０】
Ｙ１により表される置換基は、有機基であってもよく、無機基であってもよい。この置換基は、有機基であることが好ましい。このような置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、置換カルボニル基、及び、置換スルホニル基が挙げられる。これら各基は、更なる置換基を有していてもよい。
【００６１】
Ｙ１により表されるアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルキル基の炭素数は、１〜５０であることが好ましく、１〜３０であることがより好ましく、１〜２０であることが更に好ましい。このような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、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクダデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、１−エチルペンチル基、及び、２−エチルヘキシル基が挙げられる。
【００６２】
Ｙ１により表されるアルキル基は、置換基を有していてもよい。即ち、Ｙ１は、置換アルキル基であってもよい。この置換アルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、フェナシル基、１−ナフトイルメチル基、２−ナフトイルメチル基、４−メチルスルファニルフェナシル基、４−フェニルスルファニルフェナシル基、４−ジメチルアミノフェナシル基、４−シアノフェナシル基、４−メチルフェナシル基、２−メチルフェナシル基、３−フルオロフェナシル基、３−トリフルオロメチルフェナシル基、３−ニトロフェナシル基、クロロメチル基、ブロモメチル基、２−クロロエチル基、メトキシメチル基、メトキシカルボニルメチル基、イソプロポキシメチル基、ブトキシメチル基、ｓ−ブトキシブチル基、メトキシエトキシエチル基、アリルオキシメチル基、フェノキシメチル基、アセチルオキシメチル基、メチルチオメチル基、トリルチオメチル基、ピリジルメチル基、テトラメチルピペリジニルメチル基、Ｎ−アセチルテトラメチルピペリジニルメチル基、トリメチルシリルメチル基、メトキシエチル基、エチルアミノエチル基、ジエチルアミノプロピル基、モルホリノプロピル基、アセチルオキシメチル基、ベンゾイルオキシメチル基、Ｎ−シクロヘキシルカルバモイルオキシエチル基、Ｎ−フェニルカルバモイルオキシエチル基、アセチルアミノエチル基、Ｎ−メチルベンゾイルアミノプロピル基、２−オキソエチル基、２−オキソプロピル基、カルボキシプロピル基、メトキシカルボニルエチル基、アリルオキシカルボニルブチル基、クロロフェノキシカルボニルメチル基、カルバモイルメチル基、Ｎ−メチルカルバモイルエチル基、Ｎ，Ｎ−ジプロピルカルバモイルメチル基、Ｎ−（メトキシフェニル）カルバモイルエチル基、Ｎ−メチル−Ｎ−（スルホフェニル）カルバモイルメチル基、スルホブチル基、スルホナトブチル基、スルファモイルブチル基、Ｎ−エチルスルファモイルメチル基、Ｎ，Ｎ−ジプロピルスルファモイルプロピル基、Ｎ−トリルスルファモイルプロピル基、Ｎ−メチル−Ｎ−（ホスホノフェニル）スルファモイルオクチル基、ホスホノブチル基、ホスホナトヘキシル基、ジエチルホスホノブチル基、ジフェニルホスホノプロピル基、メチルホスホノブチル基、メチルホスホナトブチル基、トリルホスホノヘキシル基、トリルホスホナトヘキシル基、ホスホノオキシプロピル基、ホスホナトオキシブチル基、ベンジル基、フェネチル基、α−メチルベンジル基、１−メチル−１−フェニルエチル基、及び、ｐ−メチルベンジル基が挙げられる。
【００６３】
Ｙ１により表されるアルキル基に導入可能な置換基としては、例えば、上記置換アルキル基の説明中に記載された置換基の他、以下に例示する非金属原子から構成される１価の置換基も挙げられる。上述した置換基を含む好ましい例としては、ハロゲン原子（−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｃｌ、又は−Ｉ）、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルキルスルホキシ基、アリールスルホキシ基、アシルチオ基、アシルアミノ基、ウレイド基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリーロキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アルキル−Ｎ−アリーロキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アリール−Ｎ−アルコキシカルボニルアミノ基、Ｎ−アリール−Ｎ−アリーロキシカルボニルアミノ基、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、スルホ基（−ＳＯ３Ｈ）及びその共役塩基基（スルホナト基と称する）、アルコキシスルホニル基、アリーロキシスルホニル基、スルフィナモイル基、ホスホノ基（−ＰＯ３Ｈ２）及びその共役塩基基（ホスホナト基と称する）、ホスホノオキシ基（−ＯＰＯ３Ｈ２）及びその共役塩基基（ホスホナトオキシ基と称する）、シアノ基、ニトロ基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、ヘテロ環基、並びに、シリル基が挙げられる。
【００６４】
Ｙ１により表されるアルキル基に導入可能な置換基が含み得るアリール基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、及び、クメニル基が挙げられる。
【００６５】
Ｙ１により表されるシクロアルキル基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。このシクロアルキル基の炭素数は、３〜５０であることが好ましく、４〜３０であることがより好ましく、５〜２０であることが更に好ましい。このようなシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、及び、ノルボニル基が挙げられる。
【００６６】
Ｙ１により表されるシクロアルキル基は、更なる置換基を有していてもよい。この更なる置換基としては、例えば、アルキル基に導入可能な置換基として先に説明したものと同様のものが挙げられる。
【００６７】
Ｙ１により表されるアリール基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。また、この基は、ヘテロアリール基であってもよい。Ｙ１により表されるアリール基の炭素数は、６〜５０であることが好ましく、６〜３０であることがより好ましく、６〜２０であることが更に好ましい。このようなアリール基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、９−アンスリル基、９−フェナントリル基、１−ピレニル基、５−ナフタセニル基、１−インデニル基、２−アズレニル基、９−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、ｏ−、ｍ−、及びｐ−トリル基、キシリル基、ｏ−、ｍ−、及びｐ−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、並びに、オバレニル基が挙げられる。
【００６８】
Ｙ１により表されるアリール基は、更なる置換基を有していてもよい。この更なる置換基としては、例えば、アルキル基に導入可能な置換基として先に説明したものと同様のものが挙げられる。
【００６９】
Ｙ１により表されるアルケニル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルケニル基の炭素数は、２〜５０であることが好ましく、２〜３０であることがより好ましく、３〜２０であることが更に好ましい。また、このアルケニル基は、更なる置換基を有していてもよい。
【００７０】
このようなアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、及びスチリル基が挙げられる。また、アルケニル基が有し得る更なる置換基としては、例えば、アルキル基に導入可能な置換基として先に説明したものと同様のものが挙げられる。
【００７１】
Ｙ１により表されるアルキニル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルキニル基の炭素数は、２〜５０であることが好ましく、２〜３０であることがより好ましく、３〜２０であることが更に好ましい。また、このアルキニル基は、更なる置換基を有していてもよい。
【００７２】
このようなアルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロピニル基、及びプロパルギル基が挙げられる。また、アルキニル基が有し得る更なる置換基としては、例えば、アルキル基に導入可能な置換基として先に説明したものと同様のものが挙げられる。
【００７３】
Ｙ１により表される置換カルボニル基は、一般式−ＣＯ−Ｒ０１３により表される基である。ここで、Ｒ０１３は、１価の非金属原子団からなる基である。
【００７４】
この置換カルボニル基としては、例えば、ホルミル基、アシル基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、及びカルバモイル基が挙げられる。これら各基におけるアルキル基及びアリール基としては、例えば、Ｙ１により表される基として先に説明したのと同様のものが挙げられる。
【００７５】
Ｙ１により表される置換スルホニル基は、一般式−ＳＯ２−Ｒ０１１により表される基である。ここで、Ｒ０１１は、１価の非金属原子団からなる基である。
【００７６】
この置換スルホニル基としては、例えば、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、及び、スルファモイル基が挙げられる。スルファモイル基は、置換基を有していてもよく、置換基を有していなくてもよい。また、上記各基におけるアルキル基及びアリール基としては、例えば、Ｙ１により表される基として先に説明したのと同様のものが挙げられる。
【００７７】
Ｚ−は、アニオンを表す。Ｚ−により表されるアニオンについては、後で詳しく説明する。
【００７８】
以下に、式（ＡＺ１）及び（ＡＺ２）におけるカチオン構造の具体例を、対応する重合成化合物の構造として挙げる。
【化９】
【００７９】
【化１０】
【００８０】
【化１１】
【００８１】
【化１２】
【００８２】
【化１３】
【００８３】
続いて、一般式（ＡＺ１）及び（ＡＺ２）におけるＡ-により表されるアニオンについて説明する。
【００８４】
Ａ−は、典型的には、非求核性アニオンである。ここで、「非求核性アニオン」とは、求核反応を起こす能力が著しく低いアニオンであり、分子内求核反応による経時分解を抑制することができるアニオンである。このようなアニオンを用いると、組成物及び膜の経時安定性が向上する。
【００８５】
Ａ−は、好ましくは有機アニオンである。好ましい有機アニオンとしては、例えば、スルホン酸アニオン、イミド酸アニオン、及び、メチド酸アニオンが挙げられる。より具体的には、例えば、下記ＡＮ１〜ＡＮ３に示す有機アニオンが挙げられる。
【化１４】
【００８６】
式ＡＮ１〜ＡＮ３中、Ｒｃ１〜Ｒｃ３は、各々独立に、有機基を表す。この有機基としては、例えば、炭素数１〜３０のものが挙げられ、好ましくは、アルキル基、アリール基、又はこれらの複数が連結基を介して連結された基である。なお、この連結基としては、例えば、単結合、−Ｏ−、−ＣＯ２−、−Ｓ−、−ＳＯ3−及び−ＳＯ2Ｎ（Ｒｄ1）−が挙げられる。ここで、Ｒｄ1は水素原子又はアルキル基を表し、結合しているアルキル基又はアリール基と環構造を形成してもよい。
【００８７】
Ｒｃ１〜Ｒｃ３の有機基は、１位がフッ素原子又はフルオロアルキル基で置換されたアルキル基、又は、フッ素原子若しくはフルオロアルキル基で置換されたフェニル基であってもよい。フッ素原子又はフルオロアルキル基を含有させることにより、光照射によって発生する酸の酸性度を上昇させることが可能となる。これにより、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の感度を向上させることができる。なお、Ｒｃ１〜Ｒｃ３は、他のアルキル基及びアリール基等と結合して、環構造を形成していてもよい。
【００８８】
また、好ましいＡ-として、下記一般式（ＳＡ１）又は（ＳＡ２）により表されるスルホン酸アニオンが挙げられる。
【化１５】
【００８９】
式（ＳＡ１）中、
Ａｒは、アリール基を表し、−（Ｄ−Ｂ）基以外の置換基を更に有していてもよい。
ｎは、１以上の整数を表す。ｎは、好ましくは１〜４であり、より好ましくは２〜３であり、最も好ましくは３である。
Ｄは、単結合又は２価の連結基を表す。この２価の連結基は、例えば、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、スルホキシド基、スルホン基、スルホン酸エステル基又はエステル基である。
Ｂは、炭化水素基を表す。
【化１６】
【００９０】
式（ＳＡ２）中、
Ｘｆは、各々独立に、フッ素原子、又は、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
【００９１】
Ｒ１及びＲ２は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、及び、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基からなる群より選択される基を表し、複数存在する場合のＲ１及びＲ２の各々は、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
Ｌは、単結合又は２価の連結基を表し、複数存在する場合のＬは、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
Ｅは、環状構造を有する基を表す。
ｘは１〜２０の整数を表し、ｙは０〜１０の整数を表し、ｚは０〜１０の整数を表す。
【００９２】
まず、式（ＳＡ１）により表されるスルホン酸アニオンについて、詳しく説明する。
式（ＳＡ１）中、Ａｒは、好ましくは、炭素数６〜３０の芳香族環である。具体的には、Ａｒは、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ペンタレン環、インデン環、アズレン環、ヘプタレン環、インデセン環、ペリレン環、ペンタセン環、アセタフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環、ナフタセン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環又はフェナジン環である。中でも、ラフネス改良と高感度化との両立の観点から、ベンゼン環、ナフタレン環又はアントラセン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
【００９３】
Ａｒが−（Ｄ−Ｂ）基以外の置換基を更に有している場合、この置換基としては、例えば、先にＹ１について説明したのと同様のものが挙げられるが、中でも、ラフネス改良の観点から、直鎖アルキル基及び分岐鎖アルキル基が好ましい。
【００９４】
式（ＳＡ１）中、Ｄは、好ましくは、単結合であるか、又は、エーテル基若しくはエステル基である。より好ましくは、Ｄは、単結合である。
【００９５】
式（ＳＡ１）中、Ｂは、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基又は、アリール基であり、好ましくはアルキル基であり、さらに好ましくは、分岐鎖アルキル基もしくはシクロアルキル基である。
【００９６】
このようなアルキル基としては、例えば、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、イソヘキシル基、３，３−ジメチルペンチル基、２−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボルニル基、カンフェニル基、デカヒドロナフチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、カンホロイル基、ジシクロヘキシル基及びピネニル基が挙げられる。
【００９７】
次に、式（ＳＡ２）により表されるスルホン酸アニオンについて、詳しく説明する。
式（ＳＡ２）中、Ｘｆは、フッ素原子であるか、又は、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基である。このアルキル基としては、炭素数が１〜１０のものが好ましく、炭素数が１〜４のものがより好ましい。また、フッ素原子で置換されたアルキル基は、パーフルオロアルキル基であることが好ましい。
【００９８】
Ｘｆは、好ましくは、フッ素原子又は炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基である。具体的には、Ｘｆは、好ましくは、フッ素原子、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、Ｃ４Ｆ９、Ｃ５Ｆ１１、Ｃ６Ｆ１３、Ｃ７Ｆ１５、Ｃ８Ｆ１７、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２Ｃ４Ｆ９又はＣＨ２ＣＨ２Ｃ４Ｆ９である。中でも、フッ素原子又はＣＦ３が好ましく、フッ素原子が最も好ましい。
【００９９】
式（ＳＡ２）中、Ｒ１及びＲ２の各々は、水素原子、フッ素原子、アルキル基、及び、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基から選ばれる基である。フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基としては、炭素数１〜４のものが好ましい。また、フッ素原子で置換されたアルキル基としては、炭素数１〜４のパーフルオロアルキル基が特に好ましい。具体的には、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、Ｃ３Ｆ７、Ｃ４Ｆ９、Ｃ５Ｆ１１、Ｃ６Ｆ１３、Ｃ７Ｆ１５、Ｃ８Ｆ１７、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２ＣＨ２Ｃ３Ｆ７、ＣＨ２Ｃ４Ｆ９及びＣＨ２ＣＨ２Ｃ４Ｆ９が挙げられ、中でもＣＦ３が好ましい。
【０１００】
式（ＳＡ２）中、ｘは１〜８が好ましく、１〜４がより好ましい。ｙは０〜４が好ましく、０がより好ましい。ｚは０〜８が好ましく、０〜４がより好ましい。
【０１０１】
式（ＳＡ２）中、Ｌは、単結合又は２価の連結基を表す。２価の連結基としては、例えば、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ２−、アルキレン基、シクロアルキレン基及びアルケニレン基が挙げられる。中でも、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＳＯ−又は−ＳＯ２−が好ましく、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は−ＳＯ２−がより好ましい。
【０１０２】
式（ＳＡ２）中、Ｅは、環状構造を有する基を表す。環状構造を有する基としては、例えば、環状脂肪族基、アリール基及び複素環状構造を有する基等が挙げられる。
【０１０３】
Ｅとしての環状脂肪族基は、単環構造を有していてもよく、多環構造を有していてもよい。単環構造を有した環状脂肪族基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びシクロオクチル基等の単環のシクロアルキル基が好ましい。多環構造を有した環状脂肪族基としては、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。特には、Ｅとして６員環以上のかさ高い構造を有する環状脂肪族基を採用した場合、ＰＥＢ（露光後加熱）工程での膜中拡散性が抑制され、解像力及びＥＬ（露光ラチチュード）を更に向上させることが可能となる。
【０１０４】
Ｅとしてのアリール基は、例えば、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、又はアントリル基である。
Ｅとしての複素環状構造を有する基に含まれているヘテロ原子としては、窒素原子又は酸素原子が好ましい。複素環構造の具体例としては、ラクトン環、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ピリジン環、ピペリジン環及びモルホリン環等が挙げられる。中でも、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピペリジン環及びモルホリン環が好ましい。
【０１０５】
一般式（ＡＺ１）又は（ＡＺ２）により表される繰り返し単位（Ａ）を有する樹脂（Ｐ）は、活性光線又は放射線の照射により分解して、一般式ＨＡにより表される酸を発生する。本発明者らは、一般式（ＡＺ１）及び（ＡＺ２）におけるＡ−として、一般式ＨＡにより表される酸の体積が１３０Å３以上であるものを用いると、スカム欠陥を更に抑制できることを見出している。
【０１０６】
一般式ＨＡにより表される酸の体積は、好ましくは１３０Å３以上とし、より好ましくは２００Å３以上とし、更に好ましくは２４０Å３以上とする。また、この体積は、好ましくは２０００Å３以下とし、更に好ましくは１５００Å３以下とする。この体積を過度に大きくすると、感度及び／又は塗布溶剤溶解性が低下する可能性がある。
【０１０７】
なお、酸の体積は、富士通株式会社製の「ＷｉｎＭＯＰＡＣ」を用いて、以下のようにして求めた。即ち、まず、各酸の化学構造を入力した。次に、この構造を初期構造として、ＭＭ３法を用いた分子力場計算により、各酸の最安定立体配座を決定した。その後、これら最安定立体配座についてＰＭ３法を用いた分子軌道計算を行うことにより、各酸の「accessible volume」を計算した。
【０１０８】
下記表１に、Ａ−により表されるアニオンの具体例（Ｉ−１）〜（Ｉ−５４）を挙げる。表１には、対応する発生酸の体積の計算値を併記している。
【表１−１】
【０１０９】
【表１−２】
【０１１０】
【表１−３】
【０１１１】
【表１−４】
【０１１２】
【表１−５】
【０１１３】
【表１−６】
【０１１４】
繰り返し単位（Ａ）に対応する重合性化合物（Ｍ）は、例えば、以下のようにして合成する。まず、含窒素複素環カチオン構造を備えた重合性化合物のスルホン酸塩、ＰＦ６塩、水酸化物、臭化物又は塩化物等と、アニオンＡ−を備えた化合物のリチウム、ナトリウム又はカリウム塩とを準備する。次に、これらを、塩交換法又はイオン交換樹脂を用いた方法により反応させる。このようにして、繰り返し単位（Ａ）に対応する重合性化合物を得る。
【０１１５】
なお、含窒素複素環カチオン構造を備えた重合性化合物は、例えば、J. AM. CHEM. SOC. 2004, 126, 14071-14078、又は、J. AM. CHEM. SOC. 2002, 124, 15225-15238に記載されている方法により合成することができる。
【０１１６】
以下に、繰り返し単位（Ａ）に対応する重合性化合物（Ｍ）の具体例を、カチオン構造とアニオン構造との組み合わせとして、下記表２に示す。
【表２】
【０１１７】
樹脂（Ｐ）は、繰り返し単位（Ａ）を１種類だけ含んでいてもよく、繰り返し単位（Ａ）を２種類以上含んでいてもよい。
【０１１８】
樹脂（Ｐ）中の繰り返し単位（Ａ）の含有率は、全繰り返し単位に対して、０．５〜８０モル％の範囲が好ましく、より好ましくは１〜６０モル％の範囲であり、さらに好ましくは３〜４０モル％の範囲である。
【０１１９】
〔繰り返し単位（Ｂ）〕
樹脂（Ｐ）は、繰り返し単位（Ａ）とは異なる、酸の作用により分解して、アルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位（Ｂ）（以下、「酸分解性基を有する繰り返し単位」と称することがある）を有していてもよい。
【０１２０】
アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、（アルキルスルホニル）（アルキルカルボニル）メチレン基、（アルキルスルホニル）（アルキルカルボニル）イミド基、ビス（アルキルカルボニル）メチレン基、ビス（アルキルカルボニル）イミド基、ビス（アルキルスルホニル）メチレン基、ビス（アルキルスルホニル）イミド基、トリス（アルキルカルボニル）メチレン基、トリス（アルキルスルホニル）メチレン基等が挙げられる。
【０１２１】
好ましいアルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、フッ素化アルコール基（好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール）、スルホン酸基が挙げられる。
【０１２２】
酸分解性基として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
【０１２３】
酸で脱離する基としては、例えば、−Ｃ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）、−Ｃ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（ＯＲ３９）、−Ｃ（Ｒ０１）（Ｒ０２）（ＯＲ３９）等を挙げることができる。
【０１２４】
式中、Ｒ３６〜Ｒ３９は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、１価の芳香環基、アルキレン基と１価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。Ｒ３６とＲ３７とは、互いに結合して環を形成してもよい。
【０１２５】
Ｒ０１及びＲ０２は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、１価の芳香環基、アルキレン基と１価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。
【０１２６】
酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第３級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第３級アルキルエステル基である。
繰り返し単位（Ｂ）としては、下記一般式（Ｖ）で表される繰り返し単位がより好ましい。
【化１７】
【０１２７】
一般式（Ｖ）において、Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。Ｒ５２はＬ５と結合して環（好ましくは、５員もしくは６員環）を形成していてもよく、その場合のＲ５２はアルキレン基を表わす。
Ｌ５は、単結合または２価の連結基を表し、Ｒ５２と環を形成する場合には３価の連結基
を表す。
Ｒ５４はアルキル基を表し、Ｒ５５及びＲ５６は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基または１価の芳香環基を表す。Ｒ５５及びＲ５６は互いに結合して環を形成してもよい。但し、Ｒ５５とＲ５６とが同時に水素原子であることはない。
【０１２８】
一般式（Ｖ）について、更に詳細に説明する。
一般式（Ｖ）におけるＲ５１〜Ｒ５３のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していても良いメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数２０以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数８以下のアルキル基、特に好ましくは炭素数３以下のアルキル基が挙げられる。
【０１２９】
アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記Ｒ５１〜Ｒ５３におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
【０１３０】
シクロアルキル基としては、単環型でも、多環型でもよい。好ましくは置換基を有していても良いシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数３〜８個で単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が特に好ましい。
【０１３１】
上記各基における好ましい置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等を挙げることができ、置換基の炭素数は８以下が好ましい。
【０１３２】
またＲ５２がアルキレン基でありＬ５と環を形成する場合、アルキレン基としては、好ま
しくはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数１〜８のアルキレン基が挙げられる。炭素数１〜４のアルキレン基がより好ましく、炭素数１〜２のアルキレン基が特に好ましい。
【０１３３】
式（Ｖ）におけるＲ５１及びＲ５３としては、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基（−ＣＦ３）、ヒドロキシメチル基（−ＣＨ２−ＯＨ）、クロロメチル基（−ＣＨ２−Ｃｌ）、フッ素原子（−Ｆ）が特に好ましい。Ｒ５２としては、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、アルキレン基（Ｌ５と環を形成）がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基（−ＣＦ３）、ヒドロキシメチル基（−ＣＨ２−ＯＨ）、クロロメチル基（−ＣＨ２−Ｃｌ）、フッ素原子（−Ｆ）、メチレン基（Ｌ５と環を形成）、エチレン基（Ｌ５と環を形成）が特に好ましい。
【０１３４】
Ｌ５で表される２価の連結基としては、アルキレン基、２価の芳香環基、−ＣＯＯ−Ｌ１−、−Ｏ−Ｌ１−、これらの２つ以上を組み合わせて形成される基等が挙げられる。ここで、Ｌ１はアルキレン基、シクロアルキレン基、２価の芳香環基、アルキレン基と２価の芳香環基を組み合わせた基を表す。
【０１３５】
Ｌ５は、単結合、−ＣＯＯ−Ｌ１−で表される基又は２価の芳香環基が好ましい。ＡｒＦエキシマレーザーで露光する場合には、１９３ｎｍ領域の吸収低減の観点から、単結合又は−ＣＯＯ−Ｌ１−であることが好ましい。Ｌ１は炭素数１〜５のアルキレン基が好ましく、メチレン、プロピレン基がより好ましい。
【０１３６】
Ｒ５４〜Ｒ５６のアルキル基としては炭素数１〜２０のものが好ましく、より好ましくは炭素数１〜１０のものであり、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基などの炭素数１〜４のものが特に好ましい。
【０１３７】
Ｒ５５及びＲ５６で表されるシクロアルキル基としては、炭素数３〜２０のものが好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環性のものであってもよいし、ノルボニル基、アダマンチル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、等の多環性のものであってもよい。
【０１３８】
また、Ｒ５５及びＲ５６が互いに結合して形成される環としては、炭素数３〜２０のものが好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環性のものであってもよいし、ノルボニル基、アダマンチル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、等の多環性のものであってもよい。Ｒ５５及びＲ５６が互いに結合して環を形成する場合、Ｒ５４は炭素数１〜３のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
【０１３９】
Ｒ５５及びＲ５６で表される１価の芳香環基としては、炭素数６〜２０のものが好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。Ｒ５５及びＲ５６のどちらか一方が水素原子の場合、他方は１価の芳香環基であることが好ましい。
【０１４０】
ＡｒＦエキシマレーザーで露光する場合には、１９３ｎｍ領域の吸収低減の観点から、Ｒ５５及びＲ５６は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基であることが好ましい。
【０１４１】
一般式（Ｖ）で表される繰り返し単位に相当するモノマーの合成方法としては、一般的な重合性基含有エステルの合成法を適用することが可能であり、特に限定されることはない。
以下に、一般式（Ｖ）で表される繰り返し単位（Ｂ）の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【化１８】
【０１４２】
【化１９】
【０１４３】
【化２０】
【０１４４】
【化２１】
【０１４５】
【化２２】
【０１４６】
【化２３】
【０１４７】
また、樹脂（Ｐ）は、繰り返し単位（Ｂ）として、下記一般式（ＶＩ）で表される繰り返し単位を含んでいてもよく、特に電子線又はＥＵＶ光で露光する場合に好ましい。
【化２４】
【０１４８】
一般式（ＶＩ）中、Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。Ｒ６２はＡｒ６と結合して環（好ましくは、５員もしくは６員環）を形成していてもよく、その場合のＲ６２はアルキレン基を表わす。
Ｘ６は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＲ６４−（Ｒ６４は、水素原子、アルキル基を表す）を表す。Ｌ６は、単結合、アルキレン基を表す。Ａｒ６は、２価の芳香環基を表す。
Ｙ２は、複数ある場合は各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、Ｙ２の少なくとも１つは、酸の作用により脱離する基を表す。
ｎは、１〜４の整数を表す。
【０１４９】
一般式（ＶＩ）について更に詳細に説明する。
一般式（ＶＩ）におけるＲ６１〜Ｒ６３のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など炭素数２０以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数８以下のアルキル基が挙げられる。
【０１５０】
アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記Ｒ６１〜Ｒ６３におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
【０１５１】
シクロアルキル基としては、単環型でも多環型でもよく、好ましくは置換基を有していても良いシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数３〜８個の単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子がより好ましい。
【０１５２】
Ｒ６２がアルキレン基を表す場合、アルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数１〜８個のものが挙げられる。
【０１５３】
Ｘ６により表わされる−ＣＯＮＲ６４−（Ｒ６４は、水素原子、アルキル基を表す）におけるＲ６４のアルキル基としては、Ｒ６１〜Ｒ６３のアルキル基と同様のものが挙げられる。
【０１５４】
Ｘ６としては、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−が好ましく、単結合、−ＣＯＯ−がより好ましい。
【０１５５】
Ｌ６におけるアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数１〜８個のものが挙げられる。
【０１５６】
Ａｒ６は、２価の芳香環基を表す。２価の芳香環基は、置換基を有していても良く、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基などの炭素数６〜１８のアリーレン基、あるいは、例えば、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む２価の芳香環基を好ましい例として挙げることができる。
【０１５７】
上述したアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルキレン基及び２価の芳香環基が有し得る置換基としては、上述した一般式（Ｖ）におけるＲ５１〜Ｒ５３により表わされる各基が有し得る置換基と同様の具体例が挙げられる。
【０１５８】
ｎは１又は２であることが好ましく、１であることがより好ましい。
ｎ個のＹ２は、各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、ｎ個中の少なくとも１つは、酸の作用により脱離する基を表す。
酸の作用により脱離する基Ｙ２としては、例えば、−Ｃ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｃ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）、−Ｃ（Ｒ０１）（Ｒ０２）（ＯＲ３９）、−Ｃ（Ｒ０１）（Ｒ０２）−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｃ（Ｒ３６）（Ｒ３７）（Ｒ３８）、−ＣＨ（Ｒ３６）（Ａｒ）等を挙げることができる。
【０１５９】
式中、Ｒ３６〜Ｒ３９は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、１価の芳香環基、アルキレン基と１価の芳香環基を組み合わせた基又はアルケニル基を表す。Ｒ３６とＲ３７とは、互いに結合して環を形成してもよい。
【０１６０】
Ｒ０１及びＲ０２は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、１価の芳香環基、アルキレン基と１価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。
Ａｒは、１価の芳香環基を表す。
【０１６１】
Ｒ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１及びＲ０２のアルキル基は、炭素数１〜８のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、へキシル基、オクチル基等を挙げることができる。
【０１６２】
Ｒ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１及びＲ０２のシクロアルキル基は、単環型でも、多環型でもよい。単環型としては、炭素数３〜８のシクロアルキル基が好ましく、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、シクロオクチル基等を挙げることができる。多環型としては、炭素数６〜２０のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、アンドロスタニル基等を挙げることができる。なお、シクロアルキル基中の炭素原子の一部が酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
【０１６３】
Ｒ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１、Ｒ０２及びＡｒの１価の芳香環基は、炭素数６〜１０の１価の芳香環基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む２価の芳香環基を挙げることができる。
【０１６４】
Ｒ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１及びＲ０２のアルキレン基と１価の芳香環基とを組み合わせた基としては、炭素数７〜１２のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。
【０１６５】
Ｒ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１及びＲ０２のアルケニル基は、炭素数２〜８のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロへキセニル基等を挙げることができる。
【０１６６】
Ｒ３６とＲ３７とが、互いに結合して形成する環は、単環型でも、多環型でもよい。単環型としては、炭素数３〜８のシクロアルキル構造が好ましく、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、シクロへキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造等を挙げることができる。多環型としては、炭素数６〜２０のシクロアルキル構造が好ましく、例えば、アダマンタン構造、ノルボルナン構造、ジシクロペンタン構造、トリシクロデカン構造、テトラシクロドデカン構造等を挙げることができる。尚、シクロアルキル構造中の炭素原子の一部が酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
【０１６７】
Ｒ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１、Ｒ０２、及びＡｒとしての上記各基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等を挙げることができ、置換基の炭素数は８以下が好ましい。
酸の作用により脱離する基Ｙ２としては、下記一般式（ＶＩ−Ａ）で表される構造がより好ましい。
【化２５】
【０１６８】
ここで、Ｌ１及びＬ２は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、１価の芳香環基、又はアルキレン基と１価の芳香環基とを組み合わせた基を表す。
Ｍは、単結合又は２価の連結基を表す。
Ｑは、アルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよいシクロアルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよい１価の芳香環基、アミノ基、アンモニウム基、メルカプト基、シアノ基又はアルデヒド基を表す。
Ｑ、Ｍ、Ｌ１の少なくとも２つが結合して環（好ましくは、５員もしくは６員環）を形成してもよい。
【０１６９】
Ｌ１及びＬ２としてのアルキル基は、例えば炭素数１〜８個のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基を好ましく挙げることができる。
【０１７０】
Ｌ１及びＬ２としてのシクロアルキル基は、例えば炭素数３〜１５個のシクロアルキル基であって、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等を好ましい例として挙げることができる。
【０１７１】
Ｌ１及びＬ２としての１価の芳香環基は、例えば炭素数６〜１５個のアリール基であって、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基、アントリル基等を好ましい例として挙げることができる。
【０１７２】
Ｌ１及びＬ２としてのアルキレン基と１価の芳香環基を組み合わせた基は、例えば、炭素数６〜２０であって、ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基が挙げられる。
【０１７３】
Ｍとしての２価の連結基は、例えば、アルキレン基（例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基など）、シクロアルキレン基（例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基など）、アルケニレン基（例えば、エチレン基、プロペニレン基、ブテニレン基など）、２価の芳香環基（例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基など）、−Ｓ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＳＯ２−、−Ｎ（Ｒ０）−、およびこれらの複数を組み合わせた２価の連結基である。Ｒ０は、水素原子またはアルキル基（例えば炭素数１〜８個のアルキル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基など）である。
【０１７４】
Ｑとしてのアルキル基は、上述のＬ１及びＬ２としての各基と同様である。
Ｑとしてのヘテロ原子を含んでいてもよいシクロアルキル基及びヘテロ原子を含んでいてもよい１価の芳香環基に於ける、ヘテロ原子を含まない肪族炭化水素環基及びへテロ原子を含まない１価の芳香環基としては、上述のＬ１及びＬ２としてのシクロアルキル基、及び１価の芳香環基などが挙げられ、好ましくは、炭素数３〜１５である。
【０１７５】
ヘテロ原子を含むシクロアルキル基及びヘテロ原子を含む１価の芳香環基としては、例えば、チイラン、シクロチオラン、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール、ピロリドン等のヘテロ環構造を有する基が挙げられるが、一般にヘテロ環と呼ばれる構造（炭素とヘテロ原子で形成される環、あるいはヘテロ原子にて形成される環）であれば、これらに限定されない。
【０１７６】
Ｑ、Ｍ、Ｌ１の少なくとも２つが結合して形成してもよい環としては、Ｑ、Ｍ、Ｌ１の少なくとも２つが結合して、例えば、プロピレン基、ブチレン基を形成して、酸素原子を含有する５員または６員環を形成する場合が挙げられる。
【０１７７】
一般式（ＶＩ−Ａ）におけるＬ１、Ｌ２、Ｍ、Ｑで表される各基は、置換基を有していてもよく、例えば、前述のＲ３６〜Ｒ３９、Ｒ０１、Ｒ０２、及びＡｒが有してもよい置換基として説明したものが挙げられ、置換基の炭素数は８以下が好ましい。
【０１７８】
−Ｍ−Ｑで表される基として、炭素数１〜３０個で構成される基が好ましく、炭素数５〜２０個で構成される基がより好ましい。
【０１７９】
以下に繰り返し単位（Ｂ）の好ましい具体例として、一般式（ＶＩ）で表される繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【化２６】
【０１８０】
【化２７】
【０１８１】
【化２８】
【０１８２】
【化２９】
【０１８３】
【化３０】
【０１８４】
また、樹脂（Ｐ）は、繰り返し単位（Ｂ）として、下記一般式（ＢＺ）で表される繰り返し単位を含んでいてもよく、特に電子線又はＥＵＶ光で露光する場合に好ましい。
【化３１】
【０１８５】
一般式（ＢＺ）中、ＡＲは、アリール基を表す。Ｒｎは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。ＲｎとＡＲとは互いに結合して非芳香族環を形成してもよい。
Ｒ１は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
【０１８６】
ＡＲのアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、又は、フルオレン基等の炭素数６〜２０のものが好ましく、炭素数６〜１５のものがより好ましい。
【０１８７】
ＡＲがナフチル基、アントリル基又はフルオレン基である場合、Ｒｎが結合している炭素原子とＡＲとの結合位置には、特に制限はない。例えば、ＡＲがナフチル基である場合、この炭素原子は、ナフチル基のα位に結合していてもよく、β位に結合していてもよい。或いは、ＡＲがアントリル基である場合、この炭素原子は、アントリル基の１位に結合していてもよく、２位に結合していてもよく、９位に結合していてもよい。
【０１８８】
ＡＲとしてのアリール基は、それぞれ、１以上の置換基を有していてもよい。このような置換基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基及びドデシル基等の炭素数が１〜２０の直鎖又は分岐鎖アルキル基、これらアルキル基部分を含んだアルコキシ基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等のシクロアルキル基、これらシクロアルキル基部分を含んだシクロアルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、アリール基、シアノ基、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基、チオフェンカルボニルオキシ基、チオフェンメチルカルボニルオキシ基、及びピロリドン残基等のヘテロ環残基が挙げられる。この置換基としては、炭素数１〜５の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基、これらアルキル基部分を含んだアルコキシ基が好ましく、パラメチル基又はパラメトキシ基がより好ましい。
【０１８９】
ＡＲとしてのアリール基が、複数の置換基を有する場合、複数の置換基のうちの少なくとも２つが互いに結合して環を形成しても良い。環は、５〜８員環であることが好ましく、５又は６員環であることがより好ましい。また、この環は、環員に酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含むヘテロ環であってもよい。
【０１９０】
更に、この環は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、Ｒｎが有していてもよい更なる置換基について後述するものと同様のものが挙げられる。
【０１９１】
また、一般式（ＢＺ）により表される繰り返し単位（Ｂ）は、ラフネス性能の観点から、２個以上の芳香環を含有ことが好ましい。この繰り返し単位が有する芳香環の個数は、通常、５個以下であることが好ましく、３個以下であることがより好ましい。
【０１９２】
また、一般式（ＢＺ）により表される繰り返し単位（Ｂ）において、ラフネス性能の観点から、ＡＲは２個以上の芳香環を含有することがより好ましく、ＡＲがナフチル基又はビフェニル基であることが更に好ましい。ＡＲが有する芳香環の個数は、通常、５個以下であることが好ましく、３個以下であることがより好ましい。
【０１９３】
Ｒｎは、上述したように、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
Ｒｎのアルキル基は、直鎖アルキル基であってもよく、分岐鎖アルキル基であってもよい。このアルキル基としては、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基及びドデシル基等の炭素数が１〜２０のものが挙げられる。Ｒｎのアルキル基は、炭素数１〜５のものが好ましく、炭素数１〜３のものがより好ましい。
【０１９４】
Ｒｎのシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の炭素数が３〜１５のものが挙げられる。
【０１９５】
Ｒｎのアリール基としては、例えば、フェニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル基、ナフチル基及びアントリル基等の炭素数が６〜１４のものが好ましい。
【０１９６】
Ｒｎとしてのアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基の各々は、置換基を更に有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基、チオフェンカルボニルオキシ基、チオフェンメチルカルボニルオキシ基、及びピロリドン残基等のヘテロ環残基が挙げられる。中でも、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基及びスルホニルアミノ基が特に好ましい。
【０１９７】
Ｒ１は、上述したように、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
【０１９８】
Ｒ１のアルキル基及びシクロアルキル基としては、例えば、先にＲｎについて説明したのと同様のものが挙げられる。これらアルキル基及びシクロアルキル基の各々は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、先にＲｎについて説明したのと同様のものが挙げられる。
【０１９９】
Ｒ１が置換基を有するアルキル基又はシクロアルキル基である場合、特に好ましいＲ１としては、例えば、トリフルオロメチル基、アルキルオキシカルボニルメチル基、アルキルカルボニルオキシメチル基、ヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基が挙げられる。
【０２００】
Ｒ１のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。中でも、フッ素原子が特に好ましい。
【０２０１】
Ｒ１のアルキルオキシカルボニル基に含まれるアルキル基部分としては、例えば、先にＲ１のアルキル基として挙げた構成を採用することができる。
【０２０２】
ＲｎとＡＲとが互いに結合して非芳香族環を形成することが好ましく、これにより、特に、ラフネス性能をより向上させることができる。
【０２０３】
ＲｎとＡＲとは互いに結合して形成しても良い非芳香族環としては、５〜８員環であることが好ましく、５又は６員環であることがより好ましい。
【０２０４】
非芳香族環は、脂肪族環であっても、環員として酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含むヘテロ環であってもよい。
【０２０５】
非芳香族環は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、Ｒｎが有していてもよい更なる置換基について先に説明したのと同様のものが挙げられる。
【０２０６】
以下に、一般式（ＢＺ）により表される繰り返し単位（Ｂ）の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。
【化３２】
【０２０７】
【化３３】
【０２０８】
【化３４】
【０２０９】
【化３５】
【０２１０】
【化３６】
【０２１１】
【化３７】
【０２１２】
【化３８】
【０２１３】
【化３９】
【０２１４】
【化４０】
【０２１５】
樹脂（Ｐ）が繰り返し単位（Ｂ）を含んでいる場合、本発明の樹脂（Ｐ）中における繰り返し単位（Ｂ）の含有率は、樹脂（Ｐ）中の全繰り返し単位に対して、５〜９０モル％の範囲が好ましく、１０〜８０モル％の範囲がより好ましく、２０〜７０モル％の範囲が特に好ましい。
【０２１６】
〔繰り返し単位（Ｃ）〕
本発明の樹脂（Ｐ）は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位（Ｃ）を更に含んでいてもよい。このアルカリ可溶性基としては、芳香環基を有するものが好ましい。
【０２１７】
繰り返し単位（Ｃ）としては、下記一般式（Ｉ）で表される構造がより好ましい。繰り返し単位（Ａ）と一般式（Ｉ）により表される繰り返し単位（Ｃ）とを組み合わせると、本発明に係る組成物の感度を更に向上させることができる。本発明者らは、その理由は、J. Org. Chem. 2005, 70, 6809-6819 に記載されている連鎖反応が起こりやすくなることにより、繰り返し単位（Ａ）からの酸の発生量が増大するためであると推測している。
【化４１】
【０２１８】
式中、
Ｒ４１、Ｒ４２及びＲ４３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ｘ４は、単結合、−ＣＯＯ−、又は−ＣＯＮＲ６４−を表し、Ｒ６４は、水素原子又はアルキル基を表す。
Ｌ４は、単結合又はアルキレン基を表す。
Ａｒ４は、（ｎ＋１）価の芳香環基を表す。
ｎは、１〜４の整数を表す。
【０２１９】
式（Ｉ）におけるＲ４１、Ｒ４２、Ｒ４３のアルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、、アルコキシカルボニル基、及びこれらの基が有し得る置換基の具体例としては、一般式（Ｖ）における各基と同様の具体例が挙げられる。
【０２２０】
Ａｒ４としての芳香環基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基などの炭素数６〜１８のアリーレン基、あるいは、例えば、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール等のヘテロ環を含む芳香環基を好ましい例として挙げることができる。
【０２２１】
上記各基における好ましい置換基としては、一般式（Ｖ）におけるＲ５１〜Ｒ５３で挙げたアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、フェニル基等のアリール基が挙げられる。
【０２２２】
Ｘ４により表わされる−ＣＯＮＲ６４−（Ｒ６４は、水素原子、アルキル基を表す）におけるＲ６４のアルキル基としては、Ｒ６１〜Ｒ６３のアルキル基と同様のものが挙げられる。
【０２２３】
Ｘ４としては、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−が好ましく、単結合、−ＣＯＯ−がより好ましい。
【０２２４】
Ｌ４におけるアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数１〜８個のものが挙げられる。
【０２２５】
Ａｒ４としては、置換基を有していても良い炭素数６〜１８のアリーレン基がより好ましく、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基が特に好ましい。
【０２２６】
以下に、一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位（Ｃ）の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。式中、aは０〜２の整数を表す。
【化４２】
【０２２７】
【化４３】
【０２２８】
一般式（Ｉ）で表されるアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位（Ｃ）の含有率は、樹脂（Ｐ）中の全繰り返し単位に対し、３〜９０ｍｏｌ％が好ましく、より好ましくは５〜８０ｍｏｌ％、更に好ましくは７〜７０ｍｏｌ％である。
【０２２９】
〔繰り返し単位（Ｄ）〕
樹脂(Ｐ)は、さらに、アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基を有する繰り返し単位（Ｄ）を有していてもよい。
アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基としては、ラクトン構造、フェニルエステル構造などが挙げられ、下記一般式（ＡＩＩ）で表される繰り返し単位がより好ましい。
【化４４】
【０２３０】
一般式（ＡＩＩ）中、Ｖは、アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基を表す。Ａｂは、単結合、アルキレン基、単環または多環のシクロアルキル構造を有する２価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、又はこれらを組み合わせた２価の連結基を表す。Ｒｂ0は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
【０２３１】
Ｒｂ0のアルキル基として、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基であり、アルキル基は置換基を有していてもよく、好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。Ｒｂ0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Ｒｂ0として、さらに好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基であり、水素原子、メチル基が特に好ましい。
【０２３２】
Ａｂは、好ましくは、単結合、−Ａｂ1−ＣＯ2−で表される２価の連結基である。ここでＡｂ1は、アルキレン基、シクロヘキシレン基であり、好ましくはメチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、ノルボルニレン基である。
【０２３３】
Ｖは、アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基を表すが、好ましくはエステル結合を有する基であり、中でもラクトン構造を有する基がより好ましい。
【０２３４】
ラクトン構造を有する基としては、好ましくは５〜７員環ラクトン構造であり、５〜７員環ラクトン構造にビシクロ構造、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。下記一般式（ＬＣ１−１）〜（ＬＣ１−１７）のいずれかで表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造が主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては（ＬＣ１−１）、（ＬＣ１−４）、（ＬＣ１−５）、（ＬＣ１−６）、（ＬＣ１−１３）、（ＬＣ１−１４）である。
【化４５】
【０２３５】
ラクトン構造部分は、置換基（Ｒｂ2）を有していてもよく、好ましい（Ｒｂ2）としては、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数４〜７の１価のシクロアルキル基、炭素数１〜８のアルコキシ基、炭素数１〜８のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、酸分解性基などが挙げられる。より好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、シアノ基、酸分解性基である。ｎ２は、０〜４の整数を表す。ｎ２が２以上の時、複数存在する置換基（Ｒｂ2）は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在する置換基（Ｒｂ2）同士が結合して環を形成してもよい。
【０２３６】
ラクトン基を有する繰り返し単位は、通常光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、１種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体混合して用いてもよい。１種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度（ｅｅ）が９０以上のものが好ましく、より好ましくは９５以上である。
【０２３７】
樹脂（Ｐ）が繰り返し単位（Ｄ）を含有する場合、樹脂（Ｐ）中の繰り返し単位（Ｄ）の含有率は、全繰り返し単位に対して、０．５〜８０モル％の範囲が好ましく、より好ましくは１〜６０モル％の範囲であり、さらに好ましくは２〜４０モル％の範囲である。繰り返し単位（Ｄ）は２種類以上を組み合わせて用いてもよい。特定のラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。
以下に、繰り返し単位（Ｄ）の具体例を示す。式中、Ｒｘは、Ｈ、ＣＨ３、ＣＨ２ＯＨ、又はＣＦ３を表す。
【化４６】
【０２３８】
【化４７】
【０２３９】
〔その他の繰り返し単位〕
樹脂（Ｐ）が有してよい、上述した繰り返し単位以外の繰り返し単位として、水酸基又はシアノ基を有する脂環炭化水素を有する繰り返し単位や、極性基を持たない脂環炭化水素を有する繰り返し単位があげられる。このような繰り返し単位は、酸分解性基を実質的に有さないことが好ましい。
【０２４０】
このうち、水酸基又はシアノ基を有する脂環炭化水素を有する繰り返し単位は、これらをさらに有することで、基板密着性及び現像液親和性を更に向上させることができる。上記脂環炭化水素としては、アダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルナン基が好ましい。このような繰り返し単位としては、下記一般式（ＡＩＩａ）〜（ＡＩＩｄ）で表される繰り返し単位を挙げることができる。
【化４８】
【０２４１】
一般式（ＡＩＩａ）〜（ＡＩＩｄ）に於いて、Ｒ２ｃ〜Ｒ４ｃの内の少なくとも１つは水酸基又はシアノ基を表し、残りは水素原子である。好ましくは、Ｒ２ｃ〜Ｒ４ｃの内の１つ又は２つが、水酸基で、残りが水素原子である。更に好ましくは、Ｒ２ｃ〜Ｒ４ｃの内の２つが、水酸基で、残りが水素原子である。Ｒ１ｃは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
【０２４２】
水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げる。
【化４９】
【０２４３】
また、極性基を持たない脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位としては、例えば、一般式（ＶＩＩ）で表される繰り返し単位が挙げられる。
【化５０】
【０２４４】
一般式（ＶＩＩ）中、Ｒ５は脂環炭化水素を表し、Ｒａは水素原子、アルキル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基を表す。
【０２４５】
Ｒａは、水素原子、メチル基が好ましく、水素原子、メチル基が特に好ましい。
【０２４６】
Ｒ５としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基などの炭素数３から１２のシクロアルキル基、シクロへキセニル基など炭素数３から１２のシクロアルケニル基、ビシクロヘキシル基、パーヒドロナフタレニル基などの環集合炭化水素基、ピナン、ボルナン、ノルピナン、ノルボルナン、ビシクロオクタン環（ビシクロ［２．２．２］オクタン環、ビシクロ［３．２．１］オクタン環等）、ホモブレダン、アダマンタン、トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン、トリシクロ［４．３．１．１２，５］ウンデカン環、テトラシクロ［４．４．０．１２，５．１７，１０］ドデカン、パーヒドロ−１，４−メタノ−５，８−メタノナフタレン環、パーヒドロナフタレン（デカリン）、パーヒドロアントラセン、パーヒドロフェナントレン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフルオレン、パーヒドロインデン、パーヒドロフェナレン環などの架橋環式炭化水素環が挙げられる。好ましい基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、ビシクロオクタニル基、トリシクロ［５、２、１、０２，６］デカニル基、などが挙げられる。より好ましい架橋環式炭化水素環としてノルボニル基、アダマンチル基が挙げられる。
【０２４７】
これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していても良く、好ましい置換基としてはハロゲン原子、アルキル基、保護基で保護された水酸基、保護基で保護されたアミノ基などが挙げられる。
【０２４８】
極性基を持たない脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、Ｒａは、Ｈ、ＣＨ３、ＣＨ２ＯＨ、又はＣＦ３を表す。
【化５１】
【０２４９】
極性基を持たない脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂（Ｐ）中の全繰り返し単位に対し、１〜４０モル％が好ましく、より好ましくは１〜２０モル％である。
【０２５０】
本発明の樹脂（Ｐ）は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、更にレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を有することができる。
【０２５１】
このような繰り返し構造単位としては、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、スチレン類、クロトン酸エステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を１個有する化合物等を挙げることができる。
これにより、本発明の組成物に用いられる樹脂に要求される性能、特に、（１）塗布溶剤に対する溶解性、（２）製膜性（ガラス転移点）、（３）アルカリ現像性、（４）膜べり（親疎水性、アルカリ可溶性基選択）、（５）未露光部の基板への密着性、（６）ドライエッチング耐性等の微調整が可能となる。
【０２５２】
本発明の組成物に用いられる樹脂（Ｐ）において、各繰り返し構造単位の含有モル比は、レジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、更にはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。
【０２５３】
本発明の樹脂（Ｐ）の形態としては、ランダム型、ブロック型、クシ型、スター型のいずれの形態でもよい。
樹脂（Ｐ）は、例えば、各構造に対応する不飽和モノマーのラジカル、カチオン、又はアニオン重合により合成することができる。また各構造の前駆体に相当する不飽和モノマーを用いて重合した後に、高分子反応を行うことにより目的とする樹脂を得ることも可能である。
【０２５４】
例えば、一般的合成方法としては、不飽和モノマー及び重合開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤に不飽和モノマーと重合開始剤の溶液を１〜１０時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。
【０２５５】
重合に使用される溶媒としては、例えば、後述の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を調製する際に使用することができる溶剤等を挙げることができ、より好ましくは本発明の組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。
【０２５６】
重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤（アゾ系開始剤、パーオキサイドなど）を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などが挙げられる。必要に応じて連鎖移動剤（例えば、アルキルメルカプタンなど）の存在下で重合を行ってもよい。
【０２５７】
反応の濃度は５〜７０質量％であり、好ましくは１０〜５０質量％である。反応温度は、通常１０℃〜１５０℃であり、好ましくは３０℃〜１２０℃、更に好ましくは４０〜１００℃である。
反応時間は、通常１〜４８時間であり、好ましくは１〜２４時間、更に好ましくは１〜１２時間である。
【０２５８】
反応終了後、室温まで放冷し、精製する。精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。例えば、上記樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒（貧溶媒）を、該反応溶液の１０倍以下の体積量、好ましくは１０〜５倍の体積量で、接触させることにより樹脂を固体として析出させる。
【０２５９】
ポリマー溶液からの沈殿又は再沈殿操作の際に用いる溶媒（沈殿又は再沈殿溶媒）としては、該ポリマーの貧溶媒であればよく、ポリマーの種類に応じて、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ニトロ化合物、エーテル、ケトン、エステル、カーボネート、アルコール、カルボン酸、水、これらの溶媒を含む混合溶媒等の中から適宜選択して使用できる。これらの中でも、沈殿又は再沈殿溶媒として、少なくともアルコール（特に、メタノールなど）又は水を含む溶媒が好ましい。
【０２６０】
沈殿又は再沈殿溶媒の使用量は、効率や収率等を考慮して適宜選択できるが、一般には、ポリマー溶液１００質量部に対して、１００〜１００００質量部、好ましくは２００〜２０００質量部、更に好ましくは３００〜１０００質量部である。
【０２６１】
沈殿又は再沈殿する際の温度としては、効率や操作性を考慮して適宜選択できるが、通常０〜５０℃程度、好ましくは室温付近（例えば２０〜３５℃程度）である。沈殿又は再沈殿操作は、攪拌槽などの慣用の混合容器を用い、バッチ式、連続式等の公知の方法により行うことができる。
【０２６２】
沈殿又は再沈殿したポリマーは、通常、濾過、遠心分離等の慣用の固液分離に付し、乾燥して使用に供される。濾過は、耐溶剤性の濾材を用い、好ましくは加圧下で行われる。乾燥は、常圧又は減圧下（好ましくは減圧下）、３０〜１００℃程度、好ましくは３０〜５０℃程度の温度で行われる。
【０２６３】
なお、一度、樹脂を析出させて、分離した後に、再び溶媒に溶解させ、該樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒と接触させてもよい。即ち、上記ラジカル重合反応終了後、該ポリマーが難溶あるいは不溶の溶媒を接触させ、樹脂を析出させ（工程ａ）、樹脂を溶液から分離し（工程ｂ）、改めて溶媒に溶解させ樹脂溶液Ａを調製（工程ｃ）、その後、該樹脂溶液Ａに、該樹脂が難溶あるいは不溶の溶媒を、樹脂溶液Ａの１０倍未満の体積量（好ましくは５倍以下の体積量）で、接触させることにより樹脂固体を析出させ（工程ｄ）、析出した樹脂を分離する（工程ｅ）ことを含む方法でもよい。
【０２６４】
重合反応は窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤（アゾ系開始剤、パーオキサイドなど）を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としてはアゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル２，２‘−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は５〜５０質量％であり、好ましくは１０〜３０質量％である。反応温度は、通常１０℃〜１５０℃であり、好ましくは３０℃〜１２０℃、更に好ましくは６０〜１００℃である。
【０２６５】
本発明に係わる樹脂（Ｐ）の分子量は、特に制限されないが、重量平均分子量が１０００〜１０００００の範囲であることが好ましく、１５００〜６００００の範囲であることがより好ましく、２０００〜３００００の範囲であることが特に好ましい。重量平均分子量を１０００〜１０００００の範囲とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、且つ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化することを防ぐことができる。ここで、樹脂の重量平均分子量は、ＧＰＣ（キャリア：ＴＨＦあるいはＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ））によって測定したポリスチレン換算分子量を示す。
【０２６６】
また分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは１．００〜５．００、より好ましくは１．０３〜３．５０であり、更に好ましくは、１．０５〜２．５０である。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。
【０２６７】
本発明の樹脂（Ｐ）は、１種類単独で、又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。樹脂（Ｐ）の含有率は、本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物中の全固形分を基準にして、３０〜１００質量％が好ましく、５０〜１００質量％がより好ましく、７０〜１００質量％が特に好ましい。
【０２６８】
以下に、樹脂（Ｐ）の具体例を示す。
【化５２】
【０２６９】
【化５３】
【０２７０】
【化５４】
【０２７１】
【化５５】
【０２７２】
【化５６】
【０２７３】
【化５７】
【０２７４】
【化５８】
【０２７５】
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物には、必要に応じて更に、酸の作用により分解してアルカリ水溶液に対する溶解速度が増大する樹脂、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物（低分子の光酸発生剤（従来型））、塩基性化合物、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物、界面活性剤、酸の作用により分解しカルボン酸よりも強い酸を生成する物質等を含有させることができる。
【０２７６】
＜酸の作用により分解してアルカリ水溶液に対する溶解速度が増大する樹脂＞
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、樹脂（Ｐ）以外に、酸の作用により分解してアルカリ水溶液に対する溶解速度が増大する樹脂を含有していてもよい。
酸の作用により分解してアルカリ水溶液に対する溶解速度が増大する樹脂（以下、「酸分解性樹脂」ともいう）は、樹脂の主鎖又は側鎖、或いは、主鎖及び側鎖の両方に、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基（酸分解性基）を有する樹脂である。この内、酸分解性基を側鎖に有する樹脂がより好ましい。
【０２７７】
酸分解性樹脂は、欧州特許２５４８５３号明細書、特開平２−２５８５０号公報、同３−２２３８６０号公報、同４−２５１２５９号公報等に開示されているように、アルカリ可溶性樹脂に酸で分解し得る基の前駆体を反応させる、もしくは、酸で分解し得る基の結合したアルカリ可溶性樹脂モノマーを種々のモノマーと共重合して得ることができる。
【０２７８】
酸分解性基としては、例えば、−ＣＯＯＨ基、−ＯＨ基などのアルカリ可溶性基を有する樹脂において、左記のアルカリ可溶性基の水素原子を酸の作用により脱離する基で置換した基が好ましい。
【０２７９】
酸分解性基として具体的には、前述した本発明の樹脂（Ｐ）で説明した酸分解性基（例えば、樹脂（Ｐ）における繰り返し単位（Ｂ）として説明した酸分解性基）と同様の基を好ましい例として挙げることができる。
【０２８０】
前記アルカリ可溶性基を有する樹脂としては、例えば、ポリ（ｏ−ヒドロキシスチレン）、ポリ（ｍ−ヒドロキシスチレン）、ポリ（ｐ−ヒドロキシスチレン）及びこれらの共重合体、水素化ポリ（ヒドロキシスチレン）、下記構造で表される置換基を有するポリ（ヒドロキシスチレン）類、およびフェノール性水酸基を有する樹脂、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、水素化ノボラック樹脂等のヒドロキシスチレン構造単位を有するアルカリ可溶性樹脂、（メタ）アクリル酸、ノルボルネンカルボン酸などのカルボキシル基を有する繰り返し単位を含有するアルカリ可溶性樹脂が挙げられる。
【０２８１】
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物において、樹脂（Ｐ）を除く酸分解性樹脂の組成物中の配合率は、組成物の全固形分中０〜７０質量％が好ましく、より好ましくは０〜５０質量％、更により好ましくは０〜３０質量％である。
【０２８２】
＜活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物＞
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物では、光酸発生構造を有する樹脂（Ｐ）を含有しているが、樹脂（Ｐ）以外に、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物（以下、「酸発生剤」又は「光酸発生剤」ともいう）を含有してもよい。
【０２８３】
そのような酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
【０２８４】
酸発生剤としては、例えば、アジニウム塩、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、ｏ−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。これらの具体例としては、例えば、米国特許出願公開第２００８／０２４１７３７Ａ１号明細書の〔０１６４〕〜〔０２４８〕に説明されているものを挙げることができる。
【０２８５】
酸発生剤の組成物中の含量は、本発明の組成物の全固形分を基準として、０〜２０質量％が好ましく、より好ましくは０〜１０質量％、更に好ましくは０〜７質量％である。酸発生剤は、本発明において必須成分ではないが、添加の効果を得る上では、通常０．０１質量％以上で使用される。
【０２８６】
＜塩基性化合物＞
本発明の感活性光線又は放射線性組成物は、塩基性化合物を含有することが好ましいく、塩基性化合物は、含窒素有機塩基性化合物であることが好ましい。
使用可能な含窒素有機塩基性化合物は特に限定されないが、例えば具体例として、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ペンチルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、トリ−ｎ−デシルアミン、トリイソデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ジデシルアミン、メチルオクタデシルアミン、ジメチルウンデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルドデシルアミン、メチルジオクタデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジヘキシルアニリン、２，６−ジイソプロピルアニリン、２，４，６−トリ（ｔ−ブチル）アニリン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルアニリン、トリス（メトキシエトキシエチル）アミンや、米国特許第６０４０１１２号明細書のカラム３、６０行目以降に例示の化合物などのアミン類が挙げられる。
【０２８７】
その他に好ましい塩基性化合物として、２−フェニルベンゾイミダゾール、２，４，５−トリフェニルイミダゾール、Ｎ−ヒドロキシエチルピペリジン、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、４−ジメチルアミノピリジンなど、アンチピリン、ヒドロキシアンチピリン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノナ−５−エン、１，８−ジアザビシクロ〔５．４．０〕−ウンデカ−７−エンなどの含窒素複素環構造を有する化合物や、２−［２−｛２―（２，２―ジメトキシ−フェノキシエトキシ）エチル｝−ビス−（２−メトキシエチル）］−アミン、米国特許出願公開第２００７／０２２４５３９Ａ１号明細書の段落［００６６］に例示されている化合物（Ｃ１−１）〜（Ｃ３−３）などのフェノキシ基を有するアミン化合物や、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドのようなアンモニウム塩が挙げられる。
【０２８８】
その他、酸の作用により塩基性が増大する化合物も、塩基性化合物の１種として用いることができる。
【０２８９】
この例として、例えば下記一般式（Ａ）で表される構造を有するものが挙げられ、このもの自身は塩基性が低いが、酸によりまず−Ｃ（Ｒｂ）（Ｒｂ）（Ｒｂ）部位が分解し、次にエステル結合部位が脱炭酸することで、実質的な塩基性が発現すると考えられる。
【化５９】
【０２９０】
上式（Ａ）において、Ｒａは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示し、Ｒｂは各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示すが、３つのＲｂが同時に水素原子であることはない。ｎは０〜２の整数を表し、ｍは１〜３の整数を表し、ｎ＋ｍ＝３である。ｎ＝２のとき、２つのＲａは異なっていてもよい。また、２つのＲｂは結合して脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。
【０２９１】
以下に、酸の作用により塩基性が増大する化合物の特に好ましい具体的に示す。
【化６０】
【０２９２】
【化６１】
【０２９３】
その他、本発明の組成物に使用可能なものとして、特開２００２−３６３１４６号公報の実施例で合成されている化合物、特開２００７−２９８５６９号公報の段落０１０８に記載の化合物などが挙げられる。
塩基性化合物は、単独であるいは２種以上併用して用いられる。
塩基性化合物の使用量は、組成物の固形分を基準として、通常、０．００１〜１０質量％、好ましくは０．０１〜５質量％である。
【０２９４】
酸発生剤／塩基性化合物のモル比は、２．５〜３００であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が２．５以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から３００以下が好ましい。このモル比としてより好ましくは５．０〜２００、更に好ましくは７．０〜１５０である。
尚、上記モル比における酸発生剤とは、樹脂（Ｐ）に含まれる繰り返し単位（ａ）と、前述した樹脂（Ｐ）以外の酸発生剤の合計の量である。
【０２９５】
＜酸またはアルカリの作用により分解する基を有する低分子化合物＞
本発明の組成物は、酸またはアルカリの作用により分解する基を有する低分子化合物（但し、上述した酸の作用により塩基性が増大する化合物を除く）を含有することができる。酸またはアルカリの作用により分解する基としては特に限定されないが、アセタール基、カルボネート基、カルバメート基、３級エステル基、３級水酸基、ヘミアミナールエーテル基、ラクトン構造が好ましく、カルバメート基、ヘミアミナールエーテル基であることが特に好ましい。
【０２９６】
電子線またはＥＵＶ光で照射する場合には、フェノール化合物のフェノール性水酸基を酸分解基で置換した構造を含有するものが好ましい。フェノール化合物としてはフェノール骨格を１〜９個含有するものが好ましく、さらに好ましくは２〜６個含有するものである。
以下に具体例を示す。
【化６２】
【０２９７】
上記の酸またはアルカリの作用により分解する基を有する低分子化合物は、市販のものを用いても、公知の方法で合成したものを用いてもよい。
【０２９８】
＜界面活性剤＞
本発明の組成物は、更に界面活性剤を含有してもよい。含有する場合、界面活性剤としては、フッ素系又はシリコン系界面活性剤が好ましい。
これらに該当する界面活性剤としては、大日本インキ化学工業（株）製のメガファックＦ１７７、メガファックＲ０８、ＯＭＮＯＶＡ社製のＰＦ６５６、ＰＦ６３２０、トロイケミカル（株）製のトロイゾルＳ−３６６、住友スリーエム（株）製のフロラードＦＣ４３０、信越化学工業（株）製のポリシロキサンポリマーＫＰ−３４１などが挙げられる。
【０２９９】
また、他の界面活性剤を使用することもでき、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類などが挙げられる。その他、公知の界面活性剤が適宜使用可能である。使用可能な界面活性剤としては、例えば、米国特許出願公開第２００８／０２４８４２５Ａ１号明細書の［０２７３］以降に記載の界面活性剤が挙げられる。
界面活性剤の使用量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分量（溶剤を除く全量）に対して、好ましくは０〜２質量％、更に好ましくは０．０００１〜２質量％、特に好ましくは０．０００５〜１質量％である。
【０３００】
一方、界面活性剤の添加量を１０ｐｐｍ以下、或いは含有しないことも好ましい。
【０３０１】
＜溶剤＞
組成物を調製する際に使用できる溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、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、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−メチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、γ−オクタノイックラクトン、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン２−ブタノン、３−メチルブタノン、ピナコロン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、３−メチル−２−ペンタノン、４−メチル−２−ペンタノン、２−メチル−３−ペンタノン、４，４−ジメチル−２−ペンタノン、２，４−ジメチル−３−ペンタノン、２，２，４，４−テトラメチル−３−ペンタノン、２−ヘキサノン、３−ヘキサノン、５−メチル−３−ヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、２−メチル−３−ヘプタノン、５−メチル−３−ヘプタノン、２，６−ジメチル−４−ヘプタノン、２−オクタノン、３−オクタノン、２−ノナノン、３−ノナノン、５−ノナノン、２−デカノン、３−デカノン、４−デカノン、５−ヘキセン−２−オン、３−ペンテン−２−オン、シクロペンタノン、２−メチルシクロペンタノン、３−メチルシクロペンタノン、２，２−ジメチルシクロペンタノン、２，４，４−トリメチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、３−メチルシクロヘキサノン、４−メチルシクロヘキサノン、４−エチルシクロヘキサノン、２，２−ジメチルシクロヘキサノン、２，６−ジメチルシクロヘキサノン、２，２，６−トリメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、２−メチルシクロヘプタノン、３−メチルシクロヘプタノン、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、酢酸ブチル、酢酸−２−メトキシエチル、酢酸−２−エトキシエチル、酢酸−２−（２−エトキシエトキシ）エチル、酢酸−３−メトキシ−３−メチルブチル、酢酸−１−メトキシ−２−プロピル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピルが好ましく挙げられる。
【０３０２】
好ましく使用できる溶剤としては、２−ヘプタノン、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、乳酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、３−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸−２−エトキシエチル、酢酸−２−（２−エトキシエトキシ）エチル、プロピレンカーボネートが挙げられる。特に好ましい溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルが挙げられる。
これら溶媒は、２種以上を混合して用いてもよく、混合する場合、水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤とを混合することが好ましい。水酸基を有する溶剤としてはアルキレングリコールモノアルキルエーテルが好ましく、水酸基を有しない溶剤としてはアルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートが好ましい。
【０３０３】
本発明の組成物中における溶媒の含有率は、所望の膜厚等に応じて適宜調整可能であるが、一般的には組成物の全固形分濃度が０．５〜３０質量％、好ましくは１．０〜２０質量％、より好ましくは１．５〜１０質量％となるように調製される。
【０３０４】
＜酸の作用により分解し、カルボン酸よりも強い酸を生成する物質＞
本発明の組成物は、酸の作用により分解し、カルボン酸よりも強い酸を生成する物質（以下、「酸増殖剤」ともいう）を含有してもよい。
酸増殖剤から生成する酸は、その酸の強度が大きいものが好ましく、具体的にはその酸の解離定数（ｐＫａ）として３以下が好ましく、より好ましくは２以下である。酸増殖剤から発生する酸としてはスルホン酸が好ましい。
【０３０５】
酸増殖剤は、具体的には下記一般式（１）〜（６）で表される化合物が好ましい。
【化６３】
【０３０６】
一般式（１）〜（６）に於いて、Ｒは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ０は、酸の作用により脱離する基を表し、Ｒ１は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、又はアリーロキシ基を表し、Ｒ２は、アルキル基又はアラルキル基を表し、Ｒ３は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ４、Ｒ５は、各々独立に、アルキル基を表し、Ｒ４とＲ５が互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ６は、水素原子又はアルキル基を表し、Ｒ７は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ８は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ９は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、Ｒ９は、Ｒ７と結合して環を形成しても良い。Ｒ１０は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、アリーロキシ基又はアルケニルオキシ基を表し、Ｒ１１は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、アリーロキシ基又はアルケニル基を表し、Ｒ１０とＲ１１は、互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ１２は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基又は環状イミド基を表す。
【０３０７】
Ｒ０の酸の作用により脱離する基としては、例えば、ｔ−ブチル基、ｔ−アミル基等の３級アルキル基、イソボロニル基、１−エトキシエチル基、１−ブトキシエチル基、１−イソブトキシエチル基、１−シクロヘキシロキシエチル基等の１−アルコキシエチル基、１−メトキシメチル基、１−エトキシメチル基等のアルコキシメチル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキルシリル基、３−オキソシクロヘキシル基等を挙げることができる。
【０３０８】
一般式（１）〜（６）で表される化合物の具体例としては、例えば、特開２００８−２０９８８９号公報の［０２１５］以降に例示された化合物（１−１）〜（１−１１）、（２−１）〜（２−６）、（３−１）〜（３−６）、（４−１）〜（４−７）、（５−１）〜（５−４）、（６−１）〜（６−２０）が挙げられる。
【０３０９】
＜その他の成分＞
本発明の組成物は、上記に説明した成分以外にも、カルボン酸オニウム塩、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ＳＰＩＥ， ２７２４，３５５ （１９９６）等に記載の分子量３０００以下の溶解阻止化合物、染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤などを適宜含有することができる。
【０３１０】
＜パターン形成方法＞
本発明の組成物は、典型的には、上記の成分を溶剤に溶解し、フィルター濾過した後、支持体に塗布して用いる。
フィルターとしては、ポアサイズ０．１μｍ以下、より好ましくは０．０５μｍ以下、更に好ましくは０．０３μｍ以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。
膜の膜厚は、特に限定されないが、０.０１〜０．２μｍが好ましく、０.０２〜０．１μｍがより好ましい。
基板上に塗布する方法としては、スピン塗布が好ましく、その回転数は１０００〜３０００ｒｐｍが好ましい。
【０３１１】
組成物は、集積回路素子、フォトマスク、インプリント用モールドなどの製造に使用されるような基板（例：シリコン／二酸化シリコン被覆）上にスピナー等の適当な塗布方法により塗布される。その後乾燥し、感光性の膜を形成する。
当該膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク（加熱）を行い、現像、リンスする。これにより良好なパターンを得ることができる。なお、電子ビームの照射では、マスクを介さない描画（直描）が一般的である。
【０３１２】
なお、本発明の組成物を適用して、インプリント用モールド構造体を作製する場合の詳細については、例えば、ナノインプリントの基礎と技術開発・応用展開―ナノインプリントの基板技術と最新の技術展開―編集：平井義彦 フロンティア出版（2006年6月発行）、特許第４１０９０８５号公報や、特開２００８−１６２１０１号公報などを参照されたい。
【０３１３】
感光性膜を形成する前に、基板上に予め反射防止膜を塗設してもよく、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。活性光線又は放射線としては、例えば、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザー、Ｘ線、軟Ｘ線、又は電子線があげられ、ＥＵＶ光又は電子線が特に適している。
【０３１４】
現像工程では、アルカリ現像液を用いる。現像工程におけるアルカリ現像液としては、通常、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドに代表される４級アンモニウム塩が用いられるが、これ以外にも無機アルカリ（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等、１〜３級アミン（例えば、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等）、アルコールアミン（例えば、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等）、環状アミン（例えば、ピロール、ピヘリジン等）等のアルカリ水溶液も使用可能である。
【０３１５】
更に、上記アルカリ現像液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加してもよい。 アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常０．１〜２０質量％である。
アルカリ現像液のｐＨは、通常１０．０〜１５．０である。
リンス液としては、純水が好ましく、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
【実施例】
【０３１６】
＜繰り返し単位（Ａ）に対応した重合性化合物の合成＞
（Ｍ−９８の合成）
４−フェニルピリジンＮ−オキシド２２．９４質量部に 2-Methacryloyloxyethyl p-toluenesulphonate ４０．００質量部を加え８０℃で２時間攪拌した。室温まで放冷し、酢酸エチル１００．００質量部を加え１時間攪拌し、濾過して得られた白色固体をメタノール３０.００質量部に溶解し、その溶液をイオン交換樹脂（Amberlite(R)；IRA410）を用いることにより、化合物Ａ４８．２１質量部を得た。
【０３１７】
1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ(ppm)： 9.58(d, 2H), 8.42(d, 2H), 7.85(d, 2H), 7.52(m, 3H), 6.09(s, 1H), 5.58(s, 1H), 5.18(t, 2H), 4.59(s, 2H), 2.97(s, 3H)。
【０３１８】
これを常法に従い化合物Ｂと塩交換して、Ｍ−９８を合成した。
【化６４】
【０３１９】
（Ｍ−１の合成）
４−ビニルピリジンＮ−オキシド１９．５１質量部に ｐ−トルエンスルホン酸メチル ３０．００質量部を加え６０℃で４時間攪拌した。室温まで放冷し、酢酸エチル１００．００質量部を加えた。その溶液をイオン交換樹脂（Amberlite(R)；IRA410）を用いることにより、化合物Ｃ４８．２１質量部を得た。
【０３２０】
1H NMR (400 MHz, CDCl3)δ(ppm)： 9.43(d, 2H), 8.62(d, 2H), 6.63(dd, 1H), 5.58(dd, 1H), 5.18(dd, 1H), 3.30(s, 3H)。
【０３２１】
これを常法に従い化合物Ｄと塩交換して、Ｍ−１を合成した。
【化６５】
【０３２２】
以下、同様にして、他の繰り返し単位（Ａ）に対応した重合性化合物（Ｍ−１９、Ｍ−３５、Ｍ−３９、Ｍ−４９、Ｍ−５４、Ｍ−６５、Ｍ−１０３、Ｍ−１１４、Ｍ−１３７、Ｍ−１４５、Ｍ−１５４、Ｍ−１６３、Ｍ−２０３、Ｍ−２１２、Ｍ−２１９）を合成した。
【０３２３】
＜樹脂（Ｐ）の合成＞
（樹脂Ｐ−１の合成）
メチルエチルケトン９．３３質量部を窒素気流下、８０℃に加熱した。この液を攪拌しながら、上記合成例１にて得られたモノマー（Ｍ−９８）８．０９質量部、下記構造のモノマーＥ５．５６質量部、４−ヒドロキシスチレン６．３５質量部、メチルエチルケトン３７．３３質量部、２，２’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔Ｖ−６０１、和光純薬工業（株）製〕１．４２質量部の混合溶液を２時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃で更に４時間攪拌した。反応液を放冷後、多量のヘキサン／酢酸エチルで再沈殿・真空乾燥を行うことで、本発明の樹脂（Ｐ−１）を１１．５質量部得た。
【０３２４】
得られた樹脂のＧＰＣ（キャリア：Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ））から求めた重量平均分子量（Ｍｗ：ポリスチレン換算）は、Ｍｗ＝９４００、分散度は、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．６２であった。
【化６６】
【０３２５】
（樹脂Ｐ−２の合成）
メチルエチルケトン９．３３質量部を窒素気流下、８０℃に加熱した。この液を攪拌しながら、上記合成例３にて得られたモノマー（Ｍ−１）４．７１質量部、下記構造のモノマーＦ７．７０質量部、下記構造のモノマーＧ２．５２質量部、４−ヒドロキシスチレン５．０８質量部、メチルエチルケトン３７．３３質量部、２，２’−アゾビスイソ酪酸ジメチル〔Ｖ−６０１、和光純薬工業（株）製〕１．７０質量部の混合溶液を２時間かけて滴下した。滴下終了後、80℃で更に４時間攪拌した。反応液を放冷後、多量のヘキサン／酢酸エチルで再沈殿・真空乾燥を行うことで、本発明の樹脂（Ｐ−２）を１５．５質量部得た。
【０３２６】
得られた樹脂のＧＰＣ（キャリア：Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ））から求めた重量平均分子量（Ｍｗ：ポリスチレン換算）は、Ｍｗ＝８９００、分散度は、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．７２であった。
【０３２７】
以下、同様にして、樹脂Ｐ−３〜Ｐ−１７を合成した。また、比較用に、樹脂Ｐ−１８及びＰ−１９を準備した。下記表３に、各々の組成比（モル％；各繰り返し単位と左から順に対応）、重量平均分子量及び分散度を示す。
【化６７】
【０３２８】
【化６８】
【０３２９】
【表３】
【０３３０】
＜レジスト評価＞
下記表４に示す成分を溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度４質量％の溶液を調製し、これを０．１０μｍのポアサイズを有するポリテトラフルオロエチレンフィルターで濾過して感活性光線性又は感放射性樹脂組成物を調製した。感活性光線性又は感放射性樹脂組成物を下記の方法で評価し、結果を下記表４に示した。
なお、下表における各成分について、複数使用した場合の比は質量比である。また、各成分の濃度は、全固形分に対する質量濃度（質量％）を表している。
【０３３１】
（露光条件１：ＥＢ露光；実施例１〜２５並びに比較例１及び２）
調製した感放射線性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、１２０℃で９０秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、膜厚１００ｎｍの感放射線性膜を形成させた。この感放射線性膜を、電子線照射装置（（株）日立製作所製ＨＬ７５０、加速電圧５０ｋｅＶ）を用いて電子線照射を行った。照射後直ぐに１３０℃で９０秒間ホットプレート上で加熱した。更に濃度２．３８質量％のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて２３℃で６０秒間現像し、３０秒間純水にてリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
【０３３２】
（露光条件２：ＥＵＶ露光；実施例２６〜３０及び比較例３）
調製した感放射線性樹脂組成物を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、１２０℃で９０秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、膜厚１００ｎｍの感放射線性膜を形成させた。この感放射線性膜を、ＥＵＶ露光装置で照射し、照射後直ぐに１３０℃で９０秒間ホットプレート上で加熱した。更に濃度２．３８質量％のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて２３℃で６０秒間現像し、３０秒間純水にてリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
【０３３３】
（感度評価）
得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ−９２２０）を用いて観察した。１００ｎｍライン（ライン：スペース＝１:１）を解像する時の最小照射エネルギーを感度とした。
【０３３４】
（解像力評価）
上記の感度を示す照射量における限界解像力（ラインとスペースとが分離解像する最小幅）を解像力とした。
【０３３５】
（パターン形状評価）
上記の感度を示す照射量における１００ｎｍラインパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡（(株)日立製作所製Ｓ−４３００）を用いて観察し、矩形、T-top、テーパーの３段階評価を行った。
【０３３６】
（ＬＥＲ評価）
上記の感度を示す照射量における１００ｎｍラインパターンの長さ方向５０μｍにおける任意の３０点について、走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ−９２２０）を用いてエッジがあるべき基準線からの距離を測定し、標準偏差を求め、３σを算出した。
【０３３７】
（アウトガス（露光後の膜厚変動率評価））
上記の感度を示す照射量の２倍の照射量を照射し、露光後（後加熱前）の膜厚を測定し、以下の式から、未露光時の膜厚からの変動率を求めた。
【０３３８】
膜厚変動率＝１００×（未露光時の膜厚−露光後の膜厚）／未露光時の膜厚
膜厚変動率が少ない方がアウトガスの低減が良好であることを示す。
【表４】
【０３３９】
【表５】
【０３４０】
なお、表中に示した略号は、以下の通りである。
【０３４１】
〔光酸発生剤〕
【化６９】
【０３４２】
〔塩基性化合物〕
ＴＢＡＨ：テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
ＴＯＡ：トリ（ｎ−オクチル）アミン
ＴＰＩ：トリフェニルイミダゾール
〔界面活性剤〕
Ｗ−１：メガファックＦ１７７（大日本インキ化学工業（株）製）（フッ素系）
Ｗ−２：メガファックＲ０８（大日本インキ化学工業（株）製）（フッ素及びシリコン系）
Ｗ−３：ポリシロキサンポリマーＫＰ−３４１（信越化学工業（株）製）（シリコン系）
Ｗ−４：ＰＦ６３２０（ＯＭＮＯＶＡ社製）（フッ素系）
〔溶剤〕
Ｓ１：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ；１−メトキシ−２−アセトキシプロパン）
Ｓ２：プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ；１−メトキシ−２−プロパノール）
Ｓ３：乳酸エチル。
【０３４３】
表４に記載の結果から、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、ＥＢ露光において、高感度、高解像性、良好なパターン形状、良好なラインエッジラフネス、及び、良好なアウトガス性能を同時に満足することが明らかである。
また、表５に記載の結果から、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、ＥＵＶ露光においても、高感度及び良好なパターン形状を同時に満足することが明らかである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性光線又は放射線の照射により分解して遊離酸を発生する含窒素複素環カチオン構造を側鎖に備えた繰り返し単位（Ａ）を含んだ樹脂（Ｐ）を含有したポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項２】
前記繰り返し単位（Ａ）は下記一般式（ＡＺ１）又は（ＡＺ２）により表される請求項１に記載の組成物。
【化１】
式中、
Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ｘ１１及びＸ１２は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒ１２とＸ１１又はＸ１２とは、互いに結合して、環を形成していてもよい。
【化２】
は、含窒素複素環を表す。
Ｙ１は、置換基を表す。
Ａ−は、アニオンを表す。
【請求項３】
前記含窒素複素環カチオンはアジニウムカチオンである請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記樹脂（Ｐ）は、酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位（Ｂ）を更に含んでいる請求項１乃至３の何れか１項に記載の組成物。
【請求項５】
前記樹脂（Ｐ）は、下記一般式（Ｉ）により表される繰り返し単位（Ｃ）を更に含んでいる請求項１乃至４の何れか１項に記載の組成物。
【化３】
式中、
Ｒ４１、Ｒ４２及びＲ４３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ｘ４は、単結合、−ＣＯＯ−、又は−ＣＯＮＲ６４−を表し、Ｒ６４は、水素原子又はアルキル基を表す。
Ｌ４は、単結合又はアルキレン基を表す。
Ａｒ４は、（ｎ＋１）価の芳香環基を表す。
ｎは、１〜４の整数を表す。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の組成物を用いて形成された感活性光線性又は感放射線性樹脂膜。
【請求項７】
請求項６に記載の膜を、電子線、Ｘ線又は軟Ｘ線により露光することと、
前記露光された膜を現像することと
を含んだパターン形成方法。
【請求項１】
活性光線又は放射線の照射により分解して遊離酸を発生する含窒素複素環カチオン構造を側鎖に備えた繰り返し単位（Ａ）を含んだ樹脂（Ｐ）を含有したポジ型感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項２】
前記繰り返し単位（Ａ）は下記一般式（ＡＺ１）又は（ＡＺ２）により表される請求項１に記載の組成物。
【化１】
式中、
Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ｘ１１及びＸ１２は、単結合又は２価の連結基を表す。Ｒ１２とＸ１１又はＸ１２とは、互いに結合して、環を形成していてもよい。
【化２】
は、含窒素複素環を表す。
Ｙ１は、置換基を表す。
Ａ−は、アニオンを表す。
【請求項３】
前記含窒素複素環カチオンはアジニウムカチオンである請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記樹脂（Ｐ）は、酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位（Ｂ）を更に含んでいる請求項１乃至３の何れか１項に記載の組成物。
【請求項５】
前記樹脂（Ｐ）は、下記一般式（Ｉ）により表される繰り返し単位（Ｃ）を更に含んでいる請求項１乃至４の何れか１項に記載の組成物。
【化３】
式中、
Ｒ４１、Ｒ４２及びＲ４３は、各々独立に、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ｘ４は、単結合、−ＣＯＯ−、又は−ＣＯＮＲ６４−を表し、Ｒ６４は、水素原子又はアルキル基を表す。
Ｌ４は、単結合又はアルキレン基を表す。
Ａｒ４は、（ｎ＋１）価の芳香環基を表す。
ｎは、１〜４の整数を表す。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の組成物を用いて形成された感活性光線性又は感放射線性樹脂膜。
【請求項７】
請求項６に記載の膜を、電子線、Ｘ線又は軟Ｘ線により露光することと、
前記露光された膜を現像することと
を含んだパターン形成方法。
【公開番号】特開２０１２−１８５２８１（Ｐ２０１２−１８５２８１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４７５７２（Ｐ２０１１−４７５７２）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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