JP2005170902A - New compound and radiation-sensitive resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は新規化合物およびそれを用いた感放射線性樹脂組成物に関し、特にKrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー(波長193nm)あるいはF2エキシマレーザー(波長157nm)等の遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線の如き各種の放射線を使用する微細加工に有用な化学増幅型レジストを形成するための新規化合物および感放射線性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a novel compound and a radiation-sensitive resin composition using the same, and in particular, far ultraviolet rays such as KrF excimer laser, ArF excimer laser (wavelength 193 nm) or F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), X such as synchrotron radiation. The present invention relates to a novel compound and a radiation-sensitive resin composition for forming a chemically amplified resist useful for microfabrication using various kinds of radiation such as charged particle beams such as beams and electron beams.
集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、より高い集積度を得るために、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)あるいはF2エキシマレーザー(波長157nm)に代表される短波長の放射線を用いたリソグラフィ技術が多用されている。
このようなエキシマレーザーによる照射に適したレジストとして、アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性であって酸の作用によりアルカリ易溶性となる酸解離性基含有樹脂と、放射線の照射により酸を発生する成分とによる化学増幅効果を利用したレジスト(以下、「化学増幅型レジスト」という。)が既に提案されている。
近年、その限界をこえる微細加工技術として電子線(EB)リソグラフィが期待されている。EBリソグラフィによって半導体デバイスを直接製作する場合、用いられるEBレジストは特にドライエッチング耐性が求められる。この要望に対して化学的に安定な芳香族系化合物が用いられている。しかし、これまでのレジストは高分子量かつ分子量分布の広い高分子材料が用いられていることから、更なる解像度の向上が困難とされてきた。これは、高分子の主鎖自体が光に対し障害となるため、光の利用効率が悪いこと、分子運動性に乏しいなどといった理由のためである。したがって、高分子に匹敵する剛直な構造および耐熱性を有する分子サイズの小さいレジスト材料の開発が望まれている。
化学的に安定な芳香族系化合物のレジスト材料の一つとして、従来、カリックスレゾルシンアレーン誘導体を用いた酸解離性基含有樹脂が知られている(特許文献1参照)。カリックスレゾルシンアレーンは、レゾルシンとパラホルムアルデヒドとの縮合により生成する環状オリゴマーである。カリックスレゾルシンアレーンおよびその誘導体は、円錐台形の周側面に沿ってベンゼン環が配されたような特有の構造から、クラウンエーテルやシクロデキストリンと同様に包接機能を有することが知られている。
しかしながら、化学増幅型レジスト用材料として使用する場合、フィルムの作製時のキャスト溶媒に対する溶解性に優れ、かつ塩基性条件下では安定であり酸性条件下においては容易に加水分解される性質を満たすための適切な保護基がないという問題がある。
As a resist suitable for such excimer laser irradiation, an acid-dissociable group-containing resin that is insoluble in alkali or hardly soluble in alkali and easily soluble in alkali by the action of an acid, and a component that generates an acid upon irradiation with radiation. Resists utilizing the chemical amplification effect (hereinafter referred to as “chemically amplified resist”) have already been proposed.
In recent years, electron beam (EB) lithography is expected as a microfabrication technology that exceeds that limit. When a semiconductor device is directly manufactured by EB lithography, the EB resist to be used is particularly required to have dry etching resistance. To meet this demand, chemically stable aromatic compounds are used. However, since conventional resists are made of a high molecular weight and high molecular weight distribution, it has been difficult to further improve the resolution. This is because the main chain of the polymer itself is an obstacle to light, so that the light utilization efficiency is poor and the molecular mobility is poor. Therefore, development of a resist material having a rigid structure comparable to a polymer and heat resistance and a small molecular size is desired.
As one of chemically stable aromatic compound resist materials, an acid-dissociable group-containing resin using a calix resorcinarene derivative has been conventionally known (see Patent Document 1). Calix resorcinarene is a cyclic oligomer formed by the condensation of resorcin and paraformaldehyde. It is known that calixresorcinarenes and derivatives thereof have an inclusion function similar to crown ethers and cyclodextrins because of their unique structure in which a benzene ring is arranged along the frustoconical circumferential side.
However, when used as a chemically amplified resist material, it has excellent solubility in cast solvents during film production, and is stable under basic conditions and easily hydrolyzed under acidic conditions. There is a problem that there is no appropriate protecting group.
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、フィルムの作製時のキャスト溶媒に対する溶解性に優れ、かつアルカリ現像液には安定で、酸により温和な条件下で容易に脱保護が可能となる新規化合物およびこの化合物を用いることにより高感度、高解像度のパターン形成が期待できる感放射線性樹脂組成物の提供を目的とする。 The present invention has been made to cope with such problems, and is excellent in solubility in a casting solvent during film production, is stable to an alkaline developer, and is easily removed under mild conditions by an acid. It is an object of the present invention to provide a novel compound that can be protected and a radiation sensitive resin composition that can be expected to form a pattern with high sensitivity and high resolution by using this compound.
本発明の新規化合物は、下記式(1)で表されることを特徴とする。
本発明の感放射線性樹脂組成物は、アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性であって酸の作用によりアルカリ易溶性となる酸解離性基含有樹脂と、感放射線性酸発生剤とを含有し、上記酸解離性基含有樹脂が上記式(1)で表される新規化合物であることを特徴とする。 The radiation-sensitive resin composition of the present invention contains an acid-dissociable group-containing resin that is insoluble or hardly soluble in alkali and easily soluble in alkali by the action of an acid, and a radiation-sensitive acid generator. The dissociable group-containing resin is a novel compound represented by the above formula (1).
本発明は温和な条件下で化学反応させることにより、アセタール残基を有する新規化合物のカリックスレゾルシンアレーン誘導体が得られる。この新規化合物は一般有機溶媒に対して高い溶解性を示し、300℃付近で熱分解が起き、耐熱性に優れている。
また、この新規化合物を酸解離性基含有樹脂として用いた感放射線性樹脂組成物は、アルカリ現像液には安定で、放射線照射により発生する酸により温和な条件下で容易に脱保護が可能となる。
In the present invention, a novel compound calixresorcinarene derivative having an acetal residue is obtained by chemical reaction under mild conditions. This novel compound exhibits high solubility in general organic solvents, undergoes thermal decomposition at around 300 ° C., and is excellent in heat resistance.
In addition, the radiation-sensitive resin composition using this novel compound as an acid-dissociable group-containing resin is stable in an alkali developer and can be easily deprotected under mild conditions by an acid generated by radiation irradiation. Become.
式(1)で表される新規化合物は、以下の3工程を経て合成できる。
第1工程として、カリックス[4]レゾルシンアレーン類よりエチルエステル残基を有するカリックス[4]レゾルシンアレーン類を合成する。
原料となるカリックス[4]レゾルシンアレーン類は、公知の方法により合成することができる。例えばレゾルシノールとパラアルデヒドとの反応により、C−メチル−カリックス[4]レゾルシンアレーンを、レゾルシノールとパラヒドロキシベンズアルデヒドとの反応により、C−4−ヒドロキシフェニルカリックス[4]レゾルシンアレーンを、それぞれ合成できる。
また、カリックス[4]レゾルシンアレーン類にエチルエステル残基の導入は、例えばブロモ酢酸エチルとの反応により行なうことができる。
The novel compound represented by the formula (1) can be synthesized through the following three steps.
As a first step, calix [4] resorcinarenes having an ethyl ester residue are synthesized from calix [4] resorcinarenes.
The raw material calix [4] resorcinarenes can be synthesized by known methods. For example, C-methyl-calix [4] resorcinarene can be synthesized by the reaction of resorcinol and paraaldehyde, and C-4-hydroxyphenylcalix [4] resorcinarene can be synthesized by the reaction of resorcinol and parahydroxybenzaldehyde, respectively.
In addition, introduction of an ethyl ester residue into calix [4] resorcinarenes can be carried out, for example, by reaction with ethyl bromoacetate.
第2工程として、エチルエステル残基を加水分解することによりカルボキシル基を有するカリックス(4)レゾルシンアレーン誘導体類を合成する。加水分解は、例えば水酸化カリウム水溶液を用いて行なうことができる。
第3工程として、カルボキシル基を有するカリックス(4)レゾルシンアレーン誘導体類のカルボキシル基とクロロメチルメチルエーテルとの反応を、塩基として例えばトリエチルアミンを用い、温和な条件下で反応させることにより、アセタール残基を有するカリックス(4)レゾルシンアレーン誘導体類を合成できる。
As the second step, calix (4) resorcinarene derivatives having a carboxyl group are synthesized by hydrolyzing the ethyl ester residue. Hydrolysis can be performed using, for example, an aqueous potassium hydroxide solution.
As a third step, the reaction between the carboxyl group of the calix (4) resorcinarene derivatives having a carboxyl group and chloromethyl methyl ether is allowed to react under mild conditions using, for example, triethylamine as a base. It is possible to synthesize calix (4) resorcinarene derivatives having
得られたカリックスレゾルシンアレーン誘導体は酸解離性基含有樹脂として利用できる。
カリックスレゾルシンアレーン誘導体は酸触媒によりアセタール基が脱離してカルボキシル基を生成し、これにより所定の溶媒への溶解性が大きく変化する。このため、この化合物と感放射線性酸発生剤等を含有させることにより、感放射線性樹脂組成物が得られる。
感放射線性酸発生剤としては、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の放射線による露光により酸を発生する成分であれば使用でき、母核と発生する酸とからなる。
母核としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩(テトラヒドロチオフェニウム塩を含む)、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等のオニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、ジスルホニルジアゾメタン化合物、ジスルホニルメタン化合物、オキシムスルホネート化合物、ヒドラジンスルホネート化合物等が挙げられる。
また、発生する酸としては、アルキルあるいはフッ化アルキルスルホン酸、アルキルあるいはフッ化アルキルカルボン酸、アルキルあるいはフッ化アルキルスルホニルイミド酸等が挙げられる。
感放射線性樹脂組成物には、(1)露光により酸発生剤から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する作用を有する酸拡散制御剤、(2)ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を更に改善する作用を示す、酸解離性有機基を含有する/しない脂環族添加剤、(3)塗布性、現像性等を改良する作用を示す界面活性剤、(4)感度等を改良する作用を示す増感剤、(5)ハレーション防止剤、接着助剤、保存安定化剤、消泡剤等の添加剤を更に配合することができる。
The obtained calixresorcinarene derivative can be used as an acid-dissociable group-containing resin.
In the calix resorcinarene derivative, an acetal group is eliminated by an acid catalyst to generate a carboxyl group, whereby the solubility in a predetermined solvent is greatly changed. For this reason, a radiation sensitive resin composition is obtained by including this compound and a radiation sensitive acid generator.
As the radiation-sensitive acid generator, any component that generates an acid upon exposure to radiation such as visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, electron beam, or X-ray can be used, and consists of a mother nucleus and a generated acid.
As the mother nucleus, iodonium salts, sulfonium salts (including tetrahydrothiophenium salts), onium salt compounds such as phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, sulfonimide compounds, sulfone compounds, sulfonic acid ester compounds, disulfonyldiazomethane compounds , Disulfonylmethane compounds, oxime sulfonate compounds, hydrazine sulfonate compounds, and the like.
Examples of the acid generated include alkyl or fluorinated alkyl sulfonic acid, alkyl or fluorinated alkyl carboxylic acid, alkyl or fluorinated alkyl sulfonylimide acid, and the like.
The radiation-sensitive resin composition includes (1) an acid diffusion control agent having an action of controlling an undesired chemical reaction in a non-exposed region by controlling a diffusion phenomenon of an acid generated from an acid generator upon exposure in a resist film, (2) Dry etching resistance, pattern shape, alicyclic additive containing / not containing acid-dissociable organic group, which has the effect of further improving the adhesion to the substrate, (3) coating properties, developability, etc. Surfactant showing the action of improving, (4) Sensitizer showing the action of improving sensitivity, etc. (5) Addition of additives such as antihalation agent, adhesion aid, storage stabilizer, antifoaming agent, etc. can do.
本発明に係る感放射線性樹脂組成物は、例えばKrF、ArF、電子線およびX線などに感応するポジ型の化学増幅型レジスト材料として有用である。カリックスレゾルシンアレーン誘導体はある程度大きな分子量を有することから成膜性を備えるので、この誘導体単独で化学増幅型レジスト材料の基体として利用できる。あるいは、他の成膜性を有する樹脂と併用して化学増幅型レジスト材料の基体としてもよい。カリックスレゾルシンアレーン誘導体は直鎖状の樹脂などに比べて分子サイズが小さいため、この化合物を含むレジスト材料は高解像度なパターンを形成可能であり、また形成されたパターンにおいていわゆるエッジラフネスが少なくなる。また、Rを有することにより、溶媒に対する溶解性が向上する。さらに、このレジスト材料はポジ型であるため、膨潤による悪影響が抑えられるという利点もある。 The radiation-sensitive resin composition according to the present invention is useful as a positive chemically amplified resist material sensitive to, for example, KrF, ArF, electron beam, X-ray and the like. Since the calix resorcinarene derivative has a certain degree of molecular weight, it has film-forming properties, so that this derivative alone can be used as a substrate for a chemically amplified resist material. Alternatively, it may be used as a base of a chemically amplified resist material in combination with other film-forming resins. Since the calix resorcinarene derivative has a smaller molecular size than a linear resin or the like, a resist material containing this compound can form a high-resolution pattern, and so-called edge roughness is reduced in the formed pattern. Moreover, the solubility with respect to a solvent improves by having R. Further, since this resist material is a positive type, there is an advantage that adverse effects due to swelling can be suppressed.
以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。ここで、部は、特記しない限り重量基準である。
実施例および参考例における各測定・評価は、下記の装置・方法で行なった。
赤外分光測定装置(IR):日本分光株式会社 FT/IR−420、BIORAD(株)RT/IR−ExcaliberFTS 300MX
核磁気共鳴測定装置(1H NMR):日本電子(株)ECA−500 500MHz−NMR
質量分析装置(MALDI−−TOFMS):島津製作所 SHIMAZU/KRATOS マトリックス支援レーザーイオン化飛行時間型質量分析装置 KOMPACTMALDIIVtDE
熱重量減少測定装置(TG/DTA):セイコーインスツルメンツ株式会社 SeikoInstruments EXTAR 6000TG−DTA6200(測定条件:窒素気流下、昇温速度 10℃/min、開放型アルミニウムパン)
光反応装置
超高圧水銀灯:USHIOUIS−25102
照度計:USHIOUIT−150紫外線積算光量計
遠心分離機:KUBOTA2010
Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to examples. Here, the part is based on weight unless otherwise specified.
Each measurement and evaluation in Examples and Reference Examples was performed by the following apparatuses and methods.
Infrared spectrometer (IR): JASCO Corporation FT / IR-420, BIORAD Co., Ltd. RT / IR-ExcaliberFTS 300MX
Nuclear magnetic resonance measuring apparatus ( 1 H NMR): ECA-500 500 MHz-NMR, JEOL Ltd.
Mass Spectrometer (MALDI--TOFMS): Shimadzu SHIMAZU / KRATOS Matrix Assisted Laser Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometer KOMPACTMALDIIVtDE
Thermogravimetry measuring device (TG / DTA): Seiko Instruments Inc. Seiko Instruments EXTAR 6000TG-DTA6200 (measuring conditions:
Photoreactor Ultra high pressure mercury lamp: USHIOUIS-25102
Illuminance meter: USHIOUIT-150 UV integrated light meter Centrifuge: KUBOTA2010
実施例および参考例に使用した試薬および溶媒は以下のものである。
テトラブチルアンモニウムブロミド(以下、TBABと略称する)は、脱水蒸留した酢酸エチルで再結晶したものを使用した。N−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略称する)、ジメチルホルムアミド(以下、DMFと略称する)、ピリジン、トリエチルアミン(以下、TEAと略称する)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(以下、DBUと略称する)は、水酸化カルシウムを用いて予備乾燥を行なった後、水酸化カルシウムの存在下で蒸留精製した。テトラヒドロフラン(以下、THFと略称する)は無水硫酸マグネシウムを用いて予備乾燥をした後、ナトリウムの存在下で蒸留精製した。レゾルシノール、パラアルデヒド、パラヒドロキシベンズアルデヒド、炭酸セシウム、炭酸カリウム、ブロモ酢酸、ブロモ酢酸エチル、n−ブチルビニルエーテル、2,3−ジヒドロキシフラン、トリフェニルホスフィン、無水コハク酸、クロロメチルメチルエーテル、クエン酸、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムは市販品をそのまま使用した。光酸発生剤であるビス[4−(ジフェニルスルフォニオ)フェニル]スルフィド−ビス(ヘキサフルオロフォスフェート)(以下、DPSPと略称する)は市販品をそのまま使用した。
The reagents and solvents used in Examples and Reference Examples are as follows.
Tetrabutylammonium bromide (hereinafter abbreviated as TBAB) was recrystallized from dehydrated ethyl acetate. N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP), dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF), pyridine, triethylamine (hereinafter abbreviated as TEA), 1,8-diazabicyclo [5.4.0] Undeca-7-ene (hereinafter abbreviated as DBU) was preliminarily dried using calcium hydroxide and then purified by distillation in the presence of calcium hydroxide. Tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF) was preliminarily dried using anhydrous magnesium sulfate and purified by distillation in the presence of sodium. Resorcinol, paraaldehyde, parahydroxybenzaldehyde, cesium carbonate, potassium carbonate, bromoacetic acid, ethyl bromoacetate, n-butyl vinyl ether, 2,3-dihydroxyfuran, triphenylphosphine, succinic anhydride, chloromethyl methyl ether, citric acid, Commercially available products were used as they were for pyridinium p-toluenesulfonate, potassium hydroxide, and sodium hydroxide. As the photoacid generator bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide-bis (hexafluorophosphate) (hereinafter abbreviated as DPSP), a commercially available product was used as it was.
参考例1
C−メチル−カリックス[4]レゾルシンアレーン(以下、CRA−aと略称する)を以下の方法で合成した。
レゾルシノ一ル33.00g(0.3モル)とパラアルデヒド2.30g(0.1モル)をメタノール:蒸留水=1:1の混合溶液200ミリリットルに溶解させた。この溶液を攪拌しながら5℃まで冷却させ、塩酸15ミリリットルをゆっくり滴下した。滴下後、この溶液を45分間還流させた。反応終了後、室温まで冷却し、析出した黄色固体をろ別し、蒸留水で3回、メタノールで2回洗浄後、固体を室温で24時間減圧乾燥を行ない粉末状の白色固体を得た。構造確認はIR、1H NMRスペクトルおよび質量分析により行なった。結果を表1に示す。
C-methyl-calix [4] resorcinarene (hereinafter abbreviated as CRA-a) was synthesized by the following method.
Resorcinol 33.00 g (0.3 mol) and paraaldehyde 2.30 g (0.1 mol) were dissolved in 200 ml of a mixed solution of methanol: distilled water = 1: 1. The solution was cooled to 5 ° C. with stirring, and 15 ml of hydrochloric acid was slowly added dropwise. After the addition, the solution was refluxed for 45 minutes. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature, the precipitated yellow solid was filtered off, washed with distilled water three times and methanol twice, and then the solid was dried under reduced pressure at room temperature for 24 hours to obtain a powdery white solid. The structure was confirmed by IR, 1 H NMR spectrum and mass spectrometry. The results are shown in Table 1.
参考例2
C−4−ヒドロキシフェニルカリックス[4]レゾルシンアレーン(以下、CRA−bと略称する)を以下の方法で合成した。
参考例1と同様の操作により、塩酸2ミリリットルを用い、レゾルシノール5.50g(5.0ミリモル)とパラヒドロキシベンズアルデヒド6.14g(5.0ミリモル)との反応をメタノール20ミリリットル中、45分間還流を行なった。反応終了後、室温まで冷却し、析出した淡赤色固体をろ別し、蒸留水、メタノール、アセトンの順で十分に洗浄を行なった。これを室温で24時間減圧乾燥し、粉末状の淡赤色固体を得た。構造確認はIR、1H NMRスペクトルおよび質量分析により行なった。結果を表2に示す。
C-4-Hydroxyphenylcalix [4] resorcinarene (hereinafter abbreviated as CRA-b) was synthesized by the following method.
The reaction of resorcinol 5.50 g (5.0 mmol) and parahydroxybenzaldehyde 6.14 g (5.0 mmol) was refluxed in 20 ml of methanol for 45 minutes in the same manner as in Reference Example 1 using 2 ml of hydrochloric acid. Was done. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature, and the deposited light red solid was filtered off and washed thoroughly in the order of distilled water, methanol, and acetone. This was dried under reduced pressure at room temperature for 24 hours to obtain a powdery light red solid. The structure was confirmed by IR, 1 H NMR spectrum and mass spectrometry. The results are shown in Table 2.
参考例3
エチルエステル残基を有するCRA−a誘導体(以下、CRA−1aと略称する)を以下の方法で合成した。反応式を式(2)に表す。
A CRA-a derivative having an ethyl ester residue (hereinafter abbreviated as CRA-1a) was synthesized by the following method. The reaction formula is represented by Formula (2).
参考例4
エチルエステル残基を有するCRA−b誘導体(以下、CRA−1bと略称する)を以下の方法で合成した。反応式を式(3)に表す。
A CRA-b derivative having an ethyl ester residue (hereinafter abbreviated as CRA-1b) was synthesized by the following method. The reaction formula is represented by Formula (3).
参考例5
カルボキシル基を有するCRA−a誘導体(以下、CRA−2aと略称する)を以下の方法で合成した。反応式を式(4)に表す。
A CRA-a derivative having a carboxyl group (hereinafter abbreviated as CRA-2a) was synthesized by the following method. The reaction formula is represented by Formula (4).
参考例6
カルボキシル基を有するCRA−b誘導体(以下、CRA−2bと略称する)を以下の方法で合成した。反応式を式(5)に表す。
A CRA-b derivative having a carboxyl group (hereinafter abbreviated as CRA-2b) was synthesized by the following method. The reaction formula is represented by Formula (5).
実施例1
新規化合物のアセタール残基を有するCRA−a誘導体(以下、CRA−3aと略称する)を以下の方法で合成した。反応式を式(6)に表す。
A CRA-a derivative (hereinafter abbreviated as CRA-3a) having an acetal residue of a novel compound was synthesized by the following method. The reaction formula is represented by Formula (6).
実施例2
新規化合物のアセタール残基を有するCRA−b誘導体(以下、CRA−3bと略称する)を以下の方法で合成した。反応式を式(7)に表す。
A novel compound CRA-b derivative having an acetal residue (hereinafter abbreviated as CRA-3b) was synthesized by the following method. The reaction formula is represented by Formula (7).
実施例3
ブレンステッド酸発生型の光酸発生剤であるDPSPを、実施例1で得られたカリックスレゾルシンアレーン誘導体に、そのアセタール残基に対して5モル%添加し、クロロホルムに溶解させ、均一になるまで撹拌して感放射線性樹脂組成物を得た。
Example 3
DPSP, which is a Bronsted acid-generating photoacid generator, is added to the calix resorcinarene derivative obtained in Example 1 in an amount of 5 mol% based on the acetal residue, and dissolved in chloroform until uniform. A radiation sensitive resin composition was obtained by stirring.
実施例4
ブレンステッド酸発生型の光酸発生剤であるDPSPを、実施例2で得られたカリックスレゾルシンアレーン誘導体に、そのアセタール残基に対して5モル%添加し、クロロホルムに溶解させ、均一になるまで撹拌して感放射線性樹脂組成物を得た。
Example 4
DPSP, which is a Bronsted acid-generating photoacid generator, is added to the calix resorcinarene derivative obtained in Example 2 in an amount of 5 mol% based on the acetal residue, and dissolved in chloroform until uniform. A radiation sensitive resin composition was obtained by stirring.
実施例1および実施例2で得られた酸解離性基含有樹脂となる新規化合物カリックスレゾルシンアレーン誘導体の熱的性質をTG測定により、実施例3および実施例4で得られた感放射線性樹脂組成物の光解重合性を超高圧水銀灯の光照射により測定した。また、各種溶媒に対する溶解性およびフィルム形成能を調べた。
(1)熱的性質
実施例1および実施例2で得られたカリックスレゾルシンアレーン誘導体のTGを、熱重量減少測定装置を用いて、開放型アルミニウムパンに試料約5mgを入れ、窒素気流下、昇温速度10℃/minで測定した。結果を図3に示す。各試料はいずれも約300℃付近に熱分解開始が認められ、これより低い温度では変化が見られなかった。
(2)光解重合性
実施例3および実施例4で得られた感放射線性樹脂組成物をKBr板に塗布し、フィルムを作製した。その後、光源として250W超高圧水銀灯(15.0mW/cm2at365nm)を用い、5分間光照射を行なった。解重合反応の転化率は、FT−IR測定装置を用い、フェニル基の吸収ピークを基準にし、アセタール残基の吸収ピークの減少により測定した。結果を図4に示す。
図4に示すように、照射2分後には実施例3、実施例4の転化率はそれぞれ、80%、77%に達し、それ以上の変化は見られなかった。以上の結果から、光照射により発生した酸が触媒として働くことにより、室温で、連鎖的に光脱保護反応が進行することが明らかになった。
(3)溶解性
実施例1および実施例2で得られたカリックスレゾルシンアレーン誘導体3mgに対し、種々の溶媒1ミリリットル加え、溶解性試験を行なった。その結果、メタノール、2−プロパノール、ジメチルスルホオキサイド、ジメチルアセトアミド、NMP、ジメチルホルムアミド、アセトン、THF、酢酸エチル、2−ヘプタノン、乳酸エチル、クロロホルム、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに対してカリックスレゾルシンアレーン誘導体は室温で溶解した。またフィルム形成能を有していた。
Radiation-sensitive resin compositions obtained in Example 3 and Example 4 by TG measurement of the thermal properties of the novel compound calixresorcinarene derivative, which is the acid-dissociable group-containing resin obtained in Example 1 and Example 2. The photodepolymerization property of the product was measured by light irradiation of an ultra-high pressure mercury lamp. Moreover, the solubility with respect to various solvents and the film formation ability were investigated.
(1) Thermal properties About 5 mg of a sample of calixresorcinarene derivative TG obtained in Example 1 and Example 2 was placed in an open aluminum pan using a thermogravimetry apparatus, and the mixture was raised in a nitrogen stream. Measurement was performed at a temperature rate of 10 ° C./min. The results are shown in FIG. In each sample, thermal decomposition started at about 300 ° C., and no change was observed at a lower temperature.
(2) Photodepolymerization The radiation-sensitive resin composition obtained in Example 3 and Example 4 was applied to a KBr plate to produce a film. Thereafter, a 250 W ultra-high pressure mercury lamp (15.0 mW / cm 2 at 365 nm) was used as a light source, and light irradiation was performed for 5 minutes. The conversion rate of the depolymerization reaction was measured by a decrease in the absorption peak of the acetal residue using an FT-IR measuring apparatus with reference to the absorption peak of the phenyl group. The results are shown in FIG.
As shown in FIG. 4, after 2 minutes of irradiation, the conversion rates of Example 3 and Example 4 reached 80% and 77%, respectively, and no further change was observed. From the above results, it has been clarified that the photodeprotection reaction proceeds in a chain manner at room temperature when the acid generated by light irradiation acts as a catalyst.
(3) Solubility 1 ml of various solvents were added to 3 mg of calixresorcinarene derivative obtained in Example 1 and Example 2 to conduct a solubility test. As a result, calixresorcinarene derivatives are shown against methanol, 2-propanol, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, NMP, dimethylformamide, acetone, THF, ethyl acetate, 2-heptanone, ethyl lactate, chloroform, propylene glycol monomethyl ether acetate. Dissolved at room temperature. Moreover, it had film forming ability.
本発明に係る新規化合物は、式(1)で表されるので、光解重合が連鎖的に起こりやすくなる。また、フィルム作製時のキャスト溶媒に対する溶解性に優れ、耐熱性に優れる。その結果、今後ますます微細化が進行すると予想される集積回路素子の製造に極めて好適に使用できる。 Since the novel compound according to the present invention is represented by the formula (1), photodepolymerization easily occurs in a chain manner. Moreover, the solubility with respect to the casting solvent at the time of film preparation is excellent, and it is excellent in heat resistance. As a result, it can be used extremely favorably in the manufacture of integrated circuit elements that are expected to become increasingly finer in the future.
Claims (2)
前記酸解離性基含有樹脂が請求項1記載の新規化合物であることを特徴とする感放射線性樹脂組成物。 A radiation-sensitive resin composition comprising an acid-dissociable group-containing resin that is insoluble or hardly soluble in alkali and easily soluble in alkali by the action of an acid, and a radiation-sensitive acid generator,
The radiation-sensitive resin composition, wherein the acid-dissociable group-containing resin is the novel compound according to claim 1.
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