JP2010277061A - Negative resist composition, pattern formation method using the same, and electronic component - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative resist composition, exhibiting superior resolution and line edge roughness of a pattern in pattern formation by radiation of electron-beams or EUV, and to provide a pattern formation method that uses the negative resist composition. <P>SOLUTION: The negative resist composition is constituted of a calixarene derivative (A) with a specific structure, an acid generating agent (B) generating an acid by being irradiated with active energy rays, and a crosslinking agent (C). In the calixarene derivative (A), purity of a compound having the same structural formula and the same conformation is 80 wt.% or more. The pattern formation method using the negative resist composition is also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、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ネガ型レジスト組成物、及び当該ネガ型レジスト組成物を用いたパターン形成方法、並びに、当該ネガ型レジスト組成物を用いた電子部品に関する。   The present invention relates to a negative resist composition for forming a chemically amplified resist useful for microfabrication, a pattern forming method using the negative resist composition, and an electron using the negative resist composition. Regarding parts.

近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでおり、例えば寸法幅50nm以下の高解像力が求められている。
微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化が行われており、現在用いられているKrFエキシマレーザー光に加え、ArF、F、EUV、X線、電子線やその他の荷電粒子線等を露光光として用いたリソグラフィーが提案されている。
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization has rapidly progressed due to advances in lithography technology. For example, high resolution with a dimension width of 50 nm or less is required.
As a technique for miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened, and in addition to the currently used KrF excimer laser light, ArF, F 2 , EUV, X-rays, electron beams, and other charged particles Lithography using lines as exposure light has been proposed.

特に電子線およびEUV露光によるパターン形成は、次世代もしくは次々世代リソグラフィー技術として位置づけられており、半導体集積回路のゲート層作成用、ガラス基板上に形成されるマスクパターン加工用として高感度、高解像かつ低ラインエッジラフネス(Line Edge Roughness、LER)全ての要求を満たすネガ型レジストの開発が望まれている。
これらに対するレジスト材料としては、感度の向上を目的として、酸の触媒反応を利用した化学増幅型感光性組成物が用いられている。ネガ型の化学増幅型感光性組成物は、アルカリ可溶性樹脂と露光光の照射によって酸を発生する酸発生剤成分と架橋剤、塩基性化合物等を含有している。かかる感光性組成物は、露光により酸発生剤成分から発生した酸の作用により樹脂と架橋剤との間で架橋が生じ、アルカリ可溶性からアルカリ不溶性に変化する。また、架橋反応の際に生じる酸が触媒的に反応を繰り返すことで、より少ない露光量でのパターン露光が可能となる。一方で、化学増幅型の感光性組成物においては、感度と解像力、LERは相反関係にあり、これらを如何に両立し得るかが課題である。
In particular, pattern formation by electron beam and EUV exposure is positioned as next-generation or next-generation lithography technology, and it has high sensitivity and high resolution for creating gate layers of semiconductor integrated circuits and processing mask patterns formed on glass substrates. Development of a negative resist that satisfies all the requirements of image and low line edge roughness (LER) is desired.
As a resist material for these, a chemically amplified photosensitive composition using an acid catalytic reaction is used for the purpose of improving sensitivity. The negative chemically amplified photosensitive composition contains an alkali-soluble resin, an acid generator component that generates an acid upon irradiation with exposure light, a crosslinking agent, a basic compound, and the like. In such a photosensitive composition, cross-linking occurs between the resin and the cross-linking agent due to the action of the acid generated from the acid generator component by exposure, and the alkali-soluble composition changes from alkali-soluble to alkali-insoluble. In addition, since the acid generated during the crosslinking reaction is catalytically repeated, pattern exposure with a smaller exposure amount is possible. On the other hand, in a chemically amplified photosensitive composition, sensitivity, resolving power, and LER are in a reciprocal relationship, and how to make them compatible is a problem.

従来、半導体のリソグラフィーには、重量平均分子量が約10000以上の高分子をベースとしたレジスト材料が使用されてきた。しかしながら、このような高分子材料は分子量が大きく且つ分子量分布が広いため、解像力やLERの低減には限界がある。   Conventionally, resist materials based on polymers having a weight average molecular weight of about 10,000 or more have been used for semiconductor lithography. However, since such a polymer material has a large molecular weight and a wide molecular weight distribution, there is a limit in reducing resolution and LER.

そこで、低分子量で分子量分布を持たない低分子材料の開発が行われており、高分子材料に比べて解像力に優れ、更に、LER増大への寄与は小さいものと期待される。このような低分子材料のひとつとして環状の構造を有するカリックスアレン、カリックスレゾルシンアレンが注目されている。これらは環状であるためにガラス転移温度が他の非環状低分子化合物よりも高い。また、溶剤溶解性が良好でスピンコートによる成膜が可能である該化合物も見出されている。こうした該化合物を利用した例として、化学増幅ポジ型レジスト(特許文献1)、及び非化学増幅ネガ型(特許文献2)の例が挙げられる。しかしながら、上記に記載されている化合物を記載されているように用いても、解像力、及びレジスト形状のそれぞれの要求を十分に満たすものではなかった。   Therefore, a low molecular weight material having a low molecular weight and no molecular weight distribution has been developed. It is expected that the low molecular weight material is excellent in resolving power as compared with a high molecular weight material, and further contributes to an increase in LER. As one of such low molecular weight materials, attention has been focused on calixarene and calixresorcinarene having a cyclic structure. Since they are cyclic, they have a higher glass transition temperature than other acyclic low molecular compounds. Further, the compound has been found that has good solvent solubility and can be formed by spin coating. Examples of using such compounds include chemically amplified positive resists (Patent Document 1) and non-chemically amplified negative types (Patent Document 2). However, even if the compounds described above were used as described, they did not sufficiently satisfy the respective requirements for resolution and resist shape.

非特許文献1で論じられている通り、ラフネスで表わされるレジスト加工寸法ばらつきが大きい場合は、後のエッチング工程までラフネスが転写されていき、製造された集積回路の特性に悪影響を与えてしまう。非特許文献1においては、5nmの寸法ばらつきで閾値電圧が30mv下がってしまい、大きく回路特性が悪化することが示されている。このことからも明らかなように、LERは1でも小さい事が切望されている。しかしながら、ITRS(International Technology Roadmap for Semiconductors)に示される加工寸法ばらつきの目標値をクリアするデータは、現状、殆ど開示されておらず、LERを5から4、4から3へと改善する技術的な難易度はかなり大きいと推定される。   As discussed in Non-Patent Document 1, when the resist processing dimension variation represented by roughness is large, the roughness is transferred until the subsequent etching process, which adversely affects the characteristics of the manufactured integrated circuit. Non-Patent Document 1 shows that the threshold voltage is reduced by 30 mv due to a dimensional variation of 5 nm, and the circuit characteristics are greatly deteriorated. As is clear from this, it is desired that the LER is as small as 1. However, data that clears the target value of the processing dimension variation shown in ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors) is hardly disclosed at present, and technical data for improving LER from 5 to 4, 4 to 3. The difficulty level is estimated to be quite large.

特許4076789号公報Japanese Patent No. 4076789 特許3028939号公報Japanese Patent No. 3028939

Journal of Photopolymer Science and Technology vol. 16、No.3 (2003)、pp387−394Journal of Photopolymer Science and Technology vol. 16, No.3 (2003), pp387-394

上記実情に鑑み、本発明の目的は、半導体素子の微細加工における性能向上及び技術の課題を解決することであり、電子線又はEUVの照射によるパターン形成において、解像力及びパターンのラインエッジラフネスが向上したネガ型レジスト組成物、及び当該ネガ型レジスト組成物を用いたパターン形成方法を提供することである。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to solve performance improvement and technical problems in microfabrication of semiconductor elements, and to improve resolution and pattern line edge roughness in pattern formation by electron beam or EUV irradiation. And providing a pattern forming method using the negative resist composition.

本発明者らは、鋭意検討の結果、ネガ型レジスト組成物中に含まれる環状ポリフェノール化合物誘導体の中でもカリックスアレン誘導体において、構造式が同じで立体配座が異なる異性体の純度に着目し、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度を特定以上に高くすることにより、上記課題が解決されるという知見を見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明に係るネガ型レジスト組成物は、下記化学式(1)で表されるカリックスアレン誘導体(A)、活性エネルギー線を照射することで酸を発生する酸発生剤(B)、及び架橋剤(C)を含有し、前記カリックスアレン誘導体(A)は、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が80重量%以上であることを特徴とする。
As a result of intensive studies, the present inventors have focused on the purity of isomers having the same structural formula and different conformations in the calixarene derivative among the cyclic polyphenol compound derivatives contained in the negative resist composition. The inventors have found that the above problems can be solved by making the purity of compounds having the same formula and the same conformation higher than a specific level, thereby completing the present invention.
That is, the negative resist composition according to the present invention includes a calixarene derivative (A) represented by the following chemical formula (1), an acid generator (B) that generates an acid when irradiated with active energy rays, and a crosslink. The calixarene derivative (A) containing the agent (C) is characterized in that the purity of a compound having the same structural formula and the same conformation is 80% by weight or more.

[化学式(1)中、Rは、水素原子、又は置換基を有していても良いアルキル基、置換基を有していても良いシクロアルキル基、置換基を有していても良いアリール基、及び下記化学式(2)に示す基からなる群より選ばれる基である。 [In the chemical formula (1), R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, or an aryl which may have a substituent. It is a group selected from the group consisting of a group and a group represented by the following chemical formula (2).

(化学式(2)中、Qは、置換基を有していても良いアリール基又は置換基を有していても良いシクロアルキル基であり、mは1又は2を表す。)Rは、各々独立に、水素原子又は有機基であり、Rが全て、フェノール性水酸基を有しない有機基の場合には、Rが水酸基を有する基である。Rは、ハロゲン原子又はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、シアノ基、及びニトロ基からなる群より選ばれる基である。n1は1〜3の整数、n2は0〜2の整数を表し、1≦n1+n2≦4である。また、化学式(1)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。] (In the chemical formula (2), Q is an aryl group which may have a substituent or a cycloalkyl group which may have a substituent, and m represents 1 or 2.) R 2 is Each independently represents a hydrogen atom or an organic group, and when R 2 is an organic group having no phenolic hydroxyl group, R 1 is a group having a hydroxyl group. R 3 is a group selected from the group consisting of a halogen atom or an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group, a cyano group, and a nitro group. n1 represents an integer of 1 to 3, n2 represents an integer of 0 to 2, and 1 ≦ n1 + n2 ≦ 4. In addition, the groups represented by the same symbols included in the chemical formula (1) may be the same as or different from each other. ]

本発明に係るネガ型レジスト組成物においては、前記化学式(1)で表されるカリックスアレン誘導体(A)が、下記化学式(1’)で表わされるカリックスレゾルシンアレン誘導体であることが、高感度で、且つ、解像力及びパターンのラインエッジラフネスに優れたパターンを得る点から好ましい。   In the negative resist composition according to the present invention, it is highly sensitive that the calixarene derivative (A) represented by the chemical formula (1) is a calixresorcinarene derivative represented by the following chemical formula (1 ′). Moreover, it is preferable from the viewpoint of obtaining a pattern excellent in resolving power and line edge roughness of the pattern.

[化学式(1’)中、Rは置換基を有していても良いアリール基、置換基を有していても良いシクロアルキル基、又は下記化学式(2)に示す基である。 [In the chemical formula (1 ′), R 1 represents an aryl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, or a group represented by the following chemical formula (2).

(化学式(2)中、Qは、置換基を有していても良いアリール基、又は置換基を有していても良いシクロアルキル基であり、mは1又は2を表す。)Rは、各々独立に置換基を有していても良い炭素数1〜5のアルキル基、置換基を有していても良いアリール基、又は水素原子である。一分子内に含まれる、Rのうち1〜8個が水素原子以外の基である。Rが全て、フェノール性水酸基を有しない有機基の場合には、Rが水酸基を有する基である。Rは置換基を有していても良い炭素数1〜5のアルキル基、又はハロゲン原子であり、n2は0〜2の整数を表す。但し、化学式(1’)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。] (In the chemical formula (2), Q is an aryl group which may have a substituent or a cycloalkyl group which may have a substituent, and m represents 1 or 2.) R 2 These are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a hydrogen atom. 1 to 8 of R 2 contained in one molecule are groups other than hydrogen atoms. When all R 2 are organic groups having no phenolic hydroxyl group, R 1 is a group having a hydroxyl group. R 3 is an optionally substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogen atom, and n2 represents an integer of 0 to 2. However, the groups represented by the same symbols contained in the chemical formula (1 ′) may be the same as or different from each other. ]

本発明に係るネガ型レジスト組成物においては、前記カリックスアレン誘導体(A)は、質量分析により測定される分子量、H−NMRスペクトルの化学シフト値及び/又は液体クロマトグラフィーの保持時間が異なる化合物の含有割合が20重量%未満であることが、解像力及びパターンのラインエッジラフネスが向上する点から好ましい。 In the negative resist composition according to the present invention, the calixarene derivative (A) is a compound having a different molecular weight measured by mass spectrometry, a chemical shift value of 1 H-NMR spectrum and / or a retention time of liquid chromatography. The content ratio of is preferably less than 20% by weight from the viewpoint of improving the resolution and line edge roughness of the pattern.

本発明に係るネガ型レジスト組成物においては、前記カリックスアレン誘導体(A)は、構造式が同じで立体配座が椅子型である化合物の純度が80重量%以上であることが、パターンのラインエッジラフネスの向上、高解像力に加えて高感度を同時に達成できる点から好ましい。   In the negative resist composition according to the present invention, the calixarene derivative (A) has a pattern line that the purity of the compound having the same structural formula and the conformation of the chair type is 80% by weight or more. It is preferable from the viewpoint that high sensitivity can be achieved at the same time in addition to improvement of edge roughness and high resolution.

本発明に係るネガ型レジスト組成物においては、有機塩基性化合物(D)を更に含有することが、レジストパタ−ン形状を良好とし、保管状態での経時安定性などを向上させる点から好ましい。   In the negative resist composition according to the present invention, it is preferable to further contain an organic basic compound (D) from the viewpoint of improving the resist pattern shape and improving the storage stability over time.

本発明に係るパターン形成方法は、
(i)本発明に係るネガ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程、及び
(ii)前記レジスト膜を電子線、EUV、又はX線で露光し、加熱、現像する工程、
を含むことを特徴とする。
The pattern forming method according to the present invention includes:
(I) a step of applying a negative resist composition according to the present invention on a substrate and then heat-treating to form a resist film; and (ii) exposing the resist film with an electron beam, EUV, or X-ray. Heating, developing,
It is characterized by including.

本発明は、前記本発明に係るネガ型レジスト組成物又はその硬化物により少なくとも一部分が形成されている、電子部品も提供する。   The present invention also provides an electronic component that is at least partially formed from the negative resist composition according to the present invention or a cured product thereof.

本発明のネガ型レジスト組成物によれば、同じH−NMRスペクトルを有し且つ同じ立体配座を有する化合物の純度が特定以上に高いカリックスアレン誘導体を用いることにより、解像力及びラインエッジラフネスが向上したパターンを得ることができる。
また、本発明のパターン形成方法は、上記本発明のネガ型レジスト組成物を用いることにより、解像力及びラインエッジラフネスが向上したパターンを形成することができる。
According to the negative resist composition of the present invention, by using a calixarene derivative having a compound having the same 1 H-NMR spectrum and having the same conformation, the resolution and the line edge roughness are improved. An improved pattern can be obtained.
Moreover, the pattern formation method of this invention can form the pattern which improved resolution and line edge roughness by using the said negative resist composition of this invention.

本発明のカリックス[4]アレン誘導体のcone型を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the cone type | mold of the calix [4] allene derivative of this invention. 本発明のカリックス[4]アレン誘導体のpartial-cone型を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the partial-cone type | mold of the calix [4] allene derivative of this invention. 本発明のカリックス[4]アレン誘導体の1,2-alternate型を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the 1,2-alternate type of the calix [4] arene derivative of the present invention. 本発明のカリックス[4]アレン誘導体の1,3-alternate型を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the 1,3-alternate type of the calix [4] arene derivative of the present invention. 本発明のカリックス[4]アレン誘導体の椅子型を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the chair type | mold of the calix [4] allene derivative of this invention. 本発明のカリックス[4]アレン誘導体のflattened-cone型を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the flattened-cone type | mold of the calix [4] allene derivative of this invention. 本発明の実施例の化合物3aの結晶構造図である。It is a crystal structure figure of compound 3a of the example of the present invention. 本発明の実施例の化合物3bの結晶構造図である。It is a crystal structure figure of compound 3b of the example of the present invention.

I.ネガ型レジスト組成物
本発明に係るネガ型レジスト組成物は、下記化学式(1)で表されるカリックスアレン誘導体(A)、活性エネルギー線を照射することで酸を発生する酸発生剤(B)、及び架橋剤(C)を含有し、前記カリックスアレン誘導体(A)は、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が80重量%以上であることを特徴とする。
I. Negative resist composition The negative resist composition according to the present invention comprises a calixarene derivative (A) represented by the following chemical formula (1), an acid generator that generates an acid upon irradiation with active energy rays ( B) and a crosslinking agent (C), the calixarene derivative (A) is characterized in that the purity of a compound having the same structural formula and the same conformation is 80% by weight or more.

[化学式(1)中、Rは、水素原子、又は置換基を有していても良いアルキル基、置換基を有していても良いシクロアルキル基、置換基を有していても良いアリール基、及び下記化学式(2)に示す基からなる群より選ばれる基である。 [In the chemical formula (1), R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, or an aryl which may have a substituent. It is a group selected from the group consisting of a group and a group represented by the following chemical formula (2).

(化学式(2)中、Qは、置換基を有していても良いアリール基又はシクロアルキル基であり、mは1又は2を表す。)Rは、各々独立に、水素原子又は有機基であり、Rが全て、フェノール性水酸基を有しない有機基の場合には、Rが水酸基を有する基である。Rは、ハロゲン原子又はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、シアノ基、及びニトロ基からなる群より選ばれる基である。n1は1〜3の整数、n2は0〜2の整数を表し、1≦n1+n2≦4である。また、化学式(1)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。] (In the chemical formula (2), Q represents an aryl group or a cycloalkyl group which may have a substituent, and m represents 1 or 2.) Each R 2 independently represents a hydrogen atom or an organic group. And R 2 is an organic group having no phenolic hydroxyl group, R 1 is a group having a hydroxyl group. R 3 is a group selected from the group consisting of a halogen atom or an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group, a cyano group, and a nitro group. n1 represents an integer of 1 to 3, n2 represents an integer of 0 to 2, and 1 ≦ n1 + n2 ≦ 4. In addition, the groups represented by the same symbols included in the chemical formula (1) may be the same as or different from each other. ]

本発明者らは、ネガ型レジスト組成物中に含まれる環状ポリフェノール化合物誘導体の中でもカリックスアレン誘導体において、立体配座に着目した。カリックスアレン誘導体は、剛直な(ポリ)フェノール単位がちょうつがいとなるメチレン基やメチン基等のアルデヒド由来の2価の基を介してつながっているため、(ポリ)フェノール単位が反転して様々な立体配座を取ることが知られている。なおここで(ポリ)フェノール単位とは、フェノール単位の他、レゾルシン等の2価フェノールやピロガロール等の3価フェノール等を含むポリフェノール単位を包含することを意味する。
(ポリ)フェノール単位が4個環状につながった、カリックス[4]アレン誘導体においては、例えば、(ポリ)フェノール単位の全てが上に向いた立体配座をcone型(図1参照)、(ポリ)フェノール単位のひとつだけが反転して下を向いた立体配座をpartial-cone型(図2参照)、隣り合った(ポリ)フェノール単位が下を向いた立体配座を1,2-alternate型(図3参照)、向かい合った(ポリ)フェノール単位が下を向いた立体配座を1,3-alternate型(図4参照)、向かい合った2つの(ポリ)フェノール単位が上と下を向き、他の向かい合った2つの(ポリ)フェノール単位が同一平面上の外側を向いた立体配座を椅子型(図5参照)、4つの(ポリ)フェノール単位のうち、向かいあった2つの(ポリ)フェノール単位が上を向き、残りの2つが同一平面上の外側を向いた立体配座をflattened-cone型(図6参照)と称している。なお図1〜図6では、図面を簡略化して立体配座を分かり易くするために、アルデヒド由来の2価の基は骨格のみで表わし、(ポリ)フェノール単位は骨格のベンゼン環のみで表わしている。
The present inventors paid attention to the conformation in the calixarene derivative among the cyclic polyphenol compound derivatives contained in the negative resist composition. In calixarene derivatives, rigid (poly) phenol units are linked via aldehyde-derived divalent groups such as a methylene group and a methine group that are hinged. It is known to adopt a conformation. Here, the (poly) phenol unit means including a polyphenol unit containing a dihydric phenol such as resorcin, a trihydric phenol such as pyrogallol, in addition to the phenol unit.
In a calix [4] arene derivative in which four (poly) phenol units are linked in a ring, for example, a conformation in which all of the (poly) phenol units are directed upwards is a cone type (see FIG. 1), (poly ) Only one phenolic unit is inverted and the conformation facing downward is a partial-cone type (see Fig. 2), and the conformation with the adjacent (poly) phenolic unit facing downward is 1,2-alternate. Type (see Fig. 3), conformation with facing (poly) phenol units facing down, 1,3-alternate type (see Fig. 4), two facing (poly) phenol units facing up and down, etc. The conformation in which two (poly) phenol units facing each other face outward in the same plane is a chair type (see FIG. 5), and two (poly) phenols facing each other among four (poly) phenol units Units face up, the remaining two It is called a conformation outwardly facing on one plane flattened-cone type (see FIG. 6). 1 to 6, in order to simplify the drawings and make the conformation easy to understand, the aldehyde-derived divalent group is represented only by the skeleton, and the (poly) phenol unit is represented only by the benzene ring of the skeleton. Yes.

本発明によれば、ネガ型レジスト組成物中に、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が特定以上に高いカリックスアレン誘導体を含有することにより、感度を低下させることなく、解像力及びラインエッジラフネスが向上したパターンを形成することができる。
本発明においては、ネガ型レジスト組成物中に含まれる、カリックス[4]アレン誘導体について、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度を80重量%以上と高くしたことにより、パターンにおけるカリックス[4]アレン誘導体の凝集体の形成や密度が最適化され、解像力及びラインエッジラフネスが向上したパターンを形成することができると推定される。
According to the present invention, the negative resist composition contains a calixarene derivative in which the purity of a compound having the same structural formula and the same conformation is higher than a specific level. A pattern with improved line edge roughness can be formed.
In the present invention, the calix [4] allene derivative contained in the negative resist composition has the same structural formula and the same conformation, and the purity of the compound is increased to 80% by weight or more. [4] It is estimated that the formation and density of aggregates of allene derivatives are optimized, and a pattern with improved resolution and line edge roughness can be formed.

本発明においては、選択される立体配座によっては、凝集体の密度が高くなり、成膜した際のアモルファス膜中の各分子の凝集状態が異なるために、レジスト組成物の現像液に対する溶解速度が減少し、架橋した部分の像形成がより少ないエネルギーで行われることにより、感度が向上する場合もある。また、選択される立体配座によっては、立体配座により架橋反応しうる部分の位置関係に差が生じ、より立体的に反応しやすい配座の場合は架橋反応が生じ易くなり、感度及び解像力が向上する場合もある。   In the present invention, depending on the conformation selected, the density of the aggregates becomes high, and the aggregation state of each molecule in the amorphous film at the time of film formation differs. And the sensitivity may be improved by forming the image of the crosslinked portion with less energy. In addition, depending on the conformation selected, there is a difference in the positional relationship of the portion that can undergo a cross-linking reaction due to the conformation, and in the case of a conformation that is more sterically reactive, a cross-linking reaction is likely to occur, and sensitivity and resolution are improved. May improve.

上記ネガ型レジスト組成物は、レジストパターン形成時に露光(露光光の照射)により酸発生剤(B)から酸が発生すると、当該酸が作用して、上記カリックスアレン誘導体(A)と上記架橋剤(C)との間で架橋結合が形成され、アルカリ不溶性となる。そのため、レジストパターン形成において、当該ネガ型レジスト組成物からなるレジスト膜を選択的に露光すると、或いは露光に加えて露光後加熱すると、露光部はアルカリ不溶性となる一方、未露光部はアルカリ可溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することによりネガ型のレジストパターンを形成することができる。   In the negative resist composition, when an acid is generated from the acid generator (B) by exposure (irradiation of exposure light) at the time of forming a resist pattern, the acid acts to cause the calixarene derivative (A) and the cross-linking agent. Crosslinks are formed with (C) and become insoluble in alkali. Therefore, in resist pattern formation, when the resist film made of the negative resist composition is selectively exposed or heated after exposure in addition to exposure, the exposed portion becomes alkali-insoluble while the unexposed portion is alkali-soluble. Since it does not change, a negative resist pattern can be formed by alkali development.

以下、このような本発明のネガ型レジスト組成物の各構成について順に詳細に説明する。尚、本発明において「活性エネルギー線」とは、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、及びFエキシマレーザー等の遠紫外線、電子線、EUV、X線等を意味する。 Hereinafter, each structure of such a negative resist composition of this invention is demonstrated in detail in order. In the present invention, “active energy rays” mean far ultraviolet rays such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, and F 2 excimer laser, electron beams, EUV, X-rays and the like.

尚、本発明における基(原子団)の表記において、「置換基を有していても良い」は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含する。例えば、「置換基を有していても良いアルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。アルキレン基の2価の結合は、異なる炭素原子からの場合(例えば、−CHCH−)の他、同一の炭素原子からの2価の結合も含む(例えば、−CH−)。また、アルキル基、シクロアルキル基は、飽和炭化水素の他、二重結合、三重結合等を有する不飽和炭化水素を含む。シクロアルキル基は、単環式の他、2環性、3環性等の多環性炭化水素も含む。 In the description of the group (atomic group) in the present invention, “may have a substituent” includes those having a substituent as well as those having no substituent. For example, “an alkyl group which may have a substituent” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group). To do. The divalent bond of the alkylene group includes a divalent bond from the same carbon atom (for example, —CH 2 —) as well as a case from a different carbon atom (for example, —CH 2 CH 2 —). Moreover, an alkyl group and a cycloalkyl group include unsaturated hydrocarbons having double bonds, triple bonds and the like in addition to saturated hydrocarbons. Cycloalkyl groups include monocyclic as well as polycyclic hydrocarbons such as bicyclic and tricyclic.

<カリックスアレン誘導体(A)>
本発明において用いられるカリックスアレン誘導体(A)は、下記化学式(1)で表されるカリックスアレン誘導体であって、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が80重量%以上であるものを用いる。これにより、パターンの高解像力化及びラインエッジラフネスの向上が図れる。
<Calixarene derivative (A)>
The calixarene derivative (A) used in the present invention is a calixarene derivative represented by the following chemical formula (1), wherein the purity of a compound having the same structural formula and the same conformation is 80% by weight or more. Is used. As a result, it is possible to increase the resolution of the pattern and improve the line edge roughness.

[化学式(1)中、Rは、水素原子、又は置換基を有していても良いアルキル基、置換基を有していても良いシクロアルキル基、置換基を有していても良いアリール基、及び下記化学式(2)に示す基からなる群より選ばれる基である。 [In the chemical formula (1), R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, or an aryl which may have a substituent. It is a group selected from the group consisting of a group and a group represented by the following chemical formula (2).

(化学式(2)中、Qは、置換基を有していても良いアリール基又は置換基を有していても良いシクロアルキル基であり、mは1又は2を表す。)Rは、各々独立に、水素原子又は有機基であり、Rが全て、フェノール性水酸基を有しない有機基の場合には、Rが水酸基を有する基である。Rは、ハロゲン原子又はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、シアノ基、及びニトロ基からなる群より選ばれる基である。n1は1〜3の整数、n2は0〜2の整数を表し、1≦n1+n2≦4である。また、化学式(1)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。]
ここで、「Rが水酸基を有する基である」とは、Rが置換基として水酸基(OH)を有するアルキル基、アリール基、若しくはシクロアルキル基であるか、又はRが化学式(2)で表され、且つ当該式中のQが置換基として水酸基(OH)を有するアリール基、若しくはシクロアルキル基である場合である。
また、化学式(1)で表される化合物において、1分子中に複数存在する同一符号で表される基R、R、及びRは、互いに同じでも異なっていてもよい。
(In the chemical formula (2), Q is an aryl group which may have a substituent or a cycloalkyl group which may have a substituent, and m represents 1 or 2.) R 2 is Each independently represents a hydrogen atom or an organic group, and when R 2 is an organic group having no phenolic hydroxyl group, R 1 is a group having a hydroxyl group. R 3 is a group selected from the group consisting of a halogen atom or an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group, a cyano group, and a nitro group. n1 represents an integer of 1 to 3, n2 represents an integer of 0 to 2, and 1 ≦ n1 + n2 ≦ 4. In addition, the groups represented by the same symbols included in the chemical formula (1) may be the same as or different from each other. ]
Here, “R 1 is a group having a hydroxyl group” means that R 1 is an alkyl group, aryl group, or cycloalkyl group having a hydroxyl group (OH) as a substituent, or R 1 is represented by the chemical formula (2 And Q in the formula is an aryl group having a hydroxyl group (OH) as a substituent or a cycloalkyl group.
In the compound represented by the chemical formula (1), groups R 1 , R 2 , and R 3 represented by the same symbol and present in a plurality in one molecule may be the same as or different from each other.

上記化学式(1)で表される化合物において、Rのアルキル基としては、特に制限はないが、炭素数1〜18のアルキル基が好ましい。当該アルキル基は、直鎖でも、分岐状でも良い。例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、i−プロピル基、i−ブチル基、t−ブチル基、i−ペンチル基、t−ペンチル基、ヘキサデシル基等が挙げられる。また、二重結合、三重結合等の不飽和結合を有していても良い。 In the compound represented by the chemical formula (1), the alkyl group for R 1 is not particularly limited, but an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is preferable. The alkyl group may be linear or branched. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, i-propyl group, i-butyl group, t-butyl group, i-pentyl group, t-pentyl group, hexadecyl group and the like can be mentioned. Moreover, you may have unsaturated bonds, such as a double bond and a triple bond.

アルキル基が有していても良い置換基としては、水酸基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基等が挙げられる。   Examples of the substituent that the alkyl group may have include a hydroxyl group, an alkoxy group, a halogen atom, and a halogenoalkyl group.

のシクロアルキル基としては、特に制限はなく、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、シクロヘプチル基等が挙げられる。また、二重結合、三重結合等の不飽和結合を有していてもよく、単環性、多環性のどちらでもよい。
シクロアルキル基としては、シクロヘキシル基が好ましい。
The cycloalkyl group of R 1, is not particularly limited, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group and the like. Further, it may have an unsaturated bond such as a double bond or a triple bond, and may be monocyclic or polycyclic.
As the cycloalkyl group, a cyclohexyl group is preferable.

シクロアルキル基が有していても良い置換基としては、特に制限はないが、例えば、炭素数1〜5のアルキル基、水酸基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基等が挙げられる。   The substituent that the cycloalkyl group may have is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, a halogen atom, and a halogenoalkyl group. It is done.

炭素数1〜5のアルキル基としては、直鎖又は分岐状のいずれでもよい。直鎖アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基等が挙げられる。分岐状アルキル基としては、例えば、i−プロピル基、i−ブチル基、t−ブチル基、i−ペンチル基、t−ペンチル基等が挙げられる。   The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms may be linear or branched. As a linear alkyl group, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, n-butyl group etc. are mentioned, for example. Examples of the branched alkyl group include i-propyl group, i-butyl group, t-butyl group, i-pentyl group, t-pentyl group and the like.

また、アルコキシ基としては、特に制限はないが、炭素数1〜8のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基等が挙げられる。   The alkoxy group is not particularly limited, but is preferably an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, and a 2-ethylhexyloxy group.

アルコキシアルキル基としては、特に制限はないが、炭素数1〜8のアルコキシアルキル基が好ましく、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシプロピル基等が挙げられる。   Although there is no restriction | limiting in particular as an alkoxyalkyl group, A C1-C8 alkoxyalkyl group is preferable, For example, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a methoxyethyl group, an ethoxyethyl group, a methoxypropyl group etc. are mentioned.

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
ハロゲノアルキル基としては、特に制限はないが、炭素数1〜8のハロゲノアルキル基が好ましく、例えば、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、ジブロモメチル基、トリブロモメチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、1−クロロエチル基、1−ブロモエチル基、1−フルオロエチル基、1,2−ジクロロエチル基、1,1,2,2−テトラクロロエチル基等が挙げられる。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
The halogenoalkyl group is not particularly limited, but is preferably a halogenoalkyl group having 1 to 8 carbon atoms. For example, a chloromethyl group, a dichloromethyl group, a trichloromethyl group, a bromomethyl group, a dibromomethyl group, a tribromomethyl group, Fluoromethyl group, difluoromethyl group, trifluoromethyl group, 1-chloroethyl group, 1-bromoethyl group, 1-fluoroethyl group, 1,2-dichloroethyl group, 1,1,2,2-tetrachloroethyl group, etc. Can be mentioned.

のアリール基としては、特に制限はないが、好ましくは炭素数6〜14、更に好ましくは炭素数6〜10であり、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等が挙げられる。 The aryl group of R 1, is not particularly limited, preferably 6 to 14 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms, for example, a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group and the like.

また、アリール基が有していても良い置換基としては、シクロアルキル基、炭素数1〜5のアルキル基、水酸基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基等が挙げられる。
アリール基が有する置換基としてのシクロアルキル基は、上記のシクロアルキル基と同様のものが挙げられる。また、当該シクロアルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、水酸基、アルコキシ基等が挙げられる。炭素数1〜5のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、i−プロピル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、特に制限はないが、炭素数1〜8のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基等が挙げられる。
アリール基が有する置換基としての炭素数1〜5のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子、及びハロゲノアルキル基は、上記シクロアルキル基で示したとおりである。
Examples of the substituent that the aryl group may have include a cycloalkyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, a halogen atom, and a halogenoalkyl group.
Examples of the cycloalkyl group as a substituent that the aryl group has are the same as those described above. The cycloalkyl group may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, a hydroxyl group, and an alkoxy group. Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and an i-propyl group. Although there is no restriction | limiting in particular as an alkoxy group, A C1-C8 alkoxy group is preferable, For example, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, 2-ethylhexyloxy group etc. are mentioned.
The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, the alkoxy group, the alkoxyalkyl group, the halogen atom, and the halogenoalkyl group as the substituent that the aryl group has are as described above for the cycloalkyl group.

上記化学式(2)中のQのアリール基としては、上記アリール基と同様のものが挙げられる。Qのアリール基が有する置換基は、上記アリール基が有する置換基と同様のものが挙げられる。また、上記化学式(2)中のQのシクロアルキル基としては、上記シクロアルキル基と同様のものが挙げられる。Qのシクロアルキル基が有する置換基は、上記シクロアルキル基が有する置換基と同様のものが挙げられる。   Examples of the aryl group of Q in the chemical formula (2) include the same aryl groups as those described above. Examples of the substituent that the aryl group of Q has are the same as the substituents that the aryl group has. Further, examples of the cycloalkyl group of Q in the chemical formula (2) include the same cycloalkyl groups as those described above. Examples of the substituent that the cycloalkyl group of Q has are the same as the substituents that the cycloalkyl group has.

の有機基としては、特に制限はないが、置換基を有していても良いアルキル基、置換基を有していても良いシクロアルキル基、置換基を有していても良いアリール基が挙げられる。
のアルキル基としては、上記Rと同様のものが挙げられる。Rのアルキル基の有する置換基としては、上記Rのものと同様のものが挙げられる。
のシクロアルキル基、及びシクロアルキル基の有する置換基としては、上記Rのものと同様のものとすることができる。Rのアリール基、及びアリール基が有する置換基としては、上記Rのものと同様のものとすることができる。
複数あるRのうち、1分子中少なくとも2つは水素原子であることが好ましい。
The organic group for R 2 is not particularly limited, but may be an alkyl group that may have a substituent, a cycloalkyl group that may have a substituent, or an aryl group that may have a substituent. Is mentioned.
Examples of the alkyl group for R 2 include the same as those for R 1 . Examples of the substituent that the alkyl group of R 2 has are the same as those of R 1 described above.
The cycloalkyl group of R 2 and the substituent that the cycloalkyl group has can be the same as those of R 1 described above. The aryl group of R 2 and the substituent that the aryl group has can be the same as those of R 1 described above.
Of the plurality of R 2 , at least two in one molecule are preferably hydrogen atoms.

のハロゲン原子やRのアルキル基としては、上記Rと同様のものが挙げられる。
としてのアルキル基が有していても良い置換基は、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、水酸基、カルボキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
Examples of the alkyl group halogen atom and R 3 in R 3, are the same as those for the R 1.
The substituent that the alkyl group as R 3 may have is a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, a hydroxyl group, a carboxy group, a halogen atom, an alkoxy group, a thioether group, Examples include an acyl group, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, a cyano group, and a nitro group.

のシクロアルキル基、及びシクロアルキル基の有する置換基としては、上記Rのものと同様のものとすることができる。Rのアリール基、及びアリール基が有する置換基としては、上記Rのものと同様のものとすることができる。
また、Rのアルコキシ基としては、上記Rと同様のものが挙げられる。
The cycloalkyl group of R 3 and the substituent that the cycloalkyl group has can be the same as those of R 1 described above. The aryl group of R 3 and the substituent that the aryl group has can be the same as those of R 1 described above.
As the alkoxy group R 3, are the same as those for the R 1.

のアシル基としては、特に制限はないが、炭素数1〜8のアシル基が好ましく、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ピバロイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。 The acyl group of R 3, is not particularly limited, preferably an acyl group having 1 to 8 carbon atoms, e.g., formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, valeryl group, a pivaloyl group, include benzoyl group and the like It is done.

前記化学式(1)で表される化合物は、フェノール性水酸基を2つ以上有すれば、各繰り返し単位の同一符号で示される置換基はそれぞれ、同じであっても異なっていても良い。各繰り返し単位におけるOR及びRの位置が同じであっても異なっていても良い。また、各繰り返し単位におけるn1及n2の数がそれぞれ、同じであっても異なっていても良い。 As long as the compound represented by the chemical formula (1) has two or more phenolic hydroxyl groups, the substituents represented by the same symbols in the respective repeating units may be the same or different. The positions of OR 2 and R 3 in each repeating unit may be the same or different. Moreover, the number of n1 and n2 in each repeating unit may be the same or different.

前記化学式(1)で表されるカリックスアレン誘導体(A)の中でも、下記化学式(1’)で表わされるカリックスレゾルシンアレン誘導体であることが、高感度で、且つ、解像力及びパターンのラインエッジラフネスに優れたパターンを得る点から好ましい。   Among the calixarene derivatives (A) represented by the chemical formula (1), the calixresorcinarene derivative represented by the following chemical formula (1 ′) is highly sensitive and has high resolution and pattern line edge roughness. This is preferable from the viewpoint of obtaining an excellent pattern.

[化学式(1’)中、Rは置換基を有していても良いアリール基、置換基を有していても良いシクロアルキル基、又は下記化学式(2)に示す基である。 [In the chemical formula (1 ′), R 1 represents an aryl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, or a group represented by the following chemical formula (2).

(化学式(2)中、Qは、置換基を有していても良いアリール基、又は置換基を有していても良いシクロアルキル基であり、mは1又は2を表す。)Rは、各々独立に置換基を有していても良い炭素数1〜5のアルキル基、置換基を有していても良いアリール基、又は水素原子である。一分子内に含まれる、Rのうち1〜8個が水素原子以外の基である。Rが全て、フェノール性水酸基を有しない有機基の場合には、Rが水酸基を有する基である。Rは置換基を有していても良い炭素数1〜5のアルキル基、又はハロゲン原子であり、n2は0〜2の整数を表す。但し、化学式(1’)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。]
ここで、「Rが水酸基を有する基である」とは、Rが置換基として水酸基(OH)を有するアリール基、若しくはシクロアルキル基であるか、又はRが化学式(2)で表され、且つ当該式中のQが置換基として水酸基(OH)を有するアリール基、若しくはシクロアルキル基である場合である。
(In the chemical formula (2), Q is an aryl group which may have a substituent or a cycloalkyl group which may have a substituent, and m represents 1 or 2.) R 2 These are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a hydrogen atom. 1 to 8 of R 2 contained in one molecule are groups other than hydrogen atoms. When all R 2 are organic groups having no phenolic hydroxyl group, R 1 is a group having a hydroxyl group. R 3 is an optionally substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogen atom, and n2 represents an integer of 0 to 2. However, the groups represented by the same symbols contained in the chemical formula (1 ′) may be the same as or different from each other. ]
Here, “R 1 is a group having a hydroxyl group” means that R 1 is an aryl group having a hydroxyl group (OH) as a substituent, or a cycloalkyl group, or R 1 is represented by the chemical formula (2). And Q in the formula is an aryl group having a hydroxyl group (OH) as a substituent or a cycloalkyl group.

上記化学式(1’)で表わされるカリックスレゾルシンアレン誘導体である場合には、フェノール性水酸基の一部をアルキル基やアリール基等の非酸分解性基で保護し、当該フェノール性水酸基の数を減少させることで、当該カリックスレゾルシンアレン誘導体のアルカリ現像液に対する溶解性を低下させることができる。また、上記化学式(1’)で表わされるカリックスレゾルシンアレン誘導体中の近接したレゾルシノール部位を連結する炭素原子にフェニル基等の疎水性基を導入し、当該カリックスレゾルシンアレン誘導体を疎水性にすることで、更にアルカリ現像液に対する溶解性を低下させることができる。このようにして、現像可能な限界まで当該カリックスアレン誘導体(A)のアルカリ現像液に対する溶解性を低下させることで、露光部と未露光部の間の溶解性のコントラストを取りやすくすることができる。
したがって、当該カリックスレゾルシンアレン誘導体のアルカリ現像液に対する溶解性を最適化することで、アルカリ現像液に対する溶解速度が制御可能となり、解像度を低下させることなく、高感度にすることができる。
In the case of the calix resorcinarene derivative represented by the above chemical formula (1 ′), a part of the phenolic hydroxyl group is protected with a non-acid-decomposable group such as an alkyl group or an aryl group, and the number of the phenolic hydroxyl group is reduced. By making it, the solubility with respect to the alkali developing solution of the said calix resorcinarene derivative can be reduced. In addition, by introducing a hydrophobic group such as a phenyl group into a carbon atom linking adjacent resorcinol sites in the calix resorcinarene derivative represented by the chemical formula (1 ′), the calix resorcinarene derivative is rendered hydrophobic. Furthermore, the solubility in an alkali developer can be reduced. In this way, by reducing the solubility of the calixarene derivative (A) in the alkaline developer to the developable limit, it is possible to easily obtain a solubility contrast between the exposed portion and the unexposed portion. .
Therefore, by optimizing the solubility of the calix resorcinarene derivative in an alkaline developer, the dissolution rate in the alkaline developer can be controlled, and the sensitivity can be increased without reducing the resolution.

化学式(1’)において、Rにおける置換基を有していても良いアリール基、置換基を有していても良いシクロアルキル基は、上記化学式(1)において説明したものと同様のものを用いることができる。また、化学式(1’)において、化学式(2)中のQは、置換基を有していても良いアリール基、又は置換基を有していても良いシクロアルキル基であるが、これらも、上記化学式(1)及び化学式(2)において説明したものと同様のものを用いることができる。 In the chemical formula (1 ′), the aryl group which may have a substituent and the cycloalkyl group which may have a substituent in R 1 are the same as those described in the chemical formula (1). Can be used. In the chemical formula (1 ′), Q in the chemical formula (2) is an aryl group which may have a substituent or a cycloalkyl group which may have a substituent. The thing similar to what was demonstrated in the said Chemical formula (1) and Chemical formula (2) can be used.

化学式(1’)において、Rは、各々独立に、各々独立に置換基を有していても良い炭素数1〜5のアルキル基、置換基を有していても良いアリール基、又は水素原子から選ばれる基である。炭素数1〜5のアルキル基としては、上記化学式(1)において説明したものと同様のものを用いることができる。上記Rに含まれていても良い置換基とは、水酸基、ハロゲン原子、及び−ORで示される1価の基が挙げられる。ここで、Rは、炭素数1〜5のアルキル基であり、上記の−ORで示される1価の基は、炭素数1〜5のアルキル基において1位以外の炭素原子に結合する。上記Rとしては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、i−プロピル基等が挙げられる。中でも、メチル基、エチル基が好ましい。ハロゲン原子としても、上記化学式(1)において説明したものと同様のものを用いることができ、好ましくは、フッ素原子、塩素原子が挙げられる。また、Rとしては、上記化学式(1)において説明したものと同様のものを用いることができる。 In the chemical formula (1 ′), each R 2 independently represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may each independently have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or hydrogen. It is a group selected from atoms. As a C1-C5 alkyl group, the thing similar to what was demonstrated in the said Chemical formula (1) can be used. Examples of the substituent that may be contained in R 2 include a hydroxyl group, a halogen atom, and a monovalent group represented by —OR a . Here, R a is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and the monovalent group represented by —OR a is bonded to a carbon atom other than the 1-position in the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. . As said Ra, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, i-propyl group etc. are mentioned, for example. Of these, a methyl group and an ethyl group are preferable. As the halogen atom, the same one as described in the chemical formula (1) can be used, and preferably a fluorine atom and a chlorine atom are used. As the R 3, it may be the same as those described in the above formula (1).

一分子内に含まれる、Rのうち1〜8個が水素原子以外の基である。Rが全て、フェノール性水酸基を有しない有機基の場合には、Rが水酸基を有する基である。Rのうちの水素原子以外の基の数と、水素原子以外の基の種類を適宜選択し、更にRの水酸基数を調整することにより、当該カリックスレゾルシンアレン誘導体のアルカリ現像液に対する溶解性を最適化することで、アルカリ現像液に対する溶解速度が制御可能となり、解像度を低下させることなく、高感度にすることができる。 1 to 8 of R 2 contained in one molecule are groups other than hydrogen atoms. When all R 2 are organic groups having no phenolic hydroxyl group, R 1 is a group having a hydroxyl group. By appropriately selecting the number of groups other than hydrogen atoms and the type of groups other than hydrogen atoms in R 2 , and further adjusting the number of hydroxyl groups in R 1 , the solubility of the calix resorcinarene derivative in an alkaline developer By optimizing the value, the dissolution rate in the alkaline developer can be controlled, and the sensitivity can be increased without degrading the resolution.

また、前記カリックスレゾルシンアレン誘導体は、一分子内に含まれるRのうち1〜8個が水素原子以外の基であれば、各繰り返し単位の同一符号で表される基は、それぞれ同じであっても異なっていても良く、各繰り返し単位におけるRの位置が同じであっても異なっていても良い。例えば、上記カリックスレゾルシンアレン誘導体において、下記化学式(3)のように一分子内に含まれる全ての繰り返し単位が同じであっても良いし、下記化学式(4)及び(5)、並びに化学式(6)のように、一分子内に含まれる4つの繰り返し単位に2種以上の繰り返し単位が含まれていても良い。 Further, in the calixresorcinarene derivative, when 1 to 8 of R 2 contained in one molecule are groups other than hydrogen atoms, the groups represented by the same reference numerals of the respective repeating units are the same. Or the position of R 3 in each repeating unit may be the same or different. For example, in the calix resorcinarene derivative, all the repeating units contained in one molecule may be the same as in the following chemical formula (3), the following chemical formulas (4) and (5), and the chemical formula (6) As in (2), two or more kinds of repeating units may be contained in four repeating units contained in one molecule.

上記化学式(1)で表されるカリックスアレン誘導体(A)としては、例えば下記化学式で表わされる構造が例示されるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the calixarene derivative (A) represented by the chemical formula (1) include, but are not limited to, the structures represented by the following chemical formula.

上記化学式(1)で表されるカリックスアレン誘導体(A)、及び化学式(1’)で表わされるカリックスレゾルシンアレン誘導体は、例えば、各種(ポリ)フェノール類と各種アルデヒド類とを酸性触媒下で付加縮合により合成することができる。カリックスアレン誘導体(A)において、−ORのRが有機基である場合の有機基の導入は、各種(ポリ)フェノール類を各種アルデヒド等と縮合する前に導入しても良い。また、各種(ポリ)フェノール類と各種アルデヒド等とを縮合した後に、フェノール性水酸基にハロゲン化アルキル等のハロゲン化物を反応させることにより有機基を導入しても良い。 The calixarene derivative (A) represented by the chemical formula (1) and the calixresorcinarene derivative represented by the chemical formula (1 ′) are, for example, the addition of various (poly) phenols and various aldehydes under an acidic catalyst. It can be synthesized by condensation. In the calixarene derivative (A), when R 2 of —OR 2 is an organic group, the organic group may be introduced before the various (poly) phenols are condensed with various aldehydes or the like. Further, after condensing various (poly) phenols with various aldehydes, an organic group may be introduced by reacting a phenolic hydroxyl group with a halide such as alkyl halide.

本発明において、前記カリックスアレン誘導体(A)は、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が80重量%以上であるように用いることを特徴とする。
構造式が同じで立体配座が同じ化合物とは、同じ平面構造式を有する化合物であって、立体配座が異なる配座異性体のうち、ある特定の1つの異性体の化合物を表す。なお「構造式」は、化合物の分子内で、それを構成する各原子が相互にどのように結合しているかをその各原子の原子価を示す線を用いて表示した化学式をいい、平面構造式ともよぶ(岩波 理化学辞典 第5版)ものである。また、「立体配座」又は「配座」はconformationと同義であり、分子中のある単結合を軸として、この結合で結ばれている2つの原子団を回転するとこの結合の両側の諸原子の相対的位置が変化して分子の形が変わるが、この場合に見られるような分子中の諸原子の種々の空間配置を立体配座といい、これは結合のまわりの回転によって互いに移りかわることができる(岩波 理化学辞典 第5版)。しかしカリックスアレン誘導体、カリックスレゾルシンアレン誘導体における一般的知見として、ベンズアルデヒド等、嵩高い官能基を導入した場合は、上記立体配座の結合の周りの回転は阻害され、ある特定の立体配座に固定されることが知られている。
In the present invention, the calixarene derivative (A) is used so that the purity of compounds having the same structural formula and the same conformation is 80% by weight or more.
A compound having the same structural formula and the same conformation is a compound having the same planar structural formula, and represents a compound of one specific isomer among conformational isomers having different conformations. “Structural formula” refers to a chemical formula that shows how each atom constituting the compound is bonded to each other in the molecule of the compound using a line indicating the valence of each atom. It is also called Shiki (Iwanami Riken Dictionary 5th edition). In addition, “conformation” or “conformation” is synonymous with conformation. When two atomic groups connected by this bond are rotated around a single bond in the molecule, the atoms on both sides of this bond are rotated. The relative shape of the molecule changes and the shape of the molecule changes, but the various spatial arrangements of the atoms in the molecule, as seen in this case, are called conformations, which change from one another by rotation around the bond. (Iwanami physics and chemistry dictionary fifth edition). However, as a general finding in calixarene derivatives and calixresorcinarene derivatives, when a bulky functional group such as benzaldehyde is introduced, rotation around the conformational bond is inhibited, and it is fixed in a specific conformation. It is known that

構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が80重量%以上であるとは、混合物であっても良いカリックスアレン誘導体(A)において、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の含有割合が80重量%以上であることをいう。カリックスアレン誘導体(A)が混合物の場合、カリックスアレン誘導体(A)における含有割合で20重量%未満は、含有割合80重量%以上を占める特定の構造式及び立体配座を有する化合物とは異なる構造を有する化合物である。当該異なる構造を有する化合物は、含有割合80重量%以上を占める特定の構造式及び立体配座を有する化合物の異性体に限られず、平面構造式や分子式が異なっていても良い。
しかしながら中でも、カリックスアレン誘導体(A)においては、配座異性体純度が80重量%以上であることが好ましい。すなわち、カリックスアレン誘導体(A)が複数の異性体の混合物からなり、当該カリックスアレン誘導体(A)の異性体の混合物において特定の1つの配座異性体の含有割合が80重量%以上であることが好ましい。上記「異性体」は、分子式は同じであるが構造の異なる化合物である異性の関係にある化合物群であり、構造式が異なる構造異性と、構造式は同じだが原子の立体配置や立体配座が異なる立体異性(幾何異性、回転異性、光学異性)が含まれる(岩波 理化学辞典 第5版)。
なお、構造式が同じで立体配座が同じ化合物には、光学異性体は含まれていても良い。
The purity of a compound having the same structural formula and the same conformation is 80% by weight or more means that in the calixarene derivative (A), which may be a mixture, a compound having the same structural formula and the same conformation The ratio is 80% by weight or more. When the calixarene derivative (A) is a mixture, the content in the calixarene derivative (A) is less than 20% by weight, and the structure is different from the compound having a specific structural formula and conformation occupying the content of 80% by weight or more. It is a compound which has this. The compound having the different structure is not limited to an isomer of a compound having a specific structural formula and conformation occupying 80% by weight or more, and the planar structural formula and molecular formula may be different.
However, among them, the calixarene derivative (A) preferably has a conformational purity of 80% by weight or more. That is, the calixarene derivative (A) is composed of a mixture of a plurality of isomers, and the content ratio of one specific conformer in the mixture of isomers of the calixarene derivative (A) is 80% by weight or more. Is preferred. The above “isomers” are a group of compounds having the same molecular formula but different structures, and are in the relationship of isomerism. The structural isomers and structural conformations of the structural isomers are the same but have the same structural formula. Are included in the stereoisomerism (geometric isomerism, rotational isomerism, optical isomerism) (Iwanami Physical and Chemical Dictionary, 5th edition).
Note that compounds having the same structural formula and the same conformation may contain optical isomers.

構造式が異なることや立体配座が異なることは、例えば、質量分析により測定される分子量、H−NMRスペクトルの化学シフト値及び/又は液体クロマトグラフィーの保持時間が異なることにより判別可能である。すなわち、本発明において用いられるカリックスアレン誘導体(A)は、質量分析により測定される分子量、H−NMRスペクトルの化学シフト値及び/又は液体クロマトグラフィーの保持時間が異なることにより、構造式及び/又は立体配座が異なることを判別可能な化合物の含有割合が20重量%未満であることを目安にすることができる。
構造式が同じで立体配座が同じ化合物であることは、質量分析により測定される分子量が同じで、H−NMRスペクトルが同じで、且つ、液体クロマトグラフィーの保持時間が同じであることにより判断することができる。
Different structural formulas and different conformations can be distinguished, for example, by different molecular weights measured by mass spectrometry, chemical shift values of 1 H-NMR spectra and / or retention times of liquid chromatography. . That is, the calixarene derivative (A) used in the present invention has a structural formula and / or a difference in molecular weight measured by mass spectrometry, chemical shift value of 1 H-NMR spectrum and / or retention time of liquid chromatography. Alternatively, the content ratio of the compound capable of discriminating that the conformations are different can be used as a guideline.
A compound having the same structural formula and the same conformation is because the molecular weight measured by mass spectrometry is the same, the 1 H-NMR spectrum is the same, and the retention time of liquid chromatography is the same. Judgment can be made.

なお、質量分析により測定される分子量が同じとは、例えば、MALDI−TOF−MS(例えばBRUKER社製REFLEX II)を用いて、分子量を測定した場合の分子量の差が±0.5以内で一致することで判断される。
また、H−NMRスペクトルが同じとは、例えば、400MHzのNMR(例えば、JNM−LA400W、日本電子株式会社製)で測定した場合のスペクトルの化学シフト値においては、化学シフト値の差が±0.02ppm以内で一致し、且つ、水酸基の水素を除くHの積分値がカリックスアレン誘導体の組成式中の該当水素数と一致し、メチル基、芳香環等の全てのカップリングするHがそれぞれ同じ分裂を示すことをいう。なお、同じ分裂を示すことは、1つの水素に帰属可能な複数のピークの化学シフトと各ピークの高さの比が同じになることにより判断される。
In addition, the molecular weight measured by mass spectrometry is the same, for example, the difference in molecular weight when the molecular weight is measured using MALDI-TOF-MS (for example, REFLEX II manufactured by BRUKER) is within ± 0.5. It is judged by doing.
Further, the 1 H-NMR spectrum is the same, for example, in the chemical shift value of the spectrum measured by NMR of 400 MHz (for example, JNM-LA400W, manufactured by JEOL Ltd.), the difference in chemical shift value is ± The integrated value of 1 H, which is within 0.02 ppm and excluding hydrogen of the hydroxyl group, coincides with the number of corresponding hydrogens in the composition formula of the calixarene derivative, and 1 H that couples all methyl groups, aromatic rings, etc. Each indicate the same split. Note that the same splitting is determined by the fact that the ratio of the chemical shift of a plurality of peaks that can be attributed to one hydrogen and the height of each peak are the same.

さらに確実な立体配座の決定にはX線結晶構造解析が用いられることが好ましい。結晶純度が十分に高い場合には、カリックスアレン誘導体分子を構成する原子の位置関係が明確に決定されるので、立体配座も明確に決定できる。   Further, X-ray crystal structure analysis is preferably used for the determination of a reliable conformation. When the crystal purity is sufficiently high, the positional relationship between the atoms constituting the calixarene derivative molecule is clearly determined, so that the conformation can also be clearly determined.

異性体を判別可能にするための液体クロマトグラフィーの測定条件は、カリックスアレン誘導体(A)の構造に合わせて適宜選択することができる。例えば、式(1’)で表わされるかリックスレゾルシンアレン誘導体の場合、高速液体クロマトグラフィー装置(島津製作所製、LC−10ADvp)を用い、以下の条件(例えば、アセトニトリル/水=7/3の移動相を用いて流量=1.0ml/min、カラム=VP−ODS(4.8mmx150mm)、検出器=SPD−M10vp)により測定して異性体を判別することができる。そして保持時間が±0.3分以内で一致することで、保持時間が同じであると判断され得る。   The measurement conditions of liquid chromatography for enabling discrimination of isomers can be appropriately selected according to the structure of the calixarene derivative (A). For example, in the case of a lysresorcinarene derivative represented by the formula (1 ′), a high performance liquid chromatography apparatus (manufactured by Shimadzu Corporation, LC-10ADvp) is used, and the following conditions (for example, acetonitrile / water = 7/3 migration) The isomers can be discriminated using the phases measured by flow rate = 1.0 ml / min, column = VP-ODS (4.8 mm × 150 mm), detector = SPD-M10 vp). And it can be judged that holding time is the same because holding time agrees within ± 0.3 minutes.

カリックスアレン誘導体(A)において、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が80重量%以上とする方法としては、例えば、シリカゲルを用いた順相クロマトグラィー又は逆相液体クロマトグラフィー等の各種クロマトグラフィーを用いた分離や、再結晶、再沈殿等が挙げられる。   In the calixarene derivative (A), the purity of compounds having the same structural formula and the same conformation is 80% by weight or more. For example, various methods such as normal phase chromatography or reverse phase liquid chromatography using silica gel are used. Examples include separation using chromatography, recrystallization, and reprecipitation.

本発明において、前記カリックスアレン誘導体(A)は、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が80重量%以上であるように用いるが、純度はより高い方が解像力及びパターンのラインエッジラフネスに優れたパターンを得る点から好ましく、中でも前記化合物の純度が90重量%以上であることが好ましく、更に95重量%以上、より更に98重量%以上であることが好ましく、特に100重量%であることが好ましい。   In the present invention, the calixarene derivative (A) is used so that the purity of compounds having the same structural formula and the same conformation is 80% by weight or more, but the higher the purity, the resolution and the line edge of the pattern From the viewpoint of obtaining a pattern having excellent roughness, the purity of the compound is preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, still more preferably 98% by weight or more, particularly 100% by weight. Preferably there is.

また、本発明においては、中でも、前記カリックスアレン誘導体(A)は、構造式が同じで、同じ立体配置を有し、立体配座が同じ化合物の純度が80重量%以上であるように用いることが好ましい。更に、前記カリックスアレン誘導体(A)は、構造式が同じで、同じ立体配置を有し、立体配座が同じ化合物の純度が90重量%以上であることが好ましく、更に95重量%以上、より更に98重量%以上、特に100重量%であることが好ましい。
なお、「立体配置」はconfigurationと同義であり、不斉炭素原子に結合する原子や原子団がその不斉炭素原子のまわりでとる空間的配列や、シス−トランス異性体におけるように分子中の動きにくい構造のまわりで、それに結合する原子や原子団のとる空間的配列をいう(岩波 理化学辞典 第5版)。
In the present invention, among others, the calixarene derivative (A) should be used so that the compound having the same structural formula, the same configuration, and the same conformation has a purity of 80% by weight or more. Is preferred. Further, the calixarene derivative (A) has the same structural formula, the same configuration, and the same conformation, the purity of the compound is preferably 90% by weight or more, and more preferably 95% by weight or more. Furthermore, it is preferable that it is 98 weight% or more, especially 100 weight%.
Note that “configuration” is synonymous with configuration, and the spatial arrangement of atoms and atomic groups bound to an asymmetric carbon atom around the asymmetric carbon atom, as in the cis-trans isomer, This refers to the spatial arrangement of atoms and atomic groups attached to a structure that is difficult to move (Iwanami Physical and Chemical Dictionary, 5th edition).

また、中でも、前記カリックスアレン誘導体(A)は、構造式が同じで立体配座が椅子型である化合物の純度が80重量%以上であることが、パターンのラインエッジラフネスが向上し、且つ、高感度化と高解像力化を同時に達成できる点から好ましい。このような場合には、構造式と立体配座が同じである化合物の純度が高いことにより、構造が揃い易くなってパターンのラインエッジラフネスが向上するのと同時に、立体的に架橋反応が生じやすく架橋反応に有利な立体配座であるため、優れた感度と解像力が得られると推定される。   Moreover, among the calixarene derivatives (A), the purity of the compound having the same structural formula and the conformation of which is a chair type is 80% by weight or more, the line edge roughness of the pattern is improved, and This is preferable because high sensitivity and high resolution can be achieved at the same time. In such a case, the purity of a compound having the same structural formula and conformation is high, so that the structure is easily aligned and the line edge roughness of the pattern is improved. It is presumed that excellent sensitivity and resolving power can be obtained because it is a conformation that is easy for crosslinking reaction.

前記カリックスアレン誘導体(A)の分子量は、300〜3000であることが好ましい。分子量は、好ましくは300〜2000、さらに好ましくは、400〜1500である。   The molecular weight of the calixarene derivative (A) is preferably 300 to 3000. The molecular weight is preferably 300 to 2000, and more preferably 400 to 1500.

前記カリックスアレン誘導体(A)の含有量は、ネガ型レジスト組成物中に含まれる全固形分に対して、50〜95重量%であることが好ましく、更に好ましくは60〜85重量%である。なお、本発明において、固形分とは、ネガ型レジスト組成物中に含まれる成分のうち有機溶剤以外のものを意味する。   The content of the calixarene derivative (A) is preferably 50 to 95% by weight, more preferably 60 to 85% by weight, based on the total solid content contained in the negative resist composition. In addition, in this invention, solid content means things other than an organic solvent among the components contained in a negative resist composition.

<活性エネルギー線を照射することで酸を発生する酸発生剤(B)>
本発明において用いられる活性エネルギー線を照射することで酸を発生する酸発生剤(B)は、従来の化学増幅型レジスト組成物において使用されている公知の酸発生剤から特に限定せずに用いることができる。本発明において用いられる酸発生剤は、活性エネルギー線を照射することで直接又は間接的に酸を発生するものが含まれる。ここで、間接的に酸を発生する場合には、活性エネルギー線の照射により酸発生剤以外のマトリクスに一度エネルギーが吸収されて発生したプロトンにより酸が発生する酸発生ルートも知られており、このような態様で酸を発生する場合が含まれる。
本発明の酸発生剤としては、波長248nm以下の活性エネルギー線を照射することで直接又は間接的に酸を発生する酸発生剤であることが好ましい。
<Acid generator (B) that generates acid by irradiating active energy rays>
The acid generator (B) that generates an acid upon irradiation with active energy rays used in the present invention is used without particular limitation from known acid generators used in conventional chemically amplified resist compositions. be able to. The acid generator used in the present invention includes those that generate an acid directly or indirectly by irradiation with active energy rays. Here, in the case of indirectly generating an acid, there is also known an acid generation route in which an acid is generated by protons generated once energy is absorbed in a matrix other than the acid generator by irradiation with active energy rays, The case where an acid is generated in such a manner is included.
The acid generator of the present invention is preferably an acid generator that generates an acid directly or indirectly by irradiation with an active energy ray having a wavelength of 248 nm or less.

上記酸発生剤(B)としては、下記化学式(7)〜(12)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種類であることが好ましい。   The acid generator (B) is preferably at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following chemical formulas (7) to (12).

化学式(7)中、R12は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12の直鎖状アルキル基、炭素数3〜12の分枝状アルキル基、炭素数3〜12の環状アルキル基、炭素数1〜12の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜12の分枝状アルコキシ基、炭素数3〜12の環状アルコキシ基、ヒドロキシル基、又はハロゲン原子であり、Xは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜12のハロゲン置換アルキル基、若しくは炭素数6〜12のハロゲン置換アリール基を有するスルホン酸イオン、又はハロゲン化物イオンである。 In chemical formula (7), R 12 may be the same or different and each independently represents a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or a carbon number. A cyclic alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a linear alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkoxy group having 3 to 12 carbon atoms, a cyclic alkoxy group having 3 to 12 carbon atoms, a hydroxyl group, or a halogen atom. , X - represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, sulfonate ion having an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a halogen-substituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a halogen-substituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms Or a halide ion.

上記化学式(7)で表される化合物としては、例えば、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメチルスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムシクロヘキサフルオロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミド、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニル−4−メチルフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウムp−トルエンスルホナート、ジフェニル−4−t−ブトキシフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル−4−t−ブトキシフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−フルオロフェニル)−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−フェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4−フルオロフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムベンゼンスルホネート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニル−p−トルエンスルホネート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウム−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウム−4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウム−2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウムヘキサフルオロベンゼンスルホネート、ジフェニルナフチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート等が挙げられる。   Examples of the compound represented by the chemical formula (7) include triphenylsulfonium trifluoromethylsulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium cyclohexafluoropropane-1,3-bis (sulfonyl). Imido, triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyl-4-methylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyl-2 , 4,6-Trimethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, diphenyl-4-t-butoxyphenylsulfonium Fluoromethanesulfonate, diphenyl-4-t-butoxyphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-fluorophenyl) -4-hydroxyphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyl -4-hydroxyphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-hydroxyphenyl) -phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-methoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-fluorophenyl) sulfonium trifluoromethane Sulfonate, triphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, trifer Rusulfonium benzene sulfonate, diphenyl-2,4,6-trimethylphenyl-p-toluenesulfonate, diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium-2-trifluoromethylbenzenesulfonate, diphenyl-2,4,6-trimethyl Phenylsulfonium-4-trifluoromethylbenzenesulfonate, diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium-2,4-difluorobenzenesulfonate, diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium hexafluorobenzenesulfonate, diphenylnaphthylsulfonium Trifluoromethanesulfonate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium 10-camphor Sulfonate, diphenyl-4-hydroxyphenyl sulfonium 10-camphorsulfonate, and the like.

化学式(8)中、X及びR13は、化学式(7)のX及びR12と同様である。 In the chemical formula (8), X - and R 13 are the same as X - and R 12 in the chemical formula (7).

上記化学式(8)で表される化合物としては、例えば、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムp−トルエンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム−4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム−2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムp−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウム−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム−4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム−2,4−ジフルオロベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロベンゼンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムp−トルエンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムベンゼンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート等が挙げられる。   Examples of the compound represented by the chemical formula (8) include bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4 -T-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium p-toluenesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodoniumbenzenesulfonate, bis (4-t-butyl) Phenyl) iodonium-2-trifluoromethylbenzenesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium-4-trifluoromethylbenzenesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium-2,4-difluorobenzenes Phonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hexafluorobenzenesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 10-camphorsulfonate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium Perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium p-toluenesulfonate, diphenyliodoniumbenzenesulfonate, diphenyliodonium10-camphorsulfonate, diphenyliodonium-2-trifluoromethylbenzenesulfonate, diphenyliodonium-4-trifluoromethylbenzenesulfonate, diphenyl Iodonium-2,4-difluorobenze Sulfonate, diphenyliodonium hexafluorobenzenesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) Iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium p-toluenesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodoniumbenzenesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium 10-camphor Examples include sulfonates.

化学式(9)中、Lは炭素数1〜12のアルキレン基、炭素数6〜12のアリーレン基、又は炭素数1〜12のアルキレンオキシ基(−R’−O−、但し、R’は炭素数1〜12のアルキレン基)であり、R14は炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜12のハロゲン置換アルキル基、又は炭素数6〜12のハロゲン置換アリール基である。 In chemical formula (9), L is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, or an alkyleneoxy group having 1 to 12 carbon atoms (—R′—O—, where R ′ is carbon. R 14 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a halogen-substituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a C 6 to 12 carbon group. A halogen-substituted aryl group.

上記化学式(9)で表される化合物としては、例えば、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)フタルイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(n−オクタンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(p−トルエンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(p−トルエンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(2−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(4−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(4−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(パーフルオロベンゼンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロベンゼンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(1−ナフタレンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(1−ナフタレンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)ナフチルイミド等が挙げられる。   Examples of the compound represented by the chemical formula (9) include N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N -(Trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) naphthylimide, N- (10-camphorsulfonyl) Oxy) succinimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) phthalimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene -2,3-dicarboxyimi N- (10-camphorsulfonyloxy) naphthylimide, N- (n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (n -Octanesulfonyloxy) naphthylimide, N- (p-toluenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (p-toluenesulfonyloxy) naphthyl Imido, N- (2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxy) naphthyl Imido, N- (4-trifluoromethylbenzenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyl Imido, N- (4-trifluoromethylbenzenesulfonyloxy) naphthylimide, N- (perfluorobenzenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N -(Perfluorobenzenesulfonyloxy) naphthylimide, N- (1-naphthalenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (1-naphthalenesulfonyl) Oxy) naphthylimide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) Naphthylimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-e 2,3-dicarboximide, N- (perfluoro--n- octane sulfonyloxy) naphthylimide, and the like.

化学式(10)中、R15は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、炭素数1〜12の直鎖状アルキル基、炭素数3〜12の分枝状アルキル基、炭素数3〜12の環状アルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数3〜12のヘテロアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基である。前記各置換基は、炭素数1〜12のアルキル基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、炭素数1〜12のハロアルキル基で置換されていてもよい。 In the chemical formula (10), R 15 may be the same or different and each independently represents a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or 3 to 12 carbon atoms. A cyclic alkyl group, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms. Each of the substituents may be substituted with an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen atom, or a haloalkyl group having 1 to 12 carbon atoms.

上記化学式(10)で表される化合物としては、例えば、ジフェニルジスルフォン、ジ(4−メチルフェニル)ジスルフォン、ジナフチルジスルフォン、ジ(4−t−ブチルフェニル)ジスルフォン、ジ(4−ヒドロキシフェニル)ジスルフォン、ジ(3−ヒドロキシナフチル)ジスルフォン、ジ(4−フルオロフェニル)ジスルフォン、ジ(2−フルオロフェニル)ジスルフォン、ジ(4−トリフルオロメチルフェニル)ジスルフォン等が挙げられる。   Examples of the compound represented by the chemical formula (10) include diphenyl disulfone, di (4-methylphenyl) disulfone, dinaphthyl disulfone, di (4-t-butylphenyl) disulfone, and di (4-hydroxyphenyl). ) Disulfone, di (3-hydroxynaphthyl) disulfone, di (4-fluorophenyl) disulfone, di (2-fluorophenyl) disulfone, di (4-trifluoromethylphenyl) disulfone and the like.

化学式(11)中、R16は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、炭素数1〜12の直鎖状アルキル基、炭素数3〜12の分枝状アルキル基、炭素数3〜12の環状アルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数3〜12のヘテロアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基である。前記各置換基は、炭素数1〜12のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換されていてもよい。 In chemical formula (11), R 16 may be the same or different and each independently represents a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or 3 to 12 carbon atoms. A cyclic alkyl group, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms. Each of the substituents may be substituted with an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a halogen atom, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.

上記化学式(11)で表される化合物としては、例えば、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−4−メチルフェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−4−ブロモフェニルアセトニトリル等が挙げられる。   Examples of the compound represented by the chemical formula (11) include α- (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -4-methoxyphenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxy). Imino) -phenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -4-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -4-methoxyphenylacetonitrile, α- (propylsulfonyloxyimino) -4-methyl Examples include phenylacetonitrile and α- (methylsulfonyloxyimino) -4-bromophenylacetonitrile.

化学式(12)中、R17は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、1以上の塩素原子及び1以上の臭素原子を有するハロゲン化アルキル基である。ハロゲン化アルキル基の炭素数は1〜5が好ましい。 In chemical formula (12), R 17 may be the same or different and each independently represents a halogenated alkyl group having one or more chlorine atoms and one or more bromine atoms. The halogenated alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms.

上記化学式(12)で表される化合物としては、例えば、モノクロロイソシアヌール酸、モノブロモイソシアヌール酸、ジクロロイソシアヌール酸、ジブロモイソシアヌール酸、トリクロロイソシアヌール酸、トリブロモイソシアヌール酸等が挙げられる。   Examples of the compound represented by the chemical formula (12) include monochloroisocyanuric acid, monobromoisocyanuric acid, dichloroisocyanuric acid, dibromoisocyanuric acid, trichloroisocyanuric acid, and tribromoisocyanuric acid. .

その他の酸発生剤(B)としては、例えば、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(t−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン等のビススルホニルジアゾメタン類、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−(ビストリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシナフチル)−4,6−(ビストリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、トリス(2,3−ジブロモプロピル)−1,3,5−トリアジン、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート等のハロゲン含有トリアジン誘導体が挙げられる。   Examples of the other acid generator (B) include bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (t-butylsulfonyl) diazomethane, and bis (n-butylsulfonyl). Bissulfonyldiazomethanes such as diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, 2- (4-methoxyphenyl) -4,6 -(Bistrichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxynaphthyl) -4,6- (bistrichloromethyl) -1,3,5-triazine, tris (2,3-dibromopropyl) ) -1,3,5-triazine, And halogen-containing triazine derivatives such as tris (2,3-dibromopropyl) isocyanurate.

これらの酸発生剤(B)は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよく、また、その配合量は、前記カリックスアレン誘導体(A)100重量部に対し、1〜30重量部、好ましくは5〜20重量部である。この範囲よりも少なくなると像形成ができず、多くなると、均一な溶液とならず、保存安定性が低下する。   These acid generators (B) may be used alone or in combination of two or more, and the blending amount thereof is 100 parts by weight of the calixarene derivative (A). 1 to 30 parts by weight, preferably 5 to 20 parts by weight. When the amount is less than this range, image formation cannot be performed.

<架橋剤(C)>
本発明において用いられる架橋剤(C)は、特に限定されず、従来の化学増幅型のネガ型レジスト組成物において使用されている公知の架橋剤の中から任意に選択して用いることができる。例えば、4,4’−メチレンビス[2,6−ビス(ヒドロキシメチル)]フェノール(MBHP)、4,4’−メチレンビス[2,6−ビス(メトキシメチル)]フェノール(MBMP)、2,3−ジヒドロキシ−5−ヒドロキシメチルノルボルナン、2−ヒドロキシ−5,6−ビス(ヒドロキシメチル)ノルボルナン、シクロヘキサンジメタノール、3,4,8(又は9)−トリヒドロキシトリシクロデカン、2−メチル−2−アダマンタノール、1,4−ジオキサン−2,3−ジオール、1,3,5−トリヒドロキシシクロヘキサン等のヒドロキシル基又はヒドロキシアルキル基あるいはその両方を有する脂肪族環状炭化水素又はその含酸素誘導体が挙げられる。
<Crosslinking agent (C)>
The crosslinking agent (C) used in the present invention is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from known crosslinking agents used in conventional chemically amplified negative resist compositions. For example, 4,4′-methylenebis [2,6-bis (hydroxymethyl)] phenol (MBHP), 4,4′-methylenebis [2,6-bis (methoxymethyl)] phenol (MBMP), 2,3- Dihydroxy-5-hydroxymethylnorbornane, 2-hydroxy-5,6-bis (hydroxymethyl) norbornane, cyclohexanedimethanol, 3,4,8 (or 9) -trihydroxytricyclodecane, 2-methyl-2-adaman Examples thereof include aliphatic cyclic hydrocarbons having a hydroxyl group and / or a hydroxyalkyl group such as butanol, 1,4-dioxane-2,3-diol, and 1,3,5-trihydroxycyclohexane, or oxygen-containing derivatives thereof.

また、メラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、尿素、エチレン尿素、プロピレン尿素、グリコールウリル等のアミノ基含有化合物にホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドと低級アルコールを反応させ、当該アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基又は低級アルコキシメチル基で置換した化合物が挙げられる。これらのうち、メラミンを用いたものをメラミン系架橋剤、尿素を用いたものを尿素系架橋剤、エチレン尿素、プロピレン尿素等のアルキレン尿素を用いたものをアルキレン尿素系架橋剤、グリコールウリルを用いたものをグリコールウリル系架橋剤という。   In addition, amino group-containing compounds such as melamine, acetoguanamine, benzoguanamine, urea, ethylene urea, propylene urea, glycoluril are reacted with formaldehyde or formaldehyde and a lower alcohol, and the hydrogen atom of the amino group is converted into a hydroxymethyl group or a lower alkoxymethyl. And a compound substituted with a group. Of these, those using melamine are melamine-based crosslinking agents, those using urea are urea-based crosslinking agents, those using alkylene ureas such as ethylene urea and propylene urea are alkylene urea-based crosslinking agents, and glycoluril is used. This was called a glycoluril-based crosslinking agent.

メラミン系架橋剤としては、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサブトキシブチルメラミン等が挙げられる。   Examples of the melamine-based crosslinking agent include hexamethoxymethyl melamine, hexaethoxymethyl melamine, hexapropoxymethyl melamine, hexabutoxybutyl melamine and the like.

尿素系架橋剤としては、例えば、ビスメトキシメチル尿素、ビスエトキシメチル尿素、ビスプロポキシメチル尿素、ビスブトキシメチル尿素等が挙げられる。   Examples of the urea-based crosslinking agent include bismethoxymethylurea, bisethoxymethylurea, bispropoxymethylurea, bisbutoxymethylurea and the like.

アルキレン尿素系架橋剤としては、例えば、モノ及び/又はジヒドロキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジメトキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジエトキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジプロポキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジブトキシメチル化エチレン尿素等のエチレン尿素系架橋剤;モノ及び/又はジヒドロキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジメトキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジエトキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジプロポキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジブトキシメチル化プロピレン尿素等のプロピレン尿素系架橋剤;1,3−ジ(メトキシメチル)4,5−ジヒドロキシ−2−イミダゾリジノン、1,3−ジ(メトキシメチル)4,5−ジメトキシ−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。   Examples of the alkylene urea crosslinking agent include mono and / or dihydroxymethylated ethylene urea, mono and / or dimethoxymethylated ethylene urea, mono and / or diethoxymethylated ethylene urea, mono and / or dipropoxymethylated ethylene Ethylene urea crosslinking agents such as urea, mono and / or dibutoxymethylated ethylene urea; mono and / or dihydroxymethylated propylene urea, mono and / or dimethoxymethylated propylene urea, mono and / or diethoxymethylated propylene urea Propylene urea-based crosslinking agents such as mono- and / or dipropoxymethylated propylene urea, mono- and / or dibutoxymethylated propylene urea; 1,3-di (methoxymethyl) 4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone 1,3-di (methoxymethyl 4,5-dimethoxy-2-imidazolidinone.

グリコールウリル系架橋剤としては、例えば、モノ,ジ,トリ及び/又はテトラヒドロキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/又はテトラメトキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/又はテトラエトキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/又はテトラブトキシメチル化グリコールウリル等が挙げられる。   Examples of the glycoluril-based crosslinking agent include mono, di, tri and / or tetrahydroxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or tetramethoxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or tetraethoxy. Examples include methylated glycoluril, mono, di, tri and / or tetrabutoxymethylated glycoluril.

これらの架橋剤(C)は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよく、また、その配合量は、前記特定の構造を有するカリックスアレン誘導体(A)100重量部に対し、3〜40重量部、好ましくは3〜30重量部である。架橋剤(C)の配合量が、3重量部未満では架橋形成が十分に進行せず、良好なレジストパターンが得られない。また、40重量部を超えると、レジスト塗布液の保存安定性が低下し、感度が経時的に劣化するおそれがある。   These crosslinking agents (C) may be used alone or in combination of two or more thereof, and the blending amount thereof is calixarene derivative (A) 100 having the specific structure. It is 3-40 weight part with respect to a weight part, Preferably it is 3-30 weight part. When the blending amount of the crosslinking agent (C) is less than 3 parts by weight, crosslinking formation does not proceed sufficiently and a good resist pattern cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 40 parts by weight, the storage stability of the resist coating solution is lowered, and the sensitivity may deteriorate over time.

<有機塩基性化合物(D)>
本発明において用いられる有機塩基性化合物(D)は、レジストパタ−ン形状、保管状態での経時安定性などを向上させるために、公知の有機塩基性化合物の中から任意のものを選択して使用することができる。
<Organic basic compound (D)>
The organic basic compound (D) used in the present invention is selected from known organic basic compounds and used in order to improve resist pattern shape, stability over time in storage conditions, etc. can do.

上記有機塩基性化合物(D)としては、含窒素有機化合物が挙げられ、例えば、窒素原子を有する含窒素化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、及び含窒素複素環式化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the organic basic compound (D) include nitrogen-containing organic compounds such as nitrogen-containing compounds having a nitrogen atom, amide group-containing compounds, urea compounds, and nitrogen-containing heterocyclic compounds. It is not limited to these.

含窒素有機化合物としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、n−ドデシルアミン、シクロヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン、メチル−n−ドデシルアミン、ジ−n−ドデシルメチルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、ジメチル−n−ドデシルアミン、ジ−n−ドデシルメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、1−ナフチルアミン等の芳香族アミン類;エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、N−(2−ジメチルアミノエチル)アクリルアミドの重合体等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing organic compound include mono (cyclo) alkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-dodecylamine, cyclohexylamine; -N-butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine, methyl-n-dodecyl Di (cyclo) alkylamines such as amine, di-n-dodecylmethylamine, cyclohexylmethylamine, dicyclohexylamine; triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri- n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n- Tri (cyclo) alkylamines such as cutylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, dimethyl-n-dodecylamine, di-n-dodecylmethylamine, dicyclohexylmethylamine, tricyclohexylamine; monoethanolamine, Alkanolamines such as diethanolamine and triethanolamine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine , Aromatic amines such as tribenzylamine, 1-naphthylamine; ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylene Amine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4- Aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) ) -2- (4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1 -Methylethyl] benzene, polyethyleneimine, polyallylamine, N- (2-dimethylaminoethyl) acrylamide Coalescence, and the like.

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

ウレア化合物としては、例えば、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオウレア等が挙げられる。   Examples of urea compounds include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, tri-n-butylthiourea. Etc.

含窒素複素環式化合物としては、例えば、イミダゾール、ベンズイミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール、4,5−ジフェニルイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、8−オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類;及び、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、4−メチルモルホリン、ピペラジン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazole, benzimidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, 2-phenylbenzimidazole, 4,5-diphenylimidazole, 2,4,5-trimethyl. Imidazoles such as phenylimidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, Pyridines such as nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 8-oxyquinoline, acridine; and pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 4-methylmorpholine, piperazine, 1,4-dimethylpiper Razine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane and the like can be mentioned.

これらの有機塩基性化合物(D)は、単独であるいは2種以上組み合わせて用いることができる。有機塩基性化合物(D)の配合量は、前記特定の構造を有するカリックスアレン誘導体(A)100重量部に対し、0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部である。0.01重量部未満ではその添加の効果が得られない恐れがある。一方、10重量部を超えると感度の低下や未露光部の現像性が悪化する恐れがある。   These organic basic compounds (D) can be used alone or in combination of two or more. The compounding quantity of an organic basic compound (D) is 0.01-10 weight part with respect to 100 weight part of calixarene derivatives (A) which have the said specific structure, Preferably it is 0.1-5 weight part. If it is less than 0.01 part by weight, the effect of the addition may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 10 parts by weight, the sensitivity may be lowered and the developability of the unexposed part may be deteriorated.

<化学式(13)で表される繰り返し単位を有し、アルカリ現像液への溶解性を有する樹脂(E)>
本発明のネガ型レジスト組成物は、更に、下記化学式(13)で表される繰り返し単位を有し、アルカリ現像液への溶解性を有する樹脂(E)(以下、アルカリ可溶性樹脂(E)ともいう)を含有していてもよい。
<Resin (E) having a repeating unit represented by the chemical formula (13) and having solubility in an alkali developer>
The negative resist composition of the present invention further comprises a resin (E) having a repeating unit represented by the following chemical formula (13) and having solubility in an alkali developer (hereinafter also referred to as alkali-soluble resin (E)). May be included).

(化学式(13)中、Zは、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、アシル基、アシロキシ基、アルキルスルホニル基、又はアルコキシ基である。Zが複数個ある場合、当該Zは同じでも異なっていてもよい。R20は、水素原子、メチル基、ハロゲン原子、シアノ基、又はトリフルオロ基である。pは2〜4の整数、qは1〜3の整数を表し、p+q=5である。) (In the chemical formula (13), Z represents a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group, an acyl group, an acyloxy group, an alkylsulfonyl group, or an alkoxy group. R 20 is a hydrogen atom, a methyl group, a halogen atom, a cyano group, or a trifluoro group, p is an integer of 2 to 4, q is an integer of 1 to 3, and p + q = 5 .)

化学式(13)における、Z及びR20のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子が挙げられる。
Zのアルキル基及びアルキルスルホニル基におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐状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、t−ブチル基等が挙げられる。
Zのアルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基等が挙げられる。
Zのアシル基は、炭素数1〜8のアシル基が好ましく、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ピバロイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
Zのアシロキシ基は、炭素数2〜8のアシロキシ基が好ましく、例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、バレリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ヘキサノイルオキシ基、オクタノイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
Zは、更にハロゲン原子等で置換されていても良い。
In the chemical formula (13), examples of the halogen atom for Z and R 20 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
The alkyl group in the alkyl group and alkylsulfonyl group of Z is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group. , T-butyl group and the like.
The alkoxy group of Z is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and an n-butoxy group.
The acyl group of Z is preferably an acyl group having 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, valeryl group, pivaloyl group, and benzoyl group.
The acyloxy group of Z is preferably an acyloxy group having 2 to 8 carbon atoms, such as an acetoxy group, propionyloxy group, butyryloxy group, valeryloxy group, pivaloyloxy group, hexanoyloxy group, octanoyloxy group, benzoyloxy group, and the like. Can be mentioned.
Z may be further substituted with a halogen atom or the like.

以下に、化学式(13)で表される繰り返し単位の具体例を示すが、本発明は、これらに限定されるものではない。   Although the specific example of the repeating unit represented by Chemical formula (13) is shown below, this invention is not limited to these.

また、アルカリ可溶性樹脂(E)の重量平均分子量は、2000〜80000とすることが好ましく、更に2500〜8000とすることが好ましい。なおここで重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定され、ポリスチレン標準にて換算される値を示す。   The weight average molecular weight of the alkali-soluble resin (E) is preferably 2000 to 80000, more preferably 2500 to 8000. Here, the weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted in terms of polystyrene standards.

アルカリ可溶性樹脂(E)の含有量は、全固形分に対して0.5〜70重量%とすることが好ましく、更に1〜50重量%とすることが好ましい。   The content of the alkali-soluble resin (E) is preferably 0.5 to 70% by weight, more preferably 1 to 50% by weight, based on the total solid content.

<その他の成分>
本発明のネガ型レジスト組成物には、さらに所望により混和性のあるノボラック等のアルカリ可溶性樹脂、添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤などを適宜、添加含有させることができる。
<Other ingredients>
The negative resist composition of the present invention further includes an optionally soluble alkali-soluble resin such as novolak, an additive, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, and an interface for improving coatability. An activator, a dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, an antihalation agent, and the like can be appropriately added and contained.

<ネガ型レジスト組成物の調製>
本発明に係るネガ型レジスト組成物は、通常、有機溶剤(F)に上記の特定の構造を有するカリックスアレン誘導体(A)、酸発生剤(B)、架橋剤(C)、及び必要に応じてその他の添加剤を均一に混合することにより調製される。
<Preparation of negative resist composition>
The negative resist composition according to the present invention usually has a calixarene derivative (A) having the above specific structure in the organic solvent (F), an acid generator (B), a crosslinking agent (C), and, if necessary. And other additives are mixed uniformly.

有機溶剤(F)としては、化学増幅型レジストの溶剤として一般に用いられているものが使用できる。例えば、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、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、2−メトキシエチルアセテート、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プロピオネート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、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、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あるいは混合して使用することができる。さらにイソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチルアルコール、n−ブチルアルコール、s−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、2−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノールなどのアルコールや、トルエン、キシレンなどの芳香族溶媒が含有されていても構わない。本発明では、これらの有機溶剤(F)の中でもレジスト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れているジエチレングリコールジメチルエーテルやシクロヘキサノン、シクロペンタノン、1−エトキシ−2−プロパノール、乳酸エチルの他、安全溶剤であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びその混合溶剤が好ましく使用される。
レジスト組成分中の溶剤量は特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的には、溶剤は、レジスト組成物の固形分濃度が好ましくは0.5〜20重量%、より好ましくは1〜15重量%の範囲内となる様に用いられる。
As the organic solvent (F), those generally used as solvents for chemically amplified resists can be used. For example, ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, Propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N -Dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydroph Emissions, etc. are preferred, it is possible to use these solvents singly or in combination. Further, isopropyl alcohol, ethyl alcohol, methyl alcohol, n-butyl alcohol, s-butyl alcohol, t-butyl alcohol, isobutyl alcohol, 2-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 2-methoxyethanol , 2-ethoxyethanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-propanol and other alcohols, and toluene, xylene and other aromatic solvents may be contained. In the present invention, among these organic solvents (F), in addition to diethylene glycol dimethyl ether, cyclohexanone, cyclopentanone, 1-ethoxy-2-propanol, and ethyl lactate, which are most excellent in solubility of the acid generator in the resist component, Propylene glycol monomethyl ether acetate, which is a safety solvent, and a mixed solvent thereof are preferably used.
The amount of the solvent in the resist composition is not particularly limited, and is a concentration that can be applied to a substrate or the like and is appropriately set according to the coating film thickness. Generally, the solvent is used so that the solid content concentration of the resist composition is preferably in the range of 0.5 to 20% by weight, more preferably 1 to 15% by weight.

本発明のネガ型レジスト組成物は、半導体集積回路のゲート層作成用、ガラス基板上に形成されるマスクパターン加工用などの微細化された電子部品を製造するためのマイクロリソグラフィプロセスに好適に使用することができる。   The negative resist composition of the present invention is suitably used in a microlithography process for manufacturing miniaturized electronic components such as for forming a gate layer of a semiconductor integrated circuit and for processing a mask pattern formed on a glass substrate. can do.

本発明は、上記本発明に係るネガ型レジスト組成物又はその硬化物により少なくとも一部分が形成されている、電子部品をも提供する。本発明に係る電子部品は、レジスト組成物又はその硬化物が含まれる構成のいずれかに、上記本発明に係るネガ型レジスト組成物又はその硬化物を含めば、他の構成は、従来公知と同様のものとすることができる。本発明に係る電子部品としては、例えば、MEMS(マイクロ電気機械装置)部品、マイクロ機械部品、マイクロ流体工学部品、μ−TAS(マイクロ全分析装置)部品、インクジェット・プリンター部品、マイクロ反応器部品、電気伝導性層、金属バンプ接続部、LIGA(リソグラフィー電鋳成形)部品、マイクロ射出成形及びマイクロ圧印加工のための鋳型及び押型、精密印刷用スクリーン又はステンシル、MEMS及び半導体パッケージ用部品、及び紫外線(UV)リトグラフにより処理することができるプリント配線基板等が挙げられる。   The present invention also provides an electronic component that is at least partially formed of the negative resist composition according to the present invention or a cured product thereof. The electronic component according to the present invention includes a resist composition or a cured product thereof, and includes the negative resist composition or the cured product thereof according to the present invention. It can be similar. Examples of the electronic component according to the present invention include a MEMS (micro electro mechanical device) component, a micro mechanical component, a micro fluid engineering component, a μ-TAS (micro total analysis device) component, an inkjet printer component, a micro reactor component, Electrically conductive layers, metal bump connections, LIGA (lithography electroforming) parts, molds and molds for micro injection molding and micro coining, precision printing screens or stencils, MEMS and semiconductor package parts, and ultraviolet ( Examples thereof include a printed wiring board that can be processed by UV) lithography.

II.パターン形成方法
本発明に係るパターン形成方法は、
(i)本発明に係るネガ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程、及び
(ii)前記レジスト膜を電子線、EUV、又はX線で露光し、加熱、現像する工程、を含むことを特徴とする。
本発明に係るパターン形成方法によれば、高解像度且つ高感度で形状が良好なパターンを形成することができる。
II. Pattern Forming Method A pattern forming method according to the present invention includes:
(I) a step of applying a negative resist composition according to the present invention on a substrate and then heat-treating to form a resist film; and (ii) exposing the resist film with an electron beam, EUV, or X-ray. And a step of heating and developing.
According to the pattern forming method of the present invention, it is possible to form a pattern with high resolution, high sensitivity and good shape.

以下、各工程についてそれぞれ説明する。
(i)本発明に係るネガ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程
本工程においては、まず、上記のネガ型レジスト組成物を基板上に塗布する。
塗布方法は、基板表面に当該ネガ型レジスト組成物を均一に塗布することができる方法であれば特に限定されるものではなく、スプレー法、ロールコート法、回転塗布等の各種方法を用いることができる。
Hereinafter, each step will be described.
(I) Step of applying a negative resist composition according to the present invention on a substrate and then heat-treating to form a resist film In this step, first, the above negative resist composition is applied on a substrate. .
The coating method is not particularly limited as long as the negative resist composition can be uniformly coated on the substrate surface, and various methods such as a spray method, a roll coating method, and a spin coating method can be used. it can.

次に、当該基板上に塗布した当該ネガ型レジスト組成物にプリベーク(PAB)を行い、有機溶剤(F)を除去して、レジスト膜を形成する。
プリベークの温度は、当該組成物の成分、使用割合、有機溶剤(F)の種類等により適宜決めればよく、通常、50〜160℃、好ましくは60〜150℃である。また、プリベーク時間は、通常、30秒〜15分程度である。
Next, the negative resist composition applied on the substrate is pre-baked (PAB) to remove the organic solvent (F) to form a resist film.
What is necessary is just to determine the temperature of a prebaking suitably by the component of the said composition, a usage rate, the kind of organic solvent (F), etc., and are 50-160 degreeC normally, Preferably it is 60-150 degreeC. The pre-bake time is usually about 30 seconds to 15 minutes.

(ii)前記レジスト膜を電子線、EUV、又はX線で露光し、加熱、現像する工程
本工程においては、まず、前記レジスト膜を、例えば、電子線描画装置、EUV露光装置等の露光装置を用いて、所定のパターン形状を有するマスクを介した露光、又は当該マスクを介さない電子線の直接照射による描画等により、選択的に露光を行う。
露光光源は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(Extreme Ultraviolet:極紫外線)、電子線、X線等を用いて行うことができる。
次いで露光後に、露光後加熱(Post Exposure Bake、PEB)を行う。PEB処理の条件は、通常、50〜160℃の温度で、0.1〜15分程度の時間である。
次に、上記でPEB処理された基板をアルカリ現像液を用いて現像処理し、露光光の未照射部分を除去する。
現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、揺同浸漬法等が挙げられる。
また、本発明のネガ型レジスト組成物のアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n‐プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ‐n‐ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジメチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類等のアルカリ類の水溶液を使用することができる。更に、上記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。これらのアルカリ現像液の中で、好ましくは第四級アンモニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリンの水溶液である。
(Ii) Step of exposing the resist film with an electron beam, EUV, or X-ray, heating and developing In this step, first, the resist film is exposed to an exposure apparatus such as an electron beam lithography apparatus or an EUV exposure apparatus. Is selectively exposed by exposure through a mask having a predetermined pattern shape, drawing by direct irradiation of an electron beam not through the mask, or the like.
The exposure light source is not particularly limited, and can be performed using an ArF excimer laser, a KrF excimer laser, an F 2 excimer laser, EUV (Extreme Ultraviolet), an electron beam, an X-ray, or the like.
Next, after the exposure, post-exposure heating (Post Exposure Bake, PEB) is performed. The PEB treatment is usually performed at a temperature of 50 to 160 ° C. for a time of about 0.1 to 15 minutes.
Next, the substrate subjected to the PEB treatment is developed using an alkali developer, and the unirradiated portion of the exposure light is removed.
Examples of the developing method include a liquid piling method, a dipping method, a shaking dipping method, and the like.
Examples of the alkaline developer of the negative resist composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, and n-propylamine. Primary amines such as diethylamine, secondary amines such as di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldimethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxy Aqueous solutions of alkalis such as quaternary ammonium salts such as copper, tetraethylammonium hydroxide and choline, and cyclic amines such as pyrrole and piperidine can be used. Furthermore, an appropriate amount of an alcohol such as isopropyl alcohol or a nonionic surfactant may be added to the alkaline aqueous solution. Among these alkaline developers, a quaternary ammonium salt is preferable, and an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and choline is more preferable.

また、アルカリ現像液としてテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いる場合、当該テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液の濃度は、0.1%〜5%であることが好ましく、更に好ましくは0.5%〜3%であり、特に好ましくは1.19%〜2.38%である。2.38%濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液は、一般に半導体産業において最も入手しやすい。また、当該テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液の濃度が0.1%より薄い場合、空気中の二酸化炭素により現像液が中和されてしまい、感度が変動して安定的に製品を得る事が困難となる。   When a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution is used as the alkaline developer, the concentration of the tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is preferably 0.1% to 5%, more preferably 0.5%. It is ˜3%, and particularly preferably 1.19% to 2.38%. 2.38% concentration of tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is generally most readily available in the semiconductor industry. In addition, when the concentration of the tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is less than 0.1%, the developer is neutralized by carbon dioxide in the air, and the sensitivity fluctuates, making it difficult to stably obtain a product. Become.

現像処理した後、リンス処理を行い、基板上のアルカリ現像液及び当該アルカリ現像液によって溶解したレジスト組成物を洗い流し、乾燥させて、レジストパターンを得る。   After the development treatment, a rinsing treatment is performed, and the alkali developer on the substrate and the resist composition dissolved by the alkali developer are washed away and dried to obtain a resist pattern.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits the same function and effect. It is included in the technical scope.

以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。
なお、以下において、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)は、島津製作所製LC−10ADvpを用いて、以下の条件(温度:40℃、流速:1.0mL/分、カラム:VP−ODS(4.7mm×150mm)、検出器SPD−M10Avp、移動相:アセトニトリル/水=7/3)により測定を行った。
また、質量分析は、MALDI−TOF MS(BRUKER社製REFLEX II)を用いて、以下の条件(マトリックス: 1,8,9-トリヒドロキシアントラセン)により測定を行った。
更に、NMR測定は、JNM−LA400W(日本電子株式会社製)を用いて、溶媒DMSO−d6、試料濃度0.6%、測定時周波数400MHz、積算回数32回にて、H‐NMRスペクトルを測定した。
また、X線結晶構造解析は、VariMax+RAPIDII(株式会社リガク製)を用いて、以下の条件[X線源:CuKα (λ=1.54187Å)、管電圧:40kV、管電流:30mA、測定温度: −180℃(吹付低温装置使用)、カメラ長:127.4mm、振動角: 10°、露光時間:2秒/°、全測定枚数:90枚(18枚×5シリーズ)]により測定を行った。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. These descriptions do not limit the present invention.
In the following, high performance liquid chromatography (HPLC) is performed using LC-10ADvp manufactured by Shimadzu Corporation under the following conditions (temperature: 40 ° C., flow rate: 1.0 mL / min, column: VP-ODS (4.7 mm × 150 mm), detector SPD-M10Avp, mobile phase: acetonitrile / water = 7/3).
In addition, mass spectrometry was performed using MALDI-TOF MS (REFLEX II manufactured by BRUKER) under the following conditions (matrix: 1,8,9-trihydroxyanthracene).
Further, NMR measurement, using a JNM-LA400W (manufactured by JEOL Ltd.), solvent DMSO-d6, sample concentration of 0.6%, measured at a frequency 400MHz, in integration number 32 times, 1 H-NMR spectrum It was measured.
The X-ray crystal structure analysis was performed using VariMax + RAPIDII (manufactured by Rigaku Corporation) under the following conditions [X-ray source: CuKα (λ = 1.54187Å), tube voltage: 40 kV, tube current: 30 mA, measurement temperature: -180 ° C. (using spraying cryogenic device), camera length: 127.4 mm, vibration angle: 10 °, exposure time: 2 seconds / °, total number of measurement sheets: 90 sheets (18 sheets × 5 series)] .

<合成例1>
窒素雰囲気下、300mL三口フラスコ中、レゾルシノール11.0g(0.1mol)をエタノール200mLに溶解した。これを氷浴下で冷却しながら4-tブチルベンズアルデヒド16.2g(0.1mol)を加え、次いで、濃塩酸25mLをゆっくりと滴下し、70℃で12時間反応させた。反応後、反応溶液を蒸留水500mL中に注ぎ込み、生じた沈殿(黄色固体)をろ過した後、中性になるまで蒸留水で洗浄、乾燥した。精製は高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により行い、下記構造式(14)で表される白色の化合物1a(CRA−1a)及び化合物1b(CRA−1b)を得た。構造確認は、MALDI−TOF MS、及びH‐NMRスペクトルにより行った。なお、MALDI−TOF MS、及びH‐NMRスペクトル、及びHPLCにより、化合物1a(CRA−1a)は、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が100%であることを確認した。同様に、化合物1b(CRA−1b)は、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が100%であることを確認した。
<Synthesis Example 1>
Under a nitrogen atmosphere, 11.0 g (0.1 mol) of resorcinol was dissolved in 200 mL of ethanol in a 300 mL three-necked flask. While this was cooled in an ice bath, 16.2 g (0.1 mol) of 4-tbutylbenzaldehyde was added, and then 25 mL of concentrated hydrochloric acid was slowly added dropwise and reacted at 70 ° C. for 12 hours. After the reaction, the reaction solution was poured into 500 mL of distilled water, the resulting precipitate (yellow solid) was filtered, washed with distilled water until neutral, and dried. Purification was performed by high performance liquid chromatography (HPLC) to obtain white compound 1a (CRA-1a) and compound 1b (CRA-1b) represented by the following structural formula (14). The structure was confirmed by MALDI-TOF MS and 1 H-NMR spectrum. In addition, it was confirmed by MALDI-TOF MS, 1 H-NMR spectrum, and HPLC that Compound 1a (CRA-1a) had a purity of 100% with the same structural formula and the same conformation. Similarly, Compound 1b (CRA-1b) was confirmed to have a purity of 100% with the same structural formula and the same conformation.

(CRA−1a)
HPLC(アセトニトリル/水=7/3)保持時間:6.2分
MALDI−TOF MS:[M+H]1017.52
H‐NMR(400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ(ppm)1.18(−CH)、5.54(−CH)、6.06、6.28、6.39、6.51、6.66&6.68(d)、6.93&6.95(d)(aromatic−CH)、8.41、8.58(−OH)
(CRA-1a)
HPLC (acetonitrile / water = 7/3) retention time: 6.2 minutes MALDI-TOF MS: [M + H] 1017.52
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ (ppm) 1.18 (—CH 3 ), 5.54 (—CH), 6.06, 6.28, 6.39, 6. 51, 6.66 & 6.68 (d), 6.93 & 6.95 (d) (aromatic-CH), 8.41, 8.58 (-OH)

(CRA−1b)
HPLC(アセトニトリル/水=7/3)保持時間:24.6分
MALDI−TOF MS:[M+H]1017.25
H‐NMR(400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ(ppm)1.29(−CH)、5.61(−CH)、6.10、6.31、6.79&6.80(d)、7.06&7.08(d)(aromatic−CH)、8.55(−OH)
(CRA-1b)
HPLC (acetonitrile / water = 7/3) retention time: 24.6 minutes MALDI-TOF MS: [M + H] 1017.25
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ (ppm) 1.29 (—CH 3 ), 5.61 (—CH), 6.10, 6.31, 6.79 & 6.80 ( d), 7.06 & 7.08 (d) (aromatic-CH), 8.55 (-OH)

<合成例2>
窒素雰囲気下、500mL三口フラスコ中、レゾルシノール3.96g(35.9mmol)をエタノール150mLに溶解し、これを氷浴下で冷却しながら2,4ジメチルベンズアルデヒド4.82g(35.9mmol)を加え、次いで、濃塩酸15mLをゆっくりと滴下し、70℃で20時間反応させた。反応終了後、反応溶液を蒸留水300mL中に注ぎ込み、生じた沈殿(黄色固体)をろ過した後、中性になるまで蒸留水で洗浄し、固体をろ過した。反応後、HPLCにより2種類の保持時間の異なる化合物が存在することを確認した。ろ別した固体を酢酸エチルを用いて再結晶することにより、下記構造式(15)を有する、淡黄色の固体、化合物2b(CRA−2b)0.81g(8.95mmol、収率25%)を得た。さらに、そのろ液をアセトニトリル300mL中に注ぎ込むことにより、下記構造式(15)を有する無色の固体、化合物2a(CRA−2a)1.62g(18.0mmol、収率50%)を得た。尚、構造確認はMALDI−TOF Mass(質量分析装置)、及びH‐NMRスペクトルにより行った。又、MALDI−TOF MS、及びH‐NMRスペクトル、及びHPLCにより、化合物2a(CRA−2a)は、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が100%であることを確認した。同様に、化合物2b(CRA−2b)は、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が100%であることを確認した。
<Synthesis Example 2>
Under a nitrogen atmosphere, 3.96 g (35.9 mmol) of resorcinol was dissolved in 150 mL of ethanol in a 500 mL three-necked flask, and 4.82 g (35.9 mmol) of 2,4 dimethylbenzaldehyde was added while cooling this in an ice bath. Next, 15 mL of concentrated hydrochloric acid was slowly added dropwise and reacted at 70 ° C. for 20 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into 300 mL of distilled water, the resulting precipitate (yellow solid) was filtered, washed with distilled water until neutral, and the solid was filtered. After the reaction, it was confirmed by HPLC that two types of compounds having different retention times were present. The solid separated by filtration was recrystallized using ethyl acetate to obtain 0.81 g (8.95 mmol, 25% yield) of a pale yellow solid, compound 2b (CRA-2b) having the following structural formula (15). Got. Further, the filtrate was poured into 300 mL of acetonitrile to obtain 1.62 g (18.0 mmol, yield 50%) of a colorless solid having the following structural formula (15), compound 2a (CRA-2a). The structure was confirmed by MALDI-TOF Mass (mass spectrometer) and 1 H-NMR spectrum. Further, it was confirmed by MALDI-TOF MS, 1 H-NMR spectrum and HPLC that the compound 2a (CRA-2a) had the same structural formula and the same conformation and the purity of the compound was 100%. Similarly, it was confirmed that the purity of the compound 2b (CRA-2b) having the same structural formula and the same conformation was 100%.

(CRA−2a)
HPLC(アセトニトリル/水=7/3)保持時間:2.5分
MALDI−TOF MSにて確認:[M+H]905.11
H‐NMR(400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ(ppm)1.69、2.12(−CH)、5.54(−CH)、5.26、5.54、6.12、6.14、6.20、6.27、6.39、6.41、6.49(aromatic−CH)、8.32、8.43(−OH)
(CRA-2a)
HPLC (acetonitrile / water = 7/3) retention time: 2.5 minutes Confirmed with MALDI-TOF MS: [M + H] 905.11.
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ (ppm) 1.69, 2.12 (—CH 3 ), 5.54 (—CH), 5.26, 5.54, 6. 12, 6.14, 6.20, 6.27, 6.39, 6.41, 6.49 (aromatic-CH), 8.32, 8.43 (-OH)

(CRA−2b)
HPLC(アセトニトリル/水=7/3)保持時間:3.8分
MALDI−TOF MSにて確認:[M+H]905.51
H‐NMR(400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ(ppm)1.65、2.21(−CH)、5.60(−CH)、5.62、6.07、6.15、6.36、6.37、6.45、6.52、6.53、6.55(aromatic−CH)、8.46、8.38(−OH)
(CRA-2b)
HPLC (acetonitrile / water = 7/3) retention time: 3.8 minutes Confirmed with MALDI-TOF MS: [M + H] 905.51
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ (ppm) 1.65, 2.21 (—CH 3 ), 5.60 (—CH), 5.62, 6.07, 6. 15, 6.36, 6.37, 6.45, 6.52, 6.53, 6.55 (aromatic-CH), 8.46, 8.38 (-OH)

<合成例3>
窒素雰囲気下、300mL三口フラスコ中、3−メトキシフェノール12.4g(0.1mol)をエタノール200mLに溶解した。これを氷浴下で冷却しながら2,4−ジメチルベンズアルデヒド13.4g(0.1mol)を加え、次いで、濃塩酸25mLをゆっくりと滴下し、70℃で12時間反応させた。反応後、反応溶液を蒸留水500mL中に注ぎ込み、生じた沈殿(黄色固体)をろ過した後、中性になるまで蒸留水で洗浄、乾燥した。精製は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により行い、下記構造式(16)で表される白色の化合物3a(CRA−3a)及び化合物3b(CRA−3b)を得た。構造確認は、MALDI−TOF MS、及びH‐NMRスペクトルにより行った。又、MALDI−TOF MS、及びH‐NMRスペクトル、及びHPLCにより、化合物3a(CRA−3a)は、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が100%であることを確認した。同様に、化合物3b(CRA−3b)は、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が100%であることを確認した。
<Synthesis Example 3>
Under a nitrogen atmosphere, 12.4 g (0.1 mol) of 3-methoxyphenol was dissolved in 200 mL of ethanol in a 300 mL three-necked flask. While this was cooled in an ice bath, 13.4 g (0.1 mol) of 2,4-dimethylbenzaldehyde was added, and then 25 mL of concentrated hydrochloric acid was slowly added dropwise and reacted at 70 ° C. for 12 hours. After the reaction, the reaction solution was poured into 500 mL of distilled water, the resulting precipitate (yellow solid) was filtered, washed with distilled water until neutral, and dried. Purification was performed by high performance liquid chromatography (HPLC) to obtain white compound 3a (CRA-3a) and compound 3b (CRA-3b) represented by the following structural formula (16). The structure was confirmed by MALDI-TOF MS and 1 H-NMR spectrum. Further, it was confirmed by MALDI-TOF MS, 1 H-NMR spectrum and HPLC that the compound 3a (CRA-3a) had the same structural formula and the same conformation and the purity of the compound was 100%. Similarly, it was confirmed that the purity of the compound 3b (CRA-3b) having the same structural formula and the same conformation was 100%.

(式中、繰り返し構造中の2つのRのうち、1つは水素原子で、もう1つはメチル基である。) (In the formula, of the two Rs in the repeating structure, one is a hydrogen atom and the other is a methyl group.)

(CRA−3a)
HPLC(アセトニトリル/水=7/3)保持時間:9.2分
MALDI−TOF MSにて確認:[M+H]961.24
H‐NMR(400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ(ppm)1.67、1.68、1.73、2.12、2.14(−CH)、3.50、3.53、3.56、3.59(−O−CH)5.56、5.57、5.61、5.62(−CH)、5.30、5.31、6.01〜7.27(m)(aromatic−CH)、8.63、8.79(−OH)
(CRA-3a)
HPLC (acetonitrile / water = 7/3) retention time: 9.2 minutes Confirmed with MALDI-TOF MS: [M + H] 961.24
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ (ppm) 1.67, 1.68, 1.73, 2.12, 2.14 (—CH 3 ), 3.50, 3 . 53,3.56,3.59 (-O-CH 3) 5.56,5.57,5.61,5.62 (-CH), 5.30,5.31,6.01~7. 27 (m) (aromatic-CH), 8.63, 8.79 (-OH)

(CRA−3b)
HPLC(アセトニトリル/水=7/3)保持時間:16.7分
MALDI−TOF MSにて確認:[M+H]961.17
H‐NMR(400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ(ppm)1.68、1.69、2.18(−CH)、3.44、3.46(−O−CH)5.51(−CH)、5.43、6.12&6.124(d)、6.21、6.25、6.27、6.30、6.56(aromatic−CH)、8.61(−OH)
(CRA-3b)
HPLC (acetonitrile / water = 7/3) retention time: 16.7 minutes Confirmed with MALDI-TOF MS: [M + H] 961.17
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ (ppm) 1.68, 1.69, 2.18 (—CH 3 ), 3.44, 3.46 (—O—CH 3 ) 5.51 (-CH), 5.43, 6.12 & 6.124 (d), 6.21, 6.25, 6.27, 6.30, 6.56 (aromatic-CH), 8.61 ( -OH)

更に、化合物3a(CRA−3a)及び化合物3b(CRA−3b)について、それぞれメタノールと水の混合溶媒(9:1(体積比))を利用して結晶化を行い、結晶を得た。得られた結晶を用いて、X線結晶構造解析により正確な立体配座を決定した。
化合物3a(CRA−3a)の結晶構造図を図7に示す。X線結晶構造解析結果から、化合物3a(CRA−3a)は、下記平面構造式(17)を有し、下記のような光学異性の関係にある鏡像異性体が含まれ、図5のような椅子型の立体配座を有していることが明らかになった。
Further, Compound 3a (CRA-3a) and Compound 3b (CRA-3b) were crystallized using a mixed solvent of methanol and water (9: 1 (volume ratio)) to obtain crystals. Using the obtained crystal, an accurate conformation was determined by X-ray crystal structure analysis.
A crystal structure diagram of the compound 3a (CRA-3a) is shown in FIG. From the results of X-ray crystal structure analysis, Compound 3a (CRA-3a) has the following planar structural formula (17), and includes the following enantiomers in optical isomerism, as shown in FIG. It became clear that it had a chair-shaped conformation.

また、化合物3b(CRA−3b)の結晶構造図を図8に示す。X線結晶構造解析結果から、化合物3b(CRA−3b)は、下記平面構造式(18)を有し、下記のような光学異性の関係にある鏡像異性体が含まれ、図6のようなflattened-cone型のような立体配座を有していることが明らかになった。 In addition, FIG. 8 shows a crystal structure diagram of the compound 3b (CRA-3b). From the result of X-ray crystal structure analysis, Compound 3b (CRA-3b) has the following planar structural formula (18) and includes enantiomers having the following optical isomerism relationships as shown in FIG. It became clear that it has a conformation like the flattened-cone type.

[評価]
(1)溶剤溶解性
上記合成例で得られた化合物1a、1b、3a、3bをそれぞれ濃度5重量%となるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルに対して攪拌子で攪拌しながら6時間混合させた。化合物2a、2bは同様の手法でシクロヘキサノンに溶解させた。撹拌終了後、溶解残りがあるか目視で確認した。化合物が溶解して完全に透明な溶液になった場合に溶解性ありと判断した。撹拌開始後5分以内に溶解した場合を○、撹拌開始後2時間で溶解した場合を△、溶解性なしの場合を×と表す。各化合物から得られた結果を表1に示す。
[Evaluation]
(1) Solvent solubility The compounds 1a, 1b, 3a, and 3b obtained in the above synthesis examples were mixed with propylene glycol monomethyl ether for 6 hours while stirring with a stirrer so as to have a concentration of 5% by weight. Compounds 2a and 2b were dissolved in cyclohexanone by the same method. After completion of stirring, it was visually confirmed whether there was any dissolution residue. When the compound dissolved and became a completely transparent solution, it was judged as soluble. The case where it dissolves within 5 minutes after the start of stirring is indicated as ◯, the case where it is dissolved within 2 hours after the start of stirring is indicated as Δ, and the case where it is not soluble is indicated as ×. The results obtained from each compound are shown in Table 1.

(2)現像速度測定
上記合成例で得られた化合物1a、1b、3a、3bを、それぞれプロピレングリコールモノメチルエーテルに対して2重量%となるように撹拌しながら溶解した。また、化合物2a、2bは同様の手法でシクロヘキサノンに溶解させた。化合物2bは、2重量%においてもシクロヘキサノンに完全には溶解せず、溶け残りがある状態の溶液を用いた。当該化合物1a、1b、2a、2b、3a、3bを含有する各溶液を6インチシリコンウエハー上に、スピンナーを用いて均一に塗布し、100℃で60秒間プリベーク処理(PAB)を行い、膜厚120〜130nmの塗膜を形成した。当該塗膜を用いて、下記のように現像速度について評価を行った。各化合物から得られた結果を表1に示す。
(2) Development speed measurement The compounds 1a, 1b, 3a and 3b obtained in the above synthesis examples were dissolved while stirring so as to be 2% by weight with respect to propylene glycol monomethyl ether. Compounds 2a and 2b were dissolved in cyclohexanone by the same method. Compound 2b was used in a state where it was not completely dissolved in cyclohexanone even at 2% by weight, but remained undissolved. Each solution containing the compounds 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, and 3b is uniformly coated on a 6-inch silicon wafer using a spinner, and pre-baked (PAB) at 100 ° C. for 60 seconds to obtain a film thickness. A coating film of 120 to 130 nm was formed. Using the coating film, the development speed was evaluated as follows. The results obtained from each compound are shown in Table 1.

得られた塗膜について、化合物1a、1b、2a、2bは濃度0.24%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液に対する現像速度をディッピングにより測定した。化合物3a、3bは濃度1.19%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いて同様に測定した。
尚、当該塗膜の膜厚減少量を現像時間(sec)で割ることで、化合物1a、1b、2a、2b、3a、3bの現像速度(nm/sec)を求めた。
About the obtained coating film, the compound 1a, 1b, 2a, 2b measured the developing speed with respect to the tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution of density | concentration 0.24% by dipping. Compounds 3a and 3b were similarly measured using a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution having a concentration of 1.19%.
The development rate (nm / sec) of the compounds 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b was determined by dividing the amount of film thickness reduction of the coating film by the development time (sec).

<実施例1>
次に、上記カリックスレゾルシンアレン誘導体である化合物1a(CRA−1a)20重量部、酸発生剤として、トリフェニルスルフォニウムノナフルオロブタンスルホネート2重量部、架橋剤として、4,4−メチレンビス[2,6-ビスヒドリキシメチル]フェノール3重量部、トリ−n−オクチルアミン0.2重量部をプロピレングリコールモノメチルエーテルに溶解し、12時間攪拌した後、0.2μmPTFEフィルターでろ過し、ネガ型レジスト組成物を調製した。
<Example 1>
Next, 20 parts by weight of the above compound 1a (CRA-1a), which is the calixresorcinarene derivative, 2 parts by weight of triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate as an acid generator, and 4,4-methylenebis [2, as a crosslinking agent 6-bishydroxymethyl] phenol and 3 parts by weight of tri-n-octylamine are dissolved in propylene glycol monomethyl ether, stirred for 12 hours, filtered through a 0.2 μm PTFE filter, and a negative resist composition. A product was prepared.

<実施例2>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物1b(CRA−1b)20重量部を用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。
<Example 2>
In Example 1, instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a), a negative resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 parts by weight of Compound 1b (CRA-1b) was used. Prepared.

<実施例3>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物2a(CRA−2a)20重量部を用い、溶剤としてシクロヘキサノンを用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。
<Example 3>
In Example 1, instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a), 20 parts by weight of Compound 2a (CRA-2a) was used, and cyclohexanone was used as a solvent in the same manner as in Example 1. A negative resist composition was prepared.

<実施例4>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物2b(CRA−2b)20重量部を用い、溶剤としてシクロヘキサノンを用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。化合物2bはシクロヘキサノンに完全に溶解せず、溶け残りがある状態のレジスト組成物が得られた。
<Example 4>
In Example 1, instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a), 20 parts by weight of Compound 2b (CRA-2b) was used, and cyclohexanone was used as a solvent in the same manner as in Example 1. A negative resist composition was prepared. Compound 2b was not completely dissolved in cyclohexanone, and a resist composition in which there was an undissolved residue was obtained.

<実施例5>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物3a(CRA−3a)20重量部を用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。
<Example 5>
Instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) in Example 1, a negative resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 parts by weight of Compound 3a (CRA-3a) was used. Prepared.

<実施例6>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物3b(CRA−3b)20重量部を用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。
<Example 6>
Instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) in Example 1, a negative resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 parts by weight of Compound 3b (CRA-3b) was used. Prepared.

<比較例1>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物1a(CRA−1a)15重量部及び上記化合物1b(CRA−1b)5重量部を用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。
<Comparative Example 1>
Instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) in Example 1, Example 1 was used except that 15 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) and 5 parts by weight of Compound 1b (CRA-1b) were used. A negative resist composition was prepared in the same manner as in 1.

<比較例2>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物1a(CRA−1a)10重量部及び上記化合物1b(CRA−1b)10重量部を用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。
<Comparative example 2>
Instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) in Example 1, Example 1 was used except that 10 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) and 10 parts by weight of Compound 1b (CRA-1b) were used. A negative resist composition was prepared in the same manner as in 1.

<比較例3>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物1a(CRA−1a)5重量部及び上記化合物1b(CRA−1b)15重量部を用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。
<Comparative Example 3>
Instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) in Example 1, Example 1 was used except that 5 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) and 15 parts by weight of Compound 1b (CRA-1b) were used. A negative resist composition was prepared in the same manner as in 1.

<比較例4>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物2a(CRA−2a)15重量部及び上記化合物2b(CRA−2b)5重量部を用い、溶剤としてシクロヘキサノンを用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。化合物2bを混合するとシクロヘキサノンに完全に溶解せず、均一なレジスト組成物を調製することができなかった。
<Comparative example 4>
Instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) in Example 1, 15 parts by weight of Compound 2a (CRA-2a) and 5 parts by weight of Compound 2b (CRA-2b) were used, and cyclohexanone was used as a solvent. A negative resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that. When compound 2b was mixed, it was not completely dissolved in cyclohexanone, and a uniform resist composition could not be prepared.

<比較例5>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物2a(CRA−2a)10重量部及び上記化合物2b(CRA−2b)10重量部を用い、溶剤としてシクロヘキサノンを用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。化合物2bを混合するとシクロヘキサノンに完全に溶解せず、均一なレジスト組成物を調製することができなかった。
<Comparative Example 5>
Instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) in Example 1, 10 parts by weight of Compound 2a (CRA-2a) and 10 parts by weight of Compound 2b (CRA-2b) were used, and cyclohexanone was used as a solvent. A negative resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that. When compound 2b was mixed, it was not completely dissolved in cyclohexanone, and a uniform resist composition could not be prepared.

<比較例6>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物2a(CRA−2a)5重量部及び上記化合物2b(CRA−2b)15重量部を用い、溶剤としてシクロヘキサノンを用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。化合物2bを混合するとシクロヘキサノンに完全に溶解せず、均一なレジスト組成物を調製することができなかった。
<Comparative Example 6>
Instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) in Example 1, 5 parts by weight of Compound 2a (CRA-2a) and 15 parts by weight of Compound 2b (CRA-2b) were used, and cyclohexanone was used as a solvent. A negative resist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that. When compound 2b was mixed, it was not completely dissolved in cyclohexanone, and a uniform resist composition could not be prepared.

<比較例7>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物3a(CRA−3a)15重量部及び上記化合物3b(CRA−3b)5重量部を用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。
<Comparative Example 7>
Instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) in Example 1, Example 1 was used except that 15 parts by weight of Compound 3a (CRA-3a) and 5 parts by weight of Compound 3b (CRA-3b) were used. A negative resist composition was prepared in the same manner as in 1.

<比較例8>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物3a(CRA−3a)10重量部及び上記化合物3b(CRA−3b)10重量部を用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。
<Comparative Example 8>
In Example 1, instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a), 10 parts by weight of Compound 3a (CRA-3a) and 10 parts by weight of Compound 3b (CRA-3b) were used. A negative resist composition was prepared in the same manner as in 1.

<比較例9>
実施例1において化合物1a(CRA−1a)20重量部を用いる代わりに、上記化合物3a(CRA−3a)5重量部及び上記化合物3b(CRA−3b)15重量部を用いた以外は、実施例1と同様の手法によりネガ型レジスト組成物を調製した。
<Comparative Example 9>
Instead of using 20 parts by weight of Compound 1a (CRA-1a) in Example 1, Example 1 was used except that 5 parts by weight of Compound 3a (CRA-3a) and 15 parts by weight of Compound 3b (CRA-3b) were used. A negative resist composition was prepared in the same manner as in 1.

[レジスト組成物の評価]
(1)レジストの塗布
各レジスト組成物を、6インチシリコン基板上にスピンナーを用いて、均一に塗布し、100℃で60秒間プリベーク処理(PAB)を行い、膜厚120〜130nmのレジスト膜を形成した。膜厚の測定は光学式膜厚計、大日本スクリーン(株)製VM−1210を使用した。なお、均一なネガ型レジスト組成物を得られなかった比較例4〜6については評価を行っていない。
[Evaluation of resist composition]
(1) Application of resist Each resist composition was uniformly applied on a 6-inch silicon substrate using a spinner, and pre-baked (PAB) at 100 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 120 to 130 nm. Formed. The film thickness was measured using an optical film thickness meter, VM-1210 manufactured by Dainippon Screen Co., Ltd. In addition, evaluation was not performed about Comparative Examples 4-6 which could not obtain a uniform negative resist composition.

(2)レジストパターンの作成
当該レジスト膜に対し、電子線描画装置(加速電圧50kV)を用いて描画を行った。
描画終了後、100℃で60秒間ベーク処理(PEB)を施した後、TMAH水溶液(23℃)で60秒間現像処理し純水にて60秒間リンス処理を行い、ラインアンドスペース(L/S)パターンを形成した。
上記TMAH水溶液として、実施例1〜2、及び比較例1〜3については、1.19質量%のTMAH水溶液を用いた。実施例3〜4については、0.60質量%のTMAH水溶液を用いた。実施例5〜6、及び比較例7〜9については、2.38質量%のTMAH水溶液を用いた。
(2) Creation of resist pattern Drawing was performed on the resist film using an electron beam drawing apparatus (acceleration voltage 50 kV).
After drawing, the film was baked (PEB) at 100 ° C. for 60 seconds, developed with TMAH aqueous solution (23 ° C.) for 60 seconds, rinsed with pure water for 60 seconds, and line and space (L / S) A pattern was formed.
As the TMAH aqueous solution, a 1.19 mass% TMAH aqueous solution was used for Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3. About Examples 3-4, 0.60 mass% TMAH aqueous solution was used. About Examples 5-6 and Comparative Examples 7-9, 2.38 mass% TMAH aqueous solution was used.

(3)評価方法
〔感度及び解像力〕
感度は80nmのL/Sパターンが1:1に形成される最少照射量を感度としてμC/cm単位で測定した。また、その照射量における限界解像力(ライン及びスペースが分離解像)を解像力とした。解像性の確認は、ホロン製の測長SEM(EMU−220A)により判断した。またLERの測定も同じ装置を用いて測定した。得られた結果を表2に示す。
(3) Evaluation method [sensitivity and resolution]
Sensitivity was measured in units of μC / cm 2 with the minimum irradiation amount at which an L / S pattern of 80 nm was formed 1: 1. Further, the limit resolution (the line and space are separated and resolved) at the irradiation amount was defined as the resolution. The confirmation of resolution was judged by a length measuring SEM (EMU-220A) manufactured by Holon. LER was also measured using the same apparatus. The obtained results are shown in Table 2.

<結果のまとめ>
合成例1、合成例2、合成例3により得られた1aと1b、2aと2b、3aと3bは、それぞれ同じ原料から得られた粗生成物より精製して得られた。化合物1aと1b、2aと2b、3aと3bはそれぞれ、質量分析、NMR、高速液体クロマトグラフィーによる分析の結果、同じ分子量を有し、同じ又は位置異性の平面構造を有しているが、異なる立体構造を有している化合物であることが示唆された。化合物1aと1b、2aと2b、3aと3bはそれぞれ高速液体クロマトグラフィーの保持時間が異なり、NMRスペクトルにおいては、水酸基に帰属される水素の対称性、化学シフトの比較から異なる立体構造を有していると判断される。又、現像液溶解速度、溶剤溶解性が異なることも立体構造が異なることの傍証となる。
実施例と比較例の結果を比較すると、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が高い実施例においては、解像力の改善の他、特にラインエッジラフネス(LER)が高くなることが明らかにされた。LERについては、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度を80重量%未満に混合した場合と比べて、実施例では0.8〜3程度も向上することができている。微細加工技術の進展に伴いよりラフネスが抑えられた、LERの小さいネガ型レジスト組成物が望まれており、LERが1小さくなることは大きな技術的進歩であると考えられている。
化合物1a、1bの場合は、混合させることにより構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度を80重量%未満に下げた結果として、感度は大きく変わらなかったが、解像力、LERは悪化する傾向が見られた。
化合物2a、2bの場合は、溶剤溶解性の差が大きく、化合物2bを混合したネガ型レジスト組成物を得ることができなかった。この場合は化合物2aに2bが混合することにより構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度を低くするとネガ型レジスト組成物としての使用が難しくなっている。
化合物3a、3bの場合は、化合物3aの純度が高い時に、ラインエッジラフネス(LER)が高いのに加え、中でも感度が際立って高く、解像力も優れており、最も良好な結果が得られた。化合物3bを混合していくに従い解像力、ラフネスが悪化する傾向が見られたが、3bの純度が高くなると再び解像力、ラフネスが改善した。
化合物3aの純度が高い時に、高感度、高解像度、高LERが達成できるのは、純度を高めたことによりラインエッジラフネスが改善するのと同時に、架橋反応によりネガ化、像形成するために有利な立体配座が多くなっていることによると考えられる。具体的には、化合物3aは、架橋反応が発生すると考えられている3−メトキシフェノールの4つの1位のフェノール性水酸基もしくは4つの2位の水素がそれぞれ立体的に上下左右に離れた位置にあるため、分子間で架橋反応を行い易くなるのではないかと推定される。
一方、化合物3bの場合は、3−メトキシフェノールの4つの1位のフェノール性水酸基もしくは4つの2位の水素がそれぞれ上に2つと左右と、特定の方向しか向いていないため、立体的に、架橋構造を形成し難く、化合物3aと比べた場合にラインエッジラフネスは同等ながら感度、解像力に僅かながら劣ることになったと推定される。
以上の結果は、特定の構造式を有する化合物の中で、さらに特定の立体配座を有する化合物の純度を高めれば良好なラフネスと同時に高感度及び高解像力を同時に達成することができることを示している。また、椅子型の立体配座を有するカリックスアレン化合物は、純度を上げることにより良好なラインエッジラフネスと、高感度及び高解像力を同時に達成できるという、ネガ型レジストとして非常に望ましい特性を有していると考えられる。
<Summary of results>
1a and 1b, 2a and 2b, 3a and 3b obtained in Synthesis Example 1, Synthesis Example 2 and Synthesis Example 3 were obtained by purification from crude products obtained from the same raw materials. Compounds 1a and 1b, 2a and 2b, 3a and 3b have the same molecular weight and the same or regioisomeric planar structure as a result of analysis by mass spectrometry, NMR and high performance liquid chromatography, respectively. It was suggested that the compound has a steric structure. Compounds 1a and 1b, 2a and 2b, 3a and 3b have different retention times in high performance liquid chromatography, and NMR spectra have different steric structures from comparison of the symmetry and chemical shift of hydrogen attributed to hydroxyl groups. It is judged that Further, the difference in the developer dissolution rate and the solvent solubility is proof of the difference in the three-dimensional structure.
Comparing the results of Examples and Comparative Examples, it is clear that, in Examples where the purity of compounds having the same structural formula and the same conformation is high, the line edge roughness (LER) is increased in addition to the improvement in resolution. It was made. About LER, compared with the case where the purity of the compound with the same structural formula and the same conformation is mixed to less than 80 weight%, in the Example, about 0.8-3 can be improved. A negative resist composition having a low LER and a reduced roughness with the progress of microfabrication technology is desired, and a LER of 1 is considered to be a major technological advance.
In the case of compounds 1a and 1b, as a result of reducing the purity of compounds having the same structural formula and the same conformation to less than 80% by mixing, the sensitivity did not change greatly, but the resolution and LER deteriorated. There was a trend.
In the case of compounds 2a and 2b, the difference in solvent solubility was large, and a negative resist composition in which compound 2b was mixed could not be obtained. In this case, if 2b is mixed with compound 2a and the purity of the compound having the same structural formula and the same conformation is lowered, it becomes difficult to use it as a negative resist composition.
In the case of the compounds 3a and 3b, when the purity of the compound 3a was high, in addition to the high line edge roughness (LER), the sensitivity was remarkably high and the resolution was excellent, and the best results were obtained. Although the resolution and roughness tended to deteriorate as the compound 3b was mixed, the resolution and roughness again improved as the purity of 3b increased.
When the purity of the compound 3a is high, high sensitivity, high resolution, and high LER can be achieved because the line edge roughness is improved by increasing the purity, and at the same time, it is advantageous for negativeization and image formation by a crosslinking reaction. This is thought to be due to the increased number of conformations. Specifically, in the compound 3a, four 1-position phenolic hydroxyl groups or four 2-position hydrogen atoms of 3-methoxyphenol, which are considered to cause a crosslinking reaction, are three-dimensionally separated from each other in the vertical and horizontal directions. Therefore, it is presumed that the cross-linking reaction between molecules is likely to be easily performed.
On the other hand, in the case of compound 3b, the four 1-position phenolic hydroxyl groups or the four 2-position hydrogen atoms of 3-methoxyphenol are directed to the left and right, respectively, in a specific direction. It is difficult to form a crosslinked structure, and it is presumed that the line edge roughness is slightly inferior in sensitivity and resolving power as compared with the compound 3a.
The above results indicate that, among compounds having a specific structural formula, if the purity of a compound having a specific conformation is further increased, high sensitivity and high resolution can be achieved simultaneously with good roughness. Yes. In addition, calixarene compounds having a chair-type conformation have characteristics that are highly desirable as negative resists that can achieve good line edge roughness, high sensitivity and high resolution simultaneously by increasing purity. It is thought that there is.

Claims (7)

下記化学式(1)で表されるカリックスアレン誘導体(A)、活性エネルギー線を照射することで酸を発生する酸発生剤(B)、及び架橋剤(C)を含有し、前記カリックスアレン誘導体(A)は、構造式が同じで立体配座が同じ化合物の純度が80重量%以上であることを特徴とするネガ型レジスト組成物。
[化学式(1)中、Rは、水素原子、又は置換基を有していても良いアルキル基、置換基を有していても良いシクロアルキル基、置換基を有していても良いアリール基、及び下記化学式(2)に示す基からなる群より選ばれる基である。
(化学式(2)中、Qは、置換基を有していても良いアリール基又は置換基を有していても良いシクロアルキル基であり、mは1又は2を表す。)Rは、各々独立に、水素原子又は有機基であり、Rが全て、フェノール性水酸基を有しない有機基の場合には、Rが水酸基を有する基である。Rは、ハロゲン原子又はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、シアノ基、及びニトロ基からなる群より選ばれる基である。n1は1〜3の整数、n2は0〜2の整数を表し、1≦n1+n2≦4である。また、化学式(1)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。]
A calixarene derivative (A) represented by the following chemical formula (1), an acid generator (B) that generates an acid by irradiation with active energy rays, and a crosslinking agent (C), the calixarene derivative ( A) is a negative resist composition characterized in that the purity of compounds having the same structural formula and the same conformation is 80% by weight or more.
[In the chemical formula (1), R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, or an aryl which may have a substituent. It is a group selected from the group consisting of a group and a group represented by the following chemical formula (2).
(In the chemical formula (2), Q is an aryl group which may have a substituent or a cycloalkyl group which may have a substituent, and m represents 1 or 2.) R 2 is Each independently represents a hydrogen atom or an organic group, and when R 2 is an organic group having no phenolic hydroxyl group, R 1 is a group having a hydroxyl group. R 3 is a group selected from the group consisting of a halogen atom or an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an acyl group, a cyano group, and a nitro group. n1 represents an integer of 1 to 3, n2 represents an integer of 0 to 2, and 1 ≦ n1 + n2 ≦ 4. In addition, the groups represented by the same symbols included in the chemical formula (1) may be the same as or different from each other. ]
前記下記化学式(1)で表されるカリックスアレン誘導体(A)が、下記化学式(1’)で表わされるカリックスレゾルシンアレン誘導体であることを特徴とする、請求項1に記載のネガ型レジスト組成物。
[化学式(1’)中、Rは置換基を有していても良いアリール基、置換基を有していても良いシクロアルキル基、又は下記化学式(2)に示す基である。
(化学式(2)中、Qは、置換基を有していても良いアリール基、又は置換基を有していても良いシクロアルキル基であり、mは1又は2を表す。)Rは、各々独立に置換基を有していても良い炭素数1〜5のアルキル基、置換基を有していても良いアリール基、又は水素原子である。一分子内に含まれる、Rのうち1〜8個が水素原子以外の基である。Rが全て、フェノール性水酸基を有しない有機基の場合には、Rが水酸基を有する基である。Rは置換基を有していても良い炭素数1〜5のアルキル基、又はハロゲン原子であり、n2は0〜2の整数を表す。但し、化学式(1’)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。]
The negative resist composition according to claim 1, wherein the calixarene derivative (A) represented by the following chemical formula (1) is a calixresorcinarene derivative represented by the following chemical formula (1 '). .
[In the chemical formula (1 ′), R 1 represents an aryl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, or a group represented by the following chemical formula (2).
(In the chemical formula (2), Q is an aryl group which may have a substituent or a cycloalkyl group which may have a substituent, and m represents 1 or 2.) R 2 These are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a hydrogen atom. 1 to 8 of R 2 contained in one molecule are groups other than hydrogen atoms. When all R 2 are organic groups having no phenolic hydroxyl group, R 1 is a group having a hydroxyl group. R 3 is an optionally substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogen atom, and n2 represents an integer of 0 to 2. However, the groups represented by the same symbols contained in the chemical formula (1 ′) may be the same as or different from each other. ]
前記カリックスアレン誘導体(A)は、質量分析により測定される分子量、H−NMRスペクトルの化学シフト値及び/又は液体クロマトグラフィーの保持時間が異なる化合物の含有割合が20重量%未満であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のネガ型レジスト組成物。 The calixarene derivative (A) contains less than 20% by weight of a compound having a molecular weight measured by mass spectrometry, a chemical shift value of 1 H-NMR spectrum and / or a retention time of liquid chromatography. The negative resist composition according to claim 1, wherein the negative resist composition is characterized. 前記カリックスアレン誘導体(A)は、構造式が同じで立体配座が椅子型である化合物の純度が80重量%以上であることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のネガ型レジスト組成物。   The said calixarene derivative (A) is a compound whose structural formula is the same and whose conformation is a chair type, The purity of 80 weight% or more is characterized by the above-mentioned. Negative resist composition. 有機塩基性化合物(D)を更に含有する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のネガ型レジスト組成物。   The negative resist composition according to any one of claims 1 to 4, further comprising an organic basic compound (D). (i)請求項1乃至5のいずれか一項に記載のネガ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程、及び
(ii)前記レジスト膜を電子線、EUV、又はX線で露光し、加熱、現像する工程、を含むパターン形成方法。
(I) a process of applying a negative resist composition according to any one of claims 1 to 5 on a substrate and then heat-treating to form a resist film; and (ii) applying the resist film to an electron beam , EUV or X-ray exposure, heating and development.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のネガ型レジスト組成物又はその硬化物により少なくとも一部分が形成されている、電子部品。   An electronic component, at least a part of which is formed of the negative resist composition according to any one of claims 1 to 5 or a cured product thereof.
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