JP2012220850A - Resist composition, method for producing relief pattern, and electronic component - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative resist composition having excellent resolution while maintaining high sensitivity specific to a chemically amplified resist in the process of forming a pattern by irradiation with active energy rays, and to provide a method for producing a relief pattern, and electronic components using the resist composition.SOLUTION: The resist composition includes a phenolic compound (A), an acid generator (B) and an organic basic compound (C) having at least one aromatic ring in one molecule, at least one phenolic hydroxyl group and/or an oxy group (-O-) in one molecule, and a molecular weight of 400 or more.

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レジスト組成物、並びに、当該レジスト組成物を用いたレリーフパターンの製造方法及び電子部品に関する。   The present invention relates to a resist composition for forming a chemically amplified resist useful for microfabrication, a method for producing a relief pattern using the resist composition, and an electronic component.

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、F2、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, F2, EUV, X-rays, electron beams and other charged particle beams are used. Lithography using the above 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や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、且つ高解像の要求を満たす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、通常、アルカリ可溶性樹脂と光の照射によって酸を発生する酸発生剤成分と架橋性化合物、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性化合物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、ポジ型の化学増幅型感光性組成物は、露光により酸発生剤成分から発生した酸の作用により、例えば、酸解離性保護基の脱離等が行われ、現像液に対する溶解性が増大する。   In particular, pattern formation by electron beam and EUV exposure is positioned as next-generation or next-generation lithography technology, and is highly sensitive and highly effective for forming a gate layer of a semiconductor integrated circuit or for processing a mask pattern formed on a glass substrate. Development of resists that meet the resolution requirements 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 usually contains an alkali-soluble resin, an acid generator component that generates an acid upon irradiation with light, a crosslinkable compound, a basic compound, and the like. In such a photosensitive composition, cross-linking occurs between the resin and the cross-linkable compound by the action of an acid generated from the acid generator component by exposure, and the alkali 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 the positive chemically amplified photosensitive composition, for example, the acid-dissociable protecting group is eliminated by the action of the acid generated from the acid generator component by exposure, and the solubility in the developer is increased. To do.

従来、半導体のリソグラフィーには、重量平均分子量が約5000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、解像力やラインエッジラフネス(Line Edge Roughness、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 5000 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 line edge roughness (LER).

そこで、低分子量で且つ分子サイズが小さい低分子材料の開発が行われており、当該低分子材料は、高分子材料に比べて解像力に優れ、更に、LER低減についても期待できる。このような低分子材料をベースとしたネガ型レジストの例としては、カリックスレゾルシンアレンおよびその誘導体を用いたレジスト(特許文献1、非特許文献1)、低分子ポリフェノール性化合物誘導体を用いたレジスト(非特許文献2)、環状ポリフェノール性化合物誘導体を用いたレジスト(特許文献2)が挙げられる。   Therefore, a low molecular weight material having a low molecular weight and a small molecular size has been developed. The low molecular weight material is excellent in resolving power as compared with a polymer material, and can be expected to reduce LER. Examples of negative resists based on such low-molecular materials include resists using calix resorcinarene and derivatives thereof (Patent Document 1, Non-Patent Document 1), resists using low-molecular polyphenolic compound derivatives ( Non-Patent Document 2) and resists using a cyclic polyphenolic compound derivative (Patent Document 2).

一方、化学増幅型のレジスト材料に塩基性化合物が用いられたものとしては、特許文献3に、アルカリ可溶性ノボラック樹脂と、キノンジアジド基含有化合物と、ビニル基、ベンジル基、アルキル基が置換されていても良いイミダゾール化合物とを含むポジ型フォトレジスト組成物が開示されている。特許文献3は、レジストの保存安定性を損なうことなく基板に対しての密着性の優れたレジストパターンを得ることを目的とした技術である。   On the other hand, as a chemical amplification resist material in which a basic compound is used, Patent Document 3 discloses that an alkali-soluble novolak resin, a quinonediazide group-containing compound, a vinyl group, a benzyl group, and an alkyl group are substituted. A positive photoresist composition containing a good imidazole compound is disclosed. Patent Document 3 is a technique for obtaining a resist pattern having excellent adhesion to a substrate without impairing the storage stability of the resist.

特許文献4では、レジストの膜減り防止効果が高く、孤立パターンのフォーカスマージン拡大効果が高いレジスト材料得ることを目的として、特定のポリエーテル基を持つアミンを含有するレジスト材料が記載されている。   In Patent Document 4, a resist material containing an amine having a specific polyether group is described for the purpose of obtaining a resist material that has a high resist film reduction preventing effect and a high isolated pattern focus margin increasing effect.

特許文献5では、レジストの膜減り防止効果が高く、解像性とフォーカスマージン拡大効果が高いレジスト材料を得ることを目的として、特定のベンズイミダゾール骨格及びエステル基、アセタール基、又は、シアノ基などの極性官能基を有する塩基性化合物を含有することを特徴とするレジスト材料が記載されている。
しかしながら、解像性を課題としている特許文献5においても160nmのラインアンドスペースを形成しているにすぎず、特許文献1〜5及び非特許文献1、2のフォトレジストはいずれも解像力が不十分であり、さらなる微細化パターンを形成可能なレジストが求められていた。
In Patent Document 5, a specific benzimidazole skeleton and an ester group, an acetal group, or a cyano group are used for the purpose of obtaining a resist material that has a high resisting effect on resist film loss and a high resolution and focus margin expansion effect. A resist material containing a basic compound having a polar functional group is described.
However, even in Patent Document 5 in which resolution is an issue, only a 160 nm line and space is formed, and the photoresists of Patent Documents 1 to 5 and Non-Patent Documents 1 and 2 have insufficient resolution. Therefore, a resist capable of forming a further miniaturized pattern has been demanded.

特開平10−239843号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-239843 特開平11−153863号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-153863 特開平9−236923号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-236923 特開2004−46157号公報JP 2004-46157 A 特開2004−347738号公報JP 2004-347738 A

Journal of Photopolymer Science and Technology Volume21,Number3(2008)443−449Journal of Photopolymer Science and Technology Volume 21, Number 3 (2008) 443-449 Chemistry of Materials 2006,18,3404−3411Chemistry of Materials 2006, 18, 3404-3411

本発明は、このような状況下になされたものであり、活性エネルギー線の照射によるパターン形成において、化学増幅レジスト特有の高感度を維持しつつ解像力に優れるレジスト組成物、及び当該レジスト組成物を用いたレリーフパターンの製造方法及び電子部品を提供することを目的とする。本発明は、特に化学増幅レジストでは難しいとされてきた30nmを下回る微細パターンを、感度及びその他特性を損なうことなく形成できるレジスト組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made under such circumstances, and in forming a pattern by irradiation with active energy rays, a resist composition excellent in resolving power while maintaining high sensitivity peculiar to a chemically amplified resist, and the resist composition. It is an object of the present invention to provide a method for producing a relief pattern and an electronic component. An object of the present invention is to provide a resist composition capable of forming a fine pattern of less than 30 nm, which has been considered difficult with a chemically amplified resist, without impairing sensitivity and other characteristics.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、フェノール性化合物と、酸発生剤に、特定の有機塩基化合物を組み合わせて用いることにより、感度や、その他の特性を損なうことなく、解像力が向上し、微細なパターン形成が可能なレジスト組成物が得られることを見出した。
本発明は係る知見に基づいて完成したものである。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors impair sensitivity and other characteristics by using a specific organic base compound in combination with a phenolic compound and an acid generator. Thus, the inventors have found that a resist composition having improved resolution and capable of forming a fine pattern can be obtained.
The present invention has been completed based on such knowledge.

本発明は、フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、芳香環を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有する分子量400以上の有機塩基性化合物(C)とを含有する、レジスト組成物を提供する。   The present invention has a phenolic compound (A), an acid generator (B), one or more aromatic rings in one molecule, and a phenolic hydroxyl group and / or an oxy group (—O—) in one molecule. A resist composition containing at least one organic basic compound (C) having a molecular weight of 400 or more is provided.

本発明に係るレジスト組成物は、フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、芳香環を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有する分子量400以上の有機塩基性化合物(C)と、架橋性化合物(D)とを含有し、前記フェノール性化合物(A)と前記架橋性化合物(D)が同一の化合物であってもよい、レジスト組成物とすることができる。   The resist composition according to the present invention has a phenolic compound (A), an acid generator (B), and one or more aromatic rings in one molecule, and a phenolic hydroxyl group and / or an oxy group (—O—). ) Having a molecular weight of 400 or more, and a crosslinkable compound (D), and the phenolic compound (A) and the crosslinkable compound (D) are It can be set as the resist composition which may be the same compound.

本発明に係るレジスト組成物においては、前記フェノール性化合物(A)と前記架橋性化合物(D)が同一の化合物であって、当該同一の化合物が、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量300〜3000のフェノール性化合物(A’)であることが、高解像力で低ラインエッジラフネスのパターンを得ることができる点から好ましい。   In the resist composition according to the present invention, the phenolic compound (A) and the crosslinkable compound (D) are the same compound, and the same compound has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. And a phenolic compound having a molecular weight of 300 to 3,000 having one or more substituents in one molecule selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group on an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group. A ′) is preferable because a pattern with high resolution and low line edge roughness can be obtained.

また、本発明に係るレジスト組成物は、フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、芳香環を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有する分子量400以上の有機塩基性化合物(C)とを含有し、前記フェノール性化合物(A)が、少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール性化合物(Acap)である、レジスト組成物とすることができる。   The resist composition according to the present invention has at least one phenolic compound (A), an acid generator (B), and one aromatic ring in one molecule, and has a phenolic hydroxyl group and / or an oxy group (- An organic basic compound (C) having a molecular weight of 400 or more and having at least one O-) in one molecule, wherein the phenolic compound (A) has at least a part of the phenolic hydroxyl group as an acid-decomposable group. It can be set as the resist composition which is a protected phenolic compound (Acap).

本発明に係るレジスト組成物においては、前記フェノール性化合物(A)が、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有する分子量300〜3000のフェノール性化合物であることが、解像力が向上する点から好ましい。   In the resist composition according to the present invention, since the phenolic compound (A) is a phenolic compound having a molecular weight of 300 to 3000 having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, the resolution is improved. preferable.

本発明に係るレジスト組成物においては、前記有機塩基性化合物(C)が下記式(1)で表される化合物であることが、感度が低下することなく解像力を向上する点から好ましい。   In the resist composition according to the present invention, the organic basic compound (C) is preferably a compound represented by the following formula (1) from the viewpoint of improving the resolution without decreasing the sensitivity.

Figure 2012220850
(式(1)中、Rは、直接結合又はオキシ基(−O−)を有してもよいアルキレン基を表し、R及びRは、それぞれ独立に、オキシ基(−O−)を有してもよい1価の有機基であり、Arは、芳香環を有する1価の有機基である。但し、1分子中に、フェノール性水酸基及び/又はエーテル結合を1個以上有する。)
Figure 2012220850
(In Formula (1), R a represents an alkylene group which may have a direct bond or an oxy group (—O—), and R b and R c each independently represents an oxy group (—O—). Ar is a monovalent organic group having an aromatic ring, provided that one molecule has at least one phenolic hydroxyl group and / or ether bond. )

本発明に係るレジスト組成物においては、前記有機塩基性化合物(C)における前記オキシ基(−O−)が、芳香環に直接結合していることが、塗膜中の均一性を向上し、高感度、且つ高解像力で、低ラインエッジラフネスのパターンを得ることができる点から好ましい。   In the resist composition according to the present invention, the fact that the oxy group (—O—) in the organic basic compound (C) is directly bonded to the aromatic ring improves the uniformity in the coating film, This is preferable because a low line edge roughness pattern can be obtained with high sensitivity and high resolution.

本発明に係るレジスト組成物においては、前記フェノール性化合物(A)又は前記フェノール性化合物(A’)のガラス転移温度(Tg)が60℃以上であることが、均一な塗膜を形成しやすく、高解像力が得られる点から好ましい。   In the resist composition according to the present invention, it is easy to form a uniform coating film when the glass transition temperature (Tg) of the phenolic compound (A) or the phenolic compound (A ′) is 60 ° C. or higher. From the point that high resolution can be obtained.

本発明は、(i)前記本発明に係る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)前記レジスト膜を露光し、加熱し、現像する工程、を含むレリーフパターンの製造方法を提供する。
また、本発明は、前記本発明に係る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。
The present invention includes (i) a step of applying a resist composition according to the present invention on a substrate and then heat-treating to form a resist film; and (ii) exposing, heating and developing the resist film. A relief pattern manufacturing method including a process is provided.
The present invention also provides an electronic component that is at least partially formed from the resist composition according to the present invention or a cured product thereof.

本発明によれば、活性エネルギー線の照射によるパターン形成において、化学増幅レジスト特有の高感度を維持しつつ解像力に優れるレジスト組成物、及び当該レジスト組成物を用いたレリーフパターンの製造方法及び電子部品を提供することができる。特に化学増幅レジストでは難しいとされてきた30nmを下回る微細パターンを、感度及びその他特性を損なうことなく形成できるレジスト組成物を提供することができる。   According to the present invention, in pattern formation by irradiation with active energy rays, a resist composition excellent in resolving power while maintaining high sensitivity peculiar to a chemically amplified resist, a method for producing a relief pattern using the resist composition, and an electronic component Can be provided. In particular, it is possible to provide a resist composition capable of forming a fine pattern of less than 30 nm, which has been considered difficult with a chemically amplified resist, without impairing sensitivity and other characteristics.

以下、本発明に係るレジスト組成物、レリーフパターンの製造方法及び電子部品について順に説明する。
なお本発明において、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赤外線、電子線、イオンビーム、EUV、X線等を意味する。
また、本発明における基(原子団)の表記において、置換及び非置換を記していない表記は、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、「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、−CH−CH−)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をも含む。
Hereinafter, the resist composition, the method for producing a relief pattern, and the electronic component according to the present invention will be described in order.
In the present invention, the active energy ray means far infrared rays such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, and F 2 excimer laser, electron beam, ion beam, EUV, X-ray and the like.
Moreover, in the description of the group (atomic group) in this invention, the description which has not described substitution and non-substitution includes what has a substituent with what does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group). Divalent linking alkylene groups can optionally from different carbon atoms (e.g., -CH 2 -CH 2 -) Other, also divalent bonds from the same carbon atom (e.g., -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.

[レジスト組成物]
本発明に係るレジスト組成物は、フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、芳香環を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有する分子量400以上の有機塩基性化合物(C)とを含有することを特徴とする。
[Resist composition]
The resist composition according to the present invention has a phenolic compound (A), an acid generator (B), and one or more aromatic rings in one molecule, and a phenolic hydroxyl group and / or an oxy group (—O—). ) And an organic basic compound (C) having a molecular weight of 400 or more having 1 or more per molecule.

本発明に係るレジスト組成物は、フェノール性化合物(A)と酸発生剤(B)と、上記特定の有機塩基化合物(C)を組み合わせて用いることにより、高感度を維持しつつ解像力に優れ、特に化学増幅レジストでは難しいとされてきた30nmを下回る微細パターンを、感度及びその他特性を損なうことなく形成することができる。   The resist composition according to the present invention is excellent in resolving power while maintaining high sensitivity by using a combination of the phenolic compound (A), the acid generator (B), and the specific organic base compound (C). In particular, a fine pattern of less than 30 nm, which has been considered difficult for chemically amplified resists, can be formed without impairing sensitivity and other characteristics.

フェノール性化合物(A)と酸発生剤(B)に、上記特定の有機塩基化合物(C)を組み合わせて用いることにより、上記のような効果を発揮する作用としては未解明ではあるが以下のように推定される。
化学増幅型のレジスト組成物は、通常、活性エネルギー線の照射(以下、露光という場合がある)によって酸を発生する酸発生剤成分を含有している。露光により酸発生剤から酸が発生すると、当該酸が触媒として作用して、例えばネガ型レジスト組成物の場合、アルカリ可溶性樹脂と架橋性化合物との間で多くの架橋が生じ、アルカリ可溶性からアルカリ不溶性に変化する。また、ポジ型レジスト組成物の場合、アルカリ不溶性樹脂に当該酸が作用して、多くの保護基が分解することによりアルカリ可溶性に変化する。そのため、レジストパターン形成において、化学増幅型の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、露光部と未露光部の間で、アルカリ溶解性に差が生じ、アルカリ現像することにより、レジストパターンを形成することができる。
ところで、例えば、ネガ型レジスト組成物を塗膜とした場合、レジスト組成物の各成分や、前記酸発生剤より発生した酸は、PEB中加熱されることにより当該塗膜中で拡散するものと推定される。中でも、発生した酸が塗膜中で動き、未露光部に拡散した場合には、パターンが形成されてはいけない未露光部にパターンが形成されてしまい、レジストパターンの解像力を悪化させるものと推定される。従来より、有機塩基性化合物等を用いることによりこのような酸の拡散を抑えられることが知られている。しかしながら、従来の有機塩基性化合物を用いても得られるパターンの解像力は不十分であった。これは従来の有機塩基性化合物を用いた場合には、当該有機塩基性化合物も同様に塗膜中を動くことができ、当該有機塩基性化合物が露光部に拡散し、前記発生した酸との間で中和反応を起こすことにより、露光部の感度を悪化し、同時に未露光部の有機塩基性化合物の濃度が減少し、本来抑制されるべき反応が未露光部でも起こってしまう。その結果、レジストパターンの形状を悪化させるからではないかと推定される。またフェノール性化合物と相溶性が悪い塩基性化合物の場合、塗膜中のレジスト組成物の均一性が不安定となり、塩基性化合物が偏在することにより解像力が不十分となっていたのではないかと推定される。
芳香環を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有する分子量400以上の有機塩基性化合物(C)をフェノール性化合物(A)と組み合わせて用いることにより、当該有機塩基性化合物(C)はフェノール性化合物(A)との相溶性が高いため、レジスト塗膜中の均一性が高まるとともに、当該有機塩基性化合物(C)の拡散性が低下するものと推定される。また、分子量が400以上というある程度大きな有機塩基性化合物(C)とすることによっても、更に拡散を抑えることができるため、上記のように、露光部に拡散する有機塩基性化合物の量の減少を抑制して、これによりレジスト解像力の低下が起こらないものと推定される。このように、露光部では、発生した酸が中和されずに解像力を保ち、未露光部では、発生した酸が拡散されるのを防ぐことにより、露光部では酸が高濃度で存在し、未露光部では酸が存在しない、すなわち露光部と未露光部の境界部における酸の濃度差がはっきりするため、感度、及び他の特性を維持しつつ、解像力に優れるものと推定される。
By using the above-mentioned specific organic base compound (C) in combination with the phenolic compound (A) and the acid generator (B), the following effects are not yet elucidated. Is estimated.
Chemically amplified resist compositions usually contain an acid generator component that generates an acid upon irradiation with active energy rays (hereinafter sometimes referred to as exposure). When acid is generated from the acid generator by exposure, the acid acts as a catalyst. For example, in the case of a negative resist composition, many crosslinks occur between the alkali-soluble resin and the crosslinkable compound. Change to insoluble. Further, in the case of a positive resist composition, the acid acts on the alkali-insoluble resin, and many protective groups are decomposed to change to alkali-soluble. Therefore, in resist pattern formation, when a resist film made of a chemically amplified resist composition is selectively exposed or heated after exposure in addition to exposure, there is a difference in alkali solubility between the exposed and unexposed areas. The resist pattern can be formed by alkali development.
By the way, for example, when a negative resist composition is used as a coating film, each component of the resist composition and the acid generated from the acid generator diffuse in the coating film when heated in PEB. Presumed. Above all, when the generated acid moves in the coating film and diffuses into the unexposed area, it is estimated that the pattern is formed in the unexposed area where the pattern should not be formed, and the resolution of the resist pattern deteriorates. Is done. Conventionally, it is known that diffusion of such an acid can be suppressed by using an organic basic compound or the like. However, the resolution of the pattern obtained using conventional organic basic compounds is insufficient. This is because when the conventional organic basic compound is used, the organic basic compound can move in the coating film in the same manner, the organic basic compound diffuses into the exposed area, and the generated acid By causing a neutralization reaction between them, the sensitivity of the exposed portion is deteriorated, and at the same time, the concentration of the organic basic compound in the unexposed portion is reduced, and a reaction that should be originally suppressed also occurs in the unexposed portion. As a result, it is presumed that the shape of the resist pattern is deteriorated. Also, in the case of a basic compound that is poorly compatible with the phenolic compound, the uniformity of the resist composition in the coating film becomes unstable, and the resolution is insufficient due to the uneven distribution of the basic compound. Presumed.
A phenolic compound having an organic basic compound (C) having a molecular weight of 400 or more having one or more aromatic rings in one molecule and one or more phenolic hydroxyl groups and / or oxy groups (—O—) in one molecule. When used in combination with (A), the organic basic compound (C) is highly compatible with the phenolic compound (A), so that the uniformity in the resist coating is increased and the organic basic compound ( It is estimated that the diffusibility of C) is lowered. In addition, since the diffusion can be further suppressed by setting the organic basic compound (C) having a molecular weight as large as 400 or more, as described above, the amount of the organic basic compound that diffuses into the exposed portion can be reduced. It is presumed that the resist resolving power is not lowered by this. Thus, in the exposed area, the generated acid is not neutralized and maintains the resolution, and in the unexposed area, the generated acid is prevented from diffusing, so that the exposed area has a high concentration of acid, Since there is no acid in the unexposed area, that is, the acid concentration difference at the boundary between the exposed area and the unexposed area is clear, it is presumed that the resolution is excellent while maintaining the sensitivity and other characteristics.

本発明のレジスト組成物は、少なくとも、フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、特定の有機塩基性化合物(C)とを必須成分として含有するものであり、必要に応じて他の成分を含有してもよいものである。
ネガ型レジスト組成物として用いる場合、本発明のレジスト組成物は、フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、芳香環を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有する分子量400以上の有機塩基性化合物(C)と、架橋性化合物(D)とを含有し、前記フェノール性化合物(A)と前記架橋性化合物(D)が同一の化合物であってもよいものである。
ポジ型レジスト組成物として用いる場合、本発明のレジスト組成物は、フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、芳香環を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有する分子量400以上の有機塩基性化合物(C)とを含有し、前記フェノール性化合物(A)が、少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール性化合物(Acap)である。
以下、このような本発明のレジスト組成物の各成分について順に説明する。
The resist composition of the present invention contains at least a phenolic compound (A), an acid generator (B), and a specific organic basic compound (C) as essential components. Other components may be contained.
When used as a negative resist composition, the resist composition of the present invention has a phenolic compound (A), an acid generator (B), and one or more aromatic rings in one molecule. And / or an organic basic compound (C) having a molecular weight of 400 or more having one or more oxy groups (—O—) in one molecule, and a crosslinkable compound (D), the phenolic compound (A) and The crosslinkable compound (D) may be the same compound.
When used as a positive resist composition, the resist composition of the present invention has a phenolic compound (A), an acid generator (B), and one or more aromatic rings in one molecule. And / or an organic basic compound (C) having a molecular weight of 400 or more having at least one oxy group (—O—) in one molecule, wherein the phenolic compound (A) is at least a part of phenolic hydroxyl group. Is a phenolic compound (Acap) protected with an acid-decomposable group.
Hereafter, each component of such a resist composition of this invention is demonstrated in order.

<フェノール性化合物(A)>
本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、フェノール性水酸基を有する化合物である。なお、本発明において、「フェノール性水酸基」とは、ベンゼン環等の芳香環に直接結合された水酸基を意味する。
<Phenolic compound (A)>
The phenolic compound (A) used in the present invention is a compound having a phenolic hydroxyl group. In the present invention, “phenolic hydroxyl group” means a hydroxyl group directly bonded to an aromatic ring such as a benzene ring.

本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、1分子中のフェノール性水酸基の数は特に限定されない。中でも、パターンの解像力を向上させる点から、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有していることが好ましく、フェノール性化合物(A)は、フェノール性水酸基を1分子中に3個以上有することがより好ましく、フェノール性水酸基を1分子中に4個以上有することが更により好ましい。フェノール性水酸基を1分子中に4個以上有する場合には、三次元的な架橋が可能となりパターン強度が向上することにより、現像後に生じるパターン倒れによる解像力低下を抑制でき、解像力がより向上する。また、分子内により多くの極性基が存在することで、極性基と基板間の相互作用が向上し密着性が改善し、当該基板との密着性は解像力の向上にもつながる。
中でも、フェノール性水酸基を有するベンゼン環を1分子中に4個以上含むことが上記効果の点から更により好ましい。
In the phenolic compound (A) used in the present invention, the number of phenolic hydroxyl groups in one molecule is not particularly limited. Especially, it is preferable to have two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule from the point of improving the resolution of the pattern, and the phenolic compound (A) has three or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. More preferably, it is even more preferable to have 4 or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. When four or more phenolic hydroxyl groups are contained in one molecule, three-dimensional crosslinking is possible and pattern strength is improved, so that a decrease in resolution due to pattern collapse occurring after development can be suppressed, and resolution is further improved. In addition, the presence of more polar groups in the molecule improves the interaction between the polar groups and the substrate and improves the adhesion, and the adhesion with the substrate also leads to an increase in the resolution.
Among these, it is even more preferable from the viewpoint of the above-mentioned effect that four or more benzene rings having a phenolic hydroxyl group are contained in one molecule.

本発明において用いられるフェノール性化合物(A)の分子量は特に限定されない。中でも、パターンの高解像力化が図れる点から、分子量300〜3000のフェノール性化合物であることが好ましい。
分子量が300以上であれば、レジスト膜を形成する能力やパターンを形成する能力に優れる。また、分子量が3000以下であれば、レジスト組成物に用いられる溶剤による膨潤が生じにくくなり、パターン倒れが起こりにくく、また、パターンの形状を良好なものとすることができる。ここでの分子量は、その分子を構成する原子の原子量の和をいう。また、分子量分布を有するオリゴマーである場合には、GPC(ポリスチレン換算)を用いた重量平均分子量で表される。
本発明において用いられるフェノール性化合物(A)の分子量としては、中でも、500〜2500であることが好ましく、更に600〜2000であることが、成膜性および解像性の点から好ましい。
The molecular weight of the phenolic compound (A) used in the present invention is not particularly limited. Especially, it is preferable that it is a phenolic compound of molecular weight 300-3000 from the point which can attain high resolution of a pattern.
When the molecular weight is 300 or more, the ability to form a resist film and the ability to form a pattern are excellent. If the molecular weight is 3000 or less, swelling due to the solvent used in the resist composition is less likely to occur, pattern collapse is less likely to occur, and the pattern shape can be improved. The molecular weight here refers to the sum of the atomic weights of the atoms constituting the molecule. Moreover, when it is an oligomer which has molecular weight distribution, it represents with the weight average molecular weight using GPC (polystyrene conversion).
In particular, the molecular weight of the phenolic compound (A) used in the present invention is preferably 500 to 2500, and more preferably 600 to 2000 from the viewpoint of film formability and resolution.

以上のことから、本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有する分子量300〜3000のフェノール性化合物であることが好ましい。   From the above, the phenolic compound (A) used in the present invention is preferably a phenolic compound having a molecular weight of 300 to 3,000 having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule.

また、本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、ガラス転移温度(Tg)が60℃以上、更に90℃以上であることが好ましい。ガラス転移温度が60℃以上であると、塗膜を形成する際に、脱濡れ現象(dewetting)が起こり難くなり、均一な膜が得られやすくなる。なお、脱濡れ現象とは、塗り広げた塗膜がプリベーク時に溶解して、はじきが生じ、均一に膜が形成されない現象をいう。
通常、レジスト組成物用の溶剤としては、低沸点の溶剤を用いるとレジスト膜が急激に乾燥して均一な膜が得られないことから、スピンコート法などで塗布する際に均一なレジスト膜を得るために、沸点が80〜180℃の溶剤が使用される。スピンコート法で形成されたレジスト膜は多くの残留溶媒を含んでいるため、この溶剤を除き安定なレジスト膜を形成するため、レジスト基板をホットプレートを用いて90℃以上の温度で加熱する(プリベーク)。ところが、ガラス転移温度が60℃未満のフェノール性化合物を用いると、ガラス転移温度以上の温度でのプリベーク工程においてレジスト膜の脱濡れ現象が起こり、均一な膜が得られなくなる恐れがある。
それに対し、ガラス転移温度が60℃以上のフェノール性化合物を用いる場合には、高温でのプリベークが可能となり、均一な膜が得られるほか、環境耐性(ポストコーティングディレイ:PCD)に優れたレジスト膜が得られる。更に、レジストパターン形成後のドライエッチング工程において、エッチング耐性(エッチング中の高温によるパターンの溶融を防止可能)に優れたパターンが得られる。
なお、ここでのガラス転移温度は、示差走査熱量計(DSC)により測定したものである。
The phenolic compound (A) used in the present invention preferably has a glass transition temperature (Tg) of 60 ° C. or higher, and more preferably 90 ° C. or higher. When the glass transition temperature is 60 ° C. or higher, a dewetting phenomenon hardly occurs when forming a coating film, and a uniform film is easily obtained. The dewetting phenomenon is a phenomenon in which a spread coating film is dissolved during pre-baking to cause repelling and a film is not formed uniformly.
Usually, as a solvent for a resist composition, when a low boiling point solvent is used, the resist film is dried rapidly and a uniform film cannot be obtained. In order to obtain, a solvent having a boiling point of 80 to 180 ° C. is used. Since the resist film formed by the spin coating method contains a lot of residual solvent, the resist substrate is heated at a temperature of 90 ° C. or higher using a hot plate in order to form a stable resist film except for this solvent ( Pre-bake). However, when a phenolic compound having a glass transition temperature of less than 60 ° C. is used, a dewetting phenomenon of the resist film occurs in a pre-baking process at a temperature higher than the glass transition temperature, and a uniform film may not be obtained.
In contrast, when a phenolic compound having a glass transition temperature of 60 ° C. or higher is used, pre-baking at a high temperature is possible, a uniform film can be obtained, and a resist film excellent in environmental resistance (post coating delay: PCD). Is obtained. Furthermore, in the dry etching process after forming the resist pattern, a pattern having excellent etching resistance (can prevent the pattern from being melted due to high temperature during etching) can be obtained.
The glass transition temperature here is measured by a differential scanning calorimeter (DSC).

また、本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、沸点が80〜180℃の有機溶剤に対して、23℃で0.5重量%以上の溶解性を有していることが好ましい。このような場合には、スピンコート時に急激なレジスト膜の乾燥を防ぐことが可能となり、均一なレジスト膜が得られるというメリットがある。沸点が80〜180℃の有機溶剤の代表例としては、シクロペンタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、2−ヘプタノン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1−エトキシ−2−プロパノール等が挙げられる。   Moreover, it is preferable that the phenolic compound (A) used in this invention has the solubility of 0.5 weight% or more at 23 degreeC with respect to the organic solvent whose boiling point is 80-180 degreeC. In such a case, it is possible to prevent the resist film from being rapidly dried during spin coating, and there is an advantage that a uniform resist film can be obtained. Typical examples of organic solvents having a boiling point of 80 to 180 ° C. include cyclopentanone, propylene glycol monomethyl ether, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, 2-heptanone, diethylene glycol dimethyl ether, 1-ethoxy-2-propanol, and the like. Is mentioned.

中でも、本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、フェノール性水酸基を1分子中に3個以上有し、ガラス転移温度(Tg)が60℃以上であり、且つ、沸点が80〜180℃の有機溶剤に対して、23℃で0.5重量%以上の溶解性を有していることが好ましい。   Among them, the phenolic compound (A) used in the present invention has 3 or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, a glass transition temperature (Tg) of 60 ° C. or higher, and a boiling point of 80 to 180 ° C. The organic solvent preferably has a solubility of 0.5% by weight or more at 23 ° C.

上記フェノール性化合物(A)としては、下記化学式(2)及び化学式(4)で表される化合物が挙げられる。下記化学式(2)で表される化合物は、高感度、且つ、高解像力で形状が良好なパターンを得る点から好ましい。   As said phenolic compound (A), the compound represented by following Chemical formula (2) and Chemical formula (4) is mentioned. The compound represented by the following chemical formula (2) is preferable from the viewpoint of obtaining a pattern with high sensitivity, high resolution, and good shape.

Figure 2012220850
[化学式(2)中、Rは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及び下記化学式(3)に示す基からなる群より選ばれる基である。
Figure 2012220850
[In the chemical formula (2), each R 1 is independently a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a group represented by the following chemical formula (3).

Figure 2012220850
(化学式(3)中、R及びRは、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、Qは、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。)
は、各々独立に、水素原子又は有機基であり、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。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。上記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基はそれぞれ置換基を有していても良い。
n1は1〜3の整数、n2は0〜2の整数を表す。但し、n1+n2≦4となる組み合わせをn1及びn2の数値範囲から選択するものとする。x1は3〜12の整数を表す。また、化学式(2)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。]
Figure 2012220850
(In the chemical formula (3), R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, Q is an aryl group or a cycloalkyl group, and m is 1 or 2. To express.)
R 2 is each independently a hydrogen atom or an organic group, and at least two of a plurality of R 2 are hydrogen atoms. 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. The alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group may each have a substituent.
n1 represents an integer of 1 to 3, and n2 represents an integer of 0 to 2. However, a combination satisfying n1 + n2 ≦ 4 is selected from a numerical range of n1 and n2. x1 represents the integer of 3-12. In addition, the groups represented by the same symbols included in the chemical formula (2) may be the same as or different from each other. ]

Figure 2012220850
(化学式(4)中、R、R、R及びRは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基、或いは、これらの組み合わせからなる基を表す。複数のRが結合して環を形成してもよい。複数のRが結合して環を形成してもよい。複数のRが結合して環を形成してもよい。複数のRが結合して環を形成してもよい。また、複数あるR、R、R及びRは互いに同じであっても異なっていても良い。
10及びR11は、各々独立に、水素原子又は1価の有機基を表し、複数あるR10及びR11は互いに同じであっても異なっていても良い。また、複数あるR10及びR11のうち少なくとも2つは水素原子である。更に、R、R及び/又はRにおいて、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を有していてもよい。
Wは単結合、エーテル結合、チオエーテル結合、又はヘテロ原子を含んでいてもよい、アルキレン基、シクロアルキレン基、又はアリーレン基、或いは、これらの任意の組み合わせからなる基を表す。複数あるWは互いに同一であっても異なっていてもよい。
x2は正の整数を表す。
y1は0以上の整数を表し、Wが単結合の場合、y1は0である。
y2は0以上の整数を表し、y3は正の整数を表す。
zは0以上の整数を表す。
vは0以上の整数を表す。
k1及びk4は正の整数を表す。
k2、k3、及びk5は各々独立して0以上の整数を表す。但し、k1+k2+z=5、k3+v=3、k4+k5=5、k2+k5≧2を満たす。)
Figure 2012220850
(In the chemical formula (4), R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a hydroxymethyl group, or an alkoxymethyl group, or these Represents a group consisting of a combination, wherein a plurality of R 6 may combine to form a ring, a plurality of R 7 may combine to form a ring, or a plurality of R 8 combine to form a ring. A plurality of R 9 may combine to form a ring, and a plurality of R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be the same or different from each other.
R 10 and R 11 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, and a plurality of R 10 and R 11 may be the same as or different from each other. Further, at least two of the plurality of R 10 and R 11 are hydrogen atoms. Furthermore, R 6 , R 7 and / or R 9 may have one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group.
W represents a single bond, an ether bond, a thioether bond, or an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, or a group consisting of any combination thereof, which may contain a hetero atom. Plural Ws may be the same or different.
x2 represents a positive integer.
y1 represents an integer of 0 or more. When W is a single bond, y1 is 0.
y2 represents an integer of 0 or more, and y3 represents a positive integer.
z represents an integer of 0 or more.
v represents an integer of 0 or more.
k1 and k4 represent positive integers.
k2, k3, and k5 each independently represents an integer of 0 or more. However, k1 + k2 + z = 5, k3 + v = 3, k4 + k5 = 5, and k2 + k5 ≧ 2 are satisfied. )

上記化学式(2)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 (2), 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.

アルキル基が有する置換基としては、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。   Examples of the substituent that the alkyl group has include a hydroxyl group, an alkoxy group, and a halogen atom.

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する置換基としては、特に制限はないが、例えば、炭素数1〜5のアルキル基、ヒドロキシル基、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 has 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.

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。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

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。   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6〜12、より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、ビフェニル、アントリル基等が挙げられる。 The aryl group of R 1, is not particularly limited, but is preferably 6 to 14 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms, even more preferably 6 to 10 carbon atoms, for example, a phenyl group, a naphthyl group , Biphenyl, anthryl group and the like.

また、アリール基が有する置換基としては、シクロアルキル基、炭素数1〜5のアルキル基、ヒドロキシル基、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、ヒドロキシル基、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。
Moreover, as a substituent which an aryl group has, a cycloalkyl group, a C1-C5 alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, a halogen atom, a halogenoalkyl group etc. are mentioned.
Examples of the cycloalkyl group as a substituent that the aryl group has are the same as those described above. In addition, 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(3)中、R及びRは、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基である。炭素数1〜3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が、中でもメチル基、エチル基が、高感度と溶剤溶解性を両立させる点から好ましい。mが2の場合、2つのR及びRはそれぞれ、同一であっても異なっていても良い。
上記化学式(3)中、R及びRのいずれも水素原子である場合が好適に用いられる。
In the chemical formula (3), R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 3 carbon atoms may be either linear or branched, and among them, a methyl group and an ethyl group are preferable from the viewpoint of achieving both high sensitivity and solvent solubility. When m is 2, two R 4 and R 5 may be the same or different.
In the chemical formula (3), a case where both R 4 and R 5 are hydrogen atoms is preferably used.

上記化学式(3)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(3)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 for Q in the chemical formula (3) 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 (3) 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、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基が挙げられる。 The organic group for R 2 is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.

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。 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.

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。 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.

のハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom for R 3 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

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する置換基は、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、ヒドロキシル基、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。
As the alkyl group for R 3, the same groups as those described above for R 1 can be mentioned.
The substituent of the alkyl group as R 3 is cycloalkyl group, aryl group, amino group, amide group, ureido group, urethane group, hydroxyl group, carboxy group, halogen atom, alkoxy group, thioether group, acyl group, acyloxy Group, alkoxycarbonyl group, cyano group, nitro group and the like.

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 substitution of the aryl group can be the same as those of R 1 described above.
In addition, examples of the alkoxy group for R 3 include the same groups as those described above for 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.

x1は3〜12の整数、好ましくは4〜12の整数、より好ましくは4〜8の整数である。   x1 is an integer of 3-12, preferably an integer of 4-12, more preferably an integer of 4-8.

前記化学式(2)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。例えば、化学式(2)で表される化合物において、x1が4の場合、下記化学式(5)のように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(6)のように全ての繰り返し単位が異なっていても良い。 As long as the compound represented by the chemical formula (2) 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. For example, in the compound represented by the chemical formula (2), when x1 is 4, all the repeating units may be the same as the following chemical formula (5), or all the repeating units may be the same as the following chemical formula (6). The repeating unit may be different.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

上記化学式(2)で表される化合物においては、高感度、且つ、高解像力で形状が良好なパターンを得る点から、中でも、x1が4で、n1が2又は3であることが好ましく、更にx1が4で、n1が2の、8つのRのうち水素原子が2〜8個のカリックスレゾルシンアレン誘導体であることが好ましい。更に、8つのRのうち水素原子が2〜4個であるカックスレゾルシンアレン誘導体であることが好ましく、中でも、化学式(2)の繰り返し単位中の2つのRのうち1つが水素原子で、もう1つが有機基であって、1分子中の水素原子が4個であるカリックスレゾルシンアレン誘導体であることが、高濃度の現像液を用いながら高感度を達成できる点から好ましい。 In the compound represented by the chemical formula (2), x1 is 4 and n1 is preferably 2 or 3 from the viewpoint of obtaining a pattern with high sensitivity and high resolving power. x1 is 4, n1 is 2, it is preferable hydrogen atom of the eight R 2 is a 2-8 calix resorcin arene derivatives. Furthermore, it is preferable that a hydrogen atom of the eight R 2 is cut box resorcin allene derivative is 2-4, among others, in one of the hydrogen atoms of the two R 2 in the repeating unit of formula (2) The other is an organic group and a calix resorcinarene derivative having four hydrogen atoms in one molecule is preferable from the viewpoint of achieving high sensitivity while using a high concentration developer.

一方、上記化学式(4)で表される化合物において、R、R、R及びRにおけるアルキル基は、直鎖でも分岐状でもよく、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基等の炭素数1〜10個のものが挙げられる。
、R、R及びRにおけるシクロアルキル基としては、単環、多環どちらでもよい。例えば、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基等を挙げることができる。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。
、R、R及びRにおけるアリール基としては、上記Rと同様であって良い。
なお、上記化学式(4)で表される化合物において、Rは(X2)が2以上の整数の場合は、(X2)価の基となる。
On the other hand, in the compound represented by the chemical formula (4), the alkyl group in R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be linear or branched, and is preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or butyl. And those having 1 to 10 carbon atoms such as a group, an isobutyl group, a hexyl group, and an octyl group.
The cycloalkyl group in R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be monocyclic or polycyclic. For example, groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo or tetracyclo structure having 5 or more carbon atoms can be given. The number of carbon atoms is preferably 6 to 30, and particularly preferably 7 to 25. For example, adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol Group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecanyl group, cyclododecanyl group and the like. These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent.
The aryl group in R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be the same as R 1 described above.
In the compound represented by the chemical formula (4), R 6 is a (X2) -valent group when (X2) is an integer of 2 or more.

上記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基が有してよい置換基としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)等を挙げることができる。   Examples of the substituent that the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group may have include a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), an alkoxy group (methoxy group, ethoxy group). , Propoxy group, butoxy group, etc.).

10及びR11における有機基とは、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アミド基、シアノ基等を挙げることができる。アルキル基は、炭素数1〜10個のアルキル基又はシクロ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、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等を挙げることができる。アリール基は、炭素数6〜14のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等を挙げることができる。アラルキル基は、炭素数6〜12個のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、クミル基等を挙げることができる。アルコキシ基及びアルコキシカルボニル基に於けるアルコキシ基は、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、イソブトキシ基等を挙げることができる。 Examples of the organic group in R 10 and R 11 include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an amide group, and a cyano group. The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group. For example, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl Group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group, adamantyl group and the like. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group. The aralkyl group is preferably an aralkyl group having 6 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a cumyl group. The alkoxy group in the alkoxy group and the alkoxycarbonyl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an n-butoxy group, and an isobutoxy group.

Wにおけるアルキレン基は、直鎖でも分岐状でもよく、炭素数1〜10のものが好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基等が挙げられる。
Wにおけるシクロアルキレン基は、単環、多環どちらでもよく、環を形成するアルキレン基としては、例えば炭素数3〜8個のシクロアルキレン基(例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基)を挙げることができる。
Wにおけるアルキレン基及びシクロアルキレン基は、さらに置換基を有していてよく、置換基としては、アルキル基(好ましくは炭素数1〜10、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。
The alkylene group in W may be linear or branched, and preferably has 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and an isobutylene group.
The cycloalkylene group in W may be monocyclic or polycyclic, and examples of the alkylene group forming the ring include a cycloalkylene group having 3 to 8 carbon atoms (for example, a cyclopentylene group and a cyclohexylene group). be able to.
The alkylene group and cycloalkylene group in W may further have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 10, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n -Butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, etc.), alkoxy group (preferably having 1 to 4 carbon atoms, such as methoxy Group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom and the like.

また、アルキレン鎖又はシクロアルキレン鎖は、アルキレン鎖中に−O−、−OC(=O)−、−OC(=O)O−、−N(R)−C(=O)−、−N(R)−C(=O)O−、−S−、−SO−、−SO−を含んでいても良い。ここでRは水素原子又はアルキル基(好ましくは炭素数1〜10、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等)である。
Wにおける環状のアリーレン基としては、好ましくはフェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等の炭素数6〜15個のものが挙げられる。
In addition, an alkylene chain or a cycloalkylene chain includes —O—, —OC (═O) —, —OC (═O) O—, —N (R) —C (═O) —, —N in the alkylene chain. (R) —C (═O) O—, —S—, —SO—, —SO 2 — may be included. Here, R represents a hydrogen atom or an alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 10, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, pentyl group). Group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and the like.
The cyclic arylene group in W is preferably a group having 6 to 15 carbon atoms such as a phenylene group, a tolylene group, and a naphthylene group.

前記フェノール性化合物(A)は、1分子中のフェノール性水酸基が2個以上存在すれば、多価フェノール性化合物等の母核となる化合物(母核化合物)のフェノール性水酸基を有機基で保護しても良い。
以下にフェノール性化合物(A)の母核化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下の具体例のフェノール性水酸基は、1分子中のフェノール性水酸基が2個以上存在すれば、有機基で保護されているものであっても良い。
When the phenolic compound (A) has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, the phenolic hydroxyl group of the compound (maternal compound) serving as a mother nucleus such as a polyhydric phenolic compound is protected with an organic group. You may do it.
Although the specific example of the mother nucleus compound of a phenolic compound (A) is shown below, this invention is not limited to these. The phenolic hydroxyl groups in the following specific examples may be protected with an organic group as long as two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule are present.

Figure 2012220850
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Figure 2012220850
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前記フェノール性化合物(A)の母核化合物は、例えば本州化学工業株式会社、旭有機材工業株式会社などから市販されており、これを用いることができる。また、各種フェノール性化合物と各種アルデヒド、ケトンの縮合により合成することもできる。   The mother compound of the phenolic compound (A) is commercially available from, for example, Honshu Chemical Industry Co., Ltd., Asahi Organic Materials Co., Ltd., and the like, and can be used. It can also be synthesized by condensation of various phenolic compounds with various aldehydes and ketones.

更に、本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、架橋性基を有していてもよい。フェノール性化合物(A)が架橋性基を有する場合には、当該フェノール性化合物(A)はレジスト基質としての機能と、後述する架橋性化合物(D)としての機能を兼ね備えることができ、フェノール性化合物(A)と後述する架橋性化合物(D)が同一化合物として用いられる。   Furthermore, the phenolic compound (A) used in the present invention may have a crosslinkable group. When the phenolic compound (A) has a crosslinkable group, the phenolic compound (A) can have both a function as a resist substrate and a function as a crosslinkable compound (D) described later. The compound (A) and the crosslinkable compound (D) described later are used as the same compound.

フェノール性化合物(A)が有する架橋性基としては、酸の作用によりフェノール性化合物(A)を架橋することができれば特に限定されない。中でも、架橋性基としてヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基を有することが、レジスト膜の均一性が向上し、低ラインエッジラフネスのパターンを得ることができることから好ましい。   The crosslinkable group possessed by the phenolic compound (A) is not particularly limited as long as the phenolic compound (A) can be crosslinked by the action of an acid. Among them, it is preferable to have a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group as a crosslinkable group because the uniformity of the resist film is improved and a pattern with low line edge roughness can be obtained.

本発明において用いられる、架橋性基を有するフェノール性化合物(A)、すなわち、フェノール性化合物(A)と後述する架橋性化合物(D)が同一の化合物である場合、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量400〜3000のフェノール性化合物(A’)であることが好ましい。このようなフェノール性化合物(A’)を用いることにより、フェノール性化合物(A)と架橋性化合物(D)が同一の化合物となり、レジスト組成物中の成分数を事実上減らすことができ、より均一なレジスト膜を形成することができき、高解像力及び低ラインエッジラフネスのパターンを得ることができる。
以下、このようなフェノール性化合物(A’)について詳述する。
When the phenolic compound (A) having a crosslinkable group used in the present invention, that is, the phenolic compound (A) and the crosslinkable compound (D) described later are the same compound, the phenolic hydroxyl group is contained in one molecule. Having a molecular weight of 400 to 3,000 having at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group on an aromatic ring having two or more in a phenolic hydroxyl group. A phenolic compound (A ′) is preferred. By using such a phenolic compound (A ′), the phenolic compound (A) and the crosslinkable compound (D) become the same compound, and the number of components in the resist composition can be substantially reduced. A uniform resist film can be formed, and a pattern with high resolution and low line edge roughness can be obtained.
Hereinafter, such a phenolic compound (A ′) will be described in detail.

(フェノール性化合物(A’))
本発明において用いられるフェノール性化合物(A’)は、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量400〜3000のフェノール性化合物である。
(Phenolic compound (A '))
The phenolic compound (A ′) used in the present invention is selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group on an aromatic ring having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and having a phenolic hydroxyl group. It is a phenolic compound having a molecular weight of 400 to 3000 having one or more substituents in one molecule.

本発明において用いられるフェノール性化合物(A’)は、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有すれば良い。フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基は、フェノール性化合物の架橋性基として機能する。このためフェノール性化合物(A’)を用いたレジスト組成物は、ネガ型レジスト組成物として機能する。
本発明において用いられるフェノール性化合物(A’)は、中でも、フェノール性水酸基を有する芳香環にヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を、1分子中に2個以上有することが好ましく、1分子中に3個以上有することがより好ましく、更に1分子中に4個以上有することが、架橋性を高くする点から、より好ましい。
The phenolic compound (A ′) used in the present invention has one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group in one molecule on an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group. There should be more than one. One or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group function as a crosslinkable group of the phenolic compound. For this reason, the resist composition using the phenolic compound (A ′) functions as a negative resist composition.
In particular, the phenolic compound (A ′) used in the present invention has one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group on an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group in one molecule. It is preferable to have two or more, more preferably three or more in one molecule, and more preferably four or more in one molecule from the viewpoint of increasing the crosslinkability.

また、フェノール性水酸基を有する芳香環上における、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基の置換位置は特に限定されず、フェノール性水酸基の位置を基準として、オルト位、メタ位、パラ位のいずれであってもよい。中でも、合成が容易な点から、フェノール性水酸基を基準として、オルト位又はパラ位に置換されていることが好ましく、オルト位に置換されていることがより好ましい。   In addition, the substitution position of the hydroxymethyl group and the alkoxymethyl group on the aromatic ring having a phenolic hydroxyl group is not particularly limited, and any of the ortho-position, meta-position, and para-position based on the position of the phenolic hydroxyl group. Also good. Among these, from the viewpoint of easy synthesis, it is preferably substituted at the ortho-position or para-position, more preferably at the ortho-position, based on the phenolic hydroxyl group.

アルコキシメチル基としては、アルコキシ基の炭素数が1〜6であるものが好ましく、具体的には、メトキシメチル基、エトキシメチル基、n−プロポキシメチル基、イソプロポキシメチル基、n−ブトキシメチル基、sec−ブトキシメチル基、t−ブトキシメチル基、各種ペンチルオキシメチル基等が挙げられる。アルコキシメチル基としては、中でも、メトキシメチル基、エトキシメチル基が、感度が良好になる点から好ましい。   The alkoxymethyl group is preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, specifically, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, an n-propoxymethyl group, an isopropoxymethyl group, or an n-butoxymethyl group. , Sec-butoxymethyl group, t-butoxymethyl group, various pentyloxymethyl groups, and the like. Among these, as the alkoxymethyl group, a methoxymethyl group and an ethoxymethyl group are preferable because sensitivity is improved.

架橋性基としては、中でも、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、及びエトキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基であることが、反応性が高く、感度が良好になる点から好ましい。   As the crosslinkable group, among them, one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group, a methoxymethyl group, and an ethoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group are highly reactive, This is preferable from the viewpoint of good sensitivity.

フェノール性化合物(A’)は、フェノール性化合物(A)の性質を備えているため、フェノール性化合物(A)において好ましい態様は、フェノール性化合物(A’)においてもあてはまる。
フェノール性化合物(A’)の具体例としては、例えば、フェノール性化合物(A)において例示した、前記化学式(A−1)〜(A−36)等の母核化合物において、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する化合物が挙げられる。
Since the phenolic compound (A ′) has the properties of the phenolic compound (A), the preferred embodiment of the phenolic compound (A) also applies to the phenolic compound (A ′).
Specific examples of the phenolic compound (A ′) include a phenolic hydroxyl group in the mother nucleus compound such as the chemical formulas (A-1) to (A-36) exemplified in the phenolic compound (A). Examples of the aromatic ring include compounds having one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group in one molecule.

以下にフェノール性化合物(A’)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。1分子中のフェノール性水酸基が2個以上存在し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有すれば、以下の具体例のフェノール性水酸基は、有機基で保護されているものであっても良い。
また、下記式中、Lは、各々独立に、水素原子、又は、ヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基であり、1分子中少なくとも1つのLは、フェノール性水酸基のオルト位に存在するヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基である。
Specific examples of the phenolic compound (A ′) are shown below, but the present invention is not limited thereto. There are two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group are present in one molecule on an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group. If there are more than one, the phenolic hydroxyl groups in the following specific examples may be protected with organic groups.
In the following formulae, each L is independently a hydrogen atom or one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group, and at least one L in one molecule is And one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group present at the ortho position of the phenolic hydroxyl group and an alkoxymethyl group.

Figure 2012220850
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本発明に用いられるフェノール性化合物(A’)は、フェノール性化合物の母核化合物において、フェノール性水酸基を有する芳香環にヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を導入することに得ることができる。上記架橋性基として機能する置換基をフェノール性化合物の母核化合物に導入する方法としては、例えば、対応するヒドロキシメチル基を有さないフェノール化合物と、ホルムアルデヒドを塩基触媒下で反応させることによって得ることができる。この際、ゲル化などの副反応を防ぐために、反応温度を50℃以下で行うことが好ましい。また、アルコキシメチル基を有する各種ビスフェノール誘導体は、対応するヒドロキシメチル基を有するビスフェノール誘導体とアルコールを酸触媒下で反応させることによって得ることができる。この際、ゲル化などの副反応を防ぐために、反応温度を100℃以下で行うことが好ましい。   The phenolic compound (A ′) used in the present invention is one or more substitutions selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group on an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group in the parent compound of the phenolic compound. It can be obtained by introducing a group. As a method for introducing the substituent functioning as the crosslinkable group into the mother compound of the phenolic compound, for example, it is obtained by reacting a corresponding phenol compound having no hydroxymethyl group with formaldehyde under a base catalyst. be able to. At this time, in order to prevent side reactions such as gelation, the reaction temperature is preferably 50 ° C. or lower. Various bisphenol derivatives having an alkoxymethyl group can be obtained by reacting a corresponding bisphenol derivative having a hydroxymethyl group with an alcohol in the presence of an acid catalyst. At this time, in order to prevent side reactions such as gelation, the reaction temperature is preferably 100 ° C. or lower.

本発明に係るレジスト組成物において、フェノール性化合物(A)は、上述した化合物のうち、1種単独で用いても良いし、2種以上を混合して用いても良い。フェノール性化合物(A)のうち、フェノール性化合物(A’)に属するものと、フェノール性化合物(A’)に属さないものを組み合わせて用いてもよい。
しかしながら、本発明に係るレジスト組成物において、フェノール性化合物(A)は、構造式が同じ化合物の純度が90重量%以上であることが、低ラインエッジラフネスを向上する点から好ましい。フェノール性化合物(A)は、構造式が同じ化合物の純度が90重量%以上であることが更に好ましく、95重量%以上であることが更に好ましい。
フェノール性化合物(A)として、構造式が同じ化合物の純度が高いものを用いると、現像の進行が均一となるため、ラインエッジラフネスが低減されると推定される。
但し、フェノール性化合物(A)は、構造式が同じ化合物の純度が90重量%未満であっても、不純物の構造がフェノール性化合物(A)に類似しており、相溶性が良好な場合には好適に用いることができる。
In the resist composition according to the present invention, the phenolic compound (A) may be used alone or in combination of two or more of the compounds described above. Among the phenolic compounds (A), those belonging to the phenolic compound (A ′) and those not belonging to the phenolic compound (A ′) may be used in combination.
However, in the resist composition according to the present invention, the phenolic compound (A) preferably has a purity of 90% by weight or more from the same structural formula in terms of improving low line edge roughness. In the phenolic compound (A), the purity of compounds having the same structural formula is more preferably 90% by weight or more, and further preferably 95% by weight or more.
When a compound having the same structural formula and having a high purity is used as the phenolic compound (A), the progress of development becomes uniform, and it is estimated that the line edge roughness is reduced.
However, the phenolic compound (A) has a similar impurity structure to the phenolic compound (A) even when the purity of the compound having the same structural formula is less than 90% by weight, and the compatibility is good. Can be preferably used.

低ラインエッジラフネスを向上する点からは、本発明で用いられるフェノール性化合物としては、分子量分布を有しない方が好ましい。本発明で用いられるフェノール性化合物としては、分子量分布を有するものであっても、分子量分布が小さいものが好ましく、分子量分布(重量平均分子量<Mw>と数平均分子量<Mn>の比<Mw>/<Mn>が1.0〜1.1であることが好ましい。   From the viewpoint of improving low line edge roughness, the phenolic compound used in the present invention preferably has no molecular weight distribution. The phenolic compound used in the present invention preferably has a small molecular weight distribution, even if it has a molecular weight distribution. The molecular weight distribution (ratio of weight average molecular weight <Mw> to number average molecular weight <Mn> <Mw> / <Mn> is preferably 1.0 to 1.1.

当該フェノール性化合物(A)の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、30〜95重量%であることが好ましく、50〜93重量%であることがより好ましい。
また、フェノール性化合物(A’)に属する化合物である場合、その含有量はレジスト組成物の全固形分に対して、70〜98重量%であることが好ましく、80〜96重量%以上であることがより好ましい。
なお、本発明において、固形分とは、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 phenolic compound (A) is preferably 30 to 95% by weight and more preferably 50 to 93% by weight with respect to the total solid content of the resist composition.
Moreover, when it is a compound which belongs to a phenolic compound (A '), it is preferable that the content is 70 to 98 weight% with respect to the total solid of a resist composition, and is 80 to 96 weight% or more. It is more preferable.
In addition, in this invention, solid content means things other than an organic solvent among the components contained in a resist composition.

(一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール化合物(Acap))
本発明のレジスト組成物においては、フェノール性化合物(A)として、少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール化合物(Acap)を用いることができる。少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール化合物(Acap)は、酸の作用により、酸分解性の保護基が解離して、アルカリ現像液に対する溶解度が増大するため、当該少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール化合物(Acap)を用いたレジスト組成物はポジ型レジスト組成物とすることができる。
少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール化合物(Acap)において、酸分解性基で保護されたフェノール性水酸基の数は特に限定されない。中でも、露光部と未露光部の溶解性の差を大きくする点から、1分子中に、酸分解性基で保護されたフェノール性水酸基が2個以上有することが好ましく、1分子中に3個以上有することがより好ましく、1分子中に4個以上有することが更により好ましい。
(Phenol compounds in which some phenolic hydroxyl groups are protected with acid-decomposable groups (Acap))
In the resist composition of the present invention, a phenol compound (Acap) in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group can be used as the phenolic compound (A). The phenol compound (Acap) in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group has an acid-decomposable protective group dissociated by the action of an acid, and the solubility in an alkali developer increases. A resist composition using a phenol compound (Acap) in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group can be a positive resist composition.
In the phenol compound (Acap) in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group, the number of phenolic hydroxyl groups protected with an acid-decomposable group is not particularly limited. Among them, it is preferable that two or more phenolic hydroxyl groups protected by an acid-decomposable group are contained in one molecule from the viewpoint of increasing the difference in solubility between the exposed portion and the unexposed portion. More preferably, it is more preferable to have 4 or more in one molecule.

前記少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール化合物(Acap)は、前記フェノール化合物(A)のフェノール性水酸基の一部に酸分解性基を導入したものを用いることができる。   The phenol compound (Acap) in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group is obtained by introducing an acid-decomposable group into a part of the phenolic hydroxyl group of the phenol compound (A). it can.

酸分解性基は、露光により酸発生剤(B)から発生した酸によって脱離し、前記一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール化合物(Acap)のアルカリ現像液に対する溶解性を増大する。   The acid-decomposable group is eliminated by the acid generated from the acid generator (B) by exposure, and the solubility of the phenol compound (Acap) in which the partial phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group in an alkaline developer. Increase.

酸分解性基は、酸存在下で解離してフェノール性水酸基が発生すれば特に限定されないが、例えば、−C(R)、−COO−C(R)、−C(R)−COO−C(R)等が挙げられる。
ここで、複数あるRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基、又はアリール基を表す。R同士が互いに結合して環を形成しても良い。
The acid-decomposable group is not particularly limited as long as it dissociates in the presence of an acid to generate a phenolic hydroxyl group. For example, —C (R) 3 , —COO—C (R) 3 , —C (R) 2 — COO-C (R) 3 etc. are mentioned.
Here, a plurality of R's independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aralkyl group, or an aryl group. Rs may be bonded to each other to form a ring.

Rのアルキル基としては、炭素数1〜8のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基等が挙げられる。   As the alkyl group for R, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable. For example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a hexyl group, a 2-ethylhexyl group, an octyl group, etc. Is mentioned.

Rのシクロアルキル基としては、単環型でもよく、多環型でもよい。単環型としては、炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロブチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。多環型としては、炭素数6〜20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトシクロドデシル基、アンドロスタニル基等が挙げられる。尚、シクロアルキル基中の炭素原子の一部が、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。   The cycloalkyl group for R may be monocyclic or polycyclic. The monocyclic type is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclobutyl group, and a cyclooctyl group. As the polycyclic type, a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms is preferable. For example, an adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, camphanyl group, dicyclopentyl group, α-pinel group, tricyclodecanyl group, tetocyclododecyl Group, androstanyl group and the like. A part of carbon atoms in the cycloalkyl group may be substituted with a hetero atom such as an oxygen atom.

Rのアルケニル基としては、炭素数2〜8のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。   The alkenyl group for R is preferably an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group.

Rのアラルキル基としては、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。   The aralkyl group for R is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.

Rのアリール基としては、炭素数6〜10のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、トリル基、ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、ナフチル基、アントリル基、9,10−ジメトキシアントリル基等が挙げられる。   The aryl group of R is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, for example, phenyl group, tolyl group, dimethylphenyl group, 2,4,6-trimethylphenyl group, naphthyl group, anthryl group, 9,10- Examples include a dimethoxyanthryl group.

Rが有していてもよい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシ基、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 substituent that R may have include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, a hydroxy 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.

以下に、酸分解性基の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Although the specific example of an acid-decomposable group is shown below, it is not limited to these.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

前記酸分解性基を導入するための化合物としては、酸分解性基を有する酸クロライド、酸無水物、ジカーボネートなどの活性カルボン酸誘導体化合物やアルキルハライドなどが挙げられるが特に限定はされない。   Examples of the compound for introducing the acid-decomposable group include, but are not particularly limited to, active carboxylic acid derivative compounds such as acid chlorides, acid anhydrides and dicarbonates having an acid-decomposable group, and alkyl halides.

前記少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール化合物(Acap)は、前記フェノール化合物(A)の母核化合物と前記酸分解性基を有する化合物をトリエチルアミン等のアミン系触媒下で常圧、60℃、6〜7時間反応させ、蒸留水中に再沈殿した後、蒸留水で洗浄し、乾燥することにより製造できる。   The phenol compound (Acap) in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group is obtained by converting the mother compound of the phenol compound (A) and the compound having the acid-decomposable group into an amine catalyst such as triethylamine. The reaction can be carried out under normal pressure at 60 ° C. for 6 to 7 hours, reprecipitated in distilled water, washed with distilled water, and dried.

本発明に係るレジスト組成物において、少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール化合物(Acap)は、上述した化合物のうち、1種単独で用いても良いし、2種以上を混合して用いても良い。   In the resist composition according to the present invention, the phenol compound (Acap) in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group may be used alone or in combination of the above-mentioned compounds. You may mix and use the above.

前記少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール化合物(Acap)の分子量は、特に限定されない。前記少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール化合物(Acap)の母核化合物が、前記フェノール化合物(A)の化学式(2)で表される化合物である場合は、分子量は、好ましくは300〜3000、さらに好ましくは、400〜1500である。
また、母核化合物が、前記フェノール化合物(A)の化学式(4)で表される化合物である場合は、分子量は、好ましくは300〜3000、さらに好ましくは、400〜2000である。
The molecular weight of the phenol compound (Acap) in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group is not particularly limited. When the mother nucleus compound of the phenol compound (Acap) in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group is a compound represented by the chemical formula (2) of the phenol compound (A), Is preferably 300 to 3000, and more preferably 400 to 1500.
Moreover, when a mother nucleus compound is a compound represented by Chemical formula (4) of the said phenol compound (A), molecular weight becomes like this. Preferably it is 300-3000, More preferably, it is 400-2000.

前記少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール化合物(Acap)の含有量は、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。   The content of the phenol compound (Acap) in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group is preferably 50 to 95% by weight, more preferably 60 to 85% by weight.

<酸発生剤(B)>
本発明において、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。中でも、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)>
In the present invention, the acid generator (B) can be used without particular limitation from known acid generators used in conventional chemically amplified resist compositions. Especially, it is preferable that it is an acid generator which generate | occur | produces an acid directly or indirectly by irradiating an active energy ray with 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).

Figure 2012220850
Figure 2012220850

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、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、炭素数5〜10の分岐アルコキシカルボニルアルコキシ基、水酸基、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。nは0〜5の整数である。 In chemical formula (7), R 12 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. Cyclic alkyl group, 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 branched alkoxycarbonylalkoxy group having 5 to 10 carbon atoms , A hydroxyl group, or a halogen atom, and X represents 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 halogen having 6 to 12 carbon atoms. A sulfonate ion having a substituted aryl group or a halide ion. n is an integer of 0-5.

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−3,5−ジメチル−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、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、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−t−ペン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、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、(4−t−ブトキシカルボニルメトキシフェニル)ジ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、2,4−ジ(t−ブトキシカルボニルメトキシ)フェニルジ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、(4−t−ブトキシカルボニルメトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム−2,4,6−トリス(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホネート、2,4−ジ(t−ブトキシカルボニルメトキシ)フェニルジフェニルスルホニウム−2,4,6−トリス(トリフルオロメチル)ベンゼン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 3,5-dimethyl-4-hydroxyphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-hydroxyphenyl) -phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-hydroxyphenyl) -t-pentylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4 Methoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-fluorophenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, triphenylsulfoniumbenzenesulfonate, diphenyl-2,4,6-trimethylphenyl-p-toluenesulfonate Diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium-2-trifluoromethylbenzenesulfonate, diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium-4-trifluoromethylbenzenesulfonate, diphenyl-2,4,6-trimethyl Phenylsulfonium-2,4-difluorobenzenesulfonate, diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium hexafluor Rhobenzenesulfonate, diphenylnaphthylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, (4-t-butoxy Carbonylmethoxyphenyl) diphenylsulfonium-4-trifluoromethylbenzenesulfonate, 2,4-di (t-butoxycarbonylmethoxy) phenyldiphenylsulfonium-4-trifluoromethylbenzenesulfonate, (4-t-butoxycarbonylmethoxyphenyl) diphenyl Sulfonium-2,4,6-tris (trifluoromethyl) benzenesulfonate, 2,4-di t- butoxycarbonyl methoxy) such as phenyl diphenyl sulfonium-2,4,6-tris (trifluoromethyl) benzene sulfonates.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

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

Figure 2012220850
Figure 2012220850

化学式(9)中、A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), A 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-Dicarboki Imido, 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-dicarboximide, N- (4-trifluoromethylbenzenesulfonyloxy) naphthylimide, N- (perfluorobenzenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-di Carboximide, N- (perfluorobenzenesulfonyloxy) naphthylimide, N- (1-naphthalenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- ( 1-naphthalenesulfonyloxy) 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-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) naphthylimide and the like.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

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、水酸基、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.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

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.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

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 Tris (2,3-dibromopropyl) halogen-containing triazine derivatives such as 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い。
本発明のレジスト組成物において、酸発生剤(B)の含有量は、前記フェノール性化合物(A)100重量部に対し、好ましくは1〜30重量部、さらに好ましくは1〜25重量部、よりさらに好ましくは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、均一な塗膜が得られない恐れがある。
従って、当該酸発生剤(B)の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、2〜30重量%であることが好ましく、更に4〜20重量%であることが好ましい。
These acid generators (B) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
In the resist composition of the present invention, the content of the acid generator (B) is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 25 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the phenolic compound (A). More preferably, it is 5-20 weight part. If the amount is less than this range, image formation cannot be performed. If the amount is larger, a uniform solution cannot be obtained and a uniform coating film may not be obtained.
Therefore, the content of the acid generator (B) is preferably 2 to 30% by weight, more preferably 4 to 20% by weight, based on the total solid content of the resist composition.

<有機塩基性化合物(C)>
本発明において用いられる有機塩基性化合物(C)は、芳香環を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有する分子量400以上の有機塩基性化合物である。
有機塩基性化合物(C)は、前記フェノール性化合物(A)と前記架橋性化合物(D)の架橋反応を阻害することなく、露光前後に前記酸発生剤(B)から発生した酸が拡散して組成を変化させることを抑制する機能を果たす。更に本発明においては、上記特定の有機塩基性化合物(C)を用いることにより、感度やその他の特性を悪化させることなく、解像力に優れたものとすることができる。
<Organic basic compound (C)>
The organic basic compound (C) used in the present invention has a molecular weight having at least one aromatic ring in one molecule and at least one phenolic hydroxyl group and / or oxy group (—O—) in one molecule. 400 or more organic basic compounds.
The organic basic compound (C) allows the acid generated from the acid generator (B) to diffuse before and after exposure without inhibiting the crosslinking reaction of the phenolic compound (A) and the crosslinkable compound (D). It functions to suppress changes in composition. Furthermore, in this invention, it can be set as the thing excellent in resolving power, without deteriorating a sensitivity and another characteristic by using the said specific organic basic compound (C).

有機塩基性化合物(C)における芳香環は、特に限定されない。例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン等の芳香族炭化水素の他、ピリジン、ピロール、チオフェン等の複素芳香族環が挙げられる。中でも、前記フェノール性化合物(A)との相溶性の点から、芳香環は、芳香族炭化水素であることが好ましく、更にベンゼンであることがより好ましい。
前記芳香環は、有機塩基性化合物(C)1分子中に1個以上有すればよい。中でも、フェノール性化合物(A)との相溶性が向上するとともに、レジスト塗膜中での不均一な分布が抑制される点から、有機塩基性化合物(C)1分子中に芳香環を2個以上有することが好ましく、1分子中に芳香環を3個以上有することがより好ましい。
The aromatic ring in the organic basic compound (C) is not particularly limited. For example, in addition to aromatic hydrocarbons such as benzene, naphthalene and anthracene, heteroaromatic rings such as pyridine, pyrrole and thiophene can be mentioned. Among these, from the viewpoint of compatibility with the phenolic compound (A), the aromatic ring is preferably an aromatic hydrocarbon, and more preferably benzene.
The aromatic ring should just have 1 or more in 1 molecule of organic basic compounds (C). Among them, two aromatic rings are contained in one molecule of the organic basic compound (C) from the viewpoint that the compatibility with the phenolic compound (A) is improved and the uneven distribution in the resist coating is suppressed. It is preferable to have the above, and it is more preferable to have three or more aromatic rings in one molecule.

有機塩基性化合物(C)におけるオキシ基(−O−)は、エーテル結合の他、エステル結合(−COO−)及びカーボネート結合(−O−COO−)として含まれていてもよい。
オキシ基は分子中のどの位置に有していてもよく、特に限定されない。中でも、オキシ基の酸素が芳香環に直接結合していることが、前記フェノール性化合物(A)との相溶性が向上する点から好ましい。
The oxy group (—O—) in the organic basic compound (C) may be contained as an ester bond (—COO—) and a carbonate bond (—O—COO—) in addition to an ether bond.
The oxy group may be present at any position in the molecule and is not particularly limited. Especially, it is preferable from the point which the compatibility with the said phenolic compound (A) improves that the oxygen of an oxy group is directly couple | bonded with the aromatic ring.

本発明において用いられる有機塩基性化合物(C)は、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有すればよい。中でも、前記フェノール性化合物(A)との相溶性が向上する点から、有機塩基性化合物(C)1分子中にフェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を2個以上有することが好ましく、1分子中にフェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を3個以上有することがより好ましい。   The organic basic compound (C) used in the present invention may have at least one phenolic hydroxyl group and / or oxy group (—O—) in one molecule. Among them, from the viewpoint of improving compatibility with the phenolic compound (A), one molecule of the organic basic compound (C) may have two or more phenolic hydroxyl groups and / or oxy groups (—O—). Preferably, it has 3 or more phenolic hydroxyl groups and / or oxy groups (—O—) in one molecule.

本発明において用いられる有機塩基性化合物(C)の分子量は、400以上である。分子量が400以上であることにより、当該有機塩基性化合物(C)を用いたレジスト組成物は、高感度を維持しつつ、解像力に優れたものとすることができる。有機塩基性化合物(C)の分子量は、中でも、400〜3000であることが好ましく、400〜2000であることがより好ましく、更に、400〜1000であることがより好ましい。   The molecular weight of the organic basic compound (C) used in the present invention is 400 or more. When the molecular weight is 400 or more, the resist composition using the organic basic compound (C) can be excellent in resolving power while maintaining high sensitivity. Among these, the molecular weight of the organic basic compound (C) is preferably 400 to 3000, more preferably 400 to 2000, and still more preferably 400 to 1000.

本発明において有機塩基性化合物(C)が下記式(1)で表される化合物であることが、感度が低下することなく解像力を向上する点から好ましい。   In the present invention, the organic basic compound (C) is preferably a compound represented by the following formula (1) from the viewpoint of improving the resolution without lowering the sensitivity.

Figure 2012220850
(式(1)中、Rは、直接結合又はオキシ基(−O−)を有してもよいアルキレン基を表し、R及びRは、それぞれ独立に、オキシ基(−O−)を有してもよい1価の有機基であり、Arは、芳香環を有する1価の有機基である。但し、1分子中に、フェノール性水酸基及び/又はエーテル結合を1個以上有する。)
Figure 2012220850
(In Formula (1), R a represents an alkylene group which may have a direct bond or an oxy group (—O—), and R b and R c each independently represents an oxy group (—O—). Ar is a monovalent organic group having an aromatic ring, provided that one molecule has at least one phenolic hydroxyl group and / or ether bond. )

におけるアルキレン基としては、特に限定されず、直鎖でも分岐状でもよい。中でも、炭素数1〜10のものが好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基等が挙げられる。また、アルキレン基を構成する炭素鎖中又は炭素鎖の末端にオキシ基(−O−)を有していてもよい。 The alkylene group for R a is not particularly limited, and may be linear or branched. Especially, a C1-C10 thing is preferable, for example, a methylene group, ethylene group, a propylene group, a butylene group, an isobutylene group etc. are mentioned. Moreover, you may have an oxy group (-O-) in the carbon chain which comprises an alkylene group, or the terminal of the carbon chain.

及びRにおける1価の有機基としては、飽和又は不飽和アルキル基、飽和又は不飽和シクロアルキル基、アリール基、及びこれらの組み合わせ(アラルキル基、アルキルアリール基等)が挙げられる。これらの有機基は、当該有機基中にオキシ基(−O−)を含むヘテロ原子等の炭化水素基以外の結合や置換基を含んでよく、これらは、直鎖状でも分岐状でも良い。
また、R及びRは、それらが結合して環状構造になっていても良い。
環状構造は、飽和又は不飽和の脂環式炭化水素、複素環、及び縮合環、並びに当該脂環式炭化水素、複素環、及び縮合環よりなる群から選ばれる2種以上が組み合されてなる構造であっても良い。
Examples of the monovalent organic group in R b and R c include a saturated or unsaturated alkyl group, a saturated or unsaturated cycloalkyl group, an aryl group, and combinations thereof (aralkyl group, alkylaryl group, etc.). These organic groups may contain a bond or substituent other than a hydrocarbon group such as a heteroatom containing an oxy group (—O—) in the organic group, and these may be linear or branched.
R b and R c may be bonded to form a cyclic structure.
The cyclic structure is a combination of two or more selected from the group consisting of saturated or unsaturated alicyclic hydrocarbons, heterocycles, and condensed rings, and the alicyclic hydrocarbons, heterocycles, and condensed rings. The structure which becomes may be sufficient.

アルキル基は、炭素数1〜10のアルキル基又はシクロ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、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等を挙げることができる。アリール基は、炭素数6〜14のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラセニル基等を挙げることができる。アラルキル基は、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、クミル基等を挙げることができる。アルキルアリール基は、炭素数7〜20のアルキルアリール基が好ましく、各種アルキルフェニル基や各種アルキルナフチル基等が挙げられる。
有機基中の炭化水素基以外の結合としては、例えば、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、イミノ結合(−N=C(−R)−、−C(=NR)−、ここでRは水素原子又は1価の有機基)、カーボネート結合等が挙げられる。
有機基中の炭化水素基以外の置換基としては、特に限定されず、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、シアノ基、シリル基、アルコキシ基、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アミノ基等が挙げられる。アリール基やアラルキル基を有する場合、更に水酸基を有していることが好ましい。
The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group. , Cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group, adamantyl group and the like. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, and an anthracenyl group. The aralkyl group is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a cumyl group. The alkylaryl group is preferably an alkylaryl group having 7 to 20 carbon atoms, and examples thereof include various alkylphenyl groups and various alkylnaphthyl groups.
Examples of the bond other than the hydrocarbon group in the organic group include, for example, an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, a thiocarbonyl bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, and an imino bond (—N═C (—R) —, -C (= NR)-, wherein R is a hydrogen atom or a monovalent organic group), a carbonate bond, and the like.
The substituent other than the hydrocarbon group in the organic group is not particularly limited, and examples thereof include a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a cyano group, a silyl group, an alkoxy group, a nitro group, an acyl group, an acyloxy group, and an amino group. It is done. When it has an aryl group or an aralkyl group, it preferably has a hydroxyl group.

Arは、芳香環を有する1価の有機基とは、特に限定されず、芳香環そのものであってもよく、芳香環に更に置換基を有するものであってもよく、芳香環と飽和又は不飽和アルキル基や飽和又は不飽和シクロアルキル基との組み合わせであってもよい。芳香環に更に置換基を有するものとしては、例えば、芳香環に、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、水酸基等を官能基として有するものが挙げられ、中でも、水酸基を有するものが好ましい。芳香環と飽和又は不飽和アルキル基や飽和又は不飽和シクロアルキル基との組み合わせとしては、例えば前記フェノール性化合物(A)の例で挙げた化学式(A−1)〜(A−36)や化学式(a−1)〜(a−47)のような様々な炭素骨格が挙げられる。
当該芳香環としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン等の芳香族炭化水素の他、ピリジン、ピロール、チオフェン等の複素芳香族環が挙げられる。中でも、前記フェノール性化合物(A)との相溶性の点から、芳香環は、芳香族炭化水素であることが好ましく、更にベンゼンであることがより好ましい。
Ar is not particularly limited to a monovalent organic group having an aromatic ring, and may be an aromatic ring itself or may further have a substituent on the aromatic ring. A combination with a saturated alkyl group or a saturated or unsaturated cycloalkyl group may be used. As what further has a substituent in an aromatic ring, what has an alkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, a cyano group, a hydroxyl group etc. as a functional group is mentioned in an aromatic ring, for example, What has a hydroxyl group among these. preferable. As a combination of an aromatic ring and a saturated or unsaturated alkyl group or a saturated or unsaturated cycloalkyl group, for example, chemical formulas (A-1) to (A-36) and chemical formulas exemplified in the example of the phenolic compound (A) Various carbon skeletons such as (a-1) to (a-47) can be mentioned.
Examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbons such as benzene, naphthalene, and anthracene, and heteroaromatic rings such as pyridine, pyrrole, and thiophene. Among these, from the viewpoint of compatibility with the phenolic compound (A), the aromatic ring is preferably an aromatic hydrocarbon, and more preferably benzene.

本発明において用いられる有機塩基化合物(C)は、組み合わせて用いられる前記フェノール性化合物(A)と同じ炭素骨格を有することが相溶性を向上する点から好ましい。ここで、フェノール性化合物と同じ炭素骨格とは、フェノール性化合物のうち置換基を除いた部分をいう。
また、本発明の有機塩基性化合物(C)としては、例えばハロゲン化アルキル基を有する3級アミンとフェノール性化合物とを反応させて得られた化合物のように、塩基性化合物とフェノール性化合物とを反応させて得られた化合物であることがフェノール性化合物との相溶性の点から好ましい。
The organic base compound (C) used in the present invention preferably has the same carbon skeleton as the phenolic compound (A) used in combination from the viewpoint of improving the compatibility. Here, the same carbon skeleton as the phenolic compound refers to a portion of the phenolic compound excluding a substituent.
In addition, as the organic basic compound (C) of the present invention, for example, a compound obtained by reacting a tertiary amine having a halogenated alkyl group and a phenolic compound, a basic compound and a phenolic compound, From the viewpoint of compatibility with the phenolic compound, a compound obtained by reacting the above compound is preferable.

以下に、本発明において用いられる有機塩基化合物(C)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。   Specific examples of the organic base compound (C) used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

Figure 2012220850
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Figure 2012220850
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これらの有機塩基性化合物(C)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(C)の配合量は、前記フェノール性化合物(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。一方、10重量部を超えると感度が低下する傾向がある。   These organic basic compounds (C) can be used alone or in combination of two or more. The compounding quantity of an organic basic compound (C) is 0.01-10 weight part with respect to 100 weight part of said phenolic compounds (A), Preferably it is 0.1-5 weight part. If it is less than 0.01 part by weight, the effect of the addition cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 10 parts by weight, the sensitivity tends to decrease.

<架橋性化合物(D)>
本発明において用いられる架橋性化合物(D)は、酸の作用により前記フェノール性化合物(A)を架橋し、アルカリ難溶性とする化合物である。このため、架橋性化合物(D)を用いたレジスト組成物は、ネガ型レジスト組成物として用いることができる。
なお、前記フェノール性化合物(A’)を用いる場合には、別途架橋性化合物を含む必要はない。しかしながら、この場合にも少量添加して高感度化やパターン強度の向上に伴う解像力の改善を行っても良い。
本発明に用いられる架橋性化合物(D)は、特に限定されない。従来の化学増幅型のレジスト組成物において使用されている公知の架橋性化合物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−トリヒト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 compound (D)>
The crosslinkable compound (D) used in the present invention is a compound that crosslinks the phenolic compound (A) by the action of an acid to make it hardly soluble in alkali. For this reason, the resist composition using the crosslinkable compound (D) can be used as a negative resist composition.
In addition, when using the said phenolic compound (A '), it is not necessary to contain a crosslinkable compound separately. However, in this case as well, a small amount may be added to improve the resolving power as the sensitivity increases and the pattern strength increases.
The crosslinkable compound (D) used in the present invention is not particularly limited. Any of known cross-linking compounds used in conventional chemically amplified resist compositions can be selected and used.
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 or a hydroxyalkyl group or both thereof, such as butanol, 1,4-dioxane-2,3-diol, 1,3,5-trihumanoxycyclohexane, and 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性化合物、尿素を用いたものを尿素系架橋性化合物、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性化合物、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性化合物という。   In addition, amino group-containing compounds such as melamine, acetoguanamine, benzoguanamine, urea, ethylene urea, propylene urea, glycoluril are reacted with formaldehyde or formaldehyde and lower alcohol, and the hydrogen atom of the amino group is hydroxymethyl group or lower alkoxymethyl. And a compound substituted with a group. Of these, those using melamine are melamine crosslinkable compounds, those using urea are urea crosslinkable compounds, those using alkylene urea such as ethylene urea and propylene urea are alkylene urea crosslinkable compounds, glycols Those using uril are called glycoluril-based crosslinkable compounds.

メラミン系架橋性化合物としては、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 crosslinkable compound include hexamethoxymethyl melamine, hexaethoxymethyl melamine, hexapropoxymethyl melamine, hexabutoxybutyl melamine and the like.

尿素系架橋性化合物としては、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 crosslinkable compound include bismethoxymethylurea, bisethoxymethylurea, bispropoxymethylurea, and bisbutoxymethylurea.

アルキレン尿素系架橋性化合物としては、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性化合物;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性化合物;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-based crosslinkable compound include mono and / or dihydroxymethylated ethylene urea, mono and / or dimethoxymethylated ethylene urea, mono and / or diethoxymethylated ethylene urea, mono and / or dipropoxymethylated Ethylene urea crosslinkable compounds such as ethylene 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 crosslinkable compounds such as propylene urea, mono and / or dipropoxymethylated propylene urea, mono and / or dibutoxymethylated propylene urea; 1,3-di (methoxymethyl) 4,5-dihydroxy-2- Imidazolidinone, 1,3- (Methoxymethyl) 4,5-dimethoxy-2-imidazolidinone.

グリコールウリル系架橋性化合物としては、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 crosslinkable compound include mono, di, tri and / or tetrahydroxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or tetramethoxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or tetra. And ethoxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or tetrabutoxymethylated glycoluril.

本発明において架橋性化合物(D)は1種単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
架橋性フェノール性化合物(A’)を用いない場合、架橋性化合物(D)の配合量は、前記フェノール性化合物(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。架橋性化合物(D)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恐れがある。また、40重量部を超えると、レジスト溶液の保存安定性が低下し、感度が経時的に劣化する恐れがある。
In this invention, a crosslinking | crosslinked compound (D) can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
When not using a crosslinkable phenolic compound (A '), the compounding quantity of a crosslinkable compound (D) is 3-40 weight part with respect to 100 weight part of said phenolic compounds (A), Preferably it is 3-30 weight. Part. If the compounding amount of the crosslinkable compound (D) is less than 3 parts by weight, the crosslink formation does not proceed sufficiently and a good resist pattern may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 40 parts by weight, the storage stability of the resist solution is lowered, and the sensitivity may deteriorate over time.

<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、アルカリ可溶性ポリマー(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 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 polymer (E)). May be contained.

Figure 2012220850
(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。R18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。)
Figure 2012220850
(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 18 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R18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 18 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, a propionyloxy group, a butyryloxy group, a valeryloxy group, a pivaloyloxy group, a hexanoyloxy group, an octanoyloxy group, a 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.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

アルカリ可溶性ポリマー(E)は、上記の繰り返し単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、更にレジストの一般的に必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し単位を含有することができる。   In addition to the above repeating units, the alkali-soluble polymer (E) has dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and generally required characteristics of resist, such as resolution, heat resistance, and sensitivity. Various repeating units can be included for the purpose of adjustment.

このような繰り返し単位としては、下記単量体に相当する繰り返し構造単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。例えば、アクリル酸及びエステル類、メタクリル酸及びエステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等が挙げられる。   Examples of such a repeating unit include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers. Examples thereof include compounds having one addition polymerizable unsaturated bond selected from acrylic acid and esters, methacrylic acid and esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters and the like.

具体的には、以下の単量体を挙げることができる。
アクリル酸及びエステル類としては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸アミル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−t−オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2,2−ジメチルヒドロキシプロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、アダマンチルアクリレート、ノルボルニルアクリレート等が挙げられる。
Specifically, the following monomers can be mentioned.
Examples of acrylic acid and esters include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, amyl acrylate, ethyl hexyl acrylate, octyl acrylate, acrylic acid-t-octyl, chloroethyl acrylate, 2- Examples include hydroxyethyl acrylate, 2,2-dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, furfuryl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, adamantyl acrylate, norbornyl acrylate, and the like. .

メタクリル酸及びエステル類としては、例えば、メタクリル酸、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、クロルベンジルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、5−ヒドロキシペンチルメタクリレート、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、ノルボルニルメタクリレート等が挙げられる。   Examples of methacrylic acid and esters include methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, amyl methacrylate, hexyl methacrylate, chlorobenzyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, Examples include 5-hydroxypentyl methacrylate, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, furfuryl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, adamantyl methacrylate, and norbornyl methacrylate.

アクリルアミド類としては、例えば、アクリルアミド、N−アルキルアクリルアミド、N,N’−ジアルキルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチル−N−メチルアクリルアミド、N−2−アセトアミドエチル−N−アセチルアクリルアミド等が挙げられる。   Examples of acrylamides include acrylamide, N-alkylacrylamide, N, N′-dialkylacrylamide, N-hydroxyethyl-N-methylacrylamide, N-2-acetamidoethyl-N-acetylacrylamide and the like.

メタクリルアミド類としては、例えば、メタクリルアミド、N−アルキルメタクリルアミド、N,N’−ジアルキルメタクリルアミド、N−ヒドロキシエチル−N−メチルメタクリルアミド等が挙げられる。   Examples of methacrylamides include methacrylamide, N-alkyl methacrylamide, N, N′-dialkyl methacrylamide, N-hydroxyethyl-N-methyl methacrylamide, and the like.

アリル化合物としては、例えば、アリルエステル類、アリルオキシエタノール等が挙げられる。また、アリルエステル類の具体例としては、酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸アリルラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳酸アリル等が挙げられる。   Examples of allyl compounds include allyl esters and allyloxyethanol. Specific examples of allyl esters include allyl acetate, allyl caproate, allyl caprylate, allyl laurate, allyl palmitate, allyl stearate, allyl benzoate, allyl acetoacetate, allyl lactate, and the like.

ビニルエーテル類としては、例えば、アルキルビニルエーテルが挙げられ、具体的には、ヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニルエーテル、2−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテル等が挙げられる。   Examples of vinyl ethers include alkyl vinyl ethers, and specifically, hexyl vinyl ether, octyl vinyl ether, decyl vinyl ether, ethyl hexyl vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, chloroethyl vinyl ether, 1-methyl-2,2- Examples include dimethylpropyl vinyl ether, 2-ethylbutyl vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol vinyl ether, dimethylaminoethyl vinyl ether, diethylaminoethyl vinyl ether, butylaminoethyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, and tetrahydrofurfuryl vinyl ether.

ビニルエステル類としては、例えば、ビニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジクロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブトキシアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラクテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシクロヘキシルカルボキシレート等が挙げられる。   Examples of vinyl esters include vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl trimethyl acetate, vinyl diethyl acetate, vinyl valate, vinyl caproate, vinyl chloroacetate, vinyl dichloroacetate, vinyl methoxyacetate, vinyl butoxyacetate, Examples thereof include vinyl acetoacetate, vinyl lactate, vinyl-β-phenylbutyrate, vinylcyclohexylcarboxylate and the like.

その他クロトン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、マレイミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、マレイロニトリル等が挙げられる。   Other examples include crotonic acid, itaconic acid, maleic anhydride, maleimide, acrylonitrile, methacrylonitrile, and maleilonitrile.

その他にも、上記種々の繰り返し単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。また、共重合させる単量体は、更に置換基を有していてもよい。   In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating units may be copolymerized. The monomer to be copolymerized may further have a substituent.

アルカリ可溶性ポリマー(E)における化学式(13)で表される繰り返し単位の含有量は、40〜100モル%とすることが好ましく、更に70〜100モル%とすることが好ましい。   The content of the repeating unit represented by the chemical formula (13) in the alkali-soluble polymer (E) is preferably 40 to 100 mol%, and more preferably 70 to 100 mol%.

また、アルカリ可溶性ポリマー(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。   The weight average molecular weight of the alkali-soluble polymer (E) is preferably 2000 to 80000, more preferably 2500 to 8000.

アルカリ可溶性ポリマー(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 polymer (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>
本発明のレジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、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 resist composition of the present invention further contains miscible additives as desired, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a surfactant, a dissolution inhibitor, and a plasticizer for improving coatability. Stabilizers, colorants, antihalation agents and the like can be added and contained as appropriate.

<レジスト組成物の調製>
本発明に係るレジスト組成物は、必要に応じて、ネガ型レジスト組成物とすることも、ポジ型レジスト組成物とすることもできる。
ネガ型レジスト組成物とする場合、通常、有機溶剤(F)に上記のフェノール性化合物(A)、酸発生剤(B)、有機塩基性化合物(C)、架橋性化合物(D)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。
また、ポジ型レジスト組成物とする場合、通常、有機溶剤(F)に上記の少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール性化合物(Acap)、酸発生剤(B)、有機塩基性化合物(C)及び必要に応じてその他の添加材を均一に混合することにより調製される。
<Preparation of resist composition>
The resist composition according to the present invention can be a negative resist composition or a positive resist composition as required.
In the case of a negative resist composition, the above-mentioned phenolic compound (A), acid generator (B), organic basic compound (C), crosslinkable compound (D), and as necessary are usually added to the organic solvent (F). Accordingly, it is prepared by mixing other additives uniformly.
Further, when a positive resist composition is used, usually, a phenolic compound (Acap) in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group in the organic solvent (F), an acid generator (B). The organic basic compound (C) and, if necessary, 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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、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、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0.5〜15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, diethylene glycol dimethyl ether, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide N- methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like 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, propylene glycol monomethyl ether acetate and mixed solvents thereof which are safety solvents 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 0.5 to 15% by weight.

本発明のレジスト組成物は、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 resist composition of the present invention is suitably used in a microlithography process for producing miniaturized electronic components for forming a gate layer of a semiconductor integrated circuit and for processing a mask pattern formed on a glass substrate. Can do.

[電子部品]
本発明は、上記本発明に係る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。
[Electronic parts]
The present invention also provides an electronic component that is at least partially formed of the resist composition according to the present invention or a cured product thereof. The electronic component according to the present invention includes the resist composition or the cured product thereof in any of the configurations including the resist composition or the cured product thereof. Can be. 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.

[レリーフパターンの製造方法]
本発明に係るレリーフパターンの製造方法は、
(i)本発明に係る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)前記レジスト膜を露光し、加熱し、現像する工程、を含むことを特徴とする。
[Relief pattern manufacturing method]
The method for producing a relief pattern according to the present invention includes:
(I) a step of applying a resist composition according to the present invention on a substrate and then heat-treating it to form a resist film; and (ii) exposing, heating and developing the resist film. It is characterized by.

本発明に係るレリーフパターンの製造方法によれば、高感度且つ高解像力で、形状が良好なパターンを形成することができる。   According to the method for producing a relief pattern according to the present invention, a pattern having a good shape can be formed with high sensitivity and high resolution.

以下、各工程についてそれぞれ説明する。
(i)本発明に係る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、スリットコート法、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 resist composition according to the present invention on a substrate and then heat-treating to form a resist film In this step, first, the resist composition is applied on a substrate.
The coating method is not particularly limited as long as the resist composition can be uniformly coated on the substrate surface, and various methods such as spraying, roll coating, slit coating, and spin coating are used. be able to.

次に、当該基板上に塗布した当該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、70〜160℃、好ましくは90〜130℃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 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 use ratio, the kind of organic solvent (F), etc., and are 70-160 degreeC normally, Preferably it is 90-130 degreeC. The pre-bake time is usually about 30 seconds to 15 minutes.

(ii)前記レジスト膜を露光し、加熱し、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、波長248nm以下の活性エネルギー線で露光する。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、前記レジスト膜を、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、選択的に露光する。
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、70〜160℃、好ましくは90〜130℃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、ネガ型レジスト組成物においては、未露光部を、ポジ型レジスト組成物においては露光部を、除去する。
現像方法としては、スプレー法、スリット法、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, heating and developing the resist film In this step, first, the resist film is exposed, for example, with an active energy ray having a wavelength of 248 nm or less. For example, by using an exposure apparatus such as an electron beam drawing apparatus or EUV exposure apparatus, the resist film is exposed through a mask having a predetermined pattern shape, or drawn by direct irradiation of an electron beam without using the mask. , Selectively expose.
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 conditions for the PEB treatment are usually 70 to 160 ° C., preferably 90 to 130 ° C., and 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 unexposed portion is removed in the negative resist composition, and the exposed portion is removed in the positive resist composition.
Examples of the developing method include a spray method, a slit method, a liquid piling method, a dipping method, and a shaking dipping method.
Examples of the alkaline developer of the resist composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, etc. Primary amines, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldimethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, An aqueous solution of an alkali such as a quaternary ammonium salt such as tetraethylammonium hydroxide or choline, or a cyclic amine such as pyrrole or 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 that exhibits the same effects. Are 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、製造例における、構造及び物性の確認は以下の装置を用いて行った。
・MALDI−TOF MS:BRUKER社製、REFLEX II
1,8,9−トリヒドロキシアントラセンをマトリックスとして測定を行った。
H‐NMR:日本電子製、JEOL JNM−LA400WB
・高速液体クロマトグラフィー(HPLC):島津製作所製、LC−10ADvp
温度:40℃、流速:0.5mL/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=8/2の測定条件で測定を行った。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. These descriptions do not limit the present invention.
In addition, the structure and physical properties in the production examples were confirmed using the following apparatuses.
・ MALDI-TOF MS: BRUKER, REFLEX II
Measurement was performed using 1,8,9-trihydroxyanthracene as a matrix.
1 H-NMR: JEOL JNM-LA400WB, manufactured by JEOL
-High performance liquid chromatography (HPLC): LC-10ADvp, manufactured by Shimadzu Corporation
Measurement was performed under measurement conditions of temperature: 40 ° C., flow rate: 0.5 mL / min, column: VP-ODS (4.7 mm × 150 mm), detector SPD-M10Avp, mobile phase: acetonitrile / water = 8/2. .

(塩基性化合物、フェノール性化合物の準備)
<製造例1:塩基性化合物(C−1)の合成>
窒素雰囲気下、100mL三口フラスコ中、N―(2―クロロエチル)ジベンジルアミン塩酸塩0.50g(1.69mmol)、α―クミルフェノール0.36g(1.69mmol)をアセトン30mLに溶解した。ついで炭酸カリウム2.34g(16.9mmol)を追加、60℃で48時間反応させた。反応後、残留した炭酸カリウムを除去、一旦溶媒を留去して反応物を乾固させた後に水に溶解、ついで酢酸エチルを加えて水相から目的物を抽出、さらに酢酸エチルを留去した後に、高速液体クロマトグラフィーにより精製して粘ちょうな無色液体の塩基性化合物(C−1)(分子量:435.6)を得た。
構造はMALDI−TOF MS、高速液体クロマトグラフィー、及びH‐NMRスペクトルにより確認した。
MALDI−TOF MSにて確認:[M+H]436.5
HPLC(アセトニトリル/水=8/2)保持時間:66.5分
H‐NMR(400 MHz, DMSO−d6, TMS): 6.76〜7.38δ(ppm)(aromatic−H)、4.01〜4.03(aromatic−O−CH2−)、3.66(aromatic−CH2−N)、2.75(N−CH2−CH2−)、1.59(aromatic−C(−CH3)―aromatic)
(Preparation of basic compounds and phenolic compounds)
<Production Example 1: Synthesis of basic compound (C-1)>
Under a nitrogen atmosphere, in a 100 mL three-necked flask, 0.50 g (1.69 mmol) of N- (2-chloroethyl) dibenzylamine hydrochloride and 0.36 g (1.69 mmol) of α-cumylphenol were dissolved in 30 mL of acetone. Then, 2.34 g (16.9 mmol) of potassium carbonate was added and reacted at 60 ° C. for 48 hours. After the reaction, the remaining potassium carbonate was removed, the solvent was distilled off once, and the reaction product was evaporated to dryness, and then dissolved in water. Then, ethyl acetate was added to extract the target product from the aqueous phase, and further ethyl acetate was distilled off. Later, it was purified by high performance liquid chromatography to obtain a viscous colorless liquid basic compound (C-1) (molecular weight: 435.6).
The structure was confirmed by MALDI-TOF MS, high performance liquid chromatography, and 1 H-NMR spectrum.
Confirmed with MALDI-TOF MS: [M + H] 436.5
HPLC (acetonitrile / water = 8/2) retention time: 66.5 minutes
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, TMS): 6.76 to 7.38 δ (ppm) (aromatic-H), 4.01 to 4.03 (aromatic-O—CH 2 —), 3.66 (Aromatic-CH2-N), 2.75 (N-CH2-CH2-), 1.59 (aromatic-C (-CH3) -aromatic)

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<製造例2、3:塩基性化合物(C−2)、(C−3)の合成>
窒素雰囲気下、100mL三口フラスコ中、N−(2−クロロエチル)ジベンジルアミン塩酸塩0.25g(1.69mmol)、(TekOC−4HBPA:本州化学工業株式会社製)0.54g(1.69mmol)をアセトン30mLに溶解。ついで炭酸カリウム1.17g(8.5mmol)を追加、60℃で48時間反応させた。反応後、残留した炭酸カリウムを除去、一旦溶媒を留去して反応物を乾固させた後に水に溶解、ついで酢酸エチルを加えて水相から目的物を抽出、さらに酢酸エチルを留去した後に高速液体クロマトグラフィーにより分取し、精製してロウ状固体の塩基性化合物(C−2)(分子量:856.2)及び(C−3)(分子量856.2)を得た。
構造はMALDI−TOF MS、高速液体クロマトグラフィー、及びH‐NMRスペクトルにより確認した。なお、H‐NMRスペクトル及びHPLCの保持時間が異なることから、塩基性化合物(C−2)と(C−3)は異性体の関係にあることがわかる。
<Production Examples 2 and 3: Synthesis of basic compounds (C-2) and (C-3)>
Under a nitrogen atmosphere, in a 100 mL three-necked flask, 0.25 g (1.69 mmol) of N- (2-chloroethyl) dibenzylamine hydrochloride, (TekOC-4HBPA: manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) 0.54 g (1.69 mmol) Is dissolved in 30 mL of acetone. Then, 1.17 g (8.5 mmol) of potassium carbonate was added and reacted at 60 ° C. for 48 hours. After the reaction, the remaining potassium carbonate was removed, the solvent was distilled off once, and the reaction product was evaporated to dryness, and then dissolved in water. Then, ethyl acetate was added to extract the target product from the aqueous phase, and further ethyl acetate was distilled off. Later, it was collected by high performance liquid chromatography and purified to obtain waxy solid basic compounds (C-2) (molecular weight: 856.2) and (C-3) (molecular weight 856.2).
The structure was confirmed by MALDI-TOF MS, high performance liquid chromatography, and 1 H-NMR spectrum. Since the 1 H-NMR spectrum and the HPLC retention time are different, it can be seen that the basic compounds (C-2) and (C-3) are in an isomer relationship.

(C−2)
MALDI−TOF MSにて確認:[M+H]856.8
HPLC(アセトニトリル/水=8/2)保持時間:73.5分
H‐NMR(400 MHz, DMSO−d6, TMS): 9.00&8.98(d)δ(ppm)(aromatic−OH)、8.90(aromatic−OH)、6.54〜7.37(aromatic−H)、3.98(aromatic−O−CH2−)、3.65(aromatic−CH2−N)、2.75(N−CH2−CH2−)、2.63(Cyclohexane―H2)2.01〜2.05(aromatic−CH3)、1.65(Cyclohexane―H2)、1.50(Cyclohexane―H2)、1.32(Cyclohexane―H)、1.08(Cyclohexane―H2)、0.44(−C(−CH3)2―)
(C-2)
Confirmed with MALDI-TOF MS: [M + H] 856.8
HPLC (acetonitrile / water = 8/2) retention time: 73.5 minutes
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, TMS): 9.00 & 8.98 (d) δ (ppm) (aromatic-OH), 8.90 (aromatic-OH), 6.54 to 7.37 ( aromatic-H), 3.98 (aromatic-O-CH2-), 3.65 (aromatic-CH2-N), 2.75 (N-CH2-CH2-), 2.63 (Cyclohexane-H2). 01 to 2.05 (aromatic-CH3), 1.65 (Cyclohexane-H2), 1.50 (Cyclohexane-H2), 1.32 (Cyclohexane-H), 1.08 (Cyclohexane-H2), 0.44 (-C (-CH3) 2-)

(C−3)
MALDI−TOF MSにて確認:[M+H]856.8
HPLC(アセトニトリル/水=8/2)保持時間:89.0分
H‐NMR(400 MHz, DMSO−d6, TMS): 8.98δ(ppm)(aromatic−OH)、8.92&8.90(d)(aromatic−OH)、6.54〜7.40(aromatic−H)、4.04(aromatic−O−CH2−)、3.68(aromatic−CH2−N)、2.79(N−CH2−CH2−)、2.65(Cyclohexane―H2)2.01〜2.10(aromatic−CH3)、1.65(Cyclohexane―H2)、1.51(Cyclohexane―H2)、1.32(Cyclohexane―H)、1.07(Cyclohexane―H2)、0.43(−C(−CH3)2―)
(C-3)
Confirmed with MALDI-TOF MS: [M + H] 856.8
HPLC (acetonitrile / water = 8/2) retention time: 89.0 minutes
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, TMS): 8.98 δ (ppm) (aromatic-OH), 8.92 & 8.90 (d) (aromatic-OH), 6.54 to 7.40 (aromatic) -H), 4.04 (aromatic-O-CH2-), 3.68 (aromatic-CH2-N), 2.79 (N-CH2-CH2-), 2.65 (Cyclohexane-H2) 2.01 ˜2.10 (aromatic-CH3), 1.65 (Cyclohexane-H2), 1.51 (Cyclohexane-H2), 1.32 (Cyclohexane-H), 1.07 (Cyclohexane-H2), 0.43 ( -C (-CH3) 2-)

Figure 2012220850
Figure 2012220850

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<比較塩基性化合物(RC−1)>
下記化学式で表される比較塩基性化合物(RC−1)(分子量:353.7)は、(製品名トリオクチルアミン)を東京化成工業株式会社から入手した。
<Comparison Basic Compound (RC-1)>
The comparative basic compound (RC-1) (molecular weight: 353.7) represented by the following chemical formula was obtained from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (product name: trioctylamine).

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<比較塩基性化合物(RC−2)>
下記化学式で表される比較塩基性化合物(RC−2)(分子量:287,4)は、(製品名トリベンジルアミン)を東京化成工業株式会社から入手した。
<Comparison basic compound (RC-2)>
The comparative basic compound (RC-2) (molecular weight: 287, 4) represented by the following chemical formula was obtained from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (product name: tribenzylamine).

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<比較塩基性化合物(RC−3)>
下記化学式で表される比較塩基性化合物(RC−3)(分子量:323.4)は、(製品名トリス[2−(2−メトキシエトキシ)エチル]アミン)を東京化成工業株式会社から入手した。
<Comparison Basic Compound (RC-3)>
The comparative basic compound (RC-3) (molecular weight: 323.4) represented by the following chemical formula was obtained from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (product name: Tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine). .

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<比較塩基性化合物(RC−4)>
下記化学式で表される比較塩基性化合物(RC−4)(分子量:191.3)は、(製品名1−(3−ヒドロキシベンジル)ピペリジン)を東京化成工業株式会社から入手した。
<Comparison Basic Compound (RC-4)>
The comparative basic compound (RC-4) (molecular weight: 191.3) represented by the following chemical formula was obtained from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (product name 1- (3-hydroxybenzyl) piperidine).

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<比較塩基性化合物(RC−5)>
下記化学式で表される比較塩基性化合物(RC−5)(分子量:191.3)は、(製品名1−ベンジル−4−ヒドロキシピペリジン)を東京化成工業株式会社から入手した。
<Comparison Basic Compound (RC-5)>
The comparative basic compound (RC-5) (molecular weight: 191.3) represented by the following chemical formula was obtained from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (product name 1-benzyl-4-hydroxypiperidine).

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<比較塩基性化合物(RC−6)>
下記化学式で表される比較塩基性化合物(RC−6)(分子量:127.2)は、(製品名3−ヒドロキシキヌクリジン)を東京化成工業株式会社から入手した。
<Comparison basic compound (RC-6)>
The comparative basic compound (RC-6) (molecular weight: 127.2) represented by the following chemical formula was obtained from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (product name: 3-hydroxyquinuclidine).

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<製造例4:フェノール性化合物(CRA−1)の合成>
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により行い、下記化学式で表される白色のフェノール性化合物(カリックスレゾルシンアレン誘導体;CRA−1)を得た。構造はMALDI−TOF MS、及びH‐NMRスペクトルにより確認した。
<Production Example 4: Synthesis of phenolic compound (CRA-1)>
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 to obtain a white phenolic compound (calix resorcinarene derivative; CRA-1) represented by the following chemical formula. The structure was confirmed by MALDI-TOF MS and 1 H-NMR spectrum.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<フェノール性化合物(A−1)>
下記化学式で表されるフェノール性化合物(A−1)は、旭有機材工業株式会社から入手した。
<Phenolic compound (A-1)>
The phenolic compound (A-1) represented by the following chemical formula was obtained from Asahi Organic Materials Co., Ltd.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<フェノール性化合物(A−2)>
下記化学式で表されるフェノール性化合物(A−2)製品名TEP−BOCPは、旭有機材工業株式会社から入手した。
<Phenolic compound (A-2)>
The phenolic compound (A-2) product name TEP-BOCP represented by the following chemical formula was obtained from Asahi Organic Materials Co., Ltd.

Figure 2012220850
<製造例5:フェノール性化合物(A−2S)の合成>
10重量%水酸化カリウム水溶液20mLとエタノール20mLからなる溶液に、前記化学式(A−2)で表されるフェノール性化合物5.8g(10mmol)を加え、室温で攪拌、溶解した。この溶液に37%ホルマリン水溶液14.0mL(160mmoL)を室温下でゆっくりと加えた。更に、窒素雰囲気下、40℃で24時間攪拌した後、ビーカー中の水200mLに投入した。これを氷浴にて冷却しながら2.0wt%酢酸水溶液をpH5.0になるまでゆっくりと加えた。析出物をろ別し、十分に水洗浄した後、乾燥し、ヒドロキシメチル基の数が4〜8個導入されたフェノール性化合物の混合物(A−2M)を得た。精製は、高速液体クロマトグラフィーにて行い、下記化学式で表されるフェノール性化合物(A−2S)を4.8g得た。
得られたフェノール性化合物(A−2S)の構造確認は、H‐NMRスペクトル及びMALDI−TOF MSより行った。
Figure 2012220850
<Production Example 5: Synthesis of phenolic compound (A-2S)>
To a solution composed of 20 mL of 10 wt% aqueous potassium hydroxide and 20 mL of ethanol, 5.8 g (10 mmol) of the phenolic compound represented by the chemical formula (A-2) was added, and the mixture was stirred and dissolved at room temperature. To this solution, 14.0 mL (160 mmol) of 37% formalin aqueous solution was slowly added at room temperature. Furthermore, after stirring at 40 ° C. for 24 hours under a nitrogen atmosphere, the mixture was poured into 200 mL of water in a beaker. While cooling this in an ice bath, a 2.0 wt% acetic acid aqueous solution was slowly added until the pH reached 5.0. The precipitate was filtered off, sufficiently washed with water, and then dried to obtain a mixture of phenolic compounds (A-2M) into which 4 to 8 hydroxymethyl groups were introduced. Purification was performed by high performance liquid chromatography to obtain 4.8 g of a phenolic compound (A-2S) represented by the following chemical formula.
The structure of the obtained phenolic compound (A-2S) was confirmed by 1 H-NMR spectrum and MALDI-TOF MS.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<製造例6:フェノール性化合物(A−3S)の合成>
前記製造例5において、フェノール性化合物(A−2)を用いる代わりに、下記化学式で表されるフェノール性化合物(A−3)(TekOC−4HBPA:本州化学工業株式会社)6.3g(10mmol)を用い、37%ホルマリン水溶液の添加量を7.0mL(80mmoL)に変更した以外は、製造例5と同様にして、下記化学式で表される白色のフェノール性化合物(A−3S)を5.8g得た。
得られたフェノール性化合物(A−3S)の構造確認は、H‐NMRスペクトル及びMALDI−TOF MSより行った。
<Production Example 6: Synthesis of phenolic compound (A-3S)>
In Production Example 5, instead of using the phenolic compound (A-2), phenolic compound (A-3) represented by the following chemical formula (TekOC-4HBPA: Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) 6.3 g (10 mmol) The white phenolic compound (A-3S) represented by the following chemical formula was used in the same manner as in Production Example 5, except that the amount of 37% formalin aqueous solution was changed to 7.0 mL (80 mmol). 8 g was obtained.
The structure of the obtained phenolic compound (A-3S) was confirmed by 1 H-NMR spectrum and MALDI-TOF MS.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<酸発生剤>
下記化学式で表される酸発生剤ジフェニル−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(P−1)は、和光純薬工業株式会社から入手した。
<Acid generator>
The acid generator diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate (P-1) represented by the following chemical formula was obtained from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<架橋性化合物>
下記化学式で表される架橋性化合物(D−1)は、(製品名TM−BIP−A)を旭有機材工業株式会社から入手した。
<Crosslinkable compound>
As the crosslinkable compound (D-1) represented by the following chemical formula, (product name TM-BIP-A) was obtained from Asahi Organic Materials Co., Ltd.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

(実施例1〜7、比較例1〜11:ネガ型レジスト組成物の調製)
各成分を表1のような配合量でプロピレングリコールモノメチルエーテル(F−1)に溶解し、12時間攪拌した後、0.2μmPTFEフィルターでろ過し、実施例1〜7及び比較例1〜11のネガ型レジスト組成物を調製した。
なお、塩基性化合物の重量部が異なるのは、実施例及び比較例に用いる塩基性化合物のモル数を合わせたためである。
(Examples 1-7, Comparative Examples 1-11: Preparation of negative resist composition)
Each component was dissolved in propylene glycol monomethyl ether (F-1) in a blending amount as shown in Table 1, stirred for 12 hours, and then filtered through a 0.2 μm PTFE filter. Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 11 A negative resist composition was prepared.
In addition, the weight part of a basic compound differs because the number of moles of the basic compound used for an Example and a comparative example was match | combined.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<評価:レジストパターンの形成>
上記実施例1〜7、及び比較例1〜11のレジスト組成物を用いて、以下に示す方法でレジストパターンを作成し、評価を行った。なお、結果を表2に示す。
<Evaluation: Formation of resist pattern>
Using the resist compositions of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 11, resist patterns were prepared and evaluated by the methods shown below. The results are shown in Table 2.

(1)レジストの塗布
実施例及び比較例の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70nmのレジスト膜を形成した。
(1) Application of resist Each resist composition of Examples and Comparative Examples was uniformly applied on a 6-inch silicon substrate using a spinner, pre-baked (PAB) at 100 ° C. for 60 seconds, and a film thickness of 70 nm. The resist film was formed.

(2)レジストパターンの形成
上記のレジスト塗布基板に対し、電子線描画装置(加速電圧100KV)を用いて描画を行った。描画終了後、100℃もしくは110℃で60秒間ベーク処理(PEB)を施し、2.38%のTMAH水溶液(23℃)で60秒間現像処理し、さらに純水にて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。
(2) Formation of resist pattern Drawing was performed on the resist-coated substrate using an electron beam drawing apparatus (acceleration voltage 100 KV). After drawing, baking (PEB) is performed at 100 ° C. or 110 ° C. for 60 seconds, developed with 2.38% TMAH aqueous solution (23 ° C.) for 60 seconds, and further rinsed with pure water for 60 seconds. A line and space (L / S) pattern was formed.

<評価>
(1)感度、解像力
感度は100nm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により判断した。
また、このとき得られた100nmL/SパターンのSEM像において長手方向のエッジ0.7μmの範囲について、ライン幅を500ポイント測定し、標準偏差を求め、3σを算出、LERとした。さらに一定量のパターン寸法変化を引き起こす露光量を露光余裕度として定義、105nmが得られる露光量から95nmが得られる露光量を引いてこれを感度で割り100をかけて計算した。LERはパターン側壁の凹凸の大きさを反映しているために数値が小さいほうが望ましく、露光余裕度は露光量が変化しても寸法が変化しにくい、すなわちある一定範囲の寸法を得ることができる露光量レンジが大きい方が好ましいのでこの数値は大きい方が望ましい。
<Evaluation>
(1) Sensitivity and resolving power Sensitivity was measured in units of μC / cm 2 with the minimum dose at which an L / S pattern of 100 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 the resolution was judged by a length measurement SEM made by Holon.
Further, in the SEM image of the 100 nm L / S pattern obtained at this time, the line width was measured at 500 points in the range of the edge of 0.7 μm in the longitudinal direction, the standard deviation was obtained, 3σ was calculated, and LER was obtained. Further, the exposure amount causing a certain amount of pattern dimension change was defined as the exposure margin, and the exposure amount for obtaining 95 nm was subtracted from the exposure amount for obtaining 105 nm, and this was divided by the sensitivity and calculated by 100. Since LER reflects the size of the unevenness on the side wall of the pattern, it is desirable that the numerical value is small, and the exposure margin does not change easily even if the exposure amount changes, that is, a certain range of dimensions can be obtained. Since a larger exposure range is preferable, a larger value is desirable.

Figure 2012220850
Figure 2012220850

<結果のまとめ>
上記表2に示す結果から、実施例1〜7では、解像力に優れており、感度を損なうことなく、所望の微細パターンを形成することができた。比較塩基性化合物としてRC−1からRC−6を用いた比較例1〜11では、解像力が劣っていた。
LER、露光余裕度については塩基性化合物を変更したことによる大きな差は認められていないが、実施例において解像力以外の諸性能を悪化させる事無く解像力が改善したことが示唆されている。
比較例1〜3では、塩基性化合物を同一のものとし、従来、解像力を向上できるとされた、その他の条件を変更した場合の比較を行った。比較例2では、比較例1よりも、PEB温度を下げ、比較例3では、比較例1よりも塩基性化合物の含有量を高めてそれぞれ測定を行った。比較例2及び3は、比較例1と比較しても解像力改善の効果がみられなかった。すなわち、従来の知見では達成不可能であったレジスト諸特性に悪影響を与えずに解像力を改善することが、本発明では、特定の構造、分子量を有する塩基性化合物を用いることによって達成できた。
比較例1〜9では塩基性化合物の分子量が400未満であるため、PEB中の塩基性化合物の拡散がより発生しやすい傾向があると推測される。この場合、ラインとラインの間、未露光部分での塩基性化合物の濃度低下が露光部の酸が多くあるエリアに移動することにより顕著に起こることになり、その結果、塩基性化合物が本来有する露光部で発生した酸が未露光部まで拡散すことを抑制するという効果が減じてしまったと考えられる。この場合、未露光部にも酸が拡散により浸入することにより像形成が起こりやすくなるため、パターンの分離が不十分となり解像力低下を引き起こしてしまう。一方、実施例で用いた化合物は分子量が大きく拡散が抑制されることにより、露光部と未露光部の境界部における酸の濃度差がはっきりと現れ未露光部の像形成が抑制されるため、高解像力が得られたものと推測される。
<Summary of results>
From the results shown in Table 2, in Examples 1 to 7, the resolution was excellent, and a desired fine pattern could be formed without impairing sensitivity. In Comparative Examples 1 to 11 using RC-1 to RC-6 as comparative basic compounds, the resolution was inferior.
Regarding LER and exposure margin, a large difference due to the change of the basic compound is not recognized, but it is suggested that the resolution is improved without deteriorating various performances other than the resolution in the examples.
In Comparative Examples 1 to 3, the basic compounds were the same, and comparison was performed when other conditions were changed, which were conventionally considered to improve resolution. In Comparative Example 2, the PEB temperature was lowered than in Comparative Example 1, and in Comparative Example 3, the content of the basic compound was increased as compared with Comparative Example 1, and the measurement was performed. In Comparative Examples 2 and 3, even when compared with Comparative Example 1, the effect of improving the resolution was not observed. That is, in the present invention, it was possible to improve the resolving power without adversely affecting various resist properties that could not be achieved by conventional knowledge, by using a basic compound having a specific structure and molecular weight.
In Comparative Examples 1 to 9, since the molecular weight of the basic compound is less than 400, it is estimated that the diffusion of the basic compound in PEB tends to occur more easily. In this case, between the lines, the concentration of the basic compound in the unexposed part is significantly reduced by moving to an area where there is a lot of acid in the exposed part. As a result, the basic compound originally has It is considered that the effect of suppressing the acid generated in the exposed portion from diffusing to the unexposed portion has been reduced. In this case, since the acid is likely to enter the unexposed area by diffusion, image formation is likely to occur, so that the pattern is not sufficiently separated and the resolution is lowered. On the other hand, since the compound used in the examples has a large molecular weight and the diffusion is suppressed, a difference in acid concentration at the boundary between the exposed area and the unexposed area clearly appears, and image formation in the unexposed area is suppressed. It is presumed that high resolution was obtained.

Claims (10)

フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、芳香環を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有する分子量400以上の有機塩基性化合物(C)とを含有する、レジスト組成物。   One or more phenolic compounds (A), acid generators (B), and aromatic rings in one molecule, and one or more phenolic hydroxyl groups and / or oxy groups (-O-) in one molecule A resist composition containing an organic basic compound (C) having a molecular weight of 400 or more. フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、芳香環を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有する分子量400以上の有機塩基性化合物(C)と、架橋性化合物(D)とを含有し、前記フェノール性化合物(A)と前記架橋性化合物(D)が同一の化合物であってもよい、請求項1に記載のレジスト組成物。   One or more phenolic compounds (A), acid generators (B), and aromatic rings in one molecule, and one or more phenolic hydroxyl groups and / or oxy groups (-O-) in one molecule It contains an organic basic compound (C) having a molecular weight of 400 or more and a crosslinkable compound (D), and the phenolic compound (A) and the crosslinkable compound (D) may be the same compound. The resist composition according to claim 1. 前記フェノール性化合物(A)と前記架橋性化合物(D)が同一の化合物であって、当該同一の化合物が、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基を有する芳香環に、ヒドロキシメチル基及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量300〜3000のフェノール性化合物(A’)である、請求項2に記載のレジスト組成物。   The phenolic compound (A) and the crosslinkable compound (D) are the same compound, and the same compound has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and an aromatic ring having a phenolic hydroxyl group And a phenolic compound (A ′) having a molecular weight of 300 to 3000 having one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group in one molecule. The resist composition as described. フェノール性化合物(A)と、酸発生剤(B)と、芳香環を1分子中に1個以上有し、フェノール性水酸基及び/又はオキシ基(−O−)を1分子中に1個以上有する分子量400以上の有機塩基性化合物(C)とを含有し、前記フェノール性化合物(A)が、少なくとも一部のフェノール性水酸基が酸分解性基で保護されたフェノール性化合物(Acap)である、請求項1に記載のレジスト組成物。   One or more phenolic compounds (A), acid generators (B), and aromatic rings in one molecule, and one or more phenolic hydroxyl groups and / or oxy groups (-O-) in one molecule An organic basic compound (C) having a molecular weight of 400 or more, wherein the phenolic compound (A) is a phenolic compound (Acap) in which at least a part of the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable group. The resist composition according to claim 1. 前記フェノール性化合物(A)が、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有する分子量300〜3000のフェノール性化合物である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のレジスト組成物。   The resist composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the phenolic compound (A) is a phenolic compound having a molecular weight of 300 to 3000 and having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. 前記有機塩基性化合物(C)が下記式(1)で表される、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。
Figure 2012220850
(式(1)中、Rは、直接結合又はオキシ基(−O−)を有してもよいアルキレン基を表し、R及びRは、それぞれ独立に、オキシ基(−O−)を有してもよい1価の有機基であり、Arは、芳香環を有する1価の有機基である。但し、1分子中に、フェノール性水酸基及び/又はエーテル結合を1個以上有する。)
The negative resist composition according to claim 1, wherein the organic basic compound (C) is represented by the following formula (1).
Figure 2012220850
(In Formula (1), R a represents an alkylene group which may have a direct bond or an oxy group (—O—), and R b and R c each independently represents an oxy group (—O—). Ar is a monovalent organic group having an aromatic ring, provided that one molecule has at least one phenolic hydroxyl group and / or ether bond. )
前記有機塩基性化合物(C)における前記オキシ基(−O−)が、芳香環に直接結合している、請求項1乃至6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 6, wherein the oxy group (-O-) in the organic basic compound (C) is directly bonded to an aromatic ring. 前記フェノール性化合物(A)又は前記フェノール性化合物(A’)のガラス転移温度(Tg)が60℃以上である、請求項1乃至7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 claim 1, wherein the phenolic compound (A) or the phenolic compound (A ′) has a glass transition temperature (Tg) of 60 ° C. or higher. (i)請求項1乃至8のいずれか一項に記載の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)前記レジスト膜を露光し、加熱し、現像する工程、を含むレリーフパターンの製造方法。
(I) a step of applying a resist composition according to any one of claims 1 to 8 on a substrate and then heat-treating to form a resist film; and (ii) exposing the resist film to heat And developing the relief pattern.
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の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 resist composition according to claim 1 or a cured product thereof.
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