JP2012234062A - Positive resist composition, method for producing relief pattern, and electronic component - Google Patents

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健一 奥山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive resist composition, from which a pattern having superior pattern strength, hardly causing pattern collapse and having high resolution and low line edge roughness can be formed, and to provide a method for producing a relief pattern and electronic components using the positive resist composition.SOLUTION: The positive resist composition includes: a phenol derivative mixture (A) having an average one or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and an average one or more groups expressed by chemical formula (I) in one molecule, and having an average molecular weight of 400 to 2500; and an acid generator (B) that directly or indirectly generates an acid by irradiation with active energy rays at a wavelength of 248 nm or shorter. In the chemical formula (I), symbols conform to the description in the specification.

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ポジ型レジスト組成物、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 positive resist composition for forming a chemically amplified resist useful for microfabrication, a relief pattern manufacturing method 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、F、EUV、X線、電子線やその他の荷電粒子線等を露光光として用いたリソグラフィーが提案されている。
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization has rapidly progressed due to advances in lithography technology. For example, high resolution with a dimension width of 50 nm or less is required.
As a technique for miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened, and in addition to the currently used KrF excimer laser light, ArF, F 2 , EUV, X-rays, electron beams, and other charged particles Lithography using lines as exposure light has been proposed.

特に電子線およびEUV露光によるパターン形成は、次世代もしくは次々世代リソグラフィー技術として位置づけられており、半導体集積回路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、高解像かつ低ラインエッジラフネス(Line Edge Roughness、LER)全ての要求を満たすポジ型レジストの開発が望まれている。
これらに対するレジスト材料としては、感度の向上を目的として、酸の触媒反応を利用した化学増幅型感光性組成物が用いられている。例えば、ポジ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の親水性基に予め酸分解性を有する保護基を導入し、アルカリ不溶性としたレジスト基質と、光の照射によって酸を発生する酸発生剤成分と、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、保護基を分解又は解離し(脱保護)、アルカリ不溶性からアルカリ可溶性に変化する。また、発生した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。
In particular, pattern formation by electron beam and EUV exposure is positioned as next-generation or next-generation lithography technology, and has high sensitivity, high resolution, and low line edge for processing mask patterns formed on semiconductor integrated circuits and glass substrates. Development of a positive resist that satisfies all the requirements of roughness (LINE Edge Roughness, LER) is desired.
As a resist material for these, a chemically amplified photosensitive composition using an acid catalytic reaction is used for the purpose of improving sensitivity. For example, a positive chemically amplified photosensitive composition usually contains a resist substrate in which an acid-decomposable protective group is introduced in advance into the hydrophilic group of an alkali-soluble resin to render the acid insoluble by exposure to light. It contains a generated acid generator component, a basic compound, and the like. Such a photosensitive composition decomposes or dissociates (deprotects) the protecting group by the action of an acid generated from the acid generator component by exposure, and changes from alkali-insoluble to alkali-soluble. In addition, since the generated acid repeats the reaction catalytically, pattern exposure with a smaller exposure amount becomes possible.

微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化が行われており、現在用いられているKrFエキシマレーザー光に加え、ArF、F、EUV、X線、電子線やその他の荷電粒子線等を露光光として用いたリソグラフィーが提案されている。また、これらの各露光光を用いたリソグラフィーにおいては、より高感度な化学増幅型の感光性組成物が用いられるようになってきている。 As a technique for miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened, and in addition to the currently used KrF excimer laser light, ArF, F 2 , EUV, X-rays, electron beams, and other charged particles Lithography using lines as exposure light has been proposed. In lithography using each of these exposure lights, a chemical amplification type photosensitive composition with higher sensitivity has come to be used.

加工寸法と並んで重要なのは、加工精度である。例えば、ラインエッジラフネス(LER)値により与えられる、パターン寸法のバラつきが大きいと半導体の性能に影響を与え、深刻な問題となることが指摘されている。化学増幅型の感光性組成物においては、感度と解像力、LERは相反関係にあり、これらを如何に両立し得るかが課題である。   Along with the processing dimensions, the processing accuracy is important. For example, it has been pointed out that a large variation in pattern dimensions given by a line edge roughness (LER) value affects the performance of the semiconductor and becomes a serious problem. In a chemically amplified photosensitive composition, sensitivity, resolving power, and LER are in a reciprocal relationship, and how to make them compatible is a problem.

従来、半導体のリソグラフィーには、質量平均分子量が約10000以上の高分子化合物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、微細加工における加工寸法及び加工精度には限界がある。
Conventionally, a resist material based on a polymer compound having a mass average molecular weight of about 10,000 or more has 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 to the processing dimension and processing accuracy in microfabrication.

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増大への寄与は小さいものと期待される。このような低分子材料としては、カリックスレゾルシンアレン誘導体やデンドリマー型の化合物が挙げられ、当該カリックスレゾルシンアレン誘導体を用いたポジ型のレジスト組成物、並びにデンドリマー型化合物を用いたポジ型レジスト組成物が検討されている(特許文献1乃至3参照)。   Therefore, a low molecular weight material having a low molecular weight and a small molecular size has been developed, and the low molecular weight material is expected to be superior in resolving power as compared with a high molecular weight material and further contribute less to LER. The Examples of such low molecular weight materials include calix resorcinarene derivatives and dendrimer type compounds. Positive resist compositions using the calix resorcinarene derivatives and positive resist compositions using the dendrimer type compounds include: (See Patent Documents 1 to 3).

しかしながら、上記のような低分子材料は、高分子材料の様な分子鎖の絡み合いが極めて少なく、分子間力や水素結合の様な比較的弱い結合による集合体である。そのため、低分子材料を用いて形成したパターンは、高分子材料を用いて形成したパターンに比べて脆く、壊れやすい(パターン強度が低い)という問題がある。
また、形成されたパターンの幅と高さの比を示すアスペクト比においても、低分子材料ではパターン強度が低いために、高分子材料と同じパターン幅でも、高分子材料よりもアスペクト比が小さく(パターンの高さが低く)なってしまうという問題がある。
However, the low molecular weight material as described above has very little molecular chain entanglement like the high molecular weight material, and is an aggregate of relatively weak bonds such as intermolecular force and hydrogen bond. Therefore, there is a problem that a pattern formed using a low molecular material is fragile and easily broken (pattern strength is low) compared to a pattern formed using a high molecular material.
Also, in the aspect ratio indicating the ratio of the width and height of the formed pattern, since the pattern strength is low in the low molecular material, the aspect ratio is smaller than that in the polymer material even with the same pattern width as the polymer material ( There is a problem that the height of the pattern becomes low.

これらの問題を解決する手法として、特許文献4では、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300〜4000のポリフェノール化合物と、当該フェノール性水酸基と反応し酸の作用により分解可能な架橋結合を形成し得る反応性官能基を1分子中に2個以上有する特定の化合物と、特定の酸発生剤を含有するポジ型レジスト組成物が開示されている。特許文献4のポジ型レジスト組成物によれば、低分子材料の利点である高解像度を有しながらも、パターン強度、及びアスペクト比に優れたパターンを形成することができる。しかしながら、特許文献4の手法では、後述する比較例のとおりラインエッジラフネスが不十分であった。   As a technique for solving these problems, in Patent Document 4, a polyphenol compound having a molecular weight of 300 to 4000 having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and a crosslinkable compound that reacts with the phenolic hydroxyl group and can be decomposed by the action of an acid. A positive resist composition containing a specific compound having two or more reactive functional groups capable of forming a bond in one molecule and a specific acid generator is disclosed. According to the positive resist composition of Patent Document 4, it is possible to form a pattern having excellent pattern strength and aspect ratio while having high resolution, which is an advantage of a low molecular material. However, in the method of Patent Document 4, the line edge roughness is insufficient as in a comparative example described later.

特開平11−322656号公報JP-A-11-322656 特開2003−321423号公報JP 2003-321423 A 特開2007−293250号公報JP 2007-293250 A 特開2009−244724号公報JP 2009-244724 A

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、特許文献4に記載のレジスト組成物は、レジスト基材であるポリフェノール化合物の他に架橋性化合物を混合して用いるため、相溶性が悪く、局所的に相分離が生じ、ラインエッジラフネスが不十分になるのではないかとの知見を得た。そこで本発明者らは、高解像力で低ラインエッジラフネスのパターンを得るためには、より均一なレジスト膜を形成することが重要であると考えた。   As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have used the resist composition described in Patent Document 4 by mixing a crosslinkable compound in addition to the polyphenol compound that is a resist base material. As a result, phase separation occurred and line edge roughness was insufficient. Therefore, the present inventors considered that it is important to form a more uniform resist film in order to obtain a pattern with high resolution and low line edge roughness.

本発明は、このような状況下になされたものであり、パターン強度に優れ、パターン倒れが起こりにくく、かつ、高解像度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ポジ型レジスト組成物、当該ポジ型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。   The present invention has been made under such circumstances, positive resist composition excellent in pattern strength, resisting pattern collapse, and capable of obtaining a high resolution, low line edge roughness pattern, It is an object of the present invention to provide a relief pattern manufacturing method and an electronic component using a positive resist composition.

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、1つの分子に複数の機能を有するように設計すれば、組成物中の成分数を減らすことが可能になり、各成分の相分離によるレジスト膜の不均一性を改善することができるより均一なレジスト膜を形成することができると考えた。このような考えの下、本発明者らは、レジスト基質となる特定のフェノール性化合物に特定の架橋性基を導入して、架橋性及びアルカリ現像性を有するレジスト基質を用いることにより、フェノール性化合物と架橋剤の2成分を混合して用いた場合に比べて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という知見を見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors can reduce the number of components in the composition if designed to have a plurality of functions in one molecule. It was considered that a more uniform resist film can be formed which can improve the non-uniformity of the resist film due to phase separation of components. Under such an idea, the present inventors introduced a specific crosslinkable group into a specific phenolic compound serving as a resist substrate, and used a resist substrate having crosslinkability and alkali developability to thereby obtain a phenolic compound. The inventors have found that a pattern of low line edge roughness can be obtained with high resolving power as compared with the case where two components of a compound and a crosslinking agent are mixed and used, and the present invention has been completed.

本発明に係るポジ型レジスト組成物は、フェノール性水酸基を1分子中に平均1個以上、及び、下記化学式(I)で表される基を1分子中に平均1個以上有する、平均分子量400〜2500のフェノール誘導体混合物(A)、並びに、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(B)を含有することを特徴とする。   The positive resist composition according to the present invention has an average molecular weight of 400 having an average of one or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and an average of one or more groups represented by the following chemical formula (I) in one molecule. It contains ˜2500 phenol derivative mixture (A) and an acid generator (B) that generates an acid directly or indirectly by irradiation with an active energy ray having a wavelength of 248 nm or less.

Figure 2012234062
(化学式(I)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、R〜Rの2つが結合して3〜8個の炭素原子又はヘテロ原子からなる環構造を形成してもよい。Rは、直鎖又は分岐の炭素数1〜6のアルキレン基、シクロアルキレン基、及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる基である。)
Figure 2012234062
(In the chemical formula (I), R a to R c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group, and two of R a to R c are bonded to form 3 to 8 carbon atoms or A ring structure composed of heteroatoms may be formed, and R d is a group selected from the group consisting of linear or branched alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkylene groups, and combinations thereof.

本発明に係るポジ型レジスト組成物においては、前記フェノール誘導体混合物(A)は、23℃での濃度2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液に対する現像速度が0.5nm/sec以上であることが、現像性が良好で、高解像度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 positive resist composition according to the present invention, the phenol derivative mixture (A) has a development rate of 0.5 nm / sec with respect to an aqueous solution of 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) at 23 ° C. The above is preferable from the viewpoint that developability is good and a pattern with high resolution and low line edge roughness can be obtained.

本発明に係るポジ型レジスト組成物においては、前記フェノール誘導体混合物(A)は、フェノール性水酸基の水素が、上記化学式(I)で表される基で置換された構造を有することが、パターン強度に優れ、パターン倒れが起こりにくく、かつ、高解像度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 positive resist composition according to the present invention, the phenol derivative mixture (A) has a structure in which the hydrogen of the phenolic hydroxyl group is substituted with the group represented by the above chemical formula (I). It is preferable because it is excellent in resistance to pattern collapse, and a pattern with high resolution and low line edge roughness can be obtained.

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

本発明に係るポジ型レジスト組成物においては、前記フェノール誘導体混合物(A)が、下記化学式(1)で表されるフェノール誘導体混合物であることが、パターン強度に優れ、パターン倒れが起こりにくく、かつ、高解像度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 positive resist composition according to the present invention, the phenol derivative mixture (A) is a phenol derivative mixture represented by the following chemical formula (1), which is excellent in pattern strength, hardly causes pattern collapse, and This is preferable because a pattern with high resolution and low line edge roughness can be obtained.

Figure 2012234062
[化学式(1)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(2)に示す基からなる群より選ばれる基であり、Rに含まれるアリール基は、水酸基及び/又は下記化学式(I)で表される基を有しても良い。
Figure 2012234062
[In the chemical formula (1), R 1 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a group selected from the group consisting of groups represented by the following chemical formula (2), the R 1 The aryl group contained may have a hydroxyl group and / or a group represented by the following chemical formula (I).

Figure 2012234062
(化学式(2)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1価の有機基であり、複数あるRのうち、1分子中平均1個以上は水素原子であり、1分子中平均1個以上は下記化学式(I)で表される基である。Rは、ハロゲン原子、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、ニトロ基、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ばれる基である。
Figure 2012234062
(In the chemical formula (2), 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. Represents.)
R 2 s are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and among the plurality of R 2 , one or more on average in one molecule is a hydrogen atom, and one or more on average in one molecule is represented by the following chemical formula ( It is a group represented by I). R 3 is a group selected from the group consisting of halogen atoms, alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, alkoxy groups, acyl groups, cyano groups, nitro groups, hydroxymethyl groups, and alkoxymethyl groups.

Figure 2012234062
(化学式(I)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、R〜Rの2つが結合して3〜8個の炭素原子又はヘテロ原子からなる環構造を形成してもよい。Rは、直鎖又は分岐の炭素数1〜6のアルキレン基、シクロアルキレン基、及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる基である。)
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(1)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。]
Figure 2012234062
(In the chemical formula (I), R a to R c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group, and two of R a to R c are bonded to form 3 to 8 carbon atoms or A ring structure composed of heteroatoms may be formed, and R d is a group selected from the group consisting of linear or branched alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkylene groups, and combinations thereof.
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 (1) may be the same as or different from each other. ]

本発明に係るポジ型レジスト組成物においては、前記フェノール誘導体混合物(A)のガラス転移温度(Tg)が60℃以上であることが、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 positive resist composition according to the present invention, when the glass transition temperature (Tg) of the phenol derivative mixture (A) is 60 ° C. or higher, a pattern with high resolution and low line edge roughness can be obtained. It is preferable from the point.

本発明に係るレリーフパターンの製造方法は、
(i)本発明に係るポジ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程、及び
(ii)前記レジスト膜を電子線、イオンビーム、EUV、又はX線で露光し、現像する工程、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、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形成することができる。
The method for producing a relief pattern according to the present invention includes:
(I) a step of applying a positive resist composition according to the present invention on a substrate and then heat-treating to form a resist film; and (ii) applying the resist film to an electron beam, ion beam, EUV, or X-ray. And exposing and developing.
According to the present invention, it is possible to form a low line edge roughness pattern with high sensitivity and high resolution.

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

本発明によれば、パターン強度に優れ、パターン倒れが起こりにくく、かつ、高解像度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ポジ型レジスト組成物、当該ポジ型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。   According to the present invention, a positive resist composition that is excellent in pattern strength, resists pattern collapse, and can obtain a pattern with high resolution and low line edge roughness, and a relief pattern using the positive resist composition The manufacturing method and electronic component can be provided.

以下において本発明を詳しく説明する。
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紫外線、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、−CHCH−)の他、同一の炭素原子からの2価の結合も含む(例えば、−CH−)。また、アルキル基、シクロアルキル基は、飽和炭化水素の他、二重結合、三重結合等を有する不飽和炭化水素を含む。シクロアルキル基は、単環式の他、2環性、3環性等の多環性炭化水素も含む。
The present invention is described in detail below.
In the present invention, “active energy rays” mean far ultraviolet rays such as KrF excimer laser, ArF excimer laser, and F 2 excimer laser, electron beams, ion beams, EUV, X-rays, 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). The divalent bond of the alkylene group includes a divalent bond from the same carbon atom (for example, —CH 2 —) as well as a case from a different carbon atom (for example, —CH 2 CH 2 —). Moreover, an alkyl group and a cycloalkyl group include unsaturated hydrocarbons having double bonds, triple bonds and the like in addition to saturated hydrocarbons. Cycloalkyl groups include monocyclic as well as polycyclic hydrocarbons such as bicyclic and tricyclic.

I.ポジ型レジスト組成物
本発明に係るポジ型レジスト組成物は、フェノール性水酸基を1分子中に平均1個以上、及び、下記化学式(I)で表される基を1分子中に平均1個以上有する、平均分子量400〜2500のフェノール誘導体混合物(A)、並びに、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(B)を含有することを特徴とする。
I. Positive resist composition The positive resist composition according to the present invention has an average of one or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and an average of one or more groups represented by the following chemical formula (I) in one molecule. It has a phenol derivative mixture (A) having an average molecular weight of 400 to 2500 and an acid generator (B) that generates an acid directly or indirectly by irradiation with an active energy ray having a wavelength of 248 nm or less. And

Figure 2012234062
(化学式(I)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、R〜Rの2つが結合して3〜8個の炭素原子又はヘテロ原子からなる環構造を形成してもよい。Rは、直鎖又は分岐の炭素数1〜6のアルキレン基、シクロアルキレン基、及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる基である。)
Figure 2012234062
(In the chemical formula (I), R a to R c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group, and two of R a to R c are bonded to form 3 to 8 carbon atoms or A ring structure composed of heteroatoms may be formed, and R d is a group selected from the group consisting of linear or branched alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkylene groups, and combinations thereof.

本発明に係るポジ型レジスト組成物によれば、パターン強度に優れ、パターン倒れが起こりにくく、かつ、高解像度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。   According to the positive resist composition of the present invention, it is possible to obtain a pattern having excellent pattern strength, pattern collapse hardly occurring, and high resolution and low line edge roughness.

上記特定のフェノール誘導体混合物(A)と特定の酸発生剤(B)を組み合わせて用いることにより、上記の効果を発揮する作用としては以下のように推定される。
従来、化学増幅型ポジ型レジストは、通常、露光により酸を発生する酸発生剤と予めアルカリ可溶性基が保護基により保護された化合物を含有し、露光により発生した酸により、保護基の分解又は解離反応が進行し、露光部のアルカリ可溶性が高まることにより、パターン形成が可能となる。しかしながら、高分子材料を用いる場合には、微細加工における加工寸法及び加工精度には限界があり、更に、現像時に膨潤が生じやすいため、その膨潤により解像力の低下やラインエッジラフネスの悪化が起こる。一方、低分子材料の場合には、パターン強度が低く、パターンが脆く、壊れやすいという問題があった。
この問題を解決する手法として、本発明者は、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300〜4000のポリフェノール化合物と、当該フェノール性水酸基と反応し酸の作用により分解可能な架橋結合を形成し得る反応性官能基を1分子中に2個以上有する特定の化合物と、特定の酸発生剤を含有するポジ型レジスト組成物を提案した(特許文献4)。この手法によれば、塗膜形成時の加熱により、前記ポリフェノール化合物が前記反応性官能基を有する特定の化合物を介して架橋結合するため、未露光部は、パターン強度に優れる。また、露光部は、発生した酸により架橋結合が分解又は解離するため、低分子材料に戻り、フェノール性水酸基が再生されて溶解し、高解像度のパターンを形成できる。しかしながら、特許文献4のレジスト組成物は、レジスト基質である前記ポリフェノール化合物の他に、前記反応性官能基を有する特定の化合物を混合して用いるため、各成分の相溶性の問題を生じ、局所的に相分離しているものと推定される。このような場合には、均一なレジスト膜を作製することはできないため、ラインエッジラフネスが悪化するものと推定される。
By using the specific phenol derivative mixture (A) and the specific acid generator (B) in combination, the following effects can be estimated as follows.
Conventionally, a chemically amplified positive resist usually contains an acid generator that generates an acid upon exposure and a compound in which an alkali-soluble group is previously protected by a protecting group. The dissociation reaction proceeds and the alkali solubility in the exposed area is increased, so that pattern formation is possible. However, when a polymer material is used, there is a limit to the processing dimensions and processing accuracy in microfabrication, and furthermore, swelling tends to occur during development, and this swelling causes a decrease in resolution and a deterioration in line edge roughness. On the other hand, in the case of a low molecular weight material, there are problems that the pattern strength is low, the pattern is brittle, and is easily broken.
As a technique for solving this problem, the present inventor has developed a polyphenol compound having a molecular weight of 300 to 4000 having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and a crosslinkable bond capable of decomposing by the action of an acid by reacting with the phenolic hydroxyl group. A positive resist composition containing a specific compound having two or more reactive functional groups in one molecule and a specific acid generator has been proposed (Patent Document 4). According to this method, since the polyphenol compound is crosslinked through the specific compound having the reactive functional group by heating at the time of forming the coating film, the unexposed portion is excellent in pattern strength. In addition, since the cross-linking bond is decomposed or dissociated by the generated acid, the exposed portion returns to the low molecular material, and the phenolic hydroxyl group is regenerated and dissolved to form a high resolution pattern. However, since the resist composition of Patent Document 4 is used by mixing the specific compound having the reactive functional group in addition to the polyphenol compound which is a resist substrate, the problem of compatibility of each component occurs, It is estimated that the phases are separated. In such a case, since a uniform resist film cannot be produced, it is estimated that the line edge roughness deteriorates.

それに対し、本発明においては、フェノール性水酸基を1分子中に平均1個以上、及び、上記化学式(I)で表される基を1分子中に平均1個以上有する、平均分子量400〜2500のフェノール誘導体混合物(A)を用いるので、別途架橋性化合物を混合することなく、フェノール誘導体混合物(A)のフェノール性水酸基と上記化学式(I)で表される基とが例えば下記式で表わされるように分子間で反応し、フェノール誘導体混合物(A)同士が連結可能となり、相分離の問題が生じないものと推定される。これにより、より均一性が高く、パターン強度が高いレジスト膜を作製することができる。そして、露光部は、酸発生剤(B)から発生した酸により、上記連結部分が解離するため、低分子成分に戻り、フェノール性水酸基が再生されて溶解するため、高解像度のパターンが得られるものと推定される。また、未露光部は、均一性が高いフェノール誘導体混合物(A)の連結状態が保持されるため、パターン強度が高い、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ものと推定される。   On the other hand, in the present invention, an average molecular weight of 400 to 2500 having an average of one or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and an average of one or more groups represented by the above chemical formula (I) in one molecule. Since the phenol derivative mixture (A) is used, the phenolic hydroxyl group of the phenol derivative mixture (A) and the group represented by the above chemical formula (I) can be represented, for example, by the following formula without separately mixing a crosslinkable compound. It is presumed that the phenol derivative mixture (A) can be linked to each other and the phase separation problem does not occur. Thereby, a resist film with higher uniformity and higher pattern strength can be produced. And since the said connection part dissociates by the acid which generate | occur | produced from the acid generator (B) in an exposure part, since it returns to a low molecular component and a phenolic hydroxyl group is reproduced | regenerated and melt | dissolved, a high resolution pattern is obtained. Estimated. Moreover, since the connection state of the phenol derivative mixture (A) with high uniformity is maintained in the unexposed area, it is presumed that a pattern with high pattern strength and low line edge roughness can be obtained.

Figure 2012234062
Figure 2012234062

本発明に係るポジ型レジスト組成物は、フェノール誘導体混合物(A)と酸発生剤(B)を必須成分とするものであり、必要に応じて他の成分を含んでいてもよいものである。
以下、当該ポジ型レジスト組成物の各成分について順に説明する。
The positive resist composition according to the present invention comprises a phenol derivative mixture (A) and an acid generator (B) as essential components, and may contain other components as necessary.
Hereinafter, each component of the positive resist composition will be described in order.

<フェノール誘導体混合物(A)>
本発明において用いられるフェノール誘導体混合物(A)は、フェノール性水酸基を1分子中に平均1個以上、及び、上記化学式(I)で表される基を1分子中に平均1個以上有する、平均分子量400〜2500の化合物である。当該フェノール誘導体混合物(A)の平均分子量を上記範囲内とすることにより、高解像で低ラインエッジラフネスが図れる。
なお、本発明において、「フェノール性水酸基」とは、ベンゼン等の芳香環に直接結合された水酸基を意味する。
<Phenol derivative mixture (A)>
The phenol derivative mixture (A) used in the present invention has an average of one or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and an average of one or more groups represented by the above chemical formula (I) in one molecule. It is a compound having a molecular weight of 400-2500. By setting the average molecular weight of the phenol derivative mixture (A) within the above range, high resolution and low line edge roughness can be achieved.
In the present invention, “phenolic hydroxyl group” means a hydroxyl group directly bonded to an aromatic ring such as benzene.

本発明のフェノール誘導体混合物(A)は、フェノール性水酸基を1分子中に平均1個以上、及び、上記化学式(I)で表される基を1分子中に平均1個以上有する。そのため本発明のフェノール誘導体混合物(A)は、塗膜形成前(加熱前)の組成物の状態では、アルカリ可溶性を有し、塗膜形成後(加熱後)は、上記化学式(I)で表される基がフェノール性水酸基と反応してアセタール構造を形成するためアルカリ可溶性を喪失し、光照射後は、酸発生部分のみ、酸の影響でアセタール構造が分解されて、低分子成分に戻ると共にフェノール性水酸基が再生されて、再度アルカリ可溶性を有するようになるものである。   The phenol derivative mixture (A) of the present invention has an average of one or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and an average of one or more groups represented by the above chemical formula (I) in one molecule. Therefore, the phenol derivative mixture (A) of the present invention has alkali solubility in the state of the composition before coating film formation (before heating), and after coating film formation (after heating) is represented by the above chemical formula (I). Group reacts with a phenolic hydroxyl group to form an acetal structure, so that alkali solubility is lost. After irradiation with light, only the acid generating part, the acetal structure is decomposed by the influence of acid, and returns to a low molecular component. The phenolic hydroxyl group is regenerated and becomes alkali-soluble again.

本発明において用いられるフェノール誘導体混合物(A)は、フェノール性水酸基を1分子中に平均1個以上有すればよく、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、パターン強度に優れ、パターン倒れが起こりにくく、かつ、高解像度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、フェノール誘導体混合物(A)は、フェノール性水酸基を1分子中に平均2個以上有することが好ましい。
なお、フェノール誘導体混合物(A)は、フェノール性水酸基を1分子中に平均1個以上有すればよいため、フェノール性水酸基を有しない分子が含まれていてもよい。しかしながら、パターン強度に優れ、パターン倒れが起こりにくく、アルカリ現像性に優れる点からは、各分子がフェノール性水酸基を1個以上有することが好ましく、2個以上有することがより好ましい。
The phenol derivative mixture (A) used in the present invention may have an average of one or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and the number of phenolic hydroxyl groups in one molecule is not particularly limited. Among them, the phenol derivative mixture (A) has an average of 2 phenolic hydroxyl groups in one molecule because it is excellent in pattern strength, resists pattern collapse, and can obtain a pattern with high resolution and low line edge roughness. It is preferable to have at least one.
In addition, since a phenol derivative mixture (A) should just have an average of 1 or more phenolic hydroxyl groups in 1 molecule, the molecule | numerator which does not have a phenolic hydroxyl group may be contained. However, it is preferable that each molecule has one or more phenolic hydroxyl groups, and more preferably two or more from the viewpoint of excellent pattern strength, resistance to pattern collapse, and excellent alkali developability.

中でも、本発明において用いられるフェノール誘導体混合物(A)は、フェノール性水酸基の平均導入個数を、下記を基準としたアルカリ可溶性を有するように、適宜選択されることが好ましい。
フェノール誘導体混合物(A)は、濃度2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液(23℃)に対する現像速度が0.5nm/sec以上であるものを選択して用いることが好ましく、更に1.0nm/sec以上であるものを選択して用いることが好ましい。当該アルカリ可溶性樹脂のアルカリ現像速度を上記範囲内とすることにより、パターン形状の向上が図れる。
Among them, the phenol derivative mixture (A) used in the present invention is preferably selected as appropriate so that the average number of phenolic hydroxyl groups introduced is alkali-soluble based on the following.
The phenol derivative mixture (A) is preferably selected and used at a development rate of 0.5 nm / sec or more with respect to an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) having a concentration of 2.38% by weight (23 ° C.). Furthermore, it is preferable to select and use one that is 1.0 nm / sec or more. By making the alkali development speed of the alkali-soluble resin within the above range, the pattern shape can be improved.

例えば、濃度2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液(23℃)に対する現像速度は、例えば、上記フェノール誘導体混合物(A)を単独で用いて、例えば5重量%の溶液とし、シリコンウエハ上に乾燥後の膜厚が300nmとなるように塗膜を形成後、濃度2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液(23℃)に浸漬し、塗膜が完全に溶解するまでの時間を測定し、算出することができる。   For example, the development rate for a 2.38 wt% concentration of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution (23 ° C.) is, for example, the above-mentioned phenol derivative mixture (A) alone, for example, a 5 wt% solution, After the coating film is formed on the silicon wafer so that the film thickness after drying becomes 300 nm, it is immersed in a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution (23 ° C.) having a concentration of 2.38% by weight. The time until dissolution can be measured and calculated.

本発明において用いられるフェノール誘導体混合物(A)は、下記化学式(I)で表される基を1分子中に平均1個以上有すればよく、1分子中の下記化学式(I)で表される基の数は特に限定されない。   The phenol derivative mixture (A) used in the present invention may have an average of at least one group represented by the following chemical formula (I) and represented by the following chemical formula (I) in one molecule. The number of groups is not particularly limited.

Figure 2012234062
(化学式(I)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、R〜Rの2つが結合して3〜8個の炭素原子又はヘテロ原子からなる環構造を形成してもよい。Rは、直鎖又は分岐の炭素数1〜6のアルキレン基、シクロアルキレン基、及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる基である。)
Figure 2012234062
(In the chemical formula (I), R a to R c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group, and two of R a to R c are bonded to form 3 to 8 carbon atoms or A ring structure composed of heteroatoms may be formed, and R d is a group selected from the group consisting of linear or branched alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkylene groups, and combinations thereof.

上記化学式(I)で表される基は、塗膜を形成する際の80〜160℃程度の加熱により、フェノール性水酸基と反応して連結する基である。上記化学式(I)で表される基自体は、酸により分解されるものではなく、一般的にポジ型感光性樹脂組成物において導入されている酸分解性基に該当しないものである。   The group represented by the chemical formula (I) is a group that reacts with and links with a phenolic hydroxyl group by heating at about 80 to 160 ° C. when forming a coating film. The group represented by the above chemical formula (I) itself is not decomposed by an acid, and generally does not correspond to an acid-decomposable group introduced in a positive photosensitive resin composition.

〜Rにおけるアルキル基としては、特に限定されない。中でも、炭素数1〜8の置換基を有していてもよいアルキル基が好ましく、例えば、置換基を有していてもよいメチル基、エチル基、プロピル基、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。
〜Rにおけるシクロアルキル基としては、特に限定されない。中でも、炭素数3〜8の置換基を有してもよいシクロアルキル基がこのましく、例えば、置換基を有していても良いシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
またR〜Rの任意の2つが結合して3〜8個の炭素原子又はヘテロ原子からなる環構造任意の2つが結合して環を形成してもよい。このような環としては例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、ジヒドロフラニル基、ジヒドロピラニル基等が挙げられ、これらの環は更に置換基を有していてもよい。
The alkyl group for R a to R c is not particularly limited. Especially, the alkyl group which may have a C1-C8 substituent is preferable, for example, the methyl group which may have a substituent, an ethyl group, a propyl group, n-butyl group, sec-butyl. Group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl group and the like.
The cycloalkyl group in R a to R c is not particularly limited. Among them, a cycloalkyl group which may have a substituent having 3 to 8 carbon atoms is preferable, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group which may have a substituent.
Further, any two of R a to R c may be bonded to each other to form a ring by combining two arbitrary ring structures composed of 3 to 8 carbon atoms or heteroatoms. Examples of such a ring include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a dihydrofuranyl group, and a dihydropyranyl group, and these rings may further have a substituent. .

におけるアルキレン基としては、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、更に置換基を有していてもよい。
におけるシクロアルキレン基としては単環、多環どちらでもよく、例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等を挙げることができ、更に置換基を有していてもよい。
Examples of the alkylene group for R d include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and an isobutylene group, and may further have a substituent.
The cycloalkylene group in R d may be monocyclic or polycyclic, and examples thereof include a cyclopentylene group and a cyclohexylene group, and may further have a substituent.

〜Rが有していてもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素) 、ニトロ基、シアノ基、アミド基、スルホンアミド基、アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜8のアルコキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、ホルミル基、アセチル基等のアシル基、アセトキシ基、ブチリルオキシ基等のアシロキシ基が挙げられる。 Examples of the substituent that R a to R d may have include a hydroxyl group, a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine), a nitro group, a cyano group, an amide group, a sulfonamide group, an alkyl group, a methoxy group, C1-C8 alkoxy groups such as ethoxy group, hydroxyethoxy group, propoxy group, hydroxypropoxy group and butoxy group, alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group and ethoxycarbonyl group, acyl groups such as formyl group and acetyl group, Examples include an acyloxy group such as an acetoxy group and a butyryloxy group.

上記化学式(I)で表される基としては、反応性が高く、入手が容易な点から、上記化学式(I)で表される基としては、アルキルビニルエーテル基であることが好ましい。
アルキルビニルエーテル基としては、例えば、メチルビニルエーテル基、エチルビニルエーテル基、イソプロピルビニルエーテル基、n−プロピルビニルエーテル基、n−ブチルビニルエーテル基、イソブチルビニルエーテル基、2−エチルヘキシルビニルエーテル基、シクロヘキシルビニルエーテル基等が挙げられる。
The group represented by the chemical formula (I) is preferably an alkyl vinyl ether group as the group represented by the chemical formula (I) from the viewpoint of high reactivity and easy availability.
Examples of the alkyl vinyl ether group include a methyl vinyl ether group, an ethyl vinyl ether group, an isopropyl vinyl ether group, an n-propyl vinyl ether group, an n-butyl vinyl ether group, an isobutyl vinyl ether group, a 2-ethylhexyl vinyl ether group, and a cyclohexyl vinyl ether group.

パターン強度に優れ、パターン倒れが起こりにくく、かつ、高解像度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、フェノール誘導体混合物(A)は、上記化学式(I)で表される基を1分子中に平均1.2個以上、更に平均1.5個以上有することが好ましい。
なお、フェノール誘導体混合物(A)は、上記化学式(I)で表される基を1分子中に平均1個以上有すればよいため、上記化学式(I)で表される基を有しない分子が含まれていてもよい。しかしながら、パターン強度に優れ、パターン倒れが起こりにくく、アルカリ現像性に優れる点からは、各分子が上記化学式(I)で表される基を1個以上有することが好ましい。
The phenol derivative mixture (A) has 1 group represented by the above chemical formula (I) because it is excellent in pattern strength, resists pattern collapse, and can obtain a pattern with high resolution and low line edge roughness. It is preferable to have an average of 1.2 or more, more preferably 1.5 or more, in the molecule.
In addition, since the phenol derivative mixture (A) may have an average of at least one group represented by the chemical formula (I) in one molecule, a molecule not having the group represented by the chemical formula (I) It may be included. However, it is preferable that each molecule has one or more groups represented by the above chemical formula (I) from the viewpoint of excellent pattern strength, resistance to pattern collapse, and excellent alkali developability.

また、フェノール誘導体混合物(A)を構成する各分子中に、フェノール性水酸基と上記化学式(I)で表される基を合計2個以上有することが好ましく、合計3個以上有することがより好ましい。フェノール性水酸基と上記化学式(I)で表される基を合計3個以上有する場合には、フェノール誘導体混合物(A)が3次元的に架橋されるため、パターン強度に優れ、パターン倒れが起こりにくい。   Moreover, in each molecule | numerator which comprises a phenol derivative mixture (A), it is preferable to have 2 or more in total and phenolic hydroxyl group and group represented by the said Chemical formula (I), and it is more preferable to have 3 or more in total. When the phenolic hydroxyl group and the group represented by the above chemical formula (I) have a total of three or more, the phenol derivative mixture (A) is three-dimensionally cross-linked, so that the pattern strength is excellent and the pattern collapse hardly occurs. .

フェノール誘導体混合物(A)全体におけるフェノール性水酸基の平均個数と上記化学式(I)で表される基の平均個数の比は特に限定されない。反応性及びアルカリ現像性の点から、フェノール性水酸基の平均個数は、上記化学式(I)で表される基の平均個数と比べて同じか多い方が好ましい。また、フェノール性水酸基の平均個数と上記化学式(I)で表される基の平均個数の比が、50:50〜90:10であることが好ましい。この範囲内であれば、フェノール性水酸基と上記化学式(I)で表される基の連結反応が効率よく進行するとともに、未反応のフェノール性水酸基が残るため、アルカリ現像性に優れている。   The ratio of the average number of phenolic hydroxyl groups in the whole phenol derivative mixture (A) and the average number of groups represented by the above chemical formula (I) is not particularly limited. From the viewpoints of reactivity and alkali developability, the average number of phenolic hydroxyl groups is preferably the same or larger than the average number of groups represented by the above chemical formula (I). The ratio of the average number of phenolic hydroxyl groups to the average number of groups represented by the chemical formula (I) is preferably 50:50 to 90:10. Within this range, the linking reaction of the phenolic hydroxyl group and the group represented by the above chemical formula (I) proceeds efficiently and unreacted phenolic hydroxyl group remains, so that the alkali developability is excellent.

フェノール誘導体混合物(A)において、上記化学式(I)で表される基は、どのように含まれていても良い。中でも、合成が容易である点から、フェノール誘導体混合物(A)は、フェノール性水酸基の水素が、上記化学式(I)で表される基で置換された構造を有することが好ましい。フェノール性水酸基の水素が上記化学式(I)で表される基で置換された構造を有する場合には、エーテル基を介することにより、化学式(I)で表される基の動きが良好になり、反応効率が良好になることも期待できる。   In the phenol derivative mixture (A), the group represented by the chemical formula (I) may be contained in any manner. Among these, from the viewpoint of easy synthesis, the phenol derivative mixture (A) preferably has a structure in which the hydrogen of the phenolic hydroxyl group is substituted with the group represented by the above chemical formula (I). In the case where the hydrogen of the phenolic hydroxyl group has a structure substituted with the group represented by the above chemical formula (I), the movement of the group represented by the chemical formula (I) is improved through the ether group, It can also be expected that the reaction efficiency is improved.

本発明において用いられるフェノール誘導体混合物(A)は、平均分子量が400〜2500である化合物を選択して用いる。平均分子量が下限値未満だと、レジスト膜を形成する能力やパターンを形成する能力が劣ってしまう。一方、分子量が上限値を超えると、微細なパターン形成が困難になることに加え、現像時に膨潤が生じ易くなり、それに伴うパターン倒れの恐れがある。ここで分子量は、その分子を構成する原子の原子量の和をいい、平均分子量は、フェノール誘導体混合物(A)を構成する各分子の分子量の平均値である。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をフェノール誘導体混合物(A)の平均分子量とする。
本発明において用いられるフェノール誘導体混合物(A)の平均分子量としては、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。
As the phenol derivative mixture (A) used in the present invention, a compound having an average molecular weight of 400 to 2500 is selected and used. If the average molecular weight is less than the lower limit, the ability to form a resist film and the ability to form a pattern are inferior. On the other hand, when the molecular weight exceeds the upper limit value, it becomes difficult to form a fine pattern, and swelling easily occurs during development, which may cause pattern collapse. Here, the molecular weight refers to the sum of the atomic weights of the atoms constituting the molecule, and the average molecular weight is an average value of the molecular weights of the respective molecules constituting the phenol derivative mixture (A). Moreover, when it is an oligomer which has molecular weight distribution, let the weight average molecular weight using GPC (polystyrene conversion) be an average molecular weight of a phenol derivative mixture (A).
In particular, the average molecular weight of the phenol derivative mixture (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.

本発明において用いられるフェノール誘導体混合物(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90〜180℃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で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℃未満のフェノール誘導体混合物(A)を用いると、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℃以上のフェノール誘導体混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、電子線によるパターン形成時に生じるパターンの粗密依存を抑制することができる。また、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 phenol derivative mixture (A) used in the present invention preferably has a glass transition temperature (Tg) of 60 ° C. or higher, 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 90 to 180 ° C. is used. Since the resist film formed by spin coating contains a large amount of residual solvent, the resist substrate is heated at a temperature of 90 ° C. or higher with a hot plate in order to form a stable resist film excluding this solvent (pre-baking). . However, when a phenol derivative mixture (A) having a glass transition temperature of less than 60 ° C. is used, a dewetting phenomenon of the resist film occurs in the pre-bake process, and a uniform film may not be obtained.
In contrast, when a phenol derivative mixture having a glass transition temperature of 60 ° C. or higher is used, pre-baking at a high temperature is possible, a uniform film is obtained, and a resist film excellent in environmental resistance (post coating delay: PCD). Is obtained. Furthermore, it is possible to suppress the dependence of the pattern density on the pattern formation by the electron beam. Further, in the dry etching process after the resist pattern is formed, a pattern having excellent etching resistance (can prevent melting of the pattern 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誘導体混合物(A)は、沸点が80〜180℃の有機溶剤に対して、23℃で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 phenol derivative mixture (A) used in the present invention has a solubility of 5% by weight or more at 23 ° C. in an organic solvent having a boiling point of 80 to 180 ° C. 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.

上記フェノール誘導体混合物(A)としては、特に限定されず、適宜選択して用いることができる。例えば、下記化学式(1)及び化学式(3)で表される化合物が挙げられる。   It does not specifically limit as said phenol derivative mixture (A), It can select suitably and can be used. Examples thereof include compounds represented by the following chemical formula (1) and chemical formula (3).

Figure 2012234062
[化学式(1)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(2)に示す基からなる群より選ばれる基であり、Rに含まれるアリール基は、水酸基及び/又は下記化学式(I)で表される基を有しても良い。
Figure 2012234062
[In the chemical formula (1), R 1 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a group selected from the group consisting of groups represented by the following chemical formula (2), the R 1 The aryl group contained may have a hydroxyl group and / or a group represented by the following chemical formula (I).

Figure 2012234062
(化学式(2)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1価の有機基であり、複数あるRのうち、1分子中平均1個以上は水素原子であり、1分子中平均1個以上は下記化学式(I)で表される基である。Rは、ハロゲン原子、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、ニトロ基、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ばれる基である。
Figure 2012234062
(In the chemical formula (2), 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. Represents.)
R 2 s are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and among the plurality of R 2 , one or more on average in one molecule is a hydrogen atom, and one or more on average in one molecule is represented by the following chemical formula ( It is a group represented by I). R 3 is a group selected from the group consisting of halogen atoms, alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, alkoxy groups, acyl groups, cyano groups, nitro groups, hydroxymethyl groups, and alkoxymethyl groups.

Figure 2012234062
(化学式(I)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、R〜Rの2つが結合して3〜8個の炭素原子又はヘテロ原子からなる環構造を形成してもよい。Rは、直鎖又は分岐の炭素数1〜6のアルキレン基、シクロアルキレン基、及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる基である。)
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(1)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。]
Figure 2012234062
(In the chemical formula (I), R a to R c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group, and two of R a to R c are bonded to form 3 to 8 carbon atoms or A ring structure composed of heteroatoms may be formed, and R d is a group selected from the group consisting of linear or branched alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkylene groups, and combinations thereof.
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 (1) may be the same as or different from each other. ]

Figure 2012234062
(化学式(3)中、
、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、或いは、これらの組み合わせからなる基を表す。R、R、R及びRに含まれるアリール基は、水酸基及び/又は上記化学式(I)で表される基を有しても良い。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。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又はR11のうち、1分子中平均1個以上は水素原子であり、1分子中平均1個以上は上記化学式(I)で表される基である。
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は互いに同じであっても異なっていても良い。
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 2012234062
(In the chemical formula (3),
R 6 , R 7 , R 8 and R 9 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group consisting of a combination thereof. The aryl group contained in R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may have a hydroxyl group and / or a group represented by the above chemical formula (I). A plurality of R 6 may combine to form a ring. A plurality of R 7 may combine to form a ring. A plurality of R 8 may combine to form a ring. A plurality of R 9 may combine to form a ring. A plurality of R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be the same as or different from each other.
R 10 and R 11 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, and among a plurality of R 10 or R 11 , one or more on average per molecule is a hydrogen atom, and an average of 1 per molecule These are groups represented by the above chemical formula (I).
W represents a single bond, an ether bond, a thioether bond, or an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, or 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(1)で表される化合物において、Rのアルキル基としては、特に制限はないが、炭素数1〜18のアルキル基が好ましい。当該アルキル基は、直鎖でも、分岐状でも良い。例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、i−プロピル基、i−ブチル基、t−ブチル基、i−ペンチル基、t−ペンチル基、ヘキサデシル基等が挙げられる。また、二重結合、三重結合等の不飽和結合を有していても良い。 In the compound represented by the chemical formula (1), the alkyl group for R 1 is not particularly limited, but an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is preferable. The alkyl group may be linear or branched. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, i-propyl group, i-butyl group, t-butyl group, i-pentyl group, t-pentyl group, hexadecyl group and the like can be mentioned. Moreover, you may have unsaturated bonds, such as a double bond and a triple bond.

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

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

シクロアルキル基が有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、水酸基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基等が挙げられる。   The substituent that the cycloalkyl group 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6〜10であり、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等が挙げられる。 The aryl group of R 1, is not particularly limited, preferably 6 to 14 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms, for example, a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group and the like.

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

上記化学式(2)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、エッチング耐性の点から好ましい。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(2)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 (2), 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 etching resistance. When m is 2, two R 4 and R 5 may be the same or different.
In the chemical formula (2), a case where both R 4 and R 5 are hydrogen atoms is preferably used.

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

の1価の有機基としては、1分子中平均1個以上は上記化学式(I)で表される基であれば、特に制限はない。化学式(I)で表される基以外の置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基が挙げられる。
のアルキル基としては、上記Rと同様のものが挙げられる。Rのアルキル基の有する置換基としては、上記Rのものと同様のものが挙げられる。
また、R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。更に、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 monovalent organic group for R 2 is not particularly limited as long as one or more of its average in one molecule is a group represented by the above chemical formula (I). Examples of the substituent other than the group represented by the chemical formula (I) include an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.
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.
In addition, 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. Furthermore, 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、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、水酸基、カルボキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
As the halogen atom and alkyl group for R 3, the same groups as those described above for R 1 can be used.
The substituent that the alkyl group as R 3 has is a 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基としては、上記Rのものと同様のものとすることができる。
また、Rのアルコキシ基としては、上記Rと同様のものが挙げられる。
The cycloalkyl group of R 3 and the substituent that the cycloalkyl group has can be the same as those of R 1 described above. The aryl group of R 3 and the substituent that the aryl group has can be the same as those of R 1 described above.
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(1)で表される化合物は、フェノール性水酸基を1分子中に平均1個以上、及び、上記化学式(I)で表される基を1分子中に平均1個以上有すれば、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。 If the compound represented by the chemical formula (1) has an average of one or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and an average of one or more groups represented by the chemical formula (I) in one molecule, The substituents indicated by the same reference numerals in each repeating unit may be the same or different. The positions of OR 2 and R 3 in each repeating unit may be the same or different.

上記化学式(1)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であることが好ましく、更にx1が4で、n1が2の、8個のRのうち水素原子が4〜7個、前記化学式(I)で表される基が1〜4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。 In the compound represented by the chemical formula (1), x1 is preferably 4 and n1 is preferably 2 from the viewpoint of obtaining a pattern with high sensitivity, high resolution, and good shape. 4, n1 is 2 and 8 R 2 are preferably calix resorcinarene derivatives having 4 to 7 hydrogen atoms and 1 to 4 groups represented by the above chemical formula (I).

一方、上記化学式(3)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(3)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 (3), 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 (3), 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、水酸基、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)、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基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 (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom), an alkoxy group (a methoxy group, an ethoxy group, A propoxy group, a butoxy group, etc.), a hydroxymethyl group, or an alkoxymethyl group.

10及びR11における1価の有機基とは、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、ビニルエーテル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 monovalent 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, a cyano group, and a vinyl ether 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.

本発明においては、パターン強度に優れ、パターン倒れが起こりにくく、かつ、高解像度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、中でも、前記化学式(1)で表されるフェノール誘導体混合物(A)であることが好ましい。   In the present invention, the phenol derivative mixture represented by the above chemical formula (1) (among others) is excellent in pattern strength, resists pattern collapse, and can obtain a pattern with high resolution and low line edge roughness. A) is preferred.

本発明に用いられるフェノール誘導体混合物(A)の製造方法は特に限定されないが、例えば、フェノール性化合物を前駆体として、当該フェノール性化合物が有するフェノール性水酸基の一部の水素と化学式(I)で表される基を置換することによって得ることができる。フェノール性水酸基の一部の水素と化学式(I)で表される基を置換する方法としては、フェノール性化合物とハロゲン化アルキルビニルエーテル化合物を縮合反応させることにより得られる。   Although the manufacturing method of the phenol derivative mixture (A) used for this invention is not specifically limited, For example, by using a phenolic compound as a precursor, some hydrogen of the phenolic hydroxyl group which the said phenolic compound has, and chemical formula (I) It can be obtained by substituting the group represented. As a method of substituting a part of hydrogen of the phenolic hydroxyl group and the group represented by the chemical formula (I), it can be obtained by a condensation reaction of a phenolic compound and a halogenated alkyl vinyl ether compound.

Figure 2012234062
(化学式(I’)中、R〜Rは、化学式(I)と同じであり、Xはハロゲン原子である。)
Figure 2012234062
(In the chemical formula (I ′), R a to R d are the same as those in the chemical formula (I), and X is a halogen atom.)

化学式(I’)中のハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子が好ましい。   As the halogen atom in the chemical formula (I ′), a chlorine atom and a bromine atom are preferable.

以下にフェノール誘導体混合物(A)の前駆体として用いられるフェノール性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。   Although the specific example of the phenolic compound used as a precursor of a phenol derivative mixture (A) below is shown, this invention is not limited to these.

Figure 2012234062
Figure 2012234062

Figure 2012234062
Figure 2012234062

Figure 2012234062
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フェノール誘導体混合物(A)の前駆体となるフェノール性化合物は、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 phenolic compound used as the precursor of the phenol derivative mixture (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.

フェノール誘導体混合物(A)の前駆体として用いられるフェノール性化合物は、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。
しかしながら、本発明に係るポジ型レジスト組成物において、フェノール誘導体混合物(A)は、同一のフェノール性化合物から得られたフェノール誘導体の割合が70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く、同一のフェノール性化合物から得られたフェノール誘導体の割合が80重量%以上であることがより好ましく、90重量%以上であることが更に好ましい。
ここで、同一のフェノール性化合物から得られたフェノール誘導体には、前駆体となるフェノール性化合物、及び当該フェノール性化合物から得られた1種以上のフェノール誘導体が含まれる。同一のフェノール性化合物から得られたフェノール誘導体に含まれる各化合物は、通常、置換基を除いた化学構造(母核)が同じである。
フェノール誘導体混合物(A)として、上記のように同一のフェノール性化合物から得られたフェノール誘導体の割合が高いほど、相溶性が高まり、また、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、フェノール誘導体混合物(A)は、同一のフェノール性化合物から得られたフェノール誘導体の割合が上記の値未満であっても、フェノール性化合物の構造が類似しており、相溶性が良好な場合には好適に用いることができる。
The phenolic compound used as the precursor of the phenol derivative mixture (A) may be used singly or in combination of two or more.
However, in the positive resist composition according to the present invention, the phenol derivative mixture (A) is such that the proportion of the phenol derivative obtained from the same phenolic compound is 70% by weight or more, thereby improving the low line edge roughness. The ratio of the phenol derivative obtained from the same phenolic compound is more preferably 80% by weight or more, and still more preferably 90% by weight or more.
Here, the phenol derivative obtained from the same phenolic compound includes a phenolic compound as a precursor and one or more phenol derivatives obtained from the phenolic compound. Each compound contained in a phenol derivative obtained from the same phenolic compound usually has the same chemical structure (host nucleus) excluding a substituent.
As the phenol derivative mixture (A), the higher the proportion of the phenol derivative obtained from the same phenolic compound as described above, the higher the compatibility, and the more uniform the development progress, so the line edge roughness is reduced. It is estimated that
However, the phenol derivative mixture (A) has a similar phenolic compound structure and good compatibility even if the ratio of the phenol derivative obtained from the same phenolic compound is less than the above value. Can be suitably used.

当該フェノール誘導体混合物(A)の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、70重量%以上であり、75重量%以上であることが好ましく、更に80重量%以上であることが好ましい。また、少なくとも後述する酸発生剤(B)を含有することから、上限は、レジスト組成物の全固形分に対して、98重量%以下であることが好ましい。
なお、本発明において、固形分とは、ポジ型レジスト組成物中に含まれる成分のうち有機溶剤以外のものを意味する。
The content of the phenol derivative mixture (A) is 70% by weight or more, preferably 75% by weight or more, and more preferably 80% by weight or more based on the total solid content of the resist composition. . Moreover, since it contains the acid generator (B) mentioned later at least, it is preferable that an upper limit is 98 weight% or less with respect to the total solid of a resist composition.
In addition, in this invention, solid content means things other than an organic solvent among the components contained in a positive resist composition.

<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(B)>
本発明において用いられる波長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(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。
<Acid generator (B) that generates an acid directly or indirectly by irradiation with an active energy ray having a wavelength of 248 nm or less>
The acid generator (B) that generates an acid directly or indirectly by irradiating an active energy ray having a wavelength of 248 nm or less used in the present invention is a known acid used in a conventional chemically amplified resist composition. The generator can be used without particular limitation.

上記酸発生剤(B)としては、下記化学式(4)〜(9)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 (4) to (9).

Figure 2012234062
Figure 2012234062

化学式(4)中、R12は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜12の直鎖状アルキル基、炭素数3〜12の分枝状アルキル基、炭素数3〜12の環状アルキル基、炭素数1〜12の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜12の分枝状アルコキシ基、炭素数3〜12の環状アルコキシ基、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 (4), R 12 may be the same or different and each independently represents a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or a carbon number. C3-C12 cyclic alkyl group, C1-C12 linear alkoxy group, C3-C12 branched alkoxy group, C3-C12 cyclic alkoxy group, C5-C10 branched alkoxy A carbonylalkoxy group, 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 6 to 6 carbon atoms. A sulfonate ion or a halide ion having 12 halogen-substituted aryl groups. n is an integer of 0-5.

上記化学式(4)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 (4) 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 Benzenesulfonate, diphenylnaphthylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, (4-t-butoxycarbonyl) Methoxyphenyl) diphenylsulfonium-4-trifluoromethylbenzenesulfonate, 2,4-di (t-butoxycarbonylmethoxy) phenyldiphenylsulfonium-4-trifluoromethylbenzenesulfonate, (4-t-butoxycarbonylmethoxyphenyl) diphenylsulfonium -2,4,6-tris (trifluoromethyl) benzenesulfonate, 2,4-di ( and t-butoxycarbonylmethoxy) phenyldiphenylsulfonium-2,4,6-tris (trifluoromethyl) benzenesulfonate.

Figure 2012234062
Figure 2012234062

化学式(5)中、X、R13、及びnは、化学式(4)のX、R12、及びnと同様である。 In chemical formula (5), X , R 13 , and n are the same as X , R 12 , and n in chemical formula (4).

上記化学式(5)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 (5) 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 2012234062
Figure 2012234062

化学式(6)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 (6), 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(6)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 (6) include N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N -(Trifluoromethylsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) naphthylimide, N- (10-camphorsulfonyl) Oxy) succinimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) phthalimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene -2,3-dicarboxyimi N- (10-camphorsulfonyloxy) naphthylimide, N- (n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (n -Octanesulfonyloxy) naphthylimide, N- (p-toluenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (p-toluenesulfonyloxy) naphthyl Imido, N- (2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxy) naphthyl Imido, N- (4-trifluoromethylbenzenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyl Imido, N- (4-trifluoromethylbenzenesulfonyloxy) naphthylimide, N- (perfluorobenzenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N -(Perfluorobenzenesulfonyloxy) naphthylimide, N- (1-naphthalenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (1-naphthalenesulfonyl) Oxy) naphthylimide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) Naphthylimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-e 2,3-dicarboximide, N- (perfluoro--n- octane sulfonyloxy) naphthylimide, and the like.

Figure 2012234062
Figure 2012234062

化学式(7)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 chemical formula (7), 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(7)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 (7) 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 2012234062
Figure 2012234062

化学式(8)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 (8), 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(8)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 (8) 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 2012234062
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化学式(9)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 (9), 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(9)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 (9) include monochloroisocyanuric acid, monobromoisocyanuric acid, dichloroisocyanuric acid, dibromoisocyanuric acid, trichloroisocyanuric acid, and tribromoisocyanuric acid. .

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

これらの酸発生剤(B)は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
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。この範囲よりも少なくなると像形成できなくなる恐れがある。一方、この範囲より多くなると、均一な溶液とならず、保存安定性が低下する恐れがある。
These acid generators (B) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
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. If the amount is less than this range, image formation may not be possible. On the other hand, when it exceeds this range, a uniform solution is not obtained and storage stability may be lowered.

<有機塩基性化合物(C)>
本発明のポジ型レジスト組成物は、前記酸発生剤(B)を含むため、レジストパターン形状、保管状態での経時安定性などを向上させるために、更に有機塩基性化合物(C)を用いることが好ましい。有機塩基性化合物(C)は、公知の有機塩基性化合物の中から任意のものを選択して使用することができる。
<Organic basic compound (C)>
Since the positive resist composition of the present invention contains the acid generator (B), an organic basic compound (C) is further used in order to improve the resist pattern shape, stability over time in storage conditions, and the like. Is preferred. The organic basic compound (C) can be selected from any known organic basic compounds.

上記有機塩基性化合物(C)としては、含窒素有機化合物が挙げられ、例えば、窒素原子を有する含窒素化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、及び含窒素複素環式化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの含窒素有機化合物に、エーテル結合、カルボニル結合、エステル結合、カーボネート結合、スルフィド結合、スルホン結合、等の極性基を鎖中に含む化合物や、エステル基、アセタール基、シアノ基、アルコキシ基、水酸基、等の極性基を置換基として含む化合物も好適に用いられる。   Examples of the organic basic compound (C) include nitrogen-containing organic compounds, such as nitrogen-containing compounds having a nitrogen atom, amide group-containing compounds, urea compounds, and nitrogen-containing heterocyclic compounds. It is not limited to these. These nitrogen-containing organic compounds include compounds containing polar groups such as ether bonds, carbonyl bonds, ester bonds, carbonate bonds, sulfide bonds, sulfone bonds, and the like, ester groups, acetal groups, cyano groups, alkoxy groups, A compound containing a polar group such as a hydroxyl group as a substituent is also preferably used.

含窒素有機化合物としては、例えば、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、n−ドデシルアミン、シクロヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デシルアミン、メチル−n−ドデシルアミン、ジ−n−ドデシルメチルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン類;トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、ジメチル−n−ドデシルアミン、ジ−n−ドデシルメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類;アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、1−ナフチルアミン等の芳香族アミン類;エチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、ポリエチレンイミン、2,2−(フェニルイミノ)ジエタノール、ポリアリルアミン、N−(2−ジメチルアミノエチル)アクリルアミドの重合体、トリス(2−アセトキシエチル)アミン、トリス(2−ピバロイルオキシエチル)アミン、トリス(2−t−ブトキシカルボニルオキシエチル)アミン、トリス[2−(2−オキソプロポキシ)エチル]アミン、トリス[2−(メトキシカルボニルメチル)オキシエチル]アミン、トリス[2−(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ)エチル]アミン、トリス[2−(2−メトキシエトキシ)エチル]アミン、N−[2−(メチルスルホニル)エチル]ジエタノールアミン、N−[2−(メチルスルホニル)エチル]ビス(2−アセトキシエチル)アミン、N−[2−(メチルスルホニル)エチル]ビス(2−ホルミルオキシエチル)アミン、N−[2−(メチルスルホニル)エチル]ビス(2−メトキシエチル)アミン、3,3’−[2−(メチルスルホニル)エチル]イミノジプロピオン酸ジメチル、N−(テトラヒドロフルフリル)ビス[2−(メチルスルホニル)エチル]アミン、3−[ビス(2−メトキシエチル)アミノ]プロピオン酸t−ブチル、3−[ビス(2−アセトキシエチル)アミノ]プロピオン酸t−ブチル等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing organic compound include mono (cyclo) alkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-dodecylamine, cyclohexylamine; -N-butylamine, di-n-pentylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di-n-nonylamine, di-n-decylamine, methyl-n-dodecyl Di (cyclo) alkylamines such as amine, di-n-dodecylmethylamine, cyclohexylmethylamine, dicyclohexylamine; triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri- n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n- Tri (cyclo) alkylamines such as cutylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, dimethyl-n-dodecylamine, di-n-dodecylmethylamine, dicyclohexylmethylamine, tricyclohexylamine; monoethanolamine, Alkanolamines such as diethanolamine and triethanolamine; aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine , Aromatic amines such as tribenzylamine, 1-naphthylamine; ethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylene Amine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4- Aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) ) -2- (4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis [1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl] benzene, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1 -Methylethyl] benzene, polyethyleneimine, 2,2- (phenylimino) diethanol, polyallylamine, N- (2 Dimethylaminoethyl) acrylamide polymer, tris (2-acetoxyethyl) amine, tris (2-pivaloyloxyethyl) amine, tris (2-t-butoxycarbonyloxyethyl) amine, tris [2- (2- Oxopropoxy) ethyl] amine, tris [2- (methoxycarbonylmethyl) oxyethyl] amine, tris [2- (t-butoxycarbonylmethyloxy) ethyl] amine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, N- [2- (methylsulfonyl) ethyl] diethanolamine, N- [2- (methylsulfonyl) ethyl] bis (2-acetoxyethyl) amine, N- [2- (methylsulfonyl) ethyl] bis (2-formyloxy) Ethyl) amine, N- [2- (methylsulfonyl) ethyl] bi (2-methoxyethyl) amine, 3,3 ′-[2- (methylsulfonyl) ethyl] iminodipropionic acid dimethyl, N- (tetrahydrofurfuryl) bis [2- (methylsulfonyl) ethyl] amine, 3- Examples include t-butyl [bis (2-methoxyethyl) amino] propionate, t-butyl 3- [bis (2-acetoxyethyl) amino] propionate, and the like.

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

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

含窒素複素環式化合物としては、例えば、イミダゾール、ベンズイミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、2−フェニルベンズイミダゾール、4,5−ジフェニルイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、8−オキシキノリン、アクリジン等のピリジン類;及び、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、4−メチルモルホリン、ピペラジン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1−[2−(メトキシメトキシ)エチル]ピロリジン、1−[2−(2−メトキシエトキシ)メトキシ]エチル]ピロリジン、1−[2−(2−メトキシエトキシ)メトキシ]エチル]ピペリジン、4−[2−(メトキシメトキシ)エチル]モルホリン、4−[2−(2−メトキシエトキシ)メトキシ]エチル]モルホリン1−(2’,3’−ジヒドロキシルプロピル)−2−メチルイミダゾール、1,3−ジ(2’−メチル−1’−イミダゾイルメチル)ベンゼン、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジルイミダゾール、酢酸2−(1H−ベンズイミダゾール−1−イル)エチル、酢酸2−(2−フェニル−1H−ベンズイミダゾール−1−イル)エチル、3−(2−フェニル−1H−ベンズイミダゾール−1−イル)プロピオン酸メチル、1−[2−(1,3−ジオキソラン−2−イル)エチル]1H−ベンズイミダゾール、4−(1H−ベンズイミダゾール−1−イル)ブチロニトリル、3−モルホリノプロピオン酸t−ブチル、3−ピペリジノプロピオン酸t−ブチル、3−ピペリジノプロピオン酸1−エチルシクロペンチル、3−ピペリジノプロピオン酸1−エチル2−ノルボルニル等が挙げられる。   Examples of the nitrogen-containing heterocyclic compound include imidazole, benzimidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, 2-phenylbenzimidazole, 4,5-diphenylimidazole, 2,4,5-trimethyl. Imidazoles such as phenylimidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, Pyridines such as nicotinic acid, nicotinic amide, quinoline, 8-oxyquinoline, acridine; and pyrazine, pyrazole, pyridazine, quinosaline, purine, pyrrolidine, piperidine, morpholine, 4-methylmorpholine, piperazine, 1,4-dimethylpipe Razine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, 1- [2- (methoxymethoxy) ethyl] pyrrolidine, 1- [2- (2-methoxyethoxy) methoxy] ethyl] pyrrolidine, 1- [2 -(2-methoxyethoxy) methoxy] ethyl] piperidine, 4- [2- (methoxymethoxy) ethyl] morpholine, 4- [2- (2-methoxyethoxy) methoxy] ethyl] morpholine 1- (2 ', 3' -Dihydroxypropyl) -2-methylimidazole, 1,3-di (2'-methyl-1'-imidazolylmethyl) benzene, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzylimidazole, acetic acid 2- (1H -Benzimidazol-1-yl) ethyl, 2- (2-phenyl-1H-benzimidazol-1-yl) ethyl acetate, 3- (2- Enyl-1H-benzimidazol-1-yl) methyl propionate, 1- [2- (1,3-dioxolan-2-yl) ethyl] 1H-benzimidazole, 4- (1H-benzimidazol-1-yl) Examples include butyronitrile, t-butyl 3-morpholinopropionate, t-butyl 3-piperidinopropionate, 1-ethylcyclopentyl 3-piperidinopropionate, 1-ethyl 2-norbornyl 3-piperidinopropionate, and the like. It is done.

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、前記フェノール誘導体混合物(A)100重量部に対し、好ましくは0.01〜10重量部であり、より好ましくは0.1〜5重量部である。0.01重量部未満ではその添加の効果が得られない恐れがある。一方、10重量部を超えると感度の低下や未露光部の現像性が悪化する傾向がある。   These organic basic compounds (C) can be used alone or in combination of two or more. The compounding amount of the organic basic compound (C) is preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the phenol derivative mixture (A). If it is less than 0.01 part by weight, the effect of the addition may not be obtained. On the other hand, when it exceeds 10 parts by weight, the sensitivity is lowered and the developability of the unexposed part tends to deteriorate.

<その他の成分>
本発明のポジ型レジスト組成物には、本発明の効果が損なわれない範囲内で、レジスト膜の性能を改良するためのオリゴマー又はポリマー成分を添加しても良い。オリゴマー又はポリマー成分を添加することにより、レジスト膜中に網目構造を導入することにより、パターン強度の向上による解像性の改善、パターン形状(ラインエッジラフネス)の改善ができる場合がある。このようなオリゴマー又はポリマー成分の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、5重量%以下、より好ましくは3重量%以下であることが好ましい。
オリゴマー又はポリマー成分としては、i線、KrFやArF用のポジ型レジスト組成物に従来用いられてきたアルカリ現像可能な樹脂である、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン誘導体、アクリル酸やメタクリル酸から誘導されるアクリル系共重合体が挙げられる。これらのオリゴマー又はポリマー成分は反応性官能基を有していても良い。
オリゴマー又はポリマー成分の重量平均分子量は、2000〜30000であることが好ましく、更に2000〜20000であることが好ましい。ここでの重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法により測定されたポリスチレン換算値をいう。
<Other ingredients>
An oligomer or polymer component for improving the performance of the resist film may be added to the positive resist composition of the present invention within a range where the effects of the present invention are not impaired. By adding an oligomer or polymer component and introducing a network structure in the resist film, resolution may be improved by improving pattern strength, and pattern shape (line edge roughness) may be improved. The content of such an oligomer or polymer component is preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, based on the total solid content of the resist composition.
The oligomer or polymer component is derived from a novolak resin, a polyhydroxystyrene derivative, acrylic acid or methacrylic acid, which is an alkali developable resin conventionally used in positive resist compositions for i-line, KrF, and ArF. An acrylic copolymer. These oligomer or polymer components may have a reactive functional group.
The weight average molecular weight of the oligomer or polymer component is preferably 2000 to 30000, and more preferably 2000 to 20000. The weight average molecular weight here refers to a polystyrene equivalent value measured by a GPC (gel permeation chromatography) method.

本発明のポジ型レジスト組成物には、本発明の効果を損なわない限り、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。   In the positive resist composition of the present invention, as long as the effects of the present invention are not impaired, additives that are miscible as desired, for example, additional resins for improving the performance of the resist film, in order to improve coatability. These surfactants, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents, and the like can be added and contained as appropriate.

<ポジ型レジスト組成物の調製>
本発明に係るポジ型レジスト組成物は、通常、有機溶剤に上記のフェノール誘導体混合物(A)、及び必要に応じてその他の添加剤を均一に混合することにより調製される。
<Preparation of positive resist composition>
The positive resist composition according to the present invention is usually prepared by uniformly mixing the above-described phenol derivative mixture (A) and other additives as required in an organic solvent.

有機溶剤としては、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、これらの有機溶剤の中でも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%の範囲内となるように用いられる。
As the organic solvent, those generally used as resist solvents 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, in addition to diethylene glycol dimethyl ether, cyclohexanone, cyclopentanone, 1-ethoxy-2-propanol, and ethyl lactate, safety solvents such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, and mixed solvents thereof Are preferably used.
The amount of the solvent in the resist composition is not particularly limited, and is a concentration that can be applied to a substrate or the like, and is appropriately set according to the coating film thickness. Generally, the solvent is used so that the solid content concentration of the resist composition is preferably in the range of 0.5 to 20% by weight, more preferably 0.5 to 15% by weight.

本発明に係るポジ型レジスト組成物は、水分含有量を0.5重量%以下、更に0.01〜0.5重量%、より更に0.15〜0.30重量%に調整することが好ましい。水分含有量は、例えば、使用される材料を適宜乾燥することや、調製雰囲気を乾燥させる(例えば、湿度50%以下)ことによって調整することができる。   In the positive resist composition according to the present invention, the water content is preferably adjusted to 0.5% by weight or less, more preferably 0.01 to 0.5% by weight, and still more preferably 0.15 to 0.30% by weight. . The water content can be adjusted, for example, by appropriately drying the material used or by drying the preparation atmosphere (for example, humidity of 50% or less).

また、本発明に係るポジ型レジスト組成物は、酸成分含有量を1×10−3ミリ当量/g以下、更に5×10−4ミリ当量/g以下に調整することが好ましい。酸成分含有量は、例えば、使用される材料の溶液や組成物溶液をイオン交換樹脂で処理したり、使用される材料の溶液を純水で洗浄することによって調整することができる。酸成分含有量は、非水系の電位差測定によって求めることができる。
本発明に係るポジ型レジスト組成物は、調製されたのち、ろ過して使用されることが好ましい。
In the positive resist composition according to the present invention, the acid component content is preferably adjusted to 1 × 10 −3 meq / g or less, more preferably 5 × 10 −4 meq / g or less. The acid component content can be adjusted, for example, by treating a solution of the used material or a composition solution with an ion exchange resin, or washing the solution of the used material with pure water. The acid component content can be determined by non-aqueous potential difference measurement.
The positive resist composition according to the present invention is preferably used after being prepared and filtered.

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

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

II.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)本発明に係るポジ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程、及び
(ii)前記レジスト膜を電子線、イオンビーム、EUV、又はX線で露光し、現像する工程、
を含むことを特徴とする。
II. Manufacturing method of relief pattern The manufacturing method of the relief pattern according to the present invention,
(I) a step of applying a positive resist composition according to the present invention on a substrate and then heat-treating to form a resist film; and (ii) applying the resist film to an electron beam, ion beam, EUV, or X-ray. The process of exposing and developing in
It is characterized by including.

本発明に係るレリーフパターンの製造方法によれば、アルカリ現像が可能で、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, an alkali development is possible, and a pattern having a good shape can be formed with a high resolution.

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

次に、当該基板上に塗布した当該ポジ型レジスト組成物にプリベーク(PAB)を行い、有機溶剤を除去して、レジスト膜を形成する。このとき、レジスト中のフェノール誘導体混合物(A)中のフェノール性水酸基と前記化学式(I)で表される基が結合して、フェノール誘導体混合物(A)は連結する。
プリベークの温度は、当該組成物の成分、使用割合、有機溶剤の種類等により適宜決めればよく、通常、80〜160℃、好ましくは90〜150℃である。また、プリベーク時間は、通常、30秒〜15分程度である。
Next, the positive resist composition applied on the substrate is pre-baked (PAB), the organic solvent is removed, and a resist film is formed. At this time, the phenolic hydroxyl group in the phenol derivative mixture (A) in the resist is bonded to the group represented by the chemical formula (I), and the phenol derivative mixture (A) is linked.
The pre-baking temperature may be appropriately determined depending on the components of the composition, the use ratio, the type of the organic solvent, and the like, and is usually 80 to 160 ° C., preferably 90 to 150 ° C. The pre-bake time is usually about 30 seconds to 15 minutes.

(ii)前記レジスト膜を電子線、イオンビーム、EUV、又はX線で露光し、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、電子線描画装置、EUV露光装置等の露光装置を用いて、所定のパターン形状を有するマスクを介した露光、又は当該マスクを介さない電子線の直接照射による描画等により、選択的に露光を行う。
露光光源は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(Extreme Ultraviolet:極紫外線)、電子線、X線、ヘリウムや水素等のイオンビーム等を用いて行うことができる。
(Ii) Step of exposing and developing the resist film with an electron beam, ion beam, EUV, or X-ray In this step, first, the resist film is exposed to, for example, an electron beam lithography apparatus, an EUV exposure apparatus, or the like. Using the apparatus, exposure is selectively performed by exposure through a mask having a predetermined pattern shape, drawing by direct irradiation of an electron beam without passing through the mask, or the like.
The exposure light source is not particularly limited, and is performed using an ArF excimer laser, a KrF excimer laser, an F 2 excimer laser, EUV (Extreme Ultraviolet), an electron beam, an X-ray, an ion beam such as helium or hydrogen. Can do.

次いで、露光後に、露光後加熱(Post Exposure Bake、PEB)を行う。PEB処理の条件は、通常、50〜160℃の温度で、0.1〜15分程度の時間である。   Next, after the exposure, post-exposure heating (Post Exposure Bake, PEB) is performed. The PEB treatment is usually performed at a temperature of 50 to 160 ° C. for a time of about 0.1 to 15 minutes.

次に、上記でPEB処理された基板を、アルカリ現像液を用いて現像処理し、露光光の照射部分を除去する。
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、揺動浸漬法等が挙げられる。
また、本発明のポジ型レジスト組成物のアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n‐プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ‐n‐ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジメチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブ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。
Next, the substrate subjected to the PEB treatment is developed using an alkali developer, and the irradiated portion of the exposure light is removed.
Examples of the developing method include a spray method, a slit method, a liquid piling method, a dipping method, and a rocking dipping method.
Examples of the alkaline developer of the positive resist composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, and n-propylamine. Primary amines such as diethylamine, secondary amines such as di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldimethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxy An aqueous solution of an alkali such as quaternary ammonium salts such as copper, tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide and choline, and cyclic amines such as pyrrole and piperidine can be used. Furthermore, an appropriate amount of an alcohol such as isopropyl alcohol or a nonionic surfactant may be added to the alkaline aqueous solution. Among these alkaline developers, a quaternary ammonium salt is preferable, and an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and choline is more preferable.

また、アルカリ現像液としてテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いる場合、当該テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液の濃度は、0.1%〜25%であることが好ましく、更に好ましくは0.2%〜5%であり、特に好ましくは0.2%〜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 alkali developer, the concentration of the tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is preferably 0.1% to 25%, more preferably 0.2%. -5%, particularly preferably 0.2% -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。
H‐NMR:日本電子製、JEOL JNM−LA400WB
ガラス転移温度(Tg):示差熱分析装置(島津製作所 製「DSC−60」)を用い、パターン形成材料約4mgを10℃/分の速度で200℃まで昇温し室温まで冷却した後、再度、10℃/分の速度で200℃まで昇温したときのDTA曲線の変曲温度部の前後の滑らかな曲線の両接線の交点をもってガラス転移温度とした。200℃までにガラス転移温度に相当するDTA曲線の変曲点が観察されない場合に、Tgは200℃以上と判断した。
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.
1 H-NMR: JEOL JNM-LA400WB, manufactured by JEOL Ltd.
Glass transition temperature (Tg): Using a differential thermal analyzer (“DSC-60” manufactured by Shimadzu Corporation), about 4 mg of the pattern forming material was heated to 200 ° C. at a rate of 10 ° C./min, cooled to room temperature, and then again. The glass transition temperature was defined as the intersection of both tangents of the smooth curve before and after the inflection temperature part of the DTA curve when the temperature was raised to 200 ° C. at a rate of 10 ° C./min. When the inflection point of the DTA curve corresponding to the glass transition temperature was not observed by 200 ° C., Tg was determined to be 200 ° C. or higher.

<比較合成例1:フェノール性化合物の合成>
窒素雰囲気下、300mL三口フラスコ中、レゾルシノール25.2g(230mmol)をエタノール:水=1:1の混合溶液100mLに溶解した。これを氷浴下で冷却しながらアセトアルデヒド12.2mL(220mmol)を加え、次いで、濃塩酸21mLをゆっくりと滴下し、75℃で1時間反応させた。反応終了後、反応溶液を蒸留水300mL中に注ぎ込み、生じた沈殿をろ過した後、中性になるまで蒸留水で洗浄した。ろ別した固体の精製は、メタノール/水の混合溶媒で再結晶し、下記化学式(10)で表されるフェノール性化合物(CRA−1)21.6g(39.7mmol、収率73.0%)を得た。
<Comparative Synthesis Example 1: Synthesis of phenolic compound>
Under a nitrogen atmosphere, in a 300 mL three-necked flask, 25.2 g (230 mmol) of resorcinol was dissolved in 100 mL of a mixed solution of ethanol: water = 1: 1. While cooling this in an ice bath, 12.2 mL (220 mmol) of acetaldehyde was added, and then 21 mL of concentrated hydrochloric acid was slowly added dropwise and reacted at 75 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into 300 mL of distilled water, and the resulting precipitate was filtered and washed with distilled water until neutral. Purification of the filtered solid was recrystallized with a mixed solvent of methanol / water, and 21.6 g (39.7 mmol, yield 73.0%) of a phenolic compound (CRA-1) represented by the following chemical formula (10) )

Figure 2012234062
Figure 2012234062

<合成例1:フェノール誘導体混合物(A)の合成>
水素化ナトリウム0.36g(15mmol)に対して、N−メチルピロリドン(NMP)14mL、比較合成例1で得られたフェノール性化合物(CRA−1)1.4g(2.5mmol)、テトラブチルアンモニウムブロマイド0.08g(0.25mmol)を加えてしばらく攪拌した後、クロロエチルビニルエーテル1.5mL(15mmol)を加えて80℃で16時間攪拌した。その後、150mLの2.38wt%TMAH水溶液を加えてしばらく攪拌した後、ジエチルエーテルを加えて水相のみを取り出した。この水相に酢酸エチルを加え、更に5wt%クエン酸水溶液を加えて中和した後、純水で3回洗浄を行い、硫酸マグネシウムを加えて乾燥、酢酸エチルを留去した。これにクロロホルムを加え、固体を溶解させた後にヘキサンを加えてしばらく攪拌し、溶媒を留去した。この操作を2回繰り返した後、減圧乾燥して、下記化学式(11)で表されるフェノール誘導体混合物(A−1)1.08g(1.47mmol、収率58.8%)を得た。上記化学式(I)で表される基の導入量は、H‐NMRスペクトルにより算出した。フェノール誘導体混合物(A−1)中、フェノール性水酸基は平均5.12個、上記化学式(I)で表される基は平均2.88個であった。ガラス転移温度:200℃以上
<Synthesis Example 1: Synthesis of phenol derivative mixture (A)>
0.36 g (15 mmol) of sodium hydride, 14 mL of N-methylpyrrolidone (NMP), 1.4 g (2.5 mmol) of the phenolic compound (CRA-1) obtained in Comparative Synthesis Example 1, tetrabutylammonium After adding 0.08 g (0.25 mmol) of bromide and stirring for a while, 1.5 mL (15 mmol) of chloroethyl vinyl ether was added and stirred at 80 ° C. for 16 hours. Thereafter, 150 mL of a 2.38 wt% TMAH aqueous solution was added and stirred for a while, then diethyl ether was added and only the aqueous phase was taken out. Ethyl acetate was added to this aqueous phase, and further neutralized by adding a 5 wt% aqueous citric acid solution, followed by washing three times with pure water, adding magnesium sulfate and drying, and the ethyl acetate was distilled off. Chloroform was added thereto, and after dissolving the solid, hexane was added and stirred for a while, and the solvent was distilled off. This operation was repeated twice and then dried under reduced pressure to obtain 1.08 g (1.47 mmol, yield 58.8%) of a phenol derivative mixture (A-1) represented by the following chemical formula (11). The introduction amount of the group represented by the above chemical formula (I) was calculated by 1 H-NMR spectrum. In the phenol derivative mixture (A-1), the average number of phenolic hydroxyl groups was 5.12, and the number of groups represented by the chemical formula (I) was 2.88. Glass transition temperature: 200 ° C or higher

Figure 2012234062
化学式(11)中、Rの36%がエチルビニルエーテル基、64%が水素原子であった。
Figure 2012234062
In the chemical formula (11), 36% of R was an ethyl vinyl ether group, and 64% was a hydrogen atom.

<合成例2:フェノール誘導体混合物(A)の合成>
合成例1における、各化合物の添加量を、水素化ナトリウム0.18g(7.5mmol)、NMP14.0mL、比較合成例1で得られたフェノール性化合物(CRA−1)1.4g(2.5mmol)、テトラブチルアンモニウムブロマイド0.08g(0.25mmol)、クロロエチルビニルエーテル0.75mL(7.5mmol)に変更した以外は、合成例1と同様にして、下記化学式(12)で表される化合物(A−2)0.93g(1.43mmol、収率57.0%)を得た。上記化学式(I)で表される基の導入量は、H‐NMRスペクトルにより算出した。フェノール性誘導体混合物(A−2)中、フェノール性水酸基は平均6.48個、上記化学式(I)で表される基は平均1.52個であった。ガラス転移温度:200℃以上
<Synthesis Example 2: Synthesis of Phenol Derivative Mixture (A)>
The amount of each compound added in Synthesis Example 1 was 0.18 g (7.5 mmol) of sodium hydride, 14.0 mL of NMP, and 1.4 g of phenolic compound (CRA-1) obtained in Comparative Synthesis Example 1 (2. 5 mmol), 0.08 g (0.25 mmol) of tetrabutylammonium bromide, and 0.75 mL (7.5 mmol) of chloroethyl vinyl ether, and represented by the following chemical formula (12) in the same manner as in Synthesis Example 1. 0.93 g (1.43 mmol, yield 57.0%) of compound (A-2) was obtained. The introduction amount of the group represented by the above chemical formula (I) was calculated by 1 H-NMR spectrum. In the phenolic derivative mixture (A-2), the average number of phenolic hydroxyl groups was 6.48, and the number of groups represented by the chemical formula (I) was 1.52. Glass transition temperature: 200 ° C or higher

Figure 2012234062
化学式(12)中、Rの19%がエチルビニルエーテル基、81%が水素原子であった。
Figure 2012234062
In the chemical formula (12), 19% of R was an ethyl vinyl ether group and 81% was a hydrogen atom.

<比較合成例2:保護基が導入されたフェノール性化合物の合成>
比較合成例1で得られたフェノール性化合物(CRA−1)2.7g(5mmol)、4−(ジメチルアミノ)ピリジン0.12g(0.1mmol)及びアセトン(20mL)からなる溶液に、6.2mL(28mmol)のビス(tert‐ブトキシカルボニル)オキシドを滴下した。反応液を60分間室温で攪拌し溶液を蒸発させた。展開溶媒としてヘキサン/酢酸エチル=1/1の混合溶媒を用いて、カラムクロマトグラフィーにより精製することでフェノール性水酸基がtert−ブトキシカルボニル基で置換されたフェノール化合物(CA−1)を95%の収率で得た。H及び13C−NMRスペクトルから、全フェノール性水酸基に対する保護率は68%であった。
<Comparative Synthesis Example 2: Synthesis of a phenolic compound having a protective group introduced>
In a solution consisting of 2.7 g (5 mmol) of the phenolic compound (CRA-1) obtained in Comparative Synthesis Example 1, 0.12 g (0.1 mmol) of 4- (dimethylamino) pyridine and acetone (20 mL), 6. 2 mL (28 mmol) bis (tert-butoxycarbonyl) oxide was added dropwise. The reaction was stirred for 60 minutes at room temperature to evaporate the solution. Using a mixed solvent of hexane / ethyl acetate = 1/1 as a developing solvent and purifying by column chromatography, 95% of a phenol compound (CA-1) in which a phenolic hydroxyl group is substituted with a tert-butoxycarbonyl group is obtained. Obtained in yield. From the 1 H and 13 C-NMR spectra, the protection ratio for all phenolic hydroxyl groups was 68%.

Figure 2012234062
化学式(13)中、Pの68%がtert−ブトキシカルボニル基、32%が水素原子であった。
Figure 2012234062
In the chemical formula (13), 68% of P was a tert-butoxycarbonyl group, and 32% was a hydrogen atom.

<比較合成例3:架橋性化合物の合成>
1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(1.0g、3.26mmol)のNMP溶液(20mL)にKCO(2.76g、20.0mmol)と2−クロロエチルビニルエーテル(1.25g、11.74mmol)を加え、窒素雰囲気下、75℃で15時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を蒸留水中に投入し沈殿物を得た。また、それをアセトンに溶解させ、蒸留水に再沈殿を行い白色の個体を得た。得られた個体を80℃で12時間真空乾燥することで下記化学式(14)に示す化合物(D−1)(1.62g、収率96%)を得た。
<Comparative Synthesis Example 3: Synthesis of Crosslinkable Compound>
To an NMP solution (20 mL) of 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane (1.0 g, 3.26 mmol) was added K 2 CO 3 (2.76 g, 20.0 mmol) and 2-chloroethyl vinyl ether ( 1.25 g, 11.74 mmol) was added, and the mixture was stirred at 75 ° C. for 15 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into distilled water to obtain a precipitate. Moreover, it was dissolved in acetone and reprecipitated in distilled water to obtain a white solid. The obtained solid was vacuum-dried at 80 ° C. for 12 hours to obtain a compound (D-1) (1.62 g, yield 96%) represented by the following chemical formula (14).

Figure 2012234062
Figure 2012234062

[実施例:ポジ型レジスト組成物の調製]
フェノール誘導体混合物(A)又はフェノール性化合物と、酸発生剤(B)と、有機塩基性化合物(C)と、架橋性化合物と、有機溶剤を表1に記載の配合量で均一溶液とし、各試料溶液を0.1μmのテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、実施例1、2及び比較例1、2のポジ型レジスト組成物を調製した。
[Example: Preparation of positive resist composition]
A phenol derivative mixture (A) or a phenolic compound, an acid generator (B), an organic basic compound (C), a crosslinkable compound, and an organic solvent are made into uniform solutions with the blending amounts shown in Table 1, The sample solution was filtered through a 0.1 μm Teflon (registered trademark) filter to prepare positive resist compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.

Figure 2012234062
Figure 2012234062

なお、表1中の略号は以下のとおりである。
B−1 : 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
B−2 : 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
C−1 : トリ−n−オクチルアミン
E−1 : シクロペンタノン
The abbreviations in Table 1 are as follows.
B-1: Triphenylsulfonium trifluoromethylsulfonate B-2: Diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate C-1: Tri-n-octylamine E-1: Cyclopentanone

[レジストパターンの作製及び評価方法]
上記実施例1、2及び比較例1、2のポジ型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。
[Preparation and evaluation method of resist pattern]
Using the positive resist compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, resist patterns were prepared and evaluated by the following methods.

(1)レジストの塗布
各レジスト組成物を、6インチシリコン基板上にスピンナーを用いて、均一に塗布し、120℃で180秒間プリベーク処理(PAB)を行い、膜厚300nmのレジスト膜を形成した。なお、比較例2については、プリベーク時に架橋反応を必要としないため、100℃で60秒間、プリベーク処理(PAB)を行った。
(1) Application of resist Each resist composition was uniformly applied on a 6-inch silicon substrate using a spinner, and pre-baked (PAB) at 120 ° C. for 180 seconds to form a 300 nm-thick resist film. . In Comparative Example 2, a pre-baking process (PAB) was performed at 100 ° C. for 60 seconds because no crosslinking reaction was required during pre-baking.

(2)レジストパターンの作製
(1)で得られたレジスト膜に対し、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℃で60秒間ベーク処理(PEB)を施した後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液(23℃)で60秒間現像処理し、純水にて60秒間リンス処理を行い、ラインアンドスペース(L/S)パターンを形成した。
(2) Preparation of resist pattern Drawing was performed on the resist film obtained in (1) using an electron beam drawing apparatus (acceleration voltage 100 kV). After the drawing, the film was baked (PEB) at 100 ° C. for 60 seconds, developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution (23 ° C.) for 60 seconds, and purified with pure water for 60 seconds. A rinse treatment was performed for 2 seconds to form a line and space (L / S) pattern.

<レジストパターンの評価>
上記実施例1、2及び比較例1、2のポジ型レジスト組成物を用いて得られたレジストパターンそれぞれに対し、以下の(1)及び(2)の評価を行った。その結果を表2に示す。
<Evaluation of resist pattern>
The following (1) and (2) were evaluated for each of the resist patterns obtained using the positive resist compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. The results are shown in Table 2.

(1)感度、解像力及びLER
感度はライン幅300nm(ライン/スペース=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。数値が小さいほど感度が高いことを示す。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、測長SEM(ホロン社製)により判断した。数値が小さいほど解像力が高いことを示す。LERは、300nmのL/Sパターンの長手方向のエッジ2.0μm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5nm以下のものを○、5nm以上のものを×とした。
(1) Sensitivity, resolution and LER
Sensitivity was measured in units of μC / cm 2 with the minimum dose formed at a line width of 300 nm (line / space = 1: 1) as sensitivity. The smaller the value, the higher the sensitivity. Further, the limit resolution (the line and space are separated and resolved) at the irradiation amount was defined as the resolution. The confirmation of resolution was judged by a length measurement SEM (manufactured by Holon). The smaller the value, the higher the resolution. For LER, 500 points of line width were measured for a range of edge of 2.0 μm in the longitudinal direction of an L / S pattern of 300 nm, a standard deviation was obtained, and 3σ was calculated. Since the LER reflects the size of the irregularities on the pattern side wall, it is desirable that the numerical value is smaller.

(2)パターン強度
パターン強度は、ライン幅100nm(ライン/スペース=1:1)の部分を側長SEM(ホロン社製)にて3μm四方で観察し、その視野におけるパターンの倒壊数にて判断した。
A:パターンの倒壊が無い
B:パターンの倒壊が1〜4本
C:パターンの倒壊が5本以上
(2) Pattern intensity The pattern intensity is determined by observing a part with a line width of 100 nm (line / space = 1: 1) with a side length SEM (manufactured by Holon Co., Ltd.) in a 3 μm square, and the number of pattern collapses in the visual field did.
A: No pattern collapse B: 1 to 4 pattern collapses C: 5 or more pattern collapses

Figure 2012234062
Figure 2012234062

[結果のまとめ]
フェノール性化合物と架橋性化合物を含有する比較例1のポジ型レジスト組成物は、感度及び解像力に優れているが、フェノール性化合物と架橋性化合物を混合して用いているため、LERが不十分であった。
低分子フェノール性化合物の一部に保護基としてtert−ブトキシカルボニル基を導入したレジスト基材を用いた比較例2のポジ型レジスト組成物は、基材の分子量が低いため、パターンの倒壊がみられ、パターン強度に問題があった。
フェノール性水酸基を1分子中に平均1個以上、及び、上記化学式(I)で表される基を1分子中に平均1個以上有する、平均分子量400〜2500のフェノール誘導体混合物(A)を含有する、実施例1及び実施例2のポジ型レジスト組成物は、パターン強度に優れ、パターン倒れが起こりにくく、かつ、高解像度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ことがわかった。
[Summary of results]
The positive resist composition of Comparative Example 1 containing a phenolic compound and a crosslinkable compound is excellent in sensitivity and resolving power, but has a poor LER because it uses a mixture of a phenolic compound and a crosslinkable compound. Met.
In the positive resist composition of Comparative Example 2 using a resist base material in which a tert-butoxycarbonyl group is introduced as a protecting group in a part of a low molecular weight phenolic compound, the molecular weight of the base material is low, so the pattern collapses. There was a problem in the pattern strength.
Contains a phenol derivative mixture (A) having an average molecular weight of 400 to 2500 having an average of one or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and an average of one or more groups represented by the chemical formula (I) in one molecule. It was found that the positive resist compositions of Examples 1 and 2 were excellent in pattern strength, resisted pattern collapse, and were able to obtain a pattern with high resolution and low line edge roughness.

Claims (8)

フェノール性水酸基を1分子中に平均1個以上、及び、下記化学式(I)で表される基を1分子中に平均1個以上有する、平均分子量400〜2500のフェノール誘導体混合物(A)、並びに、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(B)を含有する、ポジ型レジスト組成物。
Figure 2012234062
(化学式(I)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、R〜Rの2つが結合して3〜8個の炭素原子又はヘテロ原子からなる環構造を形成してもよい。Rは、直鎖又は分岐の炭素数1〜6のアルキレン基、シクロアルキレン基、及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる基である。)
A phenol derivative mixture (A) having an average molecular weight of 400 to 2500 having an average of one or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and an average of one or more groups represented by the following chemical formula (I) in one molecule, and A positive resist composition comprising an acid generator (B) that generates an acid directly or indirectly by irradiation with an active energy ray having a wavelength of 248 nm or less.
Figure 2012234062
(In the chemical formula (I), R a to R c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group, and two of R a to R c are bonded to form 3 to 8 carbon atoms or A ring structure composed of heteroatoms may be formed, and R d is a group selected from the group consisting of linear or branched alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkylene groups, and combinations thereof.
前記フェノール誘導体混合物(A)は、23℃での濃度2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液に対する現像速度が0.5nm/sec以上である、請求項1に記載のポジ型レジスト組成物。   2. The positive type according to claim 1, wherein the phenol derivative mixture (A) has a development rate of 0.5 nm / sec or more with respect to an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) having a concentration of 2.38 wt% at 23 ° C. 3. Resist composition. 前記フェノール誘導体混合物(A)は、フェノール性水酸基の水素が、上記化学式(I)で表される基で置換された構造を有する、請求項1又は2に記載のポジ型レジスト組成物。   3. The positive resist composition according to claim 1, wherein the phenol derivative mixture (A) has a structure in which hydrogen of a phenolic hydroxyl group is substituted with a group represented by the chemical formula (I). 有機塩基性化合物(C)を更に含有する、請求項1乃至3のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, further comprising an organic basic compound (C). 前記フェノール誘導体混合物(A)が、下記化学式(1)で表されるフェノール誘導体混合物である、請求項1乃至4のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
Figure 2012234062
[化学式(1)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(2)に示す基からなる群より選ばれる基であり、Rに含まれるアリール基は、水酸基及び/又は下記化学式(I)で表される基を有しても良い。
Figure 2012234062
(化学式(2)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1価の有機基であり、複数あるRのうち、1分子中平均1個以上は水素原子であり、1分子中平均1個以上は下記化学式(I)で表される基である。Rは、ハロゲン原子、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、ニトロ基、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ばれる基である。
Figure 2012234062
(化学式(I)中、R〜Rは、各々独立に、水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を表し、R〜Rの2つが結合して3〜8個の炭素原子又はヘテロ原子からなる環構造を形成してもよい。Rは、直鎖又は分岐の炭素数1〜6のアルキレン基、シクロアルキレン基、及びこれらの組み合わせよりなる群から選ばれる基である。)
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(1)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。]
The positive resist composition according to claim 1, wherein the phenol derivative mixture (A) is a phenol derivative mixture represented by the following chemical formula (1).
Figure 2012234062
[In the chemical formula (1), R 1 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a group selected from the group consisting of groups represented by the following chemical formula (2), the R 1 The aryl group contained may have a hydroxyl group and / or a group represented by the following chemical formula (I).
Figure 2012234062
(In the chemical formula (2), 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. Represents.)
R 2 s are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and among the plurality of R 2 , one or more on average in one molecule is a hydrogen atom, and one or more on average in one molecule is represented by the following chemical formula ( It is a group represented by I). R 3 is a group selected from the group consisting of halogen atoms, alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, alkoxy groups, acyl groups, cyano groups, nitro groups, hydroxymethyl groups, and alkoxymethyl groups.
Figure 2012234062
(In the chemical formula (I), R a to R c each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group, and two of R a to R c are bonded to form 3 to 8 carbon atoms or A ring structure composed of heteroatoms may be formed, and R d is a group selected from the group consisting of linear or branched alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkylene groups, and combinations thereof.
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 (1) may be the same as or different from each other. ]
前記フェノール誘導体混合物(A)のガラス転移温度(Tg)が60℃以上である、請求項1乃至5のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the phenol derivative mixture (A) has a glass transition temperature (Tg) of 60 ° C or higher. (i)請求項1乃至6のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程、及び
(ii)前記レジスト膜を電子線、イオンビーム、EUV、又はX線で露光し、加熱、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 the positive resist composition according to any one of claims 1 to 6 on a substrate and then heat-treating to form a resist film; and (ii) forming the resist film with an electron beam, an ion A method for producing a relief pattern, comprising exposing, heating, and developing with a beam, EUV, or X-ray.
請求項1乃至6のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物又はその硬化物により少なくとも一部分が形成されている、電子部品。   An electronic component, at least a part of which is formed of the positive resist composition according to claim 1 or a cured product thereof.
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