JP2022142294A - Method for manufacturing three-dimensional mold and negative resist composition for gradation exposure - Google Patents

Method for manufacturing three-dimensional mold and negative resist composition for gradation exposure Download PDF

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Abstract

To provide a negative resist composition for gradation exposure capable of forming a three-dimensional pattern which is alkali-developable, is easy to control the height of convexity according to the amount of exposure light. is suitable for gradation exposure and has excellent resolution.SOLUTION: There is provided a method for manufacturing a three-dimensional mold which comprises; a step of applying a negative resist composition, which comprises a phenolic compound (A) having a molecular weight of 400 or more and 2500 or less and having 2 or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and one or more kinds of 2 or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at an ortho position of the phenolic hydroxyl group in one molecule, substantially contains no acid generator and is a non-chemically amplified type in which the content of the phenolic compound (A) in the whole solid content of the negative resist composition is 70 wt.% or more, onto a substrate, followed by heat-treatment to form a resist film; and a step of subjecting the resist film to gradation exposure to develop.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は、3次元モールドの製造方法、及び階調露光用ネガ型レジスト組成物に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a three-dimensional mold and a negative resist composition for gradation exposure.

近年、半導体素子や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、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。
2. Description of the Related Art In recent years, in the manufacture of semiconductor devices and display devices, the progress of lithography technology has led to rapid miniaturization of patterns, and high resolution is required.
As a technique for miniaturization, the wavelength of the 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 are used. Lithography using a line or the like as exposure light has been proposed.

また、従来のリソグラフィー技術に替わる技術が模索されており、その1つとして、例えば電子線照射によってモールドを作製し、当該モールドを用いてナノインプリントリソグラフィーを行う技術が挙げられる。当該ナノインプリントリソグラフィーでは、ナノメートルサイズのパターンが予め形成された原版のモールド(型)を基体上の樹脂材料に押し付けて型を転写し、これによって微細な凹凸パターンを形成する。
ナノインプリントリソグラフィーにおいては、製品の精度を決定する点から、モールド(型)が最も重要である。そのため、ナノインプリントリソグラフィーの原版となるモールドに対して、高解像力のモールドの製造方法が望まれ、また、当該モールドの製造に用いることができる高解像力を持つレジスト材料の開発が望まれている。
Techniques that can replace conventional lithography techniques are being explored, and one of them is, for example, a technique in which a mold is produced by electron beam irradiation and nanoimprint lithography is performed using the mold. In the nanoimprint lithography, an original mold in which a nanometer-sized pattern is formed in advance is pressed against a resin material on a substrate to transfer the mold, thereby forming a fine concave-convex pattern.
In nanoimprint lithography, the mold is most important from the point of view of determining the precision of the product. Therefore, a method for producing a high-resolution mold is desired for a mold that serves as an original plate for nanoimprint lithography, and development of a resist material with high resolution that can be used for the production of the mold is also desired.

従来、例えば電子線照射による微細加工法は、ラインアンドスペースのように、高さ乃至深さが同じ2次元パターン作製が主流であり、高さ、深さ、線幅等が変化した3次元モールドパターン作製に適用する例は少なかった。
例えば特許文献1には、基体上にオルガノポリシロキサンで構成されるレジスト層を有する被加工体の該レジスト層に電子線を照射する照射工程と、電子線を照射した後のレジスト層を現像してレジスト層に凹凸部を形成する現像工程と、を有し、前記照射工程では、1次電子は前記基板に到達せず且つ2次電子は前記基板に到達するような加速電圧で照射する工程を含むことを特徴する3次元モールドの製造方法が開示されている。
しかしながら特許文献1の3次元モールドの製造方法では、オルガノポリシロキサンの感度が低い為、実現可能な露光量下では、低加速電圧を使用せざる得ない問題があった。また低加速電圧により、解像性能が劣化する、薄膜レジストしか取り扱えないという問題があった。
Conventionally, microfabrication methods using electron beam irradiation, for example, mainly produce two-dimensional patterns with the same height or depth, such as line and space, and three-dimensional molds with varying heights, depths, line widths, etc. There were few examples of application to pattern making.
For example, Patent Document 1 discloses an irradiation step of irradiating the resist layer of a workpiece having a resist layer composed of organopolysiloxane on a substrate with an electron beam, and developing the resist layer after irradiating the electron beam. and a developing step of forming irregularities in the resist layer, wherein in the irradiation step, irradiation is performed at an accelerating voltage such that primary electrons do not reach the substrate but secondary electrons reach the substrate. A method of making a three-dimensional mold is disclosed, comprising:
However, in the three-dimensional mold manufacturing method of Patent Document 1, the sensitivity of organopolysiloxane is low, so there is a problem that a low acceleration voltage must be used under a feasible exposure dose. In addition, there is a problem that resolution performance deteriorates due to the low acceleration voltage, and that only thin film resists can be handled.

レジスト材料としては、例えば特許文献2に、高解像度、高感度であり、水または水溶液中で現像可能であり、化学増幅されていない、ネガ型階調のフォトレジストを提供することを目的として、ポリ(メタクリル酸メトキシエトキシエチル)等のポリマーのペンダント・エステル基中の炭素-酸素結合の転位に基づき、ポリマー鎖間を架橋する、フォトレジストが開示されている。
しかしながら、このようなアルカリ現像性と架橋性を有する高分子材料を用いる場合、現像時に膨潤が生じ易く、且つ、分子量が大きく、分子量分布が広いため、解像力の低減には限界があり、階調露光に適したレジスト材料の更なる開発が求められていた。
As the resist material, for example, for the purpose of providing a negative gradation photoresist, which is disclosed in Patent Document 2, has high resolution and high sensitivity, is developable in water or an aqueous solution, and is not chemically amplified, Photoresists are disclosed that bridge between polymer chains based on rearrangement of carbon-oxygen bonds in pendant ester groups of polymers such as poly(methoxyethoxyethyl methacrylate).
However, when such a polymer material having alkali developability and crosslinkability is used, it tends to swell during development, has a large molecular weight, and has a wide molecular weight distribution. Further development of resist materials suitable for exposure has been demanded.

そこで、レジスト基質となるアルカリ可溶性樹脂として、低分子材料の開発が行われてきている。
本出願人は、真空中の露光後線幅安定性が高く、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化学増幅型、もしくは非化学増幅型ネガ型レジスト組成物として、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量400~2500のフェノール性化合物(A)を含有するネガ型レジスト組成物であって、当該ネガ型レジスト組成物の全固形分中における前記フェノール性化合物(A)の含有量が70質量%以上である、ネガ型レジスト組成物を開示している(特許文献3)。
しかしながら、特許文献3には、階調露光を行うことや、高さの異なる凸部、及び、傾斜面を有する凸部、の少なくとも1種を備えた凹凸パターンを形成することは一切記載されていない。
また、特許文献3に記載されている塩基性化合物は、化学増幅型ネガ型レジスト組成物において、酸発生剤から発生した酸の拡散を抑制するためのクエンチャーとして記載されているに過ぎない。非化学増幅型ネガ型レジスト組成物において、酸発生剤を用いずに、フェノール性化合物(A)に塩基性化合物を組み合わせることは一切記載されていない。
Therefore, low-molecular-weight materials have been developed as alkali-soluble resins that serve as resist substrates.
The present applicant has developed a chemically amplified or non-chemically amplified negative resist composition that has high post-exposure line width stability in a vacuum, high resolution, and is capable of obtaining a pattern with low line edge roughness. Molecular weight having two or more hydroxyl groups per molecule and one or more substituents selected from the group consisting of hydroxymethyl groups and alkoxymethyl groups in the ortho position of the phenolic hydroxyl group per molecule A negative resist composition containing 400 to 2500 of a phenolic compound (A), wherein the content of the phenolic compound (A) in the total solid content of the negative resist composition is 70% by mass or more. A certain negative resist composition is disclosed (Patent Document 3).
However, Patent Document 3 does not describe anything about performing gradation exposure or forming an uneven pattern having at least one of convex portions having different heights and convex portions having inclined surfaces. do not have.
Further, the basic compound described in Patent Document 3 is merely described as a quencher for suppressing diffusion of acid generated from an acid generator in a chemically amplified negative resist composition. There is no mention of combining a phenolic compound (A) with a basic compound without using an acid generator in a non-chemically amplified negative resist composition.

特開2007-293046号公報JP 2007-293046 A 特開2001-92135号公報JP-A-2001-92135 特許第5083478号公報Japanese Patent No. 5083478

3次元パターンを製造するためのレジストには、例えば電子線等の露光量に応じて、すなわち、グレースケールで露光する階調露光に応じて、加工高さ(加工深さ)を制御できるアナログ性が必要である。
しかしながら、従来の化学増幅型ネガ型レジスト組成物は、酸発生剤により高感度化されているものの、露光量に応じて加工高さを制御し難く、階調露光には適していなかった。
また、従来知られていた露光量に応じて加工高さを制御しやすいレジスト材料は、解像力が低かった。
The resist for manufacturing a three-dimensional pattern has analog properties that can control the processing height (processing depth) according to the exposure amount of electron beams, that is, according to the gradation exposure that exposes in gray scale. is required.
However, conventional chemically amplified negative resist compositions are not suitable for gradation exposure because it is difficult to control the processing height according to the exposure dose, although the sensitivity is enhanced by the acid generator.
In addition, conventionally known resist materials, which are easy to control the processing height according to the exposure dose, have low resolution.

上記実情に鑑み、本開示の第一の目的は、高さの異なる凸部、及び、傾斜面を有する凸部、の少なくとも1種を備えた凹凸パターン形状を有する3次元モールドを、高解像度で、製造する方法を提供することである。
また、本開示の第二の目的は、電子線、イオンビーム、又はEUVの照射によるパターン形成においてアルカリ現像が可能で、露光量の大きさに応じて凸部の高さを制御しやすく階調露光に適し、且つ解像力に優れた3次元パターンを形成可能な、階調露光用ネガ型レジスト組成物を提供することである。
In view of the above circumstances, the first object of the present disclosure is to produce a three-dimensional mold having a concavo-convex pattern shape with at least one of convex portions with different heights and convex portions with inclined surfaces at high resolution. , is to provide a method of manufacturing.
The second object of the present disclosure is that alkali development is possible in pattern formation by electron beam, ion beam, or EUV irradiation, and the height of the convex portion can be easily controlled according to the amount of exposure, and the gradation can be achieved. To provide a negative resist composition for gradation exposure which is suitable for exposure and capable of forming a three-dimensional pattern with excellent resolution.

本開示の1実施形態は、高さの異なる凸部、及び、傾斜面を有する凸部、の少なくとも1種を備えた凹凸パターン形状を有する3次元モールドの製造方法であって、
フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に2個以上有する分子量400~2500のフェノール性化合物(A)を含有するネガ型レジスト組成物であって、当該ネガ型レジスト組成物の全固形分中における前記フェノール性化合物(A)の含有量が70重量%以上であり、酸発生剤を実質的に含有しない、非化学増幅型であるネガ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程、及び
前記レジスト膜を、階調露光し、現像する工程、を含む3次元モールドの製造方法を提供する。
One embodiment of the present disclosure is a method for manufacturing a three-dimensional mold having a concavo-convex pattern shape including at least one of convex portions having different heights and convex portions having inclined surfaces,
Having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and two or more substituents in one molecule selected from the group consisting of hydroxymethyl groups and alkoxymethyl groups at the ortho positions of the phenolic hydroxyl groups A negative resist composition containing a phenolic compound (A) having a molecular weight of 400 to 2500, wherein the content of the phenolic compound (A) in the total solid content of the negative resist composition is 70% by weight The above steps of coating a substrate with a non-chemically amplified negative resist composition that does not substantially contain an acid generator and then heat-treating to form a resist film; To provide a method for manufacturing a three-dimensional mold, including the steps of gradational exposure and development.

本開示の3次元モールドの製造方法においては、前記ネガ型レジスト組成物が、有機塩基性化合物(B)を更に含有することが、露光量の大きさに比例して凸部の高さを高精度に制御しやすくなり、階調露光性能が向上する点から好ましい。
本開示の3次元モールドの製造方法において、前記有機塩基性化合物(B)は、水酸基を含有する有機塩基性化合物であってよい。
In the method for producing a three-dimensional mold of the present disclosure, the negative resist composition further containing an organic basic compound (B) increases the height of the protrusions in proportion to the amount of exposure. It is preferable from the viewpoint that it becomes easy to control with accuracy and the gradation exposure performance is improved.
In the method for producing a three-dimensional mold of the present disclosure, the organic basic compound (B) may be an organic basic compound containing a hydroxyl group.

本開示の3次元モールドの製造方法においては、前記凸部の最小隣接凸部間隔が500nm以下であってよい。 In the method of manufacturing a three-dimensional mold according to the present disclosure, the minimum distance between adjacent protrusions of the protrusions may be 500 nm or less.

本開示の他の実施形態は、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に2個以上有する分子量400~2500のフェノール性化合物(A)と、有機塩基性化合物(B)とを含有するネガ型レジスト組成物であって、当該ネガ型レジスト組成物の全固形分中における前記フェノール性化合物(A)の含有量が70重量%以上であり、酸発生剤を実質的に含有しない、非化学増幅型である、階調露光用ネガ型レジスト組成物を提供する。 Another embodiment of the present disclosure has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and one or more substitutions selected from the group consisting of hydroxymethyl groups and alkoxymethyl groups at the ortho positions of the phenolic hydroxyl groups. A negative resist composition containing a phenolic compound (A) having a molecular weight of 400 to 2500 and having two or more groups in one molecule and an organic basic compound (B), wherein the negative resist composition contains A non-chemically amplified negative resist composition for gradation exposure in which the content of the phenolic compound (A) in the total solid content is 70% by weight or more, and which does not substantially contain an acid generator. offer.

本開示の階調露光用ネガ型レジスト組成物において、前記有機塩基性化合物(B)は、水酸基を含有する有機塩基性化合物であってよい。
本開示の階調露光用ネガ型レジスト組成物において、前記有機塩基性化合物(B)は、分子量400未満であってよい。
In the negative resist composition for gradation exposure of the present disclosure, the organic basic compound (B) may be an organic basic compound containing a hydroxyl group.
In the negative resist composition for gradation exposure of the present disclosure, the organic basic compound (B) may have a molecular weight of less than 400.

本開示によれば、高さの異なる凸部、及び、傾斜面を有する凸部、の少なくとも1種を備えた凹凸パターン形状を有する3次元モールドを、高解像度で、製造する方法を提供することができる。
また、本開示によれば、電子線、イオンビーム、又はEUVの照射によるパターン形成においてアルカリ現像が可能で、露光量の大きさに応じて凸部の高さを制御しやすく、且つ解像力に優れた3次元パターンを形成可能な、階調露光用ネガ型レジスト組成物を提供することができる。
According to the present disclosure, there is provided a method for manufacturing, with high resolution, a three-dimensional mold having a concavo-convex pattern with at least one of convexes with different heights and convexes with inclined surfaces. can be done.
In addition, according to the present disclosure, alkali development is possible in pattern formation by electron beam, ion beam, or EUV irradiation, the height of the convex portion can be easily controlled according to the amount of exposure, and the resolution is excellent. It is possible to provide a negative resist composition for gradation exposure that can form a three-dimensional pattern.

図1は、本開示の製造方法で製造される3次元モールドの一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure. 図2は、図1のE-E’切断面の一部を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a part of the EE' section of FIG. 図3は、本開示の製造方法で製造される3次元モールドの別の一例の切断面の一部を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a part of a cut surface of another example of the three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure. 図4は、本開示の製造方法で製造される3次元モールドの凸部の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of a convex portion of a three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure. 図5は、本開示の製造方法で製造される3次元モールドの凸部の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of a convex portion of a three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure. 図6は、本開示の製造方法で製造される3次元モールドの凸部の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of a convex portion of a three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure. 図7は、本開示の製造方法で製造される3次元モールドの凸部の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of a convex portion of a three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure. 図8は、本開示の製造方法で製造される3次元モールドの凸部の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an example of a convex portion of a three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure. 図9は、本開示の製造方法で製造される3次元モールドの凸部の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing an example of a convex portion of a three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure. 図10は、本開示の製造方法で製造される3次元モールドの凸部の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an example of a convex portion of a three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure. 図11は、本開示の製造方法で製造される3次元モールドの凸部の下部の弧の曲率半径Rの説明の用に供する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the curvature radius R of the arc of the lower portion of the projection of the three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure. 図12は、製造例1~3の非化学増幅型ネガ型レジスト組成物の、露光量と現像後レジスト膜厚の感度曲線を示す。FIG. 12 shows sensitivity curves of the exposure amount and the resist film thickness after development of the non-chemically amplified negative resist compositions of Production Examples 1 to 3. FIG. 図13は、実施例1の3次元モールドの断面の一部の走査型電子顕微鏡写真を示す。13 shows a scanning electron micrograph of a part of the cross section of the three-dimensional mold of Example 1. FIG. 図14は、実施例2の3次元モールドの断面の一部の走査型電子顕微鏡写真を示す。14 shows a scanning electron micrograph of a part of the cross section of the three-dimensional mold of Example 2. FIG.

以下、本開示の実施の形態や実施例などを、図面等を参照しながら説明する。但し、本開示は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態や実施例等の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明する場合があるが、上下方向が逆転してもよい。
本明細書において、ある部材又はある領域等のある構成が、他の部材又は他の領域等の他の構成の「上に(又は下に)」あるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の構成の直上(又は直下)にある場合のみでなく、他の構成の上方(又は下方)にある場合を含み、すなわち、他の構成の上方(又は下方)において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
Hereinafter, embodiments, examples, and the like of the present disclosure will be described with reference to the drawings and the like. However, the present disclosure can be implemented in many different aspects, and should not be construed as being limited to the descriptions of the embodiments, examples, and the like exemplified below. In addition, in order to make the description clearer, the drawings may schematically show the width, thickness, shape, etc. of each part compared to the actual embodiment, but this is only an example, and the interpretation of the present disclosure is not intended. It is not limited. In addition, in this specification and each figure, the same reference numerals may be given to the same elements as those described above with respect to the existing figures, and detailed description thereof may be omitted as appropriate. Also, for convenience of explanation, the terms "upper" and "lower" may be used, but the up-down direction may be reversed.
As used herein, when a feature, such as a member or region, is "above (or below)" another feature, such as another member or region, unless otherwise specified, This includes not only being directly above (or directly below) another structure, but also above (or below) another structure, i.e. above (or below) another structure and between another structure. Including when the element is included.

本開示において「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F2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。
本開示における基(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。
本開示において、「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。
本開示において、「X及びYの少なくとも1種」という句は、「(X)、(Y)、又は、(X及びY)」を意味する。
また、本開示において数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
以下、本開示の3次元モールドの製造方法、及び階調露光用ネガ型レジスト組成物について順に詳細に説明する。
In the present disclosure, "active energy ray" means far ultraviolet rays such as KrF excimer laser, ArF excimer laser and F2 excimer laser, electron beams, ion beams, EUV, X-rays and the like.
In the notation of a group (atomic group) in the present disclosure, the notation not describing substitution and unsubstitution includes not only those not having substituents but also those having substituents. For example, an "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 an alkylene group includes not only cases from different carbon atoms (eg —CH 2 CH 2 —) but also divalent bonds from the same carbon atom (eg —CH 2 —). Alkyl groups and cycloalkyl groups include saturated hydrocarbons as well as unsaturated hydrocarbons having double bonds, triple bonds, and the like. Cycloalkyl groups include not only monocyclic but also polycyclic hydrocarbons such as bicyclic and tricyclic hydrocarbons.
In the present disclosure, "phenolic hydroxyl group" means a hydroxyl group directly bonded to an aromatic ring such as benzene.
In this disclosure, the phrase "at least one of X and Y" means "(X), (Y), or (X and Y)."
In addition, in the present disclosure, "to" indicating a numerical range is used to include the numerical values before and after it as lower and upper limits.
Hereinafter, the three-dimensional mold manufacturing method and the negative resist composition for gradation exposure according to the present disclosure will be described in detail in order.

I. 3次元モールドの製造方法
本開示の1実施形態の3次元モールドの製造方法は、高さの異なる凸部、及び、傾斜面を有する凸部、の少なくとも1種を備えた凹凸パターン形状を有する3次元モールドの製造方法であって、
フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に2個以上有する分子量400~2500のフェノール性化合物(A)を含有するネガ型レジスト組成物であって、当該ネガ型レジスト組成物の全固形分中における前記フェノール性化合物(A)の含有量が70重量%以上であり、酸発生剤を実質的に含有しない、非化学増幅型であるネガ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程、及び
前記レジスト膜を、階調露光し、現像する工程、を含む。
I. Method for manufacturing three-dimensional mold A method for manufacturing a three-dimensional mold according to an embodiment of the present disclosure is to form a concavo-convex pattern shape having at least one of convex portions having different heights and convex portions having inclined surfaces. A method for manufacturing a three-dimensional mold having
Having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and two or more substituents in one molecule selected from the group consisting of hydroxymethyl groups and alkoxymethyl groups at the ortho positions of the phenolic hydroxyl groups A negative resist composition containing a phenolic compound (A) having a molecular weight of 400 to 2500, wherein the content of the phenolic compound (A) in the total solid content of the negative resist composition is 70% by weight The above steps of coating a substrate with a non-chemically amplified negative resist composition that does not substantially contain an acid generator and then heat-treating to form a resist film; gradation exposing and developing.

本開示の1実施形態の3次元モールドの製造方法においては、前記特定の非化学増幅型であるネガ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を作製し、階調露光を行うことにより、高さの異なる凸部、及び、傾斜面を有する凸部、の少なくとも1種を備えた凹凸パターン形状を有する3次元モールドを、高解像度で製造することができる。
本開示の1実施形態の3次元モールドの製造方法においては、露光量の大きさに比例して凸部の高さを高精度に制御できることから、高さの異なる凸部、及び、傾斜面を有する凸部を有する所望の凹凸パターンを備えた3次元モールドを高精度で製造することができる。
前記特定の非化学増幅型であるネガ型レジスト組成物が、露光量と現像後レジスト膜厚の感度曲線(コントラストカーブ)において傾きγが比較的緩やかであって、露光量の大きさに応じて凸部の高さを制御しやすく、且つ、現像時にレジスト膜が膨潤し難く、比較的分子量が小さく、分子量分布が狭いため、高精度で高解像力な凹凸パターンを形成可能であると推定される。
In the method for manufacturing a three-dimensional mold according to one embodiment of the present disclosure, a resist film is prepared using the specific non-chemically amplified negative resist composition, and a gradation exposure is performed to increase the height. A three-dimensional mold having a concavo-convex pattern with at least one of different convexes and convexes with inclined surfaces can be manufactured with high resolution.
In the method for manufacturing a three-dimensional mold according to one embodiment of the present disclosure, since the height of the convex portion can be controlled with high accuracy in proportion to the amount of exposure, convex portions with different heights and inclined surfaces can be formed. A three-dimensional mold having a desired concave-convex pattern with convex portions can be manufactured with high precision.
The specific non-chemically amplified negative resist composition has a relatively gentle slope γ in the sensitivity curve (contrast curve) between the exposure dose and the resist film thickness after development, and depending on the magnitude of the exposure dose It is presumed that the height of the protrusions can be easily controlled, the resist film does not easily swell during development, the molecular weight is relatively small, and the molecular weight distribution is narrow. .

以下、このような本開示の3次元モールドの製造方法について順に詳細に説明する。
1.3次元モールド
本開示の製造方法で製造される3次元モールドは、高さの異なる凸部、及び、傾斜面を有する凸部、の少なくとも1種を備えた凹凸パターン形状を有する。
本開示の製造方法で製造される3次元モールドについて図を参照して説明する。図1は、本開示の製造方法で製造される3次元モールドの一例を模式的に示す斜視図であり、図2は、図1のE-E’切断面の一部を模式的に示す断面図である。
本開示の図1に示す3次元モールド100は、線状の、傾斜面を有する凸部1が、互いに平行に共通の一方向Yに複数延在する凹凸パターン形状3を有する凹凸パターン層10を備える。
Hereinafter, the manufacturing method of such a three-dimensional mold of the present disclosure will be described in detail in sequence.
1. Three-dimensional mold The three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure has a concavo-convex pattern shape including at least one of convex portions having different heights and convex portions having inclined surfaces.
A three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a part of the EE' section of FIG. It is a diagram.
The three-dimensional mold 100 shown in FIG. 1 of the present disclosure includes a concave-convex pattern layer 10 having a concave-convex pattern shape 3 in which a plurality of linear convex portions 1 having inclined surfaces extend parallel to each other in a common direction Y. Prepare.

なお、本開示において、3次元モールドの断面形状は、3次元モールドを水平面に静置したものとして定義する。図1の例では、周期構造の繰り返し方向にX軸をとり、X軸と直交し、XYが水平面を形成するようにY軸をとり、XY水平面に垂直な方向にZ軸をとっている。図2に示されるように、本開示においては、凸部間の谷底(Zの極小点)を高さ0の基準とし、また、高さ0の部分を凹部2とする。また本開示においては、高さH(H>0)を有する部分を凸部1とする。一方、本開示においては凸部の最大高さを基準として、凸部間の谷底までを深さとすることがあるが、本開示において、高さと、深さは、表裏の関係にあり、凸部に着目する場合には高さ、凹部に着目する場合に深さとするものであって、実質的には同様のものである。従って、凸部間の谷底(Zの極小点)において、異なるZの値を有する谷底(Zの極小点)が複数存在する場合、高さの異なる凸部は、深さが異なる凹部を有するともいえる(例えば、後述の図10を参照)。
また、図2に示されるように、ある凸部の一方の端部5から隣接する凸部の同じ側の一方の端部5’までを、隣接する凸部1同士の間隔(ピッチ)Pとする。凸部の端部とは、凸部間の谷底(Zの極小点)から高さH(H>0)を有し始める部分をいう。凸部同士の間隔(ピッチ)は同一であってもそれぞれ異なっていてもよく、あるいは所定の繰り返し周期を持っていてもよい。
In the present disclosure, the cross-sectional shape of the three-dimensional mold is defined as the three-dimensional mold standing still on a horizontal plane. In the example of FIG. 1, the X-axis is taken in the repeating direction of the periodic structure, the Y-axis is taken perpendicular to the X-axis so that the XY form a horizontal plane, and the Z-axis is taken in a direction perpendicular to the XY horizontal plane. As shown in FIG. 2 , in the present disclosure, the bottom of the valley between the protrusions (minimum point of Z) is used as the reference for the height 0, and the portion with the height 0 is used as the recess 2 . Also, in the present disclosure, a portion having a height H (H>0) is defined as a convex portion 1 . On the other hand, in the present disclosure, the maximum height of the protrusions is used as a reference, and the depth to the bottom of the valley between the protrusions may be defined as the depth. When focusing on the , the height is used, and when focusing on the concave portion, the depth is used, and they are substantially the same. Therefore, when there are a plurality of valley bottoms (minimal points of Z) having different Z values among the valleys (minimal points of Z) between the convex portions, the convex portions having different heights have concave portions having different depths. (See, for example, FIG. 10 described later).
Also, as shown in FIG. 2, the interval (pitch) P between the adjacent protrusions 1 is set from one end 5 of a certain protrusion to one end 5' of the adjacent protrusion on the same side. do. The ends of the projections refer to portions starting to have a height H (H>0) from the bottom of the valley between the projections (minimum point of Z). The intervals (pitch) between the convex portions may be the same or different, or may have a predetermined repetition period.

本開示の製造方法で製造される3次元モールドは、凹凸パターン形状を有する凹凸パターン層の他に、更に他の構成を有していてもよい。例えば、本開示の製造方法で製造される3次元モールドは、基板上に凹凸パターン層が形成されているものであって良い。
さらに、本開示の製造方法で製造される3次元モールドは、図3に示されるように、基板20上に密着層30を介して、凹凸パターン層10が形成されているものであって良い。
The three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure may have other structures besides the concavo-convex pattern layer having the concavo-convex pattern shape. For example, the three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure may have a concavo-convex pattern layer formed on a substrate.
Furthermore, the three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure may be one in which the uneven pattern layer 10 is formed on the substrate 20 with the adhesion layer 30 interposed therebetween, as shown in FIG.

(1)凹凸パターン形状
本開示の製造方法で製造される3次元モールドの凹凸パターン形状は、高さの異なる凸部、及び、傾斜面を有する凸部、の少なくとも1種を備える。
本開示において、高さの異なる凸部を備えるとは、1つの凸部において、何段階かで高さが変化する凸部(多段構造凸部)を備えてもよいし、互いに高さが異なる凸部(多値構造凸部)を備えてもよいし、互いに高さが異なる凸部(多値構造凸部)に多段構造凸部を備えてもよい。
また、本開示において、傾斜面を有する凸部は、1つの凸部において高さが変化する凸部の一形態ともいえる。
(1) Concavo-convex pattern shape The concavo-convex pattern shape of the three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure includes at least one type of convex portions having different heights and convex portions having inclined surfaces.
In the present disclosure, having a convex portion with a different height means that one convex portion may have a convex portion whose height changes in several stages (multi-step structure convex portion), or the heights may be different from each other. Convex portions (multivalued structure convex portions) may be provided, and convex portions (multivalued structure convex portions) having different heights may be provided with multilevel structure convex portions.
In addition, in the present disclosure, a convex portion having an inclined surface can also be said to be a form of a convex portion in which the height of one convex portion varies.

図4及び図5に、1つの凸部において、何段階かで高さが変化する凸部(多段構造凸部)の例を示す。本開示においては、断面形状において、凸部が2以上の平坦部(略水平部)を有するものを多段形状ということがあり、当該多段形状の凸部と凹部とを合わせてn個の平坦部を有する場合、n段(n-level)形状ということがある。図4の例は、3段形状であり、図5の例は、5段形状である。図示しないが、階調露光を行わなくても製造可能な従来のラインアンドスペースの断面形状の場合、凸部の平坦部と凹部の平坦部とを合わせて2段形状となるが、凸部の高さは一定で、斜面も有さず、凹部の基準値が一定なので、本開示の高さの異なる凸部、及び、傾斜面を有する凸部、の少なくとも1種を備える場合に該当しない。 FIGS. 4 and 5 show an example of a convex portion (multi-step structure convex portion) whose height changes in several steps in one convex portion. In the present disclosure, in the cross-sectional shape, a convex portion having two or more flat portions (substantially horizontal portions) may be referred to as a multi-step shape, and the convex portions and concave portions of the multi-step shape are combined to form n flat portions. is sometimes referred to as an n-level shape. The example in FIG. 4 has a three-step shape, and the example in FIG. 5 has a five-step shape. Although not shown, in the case of a conventional line-and-space cross-sectional shape that can be manufactured without gradation exposure, the flat portion of the convex portion and the flat portion of the concave portion are combined to form a two-step shape. Since the height is constant, there is no slope, and the reference value of the recess is constant, it does not correspond to the case of including at least one of the protrusions with different heights and the protrusions with slopes in the present disclosure.

図6に、傾斜面を有する凸部の例を示す。図2の凸部も、傾斜面を有する凸部の例に相当する。本開示において、傾斜面とは、XY水平面に対して、垂直でも水平でもない面をいい、曲面を有していてもよい。本開示において、傾斜面を有する凸部の傾斜角は、前記XY水平面に対して、例えば、88度以下であってよく、85度以下であってよく、70度以下であってよく、15度以上60度以下、45度以下も形成することができる。傾斜面を有する凸部の断面形状としては、例えば、図2のような三角形状、図6のような略三角形状、図示しないが傾斜面を有する四角形状、台形の一部が曲線になった形状、放物線状、釣鐘状、半円状、半楕円状等の断面形状を有するものが挙げられる。
本発明においては、傾斜面を有する凸部の断面形状が、図2のような三角形状、図6のような略三角形状の場合に、頂角について、従来より鋭角を形成できるようになり、従来頂角が120度程度などの鈍角を形成していたのに対して、頂角が90度未満や80度以下の鋭角であるような、断面形状が三角形状又は略三角形状の傾斜面を有する凸部も形成することができる。
FIG. 6 shows an example of a convex portion having inclined surfaces. The convex portion in FIG. 2 also corresponds to an example of a convex portion having an inclined surface. In the present disclosure, an inclined surface refers to a surface that is neither vertical nor horizontal with respect to the XY horizontal plane, and may have a curved surface. In the present disclosure, the inclination angle of the convex portion having the inclined surface may be, for example, 88 degrees or less, 85 degrees or less, 70 degrees or less, or 15 degrees with respect to the XY horizontal plane. 60 degrees or less and 45 degrees or less can also be formed. The cross-sectional shape of the convex portion having the inclined surface may be, for example, a triangular shape as shown in FIG. 2, a substantially triangular shape as shown in FIG. Shapes, parabolic, bell-shaped, semi-circular, semi-elliptical and other cross-sectional shapes can be mentioned.
In the present invention, when the cross-sectional shape of the convex portion having the inclined surface is a triangular shape as shown in FIG. 2 or a substantially triangular shape as shown in FIG. Conventionally, an obtuse angle of about 120 degrees was formed. It is also possible to form a convex portion having a

また、図7~図10に、互いに高さが異なる凸部(多値構造凸部)を備える例を示す。図8は、互いに高さが異なる凸部(多値構造凸部)に多段構造凸部を備えている例を示す。図9は、互いに高さが異なる凸部(多値構造凸部)に傾斜面を有する凸部を備えている例を示す。互いに高さが異なる凸部は、所定の繰り返し周期を有していてもよいし、有していなくてもよい。 Further, FIGS. 7 to 10 show examples in which convex portions having different heights (multi-value structure convex portions) are provided. FIG. 8 shows an example in which convex portions (multilevel convex portions) having different heights are provided with multi-level convex portions. FIG. 9 shows an example in which convex portions having different heights (multi-value structure convex portions) are provided with convex portions having inclined surfaces. The convex portions having different heights may or may not have a predetermined repeating period.

本開示の製造方法によれば、3次元モールドを高解像度で製造することができることから、例えば、前記凸部の最小隣接凸部間隔が500nm以下である3次元モールドを製造することができる。
前記凸部の最小隣接凸部間隔としては、3次元モールドの凹凸パターンの使用目的に合わせて適宜選択されればよく、特に限定されるものではないが、400nm以下であってもよく、350nm以下であってもよく、300nm以下であってもよい。
According to the manufacturing method of the present disclosure, since a three-dimensional mold can be manufactured with high resolution, it is possible to manufacture a three-dimensional mold in which the minimum distance between adjacent convex portions is 500 nm or less, for example.
The minimum distance between adjacent protrusions of the protrusions may be appropriately selected according to the purpose of use of the uneven pattern of the three-dimensional mold, and is not particularly limited, but may be 400 nm or less, or 350 nm or less. or 300 nm or less.

また、凸部の隣接凸部間隔Pに対する凸部の高さ((凸部の高さH)/(凸部の隣接凸部間隔P))で定義されるアスペクト比は、3次元モールドの凹凸パターンの使用目的に合わせて適宜選択されればよく、特に限定されるものではないが、当該3次元モールドを更にエッチング加工する場合の観点から5以下であって良く、2以下であって良い。一方で当該3次元モールドをそのままモールドとして使用する観点から、前記アスペクト比は、0.25以上であってよい。
なお、本開示において、図10のように、凸部の2つの端部において高さが異なる場合、当該凸部の高さHは、最大高さを採用する。
Further, the aspect ratio defined by the height of the convex portion to the interval P between the adjacent convex portions ((height of the convex portion H)/(the adjacent convex portion interval P of the convex portion)) is the unevenness of the three-dimensional mold. It may be selected appropriately according to the purpose of use of the pattern, and is not particularly limited, but from the viewpoint of further etching the three-dimensional mold, it may be 5 or less, or 2 or less. On the other hand, from the viewpoint of using the three-dimensional mold as it is as a mold, the aspect ratio may be 0.25 or more.
In addition, in the present disclosure, as shown in FIG. 10, when the two ends of the projection have different heights, the maximum height is adopted as the height H of the projection.

また、本開示の製造方法によれば、露光量の大きさに比例して凸部の高さを高精度に制御できることから、所望の凹凸パターン形状を実現しやすい。
従来、ネガ型レジスト組成物を用いて階調露光を行った場合には、斜面を形成したり、相対的に露光量が少ない部分の形状を制御することが困難であった。例えば、図11(A)に示されるように、理想構造として断面が三角形状のパターンを形成する際には、露光40の量の大きさに比例して凸部の高さを制御するが、従来現実には、図11(B)に示されるように、相対的に露光量が大きい箇所に隣接する露光量の小さい箇所は、露光量の大きい箇所の影響を受け、所望の斜面を形成できず、凸部の下部(立ち上がり部分)が丸くなってしまっていた。
当該凸部の下部(立ち上がり部分)が丸くなる指標としては、図11(B)に示されるように、凸部の下部の丸くなっている箇所の弧の曲率半径Rと当該凸部の高さHを用いて表すことができる。弧の曲率半径Rは、弧の2座標から円を近似して求めることができる。弧の曲率半径Rは、特開2004-125690を参照して求めることができる。まず、点列の両端付近から初期の2直線をあてはめ、次に、初期の2直線から遠い残った点列に初期の円弧をあてはめ、以後、直線-円弧-直線あてはめを反復することにより、弧の曲率半径Rを求めることができる。本開示の製造方法によれば、凸部の下部の弧の曲率半径を、当該凸部の高さHの50%以下とすることができる。凸部の下部の弧の曲率半径は、理想的な構造に近づけるために、当該凸部の高さHの40%以下であってよく、30%以下であってよく、25%以下であってよい。
In addition, according to the manufacturing method of the present disclosure, the height of the convex portion can be controlled with high accuracy in proportion to the amount of exposure, so it is easy to realize the desired uneven pattern shape.
Conventionally, when gradation exposure is performed using a negative resist composition, it has been difficult to form slopes or control the shape of portions where the amount of exposure is relatively low. For example, as shown in FIG. 11A, when forming a pattern having a triangular cross section as an ideal structure, the height of the convex portion is controlled in proportion to the amount of exposure 40. Conventionally, as shown in FIG. 11B, a portion with a small exposure amount adjacent to a portion with a relatively large amount of exposure is affected by the area with a relatively large amount of exposure, and a desired slope cannot be formed. Instead, the lower portion (rising portion) of the convex portion was rounded.
As an index for rounding the lower portion (rising portion) of the projection, as shown in FIG. It can be represented using H. The curvature radius R of the arc can be obtained by approximating a circle from the two coordinates of the arc. The curvature radius R of the arc can be obtained with reference to Japanese Patent Laid-Open No. 2004-125690. First, two initial straight lines are fitted from near both ends of the point sequence, then initial circular arcs are fitted to the remaining point sequences far from the initial two straight lines, and thereafter, line-arc-straight line fitting is iterated to obtain an arc can be obtained. According to the manufacturing method of the present disclosure, the radius of curvature of the arc at the bottom of the projection can be 50% or less of the height H of the projection. The radius of curvature of the arc at the bottom of the projection may be 40% or less, 30% or less, or 25% or less of the height H of the projection to approximate an ideal structure. good.

本開示において、前記隣接凸部間隔P、前記凸部の高さH、前記凸部の幅W、前記弧の曲率半径R等は、3次元モールドの断面を、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:AFM)又は走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)で撮影した画像から計測することができる。
最小隣接凸部間隔を求めるためには、隣接凸部間隔Pがほぼ一定である場合には、求める隣接凸部間隔Pの数は少なくても良いが、周期的に隣接凸部間隔Pが変化する場合には少なくとも5周期分、周期なしで隣接凸部間隔Pが変化する場合にはより多くの隣接凸部間隔Pを求めることが好ましい。
In the present disclosure, the distance P between adjacent protrusions, the height H of the protrusions, the width W of the protrusions, the radius of curvature R of the arc, etc. are determined by observing the cross section of the three-dimensional mold with an atomic force microscope. : AFM) or from an image taken with a scanning electron microscope (SEM).
In order to obtain the minimum interval between adjacent convex portions, if the interval P between adjacent convex portions is substantially constant, the number of adjacent convex portion intervals P to be obtained may be small. If so, it is preferable to obtain at least 5 cycles, and if the adjacent convex portion interval P changes without a period, it is preferable to obtain more adjacent convex portion intervals P.

本開示の製造方法で製造される3次元モールドの凹凸パターン形状は、階調露光を利用して形成される高さの異なる凸部、及び、傾斜面を有する凸部を有するものであれば、特に限定されるものではなく、多くの異なる態様で実施することが可能である。
本開示の製造方法で製造される3次元モールドの凹凸パターン形状は、周期構造を有していなくてもよく、周期構造を有している場合でも、異なる周期構造を持つ複数の領域を有していてもよい。例えば、複数の部分周期構造の領域は、それぞれ、凸部の形状、高さ、隣接凸部間隔が異なる凸部を有するものが挙げられる。
If the uneven pattern shape of the three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure has convex portions with different heights formed using gradation exposure and convex portions with inclined surfaces, It is not particularly limited and can be implemented in many different ways.
The uneven pattern shape of the three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure may not have a periodic structure, and even if it has a periodic structure, it has a plurality of regions with different periodic structures. may be For example, the plurality of regions of the partial periodic structure may have protrusions with different shapes, heights, and intervals between adjacent protrusions.

(2)凹凸パターン層
前記凹凸パターン形状3を有する凹凸パターン層10は、前記特定のネガ型レジスト組成物の硬化物からなる。前記特定のネガ型レジスト組成物は、後に詳細に説明するので、ここでの説明を省略する。
凹凸パターン形状を有する凹凸パターン層は、凸部の下部において連結していなくてもよい。すなわち、凹凸パターン層は、凹凸パターンの凹部に前記特定のネガ型レジスト組成物の硬化物が存在せず、凸部群からなるものであってもよい。
(2) Concavo-convex pattern layer The concavo-convex pattern layer 10 having the concavo-convex pattern shape 3 is made of a cured product of the specific negative resist composition. Since the specific negative resist composition will be described later in detail, the description is omitted here.
The concavo-convex pattern layer having the concavo-convex pattern shape may not be connected at the lower portion of the convex portion. That is, the concavo-convex pattern layer may be composed of a group of convex portions without the cured product of the specific negative resist composition being present in the concavities of the concavo-convex pattern.

凹凸パターン層10の厚さは、3次元モールドの用途に応じた凹凸パターン形状に応じて、適宜調整されればよく、特に限定されない。
凹凸パターン層10の厚さは、例えば、50nm~500nmであってよく、更に500nm~2000nmであってよい。
The thickness of the uneven pattern layer 10 is not particularly limited as long as it is appropriately adjusted according to the shape of the uneven pattern according to the application of the three-dimensional mold.
The thickness of the uneven pattern layer 10 may be, for example, 50 nm to 500 nm, and further may be 500 nm to 2000 nm.

(3)基板
本開示の製造方法で製造される3次元モールドに用いられる基板としては、石英、ガラス、光学フィルム、セラミック材料、蒸着膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Feなどの金属基板、紙、SOG(Spin On Glass)、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム等のポリマー基板、TFTアレイ基板、PDPの電極板、ガラスや透明プラスチック基板、ITOや金属などの導電性基材、絶縁性基材、シリコーン、窒化シリコーン、ポリシリコーン、酸化シリコーン、アモルファスシリコーンなどの半導体作製基板など特に制約されない。フォトマスク基板としては、透明な石英ガラス基板上に、CrxOyNz、MoSi、MoSiO、MoSiON、TaSiO、TaBO,TaBN,などの遮光層や低反射層を有する基板が好適に用いられる。
基板の厚さとしては、用途に応じて適宜選択されればよく、特に限定されるものではない。基板20の厚さは、例えば、0.1mm~1mmであってよく、更に1mm~10mmであってよい。
(3) Substrate Substrates used in the three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure include quartz, glass, optical films, ceramic materials, evaporated films, magnetic films, reflective films, Ni, Cu, Cr, Fe, and the like. paper, SOG (Spin On Glass), polyester film, polycarbonate film, polyimide film and other polymer substrates, TFT array substrates, PDP electrode plates, glass and transparent plastic substrates, conductive substrates such as ITO and metal , insulating substrates, silicon, silicon nitride, polysilicon, silicon oxide, amorphous silicon, and other semiconductor fabrication substrates, etc. are not particularly limited. As the photomask substrate, a substrate having a light shielding layer or a low reflection layer such as CrxOyNz, MoSi, MoSiO, MoSiON, TaSiO, TaBO, TaBN on a transparent quartz glass substrate is preferably used.
The thickness of the substrate may be appropriately selected depending on the application, and is not particularly limited. The thickness of the substrate 20 may be, for example, 0.1 mm to 1 mm, or even 1 mm to 10 mm.

(4)密着層
本開示の製造方法で製造される3次元モールドに用いられる基板上には、前記特定のネガ型レジスト組成物又はその硬化物と基板の密着性の向上のために、基板上に密着剤等で表面処理が行われた密着層を有していても良い。
密着層に用いられる密着剤は、ヘキサメチルジシラザン、シランカップリング剤、酸無水物、燐酸エステルなどが挙げられ、特に、樹脂組成物のエチレン性不飽和結合と反応し得る官能基をもつものが好ましく、例えばビニルトリメトキシシラン(商品名KBM-1003、信越化学工業)、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(商品名KBM-5103、信越化学工業)、p-スチリルトリメトキシシラン(商品名KBM-1403、信越化学工業)、ACRYLOXYMETHYLTRIMETHOXYSILANE(商品名SIA0182.0、Gelest)、特開2009-503139号公報に開示のアクリル酸β-カルボキシルエチル(商品名β-CEA,UCB Chemical)、商品名Ebecryl3605(UCB Chemical)、商品名Isorad501(Schenectady International,inc)、組成物1~5などが挙げられる。
密着層30の厚さとしては、用途に応じて適宜選択されればよく、特に限定されるものではないが、例えば、10nm~100nmであってよく、100nm~2000nmであってよい。
なお、本開示の製造方法で製造される3次元モールドは、更にその他の構成を有していてもよい。
(4) Adhesion layer On the substrate used for the three-dimensional mold produced by the production method of the present disclosure, the specific negative resist composition or its cured product is provided on the substrate to improve adhesion to the substrate. It may have an adhesion layer surface-treated with an adhesion agent or the like.
Adhesion agents used in the adhesion layer include hexamethyldisilazane, silane coupling agents, acid anhydrides, phosphoric acid esters, etc. In particular, those having a functional group capable of reacting with the ethylenically unsaturated bond of the resin composition. Examples include vinyltrimethoxysilane (trade name KBM-1003, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (trade name KBM-5103, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), p-styryltrimethoxysilane (trade name KBM -1403, Shin-Etsu Chemical), ACRYLOXYMETHYLTRIMETHOXYSILANE (trade name SIA0182.0, Gelest), β-carboxylethyl acrylate disclosed in JP-A-2009-503139 (trade name β-CEA, UCB Chemical), trade name Ebecryl3605 ( UCB Chemical), trade name Isorad 501 (Schenectady International, Inc.), compositions 1-5, and the like.
The thickness of the adhesion layer 30 may be appropriately selected according to the application and is not particularly limited, but may be, for example, 10 nm to 100 nm, or 100 nm to 2000 nm.
Note that the three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure may further have other configurations.

2.レジスト膜を形成する工程
本開示の3次元モールドの製造方法においては、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に2個以上有する分子量400~2500のフェノール性化合物(A)を含有するネガ型レジスト組成物であって、当該ネガ型レジスト組成物の全固形分中における前記フェノール性化合物(A)の含有量が70重量%以上であり、酸発生剤を実質的に含有しない、非化学増幅型であるネガ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程を有する。
2. Step of forming a resist film In the three-dimensional mold manufacturing method of the present disclosure, a group having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group A negative resist composition containing a phenolic compound (A) having a molecular weight of 400 to 2500 and having two or more substituents selected from one or more substituents selected from After coating a substrate with a non-chemically amplified negative resist composition having a content of the phenolic compound (A) of 70% by weight or more in the solid content and containing substantially no acid generator. and heat treatment to form a resist film.

(1)ネガ型レジスト組成物
前記特定のフェノール性化合物(A)は、レジスト基質となる比較的低分子の特定のフェノール性化合物に、架橋性基として、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基が導入されている。すなわち、前記特定のフェノール性化合物(A)は、架橋剤としても機能するレジスト基質である。
前記特定のフェノール性化合物(A)は水酸基に対する架橋性基の割合が高く、レジスト組成物中の前記フェノール性化合物(A)の全固形分中含有量が高い。そのため、本開示の非化学増幅型であるネガ型レジスト組成物は、活性エネルギー線を照射することにより、酸を介することなく前記特定のフェノール性化合物(A)の架橋性基による架橋反応が進行する。
上記ネガ型レジスト組成物は、フェノール性水酸基を有するのでアルカリ可溶性であるが、レジストパターン形成時に電子線等の露光(光の照射)により、上記フェノール化合物(A)同士で、フェノール性水酸基のオルト位に存在するヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基の存在により架橋結合が形成され、アルカリ不溶性となる。そのため、レジストパターン形成において、当該ネガ型レジスト組成物からなるレジスト膜を選択的に露光すると、露光部はアルカリ不溶性となる一方、未露光部はアルカリ可溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することによりネガ型のレジストパターンを形成することができる。
また、本開示の非化学増幅型ネガ型レジスト組成物は、比較的低分子の前記特定のフェノール性化合物(A)をレジスト組成物の固形分含有量が高い状態で用いるので、塗膜中のレジスト組成物の均一性が良好になり、更に、像形成時に酸の拡散を利用しないので、露光量の大きさに応じて凸部の高さを制御しやすく階調露光性能に優れながら、解像力に優れると推定される。
(1) Negative Resist Composition The specific phenolic compound (A) is added to a specific relatively low-molecular-weight phenolic compound that serves as a resist substrate, and a hydroxymethyl group is added as a crosslinkable group to the ortho-position of the phenolic hydroxyl group. , and an alkoxymethyl group. That is, the specific phenolic compound (A) is a resist substrate that also functions as a cross-linking agent.
The specific phenolic compound (A) has a high ratio of crosslinkable groups to hydroxyl groups and a high content of the phenolic compound (A) in the total solid content of the resist composition. Therefore, when the non-chemically amplified negative resist composition of the present disclosure is irradiated with an active energy ray, a cross-linking reaction by the cross-linkable group of the specific phenolic compound (A) proceeds without the intervention of an acid. do.
The negative resist composition has phenolic hydroxyl groups and is therefore alkali-soluble. Due to the presence of one or more substituents selected from the group consisting of hydroxymethyl groups and alkoxymethyl groups present at the positions, cross-linked bonds are formed, resulting in alkali insolubility. Therefore, in forming a resist pattern, when a resist film made of the negative resist composition is selectively exposed to light, the exposed portion becomes alkali-insoluble, while the unexposed portion remains alkali-soluble and does not change. A negative resist pattern can be formed.
In addition, since the non-chemically amplified negative resist composition of the present disclosure uses the specific phenolic compound (A) with a relatively low molecular weight in a state where the solid content of the resist composition is high, The uniformity of the resist composition is improved, and since the diffusion of acid is not used during image formation, the height of the convex portion can be easily controlled according to the amount of exposure. estimated to be superior to

以下、このような本開示のネガ型レジスト組成物の各構成について順に詳細に説明する。
<フェノール性化合物(A)>
本開示において用いられるフェノール性化合物(A)は、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に2個以上有する、分子量400~2500の化合物である。当該フェノール性化合物(A)の分子量を上記範囲内とすることにより、優れた解像度が得られる。
Hereinafter, each configuration of such a negative resist composition of the present disclosure will be described in detail in order.
<Phenolic compound (A)>
The phenolic compound (A) used in the present disclosure has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and is selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group. It is a compound having a molecular weight of 400 to 2,500 and having two or more substituents in one molecule. By setting the molecular weight of the phenolic compound (A) within the above range, excellent resolution can be obtained.

本開示において用いられるフェノール性化合物(A)は、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有すればよく、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。本開示において用いられるフェノール性化合物(A)は、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。
フェノール性化合物(A)は、濃度25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℃)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。
The phenolic compound (A) used in the present disclosure may have two or more phenolic hydroxyl groups per molecule, and the number of phenolic hydroxyl groups per molecule is not particularly limited. The phenolic compound (A) used in the present disclosure is preferably selected appropriately so as to have alkali solubility based on the following criteria.
As the phenolic compound (A), it is preferable to select and use one having a development rate of 0.5 nm/sec or more with respect to an aqueous tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution (23° C.) having a concentration of 25% by mass. It is preferable to select and use one having a velocity of 0 nm/sec or more. By setting the alkali developing speed of the alkali-soluble resin within the above range, the pattern shape can be improved.

例えば、濃度25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℃)に対する現像速度は、例えば、上記フェノール性化合物(A)を単独で用いて、例えば5質量%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25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℃)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 tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution (23° C.) having a concentration of 25% by mass is obtained by, for example, using the phenolic compound (A) alone to obtain, for example, a 5% by mass solution, and a silicon wafer. After forming a coating film so that the film thickness after drying is 300 nm, it is immersed in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) with a concentration of 25% by mass (23 ° C.) until the coating film is completely dissolved. Time can be measured and calculated.

本開示において用いられるフェノール性化合物(A)は、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に2個以上有すれば良い。フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基は、フェノール性化合物の架橋性基として機能する。本開示において用いられるフェノール性化合物(A)は、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を、1分子中に3個以上有することが、更に1分子中に4個以上有することが、架橋性を高くする点から好ましい。 The phenolic compound (A) used in the present disclosure has at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group, and has two or more substituents per molecule. do it. At least one substituent selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group functions as a crosslinkable group for the phenolic compound. The phenolic compound (A) used in the present disclosure has one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group, and three or more substituents per molecule. Having 4 or more in one molecule is preferable from the viewpoint of enhancing the crosslinkability.

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

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

本開示において用いられるフェノール性化合物(A)は、分子量が400~2500である化合物を選択して用いる。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恐れがある。一方、分子量が上限値を超えると、レジスト組成物に用いられる溶剤によって膨潤しやすくなり、パターン倒れが起こりやすく、また、パターンの形状が悪くなる恐れがある。ここでの分子量は、その分子を構成する原子の原子量の和をいう。また、分子量分布を有するオリゴマーである場合には、GPC(ポリスチレン換算)を用いた質量平均分子量で表される。
本開示において用いられるフェノール性化合物(A)の分子量としては、中でも、500~2500であることが好ましく、更に600~2000であることが、成膜性および解像性の点から好ましい。
A compound having a molecular weight of 400 to 2500 is selected and used as the phenolic compound (A) used in the present disclosure. If the molecular weight is less than the lower limit, the ability to form a resist film and the ability to form a pattern may be deteriorated. On the other hand, if the molecular weight exceeds the upper limit, the resist composition tends to swell with the solvent used in the resist composition, tends to cause pattern collapse, and may deteriorate the shape of the pattern. The molecular weight here refers to the sum of the atomic weights of atoms constituting the molecule. Moreover, in the case of an oligomer having a molecular weight distribution, it is represented by a weight average molecular weight using GPC (converted to polystyrene).
The molecular weight of the phenolic compound (A) used in the present disclosure is preferably from 500 to 2,500, more preferably from 600 to 2,000 from the viewpoint of film-forming properties and resolution.

本開示において用いられるフェノール性化合物(A)は、ガラス転移温度(Tg)が60℃以上、更に90℃以上であることが好ましい。ガラス転移温度が60℃以上であると、塗膜を形成する際に、脱濡れ現象(dewetting)が起こり難くなり、均一な膜が得られやすくなる。なお、脱濡れ現象とは、塗り広げた塗膜がプリベーク時に溶解して、はじきが生じ、均一に膜が形成されない現象をいう。
通常、レジスト組成物用の溶剤としては、低沸点の溶剤を用いるとレジスト膜が急激に乾燥して均一な膜が得られないことから、スピンコート法などで塗布する際に均一なレジスト膜を得るために、沸点が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℃未満のフェノール性化合物を用いると、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℃以上のフェノール性化合物を用いる場合には、高温でのプリベークが可能となり、均一な膜が得られるほか、環境耐性(ポストコーティングディレイ:PCD)に優れたレジスト膜が得られる。更に、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 phenolic compound (A) used in the present disclosure 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, dewetting is less likely to occur during coating film formation, making it easier to obtain a uniform film. The dewetting phenomenon refers to a phenomenon in which a spread coating film dissolves during prebaking, repelling occurs, and a uniform film is not formed.
Usually, when a solvent with a low boiling point is used as a solvent for a resist composition, the resist film dries rapidly and a uniform film cannot be obtained. For this purpose, solvents with a boiling point of 90-180° C. are used. Since the resist film formed by the spin coating method contains a large amount of residual solvent, the resist substrate is heated on a hot plate at a temperature of 90° C. or higher (pre-baking) in order to remove this solvent and form a stable resist film. . However, if a phenolic compound having a glass transition temperature of less than 60° C. is used, dewetting of the resist film may occur in the prebaking process, making it impossible to obtain a uniform film.
On the other hand, when using a phenolic compound with a glass transition temperature of 60 ° C. or higher, pre-baking at high temperatures is possible, and a uniform film can be obtained, as well as a resist film with excellent environmental resistance (post-coating delay: PCD). is obtained. Furthermore, it is possible to suppress the density dependency of the pattern that occurs during pattern formation by electron beams. In addition, in a dry etching step after forming a resist pattern, a pattern excellent in etching resistance (can prevent melting of the pattern due to high temperature during etching) can be obtained.
In addition, the glass transition temperature here is measured by a differential scanning calorimeter (DSC).

また、本開示において用いられるフェノール性化合物(A)は、沸点が80~180℃の有機溶剤に対して、23℃で5質量%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, the phenolic compound (A) used in the present disclosure preferably has a solubility of 5% by mass 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 rapid drying of the resist film during spin coating, and there is an advantage that a uniform resist film can be obtained. Representative examples of organic solvents having a boiling point of 80 to 180° C. include cyclopentanone, propylene glycol monomethyl ether, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, 2-heptanone, diethylene glycol dimethyl ether, 1-ethoxy-2-propanol, and the like. is mentioned.

中でも、本開示において用いられるフェノール性化合物(A)は、ガラス転移温度(Tg)が60℃以上であり、且つ、沸点が80~180℃の有機溶剤に対して、23℃で5質量%以上の溶解性を有していることが好ましい。 Among them, the phenolic compound (A) used in the present disclosure has a glass transition temperature (Tg) of 60° C. or higher and a boiling point of 5% by mass or more at 23° C. in an organic solvent having a boiling point of 80 to 180° C. preferably have a solubility of

上記フェノール性化合物(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。 The phenolic compound (A) is not particularly limited and can be appropriately selected and used. Examples thereof include compounds represented by the following chemical formulas (1) and (3).

Figure 2022142294000001
[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、水酸基及びヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を含んでいても良い。
Figure 2022142294000001
[In the chemical formula ( 1 ), each R 1 is independently a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a group represented by the following chemical formula (2); The included aryl group may contain one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxyl group, a hydroxymethyl group, and an alkoxymethyl group.

Figure 2022142294000002
(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分子中少なくとも2個は水素原子である。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。
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。
但し、R及び/又はRにおいて、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する。
また、化学式(1)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。]
Figure 2022142294000002
(In 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. show.)
Each R 2 is independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and among a plurality of R 2 s, at least two in one molecule are hydrogen atoms. R3 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.
n1 represents an integer of 1-3, and n2 represents an integer of 0-2. However, a combination that satisfies n1+n2≦4 is selected from the numerical ranges of n1 and n2. x1 represents an integer of 3 to 12;
However, in R 1 and/or R 3 , one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group are present at the ortho-position to the phenolic hydroxyl group in one molecule.
In addition, the groups represented by the same reference numerals contained in chemical formula (1) may be the same or different. ]

Figure 2022142294000003
(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、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基、或いは、これらの組み合わせからなる基を表す。複数のRが結合して環を形成してもよい。複数のRが結合して環を形成してもよい。複数のRが結合して環を形成してもよい。複数のRが結合して環を形成してもよい。また、複数あるR、R、R及びRは互いに同じであっても異なっていても良い。
10及びR11は、各々独立に、水素原子又は1価の有機基を表し、複数あるR10及びR11は互いに同じであっても異なっていても良い。また、複数あるR10及びR11のうち少なくとも2つは水素原子である。更に、R、R、及び/又はRにおいて、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する。
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 2022142294000003
(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, a hydroxymethyl group, an alkoxymethyl group, or a group consisting of a combination thereof. A plurality of R6 may combine to form a ring. Multiple R7s may combine to form a ring. A plurality of R8 may combine to form a ring. Multiple R9s may combine to form a ring. In addition, multiple R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be the same or different.
R 10 and R 11 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, and multiple R 10 and R 11 may be the same or different. At least two of the plurality of R 10 and R 11 are hydrogen atoms. Furthermore, in R 6 , R 7 and/or R 9 , one or more substituents selected from the group consisting of hydroxymethyl groups and alkoxymethyl groups at the ortho position of the phenolic hydroxyl group per molecule. have more than
W represents a single bond, an ether bond, a thioether bond, an optionally heteroatom-containing alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, or a group consisting of any combination thereof. A plurality of W may be the same or different.
x2 represents a positive integer.
y1 represents an integer of 0 or more, and y1 is 0 when W is a single bond.
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 represent an integer of 0 or greater. 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 above 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. Examples include 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. Also, it may have an unsaturated bond such as a double bond or 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。 A hydroxyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenoalkyl group, etc. are mentioned as a substituent which an alkyl group has.

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 for R 1 is not particularly limited and includes cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and the like. Moreover, it may have unsaturated bonds such as double bonds and triple bonds, and may be either monocyclic or polycyclic.
A cyclohexyl group is preferred as the cycloalkyl group.

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 substituents of the cycloalkyl group are not particularly limited, and examples thereof include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, hydroxyl groups, alkoxy groups, alkoxyalkyl groups, halogen atoms, halogenoalkyl groups and the like.

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. Examples of linear alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl and n-butyl groups. Examples of branched alkyl groups include i-propyl, i-butyl, t-butyl, i-pentyl and t-pentyl groups.

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, such as methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, 2-ethylhexyloxy and the like.

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。 The alkoxyalkyl group is not particularly limited, but is preferably an alkoxyalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, such as methoxymethyl group, ethoxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, methoxypropyl group and the like.

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。 Halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.

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, such as chloromethyl group, dichloromethyl group, trichloromethyl group, bromomethyl group, dibromomethyl group, 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. 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 for R 1 is not particularly limited, but preferably has 6 to 14 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms, and examples thereof include phenyl, naphthyl and anthryl groups.

また、アリール基が有する置換基としては、ヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基、シクロアルキル基、炭素数1~5のアルキル基、水酸基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基等が挙げられる。
アリール基が有する置換基としてのシクロアルキル基は、上記のシクロアルキル基と同様のものが挙げられる。また、当該シクロアルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、炭素数1~5のアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、水酸基、アルコキシ基等が挙げられる。炭素数1~5のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、i-プロピル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、特に制限はないが、炭素数1~8のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基等が挙げられる。
アリール基が有する置換基としての炭素数1~5のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子、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。
Examples of substituents of the aryl group include a hydroxymethyl group, an alkoxymethyl group, a cycloalkyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, a halogen atom, a halogenoalkyl group, and the like. mentioned.
Examples of the cycloalkyl group as a substituent of the aryl group include the same cycloalkyl groups as those described above. In addition, the cycloalkyl group may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, a hydroxyl group, an alkoxy group, and the like. Examples of alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms include methyl group, ethyl group and i-propyl group. The alkoxy group is not particularly limited, but is preferably an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, such as methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, 2-ethylhexyloxy and the like.
The alkyl group, alkoxy group, alkoxyalkyl group, halogen atom, halogenoalkyl group and alkoxymethyl group having 1 to 5 carbon atoms as substituents of the aryl group 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 above 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 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, each of two R 4 and R 5 may be the same or different.
In the above chemical formula (2), the 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。Qのアリール基が有する置換基は、上記アリール基が有する置換基と同様のものが挙げられ、水酸基及びヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を含んでいても良い。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 for Q in the chemical formula (2) include the same aryl groups as those described above. The substituents possessed by the aryl group of Q include the same substituents possessed by the above aryl group, and include one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxyl group, a hydroxymethyl group, and an alkoxymethyl group. You can stay Further, examples of the cycloalkyl group for Q in the above chemical formula (2) include the same cycloalkyl groups as those described above. Examples of the substituent which the cycloalkyl group of Q has include the same substituents as those of the above cycloalkyl group.

の1価の有機基としては、特に制限はないが、アルキル基、シクロアルキル基、アリー
ル基が挙げられる。
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, and includes an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.
Examples of the alkyl group for R 2 include the same groups as those for R 1 above. Examples of substituents possessed by the alkyl group of R 2 include those similar to those of R 1 above.
The cycloalkyl group of R 2 and the substituent of the cycloalkyl group can be the same as those of R 1 above. Furthermore, the aryl group for R 2 and the substituents that the aryl group has may be the same as those for R 1 above.

のアルコキシメチル基は、上記で示したとおりである。
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。
The alkoxymethyl group for R 3 is as indicated above.
Examples of the halogen atom and alkyl group for R 3 include the same as those for R 1 above.
Substituents possessed by the alkyl group as R 3 include cycloalkyl groups, aryl groups, amino groups, amido groups, ureido groups, urethane groups, hydroxyl groups, carboxy groups, halogen atoms, alkoxy groups, thioether groups, acyl groups, and acyloxy groups. , an alkoxycarbonyl group, a cyano group, a 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 for R 3 and the substituents possessed by the cycloalkyl group can be the same as those for R 1 above. The aryl group for R 3 and the substituents that the aryl group has may be the same as those for R 1 above.
Further, examples of the alkoxy group for R 3 include the same groups as those for R 1 above.

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 for R 3 is not particularly limited, but is preferably an acyl group having 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include formyl, acetyl, propionyl, butyryl, valeryl, pivaloyl, and benzoyl groups. be 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、1分子中に、フェノール性水酸基を2つ以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を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。 The compound represented by the chemical formula (1) has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and is selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group. If one or more substituents are present, each repeating unit may have the same or different substituents indicated by the same reference numerals. 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4~8個のカリックスレゾルシンアレン誘導体であって、且つ、Rが水素原子であるオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有することが好ましい。
また、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0~8個のカリックスレゾルシンアレン誘導体であって、且つ、Rに、フェノール性水酸基と、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を含むアリール基を有することが好ましい。
In the compound represented by the above chemical formula (1), x1 is preferably 4 and n1 is 2 from the viewpoint of obtaining a pattern with high sensitivity and high resolution and good shape. 4, a calix resorcinarene derivative in which n1 is 2, 4 to 8 hydrogen atoms out of 8 R 2 , and a hydroxymethyl group at the ortho position where R 2 is a hydrogen atom, and alkoxymethyl It is preferable to have one or more substituents selected from the group consisting of groups in one molecule.
In addition, in the compound represented by the above chemical formula (1), x1 is preferably 4 and n1 is 2 from the viewpoint of obtaining a pattern with high sensitivity, high resolution, and good shape. a calix resorcinarene derivative in which x1 is 4, n1 is 2, and 0 to 8 hydrogen atoms among 8 R 2 , and R 1 has a phenolic hydroxyl group and an ortho position of the phenolic hydroxyl group preferably has an aryl group containing one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group.

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。
また、R、R、R及びRにおけるヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基としては、上記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 above chemical formula (3), the alkyl groups in R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be linear or branched, preferably methyl, ethyl, propyl, butyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as isobutyl group, hexyl group and octyl group.
Cycloalkyl groups for R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be monocyclic or polycyclic. Examples thereof include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, tetracyclo structure, etc., having 5 or more carbon atoms. It preferably has 6 to 30 carbon atoms, particularly preferably 7 to 25 carbon atoms. 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 for R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be the same as for R 1 above.
The hydroxymethyl group or alkoxymethyl group for R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be the same as above.
In the compound represented by the above 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 substituents that the alkyl group, cycloalkyl group, and aryl group may have include hydroxyl group, carboxyl group, halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), hydroxymethyl group, or 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 for R 10 and R 11 include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an amide group, and a cyano group. The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group, such as methyl, ethyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, hexyl, 2-ethylhexyl and 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, such as phenyl group, naphthyl group, anthracenyl group and the like. The aralkyl group is preferably an aralkyl group having 6 to 12 carbon atoms, such as benzyl, phenethyl and cumyl groups. The alkoxy group in the alkoxy group and alkoxycarbonyl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include methoxy, ethoxy, propoxy, n-butoxy and isobutoxy groups.

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 for W may be linear or branched, and preferably has 1 to 10 carbon atoms, such as methylene, ethylene, propylene, butylene, and isobutylene.
The cycloalkylene group for W may be either monocyclic or polycyclic, and examples of alkylene groups forming a ring include cycloalkylene groups having 3 to 8 carbon atoms (e.g., cyclopentylene group, cyclohexylene group). be able to.
The alkylene group and cycloalkylene group in W may further have a substituent, and the substituent is an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, 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, the alkylene chain or cycloalkylene chain has -O-, -OC(=O)-, -OC(=O)O-, -N(R)-C(=O)-, -N (R)-C(=O)O-, -S-, -SO-, and -SO 2 - may be included. Here, R is a hydrogen atom or an alkyl group (preferably having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, etc.).
The cyclic arylene group for W preferably includes those having 6 to 15 carbon atoms such as phenylene group, tolylene group and naphthylene group.

以下にフェノール性化合物(A)の具体例を示すが、本開示はこれらに限定されるものではない。1分子中のフェノール性水酸基が2個以上存在し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に2個以上有すれば、以下の具体例のフェノール性水酸基は、有機基で保護されているものであっても良い。
また、下記式中、Lは、各々独立に、水素原子、又は、ヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基であり、1分子中少なくとも2つのLは、フェノール性水酸基のオルト位に存在するヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基である。また、分子量は、400~2500を満たすものとする。
Specific examples of the phenolic compound (A) are shown below, but the present disclosure is not limited thereto. Two or more phenolic hydroxyl groups are present in one molecule, and one or more substituents selected from the group consisting of hydroxymethyl groups and alkoxymethyl groups are present in the ortho position of the phenolic hydroxyl group, and two or more substituents are present in one molecule. If present, the phenolic hydroxyl group in the specific examples below may be protected with an organic group.
Further, in the following formula, each L is independently a hydrogen atom, or one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group, and at least two L in one molecule are , a hydroxymethyl group present at the ortho-position to a phenolic hydroxyl group, and an alkoxymethyl group. Moreover, the molecular weight satisfies 400-2500.

Figure 2022142294000004
Figure 2022142294000004

Figure 2022142294000005
Figure 2022142294000005

Figure 2022142294000006
Figure 2022142294000006

Figure 2022142294000007
Figure 2022142294000007

Figure 2022142294000008
Figure 2022142294000008

本開示に用いられるフェノール性化合物(A)は、フェノール性化合物の母核化合物において、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を導入することに得ることができる。上記架橋性基として機能する置換基をフェノール性化合物の母核化合物に導入する方法としては、例えば、対応するヒドロキシメチル基を有さないフェノール化合物と、ホルムアルデヒドを塩基触媒下で反応させることによって得ることができる。この際、ゲル化などの副反応を防ぐために、反応温度を50℃以下で行うことが好ましい。また、アルコキシメチル基を有する各種ビスフェノール誘導体は、対応するヒドロキシメチル基を有するビスフェノール誘導体とアルコールを酸触媒下で反応させることによって得ることができる。この際、ゲル化などの副反応を防ぐために、反応温度を100℃以下で行うことが好ましい。 The phenolic compound (A) used in the present disclosure has at least one substituent selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group in the core compound of the phenolic compound. can be obtained by introducing As a method for introducing a substituent that functions as a crosslinkable group into the core compound of a phenolic compound, for example, a phenolic compound that does not have a corresponding hydroxymethyl group is reacted with formaldehyde in the presence of a base catalyst. be able to. In this case, the reaction temperature is preferably 50° C. or lower in order to prevent side reactions such as gelation. Moreover, various bisphenol derivatives having an alkoxymethyl group can be obtained by reacting the corresponding bisphenol derivative having a hydroxymethyl group with an alcohol in the presence of an acid catalyst. In this case, the reaction temperature is preferably 100° C. or lower in order to prevent side reactions such as gelation.

前記フェノール性化合物(A)の母核化合物は、例えば本州化学工業(株)、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 core compound of the phenolic compound (A) is commercially available from, for example, Honshu Kagaku Kogyo Co., Ltd., Asahi Organic Chemical Industry Co., Ltd., and the like can be used. It can also be synthesized by condensation of various phenol compounds and various aldehydes and ketones.

本開示に係るネガ型レジスト組成物において、フェノール性化合物(A)は、上述した化合物のうち、1種単独で用いても良いし、2種以上を混合して用いても良い。
しかしながら、本開示に係るネガ型レジスト組成物において、フェノール性化合物(A)は、構造式が同じ化合物の純度が70質量%以上であることが、良好なパターンを形成できる点から好ましい。フェノール性化合物(A)は、構造式が同じ化合物の純度が80質量%以上であることが更に好ましく、90質量%以上であることが更に好ましい。
フェノール性化合物(A)として、構造式が同じ化合物の純度が高いものを用いると、現像の進行が均一になると推定される。
但し、フェノール性化合物(A)は、構造式が同じ化合物の純度が上記の値未満であっても、不純物の構造がフェノール性化合物(A)に類似しており、相溶性が良好な場合には好適に用いることができる。
In the negative resist composition according to the present disclosure, the phenolic compound (A) may be used singly or in combination of two or more of the compounds described above.
However, in the negative resist composition according to the present disclosure, the phenolic compound (A) preferably has a purity of 70% by mass or more with the same structural formula from the viewpoint of forming a good pattern. In the phenolic compound (A), the purity of compounds having the same structural formula is more preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more.
It is presumed that if a high-purity compound having the same structural formula is used as the phenolic compound (A), the progress of development will be uniform.
However, the phenolic compound (A), even if the purity of the compound having the same structural formula is less than the above value, the structure of the impurity is similar to the phenolic compound (A) and compatibility is good. can be preferably used.

本開示で用いられるフェノール性化合物としては、分子量分布を有しない方が好ましい。本開示で用いられるフェノール性化合物としては、分子量分布を有するものであっても、分子量分布が小さいものが好ましく、分子量分布(質量平均分子量<Mw>と数平均分子量<Mn>の比<Mw>/<Mn>が1.0~1.1であることが好ましい。 Phenolic compounds used in the present disclosure preferably do not have a molecular weight distribution. The phenolic compound used in the present disclosure preferably has a small molecular weight distribution even if it has a molecular weight distribution. /<Mn> is preferably 1.0 to 1.1.

当該フェノール性化合物(A)の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、70質量%以上であり、80質量%以上であることが好ましく、更に90質量%以上であることが好ましい。当該フェノール性化合物(A)の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、95質量%以上であってもよく、98質量%以上であってもよく、99質量%以上であってもよく、100質量%であってもよい。
一方で、レジスト組成物が後述の有機塩基性化合物(B)を含有する場合には、当該フェノール性化合物(A)の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、99.9質量%以下であってよく、99.1質量%以下であってよい。
なお、本開示において、固形分とは、ネガ型レジスト組成物中に含まれる成分のうち有機溶剤以外のものを意味する。
The content of the phenolic compound (A) is 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more, relative to the total solid content of the resist composition. . The content of the phenolic compound (A) may be 95% by mass or more, 98% by mass or more, or 99% by mass or more relative to the total solid content of the resist composition. may be 100% by mass.
On the other hand, when the resist composition contains an organic basic compound (B) described later, the content of the phenolic compound (A) is 99.9 mass with respect to the total solid content of the resist composition. % or less, and may be 99.1% by mass or less.
In the present disclosure, the solid content means the components other than the organic solvent among the components contained in the negative resist composition.

<有機塩基性化合物(B)>
本開示に用いられる非化学増幅型であるネガ型レジスト組成物は、有機塩基性化合物(B)を更に含有することが、露光量の大きさに比例して凸部の高さを高精度に制御しやすくなり、階調露光性能が向上する点から好ましい。
本開示に用いられる非化学増幅型であるネガ型レジスト組成物が、有機塩基性化合物(B)を更に含有する場合、酸発生剤のクエンチャーとして用いられる化学増幅型レジスト組成物の有機塩基性化合物とは異なり、前記特定のフェノール性化合物(A)同士の縮合反応を若干起こり難いように制御可能になり、露光量の大きさに比例して凸部の高さを高精度に制御しやすくなり、階調露光性能が向上すると推定される。
<Organic basic compound (B)>
The non-chemically amplified negative resist composition used in the present disclosure further contains an organic basic compound (B) so that the height of the protrusions can be adjusted with high accuracy in proportion to the amount of exposure. It is preferable from the viewpoint of easier control and improved gradation exposure performance.
When the non-chemically amplified negative resist composition used in the present disclosure further contains an organic basic compound (B), the organic basicity of the chemically amplified resist composition used as a quencher for the acid generator Unlike a compound, it is possible to control the condensation reaction between the specific phenolic compounds (A) so that it is slightly difficult to occur, and it is easy to control the height of the convex portion with high accuracy in proportion to the amount of exposure. Therefore, it is estimated that the gradation exposure performance is improved.

有機塩基性化合物(B)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。 As the organic basic compound (B), any known organic basic compound can be selected and used.

上記有機塩基性化合物(B)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 (B) 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. In addition to these nitrogen-containing organic compounds, compounds containing polar groups such as ether bonds, carbonyl bonds, ester bonds, carbonate bonds, sulfide bonds, and sulfone bonds in the chain, 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 nitrogen-containing organic compounds include mono(cyclo)alkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-dodecylamine and 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-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, dimethyl-n-dodecylamine, di-n-dodecylmethylamine, dicyclohexylmethylamine, tri(cyclo)alkylamines such as tricyclohexylamine; alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine; aniline, N-methylaniline, N,N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methyl Aromatic amines such as aniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diphenylamine, triphenylamine, tribenzylamine, 1-naphthylamine; ethylenediamine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, N, N,N',N'-tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine, 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 -formyloxyethyl)amine, N-[2-(methylsulfonyl)ethyl]bis(2-methoxyethyl)amine, dimethyl 3,3′-[2-(methylsulfonyl)ethyl]iminodipropionate, N-( Tetrahydrofurfuryl)bis[2-(methylsulfonyl)ethyl]amine, t-butyl 3-[bis(2-methoxyethyl)amino]propionate, t-3-[bis(2-acetoxyethyl)amino]propionate butyl 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 amide group-containing compounds include formamide, N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N,N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, and the like. 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, and 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、3-ヒドロキシ-ピペリジン、4-ヒドロキシ-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。 Nitrogen-containing heterocyclic compounds include, for example, imidazole, benzimidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, 2-phenylbenzimidazole, 4,5-diphenylimidazole, 2,4,5-tri imidazoles such as phenylimidazole; pyridine, 2-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2-ethylpyridine, 4-ethylpyridine, 2-phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methyl-4-phenylpyridine, nicotine, Pyridines such as nicotinic acid, nicotinamide, quinoline, 8-oxyquinoline, acridine; piperazine, 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, 3-hydroxy-piperidine, 4-hydroxy-piperidine, 4-[2-(methoxymethoxy)ethyl]morpholine, 4-[2-(2-methoxyethoxy)methoxy ] Ethyl]morpholine 1-(2′,3′-dihydroxylpropyl)-2-methylimidazole, 1,3-di(2′-methyl-1′-imidazolylmethyl)benzene, 1-benzyl-2-methyl imidazole, 1-benzylimidazole, 2-(1H-benzimidazol-1-yl)ethyl acetate, 2-(2-phenyl-1H-benzimidazol-1-yl)ethyl acetate, 3-(2-phenyl-1H- benzimidazol-1-yl)methyl propionate, 1-[2-(1,3-dioxolan-2-yl)ethyl]1H-benzimidazole, 4-(1H-benzimidazol-1-yl)butyronitrile, 3- t-butyl morpholinopropionate, t-butyl 3-piperidinopropionate, 1-ethylcyclopentyl 3-piperidinopropionate, 1-ethyl 2-norbornyl 3-piperidinopropionate and the like.

前記有機塩基性化合物(B)は、前記フェノール性化合物(A)との相溶性が向上する点から、水酸基を含有する有機塩基性化合物であってよい。水酸基を含有する有機塩基性化合物としては、水酸基を含有するアミン化合物、及び水酸基を含有する含窒素複素環式化合物の少なくとも1種であってよい。 The organic basic compound (B) may be an organic basic compound containing a hydroxyl group from the viewpoint of improving compatibility with the phenolic compound (A). The hydroxyl-containing organic basic compound may be at least one of a hydroxyl-containing amine compound and a hydroxyl-containing nitrogen-containing heterocyclic compound.

また、前記有機塩基性化合物(B)は、2級アミン化合物であってよい。例えば、ピペリジンは、含窒素複素環式化合物にも相当するが、環状2級アミン化合物にも相当する。 Also, the organic basic compound (B) may be a secondary amine compound. For example, piperidine corresponds to a nitrogen-containing heterocyclic compound, but also to a cyclic secondary amine compound.

また、前記有機塩基性化合物(B)は、水酸基を有する2級アミン化合物であってよい。水酸基を有する2級アミン化合物としては、例えば、3-ヒドロキシ-ピペリジン、4-ヒドロキシ-ピペリジン、ジエタノールアミン等が挙げられる。 Also, the organic basic compound (B) may be a secondary amine compound having a hydroxyl group. Secondary amine compounds having a hydroxyl group include, for example, 3-hydroxy-piperidine, 4-hydroxy-piperidine, diethanolamine and the like.

これらの有機塩基性化合物(B)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。
前記有機塩基性化合物(B)の含有量は、階調露光性能の向上に合わせて適宜選択されればよいが、前記フェノール性化合物(A)100質量部に対し、例えば、好ましくは0.01質量部~10質量部であり、より好ましくは0.1質量部~5質量部である。0.01質量部未満ではその添加の効果が得られない恐れがある。
前記有機塩基性化合物(B)の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、0.01質量%以上であって良く、0.09質量%以上であって良く、10質量%以下であってよく、9.1質量%以下であってよく、5質量%以下であってよい。
These organic basic compounds (B) can be used alone or in combination of two or more.
The content of the organic basic compound (B) may be appropriately selected according to the improvement of the gradation exposure performance. It is from 0.1 to 5 parts by mass, preferably from 0.1 to 10 parts by mass. If the amount is less than 0.01 part by mass, the effect of addition may not be obtained.
The content of the organic basic compound (B) may be 0.01% by mass or more, may be 0.09% by mass or more, and may be 10% by mass or less with respect to the total solid content of the resist composition. , may be 9.1% by mass or less, and may be 5% by mass or less.

<その他の成分>
本開示の非化学増幅型ネガ型レジスト組成物は、非化学増幅型であることから、酸発生剤を実質的に含有しない。ここで、実質的に含有しないとは、化学増幅型として実質的に機能する程度に含有しないことをいう。非化学増幅型レジスト組成物の場合、光酸発生剤の含有量は、フェノール性化合物(A)100質量部に対し、1質量部未満であり、0質量部であってよく、レジスト組成物の全固形分に対して、2質量%未満であることを目安とし、0質量%であってよい。
<Other ingredients>
Since the non-chemically amplified negative resist composition of the present disclosure is non-chemically amplified, it does not substantially contain an acid generator. Here, "substantially does not contain" means that it does not contain to the extent that it substantially functions as a chemical amplification type. In the case of the non-chemically amplified resist composition, the content of the photoacid generator is less than 1 part by mass and may be 0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the phenolic compound (A). With respect to the total solid content, the standard is less than 2% by mass, and may be 0% by mass.

本開示の非化学増幅型ネガ型レジスト組成物は、上記特定のフェノール性化合物(A)を用いるため、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基を有しないフェノール性化合物を含む必要がない。ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基を有しないフェノール性化合物等、本願の上記フェノール性化合物(A)に該当しないフェノール性化合物は、本開示の効果を損なわない範囲で含んでも良いが、低ラインエッジラフネスの点から含まないことが好ましい。 Since the non-chemically amplified negative resist composition of the present disclosure uses the specific phenolic compound (A), it does not need to contain a phenolic compound that does not have a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group. A phenolic compound that does not correspond to the above phenolic compound (A) of the present application, such as a phenolic compound that does not have a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group, may be included within a range that does not impair the effects of the present disclosure, but a low line edge It is preferable not to include it from the point of roughness.

また、本開示の非化学増幅型ネガ型レジスト組成物は、上記特定のフェノール性化合物(A)を用いるため、従来用いられていた架橋剤を別途含む必要がない。しかしながら、本開示の効果が損なわれない範囲内で架橋剤を少量添加して、レジスト感度の改善を行っても良い。このような架橋剤の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、10質量%以下、より好ましくは5質量%以下を目安にすることができる。 In addition, since the non-chemically amplified negative resist composition of the present disclosure uses the specific phenolic compound (A), there is no need to separately include a conventionally used cross-linking agent. However, the resist sensitivity may be improved by adding a small amount of a cross-linking agent to the extent that the effects of the present disclosure are not impaired. The content of such a cross-linking agent can be 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, relative to the total solid content of the resist composition.

上記特定のフェノール性化合物(A)に該当しない架橋剤としては、特に限定されず、従来の化学増幅型のネガ型レジスト組成物において使用されている公知の架橋剤の中から任意に選択して用いることができる。例えば、4,4’-メチレンビス[2,6-ビス(ヒドロキシメチル)]フェノール(MBHP)、4,4’-メチレンビス[2,6-ビス(メトキシメチル)]フェノール(MBMP)、2,3-ジヒドロキシ-5-ヒドロキシメチルノルボルナン、2-ヒドロキシ-5,6-ビス(ヒドロキシメチル)ノルボルナン、シクロヘキサンジメタノール、3,4,8(又は9)-トリヒドロキシトリシクロデカン、2-メチル-2-アダマンタノール、1,4-ジオキサン-2,3-ジオール、1,3,5-トリヒドロキシシクロヘキサン等のヒドロキシル基又はヒドロキシアルキル基あるいはその両方を有する脂肪族環状炭化水素又はその含酸素誘導体が挙げられる。
また、メラミン系架橋剤、尿素系架橋剤、アルキレン尿素系架橋剤、グリコールウリルを用いたものをグリコールウリル系架橋剤であっても良い。
The cross-linking agent that does not correspond to the specific phenolic compound (A) is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from known cross-linking agents used in conventional chemically amplified negative resist compositions. can be used. For example, 4,4′-methylenebis[2,6-bis(hydroxymethyl)]phenol (MBHP), 4,4′-methylenebis[2,6-bis(methoxymethyl)]phenol (MBMP), 2,3- Dihydroxy-5-hydroxymethylnorbornane, 2-hydroxy-5,6-bis(hydroxymethyl)norbornane, cyclohexanedimethanol, 3,4,8 (or 9)-trihydroxytricyclodecane, 2-methyl-2-adaman Aliphatic cyclic hydrocarbons having a hydroxyl group, a hydroxyalkyl group, or both, such as tanol, 1,4-dioxane-2,3-diol, and 1,3,5-trihydroxycyclohexane, or oxygen-containing derivatives thereof.
Further, a melamine-based cross-linking agent, a urea-based cross-linking agent, an alkylene urea-based cross-linking agent, or a glycoluril-based cross-linking agent may be used as the glycoluril-based cross-linking agent.

また、本開示の非化学増幅型ネガ型レジスト組成物には、本開示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質量%以下、より好ましくは3質量%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用のネガ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質量平均分子量は、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。ここでの質量平均分子量は、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。
Further, to the non-chemically amplified negative resist composition of the present disclosure, an oligomer or polymer component for improving the performance of the resist film may be added to the extent that the effects of the present disclosure are not impaired. By adding an oligomer or polymer component to introduce a network structure into the resist film, it may be possible to improve resolution and pattern shape (line edge roughness) by increasing pattern strength. The content of such an oligomer or polymer component is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, based on the total solid content of the resist composition.
The oligomeric or polymeric component is derived from novolak resin, polyhydroxystyrene derivative, acrylic acid or methacrylic acid, which is an alkali-developable resin conventionally used in negative resist compositions for i-ray, KrF or ArF. acrylic copolymers. These oligomeric or polymeric components may have reactive functional groups.
The weight average molecular weight of the oligomer or polymer component is preferably 2000-30000, more preferably 2000-20000. The mass average molecular weight here refers to a polystyrene equivalent value measured by GPC (gel permeation chromatography) method.

本開示のネガ型レジスト組成物には、本開示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。
本開示の非化学増幅型ネガ型レジスト組成物は、前記特定のフェノール性化合物(A)と前記有機塩基性化合物(B)の合計含有量が、レジスト組成物の全固形分に対して、90質量%以上であって良く、95質量%以上であって良く、97質量%以上であって良く、100質量%であってもよい。
The negative resist composition of the present disclosure may optionally contain miscible additives as long as the effects of the present disclosure are not impaired, such as additional resins for improving the performance of the resist film, Surfactants, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents and the like can be added as appropriate.
In the non-chemically amplified negative resist composition of the present disclosure, the total content of the specific phenolic compound (A) and the organic basic compound (B) is 90% relative to the total solid content of the resist composition. It may be at least 95% by mass, at least 97% by mass, or at least 100% by mass.

<非化学増幅型ネガ型レジスト組成物の調製>
本開示に係る非化学増幅型ネガ型レジスト組成物は、通常、有機溶剤に前記特定のフェノール性化合物(A)と、必要に応じて前記有機塩基性化合物(B)と、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 non-chemically amplified negative resist composition>
The non-chemically amplified negative resist composition according to the present disclosure usually contains the specific phenolic compound (A), optionally the organic basic compound (B), and other additives in an organic solvent. Prepared by mixing to homogeneity.

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。
本開示では、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質量%、より好ましくは0.5~15質量%の範囲内となる様に用いられる。
As the organic solvent, those commonly used as solvents for resists can be used. For example, ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, Propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, diethylene glycol dimethyl ether, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferred, and these solvents can be used alone 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 and 1-methoxy-2-propanol, and aromatic solvents such as toluene and xylene.
In the present disclosure, among these organic solvents, diethylene glycol dimethyl ether, cyclohexanone, cyclopentanone, 1-ethoxy-2-propanol, ethyl lactate, and safe solvents propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate and mixed solvents thereof is preferably used.
The amount of the solvent in the resist composition is not particularly limited, and is appropriately set according to the coating film thickness at a concentration that can be applied to the substrate or the like. Generally, the solvent is used so that the resist composition has a solid content concentration of preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass.

本開示に係る非化学増幅型ネガ型レジスト組成物は、水分含有量を0.5質量%以下、更に0.01~0.5質量%、より更に0.15~0.30質量%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。 The non-chemically amplified negative resist composition according to the present disclosure has a water content of 0.5% by mass or less, further 0.01 to 0.5% by mass, and further 0.15 to 0.30% by mass. preferably. The water content can be adjusted, for example, by appropriately drying the materials used or by drying the preparation atmosphere (eg, humidity of 50% or less).

また、本開示に係る非化学増幅型ネガ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。
本開示に係る非化学増幅型ネガ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 addition, the non-chemically amplified negative resist composition according to the present disclosure preferably has an acid component content of 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 the material solution or composition solution used with an ion exchange resin, or by washing the material solution used with pure water. The acid component content can be determined by non-aqueous potentiometric measurements.
The non-chemically amplified negative resist composition according to the present disclosure is preferably used after being filtered after being prepared.

また、本開示で用いられる非化学増幅型のネガ型レジスト組成物は、露光量と現像後レジスト膜厚の感度曲線(コントラストカーブ)において、レジスト膜厚の立ち上がりにおける傾きγが2.0以下を達成可能であり、更に前記有機塩基性化合物(B)を含有させることにより、さらに傾きγを1.0以下に小さくすることができることから、露光量の大きさに応じて凸部の高さを高精度に制御しやすく、階調露光用ネガ型レジスト組成物に適している。
ここでの傾きγは、現像後レジスト膜厚(Normalized thickness)0.0-0.5の範囲における近似直線の傾きとして算出した値であり、その際の露光量(Dose)は、mC/cmで計算している。
In addition, the non-chemically amplified negative resist composition used in the present disclosure has a sensitivity curve (contrast curve) between the exposure amount and the resist film thickness after development, in which the slope γ at the rise of the resist film thickness is 2.0 or less. Furthermore, by containing the organic basic compound (B), the slope γ can be further reduced to 1.0 or less. It is easy to control with high precision and is suitable for negative resist composition for gradation exposure.
The slope γ here is a value calculated as the slope of an approximate straight line in the range of normalized thickness of 0.0 to 0.5 after development, and the exposure dose (Dose) at that time is mC/cm 2 is calculated.

(2)前記ネガ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程
本工程においては、まず、前記非化学増幅型ネガ型レジスト組成物を基板上に塗布する。
基板上とは、基板に直接塗布する場合だけでなく、基板上に密着層等、更に別の層を有する場合には、当該別の層上であってよい。基板や密着層としては、前記3次元モールドで説明したものと同様であって良い。
塗布方法は、基板表面に当該非化学増幅型ネガ型レジスト組成物を均一に塗布することができる方法であれば特に限定されるものではなく、スプレー法、ロールコート法、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。
(2) A step of applying the negative resist composition onto a substrate and then heat-treating to form a resist film. In this step, first, the non-chemically amplified negative resist composition is applied onto the substrate. .
The term "on the substrate" is not limited to the case where the coating is directly applied to the substrate, but when the substrate has another layer such as an adhesion layer, it may be on the other layer. The substrate and adhesion layer may be the same as those described in the three-dimensional mold.
The coating method is not particularly limited as long as it is a method capable of uniformly coating the non-chemically amplified negative resist composition on the substrate surface, and includes spraying, roll coating, slit coating, and spin coating. etc. various methods can be used.

次に、当該基板上に塗布した当該非化学増幅型ネガ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。
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。
レジスト膜の厚さとしては、3次元モールドの用途に応じた凹凸パターン形状に応じて、適宜調整されればよく、特に限定されない。レジスト膜の厚さは、例えば、0.1μm~5.0μmであってよく、更に1.0μm~2.0μmであってよい。
Next, the non-chemically amplified negative resist composition coated on the substrate is pre-baked (PAB) to remove the organic solvent and form a resist film.
The pre-baking temperature may be appropriately determined according to the components of the composition, the proportion of use, the type of organic solvent, etc., and is usually 80 to 160°C, preferably 90 to 150°C. Also, the prebake time is usually about 30 seconds to 15 minutes.
The thickness of the resist film is not particularly limited as long as it is appropriately adjusted according to the uneven pattern shape according to the application of the three-dimensional mold. The thickness of the resist film may be, for example, 0.1 μm to 5.0 μm, and further 1.0 μm to 2.0 μm.

3.前記レジスト膜を、階調露光し、現像する工程
(1)階調露光する工程
本工程においては、まず、前記レジスト膜に対して階調露光を行う。
階調露光とは、前記ネガ型レジスト組成物を硬化させるエネルギーを階調で供給することをいう。
階調露光の方法としては、公知の方法を適宜選択して用いることができる。例えば、電子線描画装置、EUV露光装置等の露光装置を用いて、所定のパターン形状を有する階調マスクを介した露光を行ってもよいし、又は階調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、選択的に階調露光を行ってもよい。
3. Step of Gradation Exposure and Development of the Resist Film (1) Step of Gradation Exposure In this step, first, the resist film is subjected to gradation exposure.
Gradation exposure refers to supplying energy for curing the negative resist composition in gradation.
As the gradation exposure method, a known method can be appropriately selected and used. For example, using an exposure apparatus such as an electron beam drawing apparatus or an EUV exposure apparatus, exposure may be performed through a gradation mask having a predetermined pattern shape, or direct irradiation of an electron beam without a gradation mask may be performed. Gradation exposure may be selectively performed by drawing with a .

階調マスクとしては、公知の階調マスクを適宜選択して用いることができる。階調マスクとしては、例えば、ハーフトーンマスク、スリットマスク(グレイトーンマスク)等を挙げることができる。
また、階調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、選択的に階調露光を行う方法としては、例えば、露光のフォーカス調整、描画露光機の階調露光機能等を用いることにより、加速電圧や露光量を変化させて、階調露光を行うことができる。前記レジスト膜に対して階調露光を行うことにより、レジスト膜中のレジスト組成物が露光量の大きさに応じて硬化反応を進行させる。
As the gradation mask, a known gradation mask can be appropriately selected and used. Examples of gradation masks include halftone masks and slit masks (graytone masks).
Also, as a method of selectively performing gradation exposure by direct irradiation of an electron beam without passing through a gradation mask, for example, exposure focus adjustment, gradation exposure function of a drawing exposure machine, etc. can be used. , gradation exposure can be performed by changing the acceleration voltage and the amount of exposure. By subjecting the resist film to gradation exposure, the resist composition in the resist film advances a curing reaction according to the amount of exposure.

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。 The exposure light source is not particularly limited, and may be performed using ArF excimer laser, KrF excimer laser, F2 excimer laser, EUV ( Extreme Ultraviolet), electron beam, X-ray, ion beam such as helium or hydrogen. can be done.

次いで、露光後に、露光後加熱(Post Exposure Bake、PEB)を行ってもよい。非化学増幅型のレジスト組成物は、光酸発生剤を実質的に含まないので、酸を拡散するための露光後加熱を行う必要性はないが、前記本開示の非化学増幅型のネガ型レジスト組成物は、露光後加熱をすることにより、感度が向上する場合があるので、適宜、露光後加熱を行うことが好ましい。
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。
After exposure, post exposure bake (PEB) may be performed. Since the non-chemically amplified resist composition does not substantially contain a photoacid generator, there is no need to perform post-exposure heating for diffusing the acid, but the non-chemically amplified negative type of the present disclosure Post-exposure heating may improve the sensitivity of the resist composition, so it is preferable to appropriately perform post-exposure heating.
The PEB treatment conditions are usually a temperature of 50 to 160° C. and a time of about 0.1 to 15 minutes.

(2)現像する工程
次に、上記で必要に応じてPEB処理された、階調露光後のレジスト膜を備えた基板を、アルカリ現像液を用いて現像処理することにより、レジスト膜において、露光光の未照射部分、及び未硬化部分を除去する。
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、本開示で用いられる非化学増幅型のネガ型レジスト組成物のアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n‐プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ‐n‐ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジメチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、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。
(2) Developing step Next, the substrate provided with the resist film after the gradation exposure, which has been PEB-treated as necessary, is developed using an alkaline developer, so that the resist film is exposed. A portion not irradiated with light and an uncured portion are removed.
Examples of the developing method include a spray method, a slit method, a liquid heaping method, a dipping method, and a rocking immersion method.
In addition, as the alkaline developer for the non-chemically amplified negative resist composition used in the present disclosure, inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, etc. , primary amines such as ethylamine and n-propylamine; secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine; tertiary amines such as triethylamine and methyldimethylamine; alcohols such as dimethylethanolamine and triethanolamine. Aqueous solutions of alkalis such as amines, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, quaternary ammonium salts such as choline, and cyclic amines such as pyrrole and piperidine can be used. Further, an alcohol such as isopropyl alcohol or a nonionic surfactant may be added in an appropriate amount to the aqueous alkali solution. Among these alkaline developers, preferred are quaternary ammonium salts, more preferred are aqueous solutions of tetramethylammonium hydroxide and choline.

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。 Further, when a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution is used as an alkaline developer, the concentration of the tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is preferably 0.1% to 25%, more preferably 0.2%. to 5%, particularly preferably 0.2% to 2.38%. A 2.38% strength aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide is generally the most available in the semiconductor industry. In addition, when the concentration of the tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is less than 0.1%, the developing solution is neutralized by carbon dioxide in the air, and the sensitivity fluctuates, making it difficult to stably obtain products. 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。
このようにして得られたレジストパターンは、高さの異なる凸部、及び/又は、傾斜面を有する凸部を備えた凹凸パターン形状を有する凹凸パターン層となり、本開示の3次元モールドを製造することができる。
After the development treatment, a rinsing treatment is performed to wash away the alkali developer and the resist composition dissolved by the alkali developer on the substrate, followed by drying to obtain a resist pattern.
The resist pattern thus obtained becomes a concavo-convex pattern layer having a concavo-convex pattern shape with convex portions having different heights and/or convex portions having inclined surfaces, and the three-dimensional mold of the present disclosure is manufactured. be able to.

II.階調露光用ネガ型レジスト組成物
本開示の他の実施形態は、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に2個以上有する分子量400~2500のフェノール性化合物(A)と、有機塩基性化合物(B)とを含有するネガ型レジスト組成物であって、当該ネガ型レジスト組成物の全固形分中における前記フェノール性化合物(A)の含有量が70重量%以上であり、酸発生剤を実質的に含有しない、非化学増幅型である、階調露光用ネガ型レジスト組成物を提供する。
II. Another embodiment of the negative resist composition for gradation exposure has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and a group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group. A negative resist composition containing a phenolic compound (A) having a molecular weight of 400 to 2500 having two or more substituents in one molecule and one or more substituents selected from The content of the phenolic compound (A) in the total solid content of the negative resist composition is 70% by weight or more, and the composition is substantially free of an acid generator and is non-chemically amplified. Provided is a negative resist composition for tonal exposure.

本開示の1実施形態の階調露光用ネガ型レジスト組成物は、前記特定のフェノール性化合物(A)と有機塩基性化合物(B)とを含有し、当該ネガ型レジスト組成物の全固形分中における前記フェノール性化合物(A)の含有量が70重量%以上であり、酸発生剤を実質的に含有しない、非化学増幅型であることから、前述のように、有機塩基性化合物(B)が前記特定のフェノール性化合物(A)同士の縮合反応を若干起こり難いように制御可能になり、露光量の大きさに比例して凸部の高さを高精度に制御しやすくなり、階調露光性能が向上する。 A negative resist composition for gradation exposure according to one embodiment of the present disclosure contains the specific phenolic compound (A) and the organic basic compound (B), and the total solid content of the negative resist composition The content of the phenolic compound (A) in the medium is 70% by weight or more, and the organic basic compound (B ) can be controlled so that the condensation reaction between the specific phenolic compounds (A) is slightly difficult to occur, and the height of the convex portion can be easily controlled with high accuracy in proportion to the amount of exposure. Improved exposure performance.

本開示の1実施形態の階調露光用ネガ型レジスト組成物は、本開示の1実施形態の3次元モールドの製造方法で説明したネガ型レジスト組成物のうち、有機塩基性化合物(B)を含有するネガ型レジスト組成物と同様であって良いので、ここでの詳細な説明を省略する。 The negative resist composition for gradation exposure according to one embodiment of the present disclosure includes the organic basic compound (B) among the negative resist compositions described in the method for producing a three-dimensional mold according to one embodiment of the present disclosure. Since it may be the same as the negative resist composition containing, detailed description is omitted here.

本開示の1実施形態の階調露光用ネガ型レジスト組成物は、前述のような3次元モールドの製造のほか、例えば、半導体集積回路、記録メディア、MEMS、光学デバイス等の用途に用いることができる。 The negative resist composition for gradation exposure according to one embodiment of the present disclosure can be used for the production of three-dimensional molds as described above, as well as for applications such as semiconductor integrated circuits, recording media, MEMS, and optical devices. can.

なお、本開示は、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、本開示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開示の技術的範囲に包含される。 Note that the present disclosure is not limited to the above embodiments. The above embodiment is an example, and any device that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present disclosure and produces similar effects is the present disclosure. included in the technical scope of

以下、本開示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開示を制限するものではない。
なお、製造例における、構造及び物性の確認は以下の装置を用いて行った。
MALDI-TOF MS:BRUKER 製、REFLEX II
H‐NMR:日本電子製、JEOL JNM-LA400WB
純度:高速液体クロマトグラフィー(HPLC)(島津製作所製LC-10ADvp)を用いて、以下の条件(温度:40℃、流速:1.0mL/分、カラム:VP-ODS(4.7mm×150mm)、検出器SPD-M10Avp、移動相:アセトニトリル/水)により測定した。
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 disclosure will be specifically described with reference to examples. These descriptions are not intended to limit the present disclosure.
In addition, confirmation of the structure and physical properties in the production examples was performed using the following equipment.
MALDI-TOF MS: REFLEX II manufactured by BRUKER
1 H-NMR: JEOL JNM-LA400WB manufactured by JEOL
Purity: Using high-performance liquid chromatography (HPLC) (Shimadzu Corporation LC-10ADvp), the following conditions (temperature: 40 ° C., flow rate: 1.0 mL / min, column: VP-ODS (4.7 mm × 150 mm), Detector SPD-M10Avp, mobile phase: acetonitrile/water).
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 , and the intersection point of both tangents of the smooth curves before and after the inflection temperature portion of the DTA curve when the temperature was raised to 200°C at a rate of 10°C/min was defined as the glass transition temperature. When no inflection point of the DTA curve corresponding to the glass transition temperature was observed up to 200°C, the Tg was judged to be 200°C or higher.

<合成例1:フェノール性化合物(A-01)の合成>
10質量%水酸化カリウム水溶液20mLとエタノール20mLからなる溶液に、下記化学式(1)で表されるフェノール性化合物(TekOC-4HBPA:本州化学工業株式会社)6.3g(10mmol)を加え、室温で攪拌、溶解した。この溶液に37%ホルマリン水溶液7.0mL(80mmoL)を室温下でゆっくりと加えた。更に、窒素雰囲気下、40℃で24時間攪拌した後、ビーカー中の水200mLに投入した。これを氷浴にて冷却しながら2.0wt%酢酸水溶液をpH5.0になるまでゆっくりと加えた。析出物をろ別し、十分に水洗浄した後、乾燥した。精製は、高速液体クロマトグラフィーにて行い、下記化学式(2)で表されるフェノール性化合物(A-01)を5.8g得た。
得られたフェノール性化合物1(A-01)の構造確認は、H‐NMRスペクトル及びMALDI-TOF MSより行った。ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定より求めた。分析結果を下記表1に示す。
<Synthesis Example 1: Synthesis of phenolic compound (A-01)>
6.3 g (10 mmol) of a phenolic compound represented by the following chemical formula (1) (TekOC-4HBPA: Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) was added to a solution consisting of 20 mL of a 10% by mass potassium hydroxide aqueous solution and 20 mL of ethanol, and the mixture was stirred at room temperature. Stir and dissolve. 7.0 mL (80 mmoL) of a 37% formalin aqueous solution was slowly added to this solution at room temperature. Furthermore, after stirring at 40° C. for 24 hours under a nitrogen atmosphere, the mixture was poured into 200 mL of water in a beaker. While cooling this in an ice bath, a 2.0 wt % aqueous acetic acid solution was slowly added until the pH reached 5.0. The precipitate was filtered off, thoroughly washed with water, and then dried. Purification was performed by high performance liquid chromatography to obtain 5.8 g of a phenolic compound (A-01) represented by the following chemical formula (2).
The structure of the obtained phenolic compound 1 (A-01) was confirmed by 1 H-NMR spectrum and MALDI-TOF MS. The glass transition temperature (Tg) was determined by differential scanning calorimetry. The analysis results are shown in Table 1 below.

Figure 2022142294000009
Figure 2022142294000009

Figure 2022142294000010
Figure 2022142294000010

H‐NMR:0.44(6H,-CH), 1.09-1.67(14H,Hex), 2.03(12H, Ph-CH), 2.64-2.67(4H,Hex), 4.44-4.51(8H,Ph-CH-OH), 5.19-5.25(4H,Ph-CH-OH), 6.74-7.02(8H, Aromatic H), 8.10-8.13(4H,Ph-OH)
純度:92%
MALDI-TOF MS:752.97
ガラス転移温度(Tg):200℃以上
1 H-NMR: 0.44 (6H, —CH 3 ), 1.09-1.67 (14H, c Hex), 2.03 (12H, Ph—CH 3 ), 2.64-2.67 ( 4H, c Hex), 4.44-4.51 (8H, Ph—CH 2 —OH), 5.19-5.25 (4H, Ph—CH 2 —OH), 6.74-7.02 ( 8H, Aromatic H), 8.10-8.13 (4H, Ph-OH)
Purity: 92%
MALDI-TOF MS: 752.97
Glass transition temperature (Tg): 200°C or higher

[製造例1:本開示の階調露光用ネガ型レジスト組成物1]
合成例1で得られたフェノール性化合物(A)25.17質量%、有機塩基性化合物(B)として3-ヒドロキシ-ピペリジン3.55質量%、及び有機溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテル)71.28質量%を配合して均一溶液にし、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、製造例1の非化学増幅型ネガ型レジスト組成物を調製した。
[Production Example 1: Negative resist composition 1 for gradation exposure of the present disclosure]
25.17% by mass of the phenolic compound (A) obtained in Synthesis Example 1, 3.55% by mass of 3-hydroxy-piperidine as the organic basic compound (B), and 71.28% by mass of an organic solvent (propylene glycol monomethyl ether) % by mass to form a uniform solution, and the sample solution was filtered through a 0.1 μm Teflon (registered trademark) filter to prepare a non-chemically amplified negative resist composition of Production Example 1.

[製造例2:本開示の階調露光用ネガ型レジスト組成物2]
合成例1で得られたフェノール性化合物(A)25.17質量%、有機塩基性化合物(B)として4-ヒドロキシ-ピペリジン3.55質量%、及び有機溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテル)71.28質量%を配合して均一溶液にし、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、製造例2の非化学増幅型ネガ型レジスト組成物を調製した。
[Production Example 2: Negative resist composition 2 for gradation exposure of the present disclosure]
25.17% by mass of the phenolic compound (A) obtained in Synthesis Example 1, 3.55% by mass of 4-hydroxy-piperidine as the organic basic compound (B), and 71.28% by mass of an organic solvent (propylene glycol monomethyl ether) % by mass to form a uniform solution, and the sample solution was filtered through a 0.1 μm Teflon (registered trademark) filter to prepare a non-chemically amplified negative resist composition of Production Example 2.

[製造例3:非化学増幅型ネガ型レジスト組成物3]
また、フェノール性化合物(A)および有機溶剤を表2の配合量で均一溶液にし、0.1μmのテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、製造例3の非化学増幅型ネガ型レジスト組成物を調製した。なお、製造例3の非化学増幅型ネガ型レジスト組成物は、有機塩基性化合物(B)を含有していないので、本開示の別の実施形態の階調露光用ネガ型レジスト組成物には該当しない。
[Production Example 3: Non-Chemical Amplification Negative Resist Composition 3]
Also, the phenolic compound (A) and the organic solvent were mixed in the amounts shown in Table 2 to make a uniform solution, filtered through a 0.1 μm Teflon (registered trademark) filter, and the non-chemically amplified negative resist composition of Production Example 3 was obtained. was prepared. Since the non-chemically amplified negative resist composition of Production Example 3 does not contain the organic basic compound (B), the negative resist composition for gradation exposure according to another embodiment of the present disclosure has Not applicable.

[非化学増幅型ネガ型レジスト組成物の評価(感度曲線)]
各非化学増幅型ネガ型レジスト組成物を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、110℃で60秒間プリベーク処理(PAB)を行い、膜厚2μmのレジスト膜を形成した。上記のレジスト膜に対し、電子線描画装置(加速電圧100keV)を用いて1mm角内に露光量を振って描画を行った。描画終了後2.38%TMAH水溶液(23度)で60秒間現像処理し、純水にて60秒間リンス処理を行うことで、露光量に応じたレジスト硬化パターンを得た。
感度は、露光量に対するレジスト硬化物の高さを微細形状測定機(小坂研究所製:ET4000)により測定し、図12に示す、露光量と現像後レジスト膜厚の感度曲線(コントラストカーブ)を得た。
[Evaluation of non-chemically amplified negative resist composition (sensitivity curve)]
Each non-chemically amplified negative resist composition was uniformly coated on a 6-inch silicon substrate using a spinner and prebaked (PAB) at 110° C. for 60 seconds to form a 2 μm-thick resist film. An electron beam drawing apparatus (accelerating voltage of 100 keV) was used to write on the above resist film while varying the exposure amount within a square of 1 mm. After the drawing was completed, development was performed with a 2.38% TMAH aqueous solution (23° C.) for 60 seconds, followed by rinsing with pure water for 60 seconds to obtain a resist hardened pattern corresponding to the exposure amount.
The sensitivity is measured by measuring the height of the resist cured product with respect to the exposure dose using a fine shape measuring machine (manufactured by Kosaka Laboratory: ET4000). Obtained.

[実施例1:3次元モールドの製造]
製造例1で得られた本開示の階調露光用ネガ型レジスト組成物1を用いて、以下に示す方法で凹凸パターン形状を形成し、3次元モールドを製造した。
(1)レジストの塗布
階調露光用ネガ型レジスト組成物を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、110℃で60秒間プリベーク処理(PAB)を行い、膜厚2μmのレジスト膜を形成した。
(2)レジストパターン形成
上記のレジスト膜に対し、電子線描画装置(加速電圧100keV)を用いて、具体的には、あらかじめ取得した感度曲線から、最終的に形成したいレジスト高さ毎に階層(レイヤー)として割り振り、その階層に適切な露光量を設定して描画を行った。描画終了後2.38%TMAH水溶液(23度)で60秒間現像処理し、純水にて60秒間リンス処理を行うことで、凹凸パターンを形成した。
凹凸パターン断面形状は、走査型電子顕微鏡(SEM)(ZEISS製)により観察した。図13に、実施例1の3次元モールドの断面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
[Example 1: Production of three-dimensional mold]
Using the negative resist composition 1 for gradation exposure of the present disclosure obtained in Production Example 1, a concavo-convex pattern was formed by the method shown below to produce a three-dimensional mold.
(1) Coating of resist A negative resist composition for gradation exposure was uniformly coated on a 6-inch silicon substrate using a spinner, and pre-baked (PAB) was performed at 110°C for 60 seconds to obtain a resist with a film thickness of 2 µm. A film was formed.
(2) Resist pattern formation Using an electron beam lithography system (acceleration voltage of 100 keV) for the above resist film, specifically, from the sensitivity curve obtained in advance, a layer ( Layer), and set the appropriate exposure for that layer and draw. After completion of the drawing, development processing was performed with a 2.38% TMAH aqueous solution (23° C.) for 60 seconds, and rinsing processing was performed with pure water for 60 seconds to form an uneven pattern.
The cross-sectional shape of the uneven pattern was observed with a scanning electron microscope (SEM) (manufactured by ZEISS). FIG. 13 shows a scanning electron micrograph of a cross section of the three-dimensional mold of Example 1. As shown in FIG.

[実施例2:3次元モールドの製造]
製造例2で得られた本開示の階調露光用ネガ型レジスト組成物2用いて、以下に示す方法で凹凸パターン形状を形成し、3次元モールドを製造した。
(1)レジストの塗布
階調露光用ネガ型レジスト組成物を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、110℃で60秒間プリベーク処理(PAB)を行い、膜厚2μmのレジスト膜を形成した。
(2)レジストパターン形成
上記のレジスト膜に対し、電子線描画装置(加速電圧100keV)を用いて、具体的には、あらかじめ取得した感度曲線から、最終的に形成したいレジスト高さ毎に階層(レイヤー)として割り振り、その階層に適切な露光量を設定して描画を行った。描画終了後2.38%TMAH水溶液(23度)で60秒間現像処理し、純水にて60秒間リンス処理を行うことで、凹凸パターンを形成した。
凹凸パターン断面形状は、走査型電子顕微鏡(SEM)(ZEISS製)により観察した。図14に、実施例2の3次元モールドの断面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
[Example 2: Production of three-dimensional mold]
Using the negative resist composition 2 for gradation exposure of the present disclosure obtained in Production Example 2, a concavo-convex pattern was formed by the method shown below to produce a three-dimensional mold.
(1) Coating of resist A negative resist composition for gradation exposure was uniformly coated on a 6-inch silicon substrate using a spinner, and pre-baked (PAB) was performed at 110°C for 60 seconds to obtain a resist with a film thickness of 2 µm. A film was formed.
(2) Resist pattern formation Using an electron beam lithography system (acceleration voltage of 100 keV) for the above resist film, specifically, from the sensitivity curve obtained in advance, a layer ( Layer), and set the appropriate exposure for that layer and draw. After completion of the drawing, development processing was performed with a 2.38% TMAH aqueous solution (23° C.) for 60 seconds, and rinsing processing was performed with pure water for 60 seconds to form an uneven pattern.
The cross-sectional shape of the uneven pattern was observed with a scanning electron microscope (SEM) (manufactured by ZEISS). FIG. 14 shows a scanning electron micrograph of the cross section of the three-dimensional mold of Example 2. As shown in FIG.

表1に、実施例1及び2の3次元モールドの断面形状の測定結果を示す。 Table 1 shows the measurement results of the cross-sectional shapes of the three-dimensional molds of Examples 1 and 2.

Figure 2022142294000011
Figure 2022142294000011

Figure 2022142294000012
Figure 2022142294000012

[結果のまとめ]
図12に示される製造例1~3の感度曲線により、本開示の3次元モールドの製造方法で使用される前記特定のフェノール性化合物(A)を特定量含有する製造例1~3の非化学増幅型のネガ型レジスト組成物では、露光量の大きさに応じて凸部の高さを制御しやすく階調露光に適していることが示されている。特に、有機塩基性化合物(B)を含有し、且つ非化学増幅型である、本開示の別の実施形態の階調露光用ネガ型レジスト組成物は、更に傾きγを小さくすることができることから、露光量の大きさに応じて凸部の高さを高精度に制御しやすく、階調露光用ネガ型レジスト組成物に適していることが示された。
[Summary of results]
According to the sensitivity curves of Production Examples 1 to 3 shown in FIG. It has been shown that the amplified negative resist composition is suitable for gradation exposure because the height of the projections can be easily controlled according to the amount of exposure. In particular, the negative resist composition for gradation exposure according to another embodiment of the present disclosure, which contains the organic basic compound (B) and is non-chemically amplified, can further reduce the slope γ. , it was shown that the height of the protrusions can be easily controlled with high accuracy according to the amount of exposure, and that it is suitable for a negative resist composition for gradation exposure.

図13及び図14を参照すると、本開示の製造方法で製造された3次元モールドは、その断面形状において、傾斜面を有する凸部を小さい隣接凸部間隔で形成可能で、且つ、凸部下部の立ち上がり部分の弧の曲率半径が小さくなり、凸部の高さ(H)に対する当該曲率半径(R)の比率も小さい、理想の形状に近い凹凸パターンを有する3次元モールドを製造することができることが明らかにされた。 Referring to FIGS. 13 and 14, the three-dimensional mold manufactured by the manufacturing method of the present disclosure has a cross-sectional shape in which protrusions having inclined surfaces can be formed with a small interval between adjacent protrusions, and It is possible to manufacture a three-dimensional mold having a concavo-convex pattern close to an ideal shape, in which the radius of curvature of the arc of the rising portion of is small, and the ratio of the radius of curvature (R) to the height (H) of the convex portion is also small. was revealed.

1 凸部
2 凹部
3 凹凸パターン形状
5,5’ 凸部の端部
10 凹凸パターン層
20 基板
30 密着層
40 露光
100 3次元モールド
1 convex part 2 concave part 3 concave/convex pattern shape 5, 5' end of convex part 10 concave/convex pattern layer 20 substrate 30 adhesion layer 40 exposure 100 three-dimensional mold

Claims (7)

高さの異なる凸部、及び、傾斜面を有する凸部、の少なくとも1種を備えた凹凸パターン形状を有する3次元モールドの製造方法であって、
フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に2個以上有する分子量400~2500のフェノール性化合物(A)を含有するネガ型レジスト組成物であって、当該ネガ型レジスト組成物の全固形分中における前記フェノール性化合物(A)の含有量が70重量%以上であり、酸発生剤を実質的に含有しない、非化学増幅型であるネガ型レジスト組成物を基板上に塗布した後、加熱処理し、レジスト膜を形成する工程、及び
前記レジスト膜を、階調露光し、現像する工程、を含む3次元モールドの製造方法。
A method for manufacturing a three-dimensional mold having a concavo-convex pattern with at least one of convex portions having different heights and convex portions having inclined surfaces,
Having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and two or more substituents in one molecule selected from the group consisting of hydroxymethyl groups and alkoxymethyl groups at the ortho positions of the phenolic hydroxyl groups A negative resist composition containing a phenolic compound (A) having a molecular weight of 400 to 2500, wherein the content of the phenolic compound (A) in the total solid content of the negative resist composition is 70% by weight The above steps of coating a substrate with a non-chemically amplified negative resist composition that does not substantially contain an acid generator and then heat-treating to form a resist film; A method of manufacturing a three-dimensional mold, comprising the steps of gradational exposure and development.
前記ネガ型レジスト組成物が、有機塩基性化合物(B)を更に含有する、請求項1に記載の3次元モールドの製造方法。 2. The method for producing a three-dimensional mold according to claim 1, wherein said negative resist composition further contains an organic basic compound (B). 前記有機塩基性化合物(B)が、水酸基を含有する有機塩基性化合物である、請求項2に記載の3次元モールドの製造方法。 3. The method for producing a three-dimensional mold according to claim 2, wherein the organic basic compound (B) is an organic basic compound containing a hydroxyl group. 前記凸部の最小隣接凸部間隔が500nm以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の3次元モールドの製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional mold according to any one of claims 1 to 3, wherein the minimum distance between adjacent protrusions of said protrusions is 500 nm or less. フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に2個以上有する分子量400~2500のフェノール性化合物(A)と、有機塩基性化合物(B)とを含有するネガ型レジスト組成物であって、当該ネガ型レジスト組成物の全固形分中における前記フェノール性化合物(A)の含有量が70重量%以上であり、酸発生剤を実質的に含有しない、非化学増幅型である、階調露光用ネガ型レジスト組成物。 Having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and two or more substituents in one molecule selected from the group consisting of hydroxymethyl groups and alkoxymethyl groups at the ortho positions of the phenolic hydroxyl groups A negative resist composition containing a phenolic compound (A) having a molecular weight of 400 to 2500 and an organic basic compound (B), wherein the phenolic compound in the total solid content of the negative resist composition A non-chemically amplified negative resist composition for gradation exposure, containing (A) in an amount of 70% by weight or more and substantially free of an acid generator. 前記有機塩基性化合物(B)が、水酸基を含有する有機塩基性化合物である、請求項5に記載の階調露光用ネガ型レジスト組成物。 6. The negative resist composition for gradation exposure according to claim 5, wherein said organic basic compound (B) is an organic basic compound containing a hydroxyl group. 前記有機塩基性化合物(B)が、分子量400未満である、請求項5又は6に記載の階調露光用ネガ型レジスト組成物。 7. The negative resist composition for gradation exposure according to claim 5, wherein said organic basic compound (B) has a molecular weight of less than 400.
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