JP4823562B2 - Resist pattern forming method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative resist composition having sensitivity to a g-line, an i-line, a KrF excimer laser and an electron beam and usable in a mix and match process where exposure is performed using at least two kinds of exposure light sources selected from a g-line, an i-line, a KrF excimer laser and an electron beam, and to provide a resist pattern forming method. <P>SOLUTION: The negative resist composition used in a process where exposure is performed using at least two kinds of exposure light sources selected from a g-line, an i-line, a KrF excimer laser and an electron beam contains an alkali-soluble resin component (A), an acid generator component (B) which generates an acid upon irradiation with a g-line, an i-line, a KrF excimer laser and an electron beam, and a crosslinker component (C). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線から選ばれる少なくとも2種の露光光源を用いて露光する工程に用いられるネガ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a negative resist composition and a resist pattern forming method used in an exposure process using at least two kinds of exposure light sources selected from g-line, i-line, KrF excimer laser and electron beam.

半導体素子や液晶表示素子等の製造においては、リソグラフィー技術を基本とした微細加工技術が用いられており、近年、リソグラフィー技術の進歩により急速に微細化が進んでいる。
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いる。具体的には、従来は、上述したように、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザー(248nm)が量産の中心となり、さらにArFエキシマレーザー(193nm)が量産で導入され始めている。また、Fエキシマレーザー(157nm)や極端紫外光(EUV)、電子線(EB)等を光源(放射線源)として用いるリソグラフィー技術についても研究が行われている。
In the manufacture of semiconductor elements, liquid crystal display elements, and the like, a fine processing technique based on a lithography technique is used, and in recent years, the miniaturization is rapidly progressing due to the advancement of the lithography technique.
As a technique for miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened. Specifically, as described above, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used in the past, but now KrF excimer laser (248 nm) is the center of mass production, and ArF excimer laser ( 193 nm) is beginning to be introduced in mass production. Research is also being conducted on lithography technology using an F 2 excimer laser (157 nm), extreme ultraviolet light (EUV), electron beam (EB) or the like as a light source (radiation source).

リソグラフィー技術に用いられるレジスト材料には、露光光源に対する感度を有することが必要となる。一般に、レジスト材料には、被膜形成能を有するベース樹脂が用いられている。従来、露光光源としてはg線やi線が主流であり、これらの光源を用いる場合には、たとえばネガ型の場合、ベース樹脂としてアルカリ可溶性ノボラック樹脂と、架橋剤成分としてメラミン樹脂や尿素樹脂などのアミノ樹脂とを組み合わせたネガ型レジスト組成物(非化学増幅型)が多く利用されていた。
近年の露光光源の短波長化および要求される寸法の微細化に伴い、レジスト材料には、露光光源に対する感度と解像性のさらなる向上が求められている。そのため、KrFエキシマレーザー以降では、主に、レジスト材料として、ベース樹脂と、露光により酸を発生する酸発生剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物が用いられている。化学増幅型レジストとしては、たとえばネガ型の場合、主に、アルカリ可溶性樹脂と酸発生剤と架橋剤とを含有するものが用いられており、レジストパターン形成時に、露光により酸発生剤から酸が発生すると露光部がアルカリ不溶性となる。
また、露光光源の短波長化に伴って、レジスト材料に用いられるベース樹脂も変化しており、たとえばKrFエキシマレーザーを光源とする場合には、主に、ポリヒドロキシスチレン(PHS)系樹脂が用いられている。また、ArFエキシマレーザーを光源とする場合には、主に、(メタ)アクリル酸から誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)などが一般的に用いられている。
Resist materials used in lithography techniques are required to have sensitivity to an exposure light source. In general, a base resin having a film forming ability is used as a resist material. Conventionally, g-line and i-line are mainly used as an exposure light source. When these light sources are used, for example, in the case of a negative type, an alkali-soluble novolak resin as a base resin and a melamine resin or a urea resin as a crosslinking agent component Many negative resist compositions (non-chemically amplified) in combination with amino resins have been used.
With recent shortening of the wavelength of the exposure light source and miniaturization of the required dimensions, the resist material is required to further improve sensitivity and resolution with respect to the exposure light source. Therefore, in the KrF excimer laser and later, a chemically amplified resist composition containing a base resin and an acid generator that generates an acid upon exposure is mainly used as a resist material. As the chemically amplified resist, for example, in the case of the negative type, a resist containing mainly an alkali-soluble resin, an acid generator, and a crosslinking agent is mainly used. When forming a resist pattern, an acid is generated from the acid generator by exposure. When this occurs, the exposed area becomes insoluble in alkali.
In addition, the base resin used for the resist material is changing as the wavelength of the exposure light source is shortened. For example, when a KrF excimer laser is used as the light source, a polyhydroxystyrene (PHS) resin is mainly used. It has been. When an ArF excimer laser is used as a light source, a resin (acrylic resin) having a structural unit derived from (meth) acrylic acid in the main chain is generally used.

また、高解像性のパターンを形成する手段として、材料だけでなく、プロセスの面からも検討が行われている。
たとえば、基板上に、有機膜と、シリカ系の無機膜からなる中間膜と、レジスト膜とを積層した積層体を用いる3層レジスト法や、3層レジスト法よりも工程数が少ない点で優れた2層レジスト法(例えば、特許文献1,2参照)などの多層レジスト法が提案されている。かかる多層レジスト法においては、高解像性を実現できる可能性がある。
しかし、多層レジスト法は、プロセス数の増大による歩留りの悪化、スループットの低下、又はコストの問題がある。
Further, as a means for forming a high-resolution pattern, studies have been made not only from materials but also from the viewpoint of processes.
For example, a three-layer resist method using a laminate in which an organic film, an intermediate film made of a silica-based inorganic film, and a resist film are stacked on a substrate, and superior in that the number of steps is smaller than the three-layer resist method. A multilayer resist method such as a two-layer resist method (see, for example, Patent Documents 1 and 2) has been proposed. In such a multilayer resist method, there is a possibility that high resolution can be realized.
However, the multilayer resist method has a problem of yield deterioration, throughput reduction, or cost due to an increase in the number of processes.

スループットの問題は、電子線を用いたリソグラフィープロセスにおいて特に重大である。かかるリソグラフィープロセスにおいては、高解像性を実現できる可能性があるが、露光は通常、真空中で、所望のマスクパターンを介した露光または直接描画により行われている。そのため、減圧操作やパージ操作等を行う必要があることから、エキシマレーザー等を用いたプロセスに比べて時間がかかる。また、特に電子線による直接描画では、基板全体にパターニングを行うには非常に長い時間がかかってしまう。   The throughput problem is particularly serious in a lithography process using an electron beam. In such a lithography process, there is a possibility that high resolution can be realized. However, exposure is usually performed in vacuum by exposure through a desired mask pattern or direct writing. Therefore, since it is necessary to perform a decompression operation, a purge operation, etc., it takes time compared to a process using an excimer laser or the like. In particular, in direct writing using an electron beam, it takes a very long time to pattern the entire substrate.

そこで、近年、2種以上の光源を用いて露光を行う方法(以下「ミックスアンドマッチ」とする)が注目されている。
この方法では、たとえば、通常はパターン全体を、微細パターンの形成に必要な光源、たとえば電子線を用いて形成するところを、微細パターンについては電子線を用い、あまり高解像性が要求されないラフパターンについてはそれ以外の光源、たとえばKrFエキシマレーザーを用い、マスクパターンを介して一括して露光し、ラフパターンの形成に要する時間を短縮することにより、スループットを向上させることができるとされている。
特開平6−202338号公報 特開平8−29987号公報
Therefore, in recent years, a method of performing exposure using two or more kinds of light sources (hereinafter referred to as “mix and match”) has attracted attention.
In this method, for example, an entire pattern is usually formed using a light source necessary for forming a fine pattern, for example, an electron beam, and an electron beam is used for a fine pattern, and rough processing that does not require a very high resolution is required. With respect to the pattern, it is said that the throughput can be improved by using a light source other than that, for example, a KrF excimer laser, and exposing all at once through the mask pattern to shorten the time required for forming the rough pattern. .
JP-A-6-202338 JP-A-8-29987

しかし、一般的に、レジスト材料の組成は、上述したように、使用する露光光源の種類によって異なり、複数の光源、たとえば3種以上の光源には感度を有していない。たとえばg線やi線での露光に用いられている非化学増幅型レジストは、通常、KrFエキシマレーザーや電子線に感度を有していないため、これらの光源を用いたミックスアンドマッチに使用できない。そのため、ミックスアンドマッチに使用できる光源の組み合わせには制限がある。
そこで、これらのいずれの光源を用いたミックスアンドマッチにおいても使用可能なレジスト材料に対する要求が高まっている。なかでも、高解像性のパターンを形成できる電子線とそれ以外の光源との組み合わせ、特に一般に広く使用されているg線および/またはi線との組み合わせでのミックスアンドマッチに使用できるレジスト材料が強く求められている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線に対する感度を有し、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線から選ばれる少なくとも2種の露光光源を用いて露光するミックスアンドマッチ工程に使用できるネガ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。
However, generally, as described above, the composition of the resist material varies depending on the type of exposure light source used, and a plurality of light sources, for example, three or more types of light sources have no sensitivity. For example, non-chemically amplified resists used for g-line and i-line exposures usually do not have sensitivity to KrF excimer lasers or electron beams, and therefore cannot be used for mix-and-match using these light sources. . Therefore, there are limitations on the combinations of light sources that can be used for mix and match.
Therefore, there is an increasing demand for a resist material that can be used in mix and match using any of these light sources. Among them, a resist material that can be used for a mix-and-match in a combination of an electron beam capable of forming a high-resolution pattern and other light sources, especially a combination of g-line and / or i-line, which are generally widely used. Is strongly demanded.
The present invention has been made in view of the above circumstances, has sensitivity to g-line, i-line, KrF excimer laser and electron beam, and is selected from at least g-line, i-line, KrF excimer laser and electron beam. An object of the present invention is to provide a negative resist composition and a resist pattern forming method that can be used in a mix and match process in which exposure is performed using two types of exposure light sources.

本発明者らは、鋭意検討を行った結果、酸発生剤成分として、特定の性質を有するものを選択して用いることにより上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の第一の態様は、アルカリ可溶性樹脂成分(A)、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線の照射により酸を発生する酸発生剤成分(B)、および架橋剤成分(C)を含有するネガ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を、g線、i線およびKrFエキシマレーザーから選ばれる少なくとも1種と、電子線とを用いて選択的に露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含み、
前記酸発生剤成分(B)が、下記一般式(III)または(IV)で表されるオキシムスルホネート系酸発生剤であることを特徴とするレジストパターン形成方法である。

Figure 0004823562
[式(III)中、m’は0又は1;Xは1又は2;Rは、1又はそれ以上のC−C12アルキル基が置換していてもよいフェニル基、ヘテロアリール基、又は、m’が0の場合はさらにC−Cアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、CN(シアノ基);R、1又はそれ以上のC −C 12 アルキル基が置換していてもよいフェニル基、ヘテロアリール基、C −C アルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、又はCN(シアノ基);R’は、X=1のときC−C18アルキル基、X=2のときC−C12アルキレン基、フェニレン基;R,Rは独立に水素原子、ハロゲン原子、C−Cアルキル基;Aは−S−、−O−を示す。]
Figure 0004823562
[式(IV)中、R’はC−C12アルキレン基;R、R、R、Aは上記と同義;RはC−C18アルキル基を示す。]
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by selecting and using an acid generator component having a specific property, and completed the present invention.
That is, the first aspect of the present invention includes an alkali-soluble resin component (A), an g-line, i-line, KrF excimer laser and an acid generator component (B) that generates an acid upon irradiation with an electron beam, and a cross-linking agent component. A step of forming a resist film on a substrate using a negative resist composition containing (C), the resist film comprising at least one selected from g-line, i-line and KrF excimer laser, and an electron beam Using the step of selectively exposing, and the step of forming the resist pattern by alkali development of the resist film,
The acid generator component (B) is an oxime sulfonate acid generator represented by the following general formula (III) or (IV).
Figure 0004823562
[In the formula (III), m ′ is 0 or 1; X is 1 or 2; R 1 is a phenyl group, a heteroaryl group, which may be substituted by one or more C 1 -C 12 alkyl groups, Or, when m ′ is 0, C 2 -C 6 alkoxycarbonyl group, phenoxycarbonyl group, CN (cyano group); R 2 is substituted by one or more C 1 -C 12 alkyl groups A phenyl group, heteroaryl group, C 2 -C 6 alkoxycarbonyl group, phenoxycarbonyl group, or CN (cyano group) ; R 3 ′ is a C 1 -C 18 alkyl group when X = 1, X = 2 R 4, R 5 are independently a hydrogen atom, a halogen atom, C 1 -C 6 alkyl;; C 2 -C 12 alkylene group, a phenylene group when the a -S -, - O - shows the. ]
Figure 0004823562
[In formula (IV), R 1 ′ is a C 2 -C 12 alkylene group; R 2 , R 4 , R 5 , A are as defined above; R 3 is a C 1 -C 18 alkyl group. ]

なお、本発明において、露光には電子線の照射も含まれる。   In the present invention, exposure includes electron beam irradiation.

本発明によれば、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線に対する感度を有し、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線から選ばれる少なくとも2種の露光光源を用いて露光する工程に使用できるネガ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を提供できる。かかるネガ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法を用いることにより、ミックスアンドマッチを、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線のうちのいずれを用いても行うことができる。   According to the present invention, there is sensitivity to g-line, i-line, KrF excimer laser and electron beam, and exposure is performed using at least two kinds of exposure light sources selected from g-line, i-line, KrF excimer laser and electron beam. A negative resist composition and a resist pattern forming method that can be used in the process can be provided. By using such a negative resist composition and a resist pattern forming method, the mix and match can be performed using any of g-line, i-line, KrF excimer laser, and electron beam.

<ネガ型レジスト組成物>
本発明のネガ型レジスト組成物は、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線から選ばれる少なくとも2種の露光光源を用いて露光する工程に用いられるネガ型レジスト組成物であって、アルカリ可溶性樹脂成分(A)(以下、(A)成分という。)、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線の照射により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分という。)、および架橋剤成分(C)(以下、(C)成分という。)を含有することを特徴とする。
かかるネガ型レジスト組成物においては、露光により前記(B)成分から発生した酸が作用すると、(A)成分と(C)成分との間で架橋が起こり、ネガ型レジスト組成物全体がアルカリ不溶性へと変化する。そのため、レジストパターンの形成において、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、または露光に加えて露光後加熱すると、露光部はアルカリ不溶性へ転じる一方で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が形成できる。
<Negative resist composition>
The negative resist composition of the present invention is a negative resist composition used in a step of exposing using at least two exposure light sources selected from g-line, i-line, KrF excimer laser and electron beam, Soluble resin component (A) (hereinafter referred to as component (A)), g-line, i-line, KrF excimer laser and acid generator component (B) (hereinafter referred to as (B) component) that generates acid upon irradiation with electron beam And) a crosslinking agent component (C) (hereinafter referred to as component (C)).
In such a negative resist composition, when an acid generated from the component (B) by exposure acts, crosslinking occurs between the component (A) and the component (C), and the entire negative resist composition is alkali-insoluble. To change. Therefore, in the formation of a resist pattern, when a resist film made of the negative resist composition is selectively exposed or heated after exposure in addition to exposure, the exposed portion turns into alkali-insoluble while the unexposed portion is alkali-soluble. Therefore, a negative resist pattern can be formed by alkali development.

「(A)成分」
(A)成分としては、アルカリ現像液に可溶であり、かつ(C)成分との相互作用によりアルカリ不溶となるものであればよく、これまで化学増幅型ネガ型レジスト組成物のアルカリ可溶性樹脂成分として用いられているものの中から任意に選ぶことができる。
"(A) component"
The component (A) may be any component as long as it is soluble in an alkali developer and becomes insoluble in alkali by interaction with the component (C). Alkali-soluble resin of a chemically amplified negative resist composition so far It can be arbitrarily selected from those used as components.

本発明のネガ型レジスト組成物において好ましく用いられる(A)成分としては、ドライエッチング耐性、耐熱性、インプランテーション耐性、イオンミリング等のイオン性エッチング耐性、基板との密着性、メッキ耐性等に優れ、多様な用途に使用できることから、アルカリ可溶性ノボラック樹脂(以下、単にノボラック樹脂ということがある。)が挙げられる。
ノボラック樹脂としては、特に制限されるものでなく、従来、ネガ型レジスト組成物において被膜形成物質として通常用いられ得るものとして提案されているものの中から任意に選ぶことができ、好ましくは、芳香族ヒドロキシ化合物と、アルデヒド類および/またはケトン類とを縮合反応させて得られるノボラック樹脂を挙げることができる。
The component (A) preferably used in the negative resist composition of the present invention is excellent in dry etching resistance, heat resistance, implantation resistance, ionic etching resistance such as ion milling, adhesion to a substrate, plating resistance, etc. Since it can be used for various applications, an alkali-soluble novolak resin (hereinafter sometimes simply referred to as a novolak resin) can be used.
The novolak resin is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from those conventionally proposed as a film-forming substance that can be usually used in negative resist compositions, preferably aromatic. Mention may be made of novolak resins obtained by condensation reaction of hydroxy compounds with aldehydes and / or ketones.

ノボラック樹脂の合成に用いられる芳香族ヒドロキシ化合物としては、例えばフェノール;m−クレゾール、p−クレゾール、o−クレゾール等のクレゾール類;2,3−キシレノール、2,5−キシレノール、3,5−キシレノール、3,4−キシレノール等のキシレノール類;m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−エチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、2,3,5−トリエチルフェノール、4−tert−ブチルフェノール、3−tert−ブチルフェノール、2−tert−ブチルフェノール、2−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2−tert−ブチル−5−メチルフェノール等のアルキルフェノール類;p−メトキシフェノール、m−メトキシフェノール、p−エトキシフェノール、m−エトキシフェノール、p−プロポキシフェノール、m−プロポキシフェノール等のアルコキシフェノール類;o−イソプロペニルフェノール、p−イソプロペニルフェノール、2−メチル−4−イソプロペニルフェノール、2−エチル−4−イソプロペニルフェノール等のイソプロペニルフェノール類;フェニルフェノール等のアリールフェノール類;4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ビスフェノールA、レゾルシノール、ヒドロキノン、ピロガロール等のポリヒドロキシフェノール類等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of aromatic hydroxy compounds used for the synthesis of novolak resins include phenols; cresols such as m-cresol, p-cresol, o-cresol; 2,3-xylenol, 2,5-xylenol, 3,5-xylenol. Xylenols such as 3,4-xylenol; m-ethylphenol, p-ethylphenol, o-ethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 2,3,5-triethylphenol, 4-tert-butylphenol, Alkylphenols such as 3-tert-butylphenol, 2-tert-butylphenol, 2-tert-butyl-4-methylphenol, 2-tert-butyl-5-methylphenol; p-methoxyphenol, m-methoxyphenol, p- Ethoxyphenol, -Alkoxyphenols such as ethoxyphenol, p-propoxyphenol, m-propoxyphenol; o-isopropenylphenol, p-isopropenylphenol, 2-methyl-4-isopropenylphenol, 2-ethyl-4-isopropenylphenol Isopropenyl phenols such as phenylphenol; arylphenols such as phenylphenol; polyhydroxyphenols such as 4,4′-dihydroxybiphenyl, bisphenol A, resorcinol, hydroquinone, pyrogallol and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

ノボラック樹脂の合成に用いられるアルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、トリメチルアセトアルデヒド、アクロレイン、クロトンアルデヒド、シクロヘキサンアルデヒド、フルフラール、フリルアクロレイン、ベンズアルデヒド、テレフタルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒド、ケイ皮酸アルデヒド等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのアルデヒド類の中では、入手のしやすさからホルムアルデヒドを用いることが好ましい。特に、耐熱性が良好であることから、ホルムアルデヒドと、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド等のヒドロキシベンズアルデヒド類とを組み合わせて用いるのが好ましい。
Examples of aldehydes used in the synthesis of novolak resins include formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, trimethylacetaldehyde, acrolein, crotonaldehyde, cyclohexanealdehyde, furfural, furylacrolein, benzaldehyde, terephthalaldehyde, phenyl Acetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m -Chlorobenzaldehyde, p-chloro Robenzaldehyde, cinnamic aldehyde and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these aldehydes, it is preferable to use formaldehyde because of its availability. In particular, since heat resistance is good, it is preferable to use formaldehyde in combination with hydroxybenzaldehydes such as o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, and p-hydroxybenzaldehyde.

ノボラック樹脂の合成に用いられるケトン類としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジフェニルケトン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。
さらにまた、上記アルデヒド類とケトン類とを適宜組み合わせて用いてもよい。
Examples of the ketones used for the synthesis of the novolak resin include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, and diphenyl ketone. These may be used alone or in combination of two or more.
Furthermore, the above aldehydes and ketones may be used in appropriate combination.

ノボラック樹脂は、前記芳香族ヒドロキシ化合物とアルデヒド類および/またはケトン類とを、酸性触媒の存在下、公知の方法で縮合反応させることにより製造することができる。その際の酸性触媒としては、塩酸、硫酸、ギ酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸等を使用することができる。   The novolak resin can be produced by subjecting the aromatic hydroxy compound and aldehydes and / or ketones to a condensation reaction by a known method in the presence of an acidic catalyst. In this case, hydrochloric acid, sulfuric acid, formic acid, oxalic acid, paratoluenesulfonic acid, etc. can be used as the acidic catalyst.

ノボラック樹脂の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算)、すなわち酸解離性溶解抑制基で保護される前の(A)成分のMwは、2000〜50000の範囲内であることが好ましく、3000〜20000がより好ましく、4000〜15000がさらに好ましい。該Mwが2000以上であると、ネガ型レジスト組成物を有機溶剤に溶解して基板上に塗布する際の塗布性が良好であり、50000以下であると、解像性が良好である。   The mass average molecular weight (Mw) of the novolak resin (in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC)), that is, the Mw of the component (A) before being protected with the acid dissociable, dissolution inhibiting group is within the range of 2000 to 50000. It is preferable, 3000-20000 is more preferable, 4000-15000 is further more preferable. When the Mw is 2000 or more, the application property when the negative resist composition is dissolved in an organic solvent and applied onto the substrate is good, and when it is 50000 or less, the resolution is good.

本発明において、ノボラック樹脂は、低分子量体を分別除去する処理が施されたものであることが好ましい。これにより、耐熱性がさらに向上する。
ここで、本明細書における低分子量体には、例えばノボラック樹脂の合成に用いた芳香族ヒドロキシ化合物、アルデヒド類、ケトン類等のモノマーのうち、反応せずに残った残留モノマー、該モノマーが2分子結合したダイマー、3分子結合したトリマー等(モノマーおよび2〜3核体等)が含まれる。
低分子量体の分別処理方法としては、特に限定はなく、例えば、イオン交換樹脂を用いて精製する方法や、当該樹脂の良溶媒(アルコールなど)と貧溶媒(水など)とを用いた公知の分別操作を用いることができる。前者の方法によれば低分子量体とともに、酸成分やメタル成分を除去することも可能である。
かかる低分子量体の分別除去処理における収率は50〜95質量%の範囲が望ましい。50質量%以上であると、露光部と未露光部との間における溶解速度の差が大きくなり、解像性が良好である。また、95質量%以下であると、分別除去を行うことによる効果が十分に得られる。
また、Mwが500以下の低分子量体の含有量は、GPCチャート上15%以下、好ましくは12%以下であることが好ましい。15%以下とすることにより、レジストパターンの耐熱性向上効果が奏されるのと同時に、加熱処理時の昇華物の発生量を抑制する効果が奏される。
In the present invention, the novolac resin is preferably one that has been subjected to a treatment for separating and removing the low molecular weight substance. Thereby, heat resistance improves further.
Here, the low molecular weight substance in this specification includes, for example, aromatic monomers, aldehydes, ketones, etc. used in the synthesis of novolak resin, residual monomers remaining without reaction, and 2 monomers. Molecularly bonded dimers, 3 molecularly linked trimers, etc. (monomers and 2-3 nuclei etc.) are included.
The low molecular weight fractionation method is not particularly limited. For example, a method of purifying using an ion exchange resin or a known method using a good solvent (such as alcohol) and a poor solvent (such as water) of the resin. A fractionation operation can be used. According to the former method, the acid component and the metal component can be removed together with the low molecular weight substance.
The yield in such a low molecular weight fraction removal treatment is desirably in the range of 50 to 95% by mass. If it is 50% by mass or more, the difference in dissolution rate between the exposed part and the unexposed part becomes large, and the resolution is good. Moreover, the effect by performing a separation removal is fully acquired as it is 95 mass% or less.
Further, the content of the low molecular weight substance having Mw of 500 or less is 15% or less, preferably 12% or less on the GPC chart. By setting it to 15% or less, the effect of improving the heat resistance of the resist pattern is exhibited, and at the same time, the effect of suppressing the amount of sublimate generated during the heat treatment is exhibited.

本発明のネガ型レジスト組成物において、(A)成分としては、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位を有する樹脂(以下、ポリヒドロキシスチレン(PHS)系樹脂ということがある。)も好ましく用いられる。かかる樹脂を用いることにより、高解像性のパターンが形成できる。また、厚膜とした場合でも微細加工ができるため、高アスペクト比のパターンを形成でき、結果、ドライエッチング等に対する耐性が向上する。
ここで、「ヒドロキシスチレン」とは、ヒドロキシスチレン、およびヒドロキシスチレンのα位の炭素原子に結合した水素原子がハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、ならびにそれらの誘導体(好適には、ベンゼン環に上述のような置換基が結合したもの等)を含む概念とする。ヒドロキシスチレンのベンゼン環に結合した水酸基の数は、1〜3の整数であることが好ましく、1であることがより好ましい。なお、ヒドロキシスチレンのα位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことである。
「ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
PHS系樹脂中、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位の割合は、当該PHS系樹脂を構成する全構成単位の合計に対し、50〜100モル%が好ましく、80〜100モル%がより好ましい。
In the negative resist composition of the present invention, as the component (A), a resin having a structural unit derived from hydroxystyrene (hereinafter sometimes referred to as polyhydroxystyrene (PHS) resin) is also preferably used. By using such a resin, a high-resolution pattern can be formed. Further, since fine processing can be performed even in the case of a thick film, a pattern with a high aspect ratio can be formed, and as a result, resistance to dry etching and the like is improved.
Here, the term “hydroxystyrene” refers to hydroxystyrene and a hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom of hydroxystyrene substituted with another substituent such as a halogen atom, an alkyl group, a halogenated alkyl group, And a derivative thereof (preferably, one having the above-described substituent bonded to a benzene ring or the like). The number of hydroxyl groups bonded to the benzene ring of hydroxystyrene is preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1. The α-position (α-position carbon atom) of hydroxystyrene is a carbon atom to which a benzene ring is bonded unless otherwise specified.
The “structural unit derived from hydroxystyrene” means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of hydroxystyrene.
In the PHS resin, the proportion of structural units derived from hydroxystyrene is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 80 to 100 mol%, based on the total of all structural units constituting the PHS resin.

PHS系樹脂として、具体的には、ポリヒドロキシスチレン、ヒドロキシスチレン−スチレン共重合体等が挙げられる。
ヒドロキシスチレン−スチレン共重合体としては、下記一般式(I)で表される構成単位(a1)と下記一般式(II)で表される構成単位(a2)とを有する共重合体等が挙げられる。
Specific examples of the PHS resin include polyhydroxystyrene and hydroxystyrene-styrene copolymer.
Examples of the hydroxystyrene-styrene copolymer include a copolymer having a structural unit (a1) represented by the following general formula (I) and a structural unit (a2) represented by the following general formula (II). It is done.

Figure 0004823562
(式中、Rは水素原子またはメチル基を表し、mは1〜3の整数を表す。)
Figure 0004823562
(In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group, and m represents an integer of 1 to 3.)

Figure 0004823562
(式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数1〜5のアルキル基を表し、nは0または1〜3の整数を表す。)
Figure 0004823562
(In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group, R 1 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and n represents 0 or an integer of 1 to 3).

上記一般式(I)で表される構成単位(a1)において、Rは水素原子又はメチル基であり、水素原子であることが好ましい。
mは、1〜3の整数である。これらのうち、mは1であることが好ましい。
水酸基の位置は、o−位、m−位、p−位のいずれでもよいが、容易に入手可能で低価格であることから、mが1であり、かつp−位に水酸基を有するものが好ましい。mが2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
In the structural unit (a1) represented by the general formula (I), R is a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
m is an integer of 1-3. Of these, m is preferably 1.
The position of the hydroxyl group may be any of the o-position, the m-position, and the p-position. However, since it is readily available and inexpensive, m is 1 and has a hydroxyl group at the p-position. preferable. When m is 2 or 3, arbitrary substitution positions can be combined.

上記一般式(II)で表される構成単位(a2)において、Rは、水素原子又はメチル基であり、水素原子であることが好ましい。
上記Rは、炭素数1〜5の直鎖又は分岐状アルキル基であり、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、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的にはメチル基又はエチル基が好ましい。
上記nは、0または1〜3の整数である。これらのうち、nは0または1であることが好ましく、特に工業上0であることが好ましい。
なお、nが1である場合には、Rの置換位置はo−位、m−位、p−位のいずれでもよく、さらに、nが2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
In the structural unit (a2) represented by the general formula (II), R is a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
R 1 is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group. Group, neopentyl group and the like. Industrially, a methyl group or an ethyl group is preferable.
The n is 0 or an integer of 1 to 3. Of these, n is preferably 0 or 1, and is particularly preferably 0 industrially.
When n is 1, the substitution position of R 1 may be any of the o-position, m-position, and p-position, and when n is 2 or 3, any substitution position is selected. Can be combined.

また、PHS系樹脂として、ポリヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子の3〜40モル%がアルカリ不溶性基で置換され、これによってアルカリ可溶性が低減されているものを用いてもよい。
また、PHS系樹脂として、前記構成単位(a1)と構成単位(a2)とを有する共重合体における構成単位(a1)の水酸基の水素原子の5〜30モル%がアルカリ不溶性基で置換され、アルカリ可溶性が低減されているものを用いてもよい。
ここで、「アルカリ不溶性基」とは、未置換のアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解性を低下させる置換基であり、例えば、tert−ブトキシカルボニル基、tert−アミルオキシカルボニル基などの第三級アルコキシカルボニル基、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基などの低級アルキル基がある。
Moreover, as PHS-type resin, you may use what the 3-40 mol% of the hydrogen atom of the hydroxyl group of polyhydroxystyrene is substituted by the alkali-insoluble group, and, thereby, alkali solubility is reduced.
Moreover, as a PHS resin, 5 to 30 mol% of the hydrogen atoms of the hydroxyl group of the structural unit (a1) in the copolymer having the structural unit (a1) and the structural unit (a2) are substituted with an alkali-insoluble group. Those having reduced alkali solubility may be used.
Here, the “alkali insoluble group” is a substituent that lowers the alkali solubility of the unsubstituted alkali-soluble resin. For example, a tertiary alkoxycarbonyl group such as a tert-butoxycarbonyl group or a tert-amyloxycarbonyl group. Groups, lower alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl and the like.

PHS系樹脂の質量平均分子量は1000〜10000が好ましく、特にミックスアンドマッチに少なくともKrFエキシマレーザーおよび/または電子線を用いる場合には、2000〜4000がより好ましい。   The mass average molecular weight of the PHS-based resin is preferably 1000 to 10,000, and more preferably 2000 to 4000 when using at least a KrF excimer laser and / or an electron beam for mix-and-match.

本発明のネガ型レジスト組成物における(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚に応じて調整すればよい。   The content of the component (A) in the negative resist composition of the present invention may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.

[(B)成分]
(B)成分としては、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線の照射により酸を発生するものであればよく、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているもののなかから任意に選択して使用することができる。
ここで、「g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線の照射により酸を発生する」とは、露光光源としてこれらのいずれを用いた場合でも、酸を発生することを意味する。
当該酸発生剤が、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線の照射により酸を発生する酸発生剤であるかどうかは、たとえば、当該酸発生剤および(A)成分を含有するネガ型レジスト組成物を調製し、該ネガ型レジスト組成物を用いて形成したレジスト膜に対し、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線を用いて選択的に露光し、現像した場合に、それぞれ、レジストパターンが形成されるかどうかによって判断することができる。
[Component (B)]
The component (B) may be any component that generates an acid upon irradiation with g-line, i-line, KrF excimer laser, or electron beam, and has been proposed as an acid generator for chemically amplified resists. Can be arbitrarily selected from the above.
Here, “generation of acid by irradiation with g-line, i-line, KrF excimer laser and electron beam” means that acid is generated when any of these is used as an exposure light source.
Whether or not the acid generator is an acid generator that generates an acid upon irradiation with g-line, i-line, KrF excimer laser and electron beam is, for example, a negative type containing the acid generator and component (A). When a resist composition was prepared and the resist film formed using the negative resist composition was selectively exposed and developed using g-line, i-line, KrF excimer laser, and electron beam, Whether the resist pattern is formed can be determined.

これまで化学増幅型レジスト用として提案されている酸発生剤としては、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。
これらの中でも、オキシムスルホネート系酸発生剤は、g線やi線、KrFエキシマレーザー等に対する透明性が高く、たとえばレジスト膜を膜厚100nm〜5.0μmといった厚膜とした場合でも、露光光が充分にレジスト膜中を透過し、高解像性のレジストパターンを形成できるため好ましい。
ここで、オキシムスルホネート系酸発生剤とは、下記一般式(B−1)で表される基を少なくとも1つ有する化合物、若しくは、下記一般式(III)または(IV)で表される化合物であって、放射線の照射によって酸を発生する特性を有するものである。
Acid generators that have been proposed for chemically amplified resists include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, poly ( There are various known diazomethane acid generators such as bissulfonyl) diazomethanes, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, and disulfone acid generators.
Among these, the oxime sulfonate-based acid generator has high transparency with respect to g-line, i-line, KrF excimer laser, and the like. For example, even when the resist film is a thick film having a film thickness of 100 nm to 5.0 μm, the exposure light is not emitted. This is preferable because it can sufficiently penetrate the resist film and form a high-resolution resist pattern.
Here, the oxime sulfonate acid generator is a compound having at least one group represented by the following general formula (B-1), or a compound represented by the following general formula (III) or (IV). Thus, it has the property of generating an acid upon irradiation with radiation.

Figure 0004823562
(式(B−1)中、R21、R22はそれぞれ独立に有機基を表す。)
Figure 0004823562
(In formula (B-1), R 21 and R 22 each independently represents an organic group.)

21、R22の有機基は、炭素原子を含む基であり、炭素原子以外の原子(たとえば水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)等)を有していてもよい。
21の有機基としては、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはアリール基が好ましい。これらのアルキル基、アリール基は置換基を有していても良い。該置換基としては、特に制限はなく、たとえばフッ素原子、炭素数1〜6の直鎖、分岐または環状のアルキル基等が挙げられる。ここで、「置換基を有する」とは、アルキル基またはアリール基の水素原子の一部または全部が置換基で置換されていることを意味する。
アルキル基としては、炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜10がより好ましく、炭素数1〜8がさらに好ましく、炭素数1〜6が特に好ましく、炭素数1〜4が最も好ましい。アルキル基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基(以下、ハロゲン化アルキル基ということがある)が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味し、完全にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味する。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。すなわち、ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
アリール基は、炭素数4〜20が好ましく、炭素数4〜10がより好ましく、炭素数6〜10が最も好ましい。アリール基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアリール基が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味し、完全にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味する。
21としては、特に、置換基を有さない炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のフッ素化アルキル基が好ましい。
The organic group of R 21 and R 22 is a group containing a carbon atom, and an atom other than a carbon atom (for example, a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, etc.)) You may have.
The organic group for R 21 is preferably a linear, branched or cyclic alkyl group or aryl group. These alkyl groups and aryl groups may have a substituent. There is no restriction | limiting in particular as this substituent, For example, a fluorine atom, a C1-C6 linear, branched or cyclic alkyl group etc. are mentioned. Here, “having a substituent” means that part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or aryl group are substituted with a substituent.
As an alkyl group, C1-C20 is preferable, C1-C10 is more preferable, C1-C8 is more preferable, C1-C6 is especially preferable, and C1-C4 is the most preferable. As the alkyl group, a partially or completely halogenated alkyl group (hereinafter sometimes referred to as a halogenated alkyl group) is particularly preferable. The partially halogenated alkyl group means an alkyl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated alkyl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an alkyl group substituted with Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. That is, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.
The aryl group preferably has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. As the aryl group, a partially or completely halogenated aryl group is particularly preferable. The partially halogenated aryl group means an aryl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated aryl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an aryl group substituted with.
R 21 is particularly preferably a C 1-4 alkyl group having no substituent or a C 1-4 fluorinated alkyl group.

22の有機基としては、直鎖、分岐または環状のアルキル基、アリール基またはシアノ基が好ましい。R22のアルキル基、アリール基としては、前記R21で挙げたアルキル基、アリール基と同様のものが挙げられる。
22としては、特に、シアノ基、置換基を有さない炭素数1〜8のアルキル基、または炭素数1〜8のフッ素化アルキル基が好ましい。
As the organic group for R 22 , a linear, branched, or cyclic alkyl group, aryl group, or cyano group is preferable. As the alkyl group and aryl group for R 22, the same alkyl groups and aryl groups as those described above for R 21 can be used.
R 22 is particularly preferably a cyano group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having no substituent, or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

オキシムスルホネート系酸発生剤としては、下記一般式(III)または(IV)で表される化合物(USP 6004724参照。)が、電子線の照射に対する酸発生効率が高いことから、好ましく用いられる。   As the oxime sulfonate acid generator, a compound represented by the following general formula (III) or (IV) (see USP 6004724) is preferably used because of its high acid generation efficiency with respect to electron beam irradiation.

Figure 0004823562
[式(III)中、m’は0又は1;Xは1又は2;Rは、1又はそれ以上のC−C12アルキル基が置換していてもよいフェニル基、ヘテロアリール基、又は、m’が0の場合はさらにC−Cアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、CN(シアノ基);RはRと同義;R’は、X=1のときC−C18アルキル基、X=2のときC−C12アルキレン基、フェニレン基;R,Rは独立に水素原子、ハロゲン原子、C−Cアルキル基;Aは−S−、−O−、−N(R)−を示す。]
Figure 0004823562
[In the formula (III), m ′ is 0 or 1; X is 1 or 2; R 1 is a phenyl group, a heteroaryl group, which may be substituted by one or more C 1 -C 12 alkyl groups, Or when m ′ is 0, C 2 -C 6 alkoxycarbonyl group, phenoxycarbonyl group, CN (cyano group); R 2 is synonymous with R 1 ; R 3 ′ is C 1- when X = 1 C 18 alkyl group, when X = 2, C 2 -C 12 alkylene group, phenylene group; R 4 and R 5 are independently hydrogen atom, halogen atom, C 1 -C 6 alkyl group; A is —S—, — O -, - N (R 6 ) - indicates a. ]

Figure 0004823562
[式(IV)中、R’はC−C12アルキレン基;R、R、R、Aは上記と同義;RはC−C18アルキル基を示す。]
Figure 0004823562
[In formula (IV), R 1 ′ is a C 2 -C 12 alkylene group; R 2 , R 4 , R 5 , A are as defined above; R 3 is a C 1 -C 18 alkyl group. ]

かかる化合物としては、特に、下記式(V)で表されるチオレン含有オキシムスルホネートが好ましい。   As such a compound, a thiolene-containing oxime sulfonate represented by the following formula (V) is particularly preferable.

Figure 0004823562
Figure 0004823562

また、これらの他に、(B)成分としては、下記式(VI)で表されるトリアジン化合物(VI)[ビス(トリクロロメチル)トリアジン]、該トリアジン化合物(VI)と下記式(VII)で表されるトリアジン化合物(VII)[ビス(トリクロロメチル)トリアジン]とを所望に応じて組み合わせたもの(特開平6−289614号公報、特開平7−134412号公報参照。)、下記式(VIII)で表される化合物、下記式(IX)で表される化合物などが挙げられる。   In addition to these, the component (B) includes a triazine compound (VI) represented by the following formula (VI) [bis (trichloromethyl) triazine], the triazine compound (VI) and the following formula (VII). A triazine compound (VII) represented by [bis (trichloromethyl) triazine] in combination as desired (see JP-A-6-289614 and JP-A-7-34412), the following formula (VIII) And a compound represented by the following formula (IX).

Figure 0004823562
(式中、R、Rは、それぞれ炭素数1〜3のアルキル基を示す。)
Figure 0004823562
(In formula, R < 6 >, R < 7 > shows a C1-C3 alkyl group, respectively.)

Figure 0004823562
(式中、Zは、4−アルコキシフェニル基等を示す。)
Figure 0004823562
(In the formula, Z represents a 4-alkoxyphenyl group or the like.)

Figure 0004823562
(式中、Arは置換又は未置換のフェニル基またはナフチル基;Rは炭素原子数1〜9のアルキル基;nは2又は3の整数を示す。)
Figure 0004823562
(In the formula, Ar represents a substituted or unsubstituted phenyl group or naphthyl group; R represents an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms; and n represents an integer of 2 or 3.)

Figure 0004823562
Figure 0004823562

トリアジン化合物(VI)として、具体的には、例えば2−[2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3−メトキシ−4−エトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3−メトキシ−4−プロポキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3−エトキシ−4−メトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3,4−ジエトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3−エトキシ−4−プロポキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3−プロポキシ−4−メトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3−プロポキシ−4−エトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3,4―ジプロポキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−,3,5−トリアジンなどを挙げることができる。これらのトリアジン化合物は単独で用いてもよいし、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of the triazine compound (VI) include 2- [2- (3,4-dimethoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [ 2- (3-methoxy-4-ethoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3-methoxy-4-propoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3-ethoxy-4-methoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 , 5-triazine, 2- [2- (3,4-diethoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3-ethoxy- 4-propoxy Enyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3-propoxy-4-methoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3-propoxy-4-ethoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3,4-dipropoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl)-, 3,5-triazine and the like. These triazine compounds may be used alone or in combination of two or more.

上記トリアジン化合物(VI)と所望に応じて組み合わせて用いられる上記トリアジン化合物(VII)としては、例えば2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−エトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−プロポキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−ブトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−エトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−プロポキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−ブトキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシ−6−カルボキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシ−6−ヒドロキシナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(2−フリル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(5−メチル−2−フリル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(5−エチル−2−フリル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(5−プロピル−2−フリル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3,5−ジメトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3−メトキシ−5−エトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3−メトキシ−5−プロポキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3−エトキシ−5−メトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3,5−ジエトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3−エトキシ−5−プロポキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3−プロポキシ−5−メトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3−プロポキシ−5−エトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−2−(3,5−ジプロポキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(3,4−メチレンジオキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−(3,4−メチレンジオキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンなどが挙げられる。これらのトリアジン化合物は1種用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the triazine compound (VII) used in combination with the triazine compound (VI) as desired include 2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5- Triazine, 2- (4-ethoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-propoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1, 3,5-triazine, 2- (4-butoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxynaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) ) -1,3,5-triazine, 2- (4-ethoxynaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-propoxynaphthyl) ) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-butoxynaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- ( 4-methoxy-6-carboxynaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxy-6-hydroxynaphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (2-furyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (5-methyl-) 2-furyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (5-ethyl-2-furyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) ) -1,3,5-triazine, -[2- (5-propyl-2-furyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3,5-dimethoxyphenyl) ethenyl]- 4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3-methoxy-5-ethoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 5-triazine, 2- [2- (3-methoxy-5-propoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3-ethoxy- 5-methoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3,5-diethoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloro Methyl) -1,3,3 5-triazine, 2- [2- (3-ethoxy-5-propoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3-propoxy- 5-methoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3-propoxy-5-ethoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis ( Trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-2 (3,5-dipropoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (3 , 4-methylenedioxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (3,4-methylenedioxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (Trichrome Methyl) -1,3,5-triazine. These triazine compounds may be used alone or in combination of two or more.

これらの化合物は単独で用いてもよいし、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。以上例示した化合物の中でも、特に、上記式(V)で表される化合物および式(IX)で表される化合物は、電子線に対する酸発生効率に優れるため、好ましく用いられる。   These compounds may be used alone or in combination of two or more. Among the compounds exemplified above, in particular, the compound represented by the formula (V) and the compound represented by the formula (IX) are preferably used because of excellent acid generation efficiency with respect to an electron beam.

本発明においては、(B)成分として、上記オキシムスルホネート系酸発生剤と、オニウム塩系酸発生剤とを併用してもよい。
オニウム塩系酸発生剤としては、下記一般式(b−1)または(b−2)で表される化合物が挙げられる。
In the present invention, as the component (B), the oxime sulfonate acid generator and an onium salt acid generator may be used in combination.
Examples of the onium salt acid generator include compounds represented by the following general formula (b-1) or (b-2).

Figure 0004823562
[式中、R”〜R”,R”〜R”は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し;R”は、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表し;R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表し、R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表す。]
Figure 0004823562
[Wherein R 1 ″ to R 3 ″ and R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group; R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or fluorinated group. Represents an alkyl group; at least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group, and at least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group.]

式(b−1)中、R”〜R”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のうち、2以上がアリール基であることが好ましく、R”〜R”のすべてがアリール基であることが最も好ましい。
”〜R”のアリール基としては、特に制限はなく、例えば、炭素数6〜20のアリール基であって、該アリール基は、その水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。アリール基としては、安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。具体的には、たとえばフェニル基、ナフチル基が挙げられる。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n‐ブチル基、tert‐ブチル基であることが最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良いハロゲン原子としては、フッ素原子であることが好ましい。
”〜R”のアルキル基としては、特に制限はなく、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基等が挙げられる。解像性に優れる点から、炭素数1〜5であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、デカニル基等が挙げられ、解像性に優れ、また安価に合成可能なことから好ましいものとして、メチル基を挙げることができる。
これらの中で、R”〜R”はすべてフェニル基であることが最も好ましい。
In formula (b-1), R 1 ″ to R 3 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. At least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group. Of R 1 ″ to R 3 ″, two or more are preferably aryl groups, and most preferably all R 1 ″ to R 3 ″ are aryl groups.
The aryl group for R 1 ″ to R 3 ″ is not particularly limited, and is, for example, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, in which part or all of the hydrogen atoms are alkyl groups, alkoxy groups It may or may not be substituted with a group, a halogen atom or the like. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms because it can be synthesized at a low cost. Specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.
The alkyl group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group. Is most preferred.
The alkoxy group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methoxy group or an ethoxy group.
The halogen atom that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably a fluorine atom.
The alkyl group for R 1 "~R 3", is not particularly limited, for example, a straight, include alkyl groups such as branched or cyclic. It is preferable that it is C1-C5 from the point which is excellent in resolution. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a nonyl group, and a decanyl group. A methyl group is preferable because it is excellent in resolution and can be synthesized at low cost.
Among these, it is most preferable that all of R 1 ″ to R 3 ″ are phenyl groups.

”は、直鎖、分岐または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表す。
前記直鎖のアルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、前記R”で示したような環式基であって、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
前記フッ素化アルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。また。該フッ化アルキル基のフッ素化率(アルキル基中のフッ素原子の割合)は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子で置換したものが、酸の強度が強くなるので好ましい。
”としては、直鎖または環状のアルキル基、またはフッ素化アルキル基であることが最も好ましい。
R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group.
The linear alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
The cyclic alkyl group is a cyclic group as indicated by R 1 ″ and preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and more preferably 6 carbon atoms. Most preferably, it is -10.
The fluorinated alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms. Also. The fluorination rate of the fluorinated alkyl group (ratio of fluorine atoms in the alkyl group) is preferably 10 to 100%, more preferably 50 to 100%, and particularly those in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Since the strength of the acid is increased, it is preferable.
R 4 ″ is most preferably a linear or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group.

式(b−2)中、R”〜R”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のうち、2以上がアリール基であることが好ましく、R”〜R”のすべてがアリール基であることが最も好ましい。
”〜R”のアリール基としては、R”〜R”のアリール基と同様のものが挙げられる。
”〜R”のアルキル基としては、R”〜R”のアルキル基と同様のものが挙げられる。
これらの中で、R”〜R”はすべてフェニル基であることが最も好ましい。
式(b−2)中のR”としては上記式(b−1)のR”と同様のものが挙げられる。
In formula (b-2), R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. At least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group. Of R 5 ″ to R 6 ″, two or more are preferably aryl groups, and all of R 5 ″ to R 6 ″ are most preferably aryl groups.
As the aryl group for R 5 ″ to R 6 ″, the same as the aryl groups for R 1 ″ to R 3 ″ can be used.
Examples of the alkyl group for R 5 ″ to R 6 ″ include the same as the alkyl group for R 1 ″ to R 3 ″.
Among these, it is most preferable that all of R 5 ″ to R 6 ″ are phenyl groups.
"As R 4 in the formula (b-1)" R 4 in the In the formula (b-2) include the same as.

オニウム塩系酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−メチルフェニル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、モノフェニルジメチルスルホニウムのトリフルオロンメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニルモノメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−tert−ブチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニル(1−(4−メトキシ)ナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネートなどが挙げられる。また、これらのオニウム塩のアニオン部がメタンスルホネート、n−プロパンスルホネート、n−ブタンスルホネート、n−オクタンスルホネートに置き換えたオニウム塩も用いることができる。   Specific examples of the onium salt-based acid generator include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, and triphenylsulfonium trifluoromethane. Sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, tri (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium trifluoromethane Sulfonate, its heptafluoropropane sulphonate or its Nafluorobutane sulfonate, trifluoromethane sulfonate of monophenyldimethylsulfonium, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, trifluoromethane sulfonate of diphenylmonomethylsulfonium, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, (4- Trifluoromethanesulfonate of methylphenyl) diphenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, tri (4 -Tert-bu E) phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, diphenyl (1- (4-methoxy) naphthyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate Is mentioned. In addition, onium salts in which the anion portion of these onium salts is replaced with methanesulfonate, n-propanesulfonate, n-butanesulfonate, or n-octanesulfonate can also be used.

また、前記一般式(b−1)又は(b−2)において、アニオン部を下記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオン部に置き換えたものも用いることができる(カチオン部は(b−1)又は(b−2)と同様)。   Moreover, what replaced the anion part with the anion part represented by the following general formula (b-3) or (b-4) in the said general formula (b-1) or (b-2) can also be used. (The cation moiety is the same as (b-1) or (b-2)).

Figure 0004823562
[式中、X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数2〜6のアルキレン基を表し;Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜10のアルキル基を表す。]
Figure 0004823562
[Wherein X ″ represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; Y ″ and Z ″ each independently represent at least one hydrogen atom as a fluorine atom; Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and substituted with

X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐状のアルキレン基であり、該アルキレン基の炭素数は2〜6であり、好ましくは炭素数3〜5、最も好ましくは炭素数3である。
Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐状のアルキル基であり、該アルキル基の炭素数は1〜10であり、好ましくは炭素数1〜7、より好ましくは炭素数1〜3である。
X”のアルキレン基の炭素数またはY”、Z”のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。
また、X”のアルキレン基またはY”、Z”のアルキル基において、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。該アルキレン基またはアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキレン基またはパーフルオロアルキル基である。
これらは1種または2種以上混合して用いることができる。
X ″ is a linear or branched alkylene group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkylene group has 2 to 6 carbon atoms, preferably 3 to 5 carbon atoms, Preferably it is C3.
Y ″ and Z ″ are each independently a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, preferably It is C1-C7, More preferably, it is C1-C3.
The carbon number of the alkylene group of X ″ or the carbon number of the alkyl group of Y ″ and Z ″ is preferably as small as possible because the solubility in the resist solvent is good within the above carbon number range.
In addition, in the alkylene group of X ″ or the alkyl group of Y ″ and Z ″, as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms increases, the strength of the acid increases, and high-energy light or electron beam of 200 nm or less The ratio of fluorine atoms in the alkylene group or alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all. Are a perfluoroalkylene group or a perfluoroalkyl group in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.
These can be used alone or in combination.

(B)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対し、1〜30質量部が好ましく、特に1〜20質量部が好ましい。   (B) As for the compounding quantity of a component, 1-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) component, and 1-20 mass parts is especially preferable.

「(C)成分」
(C)成分は、特に限定されず、これまでに知られている化学増幅型のネガ型レジスト組成物に用いられている架橋剤の中から任意に選択して用いることができる。
具体的には、例えば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(または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などのヒドロキシル基また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またはその含酸素誘導体が挙げられる。
"(C) component"
The component (C) is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from cross-linking agents used in chemically amplified negative resist compositions known so far.
Specifically, for example, 2,3-dihydroxy-5-hydroxymethylnorbornane, 2-hydroxy-5,6-bis (hydroxymethyl) norbornane, cyclohexanedimethanol, 3,4,8 (or 9) -trihydroxytrimethyl Aliphatic cyclic carbonization having a hydroxyl group or a hydroxyalkyl group or both such as cyclodecane, 2-methyl-2-adamantanol, 1,4-dioxane-2,3-diol, 1,3,5-trihydroxycyclohexane Examples thereof include hydrogen or oxygen-containing derivatives thereof.

また、メラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、尿素、エチレン尿素、プロピレン尿素、グリコールウリルなどのアミノ基含有化合物にホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒドと低級アルコールを反応させ、該アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基または低級アルコキシメチル基で置換した化合物が挙げられる。
これらのうち、メラミンを用いたものをメラミン系架橋剤、尿素を用いたものを尿素系架橋剤、エチレン尿素、プロピレン尿素等のアルキレン尿素を用いたものをアルキレン尿素系架橋剤、グリコールウリルを用いたものをグリコールウリル系架橋剤という。
(C)成分としては、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およびグリコールウリル系架橋剤からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、特にメラミン系架橋剤が好ましい。
In addition, amino group-containing compounds such as melamine, acetoguanamine, benzoguanamine, urea, ethylene urea, propylene urea, glycoluril are reacted with formaldehyde or formaldehyde and a lower alcohol, and the hydrogen atom of the amino group is converted into a hydroxymethyl group or a lower alkoxymethyl. And a compound substituted with a group.
Of these, those using melamine are melamine-based crosslinking agents, those using urea are urea-based crosslinking agents, those using alkylene ureas such as ethylene urea and propylene urea are alkylene urea-based crosslinking agents, and glycoluril is used. This was called a glycoluril-based crosslinking agent.
The component (C) is preferably at least one selected from the group consisting of melamine-based crosslinking agents, urea-based crosslinking agents, alkylene urea-based crosslinking agents, and glycoluril-based crosslinking agents, and melamine-based crosslinking agents are particularly preferable. .

メラミン系架橋剤としては、メラミンとホルムアルデヒドとを反応させて、アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基で置換した化合物、メラミンとホルムアルデヒドと低級アルコールとを反応させて、アミノ基の水素原子を低級アルコキシメチル基で置換した化合物等が挙げられる。具体的には、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサブトキシブチルメラミン等が挙げられ、なかでもヘキサメトキシメチルメラミンが好ましい。   Melamine-based crosslinking agents include compounds in which melamine and formaldehyde are reacted to replace the amino group hydrogen atom with a hydroxymethyl group, and melamine, formaldehyde and lower alcohol are reacted to convert the amino group hydrogen atom into a lower alkoxy group. Examples include compounds substituted with a methyl group. Specific examples include hexamethoxymethyl melamine, hexaethoxymethyl melamine, hexapropoxymethyl melamine, hexabutoxybutyl melamine, and the like, among which hexamethoxymethyl melamine is preferable.

尿素系架橋剤としては、尿素とホルムアルデヒドとを反応させて、アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基で置換した化合物、尿素とホルムアルデヒドと低級アルコールとを反応させて、アミノ基の水素原子を低級アルコキシメチル基で置換した化合物等が挙げられる。具体的には、ビスメトキシメチル尿素、ビスエトキシメチル尿素、ビスプロポキシメチル尿素、ビスブトキシメチル尿素等が挙げられ、なかでもビスメトキシメチル尿素が好ましい。   Urea-based crosslinking agents include compounds in which urea and formaldehyde are reacted to replace amino group hydrogen atoms with hydroxymethyl groups, and urea, formaldehyde and lower alcohols are reacted to convert amino group hydrogen atoms into lower alkoxy groups. Examples include compounds substituted with a methyl group. Specific examples include bismethoxymethylurea, bisethoxymethylurea, bispropoxymethylurea, bisbutoxymethylurea, etc. Among them, bismethoxymethylurea is preferable.

アルキレン尿素系架橋剤としては、下記一般式(III)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the alkylene urea-based crosslinking agent include compounds represented by the following general formula (III).

Figure 0004823562
(式中のR1’とR2’はそれぞれ独立に水酸基または低級アルコキシ基であり、R3’とR4’はそれぞれ独立に水素原子、水酸基または低級アルコキシ基であり、vは0または1〜2の整数である。)
Figure 0004823562
(In the formula, R 1 ′ and R 2 ′ are each independently a hydroxyl group or a lower alkoxy group, R 3 ′ and R 4 ′ are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group or a lower alkoxy group, and v is 0 or 1) It is an integer of ~ 2.)

1’とR2’が低級アルコキシ基であるとき、好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基であり、直鎖状でもよく分岐鎖状でもよい。R1’とR2’は同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。同じであることがより好ましい。
3’とR4’が低級アルコキシ基であるとき、好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基であり、直鎖状でもよく分岐鎖状でもよい。R3’とR4’は同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。同じであることがより好ましい。
vは0または1〜2の整数であり、好ましくは0または1である。
アルキレン尿素系架橋剤としては、特に、vが0である化合物(エチレン尿素系架橋剤)および/またはvが1である化合物(プロピレン尿素系架橋剤)が好ましい。
When R 1 ′ and R 2 ′ are lower alkoxy groups, they are preferably alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, and may be linear or branched. R 1 ′ and R 2 ′ may be the same or different from each other. More preferably, they are the same.
When R 3 ′ and R 4 ′ are lower alkoxy groups, they are preferably alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, and may be linear or branched. R 3 ′ and R 4 ′ may be the same or different from each other. More preferably, they are the same.
v is 0 or an integer of 1 to 2, preferably 0 or 1.
As the alkylene urea crosslinking agent, a compound in which v is 0 (ethylene urea crosslinking agent) and / or a compound in which v is 1 (propylene urea crosslinking agent) are particularly preferable.

上記一般式(III)で表される化合物は、アルキレン尿素とホルマリンを縮合反応させることにより、またこの生成物を低級アルコールと反応させることにより得ることができる。   The compound represented by the general formula (III) can be obtained by condensation reaction of alkylene urea and formalin, and by reacting this product with a lower alcohol.

アルキレン尿素系架橋剤の具体例としては、例えば、モノ及び/またはジヒドロキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/またはジメトキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/またはジエトキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/またはジプロポキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/またはジブトキシメチル化エチレン尿素等のエチレン尿素系架橋剤;モノ及び/またはジヒドロキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/またはジメトキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/またはジエトキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/またはジプロポキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/またはジブトキシメチル化プロピレン尿素等のプロピレン尿素系架橋剤;1,3−ジ(メトキシメチル)4,5−ジヒドロキシ−2−イミダゾリジノン、1,3−ジ(メトキシメチル)−4,5−ジメトキシ−2−イミダゾリジノンなどを挙げられる。   Specific examples of the alkylene urea-based crosslinking agent include, for example, mono and / or dihydroxymethylated ethylene urea, mono and / or dimethoxymethylated ethylene urea, mono and / or diethoxymethylated ethylene urea, mono and / or dipropoxy Ethylene urea-based crosslinking agents such as methylated ethylene urea, mono and / or dibutoxymethylated ethylene urea; mono and / or dihydroxymethylated propylene urea, mono and / or dimethoxymethylated propylene urea, mono and / or diethoxymethyl Propylene urea crosslinkers such as propylene urea, mono and / or dipropoxymethylated propylene urea, mono and / or dibutoxymethylated propylene urea; 1,3-di (methoxymethyl) 4,5-dihydroxy-2- Imidazolidinone 1,3-mentioned and (methoxymethyl) -4,5-dimethoxy-2-imidazolidinone.

グリコールウリル系架橋剤としては、N位がヒドロキシアルキル基および炭素数1〜4のアルコキシアルキル基の一方または両方で置換されたグリコールウリル誘導体が挙げられる。かかるグリコールウリル誘導体は、グリコールウリルとホルマリンとを縮合反応させることにより、またこの生成物を低級アルコールと反応させることにより得ることができる。
グリコールウリル系架橋剤の具体例としては、例えばモノ,ジ,トリ及び/またはテトラヒドロキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/またはテトラメトキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/またはテトラエトキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/またはテトラプロポキシメチル化グリコールウリル、モノ,ジ,トリ及び/またはテトラブトキシメチル化グリコールウリルなどが挙げられる。
Examples of the glycoluril-based crosslinking agent include glycoluril derivatives in which the N position is substituted with one or both of a hydroxyalkyl group and an alkoxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Such a glycoluril derivative can be obtained by a condensation reaction between glycoluril and formalin and by reacting this product with a lower alcohol.
Specific examples of the glycoluril-based crosslinking agent include, for example, mono, di, tri and / or tetrahydroxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or tetramethoxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or Examples include tetraethoxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or tetrapropoxymethylated glycoluril, mono, di, tri and / or tetrabutoxymethylated glycoluril.

(C)成分としては、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(C)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して3〜30質量部が好ましく、3〜15質量部がより好ましく、5〜10質量部が最も好ましい。(C)成分の含有量が下限値以上であると、架橋形成が充分に進行し、良好なレジストパターンが得られる。またこの上限値以下であると、レジスト塗布液の保存安定性が良好であり、感度の経時的劣化が抑制される。
As the component (C), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
(C) As for the compounding quantity of a component, 3-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) component, 3-15 mass parts is more preferable, and 5-10 mass parts is the most preferable. When the content of the component (C) is at least the lower limit value, the crosslinking formation proceeds sufficiently and a good resist pattern can be obtained. Moreover, when it is below this upper limit, the storage stability of the resist coating solution is good, and the deterioration of sensitivity with time is suppressed.

「任意成分」
本発明のネガ型レジスト組成物には、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるために、さらに、含窒素有機化合物(D)(以下、(D)成分という)を配合させることが好ましい。
(D)成分としては、当該ネガ型レジスト組成物中の他の成分に対する相容性を有するものであれば良く、特に制限されるものではないが、例えば特開平9−6001号公報に記載の化合物を挙げることができる。
特に、下記一般式(X)で表される比較的嵩高い特定の塩基性化合物(d1)を配合することにより、経時的にネガ型レジスト組成物中に副生成するおそれのある酸成分の量を抑制する効果もあり、ネガ型レジスト組成物の長期保存安定性を向上させることができる。
"Optional ingredients"
The negative resist composition of the present invention may further contain a nitrogen-containing organic compound (D) (hereinafter referred to as “component (D)”) in order to improve the resist pattern shape, the stability over time, and the like. preferable.
The component (D) is not particularly limited as long as it has compatibility with other components in the negative resist composition. For example, it is described in JP-A-9-6001. A compound can be mentioned.
In particular, the amount of an acid component that may be by-produced in the negative resist composition over time by blending a relatively bulky specific basic compound (d1) represented by the following general formula (X) The long-term storage stability of the negative resist composition can be improved.

Figure 0004823562
Figure 0004823562

一般式(X)においては、X、Y、Zのうちの1つ以上(好ましくは2つ以上、最も好ましくは3つ)が、(1)炭素数4以上の直鎖状または分岐鎖状アルキル基、(2)炭素数3以上の環状アルキル基、(3)フェニル基、(4)アラルキル(aralkyl)基からなる群からから選ばれる少なくとも1種の基である。
(1)の炭素数4以上のアルキル基においては、炭素数が4以上であることにより、経時安定性の向上に有効である。炭素数はさらには5以上、特には8以上であることが好ましい。炭素数の上限値は、特に限定しないが、経時安定効果が認められ、また商業的に入手容易である点から、20以下が好ましく、特に15以下が好ましい。なお、20を超えると塩基性強度が弱くなり、保存安定性の効果が充分に得られないおそれがある。
(1)のアルキル基は直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよい。特に直鎖状が好ましく、具体的には、例えばn−デシル基、n−オクチル基、n−ペンチル基等が好ましい。
(2)の炭素数3以上の環状アルキル基においては、特に炭素数4〜8のシクロアルキル基が商業的に入手可能であり、かつ経時安定性を向上させる効果に優れ好ましい。特に炭素数が6であるシクロヘキシル基が好ましい。
(4)のアラルキル基は、側鎖を有する芳香族炭化水素の側鎖から水素原子1個を除いた基であり、一般式−R’−P(R’はアルキレン基、Pはアリール基)で表すことができる。Pのアリール基としてはフェニル基、ナフチル基等が挙げられ、フェニル基が好ましい。R’のアルキレン基は、炭素数は1以上であればよく、好ましくは1〜3である。
(4)のアラルキル基としては、ベンジル基、フェニルエチル基等が好ましい。
In the general formula (X), one or more (preferably two or more, most preferably three) of X, Y and Z are (1) linear or branched alkyl having 4 or more carbon atoms. And (2) at least one group selected from the group consisting of a cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms, (3) a phenyl group, and (4) an aralkyl group.
In the alkyl group having 4 or more carbon atoms of (1), having 4 or more carbon atoms is effective in improving the temporal stability. The number of carbon atoms is preferably 5 or more, particularly 8 or more. The upper limit of the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 20 or less, particularly preferably 15 or less, from the viewpoint that a time-stable effect is recognized and it is commercially available. In addition, when it exceeds 20, basic strength will become weak and there exists a possibility that the effect of storage stability may not fully be acquired.
The alkyl group of (1) may be linear or branched. A straight chain is particularly preferable, and specifically, for example, an n-decyl group, an n-octyl group, an n-pentyl group, and the like are preferable.
In the (2) cyclic alkyl group having 3 or more carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 8 carbon atoms is particularly commercially available, and is excellent in the effect of improving the temporal stability. Particularly preferred is a cyclohexyl group having 6 carbon atoms.
The aralkyl group of (4) is a group obtained by removing one hydrogen atom from the side chain of an aromatic hydrocarbon having a side chain, and is represented by the general formula -R'-P (R 'is an alkylene group, and P is an aryl group). Can be expressed as Examples of the aryl group of P include a phenyl group and a naphthyl group, and a phenyl group is preferable. The alkylene group for R ′ may have 1 or more carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms.
As the aralkyl group of (4), a benzyl group, a phenylethyl group and the like are preferable.

X、Y、Zのうちの1つまたは2つは、前記(1)〜(4)以外の基または原子であってもよい。(1)〜(4)以外の基または原子としては、(1’)炭素数3以下の直鎖状または分岐鎖状アルキル基および(2’)水素原子からなる群からから選ばれる基または原子であることが好ましい。
(1’)の炭素数3以下のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよい。特にメチル基、エチル基が好ましい。
One or two of X, Y, and Z may be groups or atoms other than the above (1) to (4). As the group or atom other than (1) to (4), (1 ′) a group or atom selected from the group consisting of a linear or branched alkyl group having 3 or less carbon atoms and (2 ′) a hydrogen atom It is preferable that
The alkyl group having 3 or less carbon atoms (1 ′) may be either linear or branched. In particular, a methyl group and an ethyl group are preferable.

X、Y、Zは相互に同じでもよいし、異なっていてもよいが、X、Y、Zのうち、2つ以上が前記(1)〜(4)から選ばれる基である場合には、これらに該当する基どうしは同じであることが、効果の安定性の点から、好ましい。   X, Y and Z may be the same or different from each other, but when two or more of X, Y and Z are groups selected from the above (1) to (4), The groups corresponding to these are preferably the same from the viewpoint of the stability of the effect.

塩基性化合物(d1)としては、第3級アミンを構成するものが好ましく、X、Y、Zのうち、前記(1)〜(4)でないものは、(1’)の中から選ばれることが好ましい。例えば、具体的には、トリ−n−デシルアミン、メチル−ジ−n−オクチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、N,N−ジシクロヘキシルメチルアミン、トリベンジルアミン等が挙げられる。
中でも、トリ−n−デシルアミン、メチル−ジ−n−オクチルアミン、トリ−n−ペンチルアミンから選ばれる1種以上が好ましく、特にトリ−n−デシルアミンが好ましい。
As the basic compound (d1), those constituting a tertiary amine are preferable, and among X, Y, and Z, those other than (1) to (4) are selected from (1 ′). Is preferred. Specific examples include tri-n-decylamine, methyl-di-n-octylamine, tri-n-pentylamine, N, N-dicyclohexylmethylamine, tribenzylamine and the like.
Among these, at least one selected from tri-n-decylamine, methyl-di-n-octylamine, and tri-n-pentylamine is preferable, and tri-n-decylamine is particularly preferable.

(D)成分としては、ピリジン系化合物も使用できる。特に2,6−ルチジンは、露光後の引き置き安定性に優れるため好ましい。   As the component (D), a pyridine compound can also be used. In particular, 2,6-lutidine is preferable because it is excellent in the stability of holding after exposure.

(D)成分としては、これらのいずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
As the component (D), any one of these may be used alone, or two or more may be mixed and used.
(D) component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.

また、本発明のネガ型レジスト組成物には、前記(D)成分の配合による感度劣化の防止、またレジストパターン形状、引き置き安定性等の向上の目的で、さらに任意の成分として、有機カルボン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導体(E)(以下、(E)成分という)を含有させることができる。なお、(D)成分と(E)成分は併用することもできるし、いずれか1種を用いることもできる。
有機カルボン酸としては、例えば、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸若しくはその誘導体としては、リン酸、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステルなどのリン酸又はそれらのエステルのような誘導体、ホスホン酸、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステルなどのホスホン酸及びそれらのエステルのような誘導体、ホスフィン酸、フェニルホスフィン酸などのホスフィン酸及びそれらのエステルのような誘導体が挙げられ、これらの中で特にホスホン酸が好ましい。
(E)成分は、(A)成分100質量部当り0.01〜5.0質量部の割合で用いられる。
In addition, the negative resist composition of the present invention includes an organic carboxylic acid as an optional component for the purpose of preventing sensitivity deterioration due to the blending of the component (D), and improving the resist pattern shape and the stability of placement. Acid or phosphorus oxo acid or its derivative (E) (hereinafter referred to as component (E)) can be contained. In addition, (D) component and (E) component can also be used together, and any 1 type can also be used.
As the organic carboxylic acid, for example, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
Phosphorus oxoacids or derivatives thereof include phosphoric acid, phosphoric acid di-n-butyl ester, phosphoric acid diphenyl ester and other phosphoric acid or derivatives thereof such as phosphonic acid, phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid- Like phosphonic acids such as di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, phosphonic acid dibenzyl ester and derivatives thereof, phosphinic acids such as phosphinic acid, phenylphosphinic acid and their esters Among these, phosphonic acid is particularly preferable.
(E) A component is used in the ratio of 0.01-5.0 mass parts per 100 mass parts of (A) component.

本発明のネガ型レジスト組成物には、保存安定剤を配合すると、後述するように、有機溶剤の分解反応を抑制できるため好ましい。
当該保存安定剤としては、有機溶剤の分解反応を抑制する作用を有するものであれば特に限定されず、例えば、特開昭58−194834号公報に記載されているような酸化防止剤を挙げることができる。酸化防止剤としては、フェノール系化合物とアミン系化合物が知られているが、特にフェノール系化合物が好ましく、中でも2,6−ジ(tert−ブチル)−p−クレゾール及びその誘導体が、エステル系溶剤、ケトン系溶剤の劣化に対して有効であり、商業的に入手可能、かつ安価であって、さらに保存安定効果に優れる点で好ましい。特にプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、2−ヘプタノンに対する劣化防止効果に極めて優れる。
It is preferable to add a storage stabilizer to the negative resist composition of the present invention because the decomposition reaction of the organic solvent can be suppressed as described later.
The storage stabilizer is not particularly limited as long as it has an action of suppressing the decomposition reaction of the organic solvent, and examples thereof include an antioxidant as described in JP-A No. 58-94834. Can do. As the antioxidant, phenolic compounds and amine compounds are known, and phenolic compounds are particularly preferable, and 2,6-di (tert-butyl) -p-cresol and derivatives thereof are ester solvents. It is effective in terms of deterioration of the ketone solvent, is commercially available, is inexpensive, and is preferable in view of excellent storage stability. In particular, the effect of preventing deterioration of propylene glycol monoalkyl ether acetate and 2-heptanone is extremely excellent.

本発明のネガ型レジスト組成物は、さらに、染料を含有することが好ましい。
本発明における染料とは、g線、i線およびKrFエキシマレーザーのうち、ミックスアンドマッチに使用する光源の少なくとも1種に対して吸収を有するものであり、かかる染料を配合することにより、g線、i線またはKrFエキシマレーザーに対する感度をコントロールし、他の少なくとも1種の光源(たとえば電子線)に対する感度とのバランスを調節することができる。また、g線、i線またはKrFエキシマレーザーによる定在波の影響が低減され、ラインエッジラフネス(LER)の低減、形成されるパターン寸法の面内均一性の向上、焦点深度幅の向上等が達成される。
The negative resist composition of the present invention preferably further contains a dye.
The dye in the present invention has absorption for at least one of the light sources used for mix-and-match among g-line, i-line and KrF excimer laser. The sensitivity to i-line or KrF excimer lasers can be controlled and the balance with the sensitivity to at least one other light source (eg, electron beam) can be adjusted. In addition, the influence of standing waves by g-line, i-line, or KrF excimer lasers is reduced, line edge roughness (LER) is reduced, uniformity of the pattern dimensions to be formed, and depth of focus are improved. Achieved.

本発明のネガ型レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、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、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。   The negative resist composition of the present invention may further contain miscible additives as desired, for example, additional resins for improving the performance of the resist film, surfactants for improving applicability, dissolution inhibitors, A plasticizer, a colorant, an antihalation agent, and the like can be appropriately added and contained.

本発明のネガ型レジスト組成物は、材料を有機溶剤に溶解させて製造することができる。
有機溶剤としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類や、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコール、またはジプロピレングリコールモノアセテートのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテルまたはモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類およびその誘導体や、ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、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などのエステル類などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
また、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)と極性溶剤とを混合した混合溶媒は好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
有機溶剤の使用量は特に限定しないが、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ものであるが、一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が2〜60質量%、好ましくは5〜50質量%であり、さらに好ましくは5〜40質量%の範囲内となる様に用いられる。
The negative resist composition of the present invention can be produced by dissolving the material in an organic solvent.
Any organic solvent may be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution, and one or two kinds of conventionally known solvents for chemically amplified resists can be used. These can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, 2-heptanone, ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate Polyhydric alcohols such as dipropylene glycol or dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether and derivatives thereof, cyclic ethers such as dioxane, Methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, Methyl Kishipuropion acid, esters such as ethyl ethoxypropionate can be exemplified.
These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
A mixed solvent obtained by mixing propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and a polar solvent is preferable. The blending ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. It is preferable to be within the range.
Although the amount of the organic solvent used is not particularly limited, it is a concentration that can be applied to a substrate or the like and is appropriately set according to the coating film thickness. Generally, the solid content concentration of the resist composition is 2 to 60. It is used so that it may become in the range of 5 mass%, Preferably it is 5-50 mass%, More preferably, it is 5-40 mass%.

なお、これらの有機溶剤のなかには、経時的に分解して酸を副生成する場合があるものもあるが、前記(D)成分の存在下、あるいは保存安定剤の存在下においては、当該分解反応は抑制される。特に、上述した有機溶剤のうち、PGMEAや、酢酸ブチル等のエステル類などのエステル系溶剤においてはその効果が顕著である。そのため、当該(D)成分および/または保存安定剤の存在下においては、有機溶剤としては、エステル系溶剤が好ましく、特にPGMEAは好適である。
なお、上記分解により副生成する酸成分としては、例えば2−ヘプタノンの場合、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等を生じることが確認されている。
In addition, some of these organic solvents may decompose with time to generate acid as a by-product, but in the presence of the component (D) or in the presence of a storage stabilizer, the decomposition reaction may occur. Is suppressed. In particular, among the organic solvents described above, the effect is remarkable in ester solvents such as PGMEA and esters such as butyl acetate. Therefore, in the presence of the component (D) and / or the storage stabilizer, an ester solvent is preferable as the organic solvent, and PGMEA is particularly preferable.
In addition, as an acid component byproduced by the said decomposition | disassembly, in the case of 2-heptanone, formic acid, acetic acid, propionic acid, etc. are confirmed to be produced.

上述した本発明のネガ型レジスト組成物は、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線から選ばれる少なくとも2種の露光光源を用いて露光する工程に用いられるものである。
本発明のネガ型レジスト組成物は、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線のいずれに対しても感度を有しているため、露光光源としては、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線のいずれを選択してもよい。
本発明においては、特に、微細なパターンを形成できることから、露光光源として、少なくとも電子線を用いることが好ましい。すなわち、上記工程は、g線、i線およびKrFエキシマレーザーから選ばれる少なくとも1種と、電子線とを用いて露光する工程であることが好ましい。この場合、微細パターン、たとえば寸法が200nm以下の微細パターンについては電子線を用いて形成し、それよりもラフなパターン、たとえば寸法が200nmを越えるパターンについてはg線、i線またはKrFエキシマレーザーを用いて形成する。これにより、たとえば電子線のみを用いる場合に比べ、スループットを大幅に向上させることができる。
さらに、露光装置が安価で、コストが低減できること等を考慮すると、g線および/またはi線を用いることが好ましい。すなわち、上記工程は、g線および/またはi線と、電子線とを用いて露光する工程であることが好ましい。
特に、露光光源として2種の露光光源を用いる場合は、i線と電子線とを用いることが好ましい。
The negative resist composition of the present invention described above is used for the exposure process using at least two kinds of exposure light sources selected from g-line, i-line, KrF excimer laser and electron beam.
Since the negative resist composition of the present invention has sensitivity to any of g-line, i-line, KrF excimer laser and electron beam, the exposure light source is g-line, i-line, KrF excimer laser. Either electron beam or electron beam may be selected.
In the present invention, it is particularly preferable to use at least an electron beam as an exposure light source because a fine pattern can be formed. That is, the step is preferably a step of performing exposure using at least one selected from g-line, i-line and KrF excimer laser and an electron beam. In this case, a fine pattern, for example, a fine pattern having a dimension of 200 nm or less is formed using an electron beam, and a rougher pattern, for example, a pattern having a dimension exceeding 200 nm, is formed by g-line, i-line or KrF excimer laser. Use to form. Thereby, compared with the case where only an electron beam is used, for example, the throughput can be greatly improved.
Furthermore, considering that the exposure apparatus is inexpensive and the cost can be reduced, it is preferable to use g-line and / or i-line. That is, the step is preferably a step of exposing using g-line and / or i-line and electron beam.
In particular, when two types of exposure light sources are used as the exposure light source, it is preferable to use i-line and electron beam.

本発明のネガ型レジスト組成物は、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線から選ばれる少なくとも2種の露光光源を用いて露光する工程を含む下記本発明のレジストパターン形成方法に好適に用いられる。   The negative resist composition of the present invention is suitable for the resist pattern forming method of the present invention described below including a step of exposing using at least two kinds of exposure light sources selected from g-line, i-line, KrF excimer laser and electron beam. Used.

<レジストパターン形成方法>
本発明のレジストパターン形成方法は、上記本発明のネガ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線から選ばれる少なくとも2種の露光光源を用いて選択的に露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含む。
<Resist pattern formation method>
The resist pattern forming method of the present invention includes a step of forming a resist film on a substrate using the negative resist composition of the present invention, and the resist film is selected from g-line, i-line, KrF excimer laser, and electron beam The step of selectively exposing using at least two types of exposure light sources, and the step of forming the resist film by alkali development of the resist film.

本発明のレジストパターン形成方法は、例えば以下の様にして行うことができる。
すなわち、まずシリコンウェーハのような基板上に、上記本発明のネガ型レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、60〜180℃の温度条件下、プレベークを10〜600秒間、好ましくは60〜90秒間施し、レジスト膜を形成する。レジスト膜の膜厚は、特に制限はない。特に、レジスト膜を膜厚100nm〜10μmさらに好ましくは200nm〜5μmといった膜厚が好ましい。
該レジスト膜に対し、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線から選ばれる1種(第一の露光光源)を用いて、所望のマスクパターンを介してまたは介さずに選択的に露光する。すなわちマスクパターンを介して露光する、またはマスクパターンを介さずに電子線を直接照射して描画する。
次いで、該レジスト膜に対し、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線から選ばれる、前記第一の露光光源以外の1種(第二の露光光源)を用いて、所望のマスクパターンを介してまたは介さずに選択的に露光する。
選択的露光後、80〜150℃の温度条件下、加熱処理(ポストエクスポージャーベーク(PEB))を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。次いで、これをアルカリ現像液、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いて現像処理することにより、レジストパターンを形成できる。
なお、基板とレジスト組成物の塗布層との間には、有機系または無機系の反射防止膜を設けることもできる。
The resist pattern forming method of the present invention can be performed, for example, as follows.
That is, first, the negative resist composition of the present invention is applied onto a substrate such as a silicon wafer with a spinner or the like, and prebaked at a temperature of 60 to 180 ° C. for 10 to 600 seconds, preferably 60 to 90 seconds. And a resist film is formed. The film thickness of the resist film is not particularly limited. In particular, the resist film has a thickness of 100 nm to 10 μm, more preferably 200 nm to 5 μm.
The resist film is selectively exposed with or without a desired mask pattern using one type (first exposure light source) selected from g-line, i-line, KrF excimer laser and electron beam. . That is, exposure is performed through the mask pattern, or drawing is performed by direct irradiation with an electron beam without using the mask pattern.
Next, a desired mask pattern is formed on the resist film using one type (second exposure light source) other than the first exposure light source selected from g-line, i-line, KrF excimer laser, and electron beam. Selectively expose with or without.
After the selective exposure, heat treatment (post-exposure baking (PEB)) is performed for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds, at a temperature of 80 to 150 ° C. Subsequently, a resist pattern can be formed by developing this using an alkali developing solution, for example, 0.1-10 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution.
An organic or inorganic antireflection film can be provided between the substrate and the coating layer of the resist composition.

第一の露光光源および第二の露光光源の組み合わせとしては、特に限定されず、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線から任意に選択できる。
本発明においては、特に、上述したように、g線、i線およびKrFエキシマレーザーから選ばれる少なくとも1種と、電子線との組み合わせが好ましく、g線および/またはi線と電子線との組み合わせがより好ましく、i線と電子線との組み合わせが最も好ましい。
The combination of the first exposure light source and the second exposure light source is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from g-line, i-line, KrF excimer laser, and electron beam.
In the present invention, as described above, a combination of at least one selected from g-line, i-line and KrF excimer laser and an electron beam is preferable, and a combination of g-line and / or i-line and electron beam. Is more preferable, and a combination of i-line and electron beam is most preferable.

このようにして形成されるレジストパターンは、たとえば該レジストパターンをマスクとしたエッチングや、該レジストパターンをフレームとしたメッキ等に利用できる。そのため、これらの工程が行われるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)の製造等に用いることができる。MEMSは、マイクロマシニング技術により、基板上に様々な微細構造体(センサ等の機能素子、配線、接続用端子等の導体構造体など)を集積化した高度な小型システムである。MEMSとして、具体的には、磁気記録媒体の磁気ヘッド、垂直磁気ヘッド、MRAM[(Magnetic Random Access Memory):磁気抵抗効果をもつGMR(giant magnetoresistive)膜やTMR(tunnel magnetoresistive)膜を記憶素子に用いた不揮発性メモリ。]等が例示できる。   The resist pattern thus formed can be used for etching using the resist pattern as a mask, plating using the resist pattern as a frame, and the like. Therefore, it can be used for manufacturing MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) in which these steps are performed. MEMS is an advanced small system in which various fine structures (functional elements such as sensors, conductor structures such as wiring and connection terminals) are integrated on a substrate by micromachining technology. Specifically, as a MEMS, a magnetic head of a magnetic recording medium, a perpendicular magnetic head, an MRAM [(Magnetic Random Access Memory): a magneto-resistive GMR (giant magnetoresistive) film or a TMR (tunnel magnetoresistive) film as a memory element. Non-volatile memory used. ] Etc. can be illustrated.

以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例1〜2、比較例1〜2
下記表1に示す各成分を混合、溶解してネガ型レジスト組成物溶液を調製した。
表1中、[]内の数値は配合量(質量部)を示す。また、表1中の略号は以下の意味を有する。
(A)−2:Mw=2500のポリヒドロキシスチレン(商品名:VPS−2520、日本曹達社製)
(A)−4:m−クレゾールと、ホルムアルデヒド/サリチルアルデヒド=1/0.3(モル比)の混合アルデヒド類とを用いて、常法により合成した、Mw=4000のノボラック樹脂。
(B)−1:上記式(V)で表される化合物
(B)−2:トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート
(C)−1:メラミン系架橋剤(商品名:MW100LM、三和ケミカル社製)
(D)−2:トリ−n−デシルアミン
(D)−3:トリ−n−ペンチルアミン
(E)−1:サリチル酸
Add2:界面活性剤(商品名:XR−104、大日本インキ化学工業社製)
Add3:染料(商品名:HHBP、ダイトーケミックス社製)
(S)−2:PGMEA
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to a following example.
Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2
Each component shown in Table 1 below was mixed and dissolved to prepare a negative resist composition solution.
In Table 1, the numerical value in [] indicates the blending amount (part by mass). Moreover, the symbol in Table 1 has the following meaning.
(A) -2: Mw = 2500 polyhydroxystyrene (trade name: VPS-2520, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.)
(A) -4: A novolak resin with Mw = 4000 synthesized by a conventional method using m-cresol and mixed aldehydes of formaldehyde / salicylaldehyde = 1 / 0.3 (molar ratio).
(B) -1: Compound (B) -2: Triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate (C) -1: Melamine-based crosslinking agent (trade name: MW100LM, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.) represented by the above formula (V) )
(D) -2: tri-n-decylamine (D) -3: tri-n-pentylamine (E) -1: salicylic acid Add2: surfactant (trade name: XR-104, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. )
Add3: Dye (trade name: HHBP, manufactured by Daitokemix)
(S) -2: PGMEA

Figure 0004823562
Figure 0004823562

次いで、得られたネガ型レジスト組成物について、下記の評価を行った。
[電子線に対する感度]
得られたネガ型レジスト組成物溶液を、ヘキサメチルジシラザン処理を施した8インチシリコン基板上に均一に塗布し、130℃にて90秒間のベーク処理(PAB)を行って成膜し、膜厚500nmのレジスト膜を得た。
該レジスト膜に対し、電子線描画機(日立製HL−800D、70kV加速電圧)にて描画を行った後、110℃にて90秒間のベーク処理(PEB)を行い、2.38質量%TMAH水溶液(23℃)で60秒間現像した。
その後、該基板について、パターンが形成されているかどうかを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。
その結果、実施例1および比較例1ともにパターンが形成されており、電子線に対する感度を有することがわかった。
Subsequently, the following evaluation was performed about the obtained negative resist composition.
[Sensitivity to electron beam]
The obtained negative resist composition solution was uniformly applied onto an 8-inch silicon substrate that had been subjected to hexamethyldisilazane treatment, and was baked (PAB) at 130 ° C. for 90 seconds to form a film. A resist film having a thickness of 500 nm was obtained.
The resist film was drawn by an electron beam drawing machine (Hitachi HL-800D, 70 kV acceleration voltage), and then baked (PEB) at 110 ° C. for 90 seconds to obtain 2.38 mass% TMAH. Developed with an aqueous solution (23 ° C.) for 60 seconds.
Thereafter, whether or not a pattern was formed on the substrate was observed with a scanning electron microscope (SEM).
As a result, it was found that both Example 1 and Comparative Example 1 had a pattern, and had sensitivity to electron beams.

また、上記電子線に対する感度の評価において、幅80nmのトレンチパターンが形成される最適露光量Eopにおける限界解像度(nm)を求めた。その結果を「解像性」として表2に示す。   Further, in the evaluation of the sensitivity to the electron beam, the limit resolution (nm) at the optimum exposure amount Eop at which a trench pattern with a width of 80 nm is formed was obtained. The results are shown in Table 2 as “resolution”.

Figure 0004823562
Figure 0004823562

[KrFエキシマレーザーに対する感度]
上記と同様にして膜厚500nmのレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、KrF露光装置FPA3000EX3(Canon社製;NA(開口数)=0.55,σ=0.55)により、KrFエキシマレーザー(248nm)を、マスクパターンを介して選択的に照射した後、110℃にて90秒間のベーク処理(PEB)を行い、2.38質量%TMAH水溶液(23℃)で60秒間現像した。
該基板について、パターンが形成されているかどうかをSEMにより観察した結果、実施例1および比較例1ともにパターンが形成されており、KrFエキシマレーザーに対する感度を有することがわかった。
[Sensitivity to KrF excimer laser]
A resist film having a thickness of 500 nm was formed in the same manner as described above, and a KrF excimer was applied to the resist film using a KrF exposure apparatus FPA3000EX3 (manufactured by Canon; NA (numerical aperture) = 0.55, σ = 0.55). After selectively irradiating with a laser (248 nm) through a mask pattern, the substrate was baked (PEB) at 110 ° C. for 90 seconds, and developed with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution (23 ° C.) for 60 seconds.
As a result of observing whether or not a pattern was formed on the substrate by SEM, it was found that the pattern was formed in both Example 1 and Comparative Example 1, and it had sensitivity to a KrF excimer laser.

[g線に対する感度]
上記と同様にして膜厚500nmのレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、NSR−1505G7E(ニコン社製)により、g線(436nm)を、マスクパターンを介して選択的に照射した後、110℃にて90秒間のベーク処理(PEB)を行い、2.38質量%TMAH水溶液(23℃)で60秒間現像した。
その結果、実施例1についてはパターンが形成されており、g線に対する感度を有することがわかった。一方、比較例1については、パターンが形成されておらず、g線に対する感度を有さないことがわかった。
[Sensitivity to g-line]
In the same manner as described above, a resist film having a thickness of 500 nm was formed, and the resist film was selectively irradiated with g-rays (436 nm) through a mask pattern by NSR-1505G7E (manufactured by Nikon Corporation). The substrate was baked (PEB) at 110 ° C. for 90 seconds, and developed with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution (23 ° C.) for 60 seconds.
As a result, it was found that the pattern was formed for Example 1 and it had sensitivity to g-line. On the other hand, in Comparative Example 1, it was found that no pattern was formed and there was no sensitivity to g-line.

[i線に対する感度]
上記と同様にして膜厚500nmのレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、NSR2205i14E(Nikon社製)により、i線(365nm)を、マスクパターンを介して選択的に照射した後、110℃にて90秒間のベーク処理(PEB)を行い、2.38質量%TMAH水溶液(23℃)で60秒間現像した。
その結果、実施例1についてはパターンが形成されており、i線に対する感度を有することがわかった。一方、比較例1については、パターンが形成されておらず、i線に対する感度を有さないことがわかった。
[Sensitivity to i-line]
A resist film having a thickness of 500 nm is formed in the same manner as described above, and the resist film is selectively irradiated with i-line (365 nm) through a mask pattern by NSR2205i14E (manufactured by Nikon), and then 110 ° C. The substrate was baked for 90 seconds (PEB) and developed with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution (23 ° C.) for 60 seconds.
As a result, it was found that a pattern was formed in Example 1 and sensitivity to i-line was obtained. On the other hand, in Comparative Example 1, it was found that no pattern was formed and there was no sensitivity to i-line.

これらの結果から明らかなように、実施例1,2のネガ型レジスト組成物は、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線の全ての露光光源に対する感度を有しており、したがって、これらのうちの2種以上を任意に選択してミックスアンドマッチを行うことができる。また、形成されるレジストパターンも、解像性の高いものであった。
一方、(B)成分として(B)−2のみを用いた比較例1,2のネガ型レジスト組成物は、KrFエキシマレーザーおよび電子線には感度を有しており、電子線を用いて高解像性のパターンを形成できたものの、g線、i線には感度を有していなかった。したがって、比較例1,2のネガ型レジスト組成物を用いて、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線のうちの2種以上を任意に選択してミックスアンドマッチを行うことができないことは明らかである。
As is clear from these results, the negative resist compositions of Examples 1 and 2 have sensitivity to all exposure light sources of g-line, i-line, KrF excimer laser, and electron beam. Mix and match can be performed by arbitrarily selecting two or more of them. Moreover, the resist pattern formed also had high resolution.
On the other hand, the negative resist compositions of Comparative Examples 1 and 2 using only (B) -2 as the component (B) have sensitivity to the KrF excimer laser and the electron beam. Although a resolution pattern could be formed, the g-line and i-line had no sensitivity. Therefore, the negative resist compositions of Comparative Examples 1 and 2 cannot be used to arbitrarily mix and match two or more of g-line, i-line, KrF excimer laser, and electron beam. Is clear.

次に、実際にミックスアンドマッチを行った。すなわち、実施例1のネガ型レジスト組成物を用い、図1〜3に示す手順で、i線及び電子線を用いたミックスアンドマッチによりレジストパターンを形成した。なお、i線及び電子線の露光条件は上記評価で用いたのと同様である。なお、図1〜3は、説明の都合上、実際の寸法とは部分的に縮尺を変更して記載している。
まず、基板の上に磁性膜が積層され、さらにその上に下地膜が積層された積層体の下地膜上に、上記と同様にしてレジスト膜を形成した。下地膜は、東京応化工業社製のTBLC−100を用いて形成した。
次いで、図1に示すように、i線で、5μm角の大面積パターン11,11を1μm間隔で形成した。次いで、図2に示すように、電子線で、前記大面積パターン11,11を繋ぐように幅100nmのラインパターン12を形成した。このようにして、大面積パターン11,11がラインパターン12で連結された形状のレジストパターン13が形成できた。該レジストパターン13の斜視図を図3に示す。
このとき、レジスト膜の除去された部分の下に位置する下地膜はオーバーエッチングすることで除去され、下地パターン3が形成された。図4に、ラインパターン12部分における縦断面図を示す。図4に示す様に、基板1の上に積層された磁性膜2’上に、下地パターン3とラインパターン12とからなる断面羽子板状のパターン5が形成された。
Next, an actual mix and match was performed. That is, using the negative resist composition of Example 1, a resist pattern was formed by mix and match using i-line and electron beam according to the procedure shown in FIGS. The i-line and electron beam exposure conditions are the same as those used in the above evaluation. 1 to 3 are illustrated by partially changing the scale from the actual dimensions for convenience of explanation.
First, a resist film was formed in the same manner as described above on a base film of a laminate in which a magnetic film was stacked on a substrate and a base film was further stacked thereon. The base film was formed using TBLC-100 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
Next, as shown in FIG. 1, large-area patterns 11 and 11 of 5 μm square were formed at 1 μm intervals with i line. Next, as shown in FIG. 2, a line pattern 12 having a width of 100 nm was formed by an electron beam so as to connect the large area patterns 11 and 11. In this way, a resist pattern 13 having a shape in which the large area patterns 11 and 11 are connected by the line pattern 12 was formed. A perspective view of the resist pattern 13 is shown in FIG.
At this time, the underlying film located under the removed portion of the resist film was removed by over-etching, and the underlying pattern 3 was formed. FIG. 4 shows a longitudinal sectional view of the line pattern 12 portion. As shown in FIG. 4, a cross-sectional wing plate-like pattern 5 including a base pattern 3 and a line pattern 12 was formed on the magnetic film 2 ′ laminated on the substrate 1.

次いで、パターン5を用いて、図5に示す手順で磁気ヘッドのリード部を形成した。
まず、パターン5をマスクとして、日立製作所社製のイオンビームミリング装置IMLシリーズを用いたイオンミリングを行ったところ、図5(a)に示したように、パターン5の周辺の磁性膜2’がエッチングされ、パターン5の下部の磁性膜2’が残り、磁性膜パターン2がプリントされた。
さらに、日立製作所社製のスパッタリング装置ISM−2200を用いたスパッタリングを行ったところ、図5(b)に示したように、パターン5の上と、磁性膜パターン2の周囲の基板1の上とに電極膜6が形成された。
最後に、ドライエッチングにより下地パターン3をエッチングしてパターン5を除去(リフトオフ)することにより、図5(c)に示すように、基板1と、その上に形成された磁性膜パターン2と、その周囲に形成された電極膜6とからなる磁気ヘッドのリード部10が製造された。
Next, using the pattern 5, the lead portion of the magnetic head was formed by the procedure shown in FIG.
First, using the pattern 5 as a mask, ion milling was performed using an IML series ion beam milling device manufactured by Hitachi, Ltd. As shown in FIG. The magnetic film 2 ′ below the pattern 5 remains and the magnetic film pattern 2 is printed.
Further, when sputtering was performed using a sputtering apparatus ISM-2200 manufactured by Hitachi, Ltd., as shown in FIG. 5B, the pattern 5 and the substrate 1 around the magnetic film pattern 2 were An electrode film 6 was formed.
Finally, the base pattern 3 is etched by dry etching to remove the pattern 5 (lift-off), whereby as shown in FIG. 5C, the substrate 1 and the magnetic film pattern 2 formed thereon, A lead portion 10 of a magnetic head comprising the electrode film 6 formed around the periphery was manufactured.

i線及び電子線を用いたミックスアンドマッチによりレジストパターンを形成する工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of forming a resist pattern by the mix and match using i line | wire and an electron beam. i線及び電子線を用いたミックスアンドマッチによりレジストパターンを形成する工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of forming a resist pattern by the mix and match using i line | wire and an electron beam. i線及び電子線を用いたミックスアンドマッチにより形成されたレジストパターンを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the resist pattern formed by the mix and match using i line | wire and an electron beam. i線及び電子線を用いたミックスアンドマッチにより形成されたパターンの断面図である。It is sectional drawing of the pattern formed by the mix and match using i line | wire and an electron beam. i線及び電子線を用いたミックスアンドマッチにより形成されたパターンを用いて磁気ヘッドのリード部を形成する工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of forming the lead part of a magnetic head using the pattern formed by the mix and match using i line | wire and an electron beam.

符号の説明Explanation of symbols

1…基板、2’…磁性膜、2…磁性膜パターン、3…下地パターン、5…パターン、6…電極膜、10…磁気ヘッド(リード部)、11…大面積パターン、12…ラインパターン、13…レジストパターン

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 '... Magnetic film, 2 ... Magnetic film pattern, 3 ... Base pattern, 5 ... Pattern, 6 ... Electrode film, 10 ... Magnetic head (lead part), 11 ... Large area pattern, 12 ... Line pattern, 13 ... resist pattern

Claims (4)

アルカリ可溶性樹脂成分(A)、g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線の照射により酸を発生する酸発生剤成分(B)、および架橋剤成分(C)を含有するネガ型レジスト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を、g線、i線およびKrFエキシマレーザーから選ばれる少なくとも1種と、電子線とを用いて選択的に露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含み、
前記酸発生剤成分(B)が、下記一般式(III)または(IV)で表されるオキシムスルホネート系酸発生剤であることを特徴とするレジストパターン形成方法。
Figure 0004823562
[式(III)中、m’は0又は1;Xは1又は2;Rは、1又はそれ以上のC−C12アルキル基が置換していてもよいフェニル基、ヘテロアリール基、又は、m’が0の場合はさらにC−Cアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、CN(シアノ基);R、1又はそれ以上のC −C 12 アルキル基が置換していてもよいフェニル基、ヘテロアリール基、C −C アルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、又はCN(シアノ基);R’は、X=1のときC−C18アルキル基、X=2のときC−C12アルキレン基、フェニレン基;R,Rは独立に水素原子、ハロゲン原子、C−Cアルキル基;Aは−S−、−O−を示す。]
Figure 0004823562
[式(IV)中、R’はC−C12アルキレン基;R、R、R、Aは上記と同義;RはC−C18アルキル基を示す。]
Negative resist composition containing an alkali-soluble resin component (A), an acid generator component (B) that generates an acid upon irradiation with g-line, i-line, KrF excimer laser, and electron beam, and a crosslinking agent component (C) A step of forming a resist film on a substrate using the method, a step of selectively exposing the resist film using at least one selected from g-line, i-line and KrF excimer laser and an electron beam, and Including a step of alkali-developing the resist film to form a resist pattern,
The method for forming a resist pattern, wherein the acid generator component (B) is an oxime sulfonate acid generator represented by the following general formula (III) or (IV).
Figure 0004823562
[In the formula (III), m ′ is 0 or 1; X is 1 or 2; R 1 is a phenyl group, a heteroaryl group, which may be substituted by one or more C 1 -C 12 alkyl groups, Or, when m ′ is 0, C 2 -C 6 alkoxycarbonyl group, phenoxycarbonyl group, CN (cyano group); R 2 is substituted by one or more C 1 -C 12 alkyl groups A phenyl group, heteroaryl group, C 2 -C 6 alkoxycarbonyl group, phenoxycarbonyl group, or CN (cyano group) ; R 3 ′ is a C 1 -C 18 alkyl group when X = 1, X = 2 R 4, R 5 are independently a hydrogen atom, a halogen atom, C 1 -C 6 alkyl;; C 2 -C 12 alkylene group, a phenylene group when the a -S -, - O - shows the. ]
Figure 0004823562
[In formula (IV), R 1 ′ is a C 2 -C 12 alkylene group; R 2 , R 4 , R 5 , A are as defined above; R 3 is a C 1 -C 18 alkyl group. ]
前記アルカリ可溶性樹脂成分(A)が、アルカリ可溶性ノボラック樹脂である請求項1記載のレジストパターン形成方法。   The resist pattern forming method according to claim 1, wherein the alkali-soluble resin component (A) is an alkali-soluble novolak resin. 前記アルカリ可溶性樹脂成分(A)が、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位を有する樹脂である請求項1記載のレジストパターン形成方法。   The resist pattern forming method according to claim 1, wherein the alkali-soluble resin component (A) is a resin having a structural unit derived from hydroxystyrene. 前記ネガ型レジスト組成物が、さらに、含窒素有機化合物(D)を含有する請求項1〜3のいずれか一項に記載のレジストパターン形成方法。   The resist pattern forming method according to claim 1, wherein the negative resist composition further contains a nitrogen-containing organic compound (D).
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