JP5807523B2 - Resist antistatic film laminate and relief pattern manufacturing method - Google Patents

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本発明は、微細加工に有用なレジスト帯電防止膜積層体、当該積層体を用いたレリーフパターンの製造方法及び電子部品に関する。当該積層体は、特に電子線あるいは荷電粒子線を用いたパターン形成において有効である。   The present invention relates to a resist antistatic film laminate useful for microfabrication, a relief pattern manufacturing method using the laminate, and an electronic component. The laminate is particularly effective in pattern formation using an electron beam or a charged particle beam.

近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでおり、例えば寸法幅50nm以下の高解像力が求められている。また、半導体集積回路のゲート層作成用やガラス基板上に形成されるマスクパターン加工用として、高感度、高解像かつ低ラインエッジラフネス(Line Edge Roughness、LER)全ての要求を満たすレジストの開発が望まれている。   In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization has rapidly progressed due to advances in lithography technology. For example, high resolution with a dimension width of 50 nm or less is required. Development of resists that meet all requirements of high sensitivity, high resolution, and low line edge roughness (LER) for the fabrication of gate layers in semiconductor integrated circuits and mask pattern processing on glass substrates Is desired.

微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化が行われており、現在用いられているKrFエキシマレーザー光に加え、ArF、F、EUV、X線、電子線やその他の荷電粒子線等を露光光として用いたリソグラフィーが提案されている。 As a technique for miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened, and in addition to the currently used KrF excimer laser light, ArF, F 2 , EUV, X-rays, electron beams, and other charged particles Lithography using lines as exposure light has been proposed.

例えば、電子線は、加速電圧50kVの場合、波長0.005nmに相当し、原理的に高い解像力を有しており、多くの場合、目的のパターンを形成するマスクを用いることなく、電子線を直接基板上に走査させて、任意のパターン形成が可能であるという利点がある。   For example, an electron beam corresponds to a wavelength of 0.005 nm when the acceleration voltage is 50 kV, and has a high resolving power in principle. In many cases, an electron beam is used without using a mask for forming a target pattern. There is an advantage that an arbitrary pattern can be formed by scanning the substrate directly.

しかし、レジスト組成物は、一般的に電気伝導度が低く、電子線を照射すると、レジスト膜の表面又は内部に電荷が蓄積する「チャージアップ現象」が起こる。チャージアップ発生後に照射を続行すると、照射した電子線がチャージアップの影響を受けて本来意図していた照射位置からずれたり、レリーフパターンの寸法が変化するといった問題が生じていた。
このチャージアップ現象の影響は、従来、加工寸法が大きいために相対的に影響が小さくあまり問題視されてこなかった。しかし、微細パターンの形成が求められる現在では、レリーフパターンの特性に影響を与え、信頼性を低下させるという問題が生じていた。
However, resist compositions generally have low electrical conductivity, and when charged with an electron beam, a “charge-up phenomenon” occurs in which charges accumulate on the surface or inside of the resist film. If irradiation is continued after the occurrence of charge-up, there has been a problem in that the irradiated electron beam is affected by the charge-up and deviates from the originally intended irradiation position, or the dimension of the relief pattern changes.
The influence of this charge-up phenomenon has hitherto been regarded as a little problem because the machining dimensions are large and the influence is relatively small. However, at the present time when the formation of a fine pattern is required, there has been a problem of affecting the characteristics of the relief pattern and reducing the reliability.

チャージアップ現象を回避する手段として、レジスト膜上に帯電防止膜を形成する方法が提案されている。
特許文献1では、当該帯電防止膜として、スルホン化ポリアニリンと、アミン類及び/又は四級アンモニウム塩類を含むパターン形成用導電性組成物が提案されている。特許文献2では、スルホ基を有するフェニレンビニレン、スルホ基を有するフェニレンビニレン等を構造単位として有する導電性ポリマーを用いた帯電防止方法が提案されている。特許文献3では、スルホン酸またはスルホン酸塩を有するイソチアナフテニレン構造を繰り返し単位として含む水溶性導電性高分子化合物を含む帯電防止材料が提案されている。ここで帯電防止膜とはチャージアップ現象により生じる電荷の偏在を消失させるために利用される膜のことであり導電性の高い材料を用いることにより微細加工に用いられる通常のレジストよりも低い電気抵抗を有することを特徴とする。具体的な数値としては2×10Ω/□以下の表面抵抗を有することが特許文献3に記載されている。
As a means for avoiding the charge-up phenomenon, a method of forming an antistatic film on the resist film has been proposed.
Patent Document 1 proposes a conductive composition for pattern formation containing sulfonated polyaniline and amines and / or quaternary ammonium salts as the antistatic film. Patent Document 2 proposes an antistatic method using a conductive polymer having, as a structural unit, phenylene vinylene having a sulfo group, phenylene vinylene having a sulfo group, or the like. Patent Document 3 proposes an antistatic material containing a water-soluble conductive polymer compound containing an isothianaphthenylene structure having a sulfonic acid or a sulfonate as a repeating unit. Here, the antistatic film is a film used to eliminate the uneven distribution of charges caused by the charge-up phenomenon, and has a lower electric resistance than a normal resist used for microfabrication by using a highly conductive material. It is characterized by having. As a specific numerical value, Patent Document 3 describes that it has a surface resistance of 2 × 10 8 Ω / □ or less.

一方、レジスト組成物としては、感度の向上を目的として、酸の触媒反応を利用した化学増幅型感光性組成物が用いられている。ネガ型の化学増幅型感光性組成物は、通常、レジスト基質となる溶媒可溶性樹脂に、光の照射によって酸を発生する酸発生剤成分と架橋剤、塩基性化合物等を含有している。かかるレジスト組成物は、露光により酸発生剤成分から発生した酸の作用により樹脂と架橋剤との間で架橋が生じ、現像液に対する溶解性が低下する。また、架橋反応の際に生じる酸が触媒的に反応を繰り返すことで、より少ない露光量でのパターン露光が可能となる。より感度を向上させるために、化学増幅型感光性組成物において用いられる酸発生剤は、発生する酸の酸性度が高いことが求められてきた(特許文献4)。   On the other hand, as the resist composition, a chemically amplified photosensitive composition using an acid catalytic reaction is used for the purpose of improving sensitivity. Negative-type chemically amplified photosensitive compositions usually contain an acid generator component that generates an acid upon irradiation with light, a crosslinking agent, a basic compound, and the like in a solvent-soluble resin serving as a resist substrate. In such a resist composition, cross-linking occurs between the resin and the cross-linking agent due to the action of the acid generated from the acid generator component by exposure, and the solubility in the developer decreases. In addition, since the acid generated during the crosslinking reaction is catalytically repeated, pattern exposure with a smaller exposure amount is possible. In order to further improve the sensitivity, the acid generator used in the chemically amplified photosensitive composition has been required to have a high acidity of the acid generated (Patent Document 4).

レジスト基質となる溶媒可溶性樹脂としては、重量平均分子量が約5000以上の高分子を用いたレジスト材料が使用されてきた。しかしながら、このような高分子材料は分子量が大きく且つ分子量分布が広いため、解像力やLERの低減には限界があった。
そこで、レジスト組成物において用いられる溶媒可溶性材料として、低分子材料の開発が行われてきている。当該低分子材料は、高分子材料に比べて解像力に優れ、更に、LER低減についても期待できる。このような低分子材料をレジスト基質としたネガ型レジストの例としては、カリックスレゾルシンアレンおよびその誘導体を用いたレジスト(特許文献5、非特許文献1)、低分子ポリフェノール化合物誘導体を用いたレジスト(非特許文献2)、環状ポリフェノール化合物誘導体を用いたレジスト(特許文献6)が挙げられる。
As a solvent-soluble resin serving as a resist substrate, a resist material using a polymer having a weight average molecular weight of about 5000 or more has been used. However, since such a polymer material has a large molecular weight and a wide molecular weight distribution, there is a limit to the reduction in resolving power and LER.
Therefore, development of low molecular weight materials as solvent-soluble materials used in resist compositions has been performed. The low molecular weight material is excellent in resolving power as compared with the high molecular weight material, and can also be expected to reduce LER. Examples of negative resists using such low molecular materials as resist substrates include resists using calix resorcinarene and derivatives thereof (Patent Document 5, Non-Patent Document 1), resists using low molecular polyphenol compound derivatives ( Non-Patent Document 2) and resists using a cyclic polyphenol compound derivative (Patent Document 6).

また最近、ネガ型の化学増幅型レジスト組成物において、カチオン重合系の分子性レジストが報告されている(非特許文献3)。非特許文献3のカチオン重合系の分子性レジストはエポキシ基の架橋性を用いるので従来用いられていた架橋剤を必要としない。しかしながら、非特許文献3のカチオン重合系の分子性レジストは、フェノール性水酸基を有しないため、半導体素子製造で主に用いられるアルカリ現像液による現像ができない。また、非特許文献3においては、当該カチオン重合系分子性レジストは、高感度、高解像かつ低LERが得られる旨が記載されているが、パターン形成するための塗膜を形成する段階(プリべーク時)に、脱濡れ現象(dewetting)が起こり、均一なレジスト膜を形成できず、低LERの微細パターンは得られないという問題や、パターン寸法の安定性に問題があることがわかった。   Recently, in a negative chemically amplified resist composition, a cationic polymerization type molecular resist has been reported (Non-patent Document 3). The cationic polymerization type molecular resist of Non-Patent Document 3 does not require a conventionally used crosslinking agent because it uses the crosslinkability of an epoxy group. However, since the cationic polymerization type molecular resist of Non-Patent Document 3 does not have a phenolic hydroxyl group, it cannot be developed with an alkali developer mainly used in the production of semiconductor elements. Further, in Non-Patent Document 3, it is described that the cationic polymerization type molecular resist can obtain high sensitivity, high resolution, and low LER, but a step of forming a coating film for pattern formation ( When pre-baking), a dewetting phenomenon occurs, a uniform resist film cannot be formed, and a low LER fine pattern cannot be obtained, and there is a problem in the stability of pattern dimensions. all right.

特開平6−3813号公報JP-A-6-3813 特開平4−32848号公報JP-A-4-32848 特開平7−41756号公報JP 7-41756 A 特開2010−018573号公報JP 2010-018573 A 特開平10−239843号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-239843 特開平11−153863号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-153863

Journal of Photopolymer Science and Technology Volume21,Number3(2008)443−449Journal of Photopolymer Science and Technology Volume 21, Number 3 (2008) 443-449 Chemistry of Materials 2006,18,3404−3411Chemistry of Materials 2006, 18, 3404-3411 Proc. of SPIE Volume7273,(2009),72733E1−10Proc. of SPIE Volume 7273, (2009), 72733E1-10

発明者らは、特に電子線で描画を行う場合に、化学増幅レジストを帯電防止膜と組み合わせて用いると、描画後の時間経過により感度変化が生じ、所望の加工寸法が得られない又は全くパターン形成されない場合があるとの知見を得た。特に電子線を直接基板上に走査させ描画を行う、いわゆる電子線直接描画方式の場合には、描画工程に長時間必要なため、描画から現像までの放置時間が、基板内の描画箇所ごとに異なることとなり、1つの基板上でも感度差が生じ、設計通りの寸法のパターンを得ることは極めて困難であった。   In particular, when performing drawing with an electron beam, the inventors use a chemically amplified resist in combination with an antistatic film, the sensitivity changes with the passage of time after drawing, and a desired processing dimension cannot be obtained, or no pattern at all. The knowledge that it may not be formed was obtained. In particular, in the case of the so-called electron beam direct drawing method in which drawing is performed by directly scanning an electron beam on the substrate, the drawing process requires a long time, so the time left from drawing to development is different for each drawing position on the substrate. It was different, and a difference in sensitivity occurred even on one substrate, and it was extremely difficult to obtain a pattern having the dimensions as designed.

本発明は、このような状況下になされたものであり、電子線で描画を行う場合に、チャージアップ現象を回避し、レジスト膜の描画後の感度変化を抑え、設計通りの寸法のパターン形成が可能であり、且つ、アルカリ現像性を有しながら、高感度、高解像力で、低ラインエッジラフネスの微細なレリーフパターンを得ることができる、レジスト帯電防止膜積層体、及び当該レジスト帯電防止膜積層体を用いた電子部品を提供することを目的とする。
また本発明は、微細なパターンであっても寸法誤差がなく、設計通りのパターンを得ることができるレリーフパターンの製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made under such circumstances, and avoids a charge-up phenomenon when performing drawing with an electron beam, suppresses a change in sensitivity after drawing of a resist film, and forms a pattern with dimensions as designed. And a resist antistatic film laminate that can obtain a fine relief pattern with high sensitivity, high resolution, and low line edge roughness while having alkali developability, and the resist antistatic film It aims at providing the electronic component using a laminated body.
It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a relief pattern that can obtain a designed pattern without a dimensional error even for a fine pattern.

発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、後述する特定の酸発生剤を用いることにより、化学増幅レジストと帯電防止膜を組み合わせて用いた場合であっても、描画後の感度変化を抑えて、良好なレリーフパターンが形成できることを見出した。
更に発明者らは、レジスト基質となる特定のフェノール性化合物に特定の架橋性基を導入して、架橋性及びアルカリ現像性を有するレジスト基質を用いることにより、同様のフェノール性化合物と架橋剤の2成分を混合して用いた場合に比べてラインエッジラフネスが低減することを見出した。
本発明は、係る知見に基づいて完成したものである。
As a result of intensive research, the inventors have suppressed the sensitivity change after drawing even when a chemically amplified resist and an antistatic film are used in combination by using a specific acid generator described later. It was found that a good relief pattern can be formed.
Furthermore, the inventors introduced a specific crosslinkable group into a specific phenolic compound serving as a resist substrate, and used a resist substrate having crosslinkability and alkali developability, thereby allowing the same phenolic compound and crosslinker to be used. It has been found that the line edge roughness is reduced as compared with the case where the two components are mixed.
The present invention has been completed based on such knowledge.

本発明は、支持体上に、
(I)フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量400〜2500のフェノール性化合物(A)と、電子線を照射することにより直接又は間接的に酸を発生し、−SO 又は−SO−で表されるスルホン酸構造及び、該スルホン酸構造に直接結合する炭素原子、該スルホン酸構造に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくは該スルホン酸構造に直接結合する芳香環を有し、該スルホン酸構造に直接結合する前記炭素原子、前記不飽和炭化水素基、若しくは前記芳香環にフッ素原子が結合していない酸発生剤(B)とを含有するネガ型レジスト組成物であって、当該ネガ型レジスト組成物の全固形分中における前記フェノール性化合物(A)の含有量が70重量%以上であるネガ型レジスト組成物からなるレジスト膜と、
(II)帯電防止膜とを少なくとも備える、
レジスト帯電防止膜積層体である。
The present invention provides a support on
(I) Two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group in the ortho position of the phenolic hydroxyl group in one molecule A sulfonic acid structure represented by —SO 3 or —SO 3 —, which is generated directly or indirectly by irradiating an electron beam with one or more phenolic compounds (A) having a molecular weight of 400 to 2500. And having a carbon atom directly bonded to the sulfonic acid structure, an unsaturated hydrocarbon group directly bonded to the sulfonic acid structure, or an aromatic ring directly bonded to the sulfonic acid structure, and directly bonded to the sulfonic acid structure A negative resist composition containing the carbon atom, the unsaturated hydrocarbon group, or the acid generator (B) in which no fluorine atom is bonded to the aromatic ring, A resist film comprising a negative resist composition in which the content of the phenolic compound (A) in the total solid content of the resist composition is 70% by weight or more;
(II) comprising at least an antistatic film,
It is a resist antistatic film laminate.

本発明に係るレジスト帯電防止膜積層体においては、前記酸発生剤(B)が、下記式(1)〜(4)のいずれかで表されることが、描画後の感度変化を抑え、高感度且つ高解像力で、低ラインエッジラフネスのパターンを得ることができる点から好ましい。   In the resist antistatic film laminate according to the present invention, the acid generator (B) is represented by any of the following formulas (1) to (4), which suppresses a sensitivity change after drawing, This is preferable because a low line edge roughness pattern can be obtained with high sensitivity and high resolution.

(化学式(1)中、Rは同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、炭素数1〜12の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜12の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜12の環状アルコキシ基、炭素数1〜12のアシル基、炭素数1〜12のスルフィド基、ヒドロキシル基、又はハロゲン原子である。又Rが相互に結合して環状構造を形成していてもよい。nは0〜2の整数である。mは0〜9の整数である。Rは同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、置換されてもよいフェニル基、又はナフチル基であり、さらにR同士で互いに直接又は異種原子を介して結合して炭素数2〜13の環状構造を形成してもよい。Rは、炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、又は炭素数6〜14のアリール基であって、S原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していないものである。前記R、R及びRはさらに置換基を有していても良く、前記Rの炭素骨格中に酸素原子を有していてもよい。) (In the chemical formula (1), R 1 may be the same or different, and each independently represents a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or 3 carbon atoms. -12 cyclic hydrocarbon group, a C1-C12 linear alkoxy group, a C3-C12 branched alkoxy group, a C3-C12 cyclic alkoxy group, a C1-C12 acyl group, C 1-12 sulfide group, hydroxyl group, or halogen atom, R 1 may be bonded to each other to form a cyclic structure, n is an integer of 0-2, m is 0 R 2 may be the same or different and is a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an optionally substituted phenyl group. , Or a naphthyl group, and further R 2 to each other directly or through a different atom To form a cyclic structure having 2 to 13 carbon atoms, and R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 14 aryl groups in which a fluorine atom is not bonded to a carbon atom directly bonded to an S atom, an unsaturated hydrocarbon group bonded directly to an S atom, or an aromatic ring directly bonded to an S atom. R 1 , R 2 and R 3 may further have a substituent, and may have an oxygen atom in the carbon skeleton of R 3 .

(化学式(2)中、Rは同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、置換されてもよいフェニル基、ナフチル基、アントラセン基でありさらにR同士で互いに直接又は異種原子を介して結合して炭素数2〜13の環状構造を形成してもよい。但しRの内、少なくともいずれか一方はアリール構造を有している。Rは、炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、又は炭素数6〜14のアリール基であって、S原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していないものである。前記R及びRはさらに置換基を有していても良く、前記Rの炭素骨格中に酸素原子を有していてもよい。) (In the chemical formula (2), R 4 may be the same or different and is a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an optionally substituted phenyl group. , A naphthyl group and an anthracene group, and R 4 may be bonded to each other directly or via a different atom to form a cyclic structure having 2 to 13 carbon atoms, provided that at least one of R 4 is R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and is directly connected to the S atom. The carbon atom to be bonded, the unsaturated hydrocarbon group directly bonded to the S atom, or the aromatic ring directly bonded to the S atom is not bonded with a fluorine atom, and R 4 and R 5 further have a substituent. In the carbon skeleton of R 5. (It may have an oxygen atom.)

(化学式(3)中、Xは炭素数1〜12のアルキレン基、炭素数6〜12のアリーレン基、又は炭素数1〜12のアルキレンオキシ基(−R’−O−、但し、R’は炭素数1〜12のアルキレン基)であり、Rは炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、又は炭素数6〜14のアリール基であって、S原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していないものである。Rは、さらに置換基を有していても良く、炭素骨格中に酸素原子を有していてもよい。) (In the chemical formula (3), X is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, or an alkyleneoxy group having 1 to 12 carbon atoms (—R′—O—, where R ′ is R 6 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and S 6 A carbon atom directly bonded to an atom, an unsaturated hydrocarbon group bonded directly to an S atom, or an aromatic ring directly bonded to an S atom, and a fluorine atom not bonded to R 6 further has a substituent. And may have an oxygen atom in the carbon skeleton.)

(化学式(4)中、Rは、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数3〜12のヘテロアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基である。Rは、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数3〜12のヘテロアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基であって、S原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していないものである。R及びRは、さらに置換基を有していても良く、前記Rの炭素骨格中に酸素原子を有していてもよい。) (In the chemical formula (4), R 7 is a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or 6 carbon atoms. An aryl group having 12 to 12 carbon atoms, a heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and R 8 is a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and 3 to 12 carbon atoms. A branched hydrocarbon group, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, A fluorine atom is not bonded to a carbon atom directly bonded to the S atom, an unsaturated hydrocarbon group bonded directly to the S atom, or an aromatic ring directly bonded to the S atom, and R 7 and R 8 are may have a substituent, an oxygen atom to the carbon skeleton of the R 8 It may be in.)

本発明に係るレジスト帯電防止膜積層体においては、前記フェノール性化合物(A)のガラス転移温度(Tg)が60℃以上であることが、高感度且つ高解像力で、低ラインエッジラフネスのパターンを得ることができる点から好ましい。   In the resist antistatic film laminate according to the present invention, the phenolic compound (A) has a glass transition temperature (Tg) of 60 ° C. or higher so that a pattern with low sensitivity and high resolution and low line edge roughness can be obtained. It is preferable because it can be obtained.

本発明に係るレジスト帯電防止膜積層体においては、前記フェノール性化合物(A)は、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に3個以上有することが、架橋性が高くなり、高感度且つ高解像力で、低ラインエッジラフネスのパターンを得ることができる点から好ましい。   In the resist antistatic film laminate according to the present invention, the phenolic compound (A) is one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group. It is preferable to have 3 or more per molecule in terms of high crosslinkability, high sensitivity, high resolution, and a low line edge roughness pattern.

本発明に係るレジスト帯電防止膜積層体においては、前記フェノール性化合物(A)が、沸点が80〜180℃の有機溶剤に対して23℃で5重量%以上の溶解性を有しているものであることが、高感度且つ高解像力で、低ラインエッジラフネスのパターンを得ることができる点から好ましい。   In the resist antistatic film laminate according to the present invention, the phenolic compound (A) has a solubility of 5% by weight or more at 23 ° C. in an organic solvent having a boiling point of 80 to 180 ° C. It is preferable that a pattern with low line edge roughness can be obtained with high sensitivity and high resolution.

本発明において前記ネガ型レジスト組成物が、有機塩基性化合物(C)を更に含有することが、レリーフパターン形状を良好とし、保管状態での経時安定性を向上させる点から好ましい。   In the present invention, it is preferable that the negative resist composition further contains an organic basic compound (C) from the viewpoint of improving the relief pattern shape and improving the temporal stability in the storage state.

本発明に係るレリーフパターンの製造方法は、前記本発明に係るレジスト帯電防止膜積層体を電子線で描画する工程と、
電子線で描画した前記レジスト帯電防止膜積層体の前記帯電防止膜を除去する工程と、
前記帯電防止膜を除去後又は除去と同時に積層体のレジスト膜を現像する工程とを含むことを特徴とする。
The method for producing a relief pattern according to the present invention includes a step of drawing the resist antistatic film laminate according to the present invention with an electron beam,
Removing the antistatic film of the resist antistatic film laminate drawn with an electron beam;
And a step of developing the resist film of the laminate after or simultaneously with the removal of the antistatic film.

本発明に係るレリーフパターンの製造方法においては、前記電子線で描画する工程と、前記現像する工程の間に加熱処理を行うことが、寸法誤差がなく、設計通りのパターンを得ることができる点から好ましい。   In the method for producing a relief pattern according to the present invention, heat treatment is performed between the step of drawing with the electron beam and the step of developing, so that a pattern as designed can be obtained without dimensional error. To preferred.

また、本発明によれば、寸法誤差がなく、設計通りのパターンが形成された電子部品を提供することができる。   In addition, according to the present invention, it is possible to provide an electronic component having a dimensional error and a pattern as designed.

本発明によれば、チャージアップ現象を回避し、レジスト膜の電子線描画後の感度変化を抑え、設計通りの寸法のパターン形成が可能であり、且つ、アルカリ現像性を有しながら、高感度、高解像力で、低ラインエッジラフネスの微細なレリーフパターンを得ることができる、レジスト帯電防止膜積層体、並びに、当該レジスト帯電防止膜積層体を用いた電子部品を提供することができる。
また本発明によれば、微細なパターンであっても寸法誤差がなく、設計通りのパターンを得ることができるレリーフパターンの製造方法を提供することができる。
According to the present invention, a charge-up phenomenon can be avoided, a sensitivity change after electron beam writing of a resist film can be suppressed, a pattern having a dimension as designed can be formed, and high sensitivity can be achieved while having alkali developability. A resist antistatic film laminate capable of obtaining a fine relief pattern with high resolution and low line edge roughness, and an electronic component using the resist antistatic film laminate can be provided.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a relief pattern that can obtain a designed pattern without a dimensional error even if it is a fine pattern.

本発明のレジスト帯電防止膜積層体の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the resist antistatic film laminated body of this invention. 本発明のレリーフパターンの製造方法の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the manufacturing method of the relief pattern of this invention.

以下、本発明のレジスト帯電防止膜の各構成について順に詳細に説明する。
また、本発明における基(原子団)の表記において、置換及び非置換を記していない表記は、置換基を有さないものとともに置換基を有するものをも包含する。例えば、「炭化水素基」とは、置換基を有さない炭化水素基のみならず、置換基を有する炭化水素基をも包含する。アルキレン基の2価の結合は、異なる炭素原子からの場合(例えば、−CHCH−)の他、同一の炭素原子からの2価の結合も含む(例えば、−CH−)。また、炭化水素基は、飽和炭化水素の他、二重結合、三重結合等を有する不飽和炭化水素を含む。シクロアルキル基等の環状構造は、単環式の他、2環性、3環性等の縮合多環も含む。
Hereafter, each structure of the resist antistatic film of this invention is demonstrated in detail in order.
Moreover, in the description of the group (atomic group) in this invention, the description which has not described substitution and non-substitution includes what has a substituent with what does not have a substituent. For example, the “hydrocarbon group” includes not only a hydrocarbon group having no substituent but also a hydrocarbon group having a substituent. The divalent bond of the alkylene group includes a divalent bond from the same carbon atom (for example, —CH 2 —) as well as a case from a different carbon atom (for example, —CH 2 CH 2 —). The hydrocarbon group includes unsaturated hydrocarbons having double bonds, triple bonds, etc. in addition to saturated hydrocarbons. The cyclic structure such as a cycloalkyl group includes monocyclic and condensed polycyclic rings such as bicyclic and tricyclic.

I.レジスト帯電防止膜積層体
本発明に係るレジスト帯電防止膜積層体は図1のように、支持体10上に、レジスト膜20と、帯電防止膜30とを備える。特定の酸発生剤を含むレジスト膜上に帯電防止膜を積層することにより、電子線を用いたリソグラフィーにおいて、電子線描画時の電荷の蓄積が抑えられるため、チャージアップ現象が起こらず、レジスト膜の電子線描画後の感度変化を抑えることができるため、設定通りの寸法を有する微細なパターンを効率よく形成できる。
なお、本発明に係るレジスト帯電防止膜積層体は、支持体と、後述する特定のレジスト膜と、帯電防止膜とを必須の構成として備えるものであり、必要に応じて、更に他の層を備えていても良い。
以下、レジスト帯電防止膜積層体を構成する、支持体、レジスト膜、帯電防止膜を順に説明する。
I. Resist Antistatic Film Laminate The resist antistatic film laminate according to the present invention comprises a resist film 20 and an antistatic film 30 on a support 10 as shown in FIG. By laminating an antistatic film on a resist film containing a specific acid generator, the charge build-up phenomenon does not occur in the lithography using an electron beam, so that charge accumulation during electron beam drawing is suppressed. Since the sensitivity change after the electron beam drawing can be suppressed, a fine pattern having a dimension as set can be efficiently formed.
The resist antistatic film laminate according to the present invention comprises a support, a specific resist film, which will be described later, and an antistatic film as essential components, and further layers as necessary. You may have.
Hereinafter, the support, the resist film, and the antistatic film constituting the resist antistatic film laminate will be described in order.

1.支持体
本発明に用いる支持体とは、レジスト膜を支持し、当該レジスト膜を所定パターン状に電子線で描画し、現像することによって微細なレリーフパターンを製造できるものであれば、特に限定されず、用途に応じて適宜選択される。また、微細レリーフパターンは、支持体を加工するための機能膜、又はマスクとして形成されるものであってもよく、例えば、半導体素子の製造には、シリコン基板を支持体として用い、本発明により、レリーフパターンを形成した後、当該レリーフパターンの開口部に回路を形成することができる。
尚、支持体上にレジスト塗布に先んじて他の膜を形成させてもよい。例えば基板の種類によりレジストが感度低下、プロファイル悪化などの悪影響がある場合に、これを回避するために熱硬化膜などが支持体上に設けられ、当該熱硬化膜上にレジスト膜が設けられる。
1. Support The support used in the present invention is not particularly limited as long as it can support a resist film, draw the resist film in a predetermined pattern with an electron beam, and develop a fine relief pattern. However, it is appropriately selected depending on the application. The fine relief pattern may be formed as a functional film or a mask for processing the support. For example, in the manufacture of a semiconductor element, a silicon substrate is used as the support, and according to the present invention. After forming the relief pattern, a circuit can be formed in the opening of the relief pattern.
Note that another film may be formed on the support prior to resist coating. For example, when the resist has an adverse effect such as sensitivity reduction or profile deterioration depending on the type of substrate, a thermosetting film or the like is provided on the support to avoid this, and the resist film is provided on the thermosetting film.

本発明に用いる支持体としては、例えば、半導体素子の製造には、シリコン基板を用いることができる。又、半導体回路作製用の所謂フォトマスク作製用としては石英ガラス、アルミノシリケートガラス等の透光性基板上にCr、CrON、CrN、MoSi、Ta化合物等の遮光膜が形成されたもの、MEMS加工に用いられるSi、SiO2基板、他に化合物半導体作製に用いられるGaAs、GaN、AlGaAs、InP、InAs、AlGaSb等の基板、酸化物半導体としてITO、MgO等の基板が挙げられる。   As the support used in the present invention, for example, a silicon substrate can be used for manufacturing a semiconductor element. For so-called photomask fabrication for semiconductor circuit fabrication, a light-shielding film such as Cr, CrON, CrN, MoSi, Ta compound is formed on a light-transmitting substrate such as quartz glass or aluminosilicate glass, MEMS processing Examples thereof include Si and SiO 2 substrates used for the above, substrates such as GaAs, GaN, AlGaAs, InP, InAs, and AlGaSb used for manufacturing compound semiconductors, and substrates such as ITO and MgO as the oxide semiconductors.

2.レジスト膜
本発明のレジスト帯電防止膜積層体を構成するレジスト膜は、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量400〜2500のフェノール性化合物(A)と、電子線を照射することにより直接又は間接的に酸を発生し、−SO 又は−SO−で表されるスルホン酸構造及び、該スルホン酸構造に直接結合する炭素原子、該スルホン酸構造に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくは該スルホン酸構造に直接結合する芳香環を有し、該スルホン酸構造に直接結合する前記炭素原子、前記不飽和炭化水素基、若しくは前記芳香環にフッ素原子が結合していない酸発生剤(B)とを含有するネガ型レジスト組成物であって、当該ネガ型レジスト組成物の全固形分中における前記フェノール性化合物(A)の含有量が70重量%以上であるネガ型レジスト組成物からなることを特徴とする。
上記特定のネガ型レジスト組成物からなるレジスト膜を用いることにより、チャージアップ現象を回避し、レジスト膜の電子線描画後の感度変化を抑え、設計通りの寸法のパターン形成が可能であり、且つ、アルカリ現像性を有しながら、高感度、高解像力で、低ラインエッジラフネスの微細なレリーフパターンを得ることができるレジスト帯電防止膜積層体を得ることができる。
2. Resist film The resist film constituting the resist antistatic film laminate of the present invention has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and a group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group. A phenolic compound (A) having a molecular weight of 400 to 2500 having one or more substituents selected from 1 in one molecule, and generating an acid directly or indirectly by irradiation with an electron beam; A sulfonic acid structure represented by SO 3 or —SO 3 — and a carbon atom directly bonded to the sulfonic acid structure, an unsaturated hydrocarbon group directly bonded to the sulfonic acid structure, or a direct bond to the sulfonic acid structure has an aromatic ring, the carbon atom bonded directly to the acid structure, the unsaturated hydrocarbon group, or said unbound fluorine atom to the aromatic ring acid A negative resist composition containing a crude agent (B), wherein the content of the phenolic compound (A) in the total solid content of the negative resist composition is 70% by weight or more. It consists of a composition.
By using a resist film made of the above specific negative resist composition, a charge-up phenomenon can be avoided, a sensitivity change after electron beam drawing of the resist film can be suppressed, and a pattern with dimensions as designed can be formed. In addition, it is possible to obtain a resist antistatic film laminate that can obtain a fine relief pattern with low sensitivity and high resolution and low line edge roughness while having alkali developability.

上記特定のネガ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成することにより、上記のような効果を発揮する作用としては以下のように推定される。
化学増幅型レジスト組成物からなるレジスト膜に電子線が照射された場合、当該レジスト膜中に含有する酸発生剤が分解し、水素イオンと、該酸発生剤のスルホン酸構造の組み合わせが、化学増幅反応の触媒として働くと推定される。レジスト帯電防止膜積層体の場合、当該酸発生剤のスルホン酸構造の酸性度が、後述する帯電防止膜に含まれるアルキルスルホン酸よりも強い場合、後述する帯電防止膜に含まれるアルキルスルホン酸、又はアリールスルホン酸は相対的に弱い酸となる。この場合、レジスト膜と帯電防止膜の接触部では、前記レジスト膜内で発生した水素イオンが、前記アルキルスルホン酸に取り込まれ、反応性が低下すると推定される(弱酸遊離反応)。従来、化学増幅レジストに用いられる酸発生剤は、発生する酸の酸性度の高いものが用いられているが、このような発生する酸の酸性度が高いものは、このような弱酸遊離反応の影響が大きく、発生した水素イオンの失活を通じて感度低下が生じていると推定される。
一方、本発明に用いる酸発生剤はS原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していない、酸性度が低いものを敢えて選択しているため、このような弱酸遊離反応による酸濃度の減少がないか、若しくはわずかであり、感度低下が小さいものと推定される。
By forming a resist film using the specific negative resist composition, the following effects can be estimated as follows.
When a resist film made of a chemically amplified resist composition is irradiated with an electron beam, the acid generator contained in the resist film is decomposed, and the combination of hydrogen ions and the sulfonic acid structure of the acid generator is chemically It is presumed to act as a catalyst for the amplification reaction. In the case of a resist antistatic film laminate, when the acidity of the sulfonic acid structure of the acid generator is stronger than the alkylsulfonic acid contained in the antistatic film described later, the alkylsulfonic acid contained in the antistatic film described later, Or aryl sulfonic acids are relatively weak acids. In this case, it is presumed that hydrogen ions generated in the resist film are taken into the alkylsulfonic acid at the contact portion between the resist film and the antistatic film and the reactivity is lowered (weak acid liberation reaction). Conventionally, acid generators used in chemically amplified resists have high acid acidity. However, such acid generators having high acidity have a weak acid release reaction. The effect is large, and it is presumed that the sensitivity is reduced through deactivation of the generated hydrogen ions.
On the other hand, the acid generator used in the present invention is an acidic generator in which no fluorine atom is bonded to a carbon atom directly bonded to an S atom, an unsaturated hydrocarbon group bonded directly to an S atom, or an aromatic ring directly bonded to an S atom. Since a low degree is selected daringly, there is little or no decrease in the acid concentration due to such a weak acid liberation reaction, and it is estimated that the decrease in sensitivity is small.

また、ネガ型レジスト組成物中に多数の成分を用いると、各成分の相溶性の問題から、特定の成分が凝集しやすかったり、相分離しやすかったりする場合がある。このような場合には、均一なレジスト膜を作製することはできず、ラインエッジラフネスは悪化する。また、レジスト基質としてポリマーを用いる場合、解像力に劣り、また膨潤し易いため、低ラインエッジラフネスのパターン形成は困難である。また、レジスト基質に架橋剤を混合してレジスト組成物とする場合、相溶性の点から架橋剤の含有量には限界があるため、感度を向上し難いという問題がある。
これに対して、本発明に用いられるネガ型レジスト組成物は、分子量400〜2500という比較的低分子の特定のフェノール性化合物に、架橋性基として、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基やアルコキシメチル基等を置換した化合物をレジスト基質として用い、当該レジスト基質のレジスト組成物の固形分中含有量を高くしている。当該レジスト基質は架橋剤としても機能し、従来のネガ型レジスト組成物と比較して、ネガ型レジスト組成物中に含まれる成分数を減らすことができるため、作製されるレジスト膜の均一性が向上し、高解像力で低ラインエッジラフネスのパターンを得ることができるものと推定される。更に、レジスト基質としてポリマーを用いた場合と比較して、解像力に優れ、膨潤しにくいため、低ラインエッジラフネスのパターン形成が可能となるものと推定される。
In addition, when a large number of components are used in the negative resist composition, a specific component may be easily aggregated or phase-separated due to the compatibility problem of each component. In such a case, a uniform resist film cannot be produced, and the line edge roughness is deteriorated. Further, when a polymer is used as a resist substrate, it is difficult to form a pattern with low line edge roughness because of poor resolution and easy swelling. Further, when a resist composition is prepared by mixing a crosslinking agent with a resist substrate, there is a problem that it is difficult to improve the sensitivity because the content of the crosslinking agent is limited from the viewpoint of compatibility.
On the other hand, the negative resist composition used in the present invention has a relatively low molecular weight specific phenolic compound having a molecular weight of 400 to 2500, a crosslinkable group, a hydroxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group, A compound substituted with an alkoxymethyl group or the like is used as a resist substrate, and the content of the resist composition of the resist substrate in the solid content is increased. The resist substrate also functions as a cross-linking agent, and the number of components contained in the negative resist composition can be reduced as compared with conventional negative resist compositions. It is estimated that it is possible to improve and obtain a pattern of low line edge roughness with high resolution. Furthermore, it is presumed that a pattern with low line edge roughness can be formed because it has excellent resolving power and hardly swells compared to the case where a polymer is used as a resist substrate.

上記ネガ型レジスト組成物は、レジストパターン形成時に電子線の照射により酸発生剤(B)から酸が発生すると、当該酸が作用して、上記フェノール化合物(A)同士で、フェノール性水酸基のオルト位に存在するヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基の存在により架橋結合が形成され、アルカリ不溶性となる。そのため、レジストパターン形成において、当該ネガ型レジスト組成物からなるレジスト膜を選択的に電子線を照射すると、或いは電子線照射に加えて照射後加熱すると、照射部はアルカリ不溶性となる一方、未照射部はアルカリ可溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することによりネガ型のレジストパターンを形成することができる。
本発明のネガ型レジスト組成物は、このように化学増幅型のレジスト組成物であるため、高感度を達成できる。また、本発明のネガ型レジスト組成物は、レジスト基質が架橋剤としても機能するため、架橋性基の量を適宜調整することにより高感度を達成でき、ポリフェノール化合物に架橋剤を混合する場合に相溶性の点から架橋剤の含有量に限界があり、感度を向上し難いという問題を解決できる。
In the negative resist composition, when an acid is generated from the acid generator (B) by irradiation with an electron beam at the time of forming a resist pattern, the acid acts, and the phenolic compound (A) is an ortho group of phenolic hydroxyl groups. Crosslinks are formed by the presence of one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group present at the position and an alkoxymethyl group, which makes the alkali insoluble. Therefore, in resist pattern formation, when the resist film made of the negative resist composition is selectively irradiated with an electron beam or heated after irradiation in addition to the electron beam irradiation, the irradiated portion becomes alkali-insoluble, but not irradiated. Since the portion remains alkali-soluble and does not change, a negative resist pattern can be formed by alkali development.
Since the negative resist composition of the present invention is a chemically amplified resist composition as described above, high sensitivity can be achieved. In the negative resist composition of the present invention, since the resist substrate also functions as a crosslinking agent, high sensitivity can be achieved by appropriately adjusting the amount of the crosslinking group, and when the crosslinking agent is mixed with the polyphenol compound. From the point of compatibility, the content of the crosslinking agent is limited, and the problem that it is difficult to improve the sensitivity can be solved.

本発明において用いられるネガ型レジスト組成物は、特定のフェノール性化合物(A)と特定の酸発生剤(B)を必須成分とするものであり、必要に応じて他の成分を含んでいても良いものである。
以下、当該ネガ型レジスト組成物の各成分について順に説明する。
The negative resist composition used in the present invention comprises a specific phenolic compound (A) and a specific acid generator (B) as essential components, and may contain other components as necessary. It ’s good.
Hereinafter, each component of the negative resist composition will be described in order.

<フェノール性化合物(A)>
本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する、分子量400〜2500の化合物である。当該フェノール性化合物(A)の分子量を上記範囲内とすることにより、高解像で低ラインエッジラフネスが図れる。
なお、本発明において、「フェノール性水酸基」とは、ベンゼン等の芳香環に直接結合された水酸基を意味する。
<Phenolic compound (A)>
The phenolic compound (A) used in the present invention has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and is selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group. A compound having a molecular weight of 400 to 2500 having one or more substituents in one molecule. By setting the molecular weight of the phenolic compound (A) within the above range, high resolution and low line edge roughness can be achieved.
In the present invention, “phenolic hydroxyl group” means a hydroxyl group directly bonded to an aromatic ring such as benzene.

本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有すればよく、1分子中のフェノール性水酸基の数は特に限定されない。本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、下記を基準としたアルカリ可溶性を有するように、適宜選択されることが好ましい。
濃度2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液(23℃)に対する現像速度が0.5nm/sec以上であるものを選択して用いることが好ましく、更に1.0nm/sec以上であるものを選択して用いることが好ましい。当該アルカリ可溶性樹脂のアルカリ現像速度を上記範囲内とすることにより、パターン形状の向上及び高感度化が図れる。
The phenolic compound (A) used in the present invention may have two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and the number of phenolic hydroxyl groups in one molecule is not particularly limited. The phenolic compound (A) used in the present invention is preferably selected as appropriate so as to have alkali solubility based on the following.
It is preferable to select and use one having a development rate of 0.5 nm / sec or more with respect to a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution (23 ° C.), and further 1.0 nm / sec or more. It is preferable to select and use a certain one. By setting the alkali development speed of the alkali-soluble resin within the above range, the pattern shape can be improved and the sensitivity can be increased.

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

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

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

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

本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、分子量が400〜2500である化合物を選択して用いる。分子量が下限値未満だと、レジスト膜を形成する能力やパターンを形成する能力が劣ってしまう。一方、分子量が上限値を超えると、レジスト組成物に用いられる溶剤によって膨潤しやすくなり、パターン倒れが起こりやすく、また、パターンの形状が悪くなる恐れがある。ここでの分子量は、その分子を構成する原子の原子量の和をいう。また、分子量分布を有するオリゴマーである場合には、GPC(ポリスチレン換算)を用いた重量平均分子量で表される。
本発明において用いられるフェノール性化合物(A)の分子量としては、中でも、500〜2500であることが好ましく、更に600〜2000であることが、成膜性および解像性の点から好ましい。
As the phenolic compound (A) used in the present invention, a compound having a molecular weight of 400 to 2500 is selected and used. When the molecular weight is less than the lower limit, the ability to form a resist film and the ability to form a pattern are inferior. On the other hand, when the molecular weight exceeds the upper limit, the solvent used in the resist composition tends to swell, the pattern collapse easily occurs, and the pattern shape may be deteriorated. The molecular weight here refers to the sum of the atomic weights of the atoms constituting the molecule. Moreover, when it is an oligomer which has molecular weight distribution, it represents with the weight average molecular weight using GPC (polystyrene conversion).
In particular, the molecular weight of the phenolic compound (A) used in the present invention is preferably 500 to 2500, and more preferably 600 to 2000 from the viewpoint of film formability and resolution.

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

また、本発明において用いられるフェノール性化合物(A)は、沸点が80〜180℃の有機溶剤に対して、23℃で5重量%以上の溶解性を有していることが好ましい。このような場合には、スピンコート時に急激なレジスト膜の乾燥を防ぐことが可能となり、均一なレジスト膜が得られるというメリットがある。沸点が80〜180℃の有機溶剤の代表例としては、シクロペンタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、2−ヘプタノン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1−エトキシ−2−プロパノール等が挙げられる。   Moreover, it is preferable that the phenolic compound (A) used in this invention has the solubility of 5 weight% or more at 23 degreeC with respect to the organic solvent whose boiling point is 80-180 degreeC. In such a case, it is possible to prevent the resist film from being rapidly dried during spin coating, and there is an advantage that a uniform resist film can be obtained. Typical examples of organic solvents having a boiling point of 80 to 180 ° C. include cyclopentanone, propylene glycol monomethyl ether, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, 2-heptanone, diethylene glycol dimethyl ether, 1-ethoxy-2-propanol, and the like. Is mentioned.

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

上記フェノール性化合物(A)としては、例えば、下記化学式(5)及び化学式(7)で表される化合物が挙げられる。   As said phenolic compound (A), the compound represented by following Chemical formula (5) and Chemical formula (7) is mentioned, for example.

[化学式(5)中、R11は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及び下記化学式(6)に示す基からなる群より選ばれる基であり、R11に含まれるアリール基は、水酸基及びヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を含んでいても良い。 In Chemical Formula (5), R 11 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a group selected from the group consisting of groups represented by the following chemical formula (6), the R 11 The included aryl group may contain one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxyl group, a hydroxymethyl group, and an alkoxymethyl group.

(化学式(6)中、R14及びR15は、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、Qは、アリール基又はシクロアルキル基であり、mは1又は2を表す。)
12は、各々独立に、水素原子又は1価の有機基であり、複数あるR12のうち、1分子中少なくとも2個は水素原子である。R13は、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選ばれる基である。
n1は1〜3の整数、n2は0〜2の整数を表す。但し、n1+n2≦4となる組み合わせをn1及びn2の数値範囲から選択するものとする。x1は3〜12の整数を表す。
但し、R11及び/又はR13において、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する。
また、化学式(5)に含まれる同一符号で表される基は、互いに同じでも異なっていてもよい。]
(In the chemical formula (6), R 14 and R 15 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, Q is an aryl group or a cycloalkyl group, and m is 1 or 2. Represents.)
R 12 is each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and among the plurality of R 12 , at least two in one molecule are hydrogen atoms. R 13 is a group selected from the group consisting of halogen atoms, alkyl groups, cycloalkyl groups, aryl groups, alkoxy groups, acyl groups, cyano groups, nitro groups, hydroxymethyl groups, and alkoxymethyl groups.
n1 represents an integer of 1 to 3, and n2 represents an integer of 0 to 2. However, a combination satisfying n1 + n2 ≦ 4 is selected from a numerical range of n1 and n2. x1 represents the integer of 3-12.
However, in R 11 and / or R 13 , one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group are present in one molecule at the ortho position of the phenolic hydroxyl group.
In addition, the groups represented by the same symbols included in the chemical formula (5) may be the same as or different from each other. ]

(化学式(7)中、R16、R17、R18及びR19は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基、或いは、これらの組み合わせからなる基を表す。複数のR16が結合して環を形成してもよい。複数のR17が結合して環を形成してもよい。複数のR18が結合して環を形成してもよい。複数のR19が結合して環を形成してもよい。また、複数あるR16、R17、R18及びR19は互いに同じであっても異なっていても良い。
20及びR21は、各々独立に、水素原子又は1価の有機基を表し、複数あるR20及びR21は互いに同じであっても異なっていても良い。また、複数あるR20及びR21のうち少なくとも2つは水素原子である。更に、R16、R17、及び/又はR19において、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する。
Wは単結合、エーテル結合、チオエーテル結合、又は、ヘテロ原子を含んでいてもよい、アルキレン基、シクロアルキレン基、又はアリーレン基、或いは、これらの任意の組み合わせからなる基を表す。複数あるWは互いに同じであっても異なっていても良い。
x2は正の整数を表す。
y1は0以上の整数を表し、Wが単結合の場合、y1は0である。
y2は0以上の整数を表し、y3は正の整数を表す。
zは0以上の整数を表す。
vは0以上の整数を表す。
k1及びk4は正の整数を表す。
k2、k3、及びk5は各々独立して0以上の整数を表す。但し、k1+k2+z=5、k3+v=3、k4+k5=5、k2+k5≧2を満たす。)
(In the chemical formula (7), R 16 , R 17 , R 18 and R 19 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a hydroxymethyl group, or an alkoxymethyl group, or these Represents a group consisting of a combination, a plurality of R 16 may be bonded to form a ring, a plurality of R 17 may be combined to form a ring, and a plurality of R 18 may be combined to form a ring. A plurality of R 19 may combine to form a ring, and the plurality of R 16 , R 17 , R 18 and R 19 may be the same or different from each other.
R 20 and R 21 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, and a plurality of R 20 and R 21 may be the same as or different from each other. Further, at least two of the plurality of R 20 and R 21 are hydrogen atoms. Furthermore, in R 16 , R 17 , and / or R 19 , one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group are present in one molecule at the ortho position of the phenolic hydroxyl group. Have more.
W represents a single bond, an ether bond, a thioether bond, or an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, or any combination thereof, which may contain a hetero atom. Plural Ws may be the same or different.
x2 represents a positive integer.
y1 represents an integer of 0 or more. When W is a single bond, y1 is 0.
y2 represents an integer of 0 or more, and y3 represents a positive integer.
z represents an integer of 0 or more.
v represents an integer of 0 or more.
k1 and k4 represent positive integers.
k2, k3, and k5 each independently represents an integer of 0 or more. However, k1 + k2 + z = 5, k3 + v = 3, k4 + k5 = 5, and k2 + k5 ≧ 2 are satisfied. )

上記化学式(5)で表される化合物において、R11のアルキル基としては、特に制限はないが、炭素数1〜18のアルキル基が好ましい。当該アルキル基は、直鎖でも、分岐状でも良い。例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、i−プロピル基、i−ブチル基、t−ブチル基、i−ペンチル基、t−ペンチル基、ヘキサデシル基等が挙げられる。また、二重結合、三重結合等の不飽和結合を有していても良い。 In the compound represented by the chemical formula (5), the alkyl group for R 11 is not particularly limited, but an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is preferable. The alkyl group may be linear or branched. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, i-propyl group, i-butyl group, t-butyl group, i-pentyl group, t-pentyl group, hexadecyl group and the like can be mentioned. Moreover, you may have unsaturated bonds, such as a double bond and a triple bond.

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

11のシクロアルキル基としては、特に制限はなく、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等が挙げられる。また、二重結合、三重結合等の不飽和結合を有していてもよく、単環性、多環性のどちらでもよい。
シクロアルキル基としては、シクロヘキシル基が好ましい。
The cycloalkyl group of R 11, not particularly limited, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group and the like. Further, it may have an unsaturated bond such as a double bond or a triple bond, and may be monocyclic or polycyclic.
As the cycloalkyl group, a cyclohexyl group is preferable.

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

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

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

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

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

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

11のアリール基としては、特に制限はないが、好ましくは炭素数6〜14、更に好ましくは炭素数6〜10であり、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等が挙げられる。 The aryl group of R 11, is not particularly limited, preferably 6 to 14 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms, for example, a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group and the like.

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

上記化学式(6)中、R14及びR15は、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基である。炭素数1〜3のアルキル基としては、直鎖又は分岐状のいずれでもよいが、中でもメチル基、エチル基が、エッチング耐性の点から好ましい。mが2の場合、2つのR14及びR15はそれぞれ、同一であっても異なっていても良い。
上記化学式(6)中、R14及びR15のいずれも水素原子である場合が好適に用いられる。
In the chemical formula (6), R 14 and R 15 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 3 carbon atoms may be either linear or branched, and among them, a methyl group and an ethyl group are preferable from the viewpoint of etching resistance. When m is 2, two R 14 and R 15 may be the same or different.
In the above chemical formula (6), a case where both R 14 and R 15 are hydrogen atoms is preferably used.

上記化学式(6)中のQのアリール基としては、上記アリール基と同様のものが挙げられる。Qのアリール基が有する置換基は、上記アリール基が有する置換基と同様のものが挙げられ、水酸基及びヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を含んでいても良い。また、上記化学式(6)中のQのシクロアルキル基としては、上記シクロアルキル基と同様のものが挙げられる。Qのシクロアルキル基が有する置換基は、上記シクロアルキル基が有する置換基と同様のものが挙げられる。   Examples of the aryl group of Q in the chemical formula (6) include the same aryl groups as those described above. Examples of the substituent that the aryl group of Q includes are the same as the substituents that the aryl group has, and include one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxyl group, a hydroxymethyl group, and an alkoxymethyl group. You can leave. In addition, examples of the cycloalkyl group of Q in the chemical formula (6) include the same cycloalkyl groups as those described above. Examples of the substituent that the cycloalkyl group of Q has are the same as the substituents that the cycloalkyl group has.

12の1価の有機基としては、特に制限はないが、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基が挙げられる。
12のアルキル基としては、上記R11と同様のものが挙げられる。R12のアルキル基の有する置換基としては、上記R11のものと同様のものが挙げられる。
また、R12のシクロアルキル基、及びシクロアルキル基の有する置換基としては、上記R11のものと同様のものとすることができる。更に、R12のアリール基、及びアリール基が有する置換基としては、上記R11のものと同様のものとすることができる。
The monovalent organic group for R 12 is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.
As the alkyl group for R 12, the same groups as those described above for R 11 can be mentioned. The substituent group of the alkyl group of R 12, include the same ones of the R 11.
Further, the cycloalkyl group of R 12 and the substituent that the cycloalkyl group has can be the same as those of R 11 described above. Furthermore, the aryl group of R 12 and the substituent that the aryl group has can be the same as those of R 11 described above.

13のアルコキシメチル基は、上記で示したとおりである。
13のハロゲン原子、アルキル基としては、上記R11と同様のものが挙げられる。
13としてのアルキル基が有する置換基は、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、水酸基、カルボキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。
The alkoxymethyl group for R 13 is as described above.
As the halogen atom and alkyl group for R 13, the same groups as those described above for R 11 can be mentioned.
The substituent of the alkyl group as R 13 is a cycloalkyl group, aryl group, amino group, amide group, ureido group, urethane group, hydroxyl group, carboxy group, halogen atom, alkoxy group, thioether group, acyl group, acyloxy group. , Alkoxycarbonyl group, cyano group, nitro group and the like.

13のシクロアルキル基、及びシクロアルキル基の有する置換基としては、上記R11のものと同様のものとすることができる。R13のアリール基、及びアリール基が有する置換基としては、上記R11のものと同様のものとすることができる。
また、R13のアルコキシ基としては、上記R11と同様のものが挙げられる。
The cycloalkyl group of R 13 and the substituent that the cycloalkyl group has can be the same as those of R 11 described above. The aryl group of R 13 and the substituent that the aryl group has can be the same as those of R 11 described above.
Examples of the alkoxy group for R 13 include the same groups as those described above for R 11 .

13のアシル基としては、特に制限はないが、炭素数1〜8のアシル基が好ましく、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ピバロイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。 The acyl group of R 13, is not particularly limited, preferably an acyl group having 1 to 8 carbon atoms, e.g., formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, valeryl group, a pivaloyl group, include benzoyl group and the like It is done.

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

前記化学式(5)で表される化合物は、1分子中に、フェノール性水酸基を2つ以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1個以上有すれば、各繰り返し単位の同一符号で示される置換基はそれぞれ、同じであっても異なっていても良い。各繰り返し単位におけるOR12及びR13の位置が同じであっても異なっていても良い。 The compound represented by the chemical formula (5) has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and is selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group. As long as one or more kinds of substituents are present, the substituents represented by the same reference numerals in the respective repeating units may be the same or different. The positions of OR 12 and R 13 in each repeating unit may be the same or different.

上記化学式(5)で表される化合物においては、高感度、且つ、高解像力で形状が良好なパターンを得る点から、中でも、x1が4で、n1が2であることが好ましく、更にx1が4で、n1が2の、8個のR12のうち水素原子が4〜8個のカリックスレゾルシンアレン誘導体であって、且つ、R12が水素原子であるオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有することが好ましい。
また、上記化学式(5)で表される化合物においては、高感度、且つ、高解像力で形状が良好なパターンを得る点から、中でも、x1が4で、n1が2であることが好ましく、更にx1が4で、n1が2の、8個のR12のうち水素原子が0〜8個のカリックスレゾルシンアレン誘導体であって、且つ、R11に、フェノール性水酸基と、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を含むアリール基を有することが好ましい。
In the compound represented by the chemical formula (5), x1 is preferably 4 and n1 is preferably 2 from the viewpoint of obtaining a pattern with high sensitivity, high resolution, and good shape. four, n1 is 2, a 8 4-8 of calix resorcin arene derivatives hydrogen atom of R 12, and, a hydroxymethyl group in the ortho position R 12 is a hydrogen atom, and alkoxymethyl It is preferable to have one or more substituents selected from the group consisting of groups in one molecule.
In addition, in the compound represented by the chemical formula (5), x1 is preferably 4 and n1 is preferably 2 from the viewpoint of obtaining a pattern with high sensitivity and high resolving power. x1 is 4, n1 is 2, a 8 0-8 amino calix resorcin arene derivatives hydrogen atom of R 12, and, in R 11, a phenolic hydroxyl group, the ortho position of the phenolic hydroxyl group It preferably has an aryl group containing one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group.

一方、上記化学式(7)で表される化合物において、R16、R17、R18及びR19におけるアルキル基は、直鎖でも分岐状でもよく、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基等の炭素数1〜10個のものが挙げられる。
16、R17、R18及びR19におけるシクロアルキル基としては、単環、多環どちらでもよい。例えば、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基等を挙げることができる。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。
16、R17、R18及びR19におけるアリール基としては、上記R11と同様であって良い。
また、R16、R17、R18及びR19におけるヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基としては、上記と同様であって良い。
なお、上記化学式(7)で表される化合物において、R16は(x2)が2以上の整数の場合は(x2)価となる。
On the other hand, in the compound represented by the chemical formula (7), the alkyl group in R 16 , R 17 , R 18 and R 19 may be linear or branched, and is preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or butyl. And those having 1 to 10 carbon atoms such as a group, an isobutyl group, a hexyl group, and an octyl group.
The cycloalkyl group for R 16 , R 17 , R 18 and R 19 may be monocyclic or polycyclic. For example, groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo or tetracyclo structure having 5 or more carbon atoms can be given. The number of carbon atoms is preferably 6 to 30, and particularly preferably 7 to 25. For example, adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol Group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecanyl group, cyclododecanyl group and the like. These alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent.
The aryl group in R 16 , R 17 , R 18 and R 19 may be the same as R 11 described above.
Further, the hydroxymethyl group or alkoxymethyl group in R 16 , R 17 , R 18 and R 19 may be the same as described above.
In the compound represented by the chemical formula (7), R 16 has a value of (x2) when (x2) is an integer of 2 or more.

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

20及びR21における1価の有機基とは、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アミド基、シアノ基等を挙げることができる。アルキル基は、炭素数1〜10個のアルキル基又はシクロアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等を挙げることができる。アリール基は、炭素数6〜14のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等を挙げることができる。アラルキル基は、炭素数6〜12個のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、クミル基等を挙げることができる。アルコキシ基及びアルコキシカルボニル基に於けるアルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基等を挙げることができる。 Examples of the monovalent organic group in R 20 and R 21 include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an amide group, and a cyano group. The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group. For example, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, octyl Group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group, adamantyl group and the like. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group. The aralkyl group is preferably an aralkyl group having 6 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, and a cumyl group. The alkoxy group in the alkoxy group and the alkoxycarbonyl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an n-butoxy group, and an isobutoxy group.

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

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

以下にフェノール性化合物(A)の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。1分子中のフェノール性水酸基が2個以上存在し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有すれば、以下の具体例のフェノール性水酸基は、有機基で保護されているものであっても良い。
また、下記式中、Lは、各々独立に、水素原子、又は、ヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基であり、1分子中少なくとも1つのLは、フェノール性水酸基のオルト位に存在するヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基である。また、分子量は、400〜2500を満たすものとする。
















































Specific examples of the phenolic compound (A) are shown below, but the present invention is not limited thereto. There are two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group in the ortho position of the phenolic hydroxyl group in one molecule If present, the phenolic hydroxyl groups in the following specific examples may be protected with organic groups.
In the following formulae, each L is independently a hydrogen atom or one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group, and at least one L in one molecule is And one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group present at the ortho position of the phenolic hydroxyl group and an alkoxymethyl group. Moreover, molecular weight shall satisfy | fill 400-2500.
















































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

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

本発明に係るネガ型レジスト組成物において、フェノール性化合物(A)は、上述した化合物のうち、1種単独で用いても良いし、2種以上を混合して用いても良い。
しかしながら、本発明に係るネガ型レジスト組成物において、フェノール性化合物(A)は、構造式が同じ化合物の純度が90重量%以上であることが、低ラインエッジラフネスを向上する点から好ましい。フェノール性化合物(A)は、構造式が同じ化合物の純度が90重量%以上であることが更に好ましく、95重量%以上であることが更に好ましい。
フェノール性化合物(A)として、構造式が同じ化合物の純度が高いものを用いると、現像の進行が均一となるため、ラインエッジラフネスが低減されると推定される。
但し、フェノール性化合物(A)は、構造式が同じ化合物の純度が90重量%未満であっても、不純物の構造がフェノール性化合物(A)に類似しており、相溶性が良好な場合には好適に用いることができる。
In the negative resist composition according to the present invention, the phenolic compound (A) may be used alone or in combination of two or more of the above-described compounds.
However, in the negative resist composition according to the present invention, the phenolic compound (A) preferably has a purity of 90% by weight or more from the viewpoint of improving low line edge roughness. In the phenolic compound (A), the purity of compounds having the same structural formula is more preferably 90% by weight or more, and further preferably 95% by weight or more.
When a compound having the same structural formula and having a high purity is used as the phenolic compound (A), the progress of development becomes uniform, and it is estimated that the line edge roughness is reduced.
However, the phenolic compound (A) has a similar impurity structure to the phenolic compound (A) even when the purity of the compound having the same structural formula is less than 90% by weight, and the compatibility is good. Can be preferably used.

従って、本発明で用いられるフェノール性化合物としては、分子量分布を有しない方が好ましい。本発明で用いられるフェノール性化合物としては、分子量分布を有するものであっても、分子量分布が小さいものが好ましく、分子量分布(重量平均分子量<Mw>と数平均分子量<Mn>の比<Mw>/<Mn>が1.0〜1.1であることが好ましい。   Therefore, the phenolic compound used in the present invention preferably has no molecular weight distribution. The phenolic compound used in the present invention preferably has a small molecular weight distribution, even if it has a molecular weight distribution. The molecular weight distribution (ratio of weight average molecular weight <Mw> to number average molecular weight <Mn> <Mw> / <Mn> is preferably 1.0 to 1.1.

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

<酸発生剤(B)>
本発明に用いられる酸発生剤は、電子線を照射することにより直接又は間接的に酸を発生し、−SO 又は−SO−で表されるスルホン酸構造及び、該スルホン酸構造に直接結合する炭素原子、該スルホン酸構造に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくは該スルホン酸構造に直接結合する芳香環を有し、該スルホン酸構造に直接結合する前記炭素原子、前記不飽和炭化水素基、若しくは前記芳香環にフッ素原子が結合していない化合物である。このような酸発生剤(B)を用いることにより、後述する帯電防止膜と組み合わせて用いた場合であっても、露光後の感度変化を抑え、設計通りの寸法の微細パターン形成が可能となる。
<Acid generator (B)>
The acid generator used in the present invention generates an acid directly or indirectly by irradiating an electron beam, and has a sulfonic acid structure represented by —SO 3 or —SO 3 — and the sulfonic acid structure. A carbon atom directly bonded, an unsaturated hydrocarbon group directly bonded to the sulfonic acid structure, or an aromatic ring directly bonded to the sulfonic acid structure, and the carbon atom directly bonded to the sulfonic acid structure, the unsaturated It is a compound in which a fluorine atom is not bonded to a hydrocarbon group or the aromatic ring. By using such an acid generator (B), even when used in combination with an antistatic film described later, it is possible to suppress a change in sensitivity after exposure and to form a fine pattern with a dimension as designed. .

酸発生剤(B)において、スルホン酸構造に直接結合する炭素原子とは、例えば下記化学式(8)において、aで示される炭素原子をいう。スルホン酸構造に直接結合する炭素原子にフッ素原子が結合していない酸発生剤(B)とは、例えば下記化学式(8)のような構造を有する酸発生剤が含まれないことを意味する。   In the acid generator (B), the carbon atom directly bonded to the sulfonic acid structure refers to the carbon atom represented by a in the following chemical formula (8), for example. The acid generator (B) in which the fluorine atom is not bonded to the carbon atom directly bonded to the sulfonic acid structure means that an acid generator having a structure such as the following chemical formula (8) is not included.

酸発生剤(B)において、スルホン酸構造に直接結合する不飽和炭化水素基とは、例えば下記式(9)において、b又はcで示されるような不飽和炭化水素基をいう。スルホン酸構造に直接結合する不飽和炭化水素基にフッ素原子が結合していない酸発生剤(B)とは、例えば下記化学式(9)のような構造をもつ酸発生剤が含まれないことを意味する。   In the acid generator (B), the unsaturated hydrocarbon group directly bonded to the sulfonic acid structure refers to, for example, an unsaturated hydrocarbon group represented by b or c in the following formula (9). The acid generator (B) in which the fluorine atom is not bonded to the unsaturated hydrocarbon group directly bonded to the sulfonic acid structure means that an acid generator having a structure such as the following chemical formula (9) is not included. means.

酸発生剤(B)において、スルホン酸構造に直接結合する芳香環とは、例えば下記式(10)において、dで示される芳香環をいう。スルホン酸構造に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していない酸発生剤(B)とは、例えば下記化学式(10)のような構造を有する酸発生剤が含まれないことを意味する。   In the acid generator (B), the aromatic ring directly bonded to the sulfonic acid structure refers to an aromatic ring represented by d in the following formula (10), for example. The acid generator (B) in which no fluorine atom is bonded to the aromatic ring directly bonded to the sulfonic acid structure means that an acid generator having a structure such as the following chemical formula (10) is not included.

本発明において用いられる酸発生剤(B)は、上記以外の位置にフッ素原子を有していてもよく、例えば、下記式(11)で表わされる構造を有する酸発生剤は、本発明に好適に用いることができる。   The acid generator (B) used in the present invention may have a fluorine atom at a position other than the above. For example, an acid generator having a structure represented by the following formula (11) is suitable for the present invention. Can be used.

本発明に用いられる酸発生剤(B)の酸解離定数(pKa)は、−5.0〜0.0(ゼロ)が好ましく、−4.0〜−1.0がより好ましい。酸解離定数がこの範囲より小さいと感度変化が生じやすく、この範囲より大きいと感度が悪くなるからである。   The acid dissociation constant (pKa) of the acid generator (B) used in the present invention is preferably −5.0 to 0.0 (zero), more preferably −4.0 to −1.0. This is because if the acid dissociation constant is smaller than this range, a change in sensitivity tends to occur, and if it is larger than this range, the sensitivity becomes worse.

また、前記酸発生剤(B)は、オニウム塩型化合物であってもよいし、非イオン型化合物であってもよい。   Further, the acid generator (B) may be an onium salt type compound or a nonionic type compound.

前記酸発生剤(B)としては、中でも、レジスト膜の電子線描画後の感度変化を抑え、設計通りの寸法のパターン形成が可能とする点から、下記化学式(1)〜(4)で表わされる化合物からなる群から選択される少なくとも1種類を用いることが好ましい。   The acid generator (B) is represented by the following chemical formulas (1) to (4) because it suppresses the sensitivity change after electron beam drawing of the resist film and enables pattern formation with the dimensions as designed. It is preferable to use at least one selected from the group consisting of compounds.

(化学式(1)中、Rは同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、炭素数1〜12の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜12の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜12の環状アルコキシ基、炭素数1〜12のアシル基、炭素数1〜12のスルフィド基、ヒドロキシル基、又はハロゲン原子である。又Rが相互に結合して環状構造を形成していてもよい。nは0〜2の整数である。mは0〜9の整数である。Rは同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、置換されてもよいフェニル基、又はナフチル基であり、さらにR同士で互いに直接又は異種原子を介して結合して炭素数2〜13の環状構造を形成してもよい。Rは、炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、又は炭素数6〜14のアリール基であって、S原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していないものである。前記R、R及びRはさらに置換基を有していても良く、前記Rの炭素骨格中に酸素原子を有していてもよい。) (In the chemical formula (1), R 1 may be the same or different, and each independently represents a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or 3 carbon atoms. -12 cyclic hydrocarbon group, a C1-C12 linear alkoxy group, a C3-C12 branched alkoxy group, a C3-C12 cyclic alkoxy group, a C1-C12 acyl group, C 1-12 sulfide group, hydroxyl group, or halogen atom, R 1 may be bonded to each other to form a cyclic structure, n is an integer of 0-2, m is 0 R 2 may be the same or different and is a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an optionally substituted phenyl group. , Or a naphthyl group, and further R 2 to each other directly or through a different atom To form a cyclic structure having 2 to 13 carbon atoms, and R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 14 aryl groups in which a fluorine atom is not bonded to a carbon atom directly bonded to an S atom, an unsaturated hydrocarbon group bonded directly to an S atom, or an aromatic ring directly bonded to an S atom. R 1 , R 2 and R 3 may further have a substituent, and may have an oxygen atom in the carbon skeleton of R 3 .

(化学式(2)中、Rは同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、置換されてもよいフェニル基、ナフチル基、アントラセン基でありさらにR同士で互いに直接又は異種原子を介して結合して炭素数2〜13の環状構造を形成してもよい。但しRの内、少なくともいずれか一方はアリール構造を有している。Rは、炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、又は炭素数6〜14のアリール基であって、S原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していないものである。前記R及びRはさらに置換基を有していても良く、前記Rの炭素骨格中に酸素原子を有していてもよい。) (In the chemical formula (2), R 4 may be the same or different and is a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an optionally substituted phenyl group. , A naphthyl group and an anthracene group, and R 4 may be bonded to each other directly or via a different atom to form a cyclic structure having 2 to 13 carbon atoms, provided that at least one of R 4 is R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and is directly connected to the S atom. The carbon atom to be bonded, the unsaturated hydrocarbon group directly bonded to the S atom, or the aromatic ring directly bonded to the S atom is not bonded with a fluorine atom, and R 4 and R 5 further have a substituent. In the carbon skeleton of R 5. (It may have an oxygen atom.)

(化学式(3)中、Xは炭素数1〜12のアルキレン基、炭素数6〜12のアリーレン基、又は炭素数1〜12のアルキレンオキシ基(−R’−O−、但し、R’は炭素数1〜12のアルキレン基)であり、Rは炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、又は炭素数6〜14のアリール基であって、S原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していないものである。Rは、さらに置換基を有していても良く、炭素骨格中に酸素原子を有していてもよい。) (In the chemical formula (3), X is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, or an alkyleneoxy group having 1 to 12 carbon atoms (—R′—O—, where R ′ is R 6 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and S 6 A carbon atom directly bonded to an atom, an unsaturated hydrocarbon group bonded directly to an S atom, or an aromatic ring directly bonded to an S atom, and a fluorine atom not bonded to R 6 further has a substituent. And may have an oxygen atom in the carbon skeleton.)

(化学式(4)中、Rは、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数3〜12のヘテロアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基である。Rは、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数3〜12のヘテロアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基であって、S原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していないものである。R及びRは、さらに置換基を有していても良く、前記Rの炭素骨格中に酸素原子を有していてもよい。) (In the chemical formula (4), R 7 is a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or 6 carbon atoms. An aryl group having 12 to 12 carbon atoms, a heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and R 8 is a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and 3 to 12 carbon atoms. A branched hydrocarbon group, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, A fluorine atom is not bonded to a carbon atom directly bonded to the S atom, an unsaturated hydrocarbon group bonded directly to the S atom, or an aromatic ring directly bonded to the S atom, and R 7 and R 8 are may have a substituent, an oxygen atom to the carbon skeleton of the R 3 It may be in.)

ここで、上記化学式(1)〜(4)におけるR〜R等が有する「置換基」は、アルキル基等の炭化水素基、アルコキシ基、アシル基等の異種原子を含む炭化水素基、或いは、水酸基、スルフィド基等の炭素原子を含まない基のいずれでもよい。また「置換基」は、反応活性を有する官能基、或いは、反応活性を有しない単なる残基のいずれでもよい。
「置換基」の大きさは特に制限されないが、当該置換基が結合する基本構造の部分と比べて、当該置換基が大きすぎないことが望ましい。例えば、置換基を構成する原子のうち水素以外の原子の合計数は、当該置換基が結合する基本構造の部分を構成する原子のうち水素以外の原子の合計数以下であることが好ましい。
Here, the “substituent” of R 1 to R 8 and the like in the above chemical formulas (1) to (4) is a hydrocarbon group such as an alkyl group, a hydrocarbon group containing a hetero atom such as an alkoxy group or an acyl group, Alternatively, any of a group not containing a carbon atom such as a hydroxyl group or a sulfide group may be used. The “substituent” may be either a functional group having reaction activity or a mere residue having no reaction activity.
The size of the “substituent” is not particularly limited, but it is desirable that the substituent is not too large compared to the portion of the basic structure to which the substituent is bonded. For example, the total number of atoms other than hydrogen among the atoms constituting the substituent is preferably not more than the total number of atoms other than hydrogen among the atoms constituting the portion of the basic structure to which the substituent is bonded.

化学式(1)におけるRの炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられ、二重結合、三重結合等の不飽和結合を有していてもよく、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基等の置換基を有してもよい。 Examples of the linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms of R 1 in the chemical formula (1) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a hexyl group, and an octyl group. It may have an unsaturated bond such as a heavy bond or a triple bond, and may have a substituent such as a hydroxyl group, an alkoxy group, a halogen atom, or a halogenoalkyl group.

の炭素数3〜12の分岐状炭化水素基としては、例えば、sec−ブチル基、i−ブチル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられ、二重結合、三重結合等の不飽和結合を有していてもよく、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基等の置換基を有してもよい。 Examples of the branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms of R 1 include a sec-butyl group, i-butyl group, 2-ethylhexyl group, and the like, and an unsaturated bond such as a double bond or a triple bond may be used. You may have, You may have substituents, such as a hydroxyl group, an alkoxy group, a halogen atom, and a halogenoalkyl group.

の炭素数3〜12の環状炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等が挙げられ単環性、多環性のどちらでもよく、二重結合、三重結合等の不飽和結合を有していてもよく、置換基を有してもよい。 Examples of the cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms of R 1 include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and the like, which may be either monocyclic or polycyclic, It may have an unsaturated bond such as a double bond or a triple bond, and may have a substituent.

環状炭化水素基が有する置換基としては、特に制限はないが、例えば、炭素数1〜5のアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基、シアノ基等が挙げられる。   The substituent that the cyclic hydrocarbon group has is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, a halogen atom, a halogenoalkyl group, and a cyano group. It is done.

環状炭化水素基が有する置換基としての炭素数1〜5のアルキル基は、直鎖又は分岐状のいずれでもよい。直鎖アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基等が挙げられる。分岐状アルキル基としては、例えば、i−プロピル基、i−ブチル基、t−ブチル基、i−ペンチル基、t−ペンチル基等が挙げられる。   The C1-C5 alkyl group as a substituent which a cyclic hydrocarbon group has may be either linear or branched. As a linear alkyl group, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, n-butyl group etc. are mentioned, for example. Examples of the branched alkyl group include i-propyl group, i-butyl group, t-butyl group, i-pentyl group, t-pentyl group and the like.

の炭素数1〜12の直鎖状アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。 Examples of the linear alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms of R 1, for example, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group.

の炭素数3〜12の分岐状アルコキシ基としては、例えば、2−エチルヘキシルオキシ基、t−ブトキシ基等が挙げられる。 Examples of the branched alkoxy group having 3 to 12 carbon atoms for R 1 include a 2-ethylhexyloxy group and a t-butoxy group.

の炭素数3〜12の環状アルコキシ基としては、例えば、フェノキシ基、シクロへキシルオキシ基、ベンジルオキシ基、1−ナフチルオキシ基等が挙げられる。 Examples of the cyclic alkoxy group having 3 to 12 carbon atoms of R 1 include a phenoxy group, a cyclohexyloxy group, a benzyloxy group, and a 1-naphthyloxy group.

の炭素数1〜12のアシル基としては、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ピバロイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。 Examples of the acyl group having 1 to 12 carbon atoms of R 1 include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, valeryl group, pivaloyl group, benzoyl group and the like.

の炭素数1〜12のスルフィド基としては、例えば、メチルスルフィド基、エチルスルフィド基、フェニルスルフィド基等が挙げられる。 The sulfide group having 1 to 12 carbon atoms of R 1, for example, methyl sulfide group, ethyl sulfide group, and a phenyl sulfide group.

のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom for R 1 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

が相互に結合して環状構造を形成しているものとしては、特に限定されないが、炭素数1〜12のアルキレン基等が挙げられ、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が挙げられ、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基等の置換基を有してもよい。 The R 1 bonded to each other to form a cyclic structure is not particularly limited, and examples thereof include an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, such as a methylene group, an ethylene group, and a propylene group. And may have a substituent such as a hydroxyl group, an alkoxy group, a halogen atom, or a halogenoalkyl group.

の炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基はRと同様のものとすることができる。 The linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and the branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms of R 2 can be the same as R 1 .

の置換されてもよいフェニル基、又はナフチル基の置換基としては、例えば、炭素数1〜5のアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基、シアノ基等が挙げられる。
炭素数1〜5のアルキル基としては、直鎖又は分岐状のいずれでもよい。直鎖アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基等が挙げられる。分岐状アルキル基としては、例えば、i−プロピル基、i−ブチル基、t−ブチル基、i−ペンチル基、t−ペンチル基等が挙げられる。
Examples of the optionally substituted phenyl group or naphthyl group substituent of R 2 include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, a halogen atom, a halogenoalkyl group, and a cyano group. Etc.
The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms may be linear or branched. As a linear alkyl group, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, n-butyl group etc. are mentioned, for example. Examples of the branched alkyl group include i-propyl group, i-butyl group, t-butyl group, i-pentyl group, t-pentyl group and the like.

同士で互いに直接又は異種原子を介して結合した炭素数2〜13の環状構造とは、特に限定されないが、例えば、当該環状構造を有する酸発生剤(B)として以下の化学式(12)であらわされるものが挙げられる。 The cyclic structure having a carbon number of 2 to 13 bound directly or via an heteroatom with one another by R 2 to each other is not particularly limited, for example, the following formula as an acid generator having the ring structure (B) (12) What can be represented.

の炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基としては、例えばRと同様のものが挙げられる。ただし、S原子に直接結合する炭素原子にフッ素原子が結合するものは除く。 Examples of the hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and the cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms of R 3 include those similar to R 1 . However, those in which a fluorine atom is bonded to a carbon atom directly bonded to an S atom are excluded.

の炭素数6〜14のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等が挙げられる。
また、アリール基が有する置換基としては、シクロアルキル基、炭素数1〜5のアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基等が挙げられる。ただし、S原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合するものは除く。
Examples of the aryl group having 6 to 14 carbon atoms of R 3 include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group.
Moreover, as a substituent which an aryl group has, a cycloalkyl group, a C1-C5 alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, a halogen atom, a halogenoalkyl group etc. are mentioned. However, the case where a fluorine atom is bonded to an aromatic ring directly bonded to an S atom is excluded.

また、Rは炭素骨格中に酸素原子を有していても良いし、置換基として酸素原子を有してもよい。このようなものとして例えば、エーテル結合を有するもの、カルボニル基を有するもの、エステル結合を有するもの等が挙げられ、具体的には、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシフェニル基、アセチルエチル基、アセチルフェニル基、エトキシカルボニルメチル基、フェノキシカルボニルメチル基等が挙げられる。 R 3 may have an oxygen atom in the carbon skeleton, or may have an oxygen atom as a substituent. Examples of such a compound include those having an ether bond, those having a carbonyl group, those having an ester bond, and specifically include a methoxyethyl group, an ethoxyethyl group, a methoxyphenyl group, an acetylethyl group, An acetylphenyl group, an ethoxycarbonylmethyl group, a phenoxycarbonylmethyl group, etc. are mentioned.

上記化学式(1)で表される化合物としては、例えば、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニルスルホニウムp−トルエンスルホナート、トリフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムベンゼンスルホネート、ジフェニル−2,4,6−トリメチルフェニル−p−トルエンスルホネート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート等が挙げられる。   Examples of the compound represented by the chemical formula (1) include diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium benzenesulfonate, and diphenyl-2. , 4,6-trimethylphenyl-p-toluenesulfonate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium-p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, and the like.

上記化学式(2)中、Rは、置換されてもよいアントラセン基であっても良い以外は、前記Rと同様のものとすることができる。
上記化学式(2)中、Rは前記Rと同様のものとすることができる。
In the above chemical formula (2), R 4 may be the same as R 2 except that it may be an anthracene group which may be substituted.
In the chemical formula (2), R 5 may be the same as R 3 .

上記化学式(2)で表される化合物としては、例えば、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムp−トルエンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウムp−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムベンゼンスルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムp−トルエンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウムベンゼンスルホネート、ビス(4−トリフルオロメチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート等が挙げられる。   Examples of the compound represented by the chemical formula (2) include bis (4-t-butylphenyl) iodonium p-toluenesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodoniumbenzenesulfonate, and bis (4-t-butyl). Phenyl) iodonium 10-camphorsulfonate, diphenyliodonium p-toluenesulfonate, diphenyliodoniumbenzenesulfonate, diphenyliodonium 10-camphorsulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium p-toluenesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) ) Iodonium benzenesulfonate, bis (4-trifluoromethylphenyl) iodonium 10-camphorsulfonate, and the like.

上記化学式(3)中、Xの炭素数1〜12のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が挙げられ、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基等の置換基を有してもよい。   In said chemical formula (3), as a C1-C12 alkylene group of X, a methylene group, ethylene group, a propylene group etc. are mentioned, for example, Substitution, such as a hydroxyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenoalkyl group, is mentioned It may have a group.

Xの炭素数6〜12のアリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、シクロアルキル基、炭素数1〜5のアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基等の置換基を有してもよい。
は前記Rと同様のものとすることができる。
Examples of the arylene group having 6 to 12 carbon atoms of X include a phenylene group and a naphthylene group, and include a cycloalkyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, and a halogen atom. And may have a substituent such as a halogenoalkyl group.
R 6 may be the same as R 3 described above.

上記化学式(3)で表される化合物としては、例えば、N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)フタルイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(n−オクタンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(p−トルエンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(p−トルエンスルホニルオキシ)ナフチルイミド、N−(1−ナフタレンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(1−ナフタレンスルホニルオキシ)ナフチルイミド等が挙げられる。   Examples of the compound represented by the chemical formula (3) include N- (10-camphorsulfonyloxy) succinimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) phthalimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) diphenylmaleimide, N -(10-camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (10-camphorsulfonyloxy) naphthylimide, N- (n-octanesulfonyl) Oxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (n-octanesulfonyloxy) naphthylimide, N- (p-toluenesulfonyloxy) bicyclo [2. 2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (p-toluenes) Phonyloxy) naphthylimide, N- (1-naphthalenesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (1-naphthalenesulfonyloxy) naphthylimide and the like. Can be mentioned.

上記化学式(4)中、Rの炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基はRと同様のものとすることができる。 In the above chemical formula (4), straight-chain hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms of R 7, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms similarly to R 1 Can be.

の炭素数6〜12のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、等が挙げられる。
また、アリール基が有する置換基としては、シクロアルキル基、炭素数1〜5のアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子、ハロゲノアルキル基等が挙げられる。
The aryl group having 6 to 12 carbon atoms R 7, for example, a phenyl group, a naphthyl group, and the like.
Moreover, as a substituent which an aryl group has, a cycloalkyl group, a C1-C5 alkyl group, a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, a halogen atom, a halogenoalkyl group etc. are mentioned.

の炭素数3〜12のヘテロアリール基としては、ピリジル基、キノリル基等が挙げられる。
の炭素数7〜12のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
は前記R及びRと同様のものとすることができる。
Examples of the heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms for R 7 include a pyridyl group and a quinolyl group.
Examples of the aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms of R 7 include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group.
R 8 can be the same as R 3 and R 7 described above.

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

上記化学式(1)〜化学式(4)において、R、R、R、及びRはそれぞれ、上記環状炭化水素基、アリール基、ヘテロアリール基、又はアラルキル基であることが、立体的に嵩高い構造にすることで発生酸の拡散性を抑制することができ、解像性の高いパターンを得ることが出来る点から、好ましい。 In the chemical formula (1) to the chemical formula (4), R 3 , R 5 , R 6 , and R 8 are each a steric group that is a cyclic hydrocarbon group, an aryl group, a heteroaryl group, or an aralkyl group. The bulky structure is preferable because the diffusibility of the generated acid can be suppressed and a pattern with high resolution can be obtained.

これらの酸発生剤(B)は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
酸発生剤(B)の配合量は特に限定されないが、前記フェノール化合物(A)100重量部に対し、通常1〜40重量部用いられる。中でも、均一なレジスト膜を作成でき、ネガ型レジスト組成物の保存安定性を高め、電子線描画後の感度変化を抑え、高感度且つ高解像力で、低ラインエッジラフネスのパターンを得ることができる点から前記フェノール化合物(A)100重量部に対し酸発生剤(B)が1〜30重量部であることが好ましく、5〜20重量部であることがより好ましい。
These acid generators (B) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Although the compounding quantity of an acid generator (B) is not specifically limited, 1-40 weight part is normally used with respect to 100 weight part of said phenolic compounds (A). Above all, a uniform resist film can be created, the storage stability of the negative resist composition can be improved, the sensitivity change after electron beam drawing can be suppressed, and a pattern with low line edge roughness can be obtained with high sensitivity and high resolution. From the viewpoint, the acid generator (B) is preferably 1 to 30 parts by weight, and more preferably 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the phenol compound (A).

<有機塩基性化合物(C)>
本発明において用いられるネガ型レジスト組成物は、レジストパターン形状、保管状態での経時安定性などを向上させるために、更に有機塩基性化合物(C)を用いることが好ましい。有機塩基性化合物(C)は、公知の有機塩基性化合物の中から任意のものを選択して使用することができる。
上記有機塩基性化合物(C)としては、含窒素有機化合物が挙げられ、例えば、窒素原子を有する含窒素化合物、アミド基含有化合物、ウレア化合物、及び含窒素複素環式化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの含窒素有機化合物に、エーテル結合、カルボニル結合、エステル結合、カーボネート結合、スルフィド結合、スルホン結合、等の極性基を鎖中に含む化合物や、エステル基、アセタール基、シアノ基、アルコキシ基、水酸基、等の極性基を置換基として含む化合物も好適に用いられる。
<Organic basic compound (C)>
The negative resist composition used in the present invention preferably further uses an organic basic compound (C) in order to improve the resist pattern shape, stability over time in storage conditions, and the like. The organic basic compound (C) can be selected from any known organic basic compounds.
Examples of the organic basic compound (C) include nitrogen-containing organic compounds, such as nitrogen-containing compounds having a nitrogen atom, amide group-containing compounds, urea compounds, and nitrogen-containing heterocyclic compounds. It is not limited to these. These nitrogen-containing organic compounds include compounds containing polar groups such as ether bonds, carbonyl bonds, ester bonds, carbonate bonds, sulfide bonds, sulfone bonds, and the like, ester groups, acetal groups, cyano groups, alkoxy groups, A compound containing a polar group such as a hydroxyl group as a substituent is also preferably used.

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

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

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

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

これらの有機塩基性化合物(C)は、単独であるいは2種以上組み合わせて用いることができる。有機塩基性化合物(C)の配合量は、前記フェノール性化合物(A)100重量部に対し、0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部である。0.01重量部未満ではその添加の効果が得られない。一方、10重量部を超えると感度の低下や未露光部の現像性が悪化する傾向がある。   These organic basic compounds (C) can be used alone or in combination of two or more. The compounding quantity of an organic basic compound (C) is 0.01-10 weight part with respect to 100 weight part of said phenolic compounds (A), Preferably it is 0.1-5 weight part. If it is less than 0.01 part by weight, the effect of the addition cannot be obtained. On the other hand, when it exceeds 10 parts by weight, the sensitivity is lowered and the developability of the unexposed part tends to deteriorate.

<その他の成分>
本発明のネガ型レジスト組成物は、上記特定のフェノール性化合物(A)を用いるため、ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基を有しないフェノール性化合物を含む必要がない。ヒドロキシメチル基、又はアルコキシメチル基を有しないフェノール性化合物等、本願の上記フェノール性化合物(A)に該当しないフェノール性化合物は、本発明の効果を損なわない範囲で含んでも良いが、低ラインエッジラフネスの点から含まないことが好ましい。
また、本発明のネガ型レジスト組成物は、上記特定のフェノール性化合物(A)を用いるため、従来用いられていた架橋剤を別途含む必要がない。しかしながら、本発明の効果が損なわれない範囲内で少量添加して、高感度化やパターン強度の向上に伴う解像力の改善を行っても良い。このような架橋剤の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、10重量%以下、より好ましくは5重量%以下を目安にすることができる。このような架橋剤は、低ラインエッジラフネスの点からは含まないことが好ましい。
<Other ingredients>
Since the negative resist composition of the present invention uses the specific phenolic compound (A), it is not necessary to contain a phenolic compound having no hydroxymethyl group or alkoxymethyl group. A phenolic compound that does not fall under the phenolic compound (A) of the present application, such as a phenolic compound that does not have a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group, may be included within a range that does not impair the effects of the present invention, but has a low line edge. It is preferably not included from the viewpoint of roughness.
Moreover, since the negative resist composition of the present invention uses the specific phenolic compound (A), it is not necessary to separately include a conventionally used crosslinking agent. However, it may be added in a small amount within the range where the effects of the present invention are not impaired, and the resolution may be improved along with an increase in sensitivity or an increase in pattern strength. The content of such a crosslinking agent can be 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, based on the total solid content of the resist composition. Such a crosslinking agent is preferably not included from the viewpoint of low line edge roughness.

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

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

本発明のネガ型レジスト組成物には、本発明の効果を損なわない限り、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤などを適宜、添加含有させることができる。   In the negative resist composition of the present invention, as long as the effect of the present invention is not impaired, an additive having a miscibility, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, in order to improve coatability. These surfactants, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents, and the like can be added and contained as appropriate.

<ネガ型レジスト組成物の調製>
本発明において用いられるネガ型レジスト組成物は、通常、有機溶剤に上記のフェノール性化合物(A)、酸発生剤(B)、及び必要に応じてその他の添加剤を均一に混合することにより調製される。
<Preparation of negative resist composition>
The negative resist composition used in the present invention is usually prepared by uniformly mixing the above-described phenolic compound (A), acid generator (B), and other additives as required in an organic solvent. Is done.

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

3.帯電防止膜
本発明に用いる帯電防止膜は、公知のスルホン酸構造を有する導電性化合物(例えば、特許文献1〜3に記載の導電性化合物)を用いることができ、前記導電性化合物を溶剤に溶かした後、前記レジスト帯電防止膜積層体の製造方法により、前記支持体上に形成したレジスト膜上に形成される。帯電防止膜を積層することによりチャージアップ現象を防ぎ、パターンの位置ずれや寸法誤差がなくなり、所望のレジストパターンが得られる。
3. Antistatic film As the antistatic film used in the present invention, a known conductive compound having a sulfonic acid structure (for example, conductive compounds described in Patent Documents 1 to 3) can be used, and the conductive compound is used as a solvent. After melting, the resist antistatic film laminate is formed on the resist film formed on the support by the manufacturing method of the resist antistatic film laminate. By stacking the antistatic film, the charge-up phenomenon is prevented, and there is no pattern displacement or dimensional error, and a desired resist pattern can be obtained.

本発明の帯電防止膜に用いる導電性化合物は、スルホン酸構造を有するものであれば特に限定されないが、例えば下記化学式(15)に示す構成単位を有する、スルホン化ポリアニリンや、下記化学式(16)に示すイソチアナフテニレン構造を有するものが挙げられる。   The conductive compound used for the antistatic film of the present invention is not particularly limited as long as it has a sulfonic acid structure. For example, sulfonated polyaniline having a structural unit represented by the following chemical formula (15), or the following chemical formula (16) And those having an isothianaphthenylene structure shown in FIG.

(化学式(15)中、R30は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、水素原子、メトキシ基、メチル基、エチル基、ヒドロキシ基又は−SOMを表わし、Mは同一であっても異なってもよく、それぞれ独立に水素イオン、アルカリ金属イオン、4級アンモニウムのカチオンを表わす。kは0〜1の任意の値を表わす。) (In the chemical formula (15), R 30 may be the same or different and each independently represents a hydrogen atom, a methoxy group, a methyl group, an ethyl group, a hydroxy group, or —SO 3 M, and the Ms are the same. And each independently represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, or a quaternary ammonium cation, and k represents an arbitrary value of 0 to 1.)

(化学式(16)中、R31は同一であっても異なっていてもよく、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状の飽和若しくは不飽和アルキル、アルコキシ又はアルキルエステル基、ハロゲン、−SOM、ニトロ基、シアノ基、1級〜3級アミノ基、トリハロメチル基、フェニル基及び置換フェニル基を表わす。Mは同一であっても異なっていてもよく、それぞれ独立に水素イオン、アルカリ金属イオン、4級アンモニウムのカチオンを表わす。) (In the chemical formula (16), R 31 may be the same or different and each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched saturated or unsaturated alkyl having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy or alkyl. Ester group, halogen, —SO 3 M, nitro group, cyano group, primary to tertiary amino group, trihalomethyl group, phenyl group and substituted phenyl group, M may be the same or different, Each independently represents a hydrogen ion, an alkali metal ion, or a quaternary ammonium cation.)

前記導電性化合物の重量平均分子量は特に限定されないが、通常2000〜100000のものが用いられる。
なお、重量平均分子量は、ポリスチレンを標準品として、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)によって求められる。
Although the weight average molecular weight of the said electroconductive compound is not specifically limited, The thing of 2000-100000 is used normally.
The weight average molecular weight is determined by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard product.

前記導電性化合物をレジスト膜上に塗布する際に用いられる溶剤は、特に限定されず、レジスト膜を溶解し、かつレジスト膜に影響を与えない溶剤を適宜選択することができる。
例えば、水の他、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類;アセトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテートなどのセロソルブ類;メチルプロピレングリコール、エチルプロピレングリコールなどのプロピレングリコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類;N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドンなどのピロリドン類などが好ましく用いられる。これらは、それぞれ単独で用いてもよく、また複数の溶剤を任意の割合で混合して用いることができる。
The solvent used when applying the conductive compound on the resist film is not particularly limited, and a solvent that dissolves the resist film and does not affect the resist film can be appropriately selected.
For example, in addition to water, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and isopropanol; ketones such as acetone and methyl isobutyl ketone; cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, and ethyl cellosolve acetate; methylpropylene glycol, ethylpropylene glycol, and the like Propylene glycols; Amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; Pyrrolidones such as N-methylpyrrolidone and N-ethylpyrrolidone are preferably used. Each of these may be used alone, or a plurality of solvents may be mixed at an arbitrary ratio.

導電性化合物溶液には、帯電防止膜の導電性を妨げない範囲で任意の成分を含んでいてもよく、例えば、導電性化合物溶液のpHを調製するためにアミン類や、四級アンモニウム塩類を添加してもよい。   The conductive compound solution may contain an arbitrary component as long as it does not interfere with the conductivity of the antistatic film. For example, an amine or a quaternary ammonium salt is used to adjust the pH of the conductive compound solution. It may be added.

前記導電性化合物の溶剤に対する割合は、通常、溶剤100質量部に対して、0.1〜20重量部であり、好ましくは0.5〜15重量部である。導電性化合物の割合が上記範囲未満では、形成される帯電防止膜にピンホールが発生したり、導電性が劣ることとなり、上記範囲を超えると帯電防止膜の平坦性が悪くなるからである。   The ratio of the conductive compound to the solvent is usually 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.5 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solvent. This is because if the proportion of the conductive compound is less than the above range, pinholes are generated in the formed antistatic film or the conductivity is poor, and if it exceeds the above range, the flatness of the antistatic film is deteriorated.

帯電防止膜の厚さは特に限定されないが、通常20nm〜100nmであり、好ましくは20nm〜60nmである。   The thickness of the antistatic film is not particularly limited, but is usually 20 nm to 100 nm, preferably 20 nm to 60 nm.

4.レジスト帯電防止膜積層体の製造方法
本発明に係るレジスト帯電防止膜積層体の製造方法は、特に限定されず、従来公知の方法で製造することができる。
例えば、まず、支持体上に、レジスト膜を形成する。通常レジスト膜は、レジスト組成物を塗布して形成する。塗布方法は、支持体上に当該レジスト組成物を均一に塗布することができる方法であれば特に限定されるものではなく、スプレー法、ロールコート法、スリットコート法、回転塗布等の各種方法を用いることができる。
4). Method for Producing Resist Antistatic Film Laminate The method for producing a resist antistatic film laminate according to the present invention is not particularly limited, and can be produced by a conventionally known method.
For example, first, a resist film is formed on a support. Usually, the resist film is formed by applying a resist composition. The coating method is not particularly limited as long as the resist composition can be uniformly coated on the support, and various methods such as a spray method, a roll coating method, a slit coating method, and a spin coating method can be used. Can be used.

次に、当該基板上に塗布したレジスト組成物にプリベーク(PAB)を行い、有機溶剤を除去して、レジスト膜を形成する。プリベークの温度は、当該レジスト組成物の成分、配合割合、有機溶剤の種類等により適宜決めればよく、通常、70〜160℃、好ましくは90〜130℃であり、プリベーク時間は通常、30秒から15分程度である。   Next, the resist composition applied on the substrate is pre-baked (PAB) to remove the organic solvent to form a resist film. The prebaking temperature may be appropriately determined depending on the components of the resist composition, the blending ratio, the type of the organic solvent, and the like, and is usually 70 to 160 ° C., preferably 90 to 130 ° C., and the prebaking time is usually from 30 seconds. About 15 minutes.

次に、前記支持体上に形成されたレジスト膜上に前記帯電防止膜用組成物を塗布し、積層体を形成する。塗布方法は、当該帯電防止膜用組成物を均一に塗布することができる方法であれば特に限定されるものではなく、スプレー法、ロールコート法、スリットコート法、回転塗布等の各種方法を用いることができる。但しレジスト組成物とインターミキシングを起こさないために帯電防止膜用組成物は水、もしくは低級なアルコールを混合させたものを溶媒として用いているので、帯電防止膜組成物を塗布する装置はレジスト組成物を塗布するものとは分けた方が望ましい。   Next, the antistatic film composition is applied onto the resist film formed on the support to form a laminate. The coating method is not particularly limited as long as it can uniformly apply the antistatic film composition, and various methods such as a spray method, a roll coating method, a slit coating method, and a spin coating method are used. be able to. However, in order not to cause intermixing with the resist composition, the composition for the antistatic film uses water or a mixture of lower alcohol as the solvent, so the apparatus for applying the antistatic film composition is a resist composition. It is better to separate it from what you are applying.

次に、必要な場合は、帯電防止膜用組成物の塗膜をベークしてもよい。ベークの条件は、用いる帯電防止膜用組成物の組成等により適宜決められ、温度は通常、60〜200℃、好ましくは60〜130℃であり、時間は通常30秒〜15分程度である。   Next, if necessary, the coating film of the antistatic film composition may be baked. The baking conditions are appropriately determined depending on the composition of the antistatic film composition to be used, the temperature is usually 60 to 200 ° C., preferably 60 to 130 ° C., and the time is usually about 30 seconds to 15 minutes.

II.レリーフパターンの製造方法
本発明に係るレリーフパターンの製造方法は、
前記本発明に係るレジスト帯電防止膜積層体を電子線で描画する工程と、電子線で描画したレジスト帯電防止膜積層体の前記帯電防止膜を除去する工程と、前記帯電防止膜を除去後又は除去と同時に積層体のレジスト膜を現像する工程とを含むことを特徴とする。本発明に係るレリーフパターンの製造方法によれば、微細なパターンであっても寸法誤差がなく、設計通りのパターンを得ることができる。
以下、各工程について図2を用いて説明する。
II. Manufacturing method of relief pattern The manufacturing method of the relief pattern according to the present invention,
The step of drawing the resist antistatic film laminate according to the present invention with an electron beam, the step of removing the antistatic film of the resist antistatic film laminate drawn with an electron beam, and after removing the antistatic film or And a step of developing the resist film of the laminated body simultaneously with the removal. According to the method for manufacturing a relief pattern according to the present invention, there is no dimensional error even for a fine pattern, and a pattern as designed can be obtained.
Hereinafter, each step will be described with reference to FIG.

(i)前記本発明に係るレジスト帯電防止膜積層体を電子線で所定パターン状に描画する工程
当該工程は、図2(a)のように、まず、電子線描画装置を用いて電子線の直接照射による描画により、前記レジスト膜20を選択的に露光する。加速電圧、電流値は任意に設定してよい。本工程によりレジスト膜の電子線照射部21では、酸発生剤(B)から酸が発生する(図2(b))。
(I) Step of drawing resist antistatic film laminate according to the present invention in a predetermined pattern with an electron beam As shown in FIG. 2 (a), this step is performed by first using an electron beam drawing apparatus. The resist film 20 is selectively exposed by drawing by direct irradiation. The acceleration voltage and current value may be set arbitrarily. In this step, acid is generated from the acid generator (B) in the electron beam irradiation section 21 of the resist film (FIG. 2B).

電子線で所定パターン状に描画を行う場合、その描画には時間を要し、本工程の初期に描画した部分と、終期に描画した部分では、その描画後経過時間に大きな差が生じる場合がある。この場合、レジスト膜20の電子線照射部21の感度変化により所望のレジストパターンが得られないといった問題が生じる。
これに対し、本発明のレジスト帯電防止膜積層体を用いた場合には、電子線照射部の安定性が高く、電子線描画後の感度変化が小さいため、所望のレジストパターンが得られる。
When drawing in a predetermined pattern with an electron beam, it takes time to draw, and there may be a large difference in the elapsed time after drawing between the part drawn at the beginning of this process and the part drawn at the end. is there. In this case, there arises a problem that a desired resist pattern cannot be obtained due to a change in sensitivity of the electron beam irradiation portion 21 of the resist film 20.
On the other hand, when the resist antistatic film laminate of the present invention is used, a desired resist pattern can be obtained because the stability of the electron beam irradiation part is high and the change in sensitivity after electron beam drawing is small.

(ii)電子線で描画したレジスト帯電防止膜積層体の前記帯電防止層を除去する工程
電子線描画後に帯電防止膜30の除去を行う。これは通常、純水を用いたリンスにより行われ、リンス時間は30秒〜10分程度である。純水以外のリンス液を用いることに制限はなく、従来レジストの現像に用いられている現像液はいずれも好適に用いることができる。
本工程により帯電防止膜30は除去され、レジスト帯電防止膜積層体は図2(c)のようになる。なお、本工程は前記電子線で描画する工程(i)の次に行わなくともよく、後述する現像工程(iii)において、現像液を用いて、レジストパターンの形成と同時に帯電防止膜の除去を行ってもよい。
(Ii) Step of removing the antistatic layer of the resist antistatic film laminate drawn with an electron beam After the electron beam drawing, the antistatic film 30 is removed. This is usually performed by rinsing with pure water, and the rinsing time is about 30 seconds to 10 minutes. There is no restriction on the use of a rinse solution other than pure water, and any of the developer solutions conventionally used for developing resists can be suitably used.
In this step, the antistatic film 30 is removed, and the resist antistatic film laminate is as shown in FIG. Note that this step does not have to be performed after the step (i) of drawing with the electron beam. In the developing step (iii) described later, the antistatic film is removed simultaneously with the formation of the resist pattern using a developer. You may go.

(iii)前記帯電防止層を除去した積層体のレジスト膜を現像する工程 (Iii) developing the resist film of the laminate from which the antistatic layer has been removed

次に、前記支持体を、アルカリ現像液を用いて現像処理し、電子線未照射部分を除去する(図2(d))。
現像方法としては、スプレー法、スリット法、液盛り法、ディッピング法、揺同浸漬法等が挙げられる。
また、本発明のアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n‐プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ‐n‐ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジメチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類等のアルカリ類の水溶液を使用することができる。更に、上記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。これらのアルカリ現像液の中で、好ましくは第四級アンモニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリンの水溶液である。
Next, the support is developed using an alkaline developer to remove the non-irradiated part of the electron beam (FIG. 2 (d)).
Examples of the developing method include a spray method, a slit method, a liquid piling method, a dipping method, and a shaking dipping method.
Examples of the alkali developer of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, and primary amines such as ethylamine and n-propylamine. Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldimethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide An aqueous solution of an alkali such as a quaternary ammonium salt such as choline, or a cyclic amine such as pyrrole or piperidine can be used. Furthermore, an appropriate amount of an alcohol such as isopropyl alcohol or a nonionic surfactant may be added to the alkaline aqueous solution. Among these alkaline developers, a quaternary ammonium salt is preferable, and an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and choline is more preferable.

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

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

前記電子線で描画する工程(i)と前記現像する工程(iii)の間に加熱処理(露光後加熱(Post Exposure Bake、PEB))を行うことが好ましい。加熱により、レジスト膜の電子線照射部と未照射部の溶解度の差が大きくなる。PEB処理の条件は、通常70〜160℃、好ましくは90〜130℃で、0.1〜15分程度である。   It is preferable to perform a heat treatment (post-exposure bake (PEB)) between the step (i) for drawing with the electron beam and the step (iii) for developing. By heating, the difference in solubility between the electron beam irradiated portion and the unirradiated portion of the resist film is increased. The conditions for the PEB treatment are usually 70 to 160 ° C., preferably 90 to 130 ° C., and about 0.1 to 15 minutes.

本発明に係るレジスト帯電防止膜積層体は、半導体集積回路のゲート層作成用、ガラス基板上に形成されるマスクパターン加工用などの微細化された電子部品を製造するためのマイクロリソグラフィプロセスに好適に用いることができる。   The resist antistatic film laminate according to the present invention is suitable for a microlithography process for manufacturing miniaturized electronic components such as for forming a gate layer of a semiconductor integrated circuit and for processing a mask pattern formed on a glass substrate. Can be used.

本発明は、少なくとも一部分が本発明に係るレジスト帯電防止膜積層体を用いて製造されている、電子部品をも提供する。本発明に係る電子部品としては、例えば、MEMS(マイクロ電気機械装置)部品、マイクロ機械部品、マイクロ流体工学部品、μ−TAS(マイクロ前分析装置)部品、インクジェット・プリンター部品、マイクロ反応器部品、電気伝導性層、金属バンプ接続部、LIGA(リソグラフィー電鋳成形)部品及び押型、精密印刷用スクリーン又はステンシル、MEMS及び半導体パッケージ用部品、及びプリント配線基板等が挙げられる。   The present invention also provides an electronic component, at least part of which is manufactured using the resist antistatic film laminate according to the present invention. Examples of the electronic component according to the present invention include a MEMS (micro electromechanical device) component, a micro mechanical component, a microfluidic component, a μ-TAS (micro preanalyzer) component, an inkjet printer component, a microreactor component, Examples include an electrically conductive layer, a metal bump connection portion, a LIGA (lithography electroforming) component and a die, a precision printing screen or stencil, a MEMS and semiconductor package component, and a printed wiring board.

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

以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。
なお、製造例における、構造及び物性の確認は以下の装置を用いて行った。
MALDI−TOF MS(BRUKER社製REFLEX II)を用いて、以下の条件(マトリックス: 1,8,9−トリヒドロキシアントラセン)により測定を行った。
H‐NMR:日本電子製、JEOL JNM−LA400WB
高速液体クロマトグラフィー(HPLC)は、島津製作所製LC−10ADvpを用いて、以下の条件(温度:40℃、流速:0.5mL/分、カラム:VP−ODS(4.7mm×150mm)、検出器SPD−M10Avp、移動相:アセトニトリル/水)により測定を行った。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. These descriptions do not limit the present invention.
In addition, the structure and physical properties in the production examples were confirmed using the following apparatuses.
Measurement was performed using MALDI-TOF MS (REFLEX II manufactured by BRUKER) under the following conditions (matrix: 1,8,9-trihydroxyanthracene).
1 H-NMR: JEOL JNM-LA400WB, manufactured by JEOL Ltd.
High performance liquid chromatography (HPLC) was performed using the following conditions (temperature: 40 ° C., flow rate: 0.5 mL / min, column: VP-ODS (4.7 mm × 150 mm), detection using LC-10ADvp manufactured by Shimadzu Corporation. Measurement was performed using a container SPD-M10Avp, mobile phase: acetonitrile / water.

(フェノール性化合物)
<合成例1>
10重量%水酸化カリウム水溶液20mLとエタノール20mLからなる溶液に、下記化学式(17)で表されるフェノール性化合物(母核化合物:Pre−1)(TekOC−4HBPA:本州化学工業株式会社)6.3g(10mmol)を加え、室温で攪拌、溶解した。この溶液に37%ホルマリン水溶液7.0mL(80mmoL)を室温下でゆっくりと加えた。更に、窒素雰囲気下、40℃で24時間攪拌した後、ビーカー中の水200mLに投入した。これを氷浴にて冷却しながら2.0wt%酢酸水溶液をpH5.0になるまでゆっくりと加えた。析出物をろ別し、十分に水洗浄した後、乾燥し、ヒドロキシメチル基が導入されたフェノール性化合物の混合物を得た。精製は、高速液体クロマトグラフィーにて行い、下記化学式(18)で表されるフェノール性化合物1(A−01)を5.8g得た。
得られたフェノール性化合物1(A−01)の構造確認は、H‐NMRスペクトル及びMALDI−TOF MSより行った。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定より求めた。分析結果を表1に示す。
(Phenolic compounds)
<Synthesis Example 1>
5. A phenolic compound represented by the following chemical formula (17) (maternal compound: Pre-1) (TekOC-4HBPA: Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) in a solution consisting of 20 mL of 10% by weight aqueous potassium hydroxide and 20 mL of ethanol. 3 g (10 mmol) was added and stirred and dissolved at room temperature. To this solution, 7.0 mL (80 mmol) of 37% formalin aqueous solution was slowly added at room temperature. Furthermore, after stirring at 40 ° C. for 24 hours under a nitrogen atmosphere, the mixture was poured into 200 mL of water in a beaker. While cooling this in an ice bath, a 2.0 wt% acetic acid aqueous solution was slowly added until the pH reached 5.0. The precipitate was filtered off, sufficiently washed with water, and dried to obtain a mixture of phenolic compounds into which hydroxymethyl groups were introduced. Purification was performed by high performance liquid chromatography to obtain 5.8 g of phenolic compound 1 (A-01) represented by the following chemical formula (18).
The structure of the obtained phenolic compound 1 (A-01) was confirmed by 1 H-NMR spectrum and MALDI-TOF MS. The glass transition temperature was determined by differential scanning calorimetry. The analysis results are shown in Table 1.

<合成例2>
前記合成例1において、フェノール性化合物(Pre−1)を用いる代わりに、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン3.5g(10mmol)を用いた以外は、合成例1と同様にして、下記化学式(19)で表されるフェノール性化合物3(A−03)を合成した。その結果、白色の化合物を3.9g得た。
得られたフェノール性化合物2(A−02)の構造確認は、H‐NMRスペクトル及びMALDI−TOF MSより行った。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定より求めた。分析結果を表1に示す。
<Synthesis Example 2>
In Synthesis Example 1, in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 3.5 g (10 mmol) of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene was used instead of using the phenolic compound (Pre-1). The phenolic compound 3 (A-03) represented by the following chemical formula (19) was synthesized. As a result, 3.9 g of a white compound was obtained.
The structure of the obtained phenolic compound 2 (A-02) was confirmed by 1 H-NMR spectrum and MALDI-TOF MS. The glass transition temperature was determined by differential scanning calorimetry. The analysis results are shown in Table 1.

<合成例3>
前記合成例1において、フェノール性化合物(Pre−1)を用いる代わりに、下記化学式(20)で表されるフェノール性化合物(Pre−3)(TEOC−DF:旭有機材工業株式会社)4.5g(10mmol)を用いた以外は、合成例1と同様にして、下記化学式(21)で表されるフェノール性化合物3(A−03)を合成した。その結果、白色の化合物を4.3g得た。
得られたフェノール性化合物3(A−03)の構造確認は、H‐NMRスペクトル及びMALDI−TOF MSより行った。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定より求めた。分析結果を表1に示す。
<Synthesis Example 3>
In the synthesis example 1, instead of using the phenolic compound (Pre-1), a phenolic compound (Pre-3) represented by the following chemical formula (20) (TEOC-DF: Asahi Organic Materials Co., Ltd.) 4. A phenolic compound 3 (A-03) represented by the following chemical formula (21) was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 5 g (10 mmol) was used. As a result, 4.3 g of a white compound was obtained.
The structure of the obtained phenolic compound 3 (A-03) was confirmed by 1 H-NMR spectrum and MALDI-TOF MS. The glass transition temperature was determined by differential scanning calorimetry. The analysis results are shown in Table 1.

<合成例4>
上記化学式(21)で表わされるフェノール性化合物3(A−03)5.7g(1.0mmol)をメタノール250mLに加え、加熱攪拌して、溶解した。この溶液に濃硫酸0.25mLを加え、15時間加熱還流した。反応終了後、反応液を冷却し、炭酸カリウム1.0gを加えた。この溶液を濃縮した後、酢酸エチルを300mL加えた。この溶液を3回水洗した後、濃縮することにより、下記化学式(22)で表されるフェノール性化合物4(A−04)の白色化合物を4.9g得た。
得られたフェノール性化合物4(A−04)の構造確認は、H‐NMRスペクトル及びMALDI−TOF MSより行った。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定より求めた。分析結果を表1に示す。
<Synthesis Example 4>
5.7 g (1.0 mmol) of the phenolic compound 3 (A-03) represented by the chemical formula (21) was added to 250 mL of methanol, and dissolved by heating with stirring. To this solution was added 0.25 mL of concentrated sulfuric acid, and the mixture was heated to reflux for 15 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled and 1.0 g of potassium carbonate was added. After concentrating the solution, 300 mL of ethyl acetate was added. This solution was washed three times with water and concentrated to obtain 4.9 g of a white compound of phenolic compound 4 (A-04) represented by the following chemical formula (22).
The structure of the obtained phenolic compound 4 (A-04) was confirmed by 1 H-NMR spectrum and MALDI-TOF MS. The glass transition temperature was determined by differential scanning calorimetry. The analysis results are shown in Table 1.

<合成例5>
窒素雰囲気下、300mL三口フラスコ中、レゾルシノール11.0g(0.1mol)をエタノール400mLに溶解した。これにベンズアルデヒド10.2mL(0.1mol)を加え、次いで、濃塩酸20mLをゆっくりと滴下し、75℃で12時間反応させた。反応後、反応溶液を氷浴にて冷却し、析出した結晶をろ別後、中性になるまで蒸留水で洗浄、乾燥し、淡黄色の下記化学式(23)で表されるフェノール性化合物(Pre−5)を9.2g得た。
前記合成例1において、フェノール性化合物(Pre−1)を用いる代わりに、下記化学式(23)で表されるフェノール性化合物(Pre−05)0.8g(1mmol)を用い、37%ホルマリン水溶液の添加量を0.7mL(8mmoL)、反応温度を5℃に変更した以外は、合成例1と同様にして、下記化学式(24)で表されるフェノール性化合物5(A−05)を合成した。その結果、薄黄色の化合物を0.7g得た。
得られたフェノール性化合物5(A−05)の構造確認は、H‐NMRスペクトル及びMALDI−TOF MSより行った。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定より求めた。分析結果を表1に示す。
<Synthesis Example 5>
Under a nitrogen atmosphere, 11.0 g (0.1 mol) of resorcinol was dissolved in 400 mL of ethanol in a 300 mL three-necked flask. To this was added 10.2 mL (0.1 mol) of benzaldehyde, and then 20 mL of concentrated hydrochloric acid was slowly added dropwise and reacted at 75 ° C. for 12 hours. After the reaction, the reaction solution is cooled in an ice bath, the precipitated crystals are filtered off, washed with distilled water until neutral, dried, and a pale yellow phenolic compound represented by the following chemical formula (23) ( 9.2 g of Pre-5) was obtained.
In Synthesis Example 1, instead of using the phenolic compound (Pre-1), 0.8 g (1 mmol) of the phenolic compound (Pre-05) represented by the following chemical formula (23) was used, and the 37% formalin aqueous solution A phenolic compound 5 (A-05) represented by the following chemical formula (24) was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the addition amount was 0.7 mL (8 mmol) and the reaction temperature was changed to 5 ° C. . As a result, 0.7 g of a pale yellow compound was obtained.
The structure of the obtained phenolic compound 5 (A-05) was confirmed by 1 H-NMR spectrum and MALDI-TOF MS. The glass transition temperature was determined by differential scanning calorimetry. The analysis results are shown in Table 1.

<フェノール性化合物の溶剤溶解性の評価>
上記合成例1〜5で得られたフェノール性化合物(A−01〜A−05)を代表的な下記レジスト用溶剤に23℃で1wt%の濃度、又は5wt%の濃度になるよう加え、攪拌を行った。23℃で5wt%の濃度で溶解したものを◎、1wt%の濃度で溶解したものを○、不溶であったものを×として評価した。なお、結果を表2に示す。
D−1 : プロピレングリコールモノメチルエーテル
D−2 : プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
D−3 : シクロペンタノン
<Evaluation of solvent solubility of phenolic compounds>
The phenolic compounds (A-01 to A-05) obtained in Synthesis Examples 1 to 5 above were added to typical resist solvents shown below at a concentration of 1 wt% or 5 wt% at 23 ° C. and stirred. Went. A sample dissolved at a concentration of 5 wt% at 23 ° C. was evaluated as “◎”, a sample dissolved at a concentration of 1 wt% was evaluated as “◯”, and an insoluble sample was evaluated as “X”. The results are shown in Table 2.
D-1: Propylene glycol monomethyl ether D-2: Propylene glycol monomethyl ether acetate D-3: Cyclopentanone

(酸発生剤)
<酸発生剤(P−1)>
下記化学式(25)で表される酸発生剤(P−1)は、製品名Diphenyl−2,4,6−Trimethylphenylsulfonium p−toluenesulfonateとして、和光純薬工業株式会社から入手した。
(Acid generator)
<Acid generator (P-1)>
The acid generator (P-1) represented by the following chemical formula (25) was obtained from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. under the product name Diphenyl-2,4,6-Trimethylphenylsulfone p-toluenesulfonate.

<酸発生剤(P−2)>
下記化学式(26)で表される酸発生剤(P−2)は、製品名TPS−TIPBSとして、東洋合成工業株式会社から入手した。
<Acid generator (P-2)>
The acid generator (P-2) represented by the following chemical formula (26) was obtained from Toyo Gosei Co., Ltd. under the product name TPS-TIPBS.

<酸発生剤(P−3)>
下記化学式(27)で表される酸発生剤(P−3)は、製品名WPAG−567として、和光純薬工業株式会社から入手した。
<Acid generator (P-3)>
The acid generator (P-3) represented by the following chemical formula (27) was obtained from Wako Pure Chemical Industries, Ltd. under the product name WPAG-567.

<酸発生剤(P−4)>
下記化学式(28)で表される酸発生剤(P−4)は、製品名DPI−201として、みどり化学株式会社から入手した。
<Acid generator (P-4)>
The acid generator (P-4) represented by the following chemical formula (28) was obtained from Midori Chemical Co., Ltd. under the product name DPI-201.

<酸発生剤(P−5)>
下記化学式(29)で表される酸発生剤(P−5)は、製品名NAI−101として、みどり化学株式会社から入手した。
<Acid generator (P-5)>
The acid generator (P-5) represented by the following chemical formula (29) was obtained from Midori Chemical Co., Ltd. under the product name NAI-101.

<酸発生剤(P−6)>
下記化学式(30)で表される酸発生剤(P−6)は、製品名PAI−101として、みどり化学株式会社から入手した。
<Acid generator (P-6)>
The acid generator (P-6) represented by the following chemical formula (30) was obtained from Midori Chemical Co., Ltd. under the product name PAI-101.

<酸発生剤(P−7)>
ジクロロメタン20ml、水10mLにベンゼンスルホン酸ナトリウム0.72g(4mmol)を溶解させ、これにジフェニルヨードニウムクロライド1.27g(4mmol)、を加え、この懸濁溶液を窒素雰囲気下、室温(23℃)で12時間攪拌した。攪拌後、ジクロロメタン相を分離、残った水相をさらにジクロロメタンで3回抽出した上で得られたジクロロメタンを合わせて硫酸ナトリウムで乾燥後に乾固させた。得られた結晶を少量のジクロロメタンで溶解させてジエチルエーテル中に滴下、析出した結晶を濾過、得られた結晶を再びジクロロメタンに溶解させて少量のジエチルエーテルを加え静置して再結晶を行った。得られた結晶を濾過、乾燥し、下記化学式(31)で表される白色の酸発生剤(P−7)化合物を得た。
<Acid generator (P-7)>
0.72 g (4 mmol) of sodium benzenesulfonate was dissolved in 20 ml of dichloromethane and 10 mL of water, and 1.27 g (4 mmol) of diphenyliodonium chloride was added thereto, and this suspension solution was added at room temperature (23 ° C.) under a nitrogen atmosphere. Stir for 12 hours. After stirring, the dichloromethane phase was separated, and the remaining aqueous phase was further extracted with dichloromethane three times. The obtained dichloromethane was combined, dried over sodium sulfate and dried. The obtained crystals were dissolved in a small amount of dichloromethane and dropped into diethyl ether, the precipitated crystals were filtered, the obtained crystals were dissolved again in dichloromethane, and a small amount of diethyl ether was added and left to stand for recrystallization. . The obtained crystal was filtered and dried to obtain a white acid generator (P-7) compound represented by the following chemical formula (31).

得られた酸発生剤(P−7)の純度と構造の確認は、H‐NMRスペクトルより行った。
H‐NMR(400MHz, DMSO−d6, TMS): δ(ppm)7.29−7.33(m,4H,Aromatic−H)、7.51−7.55(t,4H,aromatic−H)、7.58−7.60(dd,2H,aromatic−H)、7.65−7.69(t,2H,aromatic−H)、8.24−8.26(d,2H,aromatic−H)
The purity and structure of the obtained acid generator (P-7) were confirmed from the 1 H-NMR spectrum.
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ (ppm) 7.29-7.33 (m, 4H, Aromatic-H), 7.51-7.55 (t, 4H, aromatic-H) ), 7.58-7.60 (dd, 2H, aromatic-H), 7.65-7.69 (t, 2H, aromatic-H), 8.24-8.26 (d, 2H, aromatic- H)

<酸発生剤(P−8)>
前記酸発生剤(P−7)の合成において、ベンゼンスルホン酸ナトリウムの代わりに3−ニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム0.88g(4mmol)を用いた以外は、前記合成法に従って、下記化学式(32)で表される白色の酸発生剤(P−8)化合物を得た。
<Acid generator (P-8)>
In the synthesis of the acid generator (P-7), a compound represented by the following chemical formula (32) is used according to the synthesis method except that 0.88 g (4 mmol) of sodium 3-nitrobenzenesulfonate is used instead of sodium benzenesulfonate. A white acid generator (P-8) compound was obtained.

得られた酸発生剤(P−8)の純度と構造の確認は、H‐NMRスペクトルより行った。
H‐NMR(400MHz, DMSO−d6, TMS): δ(ppm)7.51−7.55(t,4H,aromatic−H)、7.64−7.69(m,3H,aromatic−H)、8.01−8.03(d,1H,aromatic−H)、8.19−8.21(dd,1H,aromatic−H)、8.24−8.26(d,4H,aromatic−H)、8.34(m,1H,aromatic−H)
The purity and structure of the obtained acid generator (P-8) were confirmed by 1 H-NMR spectrum.
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ (ppm) 7.51-7.55 (t, 4H, aromatic-H), 7.64-7.69 (m, 3H, aromatic-H ), 8.01-8.03 (d, 1H, aromatic-H), 8.19-8.21 (dd, 1H, aromatic-H), 8.24-8.26 (d, 4H, aromatic- H), 8.34 (m, 1H, aromatic-H)

<酸発生剤(P−9)>
前記酸発生剤(P−7)の合成において、ベンゼンスルホン酸ナトリウムの代わりに4―クロロベンゼンスルホン酸ナトリウム0.81g(4mmol)を用いた以外は、前記合成法に従って、下記化学式(33)で表される白色の酸発生剤(P−9)化合物を得た。
<Acid generator (P-9)>
In the synthesis of the acid generator (P-7), a compound represented by the following chemical formula (33) is prepared according to the synthesis method except that 0.81 g (4 mmol) of sodium 4-chlorobenzenesulfonate is used instead of sodium benzenesulfonate. A white acid generator (P-9) compound was obtained.

得られた酸発生剤(P−9)の純度と構造の確認は、H‐NMRスペクトルより行った。
H‐NMR(400MHz, DMSO−d6, TMS): δ(ppm)7.36−7.38(d,2H,aromatic−H)7.51−7.55(t,4H,aromatic−H)、7.58−7.60(d,2H,aromatic−H)、7.65−7.69(t,2H,aromatic−H)、8.24−8.26(d,4H,aromatic−H)
The purity and structure of the obtained acid generator (P-9) were confirmed by 1 H-NMR spectrum.
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d6, TMS): δ (ppm) 7.36-7.38 (d, 2H, aromatic-H) 7.51-7.55 (t, 4H, aromatic-H) 7.58-7.60 (d, 2H, aromatic-H), 7.65-7.69 (t, 2H, aromatic-H), 8.24-8.26 (d, 4H, aromatic-H) )

<比較酸発生剤(RP−1)>
下記化学式(34)で表される比較酸発生剤(RP−1)は、製品名DPI−105として、みどり化学株式会社から入手した。
<Comparative acid generator (RP-1)>
The comparative acid generator (RP-1) represented by the following chemical formula (34) was obtained from Midori Chemical Co., Ltd. under the product name DPI-105.

<比較酸発生剤(RP−2)>
下記化学式(35)で表される比較酸発生剤(RP−2)は、製品名TPS−105として、みどり化学株式会社から入手した。
<Comparative acid generator (RP-2)>
The comparative acid generator (RP-2) represented by the following chemical formula (35) was obtained from Midori Chemical Co., Ltd. under the product name TPS-105.

<比較酸発生剤(RP−3)>
下記化学式(36)で表される比較酸発生剤(RP−3)は、製品名TPS−109として、みどり化学株式会社から入手した。
<Comparative acid generator (RP-3)>
The comparative acid generator (RP-3) represented by the following chemical formula (36) was obtained from Midori Chemical Co., Ltd. under the product name TPS-109.

<比較酸発生剤(RP−4)>
下記化学式(37)で表される比較酸発生剤(RP−4)は、製品名TPS−300として、みどり化学株式会社から入手した。
<Comparative acid generator (RP-4)>
The comparative acid generator (RP-4) represented by the following chemical formula (37) was obtained from Midori Chemical Co., Ltd. under the product name TPS-300.

<比較酸発生剤(RP−5)>
下記化学式(38)で表される比較酸発生剤(RP−5)は、製品名NDI−105として、みどり化学株式会社から入手した。
<Comparative acid generator (RP-5)>
The comparative acid generator (RP-5) represented by the following chemical formula (38) was obtained from Midori Chemical Co., Ltd. under the product name NDI-105.

(実施例1〜15及び比較例1〜5)
表3のように、フェノール化合物(A)として(A−01)〜(A−05)、酸発生剤化合物(B)として酸発生剤化合物(P−1)〜(P−9)、比較酸発生剤化合物(RP−1)〜(RP−5)、塩基性化合物(C)としてトリ−n−オクチルアミン(C−1)を、有機溶剤(D)プロピレングリコールモノメチルエーテル(D−1)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(D−2)、又はシクロペンタノン(D−3)に表3に記載の配合量で添加して均一溶液にし、各試料溶液を0.1μmのテフロン(登録商標)フィルターでろ過して、実施例1〜15及び比較例1〜5のネガ型レジスト組成物を調製した。なお、酸発生剤の重量部が異なるのは、実施例及び比較例に用いる酸発生剤のモル数を合わせたためである。
(Examples 1-15 and Comparative Examples 1-5)
As shown in Table 3, (A-01) to (A-05) as the phenol compound (A), acid generator compounds (P-1) to (P-9) as the acid generator compound (B), comparative acid Generator compounds (RP-1) to (RP-5), tri-n-octylamine (C-1) as basic compound (C), organic solvent (D) propylene glycol monomethyl ether (D-1), Add to propylene glycol monomethyl ether acetate (D-2) or cyclopentanone (D-3) in the blending amounts shown in Table 3 to make a uniform solution, and each sample solution is a 0.1 μm Teflon (registered trademark) filter. The negative resist compositions of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 5 were prepared. In addition, the weight part of an acid generator differs because the number of moles of the acid generator used for an Example and a comparative example was match | combined.

<レジストパターンの作成及び評価方法>
上記実施例1〜15及び比較例1〜5で得られたレジスト組成物を用いて、以下に示す方法でレジストパターンを作成し、評価を行った。なお、結果を表4に示す。
<Resist pattern creation and evaluation method>
Using the resist compositions obtained in Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 5, a resist pattern was created by the following method and evaluated. The results are shown in Table 4.

(1)レジストの塗布
各レジスト組成物を、6インチシリコン基板上にスピンナーを用いて、均一に塗布し、100℃で60秒間プリベーク処理(PAB)を行い、膜厚50nmのレジスト膜を形成した。良好なレジスト膜が形成されたものを○、はじきなどにより良好な膜形成が困難であったものを×とした。
(1) Application of resist Each resist composition was uniformly applied on a 6-inch silicon substrate using a spinner, and pre-baked (PAB) at 100 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 50 nm. . A case where a good resist film was formed was marked with ◯, and a case where a good film formation was difficult due to repelling was marked with x.

(2)帯電防止膜の塗布
レジスト組成物を塗布した後の基板に三菱レイヨン株式会社製の帯電防止膜aquaSAVE57xsをスピンナーを用いて均一に塗布、70℃で90秒間ベーク処理を行いレジスト膜上に膜厚40nmの帯電防止膜層が形成されたレジスト/帯電防止膜積層体を得た。
(3)レジストパターンの形成
上記のレジスト帯電防止膜積層体に対し、電子線描画装置(加速電圧100KV)を用いて描画を行った。描画終了後、純水によるリンスを60秒間行い帯電防止膜層を溶解、除去した後に100℃で60秒間ベーク処理(PEB)を施し、2.38%のTMAH水溶液(23℃)で60秒間現像処理し、さらに純水にて60秒間リンス処理を行い、ラインアンドスペース(L/S)パターンを形成した。
(2) Application of antistatic film An antistatic film aquaSAVE57xs manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. was uniformly applied to the substrate after applying the resist composition using a spinner, and baked at 70 ° C. for 90 seconds on the resist film. A resist / antistatic film laminate in which an antistatic film layer having a thickness of 40 nm was formed was obtained.
(3) Formation of resist pattern Drawing was performed on the resist antistatic film laminate using an electron beam drawing apparatus (acceleration voltage 100 KV). After drawing, rinse with pure water for 60 seconds to dissolve and remove the antistatic film layer, then bake treatment (PEB) at 100 ° C. for 60 seconds, and develop with 2.38% TMAH aqueous solution (23 ° C.) for 60 seconds. Then, a rinse process was performed for 60 seconds with pure water to form a line and space (L / S) pattern.

<評価>
(1)感度、解像力、ラインエッジラフネス
感度及びラインエッジラフネス(LER)は、走査型電子顕微鏡(SEM)(ホロン社製)により測定した。感度は100nmのL/Sパターンが1:1に形成される最少照射量を感度としてμC/cm単位で測定した。また、その照射量における限界解像力(ライン及びスペースが分離解像)を解像力とした。LERは、100nmのL/Sパターンの長手方向のエッジ0.7μmの範囲について、ライン幅を500ポイント測定し、標準偏差を求め、3σを算出した。
<Evaluation>
(1) Sensitivity, Resolution, Line Edge Roughness Sensitivity and line edge roughness (LER) were measured with a scanning electron microscope (SEM) (manufactured by Holon). Sensitivity was measured in units of μC / cm 2 with sensitivity as the minimum dose at which a 100 nm L / S pattern was formed 1: 1. Further, the limit resolution (the line and space are separated and resolved) at the irradiation amount was defined as the resolution. For LER, 500 points of line width were measured for a range of edge of 0.7 μm in the longitudinal direction of a 100 nm L / S pattern, a standard deviation was obtained, and 3σ was calculated.

(2)真空中の露光後線幅安定性
レジストパターンを形成する際に、電子線描装置にてパターンを描画後、電子線描画装置内で高真空下(5.0×10−6 Pa)3時間、各レジスト組成物を放置する工程を加える以外は上記「レジストパターンの作成」と同様の方法でレジストパターンを形成した。高真空下で3時間放置する前の各レジスト組成物を用いて上記「感度及び解像力」の方法により求めた最小照射量と同一の照射量で、設計線幅が100nmのL/Sパターンの線幅を測定した。高真空下で3時間放置する前の各レジスト組成物で得られたパターン線幅に対し、高真空下3時間放置後の各レジスト組成物で得られたパターン線幅の変化が、1%以内であるものを○、1%を超えるものを×とした。
(2) Line width stability after exposure in vacuum When a resist pattern is formed, a pattern is drawn by an electron beam drawing apparatus, and then in a high vacuum (5.0 × 10 −6 Pa) 3 in the electron beam drawing apparatus. A resist pattern was formed by the same method as the above-mentioned “Preparation of resist pattern” except that a step of allowing each resist composition to stand for a period of time was added. An L / S pattern line having a design line width of 100 nm with the same dose as the minimum dose determined by the above-described method of “sensitivity and resolution” using each resist composition before being left for 3 hours under high vacuum. The width was measured. Change in pattern line width obtained with each resist composition after standing for 3 hours under high vacuum is within 1% of the pattern line width obtained with each resist composition before standing for 3 hours under high vacuum Those that are ◯ and those that exceed 1% were rated as x.

<結果のまとめ>
実施例1〜15の本発明のレジスト帯電防止膜積層体では、チャージアップ現象を回避し、レジスト膜の電子線描画後の感度変化を抑え、設計通りの寸法のパターン形成が可能であり、且つ、アルカリ現像性を有しながら、高感度、高解像力で、低ラインエッジラフネスの微細なレリーフパターンを得ることができることが明らかにされた。
一方、スルホン酸構造に直接結合する炭素原子、不飽和炭化水素基、若しくは芳香環にフッ素原子が結合している酸発生剤を用いた比較例1〜5のレジスト帯電防止膜積層体では、露光後線幅安定性が悪く、ラインエッジラフネスも劣り、設計通りの寸法のパターン形成ができなかった。
<Summary of results>
In the resist antistatic film laminates of Examples 1 to 15 of the present invention, the charge-up phenomenon can be avoided, the sensitivity change after the electron beam drawing of the resist film can be suppressed, and a pattern with the dimensions as designed can be formed. It has been clarified that a fine relief pattern with high sensitivity and high resolution and low line edge roughness can be obtained while having alkali developability.
On the other hand, in the resist antistatic film laminates of Comparative Examples 1 to 5 using an acid generator in which a fluorine atom is bonded to a carbon atom, an unsaturated hydrocarbon group, or an aromatic ring directly bonded to the sulfonic acid structure, exposure is performed. The rear line width stability was poor and the line edge roughness was inferior, and a pattern with the dimensions as designed could not be formed.

1 レジスト帯電防止膜積層体
10 支持体
20 レジスト膜
21 電子線照射部
30 帯電防止膜
40 電子線
41 電子線照射範囲
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resist antistatic film laminated body 10 Support body 20 Resist film 21 Electron beam irradiation part 30 Antistatic film 40 Electron beam 41 Electron beam irradiation range

Claims (8)

支持体上に、
(I)フェノール性水酸基を1分子中に2個以上有し、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に1個以上有する分子量400〜2500のフェノール性化合物(A)と、電子線を照射することにより直接又は間接的に酸を発生し、−SO 又は−SO−で表されるスルホン酸構造及び、該スルホン酸構造に直接結合する炭素原子、該スルホン酸構造に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくは該スルホン酸構造に直接結合する芳香環を有し、該スルホン酸構造に直接結合する前記炭素原子、前記不飽和炭化水素基、若しくは前記芳香環にフッ素原子が結合していない酸発生剤(B)とを含有するネガ型レジスト組成物であって、当該ネガ型レジスト組成物の全固形分中における前記フェノール性化合物(A)の含有量が70重量%以上であるネガ型レジスト組成物からなるレジスト膜と、
(II)帯電防止膜とを少なくとも備える、
レジスト帯電防止膜積層体。
On the support,
(I) Two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and one or more substituents selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group in the ortho position of the phenolic hydroxyl group in one molecule A sulfonic acid structure represented by —SO 3 or —SO 3 —, which is generated directly or indirectly by irradiating an electron beam with one or more phenolic compounds (A) having a molecular weight of 400 to 2500. And having a carbon atom directly bonded to the sulfonic acid structure, an unsaturated hydrocarbon group directly bonded to the sulfonic acid structure, or an aromatic ring directly bonded to the sulfonic acid structure, and directly bonded to the sulfonic acid structure A negative resist composition containing the carbon atom, the unsaturated hydrocarbon group, or the acid generator (B) in which no fluorine atom is bonded to the aromatic ring, A resist film comprising a negative resist composition in which the content of the phenolic compound (A) in the total solid content of the resist composition is 70% by weight or more;
(II) comprising at least an antistatic film,
Resist antistatic film laminate.
前記酸発生剤(B)が、下記式(1)〜(4)のいずれかで表される、請求項1に記載のレジスト帯電防止膜積層体。
(化学式(1)中、Rは同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、炭素数1〜12の直鎖状アルコキシ基、炭素数3〜12の分岐状アルコキシ基、炭素数3〜12の環状アルコキシ基、炭素数1〜12のアシル基、炭素数1〜12のスルフィド基、ヒドロキシル基、又はハロゲン原子である。又Rが相互に結合して環状構造を形成していてもよい。nは0〜2の整数である。mは0〜9の整数である。Rは同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、置換されてもよいフェニル基、又はナフチル基であり、さらにR同士で互いに直接又は異種原子を介して結合して炭素数2〜13の環状構造を形成してもよい。Rは、炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、又は炭素数6〜14のアリール基であって、S原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していないものである。前記R、R及びRはさらに置換基を有していても良く、前記Rの炭素骨格中に酸素原子を有していてもよい。)
(化学式(2)中、Rは同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、置換されてもよいフェニル基、ナフチル基、アントラセン基でありさらにR同士で互いに直接又は異種原子を介して結合して炭素数2〜13の環状構造を形成してもよい。但しRの内、少なくともいずれか一方はアリール構造を有している。Rは、炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、又は炭素数6〜14のアリール基であって、S原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していないものである。前記R及びRはさらに置換基を有していても良く、前記Rの炭素骨格中に酸素原子を有していてもよい。)
(化学式(3)中、Xは炭素数1〜12のアルキレン基、炭素数6〜12のアリーレン基、又は炭素数1〜12のアルキレンオキシ基(−R’−O−、但し、R’は炭素数1〜12のアルキレン基)であり、Rは炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、又は炭素数6〜14のアリール基であって、S原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していないものである。Rは、さらに置換基を有していても良く、炭素骨格中に酸素原子を有していてもよい。)
(化学式(4)中、Rは、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数3〜12のヘテロアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基である。Rは、炭素数1〜12の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜12の分岐状炭化水素基、炭素数3〜12の環状炭化水素基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数3〜12のヘテロアリール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基であって、S原子に直接結合する炭素原子、S原子に直接結合する不飽和炭化水素基、若しくはS原子に直接結合する芳香環にフッ素原子が結合していないものである。R及びRは、さらに置換基を有していても良く、前記Rの炭素骨格中に酸素原子を有していてもよい。)
The resist antistatic film laminate according to claim 1, wherein the acid generator (B) is represented by any one of the following formulas (1) to (4).
(In the chemical formula (1), R 1 may be the same or different, and each independently represents a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or 3 carbon atoms. -12 cyclic hydrocarbon group, a C1-C12 linear alkoxy group, a C3-C12 branched alkoxy group, a C3-C12 cyclic alkoxy group, a C1-C12 acyl group, C 1-12 sulfide group, hydroxyl group, or halogen atom, R 1 may be bonded to each other to form a cyclic structure, n is an integer of 0-2, m is 0 R 2 may be the same or different and is a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an optionally substituted phenyl group. , Or a naphthyl group, and further R 2 to each other directly or through a different atom To form a cyclic structure having 2 to 13 carbon atoms, and R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 14 aryl groups in which a fluorine atom is not bonded to a carbon atom directly bonded to an S atom, an unsaturated hydrocarbon group bonded directly to an S atom, or an aromatic ring directly bonded to an S atom. R 1 , R 2 and R 3 may further have a substituent, and may have an oxygen atom in the carbon skeleton of R 3 .
(In the chemical formula (2), R 4 may be the same or different and is a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an optionally substituted phenyl group. , A naphthyl group and an anthracene group, and R 4 may be bonded to each other directly or via a different atom to form a cyclic structure having 2 to 13 carbon atoms, provided that at least one of R 4 is R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and is directly connected to the S atom. The carbon atom to be bonded, the unsaturated hydrocarbon group directly bonded to the S atom, or the aromatic ring directly bonded to the S atom is not bonded with a fluorine atom, and R 4 and R 5 further have a substituent. In the carbon skeleton of R 5. (It may have an oxygen atom.)
(In the chemical formula (3), X is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, or an alkyleneoxy group having 1 to 12 carbon atoms (—R′—O—, where R ′ is R 6 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and S 6 A carbon atom directly bonded to an atom, an unsaturated hydrocarbon group bonded directly to an S atom, or an aromatic ring directly bonded to an S atom, and a fluorine atom not bonded to R 6 further has a substituent. And may have an oxygen atom in the carbon skeleton.)
(In the chemical formula (4), R 7 is a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or 6 carbon atoms. An aryl group having 12 to 12 carbon atoms, a heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and R 8 is a linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and 3 to 12 carbon atoms. A branched hydrocarbon group, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a heteroaryl group having 3 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, A fluorine atom is not bonded to a carbon atom directly bonded to the S atom, an unsaturated hydrocarbon group bonded directly to the S atom, or an aromatic ring directly bonded to the S atom, and R 7 and R 8 are may have a substituent, an oxygen atom to the carbon skeleton of the R 8 It may be in.)
前記フェノール性化合物(A)のガラス転移温度(Tg)が60℃以上である、請求項1又は2に記載のレジスト帯電防止膜積層体。   The resist antistatic film laminated body of Claim 1 or 2 whose glass transition temperature (Tg) of the said phenolic compound (A) is 60 degreeC or more. 前記フェノール性化合物(A)は、フェノール性水酸基のオルト位にヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基よりなる群から選択される1種以上の置換基を1分子中に3個以上有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレジスト帯電防止膜積層体。   The phenolic compound (A) has at least three substituents in one molecule selected from the group consisting of a hydroxymethyl group and an alkoxymethyl group at the ortho position of the phenolic hydroxyl group. The resist antistatic film laminated body as described in any one of thru | or 3. 前記フェノール性化合物(A)が、沸点が80〜180℃の有機溶剤に対して23℃で5重量%以上の溶解性を有しているものである、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のレジスト帯電防止膜積層体。   5. The phenolic compound (A) has a solubility of 5 wt% or more at 23 ° C. in an organic solvent having a boiling point of 80 to 180 ° C. 5. 2. The resist antistatic film laminate according to 1. 前記ネガ型レジスト組成物は、更に有機塩基性化合物(C)を含有する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のレジスト帯電防止膜積層体。   The resist antistatic film laminate according to any one of claims 1 to 5, wherein the negative resist composition further contains an organic basic compound (C). 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のレジスト帯電防止膜積層体を電子線で描画する工程と、
電子線で描画したレジスト帯電防止膜積層体の前記帯電防止膜を除去する工程と、
前記帯電防止膜を除去後又は除去と同時に積層体のレジスト膜を現像する工程とを含むレリーフパターンの製造方法。
Drawing the resist antistatic film laminate according to any one of claims 1 to 6 with an electron beam;
Removing the antistatic film of the resist antistatic film laminate drawn with an electron beam;
And a step of developing the resist film of the laminate after or simultaneously with the removal of the antistatic film.
前記電子線で描画する工程と、前記現像する工程の間に加熱処理を行う、請求項7に記載のレリーフパターンの製造方法。   The method for producing a relief pattern according to claim 7, wherein heat treatment is performed between the step of drawing with the electron beam and the step of developing.
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